第一章 热力学第一定律
一、选择题
1、下述说法正确的是( )
A. 水的标准摩尔生成焓即是氧气的标准摩尔燃烧焓 B. 水蒸气的标准摩尔生成焓即是氧气的标准摩尔燃烧焓 C. 水的标准摩尔生成焓即是氢气的标准摩尔燃烧焓 D. 水蒸气的标准摩尔生成焓即是的氢气标准摩尔燃烧焓 2、298K时,石墨的标准摩尔生成焓( ) A. 等于零 B. 大于零 C. 小于零 D. 不定
3、已知反应H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)的?H,下列说法错误的是( )
A. ?H是H2(g)的燃烧焓 B. ?H是H2O(g)的生成焓 C. ?H是负值 D.?H不是H2(g)的燃烧焓
4、在理想气体P-V图上,相同压力与体积处,绝热可逆比恒温可逆线( ) A. 陡 B. 平 C. 长 D. 短
5、在一个绝热钢性容器中发生一化学反应,使系统的温度从T1升高到T2,压力从P1升高到P2,则( )。 A. Q>0,W>0,?U=0 B. Q=0,W=0,?U=0
C. Q=0,W>0,?U<0 D. Q>0,W=0,?U>0
6、理想气体从相同的始态分别经:(1)可逆等温膨胀至T、P;(2)可逆绝热膨胀至T?、P。两终态温度之间的关系为( )。
A. T> T? B. T=T? C. T< T? D. 无法确定
7、 某理想气体进行等温自由膨胀,其内能变化为?U, 焓变?H为( )。 A. ?U > 0 ?H >0 B. ?U <0 ?H >0 C. ?U =0 ?H=0 D. ?U=0 ?H >0
8、1mol 理想气体经历绝热可逆过程,功的计算公式正确的是( )。 A. Cv(T1-T2) B.Cv(T2-T1) C.(p 1V1-p2V2) / (?-1) D.R(T1-T2) / (?-1) 9、公式?U=? nCv,mdT 适用于( )。
A. 理想气体简单状态变化 B. 封闭系统的简单状态变化 C. 在恒容过程中理想气体简单状态变化 D.任何过程 10、 H2和N2以3?1的比例在绝热钢瓶中反应,该过程( )。 A. ?H =0 B. ?P=0 C. ?U=0 D. ?T=0 11、当热从环境传向系统时,系统的内能( )。 A.升高 B.降低 C.不变 D.不确定
12、对一个化学反应,若知其∑?BCp,m(B)>0,则( ). A. ?rH?m随温度升高而升高 B. ?rH?m随温度升高而减小 C. ?rH?m不随温度升高而改变 D. ?rH?m随温度变化没有规律 二、填空题
1、一定温度、压力下,在容器中进行如下反应:Zn(s)+2HCl(ag)=ZnCl2(ag)+H2(g)
若按质量守恒定律,则反应系统为 系统;若将系统与环境的分界面设在容器中液体的表面上,则反应系统为 系统。
2、按标准摩尔生成焓与标准摩尔燃烧焓的定义,对C(石墨)、CO2(g)之间, 的标准摩尔生成焓正好是 的标准摩尔燃烧焓。标准摩尔生成焓为零的是 ,因为它是 。标准摩尔燃烧焓为零的是 ,因为它是 。
3、在节流膨胀过程中,在系统的各状态函数中,只有 的值不改变。理想气体经节流膨胀后,它的
不改变,即它的节流膨胀系数?= 。这是因为它的焓 。
4、某化学反应在恒压、绝热和只作膨胀功的条件下进行,系统温度由T1升高T2,则此过程的焓变 零;若此反应在恒温(T1)、恒压和只做膨胀功的条件下进行,则其焓变 零。
5、理想气体从相同始态分别经绝热可逆膨胀和绝热不可逆膨胀到相同的终态压力,则终态的温度T
不可逆
可逆
T
,终态的体积V可逆 V不可逆(填入>、=、<)。
6、焦耳-汤姆逊系数?J-r = ,?J-r>0表示节流膨胀后温度 节流膨胀前温度。 7、理想气体微观模型的两个基本特征是 和 。 8、当热力学第一定律以dU=dQ-PdV表示时,它适用于 。
9、一封闭系统,当从状态A到状态B发生变化时经历两条任意不同途径,则: Q1+W1 Q2+W2 。( 填> ,= ,< )
10、理想气体反抗一定外压力作绝热膨胀时, 总是一定减少。
11、对于任何循环过程,系统经历了i步变化,根据热力学第一定律:∑Qi+∑Wi 0。 ( 填> ,= ,< )
12、一定量的理想气体,从同一初态压力P1可逆膨胀到压力为P2,则恒温膨胀的终态体 积 绝热膨胀的终态体积。( 填> ,= ,< ) 三、判断题
1、 理想气体状态方程实际上概括了波义尔定律、盖-吕萨克定律和阿伏加德罗定律等三个定律。( ) 2、只有气体才有状态方程。( )
3、液体在正常沸点蒸发为气体时温度不变,所以?U=?H。( ) 4、H2和Cl2在钢性的绝热容器中变为HCl,温度升高,?U >0。( ) 5、系统的焓变在恒压下等于Qp。( )
6、当热量由体系传给环境时,体系的内能必将减少。( ) 7、因为ΔH=Qp,所以Q也具有状态函数的性质。( ) 四、计算题
1、计算下列四个过程中1mol理想气体的膨胀功。已知气体初态的体积为25dm3,终态体积为100dm3。初终态温度均为100℃。(1)可逆恒温膨胀;(2)向真空膨胀;(3)在外压恒定为气体终态压力下膨胀;(4)开始膨胀时,在外压恒定为体积等于50dm3时气体的平衡压力下膨胀,当膨胀到体积为50dm3后,(此时温度仍为100℃),再在外压减到体积等于100dm3时,气体的平衡压力下膨胀。比较这四种过程的功值,比较结果说明什么?
