物理化学经典习题

1、物理化学经典习题一、填空题 1硫酸与水可形成三种水合盐：H2SO4·H2O、H2SO4·2H2O 、H2SO4 ·4H2O。常压下将一定量的H2SO4溶于水中，当达三相平衡时，能与冰、 H2SO4水溶液平衡共存的硫酸水合盐的分子中含水分子的数目是 。2Na+、H+的还原电极电势分别为 2.71V和 0.83V，但用Hg作阴极电解 NaCl溶液时，阴极产物是NaHg 齐，而不是H2，这个现象的解释是 。3在稀亚砷酸溶液中通入过量的硫化氢制备硫化砷溶液。其胶团结构式为 。注明紧密层、扩散层、胶核、胶粒、胶团。4在两个具有0.001mAgNO3溶液的容器之间是一个AgC

2、l多孔塞，在多孔塞两端放两个电极，接通直流电源后，溶液将向 极方向流动。5 反应 AB () ; AD ()。已知反应()的活化能大于反应()的活化能，加入适当催化剂 改变获得B和D的比例。6等温等压（298K及pø）条件下，某一化学反应在不做非体积功条件下进行，放热40.0 kJ·mol-1，若该反应通过可逆电池来完成，吸热4.00 kJ·mol-1，则该化学反应的熵变为 。7若稀溶液表面张力 与溶质浓度c的关系为 0 = A + B ln c（0为纯溶剂表面张力， A、B 为常数）， 则溶质在溶液表面的吸附量 与浓度c的关系为 。8298.2K、101.325

3、kPa下，反应 H2(g) + O2(g) H2O(l) 的 (rGm rFm)/ J·mol-1为 。二、问答题1 为什么热和功的转化是不可逆的？2 在绝热钢筒中进行一化学反应：H2(g) + O2(g) H2O(g)，在反应自发进行。问此变化中下述各量哪些为零，哪些大于零，哪些小于零？Q，W，U，H，S和 F。3 对单组分体系相变，将克拉贝龙方程演化为克-克方程的条件是什么？4 为什么有的化学反应速率具有负温度系数，即温度升高反应速率反而下降？5 为什么说，热化学实验数据是计算化学平衡常数的主要基础？三、计算题1 苯在正常沸点353K下的vapHmø = 30.77 k

4、J·mol-1，今将353K及pø下的1molC6H6(l)向真空等温蒸发为同温同压下的苯蒸气（设为理想气体）。(1) 求算在此过程中苯吸收的热量Q与所做的功W；(2) 求苯的摩尔气化熵 vapSmø 及摩尔气化自由能 vapGmø；(3) 求环境的熵变 S环，并判断上述过程是否为不可逆过程。2 把一定量的气体反应物A迅速引入一个温度800K的抽空容器内，待反应达到指定温度后计时（已有一部分A分解）。已知反应的计量方程为 2A(g) 2B(g) + C(g) ，反应的半衰期与起始浓度无关；t=0时，p总=1.316×104Pa ；t=10min

5、时，p总 =1.432×104Pa ；经很长时间后，p总 =1.500×104Pa。试求：(1) 反应速率常数k和反应半衰期t1/2 ；(2) 反应进行到1小时时，A物质的分压和总压各为多少？3A和B能形成两种化合物A2B和AB2，A的熔点比B低，A2B的相合熔点介于A和B之间，AB2的不相合熔点介于A和A2B之间。请画出该体系T x相图的示意图。 4将正丁醇（Mr = 74）蒸气聚冷至273 K，发现其过饱和度（即p/ p°）约达到4方能自行凝结为液滴。若在273K时，正丁醇的表面张力为0.0261 N·m-1，密度为1000 kg·m-3，

