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1、第二章 热力学第一定律 -即时练习 一、单选题: 1. 对于理想气体的热力学能有下述四种理解: (1) 状态一定,热力学能也一定 (2) 对应于某一状态的热力学能是可以直接测定的 (3) 对应于某一状态,热力学能只有一个数值,不可能有两个或两个以上的数值 (4) 状态改变时,热力学能一定跟着改变 其中都正确的是 : ( ) A (1),(2); B (3),(4) ; C (2),(4); D (1),(3)。 答案 :D. 热力学能是状态的单值函数,其绝对值无法测量。 2. 有一高压钢筒,打开活塞后气体喷出筒外,当筒内压力与筒外压力相等时关闭活塞,此时 筒内温度将: ( ) A 不变 B 升
2、高 C.降低 D 无法判定 答案 :C. 气体膨胀对外作功,热力学能下降。 3.1mol373K ,标准压力下的水,经下列两个不同过程变成 373K ,标准压力下的水气, (1) 等温、等压可逆蒸发 (2) 真空蒸发 这两个过程中功和热的关系为:( U= Q+ W):() A. W1Q2 BW1W2 Q1W2 Q10 , H0 B. U=0 , H=0 C. U0, H0, =0 B 0, 0 D 0 答案 :C. 理想气体等温膨胀,体积增加,熵增加,但要从环境吸热,故环境熵减少。 2. 在绝热条件下,用大于气缸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 .小于零 C.
3、等于零 D .不能确定 答案 :A. 封闭系统绝热不可逆过程,熵增加。 3. H2 和 O2 在绝热钢瓶中生成水的过程: ( ) A. H=0 B. U=0 C. S=0 D. G=0 答案B 因为钢瓶恒容,并与外界无功和热的交换,所以能量守衡, U=0。 4在273.15K和101 325Pa条件下,水凝结为冰,判断系统的下列热力学量中何者一定为零? () A. U B. A H C. A S DAG 答案 :D. 等温、等压、不作非膨胀功的可逆相变, Gibbs 自由能不变。 5.在 N2 和 O2 混合气体的绝热可逆压缩过程中,系统的热力学函数变化值在下列结论中正 确的是:( ) AAU
4、 = 0 BA A = 0 CA S = 0 DAG = 0 答案:C.绝热可逆过程是衡熵过程,QR= 0故A S = 0。 6单原子分子理想气体的CV,m=(3/2)R,温度由T1变到T2时,等压过程系统的熵变A Sp与 等容过程熵变 A SV 之比是:( ) A1 : 1 B. 2 : 1 C. 3 : 5 D. 5 : 3 答案:D.相当于摩尔等压热容与摩尔等容热容之比。 7.1 x 10-3kg水在373K, 101 325Pa的条件下汽化为同温同压的水蒸气,热力学函数变量为 U1, H1和 G1 ;现把1X 10-3kg的H2O (温度、压力同上)放在恒 373K的真空箱中, 控制体
5、积,使系统终态蒸气压也为101 325Pa,这时热力学函数变量为 U2 , H2和 G2。 问这两组热力学函数的关系为:() A. U1 U2, H1 H2 , G1 G2 B. U1 U2, H1 H2 , G1 H2 , G1= G2 答案:C.系统始态与终态都相同,所有热力学状态函数的变量也都相同,与变化途径无关。 8.298K时,1mol理想气体等温可膨胀,压力从1000kPa变到100kPa,系统Gibbs自由能变 化为多少?() A. 0.04 kJ B. -12.4 kJ C. 1.24 kJ D. -5.70 kJ 答案:D.等于Vdp积分 9对于不做非膨胀功的隔离系统,熵判据
6、为:() A. (dS)u0 r B. (dS)p,u 0 r C. (dS)u, p0 D. (dS)u,v 0 答案:D.隔离系统的U , V不变 10.某气体的状态方程为pVm=RT+ a p,其中a为大于零的常数,该气体经恒温膨胀,其热 力学能:() A. 不变 B. 增大 C. 减少 D. 不能确定 答案:A.状态方程中无压力校正项,说明该气体膨胀时,不需克服分子间引力,所以恒温膨 胀时,热力学能不变。 第四章 多组分系统 -即时练习 一、单选题: 1.2molA 物质和 3molB 物质在等温、等压下,混合形成理想液态混合物,该系统中 A 和 B 的偏摩尔体积分别为1.79 x 1
7、0-5m3 x mol-1 , 2.15 x 10-5m3 x mol-1 ,则混合物的总体积为: () A9.67x 10-5m3 B9.85x 10-5m3 C1.003x 10-4m3 D8.95x 10-5m3 答案 :C. 运用偏摩尔量的集合公式。 2已知373K时,液体 A的饱和蒸气压为 133.24kPa,液体B的饱和蒸气压为 66.62kPa。设 A和B形成理想液态混合物,当 A在溶液中的摩尔分数为 0.5时,在气相中 A的摩尔分数 为: ( ) A1 B1/2 C2/3 D1/3 答案:C.用Roult定律算出总蒸气压,再把A的蒸气压除以总蒸气压 3.298K,标准压力下,苯