2、某双原子理想气体1mol从始态350K,200kPa经过如下四个不同过程达到各自的平衡态,求各过程的功W。
(1)恒温可逆膨胀到50kPa; (2 ) 恒温反抗50kPa恒外压膨胀; (3)绝热可逆膨胀到50kPa;(4)绝热反抗50kPa恒外压膨胀。
3、1mol单原子理想气体从始态298K、202.65KPa经下列途径使其体积加倍,试计算每种途径的终态压力及各过程的Q、W、和?U值,画出p-v图,并把?U和W值按大小次序排列。(1)等温可逆膨胀;(2)绝热可逆膨胀。
4、在373.2K、101325Pa时水的汽化热为40.6kJ/mol。如果汽化过程处于一个抽成真空的容器内,在373.2K、101.325KPa时,1mol液态水全部变成水蒸气后,容器压力恰好为101325Pa。求此过程的Q、W、?U、?H(水蒸气视为理想气体)。
5、在0℃、101.325KPa下,有11.2dm3的双原子分子理想气体,连续经下列变化:(i)首先恒压升温到273℃ ;(ii)再恒温可逆压缩到体积回复为11.2dm3;(iii)最后再恒容降温到0℃ 。(1)计算每个过程的Q、W、?U、?H。(2)计算整个过程的Q、W、?U、?H
6、有1mol理想气体在202.65KPa、10dm3时恒容升温,使压力升高至初压的10倍,再恒压压缩到体积为1dm3。求整个过程的Q、W、?U、?H。
7、已知CO2的Cp,m=[26.75+42.258?10-3T-14.25?10-6T2] J?K-1?mol-1。试求:100kg常压、27℃ 的CO2恒压升温至527℃的?H。
8、应用附录中有关物质的热化学数据,计算25℃时反应 2CH3OH(l)+ O2(g)= HCOOCH3(l) + 2H2O(l) 的标准摩尔反应焓,要求:
(1)应用25℃的标准摩尔生成焓数据;?fHm? (HCOOCH3,l)= —379.07kJ/mol。 (2)应用25℃的标准摩尔燃烧焓数据。
第二章 热力学第二定律
一、选择题
1、理想气体在等温条件下,经恒外压压缩至稳定,此变化中的系统熵变?S系及?S环应为( )。 A. ?S系>0, ?S环<0 B. ?S系<0, ?S环>0 C . ?S系>0, ?S环=0 D. ?S系<0, ?S环=0 2、N2和O2的混合气体绝热可逆压缩,其( )。 A . ?U=0 B. ?A=0 C. ?S=0 D. ?G=0
3、在绝热条件下,用大于气筒内的压力迅速推动活塞压缩气体,此过程的熵变( )。 A.大于零 B. 等于零 C. 小于零 D. 不能确定
4、在300K时,5mol的理想气体由1dm3等温可逆膨胀到10dm3,则该过程的?S是( )。 A. 11.51R B. -11.51R C. 2.303R D. -2.303R
5、273.2K、101325Pa下,使其与大热源接触,向真空容器蒸发成为373.2K、101325Pa下的水蒸气,作为这一过程方向的判据应为( )。
A. ?U B. ?S隔离 C. ?G D. ?H
6、300K、100KPa的氧气和氢气进行等温等压混合,该过程的( )。
A. ?S>0,过程可逆 B. ?S>0,自发进行 C. ?G>0,过程可逆 D. ?G>0,自发进行 7、在系统经历任意不可逆过程后,该系统的熵变?S( )。
A. 一定大于零 B. 一定小于零 C. 一定等于零 D. 可能大于零也可能小于零 8、熵变?S是指( )。
A. 不可逆过程热温熵之和 B.可逆过程热温熵之和 C. 与过程无关的状态函数 D.与过程有关的状态函数 二、填空题
1、理想气体等温向真空膨胀,体积由V1变到V2,其?U 0,?S 0;实际气体绝热自由膨胀,其?U 0,?S 0。
2、隔离系统中进行的可逆过程?S 0,进行的不可逆过程?S 0。 3、纯物质完美晶体 时的熵值为零。 4、公式Qp=?H的适用条件为 。 5、判断?G?0的适用条件是 。
6、工作在100℃和25℃两个大热源间的卡诺热机,其效率是 。
7、有1molH2O(l),在373K、100KPa下,向真空蒸发为同温、同压下的水蒸气,则此过程?H 0;?S 0;?S环 0;?G 0。( 填> ,= ,< ) 8、 过程的熵不减少。
9、一定量纯物质的(?F/?V)T 0,(?G/?T)p 0,(?S/?T)p 0,(?S/?T)v 0。
10、1mol理想气体从同一初态P1,V1,T1分别经绝热可逆和绝热向真空自由膨胀至相同的V2,其相应的终态为P2,V2,T2及P2′,V2,T2′,则T2 T2′,P2 P2′,S 2 S 2′。( 填> ,= ,< )
11、理想气体由状态1经等温自由膨胀到状态2,可用 判断该过程的自发性。
12、恒温恒容且只做体积功的可逆过程,其?A 0,恒温恒压且只做体积功的可逆过程,其?G
0,可逆绝热过程,其?S 0。( 填> ,= ,< )
13、若要通过节流膨胀达到致冷的目的,则节流操作应控制的必要条件是?JT=(?T/?P)H 0。( 填> ,= ,< )
14、已知某化学反应在298.15K的标准摩尔反应焓?Hθ298.15>0,?Cθp,m>0,则当高于298.15K的某温度T(K)时,反应的焓变?HθT 0。( 填> ,= ,< ) 三、判断题
1、理想气体在绝热膨胀时熵增加,在绝热压缩时熵减少。( ) 2、一切物质在绝对零度的熵值为零。( ) 3、恒温恒压下的相变一定是可逆相变。( )
4、1mol理想气体在等温可逆过程中有?G=?A=RTlnP2/P1。( ) 5、若一个化学反应的?rHm与温度无关,则其?rSm也与温度无关。( ) 6、隔离系统的熵值是守恒的。( )
7、体系从状态1经绝热可逆过程到达状态2,则不可能经绝热不可逆过程从状态2回到状态。( ) 四、证明题
1、证明:(?U/?T)p=Cp-P(?V/?T)p并证明对于理想气体有(?H/?V)T=0,(?CV/?V)T=0。 2、证明:(1)(?U/?V)p=CP(?T/?V)P – P (2) (CP-Cv)= - (?P/?T)v[(?H/?P)T – V]
3、证明:两块质量完全相同的同一种金属,在绝热容器内进行热接触并达到平衡,若它们起始温度不同,则此过程的熵变必大于零。
五、指出下列各过程中Q、W、?U、?H、?S、?A、?G等热力学函数哪些为零? (1)理想气体绝热向真空膨胀; (2)理想气体恒温可逆膨胀; (3)理想气体不可逆恒温压缩; (4)理想气体节流膨胀; (5)真实气体节流膨胀; (6)真实气体绝热可逆压缩;
(7)真实气体卡诺循环过程; (8)水在273.15K和101.325KPa下凝结成冰; (9)H2和O2在绝热钢瓶中发生反应生成水;
(10)A(g)+B(g) →2C(g)在恒温恒压下可逆进行,不做非体积功。 六、计算题
1、1mol单原子理想气体从273K、22.4dm3的始态变到202.65KPa、303K的终态,已知系统始态的规定熵为83.68J·K-1,Cv,m=12.471 J·K-1·mol-1,求此过程的?U、?H、?S、?A及?G。
2、两个体积相等的玻璃球以旋塞隔开,分别储有1molO2和1molN2,温度均为298.15K,压力均为100KPa。在绝热条件下,打开旋塞,使两种气体混合。取两种气体为系统,求混合过程的Q、W、?U、?H、?S、?A、?G。(设O2和N2均为理想气体)
3、有10molCO2(视为理想气体)由25℃、1013.25KPa膨胀到25℃、101.325KPa。计算下列过程中的?S
系
,?S环及?S隔。假定过程是:
(1)可逆膨胀; (2)自由膨胀; (3)对抗外压101.325KPa膨胀。
4、1mol水在100℃、101.325KPa下气化为水蒸气。再升温降压到200℃、50.66KPa,求整个过程的?S。已知在100℃、101.325KPa时,水的气化焓为40.64KJ?mol-1,设水蒸气为理想气体,且它的平均摩尔定压热容Cp,m=34.91J?K-1?mol-1。
5、计算向绝热容器内1mol、-20℃的冰块上加入1mol、80℃水后的?S。已知,0℃时冰的熔化焓?fusH=6009J?mol-1。水与冰的平均热容分别为:Cp,m(l)=75.3 J?K-1?mol-1,Cp,m(s)=36.0 J?K-1?mol-1。
6、有一绝热容器,中间有一隔板将容器分成相同体积的两部分,在两侧分别装有不同温度但等量的两种理想气体,如图。计算抽出隔板后,两种气体混合过程的?S。
7、已知苯在101325Pa下于80.1℃沸腾,?vapHm=30.878kJ/mol。液体苯的Cp,m=142.7J?mol-1?K-1。今将40.53kPa,80.1℃的苯蒸气1mol,先恒温可逆压缩至101.325kPa,并凝结成液态苯,再在恒压下将其冷至60℃。求整个过程的Q、W、?U、?H及?S。
8、有1mol理想气体,初态为T1=298.2K,P1=100KPa,经下列三种过程达终态P2=600KPa。计算下列过程的Q、W、?U、?H、?G、?A和?S隔。(1)恒温可逆过程;(2)绝热可逆压缩;(3)自始至终用600KPa的外压恒温压缩。已知系统的Cp,m=7R/2,初态的标准熵Sθm(298K)=205.3 J?K-1?mol-1。
(3)在多大压力下水的沸点为105℃。
9、已知水在77℃时的饱和蒸气压为41.891kPa,在101.325kPa下的正常沸点为100℃。求: (1)下面表示水的蒸气压与温度关系的方程式中的A和B值; l g(p/Pa)= -A/T + B
(2) 在此温度范围内水的摩尔蒸发焓;
10、固体苯和液体苯的蒸气压与温度的关系分别如下: l g[p(s)/Pa]= -2310K/T + 11.971 l g [p(l)/Pa]= -1784K/T + 10.097
求:(1)苯的三相点温度及三相点的蒸气压;(2)苯在三相点时的熔化焓及熔化熵。
11、下列p-v图中,A→B是等温可逆过程,A→C是绝热可逆过程,若从A点出发:(a)经绝热不可逆过程同样达到V2,则终点D在C点之上还是在C点之下?(b) 经绝热不可逆过程同样达到P2,则终点D在C点之左还是在C点之右?为什么?