6、试计算：(1) 此过饱和度下开始凝结的液滴的半径；(2) 每一液滴中所含正丁醇的分子数。 5电池 PtH2(pø) HCl(0.1mol·kg-1AgCl(s) Ag 在298 K时的电池电动势为0.3524V，求0.1mol·kg-1HCl溶液中HCl的平均离子活度a±、平均活度系数±及溶液的pH值。已知ø(AgCl /Ag)=0.2223V。计算中可做合理的近似处理，但必须说明。一、填空题（每小题1分，共15分）1、理想气体等温可逆压缩W（ ）0；Q（ ）0；U（ ）0；H（ ）02、在273K及PØ下，冰融化成水，以水

7、和冰为系统W（ ）0；Q（ ）0；U（ ）0；H（ ）0；G（ ）0。3、一级反应以（ ）对时间作图为一直线，速率常数是直线的（ ）。4、在密闭的容器中硝酸钾饱和溶液与水蒸汽呈平衡，并且存在着从溶液中析出细小硝酸钾晶体，该系统中K为（ ）， 为（ ），f为（ ）。5、在稀的KI溶液中加入少量的硝酸银稀溶液，当KI过量时此时胶团的结构应表示为（ ）。二、单项选择（每小题2分，共10分）1、下列各量是化学势的是（ ）。A)； B)； C）； D）。2、在同一温度下，液体之中有半径为r的小气泡，其饱和蒸汽压为Pr，该平面液体的饱和蒸汽压为P则（ ）。A） Pr=P ； B）Pr>；C）r<

8、;；D）无法确定。3、真实气体节流过程是（）。A）恒温过程；B）恒熵过程；C）恒焓过程；D）恒内能过程4、零级反应的起始反应物浓度越大，则半衰期（）。A）不变；B）越短；C）越长；D）无法确定。5、在下列电解质溶液中，不能用外推法求得无限稀释摩尔电导率的是( )。A) NaCl; B) HAC; C) NaOH; D) HCl; 三、判断题（每小题2分，共20分）1、在标准压力和100，1mol水定温蒸发为蒸气。假设蒸气为理想气体。因为这一过程中系统的温度不变，所以U=0。 ( )2、熵增加的过程都是自发过程。 （ ）3、不可逆过程一定是自发的，自发过程一定是不可逆的。 （ ）4、某一化学反应

9、的热效应rHm被反应温度T除，即得此反应的rSm 。（ ）5、有简单级数的反应是基元反应 。 （ ）6、电极电势更低的金属与被保护金属相连接，构成原电池的保护方法称为阳极保护法。 （ ）7、根据热力学第一定律，因为能量不能无中生有，所以一个体系若要对外作功，必须从外界吸收热量。 （ ）8、二元合金的步冷曲线上，转折点对应的温度即为该合金的最低共熔点。（ ）9、自然界存在温度降低，但熵值增加的过程。 （ ）10、平衡常数改变，则平衡发生移动；平衡发生移动，则平衡常数改变。（ ）四、（共15分） 2mol理想气体氦（，m=1.5R）在 127时压力为5×10a,今在定温下外压恒定为1&#

10、215;10a进行压缩。计算此过程的、和。五、（共10分） 反应（s）2（g）（g）在30时ø6.55×10。试求的分解压。六、(共20分)反应（g）（g）（g）的røm为4.602×104J·mol1, Cp=0,rGøm(298)=8.196×103J·mol11、 导出此反应的rGøm=f(T)及lnKø=f(T)关系式。2、计算此反应在500时的ø及rGøm七、（共20分）c及的相图如下。1、 指出各区域所存在的相和自由度数；2、 从图中可以看出最低共熔温度为8，最低

11、共熔混合物的质量分数为含 0.64，试问将含苯0.75和0.25的溶液各100g由20冷却时，首先析出的固体为何物,计算最多能析出固体的质量。3、 叙述将上述两溶液冷却到10时，过程的相变化。并画出其步冷曲线。 20 A 10 1 B 0 2 E 3 10 4 0 20 40 60 80 100 HAc C6H6(C6H6)/%八、试将下列化学反应设计成电池（每小题5分，共10分）1、 H OH H2O(l)2、 Ag I AgI(s)九、（共15分） 试设计一个电池，使其中进行下述反应： Fe2+(a1) + Ag+(a3) = Ag(s) + Fe3+(a2)设活度系数均为1，己知E