8、和甲苯形成理想液态混合物。第一份混合物体积为2dm3,苯的摩 尔分数为0.25,苯的化学势为 卩1,第二份混合物的体积为 1 dm3,苯的摩尔分数为0.5,化学 势为卩2,则:() A .12 B. 1 1 kB,则当A和B压力(平衡时的)相同时,在一定量的该溶剂中所 溶解的关系为: ( ) A A 的量大于 B 的量 B A 的量小于 B 的量 CA 的量等于 B 的量 D A 的量与 B 的量无法比较 答案B 根据Henry定律,当平衡压力相同时,Henry常数大的溶解量反而小。 6在400K时,液体A的蒸气压为4X 104Pa,液体B的蒸气压为6X 104Pa,两者组成理想 液态混合物,
9、平衡时溶液中 A的摩尔分数为0.6,则气相中B的摩尔分数为:() A. 0.60 B. 0.50 C0.40 D. 0.31 答案:B.用Roult定律算出总蒸气压,再把B的蒸气压除以总蒸气压 7.在50C时,液体A的饱和蒸气压是液体B饱和蒸气压的3倍,A, B两液体形成理想液态 混合物。气液平衡时 ,在液相中 A 的摩尔分数为 0.5,则在气相中 B 的摩尔分数为: ( ) A. 0.15 B . 0.25 C. 0.5 D. 0.65 答案 :B. 用 Roult 定律算出总蒸气压,再把 B 的蒸气压除以总蒸气压 8.298K,标准压力下,两瓶含萘的苯溶液,第一瓶为2dm3(溶有0.5mo
10、l萘),第二瓶为1dm3(溶 有0.25 mol萘),若以卩1和卩2分别表示两瓶中萘的化学势,则() A .1= 10卩 2 B. 1 1= 2 1 2 C1 1= (1/2)1 2 D1 1=1 2 答案:D.化学势是偏摩尔 Gibbs自由能,是强度性质,与混合物的总体积无关,而与混合物 的浓度有关。两份的浓度相同,故化学势相等。 9. 两只烧杯各有1kg水,向A杯中加入0.01mol蔗糖,向B杯内溶入0.01molNaCI,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. 不能预测其结冰的先后次序 答案 :A. 稀溶液的依数性只与
11、粒子数有关,而与粒子的性质无关。B 杯内溶入 NaCl, NaCl 解离,其粒子数几乎是 A 杯中的两倍, B 杯的凝固点下降得多,所以 A 杯先结冰。 10. 在恒温抽空的玻璃罩中,封入两杯液面相同的糖水(A杯)和纯水(B杯)。经历若干时间 后,两杯液面的高度将是: ( ) A. A 杯高于 B 杯 B. A 杯等于 B 杯 C. A 杯低于 B 杯 D. 视温度而定 答案 :A. 纯水的饱和蒸气压大于糖水, 纯水不断蒸发, 蒸气在含糖水的 A 杯中不断凝聚, 所 以A杯液面高于B杯。 第五章 相平衡 -即时练习 一、单选题: 1.NH4HS(s)和任意量的 NH3(g)及H2S(g)达平衡
12、时,有:() AC= 2,P = 2,f= 2 BC= 1 ,P = 2,f= 1 CC= 2,P = 3,f= 2 DC= 3,P = 2,f= 3 答案:A.反应有三个物种,一个平衡条件,所以组分数为2,有2相共存,根据相律,自由 度为 2。 2某系统存在 C(s),H2O(g),CO(g),CO2(g)和H2(g)五种物质,相互建立了下述三个平衡 H2O(g)+C(s) H2(g)+CO(g) CO2(g)+H2(g) H2O(g)+CO(g) CO2(g)+C(s) 2CO(g) 则该系统的独立组分数C为:() AC=3 B C=2 CC=1 DC=4 答案:A.反应共有5个物种,2个
13、独立的化学平衡,而无浓度限制条件,所以组分数为3。 3在100kPa的压力下,I2在液态水和CCI4 (I)中达到分配平衡(无固态碘存在),则该系统 的条件自由度数为: ( ) Af*= 1 B f*= 2 C. f*= 0 D. f*= 3 答案:B.共有3个物种,一个平衡条件,所以组分数为2。有2相共存,已指定温度,根据 相律,条件自由度为 2。(一个平衡条件能否成立,请再考虑) 4. 与水可生成 , 和 三种水合物,则在一定温度下与水蒸气平衡的含水盐最多为:( ) A 3 种 B2 种 C1 种 D 不可能有共存的含水盐 答案:B.系统的组分数为2,已指定温度,根据相律,条件自由度为零时
14、得最多可以共存的 相数为 3。现在已指定有水蒸气存在,所以,可能有共存的含水盐只能有2种。 5. 某一物质X,在三相点时的温度是 20C,压力是200kPa。下列哪一种说法是不正确的:() A .在20 C以上X能以液体存在 B .在20C以下X能以固体存在 C.在25C , 100kPa下,液体X是稳定的 D .在20C时,液体X和固体X具有相同的蒸气压 答案:C.可以画一张单组分系统相图的草图,(C)所描述的条件只能落在气相区,所以这种说 法是不正确的。 6. N2的临界温度是124K,如果想要液化 N2,就必须:() A .在恒温下增加压力 B. 在恒温下降低压力 C. 在恒压下升高温度
15、 D. 在恒压下降低温度 答案 :D. 临界温度是指在这个温度之上,不能用加压的方法使气体液化,所以只有在临界温 度时用降低温度的方法使之液化。 7. 当 Clausius-Clapeyron 方程应用于凝聚相转变为蒸气时,则: ( ) A . p必随T之升高而降低 B p 必不随 T 而变 Cp 必随 T 之升高而变大 D . p随T之升高可变大或减少 答案 :C. 因为凝聚相转变为蒸气时总是吸热的,根据 Clausius-Clapeyron 方程,等式右方为 正值,等式左方也必定为正值,所以 ) p 随 T 之升高而变大。 8. 对恒沸混合物的描述,下列各种叙述中哪一种是不正确的?() A