第三章 多组分系统热力学
一、选择题
1、过饱和溶液中溶剂的化学势比纯溶剂的化学势( )。 A. 高 B. 低 C. 相等 D. 不可比较
2、混合理想气体中组分B标准态与非理想气体中组分B标准态( )。 A. 相同 B. 不同 C. 不一定相同 D.无关系
3、当溶质溶于溶剂中形成浓度一定的溶液时,若采用不同的组成表示法,则下列说法正确的是( )。 A. 溶质的浓度数据相同 B. 溶质的活度数据相同
C. 溶质的化学势数据相同 D. 溶质的各标准态化学势数据相同
4、298K时,向甲苯的物质的量分数为0.6的大量苯-甲苯的理想溶液中加入1mol纯苯,这一过程的?G、
?H、?S为( )。
?G/J ?H/J ?S/J?K-1 A. 0 0 0 B. -1266 0 4.274 C. -2270 0 7.618 D. -542.6 0 1.821
5、298K、标准压力下,苯与甲苯形成理想溶液,第一份的体积为2dm3,其苯的物质的量分数为0.25,化学势为?1;第二份的体积为1dm3,其苯的物质的量分数为0.5,化学势为?2;则( )。 A. ?1>?2 B. ?12 C. ?1=?2 D. 不能确定
6、两只烧杯各有1kg水,向A杯加入0.01mol蔗糖,向B杯加入0.01molNaCl,待两种溶质完全溶解后,两只烧杯按同样速度冷却降温,则有( )。
A. A杯先结冰 B. B杯先结冰 C. 两杯同时结冰 D. 不能预测结冰的先后
7、323K时,液体A的饱和蒸气压是液体B的饱和蒸气压的3倍,A、B两液体形成理想溶液,气液平衡时,在液相中A的物质的量分数为0.5,则气相中B的物质的量分数为( )。
A. 0.15 B. 0.25 C. 0.5 D. 0.65
8、下列各量中,属于偏摩尔量的是( ),属于化学势的是( )。 ??H A. ???nB???V E. ???nB?????T,p,nc????T,p,nc??A; B. ???nB?(C?B)??A;F. ???nB?(C?B)????T,v,nc??G;C. ???nB?(C?B)????T,V,nc??U;D.???nB?????S,V,nc;
(C?B)(C?B)????T,p,nc;
(C?B)二、填空题
1、混合理想气体中任一组分B的化学势的表达式为 ;理想溶液中任一组分B的化学势的表达式为 ;稀溶液中溶剂A的化学势的表达式为 。 2、一个处于恒温的密闭容器内,放置着一杯开口的纯水与一杯开口的蔗糖水溶液,久置以后发现纯水 ,而糖溶液 ,这是因为 。
3、由纯组分在恒温恒压下组成理想溶液,?mixS 0;?mixG 0;?mixH 0;?mixV 0。 4、拉乌尔定律与亨利定律在全部浓度范围内适用的溶液是 。 5、化学势的定义式为?B= = 。 三、判断
1、物质的偏摩尔量即等于其摩尔量。( )
2、 溶液的化学势等于溶液中各组分的化学势之和。( )
3、 理想液态混合物与理想气体一样,分子之间没有作用力,分子本身不占有体积。( )
4、 采用xB、bB、cB等不同的溶液组成表示方法时,溶质的标准化学势不同,所以必然导致溶液的化学势
也不同。( )
5、偏摩尔焓和摩尔焓都是体系的广度性质。( )
6、溶液的偏摩尔量是强度性质,其大小与组分的浓度无关。( )
7、溶剂中加入溶质后,一定会使溶液的蒸气压下降,沸点升高,凝固点降低。( ) 8、理想溶液中溶质遵守亨利定律,溶剂遵守拉乌尔定律。( ) 9、同种物质气体的化学势大于其液体的化学势。( )
10、物质B从α相扩散到β相,在扩散过程中,总是自浓度高的相向浓度稀的相扩散。( ) 11、多组分两相平衡条件是两相的化学势相等。( )
12、饱和蒸气压是指纯液体在一定条件下达到气液平衡时蒸气的压力.它仅是温度的函数.因此,溶液中组分
B的蒸气压也只是温度的函数。( ) 四、计算题
1、A、B两液体能形成理想溶液。已知在温度t时纯A的饱和蒸气压P*A=40KPa,纯B的饱和蒸气压P*B=120KPa。
(1)在温度t下,于气缸中将yA=0.4的A、B混合气体恒温缓慢压缩,求凝结出第一滴微细液滴时系统的总压及该液滴的组成(以摩尔分数表示)为多少?
(2)若将A、B两液体混合,并使此混合物在100KPa,温度t下开始沸腾,求该液态混合物的组成及沸腾时饱和蒸气的组成(摩尔分数)。
2、25℃下,由各为0.5mol的A和B形成理想溶液,求混合过程的?V、?H、?S和?G。
3、液体B和C可以形成理想溶液,在常压及25℃下,向总量n = 10mol,组成xc = 0.4的B、C理想溶液中加入14mol的纯液体C形成新的理想溶液。求过程的?G,?S。
4、液体B和C可以形成理想溶液,在25℃下,向无限大量组成xc = 0.4的理想溶液中加入5mol的纯液体C。求过程的?G,?S。
5、设纯净的氨气以足够慢的速度通过一个由3g不挥发性有机物(2)溶于200g苯(1)中构成的溶液后,再通过纯苯。此时得知溶液减轻了2.1540g,同时纯苯减轻了0.0160g。求该有机物的摩尔质量。
6、在100g苯中加入13.76g联苯(C6H5C6H5),所形成溶液的沸点为82.4℃。已知纯苯的沸点为80.1℃。求:(1)苯的沸点升高常数;(2)苯的摩尔蒸发焓。
7、在25℃时,10g某溶质溶于1dm3溶剂,测出该溶液的渗透压为∏ = 0.4kPa,确定该溶质的相对分子质量。
8、298K,有一浓度为xB的稀溶液,测得渗透压为1.38?106Pa,试求: (1)该溶液中物质B的浓度xB为多少? (2)该溶液的沸点升高值为多少?