12、48;(Fe3+|Fe2+)=0.771V,Eø(Ag|Ag+)=0.7991V1、 写出电池表示式；2、 计算25时，上述电池反应的Kø；3、若将过量的银粉加到浓度为0.05mol kg1的Fe(NO3)3溶液中，求反应达平衡后Ag+的浓度为多少？十、（共15分） 某气相12级对峙反应：298K时，k+=0.20s1,k=5.0×109Pa1·s1，当温度升高到310K时，k+和k均增大一倍。试求算：1、 该反应在298K时的Kø；2、 正、逆向反应的活化能；3、 总反应的rHøm一、填空题 1硫酸与水可形成三种水合盐：H2SO4&

13、#183;H2O、H2SO4·2H2O 、H2SO4 ·4H2O。常压下将一定量的H2SO4溶于水中，当达三相平衡时，能与冰、 H2SO4水溶液平衡共存的硫酸水合盐的分子中含水分子的数目是 。2Na+、H+的还原电极电势分别为 2.71V和 0.83V，但用Hg作阴极电解 NaCl溶液时，阴极产物是NaHg 齐，而不是H2，这个现象的解释是 。3在稀亚砷酸溶液中通入过量的硫化氢制备硫化砷溶液。其胶团结构式为 。注明紧密层、扩散层、胶核、胶粒、胶团。4在两个具有0.001mAgNO3溶液的容器之间是一个AgCl多孔塞，在多孔塞两端放两个电极，接通直流电源后，溶液将向 极方向流

14、动。5 反应 A B () ; A D ()。已知反应()的活化能大于反应()的活化能，加入适当催化剂 改变获得B和D的比例。6等温等压（298K及p?）条件下，某一化学反应在不做非体积功条件下进行，放热40.0 kJ·mol-1，若该反应通过可逆电池来完成，吸热4.00 kJ·mol-1，则该化学反应的熵变为 。7若稀溶液表面张力 与溶质浓度c的关系为 0 = A + B ln c（0为纯溶剂表面张力， A、B 为常数）， 则溶质在溶液表面的吸附量 与浓度c的关系为 。8298.2K、101.325kPa下，反应 H2(g) + O2(g) H2O(l) 的 (?rGm

15、?rFm)/ J·mol-1为 。二、问答题1 为什么热和功的转化是不可逆的？2 在绝热钢筒中进行一化学反应：H2(g) + O2(g) H2O(g)，在反应自发进行。问此变化中下述各量哪些为零，哪些大于零，哪些小于零？Q，W，?U，?H，?S和 ?F。3 对单组分体系相变，将克拉贝龙方程演化为克-克方程的条件是什么？4 为什么有的化学反应速率具有负温度系数，即温度升高反应速率反而下降？5 为什么说，热化学实验数据是计算化学平衡常数的主要基础？三、计算题1 苯在正常沸点353K下的?vapHm? = 30.77 kJ·mol-1，今将353K及p?下的1molC6H6(l)

16、向真空等温蒸发为同温同压下的苯蒸气（设为理想气体）。(1) 求算在此过程中苯吸收的热量Q与所做的功W；(2) 求苯的摩尔气化熵 ?vapSm? 及摩尔气化自由能 ?vapGm?；(3) 求环境的熵变 ?S环，并判断上述过程是否为不可逆过程。2 把一定量的气体反应物A迅速引入一个温度800K的抽空容器内，待反应达到指定温度后计时（已有一部分A分解）。已知反应的计量方程为 2A(g) 2B(g) + C(g) ，反应的半衰期与起始浓度无关；t=0时，p总=1.316×104Pa ；t=10min时，p总 =1.432×104Pa ；经很长时间后，p总 =1.500×1

