物化网络试题.docx
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物化网络试题
、选择题(10小题,每题2分,共20分)
1.下列关于生成焓的叙述中,哪条是不正确的?
A.化合物的生成焓一定不为零.
B.在298K的标准态下,任何单质的生成焓规定为零.
C.不是所有化合物的生成焓都用实验方法直接测定的.
D.热力学数据表上所列某温度下化合物的标准生成焓数据,实际上都是一种相对值
2.
在263K和101325Pa下,1mol的过冷水结成冰,则过程中
3.
在讨论稀溶液的蒸气压降低规律时,溶质必须是
4.
H2O+HD=HDO+H2Kp(3)=3.40则H2O+D2=D2O+H2的Kp为()
A.3.06B.11.89C.35.36D.3.50
7.电解AgNO3水溶液时,当通过的电量为2F时,在阴极上析出Cu的量为()
A.0.5molB.1molC.1.5molD.2mol
8.一定体积的水,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
9.下面描述的平行反应(AkBB,AkcC)的特点,哪一点是不正确的?
()
A.kB和kC比值不随温度而改变
B.反应的总速率等于两个平行的反应速率之和
C.反应产物B和C的量之比等于两个平行反应的速率比
D.反应物消耗的速率主要决定于反应速率大的一个反应
10.某反应物在一定时间内完全转化为产物,则反应的级数为
A.0
B.1
C.2
D.3
二、填空题或选择:
(共12分)
1.已知反应A(g)+B(g)tC(g)+H20(l)在298.15K时的恒容摩尔反应热为
100kJ•mol-1,则在同温下该反应的恒压反应热Qp=(计算
式)=。
(2分)
2.气相反应A2(g)+2B2(g)=2AB2(g),其厶H=-200KJ•mol-1,采用(降低,恒定,提
高)温度和(降低,恒定,提高)压力措施可使平衡最有效地向右移动?
(2分)
3•假设某物质的熔化焓和蒸发焓分别为△fusHm和厶vapHm,那么其升华焓△subHm为
。
(1分)
5.在20C、标准压力下各为0.5mol的水一乙醇混合物,水和乙醇的偏摩尔体积分别为
17.0和57.4cm3•moP1,则该混合物的体积为。
(2分)
6.三组分系统的最大共存相数为(1分)
6•为了提高农药杀虫效果,应选择润湿角(>90°<90°的溶剂。
(1分)
7.链反应分为_链反应和_链反应,爆炸的原因有和。
(2
分)
&对连串反应,中间物为主产物时,为达到最大产量,反应应。
(1分)
三、计算题:
(6小题,共56分)
2.实验测得水在373.15K和298.15K下的蒸气压分别为101.325kPa和3.17kPa,试
计算水的平均摩尔气化焓。
(6分)
3.香烟中主要含有尼古丁(Nicotine),是致癌物质。
经元素分析得知其中含9.3%的H,72%的C和18.7%的N。
现将0.6克尼古丁溶于12.0克的水中,所得溶液在101325Pa下的凝固点为一0.62C,求出该物质的摩尔质量Mb并确定其分子式(已知水的摩尔质量凝
固点降低常数为1.86K•kg•moL1)。
(10分)
4.反应A(g)=B(g)+C(g)在恒容容器中进行,453K达平衡时系统总压为p。
若将此
气体混合物加热到493K,反应重新达到平衡,反应系统总压为4p,B和C的平衡组成
各增加了一倍,而A减少了一半。
假定该反应的反应焓与温度和压力无关,试求该反应系
统在此温度范围内的标准摩尔反应焓。
(10分)
5.某A—B二元凝聚系统相图如下。
(1)
(1)标出图中各相区的稳定相(可填入图中),指出图中的三相线及三相平衡关系,并用相律分析各相区和三相线的自由度。
⑵
(2)画出状态点为a的样品的冷却曲线。
(3)A和B能否一同析出?