(3)从大量的该溶液中取出1mol水放到纯水中,需作功多少?已知纯水的?vapHm=40.63KJ?mol-1、正常沸点为373K、密度为1000Kg?m-3。
9、C6H5Cl(A)和C6H5Br(B)组成理想液态混合物,在136.7℃时A的饱和蒸气压为115.1KPa,B的饱和蒸气压为60.4KPa。设蒸气可视为理想气体。
(1)有一溶液组成为xA=0.618 ,试计算136.7℃时气相组成yA和yB; (2)136.7℃时,如果气相中两种物质的蒸气压相等,求溶液的组成; (3)有一溶液的正常沸点为136.7℃,试计算此时液相及气相的组成。
11、20℃及标准压力下, 1molNH3(g)溶于组成为n(NH3):n(H2O)=1:21的大量溶液中,已知该溶液中氨的蒸气压为3.6kPa,求此过程的ΔG.
10、 20℃时,从一组成为n(NH3):n(H2O)=1:8.5的大量溶液中取出1molNH3转移到另一组成为
n(NH3):n(H2O)=1:21的大量溶液中,求此过程的ΔG.
第四章 相平衡
一、选择题
1、一个含有K+、Na+、NO3-及SO42-四种离子的不饱和水溶液。其组分数C为( )。 A. 3 B. 4 C. 5 D. 8
2、在水中溶解KNO3和Na2SO4两种盐,形成不饱和溶液,该系统的组分数C为( )。 A. 3 B. 4 C. 5 D. 8
3、FeCl3和H2O能形成FeCl3?6H2O、2FeCl3?7H2O、2FeCl3?5H2O、FeCl3?2H2O四种水合物,则该系统的独立组分数C和恒压下最多可能平衡共存的相数?分别为( )。 A. C=3,?=4 B. C=2,?=4 C. C=2,?=3 D. C=3,?=5
4、在101325Pa的压力下,I2在液态水和CCl4中达到分配平衡(无固态碘存在),则该系统的自由度为
( )。
A. f*=1 B. f*=2 C. f*=0 D. f*=3
5、298K时,蔗糖水溶液与纯水达到渗透平衡,则这个系统的独立组分数、相数、自由度数为( )。 A. C=2,?=2,f*=1 B. C=2,?=2,f*=2 C. C=2,?=1,f*=2 D. C=2,?=1,f*=3 6、由CaCO3(s)、CaO(s)、BaCO3(s)、BaO(s)及CO2(g)构成的平衡系统的自由度数为( )。 A. f=2 B. f=1 C. f=0 D. f=3
7、Na2CO3可形成三种水合盐:Na2CO3?H2O、Na2CO3?7H2O及Na2CO3?10H2O,常压下将Na2CO3(s)投入其水溶液中,三相平衡时,一相是Na2CO3水溶液,一相是Na2CO3(s),另一相是( )。 A. 冰 B. Na2CO3?10H2O(s) C. Na2CO3?7H2O(s) D. Na2CO3?H2O(s)
8、将固体NH4HCO3(s)放入真空容器中,恒温到400K,NH4HCO3(s)按下式分解并达到平衡:NH4HCO3(s)=NH3(g)+CO2(g)+H2O(g),系统的组分数C和自由度数分别为( )。 A. C=1,f*=1 B. C=2, f*=2 C. C=1,f*=0 D. C=3,f*=2 9、对大多数物质来说,增加压力其熔点( )。 A.升高 B.下降 C. 不变 10、水的冰点在其相图上位置( )。
A .没有标出 B. 就是其三相点的位置 C. 根本为不可能存在 二、填空题
1、纯物质在一定温度下两相共存时的自由度等于 。
2、完全互溶的双液系中,在XB=0.6处,平衡蒸气压有最高值,那么组成为XB=0.4的溶液在气液平衡时,XB(g) 、XB(l) XB(总)的大小顺序为 。将XB=0.4的溶液进行精馏时,塔顶将得到 。
3、将固体NH4HS放入一抽真空的容器中,反应NH4HS(s)= NH3(g)+ H2S(g)达到平衡后,物种数= ,独立组分数= ,相数= ,自由度数= 。
4、A、B形成理想溶液,纯A的沸点高于纯B的沸点,则蒸馏终了时,气相得到 ,液相得到 。 三、简答题
1、下图为二组分系统气液平衡的压力-组成图。将其定性转化为温度-组成图。该系统经精馏后,塔顶将得到何组分?
2、指出下列平衡系统中的组分数C,相数P及自由度数F。
(1) (2) (3) (4)
I2(s)与其蒸气成平衡;
CaCO3(s)与其分解产物CaO(s)和CO2(g)成平衡;
NH4HS(s)放入一抽空的容器中,并与其分解产物NH3(g)和H2S(g)成平衡; 取任意量的NH3(g)和H2S(g)与 NH4HS(s)成平衡;
(5)
I2作为溶质在两不互溶液体H2O和CCl4中达到分配平衡。
四、相图分析题
1、恒压下某二组分凝聚系统相图如图所示。 (1)在图中标出各区域的稳定相; (2)指出图中三相线及对应的平衡物质;
(3)分别绘出系统由a点和b点降温的冷却曲线,并简述其相变化和自由度变化。
2、下图为A、B二组分气液系统相图,标出各区域的稳定相及自由度,指出图中三相线及对应的平衡物质。
3、下图为A、B二组分凝聚系统恒压下的相图。(1)标出各区域的稳定相及自由度;(2)指出N、P、Q各点的相态并说明这些点所代表的意义;(3)由d点降温到y点过程中系统相态的变化情况。
4、下图为二组分完全互溶系统的温度-组成图。问(1)为什么说在两相区的物系点是虚点,而相点是实点?
(2)为什么说组成不同的两个系统(O与O?,组成分别为x1和x2?),在相同的温度T0下落在两相区内时会分成两个组成相同的共轭相c和d?(3)由O与O?分离出的c和d有无不同之处?
