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物理化学
物理化学参考答案
一、选择题
1.对于稀溶液,下列说法正确的是:
(C)
(A)溶剂和溶质都服从拉乌尔定律(B)溶剂和溶质都服从亨利定律
(C)溶剂服从拉乌尔定律(D)溶剂服从亨利定律
溶质服从亨利定律溶质服从拉乌尔定律
2、关于亨利定律,下面的表述中不正确的是:
(C)
(A)若溶液中溶剂在某浓度区间遵从拉乌尔定律,则在该浓度区间组
分B必遵从亨利定律
(B)温度越高、压力越低,亨利定律越正确
(C)因为亨利定律是稀溶液定律,所以任何溶质在稀溶液范围内都遵
守亨利定律
(D)温度一定时,在一定体积的溶液中溶解的气体体积与该气体的分
压力无关
3、下述说法哪一个正确?
某物质在临界点的性质:
(D)
(A)与外界温度有关(B)与外界压力有关
(C)与外界物质有关(D)是该物质本身特性
4、以下现象属于溶胶的电动现象的是:
(A)
(A)电泳(B)布朗运动(C)丁铎尔现象(D)沉降平衡
5、在恒温恒压下形成理想液体混合物的混合吉布斯自由能ΔmixG≠
0,恒温下ΔmixG对温度T进行微商,则:
(C)
(A)(αΔmixG/αT)T<0(B)(αΔmixG/αT)T>0
(C)(αΔmixG/αT)T=0(D)(αΔmixG/αT)T≠0
6、涉及焓的下列说法中正确的是:
(D)
(A)单质的焓值均为零(B)在等温过程中焓变为零
(C)在绝热可逆过程中焓变为零(D)化学反应中体系的焓
7、已知某反应的速率常数k为5.0×10–7mol-1·dm3·s-1,则该反应反应级数n是:
(C)
(A)0(B)1(C)2(D)3
8、在体系温度恒定的变化过程中,体系与环境之间:
(D)
(A)一定产生热交换(B)一定不产生热交换
(C)不一定产生热交换(D)温度恒定与热交换无关
9、热力学基本关系之一
适用的条件是:
(D)
(A)理想气体(B)等温等压下
(C)封闭体系(D)除膨胀功外无其它功的封闭体系
10、任意量的NH4Cl(s)、NH3(g)及HCl(g),平衡时该体系的独立组分
数和相数应为(D)
(A)1;1(B)2;1(C)1;2(D)2;2
11、在讨论稀溶液蒸气压降低规律时,溶质必须是:
(C)
(A)挥发性溶质(B)电解质(C)非挥发性溶质(D)气体物质
12、气相反应
是放热反应。
当反应达到平衡时,可采用下列那组条件,使平衡向右移动?
(D)
(A)降低温度和降低压力(B)升高温度和增大压力
(C)升高温度和降低压力(D)降低温度和增大压力
13、反应2A+B=C的rHmθ的求算公式是:
(B)
(A)
(B)
(C)
(D)
14、在一定温度和压力下,化学反应吉布斯自由能
与标准化学反应吉布斯自由能
相等的条件是:
(D)
(A)反应体系处于平衡(B)反应体系的压力为标准压力
(C)反应可以进行到底(D)参与反应的各物质均处于标准态
15、已知25℃时,
=-0.7628V、
=-0.4029V、
=0.5355V、
=0.7991V。
则当以Zn/Zn2+为阳极组成电池时,标准电动势最大的电池是:
(D)
(A)Zn|Zn2+||Cd2+|Cd(B)Zn|Zn2+||H+|H2,Pt
(C)Zn|Zn2+||I-|I2,Pt(D)Zn|Zn2+||Ag+|Ag
16、298K时电池Pt,H2(pθ)|HCl(a=0.01)|AgCl(s)+Ag(s)的标准电动势Eθ为:
(A)
(已知
,
)
(A)0.2224V(B)–0.2224V(C)0.3406V(D)–0.1042V
17、某一电池反应,如果计算得出其电池电动势为负值,表示此电池反应是:
(B)
(A)正向进行(B)逆向进行(C)不可能进行(D)反应方向不确定
18、实际电解时,在阴极上首先发生还原作用而放电的是:
(C)
(A)标准还原电极电位最大者
(B)标准还原电极电位最小者
(C)考虑极化后实际上的不可逆还原电位最大者
(D)考虑极化后实际上的不可逆还原电位最小者