16、 与化合物一样,具有确定的组成 B 不具有确定的组成 C.平衡时,气相和液相的组成相同 D .其沸点随外压的改变而改变 答案 :A. 恒沸混合物不是化合物,其沸点和组成都会随着外压的改变而改变。 9. 在通常情况下,对于二组分物系,能平衡共存的最多相数为:( ) A1 B. 2 C. 3 D. 4 答案 :D. 当自由度为零时,系统有最多相数。现在组分数为 2,当自由度为零时相数为4。 10. 某一固体,在25C和大气压力下升华,这意味着:() A. 固体比液体密度大些 B. 三相点的压力大于大气压力 C. 固体比液体密度小些 D. 三相点的压力小于大气压力 答案:B.画一单组分系统草图,当三
17、相点的压力大于大气压力时,在25 C和大气压力下处于 气相区,所以固体会升华。 第六章化学平衡-例题分析 1.工业上制水煤气的反应为: C(s) + HQ(g) = CO(g)+H3(g)4禺=1 劳d kJ mol-1 设反应在673K时已达到平衡,试讨论下列因素对平衡的影响。 (1)增加碳的量 (2)提高反应温度 (3)增加系统总压 (4)提高HzO(g)的分压 (5)增加N2(g)的分压 思路:影响化学平衡的因素很多,但影响的程度不同。温度可以影 响标准平衡常数的值,而压力和惰性气体的存在不影响标准平衡常数的 值,而只影响反应前后气体分子数不等的反应的平衡组成,减压和增加 惰性气体对气体
18、分子数增加的反应有利。一般凝聚相不影响平衡。 解:(1)增加碳的量不影响平衡,碳是固体,复相反应中固体不影 响平衡常数值。 (2)因为这是一个吸热反应,亠f ,根据 van der Hoff 公式,升高温度可以使厂增大,有利于产物的生成。 (3)这是一个气体分子数增加的反应,增加系统总压,对正反 应不利。虽然平衡常数不变,但产物的含量会下降。所以,在工业上制 水煤气的反应一般在大气压力下进行。 (4)H2O(g)是反应物,增加反应物的含量会使平衡右移,虽然 平衡常数值不变,但生成物的含量会提高。 (5)N2(g)没有参与反应,在该反应中是作为惰性气体。增加N2(g)的 压力,在总压不变的情况下
19、就降低了反应系统中各物的分压,相当于起了 降压的作用,所以使反应右移。虽然平衡常数值未变,但产物的含量会提 高。所以制水煤气总是用空气将C(s)燃烧产生高温,Nfe(g)作为惰性气体混 在反应系统中。 2;的分解作用为,丄二上门:=在523K和100kPa条件下反 应达平衡,测得平衡混合物的密度为川 J,试计算: (1)的解离度 (2)在该反应条件下的标准平衡常数 (3)该反应的标准摩尔Gibbs自由能的变化值 Ji.J u M(C12) - 70,9 g mor1 思路:求p - -的解离度有若干种方法。首先应列出- - A在解离 平衡时的量的关系,得到平衡时总的物质的量。混合物的总质量应该
20、等 于起始时1的质量。或算出混合物的平均摩尔质量,再根据理想气 体的状态方程,就可计算得到解离度。有了解离度的数值,根据平衡常 数的定义和与 止二二 根据理想气体状态方程,平衡时二-二 1 m 莎1痢混台物)卄初混台物) -茴t牛一-両丽 ? ? 代入a的表示式,得 pM(PCis) “100 x102 帖 2X1CT3 、造片 pRT270 x8.314x523 a的另一种求法是:在平衡混合物中,平均摩尔质量为 料(1一 Mpq + RT服混合物)RT pRT 2P = = 亠-一 X = VM V M 代入F的表示式,就可以求出a,结果是一样的。 n = 1.0 mol 代入标准平衡常数的
21、表示式,得 畔凡二艺X卩彷厂1W * 声1一刃声1 一 (0力尸 =-(8.314x523x!nl.46) J morl 646 J mol-1 3. 已知在298K时下列物质的辽勺匸和 SO3 SO2 O2 mor1) -395.76 -296.90 0 moP1 K_1) 256.6 248.11 205.04 设总压力为100kPa ,反应前气体中含各物质的摩尔分数为 其余为惰性气体, 求反应 (1) 在298K时的平衡常数打 (2) 若使的转化率二- ,计算应该控制的温度(设反应:) 思路:从热力学数据计算出298K时的丁和,然后 A(7 芨AC. = 0 得到298K时的 jf 和
22、。因为设反应 ”,所以根据实验的组成 计算温度T时的 ,根据 (T)和298K时的 , 值,用公式已丄才-需,计算出所需的温度。 亠瞪二時(SO沁)-*覘(6,g)-驚(SO”g)=-940兗 如必】K A.G =-70.839 kJ mr1 (298K) = 2.61xltfa AP 0 a zj0 (2 )设所求的平衡温度为T ,因为题中已假设反应的 ,故亠7 和 亠点均与温度无关。则: 亠萤(T)=亠址(29浓)-驚(298K)二-ATln AT 在转化率a=0.80 时,反应的(T)为: 伦仗)+ 卜血)=SQ(g) 开始 6120 6(1-0 8)12-3x0 86x0.8 惰性气体
23、 82 82 平衡时,总物质的量为97.6mol (97.6m ol) 6xQ.8mol) (6xb.2moi)/ 9t6mol、 (97 6mol) 97 6mob 因为系统的压力- -,解得 Kf(T) = 2.75 代入式 亠萤仔)=亠址(29浓)-驚(298K)= -ATln Kf (-98.86 kJ-mor1)-7(-9403 J mol1 K1) = -SL314J mol-1 K_1 xTxlnl275 解得: T=858K 一、单选题: 1.在等温等压下,当反应的时,该反应能否进行?() A 能正向自发进行 B .能逆向自发进行 C.不能判断 D 不能进行 答案:C.判断反应