第五章 化学平衡
一、选择题
1、一个反应体系在恒温恒压下达平衡时,其( )达最低值。 A. 化学位 B. 各组分的偏摩尔吉布斯自由能 C. 体系的总吉布斯自由能 D. 各组分的化学位
2、从化学反应的等温式出发,要使该反应逆向自发进行,须符合的条件为( )。 A. Qa > Ka B. Qa = Ka C. Qa ? Ka D. 不一定
3、反应CO(g) + 2H2(g) ? CH3OH(g)在无催化剂时,正反应的活化能为Ea,平衡常数为K,若加入催化剂,反应速率明显加快,此时正反应的活化能为E?a,平衡常数为K?,则( )。 A. K= K?,Ea = E?a B. K> K?,Ea ? E?a C. K= K?,Ea > E?a D. K > K?,Ea > E?a
4、反应CO(g) + 1/2O2(g) →CO2(g),既可在等压下进行,也可在等容条件下进行,则( )。 A. 等压反应时放热多 B.等容反应时放热多 C. 二者放热相同 D. 无法比较
5、在恒温恒压下,化学反应2A(g) + B(g) = 2C(g)正向自发进行,则化学势应满足( )。 A. 2?A + ?B >2?C B. 2?A + ?B ? 2?C C. 2?A + ?B = 2?C D. ?A + ?B >2?C 6、对于化学平衡,以下说法中不正确的是( )。
A. 化学平衡态就是化学反应的限度 B. 所有化学平衡都有一个特征常数 C. 化学平衡时各物质的化学势相等 D. 任何化学反应都有化学平衡态
7、NH4Cl(s)在一抽空的密闭容器内分解,在520K达到平衡时NH4Cl(s)的离解压力为5066Pa,该反应的平衡常数为( )。
A. 6.25?10-4 B. 6.4?10-6 Pa 2 C. 2533Pa D. 6.59?106
8、在298K时,气相反应H2 + I2 = 2HI的?rG?m = -16778J?mol-1,该反应的平衡常数K? = ( )。 A.8.73 3102 B.10.73 3102 C.-8.73 3102 D.-10.73 3102 9、当一个化学反应处于平衡时,?rG?m 应该 ( )。 A.大于零 B.小于零 C.等于零 D.不能确定 二、计算题
1、1000K时,反应C(s) + 2H2(g) = CH4(g)的?rG?m=19.39kJ?mol-1。现有与碳反应的气体混合物,其组成为体积分数?(CH4)=0.10,?(H2)=0.80,?(N2)=0.10。试问: (1)T=1000K,p=100kPa时,?rGm等于多少,甲烷能否形成?
(2)在T=1000K下,压力须增加到若干,上述合成甲烷的反应才能进行?
2、已知下列数据(298.15K)
物质 -1-1C(石墨) H2(g) 130.68 -285.83 N2(g) 191.6 0 CO2(g) -394.36 O2(g) 205.14 0 H2O(g) -228.57 CO(NH2)2(s) 104.6 -631.66 S?m/J2mol2k 5.740 ΔrH?m/kJ2mol -1-393.51 NH3(g) 物质 ΔfG?m/kJ2mol -1-16.5 求298.15K下CO(NH2)2(s)的标准摩尔生成吉布斯函数ΔfG?m,以及下列反应的K?。 CO2(g) +2NH3(g)=H2O(g)+CO(NH2)2(s)
3、利用下列数据将甲烷转化反应CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)的lnK?表示成温度的函数关系式,并计算在1000K时的K?值。
物质(298.15K) CH4(g) H2O(g) CO(g) H2(g) 物质 CH4(g) H2O(g) CO(g) H2(g) ΔfH?m/kJ2mol-1 -74.81 -241.818 -110.525 0 Ca/ J2mol-12k-1 14.15 29.16 26.537 26.88 第七章 电化学
?ΔfG?m/kJ2mol-1 -50.72 -228.572 -137.168 0 2p,m = a+bT+cT S?m/J2mol-12k-1 186.264 188.825 197.674 130.684 b/ J2mol-12k-1 75.496 14.49 7.6831 4.347 c/ J2mol-12k-1 -17.99 -2.022 -1.172 -0.3265 一、填空题
1、用能斯特公式算得电池的电动势为负值,表示此电池反应的方向是朝??????进行。(选填正向,逆向)。 2、???????的电导率随温度升高而增大,????????的电导率随温度升高而降低。
3、由于极化,原电池的正极电势将比平衡电势??????,负极电势将比平衡电势????????;而电解池的阳极电势将比平衡电势???????,阴极电势将比平衡电势???????。(选填高或低) 4、电池 Pt ? H2(g, p1) ? HCl(aq) ? Cl2(g, p2) ?Pt的反应可以写成: H2(g, p1)+ Cl2(g, p2) 或
12122HCl(aq), E1,?rGm, 1
H2(g, p1)+ Cl2(g, p2) HCl(aq),E2,?rGm, 2
试表示出 E1与E2的关系?????????????????; ?rGm,1与?rGm,2 的关系?????????????????。 5、下列两个电池:
Pt| H2(p1)|HCl(aq, b)| H2(p2) | Pt:
当p2? p1时,正极为????????????????????,负极为???????????????????; Pt|Cl2(p1)|HCl(aq, b)| Cl2(p2) | Pt:
当p2? p1时,正极为????????????????????,负极为???????????????????。 6、电解质溶液中离子强度的大小与????????????和??????????有关。
7、在电解时,阴极电势必须??????于阳离子的析出电势,阳离子才能在阴极析出;而阳极电位必须??????于金属的溶解电势,金属才能从阳极溶解。
8、在浓度适中的情况下,强电解质溶液的电导率???????弱电解质溶液的电导率,是因为 。 9、电解池中有电流通过时,电极电势偏离平衡值的现象称为电极的?????????。其结果是随着电流密度的增加,电解池两端的电势差????????。
10、试计算质量摩尔浓度为b的(1)KCl,(2)Na2SO4,(3)Al2(SO4)3水溶液的离子强度分别为:(1)????????,(2)?????????,(3)?????????。
11、描述通过的电量与电极反应的生成物的量之间的关系是?????????定律。
12、电解质溶液的摩尔电导率可看作是正负离子的摩尔电导率之和,这一定律只适用于?????????。 13、科尔劳施定律认为电解质溶液的摩尔电导率与其浓度成线性关系,这一定律只适用于?????????。 14、CuSO4,K2SO4和Na3PO4溶液的平均离子质量摩尔浓度b±与电解质的质量摩尔浓度b的关系式分别为:CuSO4:????????? ,K2SO4:?????????,Na3PO4:????????? 。
15、298.15K时Eθ(Fe3+,Fe2+|Pt)=0.77V,Eθ(Sn4+,Sn2+|Pt)=0.15V,今若利用反应2Fe3++ Sn2+= Sn4++2 Fe2+组成电池,则电池的标准电动势Eθ=?????????。
16、从可逆电池的热力学知ΔH=-nFE+nFT(? E/ ?T)p,当可逆电池在温度T和压力P下工作时,它与环境间热交换是?????????。
17、298.15K时电池反应Ag+1/2Hg2Cl2=AgCl+Hg,其E=0.0193V,反应所对应的ΔS=32.9J?K-1,该电池电动势的温度系数 (? E/ ?T)p= ?????????V?K。