(10分)
t
K
A—B二元凝聚系统相图
6.某化合物的分解是一级反应,该反应活化能Ea=163.3kJmo「1,已知427K时该反
应速率常数k=4.3X10—2s—1,现在要控制此反应在20分钟内转化率达到80%,试问反应温度应为多少?
(10分)
四、问答题:
(共2小题,共12分)
1.简述利用电导法求弱电解质HAc的电离平衡常数的原理,并说明弱电解质的无限
稀释时的摩尔电导g(HAc)如何计算(列出相关公式即可)。
(6分)
2.两种固体物质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?
(1)两种物质在常温常压下能否反应?
(2)若两种物质根本不可能反应,能否分离或提纯其中一种物质?
(3)若两种物质的相态不同,如何提高完成速率?
(6分)
一、选择题(共10题,29分)
1.B。
在298K及标准态下,只有稳定相态的单质的生成焓才规定为零。
2.
0。
100.51
50.5100..51.5
C。
过冷水结成冰为自发过程,总熵变大于0。
3.C。
非挥发性物质
APbPbxb
4.A。
yB~**
PAPBPaXaPbXb
5.虽然有3个反应,但只有两个是独立的(任两个反应可组合出第3个反应)
即R=2,C=S-R-R'=5-2-0=3.
6.B。
反应=2X反应⑶+反应
(1)—反应
(2)
Kp=[Kp(3)]2•Kp
(1)/Kp
(2)=(3.40)2X(3.27)/3.18=11.89
7.D.8.B9.A10.A
2.填空题:
(共12分)
1.Qp=Qv+vbRT=100J•mol-1+(-1)X8.3145X10-3kJ•K-1•mol-1X298.15K=102.5kJ•mol-1
2.降低,提高.放热反应,△vb>0,故降低温度,提高压力有利于反应向右移动。
3.△fusHm+△vapHm。
升华过程可设想为S^l宀g过程。
4.
(0.5x17.0+0.5x57.4)cm3•mo「1=37.2cm3•mo「1
5.46.<90°7.直、支,热爆炸、支链反应8.控制时间
三、三、计算题:
(6小题,共56分)
RTlT2P;
2.根据克一克方程可得vapHm=―In1
TT
T1T2P2
=8.3145JK1mol1298.15K373.15K〔n3.17kPa
=298.15K__373.15K101.325kPa
=42731J•mol1=42.73kJ•mol1
3.假设尼古丁的摩尔质量为Mb,根据凝固点下降公式△Tf=KfbB
1610-4kg/MB
则有0.62K1.86Kkgmol。
-Mb=150g•mol
可算出各原子数C:
Mr(B)w(C)/Ar(C)=150x0.72/12=9.0
N:
Mr(B)w(N)/Ar(N)=150x0.1870/14=2.0
H:
Mr(B)w(H)/Ar(H)=150x0.093/1=13.9
4.
A(g)
=-(g)+C(g)
所以
453K时K=
493K时K/
=pBpc/(pAp)=(yByc/yA)(p总/p)=ycyB/yA=p'pc/(pap)=(y'yc/ya)(p'/p)
=4y'yc/ya=4x2yBx2yc/(yA/2)=32K
RTT'lnV8.3145JK1mol1453K493Kln32
T'TlnK0493K453K
平衡时的摩尔分数
yAyByc
△rHm=
所以分子式为(C9N2H14)
=160885J•moL=161kJ•moL
5.
(1)各相区的稳定相见相图(
为固溶体,I为液相,C为不稳定化合物)
三相线EFG:
a、C、液相三相
JHI:
、C、液相三相
自由度F=C—P+1=3—P。
单相区F=2,两相区F=1,三相线F=0。
t
K
A—B凝聚系统相图
⑵
(2)冷却曲线见上图。
冷却曲线
(3)(3)从相图上看,A和B不存在共存区,故不能一同析出。
求T2,需先计算
s—1
6.已知T1=427K时k1=4.3X10—2s—1,Ea=163.3kJ.mol—1。
k2=—ln(1—x)/t=—ln(1—0.80)/1200s=
k2Eaz11、
T2)
.k2Ea/1
ln(一
k1RT1
0.001341s1ln厂
0.043s1
163.31000Jmol1(1
8.3145JK1mol1(427K
0.001341
1
T2)
解得:
T2=397K
四、问答题:
(共2小题,
共12分)
1.答:
测,=/c,
-,K=(c/c)2/(1-)。
叫HAc)=
叫NaAc)+叫HCI)-叫NaCI)
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
2.