24、能否自发进行,要用等温等压下的变化值,而不能用的值。除非 的值 很小很小,可以估计反应能自发进行。 2理想气体化学反应平衡时,应该用下列哪个关系式?() A. B. C. D. 答案:B根据理想气体化学势的表示式,逸度可用压力表示。 3理想气体反应 CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)的 与温度T的关系为:=-21660+52.92T,若要使 反应的平衡常数大于 1,则应控制的反应温度:() A .必须低于409.3 C B .必须高于409.3K C. 必须低于409.3K D. 必须等于409.3K 答案:C 4. 在通常温度下,NH4HCO3(s)可发生下列分解反应:NH4HCO3
25、(s) = NH3(g)+CO2(g)+H2O(g) 设在两个容积相等的密闭容器 A和B中,分别加入纯 NH4HCO3(s)1kg及20kg,均保持在 298K,达到平衡后,下列哪种说法是正确的?() A .两容器中压力相等 B. A内压力大于B内压力 C. B内压力大于A内压力 D .须经实际测定方能判别哪个容器中压力大 答案:A.因为NH4HCO3(s)是过量的,在相同温度下,分解压力相同。 5. 根据某一反应的 值,下列何者不能确定:() A .标准状态下自发变化的方向 B .在 所对应的温度下的平衡位置 C.在标准状态下系统所能作的最大非膨胀功 D .提高温度与反应速率的变化趋势 答案
26、 :D. 反应速率与温度的关系由动力学中 Arrenius 公式讨论。 6. 某实际气体反应,用逸度表示的标准平衡常数随下列哪些因素而变: ( ) A 体系的总压力 B. 催化剂 C. 温度 D. 惰性气体的量 答案 :C. 用逸度表示的标准平衡常数仅是温度的函数。 7. 已知反应 2NH3=N2+3H2 在等温条件下,标准平衡常数为0.25,那么,在此条件下,氨的 合成反应 (1/2) N2+(3/2)H2=NH3 的标准平衡常数为: ( ) A. 4 B . 2 C. 0.5 D. 1 答案:C反应方程式系数减半,标准平衡常数应开1/2次方,为0.5。而第二个方程是第一个 方程的逆过程,标
27、准平衡常数为倒数,则应该为2。 8. 某化学反应在 298K 时的标准 Gibbs 自由能变化 为负值, 则该温度时反应的标准平衡常数 值将:( ) A. =0 B . 1 C. 0 D. 0 t2 C. t12Au(s)+3H3O(l) 創融+T2加+殂QQ) 电池的电动势也就是它的标准电动势 -6x1 362V x96500CmolJ 二-788.6 kJ-mof1 电池反应中的FbO(l)的饱和蒸气压为3167Pa,它 与标准压力下的H2O(g) 之间的Gibbs自由能有差值 HaO(g, 3167P&)比0 100 kPa) 4鲨匚 Mln鱼二 /?71n = 8.55kJ mof1
28、口3167 将公式上,得 Au303 + 3H2O6)二 3H2O(g勺 + 2Au(s)(3) 號(3) = 匿十厶蛋 =(-788.6+3x8,55)kJ mo-z = -762-95kJ mo?1 利用参与反应物质的标准摩尔Gibbs生成自由能,从反应式(3)可得到 AfO(AuaO5) =込栄込0(g) -皿(3) = 3x(-228 6)+762.95kJ mof1 77.15 kJ mof1 则Au2Q(s)解离平衡的 4瓷二叫悄(AuQ)15kJm 屮 对于Au 2Os(s)的解离平衡,其平衡常数与亠二及氧气逸度的关系为 G = -RTnKf =-RTh TTlSOJ-mP1 8
29、 314J K1 mor1x298R = 1.04xl0e = 1.04xl011 kPa 3. 在298K时,有电池宀、匚小丨.小I:,已知当 hi浓度 I; I I .:. - I 时 耳= 0,97 V .称2=3,0 mol 血丿时 2=041V ; 电极-山的标准电极电势为 。试求: (1 ) HI溶液浓度为. -时的平均离子活度因子- (2) AuI(s) 的活度积常数 思路:解电动势测定应用的题,一般先写出电极反应和电池反应, 再写出计算电动势的Nernst 方程,从方程中看出已知条件与未知条件之 间的关系。就是以后的计算错了,这两步也是可以得分的。 已知一个浓度极低,鸽-H息”
30、,对于这种稀溶液显然可 以看作是理想的,其=:-,这一点恰好是解本题的关键。如果是平时做 习题,有的电极电势题目没给,可以查阅电极电势表。但对于考试题, 那只能从已知条件中找。有时可能会埋怨解题的条件不够,这很可能是 没有灵活应用所给的已知条件。 解:电极反应和电池反应为 正极,还原 Aul(s) + eAu(s) + 厂 0) 浄反应 (1)如果知道电极电势的值,代入电动势的计算公式,就能计算 各种浓度下的一,现在的问题就是这个值不知道。根据题目条件,在 V ! 7 11-:- !:;时,可以认为出现,代入公式先算出电池的标准电 动势十,也就是n:,然后再计算-: 1-;_时的二。 = 0.
