南昌大学物理化学复习题答案 下载本文

1、在绝热的恒容反应器中CO和O2化合生成CO2( C ) A、△S=0 B、△G=0 C、△U=0

2、A与B可形成理想液态混合物,在一定温度下,纯A、纯B的和蒸气压PA*?PB*,则在该工组分的蒸气压——组成图上的气、液两相平衡区, 呈平衡的气、液两相组成必有( B )

A、YB?XB B、YB?XB C、YB?XB

?3、在等温等压下,某反应的??Gm?10KJ?mol?1,则该反应( C )

A、不能自发进行 B、能自发进行 C、不能确定

4、对反应A→P,如果反应物A的浓度减少一半,A的半衰期也缩短一半,则该反应的级数为( A )

A、0级 B、1级 C、2级 5、在温度为T时,若电池反应

Cu?Cl2?Cu2??12Cu?12Cl2??12Cu2??Cl?的标准电动势为E1?,而

?2Cl的标准电动势为E2( C )

A、E1??12E2? B、E1??2E2? C、E1??E2?

6.已知下列反应的平衡常数:H2(g) + S(s) = H2S(s) ① K1 ;S(s) + O2(g) = SO2(g) ② K2 。则反应 H2(g) + SO2(g) = O2(g) + H2S(g) 的平衡常数为:D (A) K1 + K2 (B) K1 - K2 (C) K1·K2 (D) K1/K2

?17.某反应A→P,其速率系数kA?6.93min,则该反应物A的浓度从0.1mol·dm-3变到0.05 mol·dm-3所需时间是:B

(A) 0.2min (B) 0.1min (C) 1min (D) 2 min

8.下列气体溶于水溶剂中,哪种气体不能用亨利定律:C

(A) N2 (B) O2 (C) NO2 (D) CO

9.对于气体的绝热过程,以下说法正确的是:C

(A) ΔU=ΔH (B) ΔU=ΔG (C) ΔU=W (D) PVλ=常数 10、二组分理想液态混合物的总蒸气压是(D )

(A)与液态混合物的组成无关; (B)大于任一纯组分的蒸气压; (C) 小于任一纯组分的蒸气压;(D)介于二纯组分的蒸气压

11.在α、β两相中都含有A、B两种物质,当达到相平衡时,应有( B ) (A)?A??B (B) ?A??A (C)?A??B (D)以上都不正确

12、同一温度、压力下,一定量某纯物质的熵值(B ) (A)S(气)=S(液)=S(固); (B)S(气)> S(液)> S(固); (C)S(气)< S(液)< S(固); (D)S(气)> S(液)< S(固);

??????

13、一系统从一始态出发经一循环过程回到始态,其热力学能増量(C )

(A)△U<0; (B)△U>0; (C)△U=0;

14、据焓的定义,焓的变化为△H=△U+△(pV),式中△(pV)的含义是(B )

(A)△(pV)= △p△V;(B)△(pV)=p2V2-p1V1 ;(C)△(pV)=p△V+V△p;

15、在通常的情况下,对于二组分系统能平衡共存的最多相为(C ) (A)2; (B)3; (C)4;

16、某绝热体系在接受了环境所做的功之后,其温度( A ) A.一定升高 B.一定降低

C.一定不变 D.不一定改变

17、若某液体在毛细管内呈凹液面,则该液体在该毛细管中将( A ) A、沿毛细管上升 B、沿毛细管下降 C、不上升也不下降

18、非理想气体绝热可逆压缩过程的△S( A )

A、等于零 B、大于零 C、小于零

19、熵变ΔS是: (1) 不可逆过程热温商之和 (3) 与过程无关的状态函数

(2) 可逆过程热温商之和 (4) 与过程有关的状态函数

以上正确的是: ( B )

(A) 1,2 (B) 2,3 (C) 2 (D) 4

20、NaCl(s), NaCl水溶液及水蒸气平衡共存时,系统的自由度( B ) (A) f =0 (B) f =1 (C) f =2 (D) f =3

21、373.15K,101.325KPa的H2O(l)向真空蒸发为同温同压下的H2O(g), 该过程( B )

a、ΔU=0; b、W=0; c、ΔH=0; d、Q=0

22、当一定直流电通过一含有金属离子的溶液时,在阴极上析出金属的量正比于(C) (A) 金属的表面积; (B) 电解质溶液的浓度;

(C) 通入的电量; (D) 电解质溶液中离子迁移的速度。

-1

23、某反应速率常数的量纲是[浓度][时间]则该反应是D

a、三级反应; b、二级反应; c、一级反应; d、零级反应

24、给出方程式 A+B →2p,则正确的叙述是( D )

(A) 此反应为二级反应; (B) 此反应为双分子反应;

(C) 此反应为基元反应; (D) 此反应各物质间的计量关系已定。 25、反应(1)SO2?12O2?SO3,K1(T),(2)2SO2?O2?2SO3,K2(T)( B )

??

