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(3) (3) 从相图上看,A和B不存在共存区,故不能一同析出。
6. 已知 T1=427K 时 k1=4.3×102s1,Ea=163.3kJ.mol1。 求T2,需先计算
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k2= -ln(1-x)/t = -ln(1-0.80)/1200s = 0.001341 s1
kEa11ln2?(?)k1RT1T2 解得:T2 = 397 K
0.001341s?1163.3?1000J?mol?111ln?(?)0.043s?18.3145J?K?1?mol?1427KT2-
四、问答题:(共2小题, 共12分)
1. 答:测?,? =?/c,?=???∞,K=(c/c)?? 2/(1-??)。
?∞(HAc)=??∞(NaAc)+??∞(HCl)-??∞(NaCl)
2. (1) 查找A和B及其它可能产物的标准生成吉布斯函数,然后计算反应的吉布斯函数变化,△rGm? (T) =Σ△fGm?(T,产物) -Σ△fGm?(T,反应物)。 若△rGm?(T)<0,说明反应可以进行
(2) 通过查阅A和B两组分系统的相图。根据相图的特征,可判断能否分离或提纯。 (3) 若是固体,尽可能磨成粉,提高表面积和接触面积,可提高反应速率。
华南理工大学《物理化学》48-2试卷
一、选择体(每题2分,共20分)
1. 在恒T、p?下,C(石墨) + O2 (g)─→CO2(g) 的反应焓为△rHm?,下列哪种说法是错误的( )
A. △rHm?是CO2(g)的标准生成焓 B. △rUm?< △rHm? C. △rHm?是石墨的燃烧焓 D. △rHm?=
△rUm?
2. 1mol的纯液体在其正常沸点时汽化为蒸气,该过程中增大的量是( ) A. 蒸气压 B. 汽化焓 C. 系统熵 D. 吉氏函数
3. 根据依数性以渗透压法来测定化合物的摩尔质量时,最广泛被用来测定的化合物是( ) A. 无机非电解质 B.低分子的有机物 C.无机的电解质 D.大分子化合物
4. 反应 CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2(g) 在 600℃、100kPa下达到化学平衡,当压力增大到 5000kPa 时,各气体的逸度系数为: ?(CO2) = 1.90 ?(H2) = 1.10 ?(CO) =
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1.23 ?(H2O) = 0.77 则平衡点( ) A. 向右移动 B. 不移动 C. 向左移动 D. 无法确定
5. 将NH4Cl(s)置于抽空容器中, 加热到597K, 使NH4Cl(s)分解, NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)达平衡时系统总压力为100kPa, 则热力学标准平衡常数Kp?为( )
A. 0.5 B. 0.025 C. 0.05 D. 0.25
6. 实验法绘制水-盐系统的相图,一般常采用的方法是
A.电导法 B.溶解度法 C.热分析法 D.色谱法
7. 一定体积的水,当聚成一个大水球或分散成许多水滴时,在同温度下,两种状态相比,以下性
质保持不变的有 A 表面能 B 表面张力 C 比表面 D 液面下的附加压力 8. 某反应的转化率与反应物的起始浓度无关, 则反应的级数为 A. 0 B. 1 C. 2 D. 3
9. 平行反应 A→B (1); A→D (2),其中反应 1 和 2 的指前因子相同而活化能不同,E1为 120 kJ?mol,E2为 80 kJ?mol,则当在1000K 进行时,两个反应速率常数之比为 A. k1 / k2= 8.14×10 B. k1 / k2 = 2.12×10C. k1 / k2 = 2.12×10×104
-
-3
1
-3
-1
-1
D. k1 / k2 = 8.14
10. 憎液溶胶是热力学上的( )
A. 不稳定、可逆的系统 B. 不稳定、不可逆系统 C. 稳定、可逆的系统 D. 稳定、不可逆系统
二、填空题(共12分)
1. 一个过程系统的熵变为△S, 而另一个过程的始终态与前过程相同,但路径不同,
则此过程系统的熵变应为___________。(1分)
2. 节流膨胀过程又称为 ____ 过程,多数气体经此过程后引起温度_______. (2分) 3. 化学势?B就是 B 物质的偏摩尔 ___________ 。(1分)
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4. 在封闭系统中,只做体积功,恒温、恒压条件下,某化学反应算得 (?G/??)T ,p= 0,表示该反应已达平衡,即反应系统的熵到达最大值。此说法( 正确, 不正确)_____。 (1分)