18、在298.15K时1/2Hg22++e-= Hg,Eθ1=0.798V;Hg2++2e-= Hg,Eθ2=0.854V;Hg2++e-=1/2Hg22+ 的Eθ3= ?????????。 二、选择题
1、0.001mol2Kg-1K3[Fe(CN)6]水溶液的离子强度为( )1mol2Kg-1。 A.6.0310-3 B.5.0310-3 C.5310-3 D.3.0310-3
2、通常,应用摩尔电导率这一概念时,就MgCl2溶液而言,正确的表述是:( )。 A.?m(MgCl2)=2?m( C.?m(MgCl2)=?m(
121212-1
MgCl2); B.2?m(MgCl2)=?m(MgCl2)。
MgCl2);
3、在25℃时,离子强度为0.015 mol·kg-1的ZnCl2水溶液中离子平均活度因子(系数)是:( )。 A.0.7504 B.1.133 C.0.7993 D.1.283
4、在25℃时,电池Pb(Hg)(a1)|Pb(NO3)2(aq)|Pb(Hg) (a2)中a1? a2,则其电动势E:( )。 A. ?0 B.?0 C.=0 D.无法确定。
5、电解质溶液活度aB与其离子平均活度之间的关系为:( )。 A.aB= a±? B.aB= a±? C.aB=( 1/?)a± D.aB?? a± 。
1/
6、在论述离子的无限稀释的摩尔电导率的影响因素时,错误的讲法是:( )。 A.认为与溶剂性质有关 B.认为与温度有关
C.认为与共存的离子性质有关 D.认为与离子本性有关
7、欲比较各种电解质的导电能力的大小,更为合理的应取用:( )。 A.电解质的电导率值 B.电解质的摩尔电导率值; C.电解质的电导值 D.电解质的极限摩尔电导率值。
8、原电池在等温等压可逆的条件下放电时,其在过程中与环境交换的热量为:( )。 A.?H B.零 C.T?S D.?G 三、判断题
1、离子导体的电阻随温度的升高而增大。( ) 2、溶液中所有正负离子的迁移数之和必定是1。( )
3、对于只含有单一电解质所电离的正负两种离子的溶液来说,离子运动的速率愈大,其迁移数也愈大。( )
4、电动势的测定中,常会用到盐桥,盐桥中的电解质溶液,其正负离子扩散速度几乎相同,而且不与电极和电解质溶液发生反应。( )
四、计算题
1、硫酸钡饱和溶液在298 K时的电导率为4.580310?4S2m?1,制备该溶液所用水的电导率为1.5200310?4S2m?1。又已知?m[10?2 S·m2·mol?1,?m(
??12Ba(NO3)2, 298 K]=1.3510310?2 S·m2·mol?1,?m(
?12H2SO4, 298 K) = 4.29503
12HNO3, 298K)= 4.2110310?2 S·m2·mol?1。 计算硫酸钡的溶解度。
7、将下列反应设计成原电池,并应用书中表7.7.1的数据计算25℃时电池的ΔrGmθ及Kθ。 (1)2Ag++H2(g)=2Ag+2H+ (2)Cd+Cu2+=Cd2++Cu (3)Sn2++Pb2+=Sn4++Pb
第八章 界面现象
一、选择题
1、半径为0.01m的球形肥皂泡的表面张力为0.025N/m,其附加压力为( )N/m2。 A. 0.025 B. 0.25 C. 2.5 D.10
2、对于亲水性固体表面,其表面张力间的关系是( )。 A.σC.σ
(固-水)
>σ
(固-空气)
B.σ
(固-水)
<σ
(固-空气)
(固-水)
=σ
(固-空气)
D.不能确定
3、373.15K时,水中的气泡内的饱和蒸气压P( )。
A.大于101.325KPa B.等于101.325KPa C.小于101.325KPa D.无法确定 4、在水平放置玻璃毛细管中加入汞,如果在右端加热,毛细管中的汞将( )。 A.保持不动 B.向左移动 C.向右移动 D.来回移动
5、同一物质的微小晶粒与大块晶体相比较,下列说法中不正确的是( )。 A.微小晶体的饱和蒸气压大 B.微小晶体的表面张力不变 C.微小晶体的溶解度小 D.微小晶体的熔点低
6、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. 沿毛细管上升 B.沿毛细管下降 C. 不上升也不下降。 7、在等温等压下影响物质的表面吉布斯函数的因素:( )。
A.是表面积A B.是表面张力? C. 是表面积A和表面张力? D.没有确定的函数关系。 8、温度与表面张力的关系是: ( )。
A.温度升高表面张力降低; B.温度升高表面张力增加; C.温度对表面张力没有影响; D.不能确定。 9、接触角是指:
A.g/l界面经过液体至l/s界面间的夹角; B.l/g界面经过气相至g/s界面间的夹角; C.g/s界面经过固相至s/l界面间的夹角; D.l/g界面经过气相和固相至s/l界面间的夹角;
10、下列各式中,不属于纯液体表面张力的定义式的是: ( );
??G???H???F?A.?; B. ? ; C. ? 。 ?????A?T,p??A?T,V??A?T,p11、附加压力产生的原因是:( )。
A.由于存在表面 B.由于在表面上存在表面张力?
C.由于表面张力? 的存在,在弯曲表面两边压力不同 D.难于确定。 二、填空题
1、半径为r的球形肥皂泡内的附加压力是 。 2、温度升高时,纯液体的表面张力 。
3、加入表面活性剂,使液体的表面张力 ,表面层表面活性剂的浓度一定 它在体相的浓度。 4、表面活性剂的结构特征是 。
5、朗缪尔吸附等温式的形式为?????????????????。该式的适用条件是??????????????。
6、一个球形液滴在等温下与蒸气成平衡时,液相的压力???????气相的压力,液相的化学势??????????气相的化学势。(选填 ? ,=,? )
7、铺展系数? 与? (气/液),? (气/固),? (液/固)的关系是?=???????????????;若液体在固体表面上发生铺展,则?????????0。(选填 ?,=,? )
8、表面张力的作用方向是与界面??????????,与边界???????????。
9、发生毛细管凝结时,液体在毛细管壁的接触角必???????90°。(选填 ?,=,? ) 10、微小液滴的饱和蒸气压?????同温度下平液面的饱和蒸气压。(选填 ?,=,? ) 三、简答题
1、人工降雨的原理。
2、简述实验室加热液体时为什么应加入沸石? 3、为何在冬天会出现0℃下的冻雨?
4、为什么活性炭、硅胶一类物质有吸潮作用? 四、计算题
1、293.15K时,乙醚-水、乙醚-汞及水-汞的界面张力分别为0.0107、0.379及0.375N/m,若在乙醚与汞的界面上滴一滴水,试求润湿角。
2、苯的正常沸点为354.45K,气化热△H=33.9KJ/mol,293.15K时,苯的表面张力σ=0.0289N/m,密度为879Kg/m3,计算293.15K时,半径r=10-6m的苯雾滴的饱和蒸气压及苯中半径r=10-6m的气泡内苯的饱和蒸气压。
3、毛细上升法测定某液体的表面张力。此液体的密度为0.790g?cm-3,在半径为0.235mm的玻璃毛细管中上升的高度为2.56310-2m。设此液体能很好地润湿玻璃,试求此液体的表面张力。
4、292.15K时,丁酸水溶液的表面张力可以表示为σ=σ0-aln(1+bc),式中σ0为纯水的表面张力,a和b皆为常数。(1)试求该溶液中丁酸的表面吸附量Γ和浓度c的关系。(2)若已知a=13.1mN?m-1,b=19.62dm3?mol-1,试计算当c=0.200 mol ?dm-3时的Γ为若干?(3)当丁酸的浓度足够大,达到bc>>1时,饱和吸附量Γm为若干?设此时表面上丁酸成单分子层吸附,试计算在液面上每个丁酸分子所占的截面积为若干?