(1)
数变化,△rGm(T)=fGm(T,产物)—》△fGm(T,反应物)。
若厶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)+Q(g)>CO(g)的反应焓为△rHm,下列哪种说法是错误的()
A.△rHm是CO(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)+H20(g)=CO2(g)+H2(g)在600C、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(出)=1.10(CO)=
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NHCI(s)置于抽空容器中,加热到597K,使NHCI(s)分解,NHQ(s)=NH3(g)+HCI(g)达
平衡时系统总压力为100kPa,则热力学标准平衡常数矗为()
A.0.5B.0.025C.0.05D.
0.25
6.实验法绘制水一盐系统的相图,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.0B.1C.2D.3
9.平行反应AtB
(1);AtD⑵,其中反应1和2的指前因子相同而活化能不同,E为120
kJmo「1,Ea为80kJmo「1,则当在1000K进行时,两个反应速率常数之比为
一3
A.k1/k2=8.14x10
B.k1/k2
1
=2.12X10c.k1/k2=
2.12X10一3
D.k1/k2=8.14
X10一4
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)
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18C时,Ba(OH)2、BaCb、NHCI溶液的极限摩尔电导率分别为2.88X10、1.203
X10_2、1.298X10_2S-mbmol_1,那么18C时NHOH的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AtBtC,若B是目标产物,为提高B的产量,应该控制。
若AtB的活化能比BtC的活化能小,同时还应控制。
(2分)
8.丁达尔效应是现象。
(1分)
3.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40C的水与5摩尔0C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6024J•mol_1,水的等压摩尔热容为75.3
J•K_1•mol_1o(10分)
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△cHno
(2)已知298.15K时H2O(I)和CO(g)的标准摩尔生成焓分别为—285.83kJ-mol、—393.51
kJ•mol,计算CHOH(I)的厶fHr。
(3)如果甲醇的标准蒸发焓为35.27kJ•mol_1,计算CHOH(g)的△H(10分)
3
3.将装有0.2mol乙醚的微小玻璃泡放入308.15K、20dm的恒温密闭容器内,容器内充
满100kPa、xmol氮气。
将小泡打碎,乙醚完全汽化并与氮气混合。
已知乙醚在100kPa下沸点为308.15K,
此时的蒸发焓为25.10kJ•mol_1。
试求
(1)混合气体中乙醚的分压;
4.用丁烯脱氢制丁二烯的反应如下:
CHCHCH=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2.000x105Pa。
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)
—1
△fHm/(kJ•mol)
△fGm/(kJ•mol—1)
丁二烯
110.16
150.67
丁烯
—0.13
71.29
5.NaCl—HO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,HO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1.00kg30%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NbQ宀2NQ+O2是一级反应
(1)在恒容容器中最初引入纯的N2C5,3秒钟后容器压力增大一倍,求此时N2Q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103kJmol—1o求温度T2时反应的半衰期及温度T2。
(10分)
4.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?
(1)两种物质在常温常压下能否反应?
(2)若两种物质根本不可能反应,能否分离或提纯其中一种物质?
(4分)
2.根据△rGm(T)=—RTInKp,气体反应的标准吉布斯函数变化△rGm(T)是指在温度为T,
压力为标准压力(100kPa)下,气体反应系统达平衡时,反应进度为1mol时的吉布斯函数变化。
此说法
对吗?