31、97 V +lnlxlxlOi = 0.497 V 当盗-门吃”时,一 V ,代入电动势的计算式,计算得 DT- 0.41V = 0.497 V-ln(冥3一0 F V 解得I =1.81 由于电解质浓度太大,使活度因子出现反常的值。 (2)为了计算 Aul(s) 的1,设计如下电池,使电池反应就是 Aul(s) 的解离反应 AU(s)|Au+(+) | 厂厲)|AuI(s) |Au(s) 负极,氧化Au(s)Ai/(%+) +亍 正极;还原Aul(s) + eAu(s)+r(c3!r) 歯蕊Aul丄 Au+(%+(叶) 餌=-碍脸二( 购-1 68) V.-1183V (zEeF 0 B.
32、E= C. E100J C-100J D100J 答案:C. G= H-T S可逆放出的热量为 T S,等于-100J,电池能放电, G必定小于 零,所以 H必须小于-100J。 6在等温、等压下,电池以可逆方式对外作电功时的热效应QR等于:() A. QR=A H B. QR = zFT( E/ T)p C. QR = zFE( E/ T)p D. QR = nEF 答案:B.因为QR = T S,与(B)式相同。 7. 有两个电池,电动势分别为 E1 和 E2: Pt | H2( ) | KOH(0.1 mol ?kg-1) | 02( ) | Pt E1 Pt | H2( ) | H2S
33、O4(O.OI mol ?kg-1) | O2( ) | Pt E2 比较其电动势大小:() A. E1E2 C. E1=E2 D .不能确定 答案 :C. 氢-氧燃料电池只要两种气体的压力相同,电动势就相等,与溶液的pH 值无关。因 为电动势的计算公式中没有离子浓度项。 8. 反应 Cu2+(a1) Cu2+(a2),已知a1a2可构成两种电池 (1) Cu(s) | Cu2+(a2) II Cu2+(a1) | Cu(s) (2) Pt | Cu2+(a2),Cu+(a ) II Cu2+(a1),Cu+(a ) | Pt 这两个电池电动势 E1 与 E2 的关系为:( ) A. E1=E
34、2 B. E1=2E2 C. E1= E2 D .无法比较 答案:C.两个电池的电池反应相同,Gibbs自由能的变化值相同,但是电子得失不同,(1)中 有两个电子得失,而 (2)中只有一个,所以电子得失多的电动势反而小。 9. 某一反应, 当反应物和产物的活度都等于 1 时,要使该反应能在电池内自发进行, 则:( ) A. E 为负 B. 为负 C. E 为零 D. 上述都不是 答案 :D 10. 不能用于测定溶液 pH 值的电极是: ( ) A. 氢电极 B. 醌氢醌电极 C. 玻璃电极 D. Ag I AgCI(s) | Cl-电极 答案 :D 第十章 电解与极化 -即时练习 一、单选题:
35、 1. 极谱分析仪所用的测量阴极属于下列哪一种?( ) A .浓差极化电极 B 电化学极化电极 C.难极化电极 D .理想可逆电极 答案 :A 2. 极谱分析中加入大量惰性电解质的目的是:( ) A增加溶液电导 B .固定离子强度 C.消除迁移电流 D 上述几种都是 答案 :C 3. 以石墨为阳极,电解 0.01mol?kg-1NaCl 溶液,在阳极上首先析出: ( ) A. Cl2(g) B. O2(g) C. Cl2 与 O2 混合气体 D. 无气体析出 已知: (Cl2/Cl-)=1.36 V ,(Cl2)= 0V , (O2/OH-)=0.401V , (O2) = 0.8V 。 答案
36、 :A 4. 电解时 , 在阳极上首先发生氧化作用而放电的是: ( ) A. 标准还原电极电势最大者 B. 标准还原电极电势最小者 C. 考虑极化后,实际上的不可逆还原电极电势最大者 D .考虑极化后,实际上的不可逆还原电极电势最小者 答案 :D 5. 用铜电极电解 CuCl2 的水溶液,在阳极上会发生: ( ) A 析出氧气 B 析出氯气 C.析出铜 D .铜电极溶解 答案 :D 6. 一贮水铁箱上被腐蚀了一个洞,今用一金属片焊接在洞外面以堵漏, 为了延长铁箱的寿命, 理论上选用哪种金属片为好?( ) A .铜片 B. 铁片 C. 镀锡铁片 D. 锌片 答案 :D 7. 铅蓄电池负极反应的交
37、换电流密度, () A .负极反应的恢复平衡的速率大 B .正极反应的恢复平衡的速率大 C.负极反应的恢复平衡的速率小 D .正极反应的恢复平衡的速率小 答案 :C 比正极反应的交换电流密度约小两个数量级, , 容易出现极化 , 容易出现极化 , 容易出现极化 , 容易出现极化 这表明: 8. Tafel 公式 =a+blgj 的适用范围是: ( ) A .仅限于氢超电势 B .仅限于j 0,电极电势稍有偏差的情况 C.仅限于阴极超电势,可以是析出氢,也可以是其他 D .可以是阴极超电势,也可以是阳极超电势 答案 :D 9. 下列对铁表面防腐方法中属于“电化保护”的是:( ) A .表面喷漆