第九章 动力学
一、填空题 1、反应A
P是二级反应。当A的初始浓度为0.200 mol2dm-3时,半衰期为40 s,则该反应的速率系(常)
数=???????????。
2、A,B两种反应物浓度之比的对数对时间作图为一直线,则该反应为?????级反应。
3、某反应的速率系(常)数为5.0310-5dm32mol-12s-1,若浓度单位为mol2dm-3,时间单位变为min,则反应速率系(常)数之值为?????????。
?k1?4、某总反应的速率系(常)数与各元反应速率系(常)数的关系为 k=k2???2k4?12,则该反应的表观活化能与各
元反应的活化能之间的关系为:Ea= 。
5、过渡状态理论认为反应物必须经过 方能变成产物,且整个反应的反应速率由 所控制。 6、有一反应mA
yY,其动力学方程为-dcA/dt =kAcA,cA单位为mol2dm3,时间单位为s,则
-
?(1)kA的单位为??????????;
(2)以dcB/dt表达的反应速率方程和题中给的反应速率方程关系为???? ???????。 7、反应CO(g) + Cl2(g)
COCl2(g) 的动力学方程式为
dc(COCl2)dt=kc(CO)c(Cl2);当温度及CO 的
?浓度保持不变而使Cl2的浓度增至原来的3倍时,反应速率增至原来的5.2倍,则?= 。 8、已知H2 + I2
??? 2HI 反应的机理为:
k1 (1)I2 + M ??? 2I2+ M E1 = 150.6 kJ.mol-1 ;
2 (2)H2 +2I2??? 2HI E2 =20.9 kJ.mol-1 ;
k?1 (3)2I2+ M ??? I2 + M E-1=0 kJ.mol-1 ;
k则
dc(HI)dt = ;表观活化能 Ea= 。设反应 (1),(3)近似处于平衡, M为催化剂。
二、选择题
1、理想气体反应N2O5(g) == N2O4(g) + 1/2O2(g)的?rH率可以:( ) 。
A.降低温度 B.提高温度 C.提高压力 D.等温等容加入惰性气体。
2、某反应的等容反应的摩尔热力学能变?Um = 100 kJ2mol-1,则该反应的活化能:( )。 A.必定等于或小于100 kJ2mol-1 B. 必定等于或大于100 kJ2mol-1 C.可以大于或小于100 kJ2mol-1 D. 只能小于100 kJ2mol3、某复合反应由下列元反应所组成: 2A
3 B ; A + C ???? Y
为41.84 kJ·mol -1 ,?Cp,m=0。要增加N2O4的产
?1
kA 的浓度随时间的变化率
dcAdt 为:( ) 。
A. k1cA -k2cB + k3cAcC B. -k1cA2 + k2cB - k3cAcC ; C. -2k1cA2 + 2k2cB - k3cAcC D. k1cA2-k2cB + k3cAcC 。 4、基元反应不可能是( )反应。
A. 二级 B. 一级 C. 零级 D.简单反应
5、某反应反应物反应掉5/9所需时间是它反应掉1/3所需时间的2倍,这个反应是( )。 A.一级反应 B.二级反应 C.三级反应 D.零级反应
6、一个反应无论反应物的初始浓度如何,完成65%反应的时间都相同,则此反应的级数为( )。 A.三级 B.二级 C.一级 D.零级
7、对于任一化学反应,Ea为正反应的表观活化能,Ea1为逆反应的表观活化能,则必有( )。 A. Ea1- Ea=ΔH B. Ea- Ea1=ΔU c. Ea1- Ea=ΔU D.以上都不对
8、低温下,反应 CO(g) + NO2(g) ==CO2(g)+ NO(g) 的速率方程是 υ= k{c(NO2) }2 试问下列机理中,哪个反应机理与此速率方程一致:( )。
??CO2 + NO A. CO + NO2 ? B. 2NO2 ??2CO2 + 2NO(慢) N2O4 (快), N2O4 +2CO ??? 2NO + O2 (慢), 2CO + O2 ???2CO2 (快) C. 2NO2 ?三、计算题
1、对于一级反应,试证明转化率达到87.5%所需时间为转化率达到50%所需时间的3倍。对于二级反应又应为若干倍?
2、 在一定条件下,反应H2(g) + Br2(g)→2HBr符合速率方程的一般形式,即 d[Br] /dt=k[H2] n1 [Br2] n2[HBr] n3
在某温度下,当[H2] =[Br2]=0.1 mol?dm-3及[HBr]=2 mol?dm-3时,反应速率为υ,其它不同浓度时的速率如下所示,求反应分级数n1,n2,n3。
[H2] / mol?dm-3 0.1 0.1 0.2 0.1 [Br2]/ mol?dm-3 0.1 0.4 0.4 0.2 [HBr]/ mol?dm-3 2 2 2 3 反应速率 υ 8υ 16υ 1.88υ 3、 某溶液中反应A+B→C,开始时反应物A与B的物质的量相等,没有产物C。1h后A的转化率为75%,问2h后A尚有若干未反应?假设:(1)对A为1级,对B为0级;(2)对A、B皆为1级。 4、 对于两平行反应:k1 B A
k2
若反应的总活化能为E,试证明:E=
C
k1E1?k2E2k1?k2
AB表示的速率方程:
5、若反应A2+B2→2AB有如下机理,求各机理以υ
kk21(1)A2???2A(慢),B2???2B(快速平衡,K2很小)
3(k1为以CA变化表示的速率常数) A?B???AB(快)
k(2)?2???2?,?2???2?(皆为快速平衡,K1、K2很小)
3A?B???AB(慢)
k1k2k12??A2B2(慢)??2AB(快) (3)A2?B2?,A2B2?kk第十章 胶体化学
一、填空题
1、溶胶是热力学 系统,动力学 系统;而高分子溶液是热力学 系统,动力学 系统。
2、以KI和AgNO3为原料制备溶胶时,如果KI过量,则制得的AgI胶团结构为 ; 若AgNO3过量,则制得的AgI胶团结构为 。 3、使溶胶聚沉所需电解质 ,称为电解质对溶胶的 值。
4、由滑动面至溶液本体间的电势差称为 电势,该电势的绝对值越大,溶胶越 。 5、丁达尔效应是光射到粒子上发生 现象引起的。
6、在外加电场作用下,胶体粒子在分散介质中作定向移动的现象称为 ,而分散介质在电场中作定向移动的现象称为 。 二、判断题
1、溶胶的聚沉是热力学不可逆过程。( )
2、当溶胶达到沉降平衡时,体系浓度保持均匀且不随时间而改变。( ) 3、制备的溶胶净化得越纯净越好。( )
4、电导、电渗、电泳和沉降电势都是电动现象。( ) 5、布郎运动、沉降平衡和电泳都是溶胶的动力学性质。( )
三、写出由FeCl3水解得到的Fe(OH)3胶团的结构,物质量浓度相同的NaCl、MgCl2、AlCl3、MgSO4、Na3PO4各溶液,对Fe(OH)3溶胶聚沉能力强弱的次序如何?