17、04Pa。试求：(1) 反应速率常数k和反应半衰期t1/2 ；(2) 反应进行到1小时时，A物质的分压和总压各为多少？3A和B能形成两种化合物A2B和AB2，A的熔点比B低，A2B的相合熔点介于A和B之间，AB2的不相合熔点介于A和A2B之间。请画出该体系T x相图的示意图。 4将正丁醇（Mr = 74）蒸气聚冷至273 K，发现其过饱和度（即p/ p°）约达到4方能自行凝结为液滴。若在273K时，正丁醇的表面张力为0.0261 N·m-1，密度为1000 kg·m-3，试计算：(1) 此过饱和度下开始凝结的液滴的半径；(2) 每一液滴中所含正丁醇的分子数。 5电

18、池 PtH2(p?) HCl(0.1mol·kg-1AgCl(s) Ag 在298 K时的电池电动势为0.3524V，求0.1mol·kg-1HCl溶液中HCl的平均离子活度a±、平均活度系数±及溶液的pH值。已知 ?(AgCl /Ag)=0.2223V。计算中可做合理的近似处理，但必须说明。一、 单选题1.1py,100下，水与100大热源接触，使水向真空容器中蒸发变为101.325kPa的水蒸汽，设此过程做功为W，吸热Q，终态压力为p,体积为V，用他们分别表示 。下列答案哪个是正确的1QQ-pV(Q-pV)/3730-pV2Q-pVQQ/3730-p

19、V3Q-pVQQ/100-pV04QQ-pV(Q-pV)/100pV02.某气体状态方程为,仅为体积的函数，恒温下该气体的熵随体积V增加而( )。A、增加 B、下降 C、不变 D、难以确定 3.在101325Pa的压力下，I2在液态水和中达到分配平衡（无固态I2存在），则该体系的自由度为A、 B、 C、 D、4.已知，反应的为正，为正（假定，不随温度变化），下列说法哪一种是正确的A、低温下自发，高温下非自发 B、高温下自发，低温下非自发C、任何温度下均为非自发 D、任何温度下均为自发 二、苯（A）和二苯基甲醇（B）的正常熔点分别为6和65，两种纯固态物质不互溶。低共溶物熔点为1，组成中含B为0

20、.2（mol分数），A 和B可形成不稳定化合物AB2,它在30时分解。1) 画出苯-二苯基甲醇的T-x示意图2) 标出各区域相态3) 说明含B摩尔分数为0.8的不饱和溶液在冷却过程中的变化情况。三、在101325Pa、60时，有50解离，100时有79解离，计算：1）反应的平衡常数和解离热2）60时反应的各为多少四、已知N2分子的转动特征温度为2.86K，用统计力学方法计算在298K、101325Pa下，1mol N2分子的转动热力学函数。五、已知水的表面张力，试计算在283K、101325Pa下可逆地使一定量的水的表面积增加10m2（体积不变）时，体系的六、NO高温均相分解反应是二级反应，测

21、得1423K时速率常数为,1681K时速率常数为。求：1）反应活化熵、活化焓2）反应在1500K时速率常数七、某化合物分解反应为一级反应，活化能为,已知557K时该反应的速率常数,现在要控制反应在10min转化率达到90，反应的温度应控制在多少度?八、25时，电池的电动势E=0.6120V，标准电动势Ey=0.6125V，求该溶液的离子平均活度系数一、选择题（40分，每题2分）1对于任何循环过程，系统经历了i步变化，则据热力学第一定律应该是-( )(A)SQi=0, (B)SWi=0, (C)(SQi+SWi)>0, (D) (SQi+SWi)=021mol水银蒸气在正常沸点630K时压

22、缩成液体,已知其蒸发热为54566J·mol-1,设水银蒸气为理想气体,则此过程的DU和DH为-( )(A) DU=DH=54566J (B) DU=-49328J,DH=-54566J(C)由于定温,故DU=0,DH=0 (D) DU=-59804J,DH=-54566J3某反应A+2B®C,已知298K时标准摩尔反应热DrHmf(298K)=80.14 kJ·mol-1,DCp,m=0, 则1000K时DrHmf(1000K)为-( )(A)DrHmf(1000K)>DrHmf(298K) (B) DrHmf(1000K)<DrHmf(298K)(