19、反应PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g),一定温度下,要使平衡向生成产物的方向移动,应采取的措施是:
(C)
(A)增加压力(B)体积不变,通入氮气使压力增大
(C)压力不变,通入氮气使体积增大(D)体积不变,通入氯气使压力增大
20、当发生极化现象时,两电极的电极电势将发生如下变化:
(A)
(A)
变大,
变小(B)
变小,
变大(C)两者都变大(D)两者都变小
21、某反应其速度常数
=2.31×10-2S-1.dm3.mol-1,对初始浓度为1.0mol.dm-3的反应物,则反应的半衰期为:
(A)
(A)43.29S(B)15.0S(C)30.0S(D)21.65S
22、已知在273K时,液体A的饱和蒸气压为66662Pa,液体B的饱和蒸气压为101325Pa,设A和B构成理想溶液,则当A在溶液中的摩尔分数xA=0.5时,气相中A的摩尔分数为(C)
(A)0.200(B)0.300(C)0.397(D)0.603
23、某反应的速度常数
为5.0×10-5S-1dm3.mol-1,若浓度单位改变为mol.cm-1,时间单位改变为min,则
的数值为:
(A)
(A)3(B)8.33×10-10
(C)8.33×10-4(D)3×10-3
24、某反应的速度常数为4.62×10-2min-1,若其反应物的初始浓度为0.1mol.dm-3,则反应的半衰期
为:
(B)
(A)216min(B)15min(C)30min(D)1.08min
25、水对玻璃润湿,汞对玻璃不润湿,将一玻璃毛细管分别插入水和汞中,下
列叙述不正确的是:
(D)
(A) 管内水面为凹球面; (B)管内汞面为凸球面;
(C) 管内水面高于水平面; (D)管内汞面与汞平面一致
26、质量作用定律适用于:
(D)
(A)对峙反应(B)平行反应(C)连串反应(D)基元反应
27、温度对化学反应速度影响很大,温度变化主要改变:
(D)
(A)活化能(B)指数前因子(C)物质浓度或分压(D)速度常数
28、甲酸在金表面上分解为CO2和H2的反应是一级反应,413K和458K的速
率常数分别为5.5×10-4s-1和9.2×10-3s-1,则分解反应的活化能Ea为:
(C)
(A)128.4kJ·mol-1(B)108.4kJ·mol-1(C)98.4kJ·mol-1(D)88.4kJ·mol-1
29、从化学反应的等温方程出发,要使该反应逆向自发进行必须符合(B)
(A)Qa>Kθ(B)Qa 30、化学反应的过渡状态理论的要点是: (B) (A)反应物通过简单碰撞就能变成产物 (B)反应物首先要形成活化络合物,反应速度决定于活化络合物分解为产物的分解速度 (C)在气体分子运动论的基础上提出来的 (D)引人了方位因子的概念,并认为它与熵变化有关 31、盖斯定律包含了两个重要问题,即: (D) (A)热力学第一定律和热力学第三定律(B)热力学第一定律和热的基本性质 (C)热力学第三定律和热的基本性质(D)热力学第一定律和状态函数的基本特性 32、冬季建筑施工中,为了保证施工质量,常在浇注混凝土时加入少 量盐类,其主要作用是? (C) (A)增加混凝土的强度(B)防止建筑物被腐蚀 (C)降低混凝土的固化温度(D)吸收混凝土中的水份 33、某温度下,下列哪些反应,增加压力能使反应向生成产物方向移(C)(A)H2(g)+I2(g)=2HI(g)(B)C(s)+1/2O2(g)=CO(g) (C)SO2(g)+1/2O2(g)=SO3(g)(D)C(s)+O2(g)=CO2(g) 34、在273K和标准压力下,水的化学势 和水汽的化学势 的关系式: (B) (A) = (B) < (C) > (D)无法知道 35、若规定温度T、标准态下的稳定单质的焓值为零,则稳定单质的内能规定值将是: (C) (A)无法知道(B)总是正值(C)总是负值(D)总是零 36、一个复杂化学反应可以利用平衡浓度法近似处理的条件是: (B) (A)反应速度快,迅速达到化学平衡 (B)包含可逆反应且很快达到平衡,其后的基元步骤速率慢 (C)中间产物的浓度小,第二步反应慢 (D)第一步反应快,第二步反应慢 二、填空题 1、当有电流通过电极时,由于极化作用,使得阳极电极电势升高(填 “升高”或“降低”),阴极电极电势降低(填“升高”或“降低”)。 