38、B. 电镀 C. Fe 表面上镶嵌 Zn 块 D. 加缓蚀剂 答案 :C 10.298K, 101.325kPa下,以1A的电流电解 CuS04溶液,析出O.lmol铜,需时间约是:() A. 20.2h B. 5.4h C. 2.7h D. 1.5h 答案 :B 第章 化学动力学(一)例题分析 1. 已知乙胺加热分解成氨和乙烯,化学计量方程为 G比NH血)二NH晁)+ &比總) 在773K及恒容条件下,在不同时刻测得的总压力的变化值 p列表于下表, p指在t时刻系统压力的增加值。反应开始时只含有乙胺,压力 po=7.33kPa。求该反应的级数和速率常数k值。 r/nun r/min 3(kP
39、a) 1 0.(57 10 4.53 2 1 20 | 20 6.27 4 2.27| 30 6.93 8 3.87 40 7.13 思路:首先写出各个时刻反应物和生成物的浓度(或压力)变化, 然后用积分法尝试,再确定其反应级数。积分法又称尝试法,计算比较 麻烦,只适用于具有简单级数的反应。若反应不是具有简单级数,用这 种方法确定反应级数就很困难,要考虑用其他方法。 解:由于一个气相分子变为两个气相分子,所以压力增加,设增加 的压力p,则在不同时刻反应系统压力的变化为 C偲NH?二NH也)+C何) (A) (B) (C) 0 ft i = t 脚如 因为是气体反应,用压力表示比较方便,其动力学
40、方程式为 n为反应级数,设n分别为1、2、3,代入微分式后分别作定积分,得 川二1恤丹二知(1) =2 =(2) 34 沁 (地-加)乩 分别用各组实验数据代入(1)、(2)、(3)公式,计算对应的k值。结 果表明只有ki基本为一常数,而k2、k3均不是常数,所以该反应为一级 反应, 讥即和 1 本题也可用.一-:. . 对t作图,若得一直线说明 对应的n值就是反应的级数,k值可从直线的斜率求得。 该题还可以从已知的实验数据中看出具有明显的一级反应的特点, 从而用该特点来确定它是一级反应。例如,该反应从10mi n 到40mi n 的 实验时间间隔都相同,间隔10mi n,则根据一级反应的定积
41、分式,前后两 个反应物浓度(或压力)之比应基本为一定值,即 m 二芒 pZp 因为时间间隔t都等于10min,所以前后的J,:有定值。计算从10min 到40min 的po- p的值 r/min (Po - 切)/(kPa) 10 4 53 2.80 20 6.27 I 06- 30 6.93 0.40* 40 7.18 0.15 2.801.060.40 所以可确定该反应为一级反应。 2. 在298K时,有一个含乙酸乙酯和KOH浓度均为一 H匚工一的混合溶液, 用电导率仪测定溶液在不同时刻的电导率,由此计算出溶液中碱浓度的变 化,实验数据如下: t / min 3 5 7 10 15 21
42、OH-/(xlO-确定该反应的级数,求速率系数和半衰期 计算反应完成95%所需时间 若反应物起始浓度都增加一倍,计算速率系数、半衰期和完成95% 所需的时间。 思路:乙酸乙酯在碱性溶液中会发生皂化反应,随着OH被消耗,电 导率会降低,电导率与OH的浓度呈线性关系,从而可以知道OH-的浓度 的变化情况。这种反应一般是二级反应,且是反应物起始浓度相等的二 级反应,现在需要证实,用作图法或尝试法都可以。 mol dm-3) 7.40 6.34 5.50 4 64 3.3 283 对于a=b的二级反应,半衰期与起始物浓度呈反比,消耗同一比例 反应物所需时间与起始物浓度也呈反比,通过计算可以加深这一印象
43、。 解:(1)假设反应为二级,将实验数据代入二级反应(a=b)的定 积分式,计算k值看是否基本为一常数。为清楚起见,首先计算出生成 物浓度随时间的变化情况 / / min 3 5 7 10 15 21 x/(xl0-3mol dm-3) 2.60 366 4.50 5.36 6.64 7.12 2.60 xlO-3 mol kx = -n一一 心 a(a-7) 6x10-01- (0.01x7.40 xW-3)(m of dm3)2 = 11 7)沖 = 5imZX (O.Ofx 6.34x 10-J)(mol dm-3)3 = 11 55mo1、min 同理,Jta - 11.69(mol