说明理由。
(4分)
华南理工大学《物理化学》48-2试卷参考答案
一、选择题
B△rHm=△rUm+△(pV)=△rUm+△nRT=△rUm
2.C在正常沸点时汽化,汽化焓和蒸气压皆恒定不变,汽化过程是T、p恒定,故
△G=0,但要吸热,熵增大。
3.D渗透法主要用于测定大分子化合物
CO2H21.90*1.10
4.C•••k=COH2。
123*o.77==1.90*1.10/1.23/0.772.21>1
K=KpxK,氐下降,而G=—RTn(K^/Jp),氐
•••反应向左进行到新平衡点
5.D&=(1/2)•(1/2)=0.25
6.B。
测定相图的方法主要有蒸气压法、热分析法和溶解度法等,盐水系统通常用溶解度法。
7.
A8.B
9.A.k1/k2=exp[—(E1—E2)/RT]=exp[—(120—80)x1000/(8.3145x1000)]=0.008138
10.B
二、填空题
1.△S,因为状态函数与过程无关。
2.等焓,下降
3.不正确。
用熵判断方向需$总=S系统+S环境。
4.吉布斯函数(自由能)。
5.m=(m[Ba(OH)2]+2m[NH4CI]—m[BaCl2])/2
一22—1
=(2.88+2X1.298—1.203)X10S•mol/2
—22—1
=2.137X10S•m•mol
7.t0或<90,作物作物药药C0S或三个表面张力
8.反应时间,较低的反应温度8.胶体的光散射现象三、计算题
1.系统恒压绝热且不做非体积功,过程△H=Q=0
若冰全部熔化△H=n△熔化HL=5molX6024J•mol—=30120J,
水降温到0C时△"=nG,m(T2—「)=5molX75.3J•K•molX(—40K)=—15060J
因厶H+Af=15060J>0,故冰不会全熔化,系统温度为0C。
(或者假设冰全部熔化并升温至t.根据△
H=0,可算出t<0,故合理值应为0)。
5mol,T2273.2K,H2O(I)
nmol,T2273.2K,H2O(I)
设冰的熔化量为nmol,过程的变化如下:
5mol,T1313.2K,H2O(l)H2,S2
nmol,T2273.2K,H2O(s)H1,S1
得n=2.5mol
所以冰熔化熵变
水冷却过程的熵变
nH°OCp,m
T2—2dT
△S2=T1T
nH2°Cp,mlnT2(575.3)JK
所以△S=^S1+△S=3.68J
2.
(1)甲醇燃烧反应:
CHOH(I)+
2Q(g)t
CO2(g)+2H2O(l)
△cUm=—119.50kJ/(5.27/32)mol=
—725.62kJ
-mol—1
△cHm=△cUm+VB(g)RT
一3—1
=(—725.62—0.5X8.3145X298.15X10)kJ•.mol
==-725.6-0.5*8.314*0.29815\#"0.0"—726.86kJ•mol—1
(2)△cHm=△fHm(CO2)+2△fHm(H2O)—△fHm[CH3OH(I)]
△fHm[CH3OH(l)]=△fHm(CO2)+2△fHm(H2O)—△cHm
=[—393.51+2X(—285.83)—(—726.86)]kJ•mol
==-393.51-2*285.83+726.8—238.31kJ•mol—1
—1
(3)CHOH(l)tCHOH(g),△vapHm=35.27kJ•.mol
—1
△fHm[CH3OH(g)]=△fHm[CH3OH(l)]+△vapHm=(—238.31+35.27)kJ•.mol
—1
=—203.04kJ•mol
11
n乙®RT0.2mol8.3145JKmol308.15K
P乙醚33
20103m3
25621Pa=25.62kPa
乙醚的变化过程可设想为:
于是:
△H/H+AH>=(0.2X25.10+0)kJ=5.02kJ
—1
=18.56J•K
或者采用下式计算△G=△H—S
t=t'
(1—x)mol
xmolxmol
15moln总=(16+x)
mol
(X)2
'16X(p总
1xp
)(1
x2(卩总)0.42
x)(16x)(p0)(10.4)(16
(2)
0.4/1
Kp=16
X
=0.032
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