A、k1??k2? B、(k1?)2?k2? C、k1??(k2?)2

26、(1) NaOH 溶解于水 (2) 水溶液中,Ag+ + 2NH3(g) → [Ag(NH3)2]+ (3) HCl 气体溶于水,生成盐酸 (4) 2KClO3(s) → 2KCl(s) + 3O2(g) (5) NH4Cl(s) → NH3(g) + HCl(g)

上述各体系在等温等压过程中熵值减少的是: ( A )

(A) (2)、(3) (B) (1)、(4) (C) (4)、(5) (D) (1)、(2)

1.卡诺热机在T1=600K的高温热源和T2=300K的低温热源间工作,其热机效率η=_0.5_______

2、已知25℃时C2H(、C2H(及H(的标准摩尔燃烧焓分别为-1411kJ·mol-1, 4g)6g)2g)

-1560kJ·mol-1及-285.8kJ·mol-1。则反应 C2H4(g)+H2(g)→C2H6(g)的标准摩尔焓变是 -136.8KJ·mol-1 。

3、25°C时,0.5mol A与0.5molB形成理想液态混合物,则混合过程的ΔS=____ 5.76 J·K-1 ____

4、5mol理想气体在25℃下由1MPa膨胀到0.1MPa,此过程的 ?G??28.54KJ ,?A??28.54KJ 。

5、NH4Cl(S)和任意量的NH3(g)及HCl(g)达到平衡,则C= 2 ,f= 2 。

6、理想气体向真空膨胀,体积由V1变到V2,其△U = 0,△S ≥0 。

7、物理量Q、T、V、W,其中属于状态函数是 T,V ;与过程有关的量是 Q,W ; 状态函数中属于强度量的是 T ,状态函数中属于广度量的是 V 。

?8、纯物质两相平衡的条件是 ????A 。 A9、热力学第一定律数学表达式 △U =Q+W 。

10、将化学反应Fe2++Ag+=== Fe3++Ag(s)设计成电池__ Pt∣Fe2+,Fe3+‖Ag+,Ag(s) 11、描述电解质溶液的导电能力的物理量有 __к_______、___ G_________、 __Λm _______。三者之间的关系为____к=G(l/A)____、____Λm=к/c ____。 12、某一级反应35min反应物消耗30%,则5h后反应物消耗的百分数为x=_4.7%___

1、系统经历一个不可逆循环过程,其焓变△H=0。(√ )

2、100℃,101325Pa的水变为同温同压下的水气,该过程△G<0。(╳ ) 3、克拉佩龙方程适用于纯物质的任何两相平衡。(√ ) 4、任何一个偏摩尔量均是温度、压力和组成的函数。(√ ) 5、根据相律,溶液在一定温度下,蒸气压应该是定值。(╳ ) 7、弯曲液面产生的附加压力与表面张力成正比。( √ )

8、电解质使溶胶发生聚沉时,反离子价数越高,聚沉能力越强, 聚沉值越大。( ╳ )

1、判断下列说法是否正确并说明原因

(1) 夏天将室内电冰箱门打开,接通电源,紧闭门窗(设墙壁、门窗均不传热),

可降低室温。

(2) 可逆机的效率最高,用可逆机去拖动火车,可加快速度。

(3) 在绝热封闭体系中发生一个不可逆过程从状态 I→II,不论用什么方法体 系再也回不到原来状态 I。

(4) 封闭绝热循环过程一定是个可逆循环过程。

答:[答] (1) 错误 。绝热体系中作电功,电机受热只能升温。

(2) 错误 。作功虽最大,但可逆机循环一周的所用时间无限长,所以功率最小,功率 = 牵引力×速度,所以速度最慢。

(3) 对,因为在绝热封闭体系中发生不可逆过程时 △S > 0,所以在绝热均匀体系中发生过不可逆过程后,就不可能用绝热法使体系还原。因为 SⅢ > SⅡ > SⅠ

(4) 对。道理同上,既然体系能完成绝热循环,则说明所进行各步绝热过程均是可逆的。有一步不可逆熵值就会增加,回不到原态.

??

2、对于一个等温等压下的封闭反应体系,因其ΔG=-RTLnK,故反应体系的标准态 即是平衡态,这个概念是否正确?如果体系的情况为ΔG?= 0,则体系是否是平衡态?

???

答:这个概念不正确。ΔG与K各自对应于反应体系二种不同的状态,ΔG是指反应物与产物都处于标准态的自由能之差,K是反应体系处于平衡态时反应组分的活度积,

????

ΔG=-RTLnK仅反映了ΔG 与K之间数值上的关系,并没有物理意义上联系,更没 有表明是同一状态。当体系中ΔG?=0,体系不一定处于平衡态,因为ΔG?=0,体系

?

的 ΔGm =ΔG+RTlnQ=RTLnQa,只要活度商Qa≠1,则ΔGm≠0,体系就不是化学平衡 态。只有当体系的Qa=1,或反应体系中各反应物质都处于标准态,ΔGm=RTLnQa=0,

?