44、- dm3)-1= 11.55(mol - dm-3)-1 min-1 上5 = 11.70(mol dm-3)-1 - min-1 心=ll,77(mol dm-3)-1 - rmn1 所得速率系数值基本为一常数,故反应为二级反应,速率系数 k = lL66(mol- min-1 其半衰期为 1 (lk66xEbl)minJ1 (若是考试,取3组数字计算取平均值就足够了,但要说明,如同 理可计算出其他的速率系数值)。 = 8.58 min (2)因为已知的是转化分数,y=0.95,所以用含转化分数的定积分式计 算所需时间 = 163.0 min (ll.eSxO.Omin-1 1-0.95
45、所以速率系数保 (3) 速率系数只与温度有关,与反应物起始浓度无关, 持不变,仍是 k - 11.66(mol 血厂)mnT1 因为是a=b的二级反应, 半衰期与起始物浓度呈反比,所以反应物起始 浓度增加一倍,半衰期为原来的一半,即 x8.58 mm = 4 29min 2 (11 66x0.02) min-r =也 世山 消耗同一比例反应物所需时间也与起始物浓度呈反比,即 1- X163.0 min = 81.5 min 2 2 丄丄 ka -y =SI.5 min 1、, 0.95 (11 66x0.02)mm-1 X1-0 95 从上面的计算结果可知,当反应物浓度加倍,半衰期和转化95%
46、所需时间 都是原来的一半,如果这个概念清楚,就可以节省计算时间。 3. 在298K时,某有机羧酸在0.2mol dm-3的HCI溶液中异构化为内酯的反 应是1-1级对峙反应。当羧酸的起始浓度为18.23 (单位可任意选定)时, 内酯的浓度随时间的变化如下: f/min 0 21 36 50 65| 80 | 100 CO 內酣浓度 0 2.41 373 4.?6 6.10 7 03 8 11 13.2S 试计算反应的平衡常数和正、逆反应的速率常数。 达平衡时, 因为是1-1级对峙反应,动力学方程 可写作 d 13.28 18.23-13 23 = 2 68 从平衡条件得八十-,代入动力学微分式
47、得 逊x(兀 对上式作定积分,得 In = ka-x)-k_Yx a x-x S = & 兀 iL+i L =-ln 而.: M丄二佝+灯)f 所以 取平均值为 以实验值代入上式可得一系列 +打) 值 I説宀,解联立方程 U+ti = ?.48xl0_3min_1 klk.1 = K=2. 得. i.izi 1 -存, - m 二匸二 1 一、单选题: 1.有关基元反应的描述在下列诸说法中哪一个是不正确的:( ) A 基元反应的级数- 定是 整数 B .基元反应是态-态”反应的统计平均结果 C.基元反应进行时无中间产物,一步完成 D .基元反应不一定符合质量作用定律 答案 :D. 基元反应可以
48、用质量作用定律写出速率方程,质量作用定律只适用于基元反应。 2如果反应2A+B = 2D的速率可表示为:r=-dcA/dt=-dcB/dt= dcD/dt则其反应分子数为:() A .单分子 B .双分子 C.三分子 D .不能确定 答案:D.反应分子数与速率表示式无关。只要是基元反应,就可以从反应方程式确定反应分 子数。题中所示的反应方程式未指明是否是基元反应,所以无法确定反应分子数。 3某反应进行完全所需时间是有限的,且等于cO/k,则该反应是:() A .一级反应 B .二级反应 C. 零级反应 D. 三级反应 答案:C.只有零级反应的积分式为cO=kt。 4当一反应物的初始浓度为0.0
49、4mol?dm-3时,反应的半衰期为 360s,初始浓度 为0.024mol?dm-3时,半衰期为 600s,此反应为: () A 零级反应 B. 1.5级反应 C 2 级反应 D 1 级反应 答案:C.这反应符合起始物浓度相等的二级反应的特点,半衰期与起始物浓度成反比。 5某二级反应,反应物消耗1/3需时间10min,若再消耗1/3还需时间为:() A 10min B20min C30min D 40min 答案:C.起始物浓度相等的二级反应的特点是,消耗1/2与消耗3/4所需时间之比为1比3, 同理,消耗 1/3与再消耗 1/3所需时间之比也应该为 1比3。 6对于反应A t产物,如果使起
50、始浓度减小一半,其半衰期便缩短一半,则反应级数为:() A. 1级 B. 2级 C0 级 D. 1.5 级 答案 :C. 零级反应的半衰期与起始物浓度成正比。 7. 反应 A B(I) ;A D(II) ,已知反应 I 的活化能 E1 大于反应 II 的活化能 E2 ,以下措施中哪一 种不能改变获得 B 和 D 的比例?( ) A .提高反应温度 B 延长反应时间 C. 加入适当催化剂 D 降低反应温度 答案 :B. 延长反应时间既不能改变反应速率系数,又不能改变反应的活化能,所以不能改变 获得 B 和 D 的比例。 8. 两个都是一级的平行反应A B,A C ,下列哪个结论是不正确的: (