物理化学考试试卷(2004.6)
一 、填空题(本大题26分) 1、(本小题2分)
朗缪尔吸附等温式的形式为?????????????????。该式的适用条件是??????????????。 2、(本小题2分)
写出化学势的两个定义式:?B=????????????=??????????????? 。 3、(本小题2分)
一个球形液滴在等温下与蒸气成平衡时,液相的压力???????气相的压力,液相的化学势??????????气相的化学势。(选填 ? ,=,? ) 4、(本小题1分)
热力学第一定律的数学表达式?U = Q+W只能适用于 系统。 5、(本小题3分)
公式?A=W’的适用条件是 , 。 6、(本小题2分)
(1)一切可逆循环的热温商之和? (2)一切不可逆循环的热温商之和
?QTi 。
??QTi 。
(选填 > 0 , < 0 , = 0或无法确定) 7、(本小题3分)
2 mol单原子理想气体,由273.15 K及100 kPa的始态变到298.15 K, 1 MPa的终态,则此过程的?S = ;?U = ; ?H= 。 8、(本小题2分)
氧气和乙炔气溶于水中的亨利常数分别是7.203107 Pa2kg2mol-1和1.333108 Pa2kg2mol-1,由亨利常数可知,在相同条件下,????在水中的溶解度大于???????在水中的溶解度。 9、(本小题4分)
将固体NH4HS放入一抽空的容器中,反应NH4HS(s)=NH3(g)+H2S(g)达到平衡后,物种数= ,独立组分数= ,相数= ,自由度数= 。 10、(本小题2分)
由滑动面至溶液本体间的电势差称为 电势,该电势的绝对值越大,溶胶越 。 11、(本小题3分)
按系统与环境之间物质及能量的传递情况,系统可分为???系统、???系统、???系统。 二、选择题(21分,每小题1.5)
1、通常,应用摩尔电导率这一概念时,就MgCl2溶液而言,正确的表述是:( )。
A.?m(MgCl2)=2?m( C.?m(MgCl2)=?m(
1212MgCl2); B.2?m(MgCl2)=?m(MgCl2)。
12MgCl2);
2、若某液体在毛细管内呈凹液面,则该液体在该毛细管中将( )。
(1) 沿毛细管上升; (2) 沿毛细管下降;(3)不上升也不下降。
3、向碘化银正溶胶中滴加过量的KI溶液,则所生成的新溶胶在外加直流电场中的移动方向为:( )
(1)向正极移动; (2)向负极移动; (3)不移动。
4、40℃时,纯液体A的饱和蒸气压是纯液体B的饱和蒸气压的21倍,且组分A和B能形成理想液态混合物,若平衡气相中组分A和B的摩尔分数相等,则平衡液相中组分A和B的摩尔分数之比xA:xB应为:( )。
(1)1:21; (2)21:1; (3)22:21; (4)1:22 。
5、101325Pa压力下,I2在液态水中和CCl4中达到分配平衡(无固态碘存在),则该系统的自由度数为:( )。 (1)f*=1; (2)f*=2; (3)f*=0; (4)f*=3。 6、大分子溶液分散质的粒子尺寸为:( )
(1)? 1?m ; (2) ? 1nm ; (3)1 nm~1 ?m。
7、在水平放置的玻璃毛细管中注入少许水(水润湿玻璃),在毛细管中水平水柱的两端呈凹液面,当在右端水凹面处加热,毛细管中的水向何端移动?( )
(1)向左移动; (2)向右移动; (3)不动; (4)难以确定。
8、在水中溶解KNO3和Na2SO4两种盐,形成不饱和溶液,该系统的组分数C为( ) (1)3 (2)4 (3)5 (4)8
9、Na2CO3可形成三种水合盐:Na2CO3?H2O,Na2CO3?7H2O 及Na2CO3?10H2O常压下将Na2CO3(s)投入其水溶液中,三相平衡时,一相是Na2CO3水溶液,一相是Na2CO3(s),另一相是( ) (1)冰 (2)Na2CO3?10H2O(s) (3) Na2CO3?7H2O(s) (4) Na2CO3?H2O(s)
10、两只烧杯各有1kg水,向A杯中加入0.01mol蔗糖,向B杯中加入0.01molNaCl,待两种溶质完全溶解后,两只烧杯按同样速度冷却降温,则有( )。
(1)A杯先结冰 (2)B杯先结冰 (3)两杯同时结冰 (4)不能预测结冰的先后
11、在一个绝热刚性容器中发生一化学反应,使系统的温度从T1升高到T2,压力从P1升高到P2,则( ) (1)Q >0,W>0,?U =0 (2)Q =0,W=0,?U =0
(3)Q =0,W>0,?U<0 (4) Q >0,W=0,?U >0
12、不属于溶胶的动力学性质的是( )
(1) 电泳 (2) 扩散 (3)布朗运动 (4)沉降平衡
13、273.2K、101325Pa下的水,使其与大热源接触,向真空容器蒸发成为373.2K、101325Pa下的水蒸气,作为这一过程方向的判据应为( )。
(1)?U (2)?S隔离 (3)?G (4)?H
14、300K、100Kpa的氧气和氢气进行等温等压混合,该过程的( )。 (1)?S>0,过程可逆 (2)?S>0,自发进行 (3)?G>0,过程可逆 (4)?G>0,自发进行 三 问答题(本题20分)
1、系统进行某过程时,若dS = 0即为可逆,dS > 0即为自发。这个说法是否正确?为什么?(本小题4分) 2、按定义式dS≥
?Q?不可逆?T??则系统从A ? B经可逆与不可逆两不同途径时,dS可逆 > dS不可逆。是不
?可逆?是?为什么?(本小题4分)
3、下列偏导数中那些是偏摩尔量?那些是化学势? (本小题4分)
??H???nB???U???nB?????T,p,nc????S,V,nc??A;???nB?(C?B)??V;???nB?(C?B)????T,v,nc????T,p,nc??G;???nB?(C?B)??A;???nB?????T,V,nc????T,p,nc;
(C?B)
(C?B)(C?B)4、为什么实验室加热液体时要加沸石?(本小题4分)
5、写出由FeCl3水解得到的Fe(OH)3胶团的结构,物质量浓度相同的NaCl、MgCl2、AlCl3、MgSO4、Na3PO4各溶液,对Fe(OH)3溶胶聚沉能力强弱的次序如何?(本小题4分 四、( 本 大 题6分 )
下为恒压下二组分气液平衡系统相图,(1)填下表(2)指出三相线,当状态点在此线上是哪三相平衡共存,并指出每相所对应的点。
稳定相 条件自由度 1、( 本小题7分 )
某溶液中反应A+B→C,开始时反应物A与B的物质的量相等,没有产物C。1h后A的转化率为75%,问2h后A尚有若干未反应?假设:(1)对A为1级,对B为0级;(2)对A、B皆为1级。 2、( 本小题5分 )
电池Pb|PbSO4(s)|Na2SO4?10H2O饱和溶液| Hg2SO4(s)|Hg在25℃时电动势为0.9647V,电动势的温度系数为1.74310-4V?K-1。(1)写出电池反应;(2)计算25℃时该反应的ΔrGm、ΔrSm、ΔrHm,以及电池恒温可逆放电时该反应过程的Qr,m。 4、( 本小题7分 )
设纯净的氨以足够慢的速度通过一个由3g的不挥发性有机物(2)溶于200g苯(1)中构成的溶液后,再通过纯苯。此时得知溶液减轻了2.154g,同时纯苯减轻了0.016g。求该有机物的摩尔质量。 3、( 本小题8分 )
有1mol理想气体,初态为T1=298.2K,P1=100KPa,经下列三种过程达终态P2=600KPa。计算下列过程的Q、W、?U、?H、?A、?G、?S隔离。(1)恒温可逆过程;(2)绝热可逆压缩;(3)自始至终用600KPa的外压恒温压缩。已知系统的Cp,m=7R/2,初态的标准熵S?m(298K)=205.3J2mol-12K-1。
1 2 3 4 5 6 五、计算题。(本大题27分)