23、C)DrHmf(1000K)=DrHmf(298K) (D) DrHmf(1000K)=04理想气体与温度为T的大热源接触作定温膨胀吸热Q，所作的功是变到相同终态的最大功的20%，则系统的熵变为-( )(A)Q/T (B)0 (C)5Q/T (D)-Q/T5可逆热机的效率最高，在其它条件相同的情况下，假设由可逆热机牵引火车，其速度将-( )(A)最快 (B)最慢 (C)中等 (D)不能确定6液态水在373K及101325Pa下汽化为水蒸汽，则该过程的-( )(A)DH0 (B) DS0 (C)DA0 (D) DG=07理想溶液的通性是-( )(A) DVmix=0, DHmix=0,DSmix

24、>0,DGmix<0(B) DVmix=0, DHmix=0,DSmix>0,DGmix=0(C)DVmix=0, DHmix>0,DSmix>0,DGmix<0(D)DVmix=0, DHmix=0,DSmix=0,DGmix=08A和B能形成理想溶液，已知在373K时纯液体A的蒸汽压力为133.32kPa，纯液体B的蒸汽压为66.66kPa，当A和B的二元溶液中A的摩尔分数为0.5时，与溶液平衡的蒸汽中A的摩尔分数是-( )(A)1 (B)3/4 (C)2/3 (D)1/29在T、P条件下化学反应2A(g)+B(g)Û3C(g)自发地由反应物变

25、为产物，则反应体系中化学势之间应满足-( )(A)2mA+mB>3mC (B) 2mA+mB<3mC (C) 2mA+mB=3mC (D) mA+mB>mC10反应(1)SO2(g)+1/2O2(g)=SO3(g)的平衡常数为Kp,1f (2) 2SO3(g) =2SO2(g)+O2(g) 的平衡常数为Kp,2f则Kp,1f与 Kp,2f的关系为-( )(A) Kp,1f= Kp,2f (B) (Kp,1f)-2= Kp,2f(C) Kp,1f=(Kp,2f)2 (D) Kp,1f=1/Kp,2f11反应H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)，当O2(g)因反应消耗了0.

26、2mol时，反应进度x为(mol)- ( )(A)0.2 (B)0.1 (C)0.4 (D)无法确定12对于单组分物系的汽液平衡研究，若lnp与1/T成直线关系，则DlgHm为- ( )（A）DlgHm =0 （B）DlgHm =常数 （C）DlgSm=0 （D）DlgHm=f(T)13 313K时纯液体A的饱和蒸汽压是纯液体B的21倍，A和B能形成理想溶液，若气相中A和B的摩尔分数相等，则液相中A和B的摩尔分数之比XA:XB应为-( )(A)1：21 (B)21：1 (C)22：21 (D)1：2214298K时，有浓度均为0.001mol kg-1的下列电解质溶液其离子平均活度系数g

27、77;最大的是-( )(A)CuSO4 (B)CaCl2 (C)LaCl3 (D)NaCl15下列两电池反应的标准电动势分别为E1f和E2f，则两个值的关系为：(1)1/2H2(pf)+1/2Cl2(pf)=HCl(a=1)(2) 2HCl(a=1) =H2(pf)+Cl2(pf)-( )(A) E2f= 2E1f (B) E2f= -E1f (C) E2f= -2E1f (D) E1f=2E2f160.001mol·kg-1的K3Fe(CN)6的水溶液的离子强度为-( )(A) 6.0´10-3mol·kg-1 (B) 3.0´10-3mol·

28、;kg-1 (C) 4.5´10-3mol·kg-1 (D) 5.0´10-3mol·kg-117H2(pf)+1/2O2(pf)=H2O(l)该反应可通过爆鸣气反应生成，也可以通过氢氧可逆电池完成，两者的焓变分别为DrHm(1)和DrHm(2)，则两个焓变的关系为-( )(A) DrHm(1)=DrHm(2) (B) DrHm(1)>DrHm(2)(C) DrHm(1)<DrHm(2) (D)条件不够，无法确定18反应2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g)的速率常数k的单位是dm6 mol-2 s-1，则此反应的级数是-(