51、) A. k 总= k1+k2 B. k1/k2= B/C C. E 总 =E1+E2 D. t =0.693/(k1+k2) 答案 :C. 平行反应的表观活化能不等于组成平行反应的两个基元反应的活化能之和。 9. 化学反应速率常数的 Arrhenius 关系式能成立的范围是: ( ) A .对任何反应在任何温度范围内 B. 对某些反应在任何温度范围内 C. 对任何反应在一定温度范围内 D. 对某些反应在一定温度范围内 答案 :D 10. 某反应,当反应物反应掉 5/9 所需时间是它反应掉 1/3所需时间的 2倍,则该反应是:( ) A. 一级反应 B. 零级反应 C. 二级反应 D. 3/2
52、 级反应 答案 :A 第十二章 化学动力学(二) -即时练习 一、单选题: 1在碰撞理论中,校正因子P小于1的主要因素是:() A. 反应体系是非理想的 B .空间的位阻效应 C. 分子碰撞的激烈程度不够 D .分子间的作用力 答案 :B 2在简单碰撞理论中,有效碰撞的定义是:() A .互撞分子的总动能超过Ec B .互撞分子的相对总动能超过Ec C.互撞分子的相对平动能在联心线上的分量超过Ec D .互撞分子的内部动能超过Ec 答案 :C 3根据过渡态理论,液相分子重排反应之活化能Ea和活化焓工Hm之间的关系是:() A. Ea=Az Hm B. Ea= Hm-RT C. Ea= Hm+R
53、T D. Ea= 工 Hm/RT 答案 :C 4在过渡态理论的速率方程中,普适因子kBT/h对所有反应几乎都是一样的。其值约为:() A 103s-1 B. 1013s C1013s-1 D103s 答案 :C 5已知HI的光分解反应机理是: HI+hv t H+I H+HI t H2+I I+I+M tI2+M 则该反应的量子效率为: ( ) A1 B2 C4 D106 答案 :B 6破坏臭氧层的反应机理为: NO+O3tNO2+O2 N02+0 t N0+02 在此机理中, NO 是: ( ) A 总反应的产物 B. 总反应的反应物 C. 催化剂 D. 上述都不是 答案 :C 7. 某一反
54、应在一定条件下的平衡转化率为25.3%,当有催化剂存在时, 其转化率应当是: ( ) A .大于 25.3% B .小于 25.3% C. 等于 25.3% D .不确定 答案 :C 8某双分子反应的速率常数为k,根据阿仑尼乌斯公式k=Aexp(-Ea/RT),若指前因子的实验 值很小。则说明: ( ) A .表观活化能很大 B .活化熵有绝对值较大的负值 C.活化熵有较大的正值 D .活化焓有绝对值较大的负值 答案 :B 9. 过渡态理论对活化络合物的假设中,以下说法不正确的为:( ) A .是处在鞍点时的分子构型 B. 正逆反应的过渡态不一定相同 C. 存在着与反应物间化学平衡 D. 生成
55、的过渡态不能返回反应始态 答案 :B 10. 对 Einstain 光化当量定律的认识下述说法正确的是:( ) A. 对初级,次级过程均适用 B. 对任何光源均适用 C. 对激光光源及长寿命激发态不适用 D. 对大、小分子都适用 答案 :C 第十三章 表面化学 -即时练习 一、单选题: 1弯曲表面上附加压力的计算公式:p=p-p0=2 /R中,R的符号:() A 液面为凸面时为正,凹面为负 B 液面为凸面时为负,凹面为正 C.总为正 D .总为负 答案 :A 2下列说法中不正确的是:() A 生成的新鲜液面都有表面张力 B .平面液体没有附加压力 C.弯曲液面的表面张力的方向指向曲率中心 D
56、.弯曲液面的附加压力指向曲率中心 答案 :C 3. 液体在毛细管中上升的高度与下列那一个因素无关:() A 温度 B 液体密度 C. 重力加速度 D. 大气压力 答案 :D 4. 把玻璃毛细管插入水中,凹面下液体所受的压力p与平面液体所受的压力 p0相比:() A p=pO B. ppO D 不确定 答案 :B 5. 将一毛细管端插入水中,毛细管中水面上升 5cm,若将毛细管向下移动,留了 3cm在水面, 试问水在毛细管上端的行为是: ( ) A 水从毛细管上端溢出 B .毛细管上端水面呈凸形弯月面 C. 毛细管上端水面呈凹形弯月面 D .毛细管上端水面呈水平面 答案 :C 6. 在相同温度和压力下,凹面液体的饱和蒸气压 pr与水平面液体的饱和蒸
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