或ΔGm=ΔG=0,体系才处于平衡态,这仅是一种特殊的情况。

1、273 K、0.5 MPa、2 dm3的N2(g) 在恒定的0.1 MPa 的外压下恒温膨胀至与外压平衡。若N2(g) 可视为理想气体,试求此过程的Q、W、?U、?H、?S和?G。

2+2+

2、利用标准电极电势的数据求算25℃时反应 Zn|Zn(a1)||Cu(a2)|Cu 的标准平衡常数

。已知(

(Cu)=0.337V,

θ

(Zn)= -0.763V)

Zn+Cu2+ Zn2++Cu

3、某药物分解反应的速率系数与温度关系为ln(k/h?1)??8938T?20.40,①求该反应的

活化能Ea;②若此药物分解30%即失效,问在30℃下可保存多久?③要使有效期延长到2年,保存温度不能超过多少度?

①Ea?8938?8.3145?74.315KJ?mol②T=273.15+30=303.15K 代入求得 k=1.135×10-4h-1

t?1kln11?X12?365?24A?1

?11.135?10ln11?0.3?4ln11?0.3?3.14?10h

3?5③k??2.0358?10h?1

代入lnk式,求得T=286.5K,即13.3℃。

4、A和B固态时完全不互溶,101325Pa时固体A的熔点为30℃,固体B的熔

点为50℃,A和B在10℃具有最低共熔点,其组成为xB=0.4,设A和B相互溶解度曲线均为直线。

(1) 画出该系统的熔点-组成图(t-x图)

(2) 今由2molA和8molB组成一系统,根据画出的t-x图,列表回答系统

在5℃,30℃,50℃时的相数,相的聚集态及成分、所在相区的条件自由度。

(1)t-x图

(2)

-------------------------------------------------------------------- 温度 相数 相的聚集态及成分 相区的条件自由度

-------------------------------------------------------------------- 5℃ 2 S(A)+S(B) 1 30℃ 2 l(A+B)+S(B) 1 50℃ 1 l(A+B) 2

--------------------------------------------------------------------

5、已知电池Zn|Zn2+(a=0.0004)||Cd2+(a=0.2)|Cd。

①写出电极反应和电池反应。

②计算25oC时电池的电动势及电池反应的△rGm。(8分) 已知E○(Zn2+|Zn)= -0.763V E○(Cd2+|Cd)= -0.403V

电极反应: Zn-2e?Zn2+ Cd2++2e?Cd 电池反应:

Zn+Cd2+?Zn2++Cd

EMF??0.403?(?0.763)?0.36V?

?1EMF?0.36?0.059162lg0.00040.2?0.44V?rGm??ZEMFF??2?0.44?96500?84920J?mol

6、5mol某理想气体(Cp?m?29.10J?K?1?mol?1),由始态(400K,200Kpa)经

一定容过程加热到600K,求此过程的Q、W、△U、△H和△S。

W=0

QV??U??H??600400nCv?mdT?20.79kJ

?600400nCp?mdT?29.1kJ

600400?42.15J?K?1?S?nCv?mln

7、已知A、B两组分系统在101325Pa下的相图(T-x)如图A所示:

GDH及垂线CD上的系统自由度是多少? (1)标出各区(1?6)的相态,水平线EF、

(2)画出从a、b点冷却的步冷曲线(按图B的方式画图)

相区 (1) (2) (3) 相态 l(A+B) s(A)+l(A+B) s(C)+l(A+B) 相区 (4) (5) (6) 相态 s(B)+l(A+B) s(A)+s(C) s(C)+s(B) 水平线EF、GDH系统的自由度数为0,垂线CD上的自由度数为1。 绘制的步冷曲线如下图所示

8、乙醛热分解CH3CHO → CH4+CO是不可逆反应,在518℃及恒容条件下,有数据:

初始压力(纯乙醛) 100秒后系统总压

0.400kPa 0.500kPa

0.200kPa 0.229kPa

求(1)乙醛分解的反应级数;(2)计算518℃时的速率常数;

解:设甲醛为A,因为是恒温恒容反应,可用压力代替浓度进行有关计算。

A → CH4 + CO

t=0 pA0 0 0 总压p=pA0

t=t pA pA0-pA pA0-pA 总压p=2pA0-pA 所以 pA=2pA0-p

(1) 可用积分法。假设为级数n=1, 则 k=ln(pA0/pA)/t =ln[pA0/(2pA0-p)]/t 代入数据:

k1=ln[0.400/(2×0.400-0.500)]/100s=0.00288s k2=ln[0.200/(2×0.200-0.229)]/100s=0.00157s-1 速率常数相差太多,可否定为一级反应。

-1-1

假设为二级反应,则 k=(pA-pA0) t 代入数据得:

k1=[(2×0.400-0.500)-0.400] kPa/100s=0.00833 kPa·s k2=[(2×0.200-0.229)-0.200] kPa/100s=0.00848 kPa·s 速率常数非常接近,所以可认为是二级反应。

用n级反应的压力与时间式代入建立一个方程,用尝试法求n亦可。

(2) 速率常数 k=(k1+k2)/2 =0.00841 kPa-1·s-1。

-1

-1

-1

-1

-1

-1

-1-1-1-1-1