5. 已知18℃时, Ba(OH)2、BaCl2、NH4Cl 溶液的极限摩尔电导率分别为2.88×10、1.203×10、1.298×10
-2
-2
-2
S·m·mol,那么 18℃时NH4OH 的
2-1
??m= (计算
式)______________________________ = ___________________ 。 (2分)
6. 配置农药时,为了提高农药的利用率,通常配成乳状液,越分散越好。根据学到的表面化学知识,该乳状液在作物表面上的润湿角应为______________,它与_________________________________________________ 有关.(2分)
7. 对复合反应 A →B →C ,若B是目标产物,为提高B的产量,应该控制_______________。若A →B的活化能比B →C的活化能小,同时还应控制________________。(2分) 8. 丁达尔效应是_________________________现象。(1分) 三 . 计算题(共6题,60分)
1. 在一杜瓦瓶(绝热恒压容器)中 ,将 5 摩尔 40℃ 的水与 5 摩尔0℃的冰混合,求平衡后的温度,以及此系统的 △H 和 △S。已知冰的摩尔熔化焓为 6024 J·mol J·K1·mol1。(10分)
-
-
-1
,水的等压摩尔热容为 75.3
2. 在 298.15K 时,使 5.27 克的甲醇(摩尔质量为32克) 在弹式量热计中恒容燃烧,放出 119.50kJ 的热量。忽略压力对焓的影响。 (1) 计算甲醇的标准燃烧焓 △cHm?。
(2) 已知298.15K时 H2O(l) 和CO2(g)的标准摩尔生成焓分别为-285.83 kJ·molkJ·mol,计算CH3OH(l)的△fHm?。
-1
-1
、-393.51
(3) 如果甲醇的标准蒸发焓为 35.27kJ·mol,计算CH3OH(g) 的 △fHm?(10分)
-1
3. 将装有0.2 mol乙醚的微小玻璃泡放入308.15K、20 dm的恒温密闭容器内,容器内充满100kPa、x mol氮气。将小泡打碎,乙醚完全汽化并与氮气混合。已知乙醚在100 kPa下沸点为308.15K,此时的蒸发焓为25.10 kJ·mol。试求 (1) 混合气体中乙醚的分压;
-1
3
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(2) 分别计算氮气和乙醚的△H、△S、△G。 (10分) 4. 用丁烯脱氢制丁二烯的反应如下:
CH3CH2CH = CH2(g) === CH2 = CHCH = CH2(g) + H2(g)
反应过程中通入水蒸气,丁烯与水蒸气的摩尔比为 1:15,操作压力为 2.000×10Pa。问在什么温度下丁烯的平衡转化率为 40%。假设反应焓和过程熵变不随温度变化,气体视为理想气体。已知298.15K时有关数据如下: (10分)
丁二烯 丁烯
△fHm? /(kJ·mol)
-1
5
△fGm?/(kJ·mol)
-1
110.16 -0.13
150.67 71.29
5. NaCl-H2O所组成的二组分系统,在252K时有一个低共熔点,此时冰、不稳定化合物NaCl·2H2O(s)和浓度为22.3%(质量分数,下同)的NaCl水溶液平衡共存。在264K时NaC1·2H2O分解,生成无水NaCl和27%的NaCl水溶液。已知无水NaC1在水中的溶解度受温度的影响不大(当温度升高时,溶解度略有增加)。已知NaCl的相对分子质量为58.45,H2O的为18.02。
(1) 试绘出相图示意图。 (2) 分析各组分存在的相平衡(相态、自由度数及三相线)。 (3) 若有 l.00kg 30% 的NaCl溶液,由433K冷到264K,问在此过程中最多能析出多少纯NaC1? (10分)
6. 在433K气相反应N2O5 → 2NO2 + O2是一级反应
(1) 在恒容容器中最初引入纯的N2O5,3秒钟后容器压力增大一倍,求此时N2O5的分解百分数和求速率常数。
(2) 若反应发生在同样容器中但温度为T2,在3秒钟后容器的压力增大到最初的1.5倍,已知活化能是103 kJ?mol1。求温度T2时反应的半衰期及温度T2。 ( 10分)
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四. 问答题(共 8分)
1. 两种固体物质A和B按一定的比例混合在一起,不用做实验,请简单说明如何通过查找有关数据手册或图表解决下列问题?
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