29、)(A)0 (B)1 (C)2 (D)319对于一个确定的化学反应来说，下列说法中正确的是-( )(A)DrGmf越负，反应速率越快 (B) DrHmf越负，反应速率越快(C)活化能越大，反应速率越快 (D)活化能越小，反应速率越快20在抽空密闭容器中加热NH4Cl（s），有一部分分解成NH3（g）和HCl（g），当体系建立平衡时，其组分数K和自由度f是-( )(A) K=1， f=1 (B) K=2， f=2 (C) K=3， f=3 (D) K=2， f=1二、填空题（20分，每空1分）1. 1mol理想气体在定压下升温10C时,该过程的功W= （1） ;2.下列反应：2NO(g)+2H2

30、(g)=N2(g)+2H2O(g)，其速率方程对NO是二级，对H2是一级，则速率方程是 （2） ；若浓度以mol dm-3、时间以s表示，反应速率常数的单位 （3） 。3.某反应的DrGmf=0，则该反应的标准平衡常数Kf= （4） .4.可逆电池应该具备的条件是 （5）、 （6）。5.Al2(SO4)3的极限摩尔电导率与Al3+、SO42-离子极限摩尔电导率之间的关系为 （7） 。6.QV=DU适用的条件为： （8） 。 7. 请指出下列各量哪些是偏摩尔量、哪些是化学势？，偏摩尔量为： （9）；化学势 （10）8.298K时，已知Ef(Fe2+/Fe3+)=0.771V，Ef(Sn2+/Sn

31、4+)=0.150V，则反应2Fe3+Sn2+=2Fe2+ +Sn4+的DrGmf值为（单位：kJ mol-1） （11） 。9. 气相反应NO2+SO2=SO3+NO达到平衡(气体符合理想气体)，其热力学平衡常数Kf、压力平衡常数KP和摩尔分数平衡常数Kx之间的关系为 （12） 。10、反应CO（g）+ Cl2（g） COCl2（g），经实验测得其速率方程式为：=kCl2nCO，当温度及CO浓度维持不变而使Cl2浓度增至3倍时，反应速率加快到原来的5.2倍，则相应于Cl2的n值是 （13） 。11盐桥的作用是 （14） ；实验室里通常用 （15）物质作盐桥。 12将反应Zn+2Fe3+

32、74;Zn2+2Fe2+设计成一个原电池为 （16）。13CaCO3(s) 与其分解产物CaO(s) 、CO2(g)成平衡，则该系统的组分数K和自由度数f分别为 （17） 。14某反应的速度常数k=4.67´10-2min-1，初始浓度为0.1mol·dm-3，则反应的半衰期t1/2 （18）。15某非挥发性溶质溶于水中形成稀溶液，其质量摩尔浓度为0.01mol·kg-1，则沸点升高值 （19） 凝固点降低值（用“>、<、=”填空）。16实际气体节流膨胀的热力学特点是 （20） 。三、简答或论证题(30分,每题分)1 1mol理想气体在300K、1p时

33、反抗0.5p的恒外压膨胀到300K、0.5p的终态，试用过程方向性的判据说明是否自发过程。2 用热力学方法论证：270K、p压力下冰比水稳定。利用状态函数法画出表示途径的框图，且用Gibbs自由能判据说明之。3 使用催化剂能否提高反应物的转化率？为什么？4 化学反应速率方程能否根据计量方程式直接写出？为什么？5 已知E (Cu2+|Cu)=0.337V，E (Fe3+|Fe2+)=0.771V，试用电化学理论说明电子工业中制作印刷电路的原理，即为什么FeCl3溶液能腐蚀铜板？6 A与B在固态时完全不互溶，p压力时A的熔点为300C，B的熔点为600C，A、B在100C为低共熔点，低共熔物组成为B的物质的量分数xB=0.6，设A、B相互溶解的溶解度曲线均为直线。（1）作出