2、3mol的单原子理想气体,从初态T1=300K、p1=100kPa反抗恒定的外压50kPa作不可逆膨胀至终态T2=300K、p2=50kPa,对于这一过程的Q=3741J、W=-3741J、 =0、 =0。 3、人的血浆可视为稀溶液。 其凝固点为-0.56℃。 已知水的摩尔凝固点降低常数 为1.86,则37℃时血浆的渗透压为 Pa。 4、可逆电池所必须具备的条件是 (1)电池反应互为可逆 (2)通过电池的电流无限小 5、已知稀溶液中溶质的摩尔分数为0.03,纯溶剂的饱和蒸汽压为91.3kPa,则该溶液中溶剂的蒸汽压为88.561kPa。 6、理想气体真空自由膨胀过程: Q=0、W=0、ΔU=0、 ΔH=0。 (填入“<”、“>”或“=”) 7、化学式的定义式为μB=GB(或者 )。 8、已知下列反应的平衡常数: H2(g)+S(s)=H2S(s)为K1;S(s)+O2(g)=SO2(g)为K2。 则反应H2(g)+SO2(g)=O2(g)+H2S(g)的平衡常数为____K1/K2____。 9、写出下列气相反应的标准平衡常数Kpθ,平衡常数Kp和Kx表达式: N2O4(g)=2NO2(g) Kpθ= ;Kp= ; Kx= 。 10、NH4HS(s)放入真空容器中,并与其分解产物NH3(g)和H2S(g)达到平衡,则该系统中组分数C=2;相数P=2;自由度F=2。 11、能够发生有效碰撞的反应物分子一定是活化分子 12、发生有效碰撞时,反应物分子必须具备的条件是 (1)足够的能量, (2)合适的碰撞时方向 13、相律的表达式为f=C—Φ+2,其中f为自由度,C为独立组分数,Φ为相数。 若固定温度数值,则相律的表达式应为f*=C—Φ+1。 14、1mol温度为TK的理想气体,经绝热不可逆膨胀,体积增加一倍,没有对外作功,则环境的熵变⊿S为0J·K-1,与此同时,理想气体的温度将降低 15、玻璃毛细管插入水中,管内水面__高于__水平面(高于,低于),管内水面呈_凹___面(凹,凸,平),在细毛管中的高度__大__于粗毛细管中的高度。 16、表面活性剂加入水后,水溶液的表面张力减小 17、对于电化学装置中的电极,按惯例把电势高的称为正极,电势 低的称为负极;发生氧化反应的称为阳极,发生还原反应 的称为阴极。 18、卡诺热机的效率只与冷源、热源的温度有关,而与工作物质无关。 19、Arrhenius经验式的微分式为 ,若把活化能Ea看作与温度无关 的常数,可写出Arrhenius经验式的对数式和指数式,分别表示为: ; 。 20、用一电池测定KCl溶液的电阻为23.78Ω,κ=1.289S·m-1。 HAc溶液的电阻为3832Ω,则此HAc溶液的电导率κ=8×10-3S·m-1 21、所有自发过程都具有三个重要特征: 单向性单向性;不可逆性;具有可作功的能力。 三、计算题 1、设1molHe服从理想气体行为,由始态T1=273.2K,p1=304000Pa经恒温抗外压202700Pa(不可逆)的过程转变为p2=202700Pa,体积为V2的终态。 求此过程的W、Q、ΔU、ΔH、ΔS、ΔG和ΔA。 解: ΔU=ΔH=0 Q=-W=p外ΔV=p2( - ) =202700×( - ) =756.88(J) ΔG=ΔA=nRTln(p2/p1) =1×8.314×273.2×ln(202700/304000) =-920.60(J) ΔS=nRln(p2/p1)=-3.37J·K-1 2、某物质按一级反应分解,已知反应完成40%需时间50min,试求 (1)以s为单位的速率常数值; (2)完成80%反应所需的时间。 解: (1) (2) 3、将NH4HS(s)放入抽空的瓶中发生分解反应: NH4HS(s)=NH3(g)+H2S(g) 298K时测得体系平衡时的总压为6.665×104Pa,若气体视为理想气体,求 反应的标准平衡常数Kpθ。 解: 假设原有NH4HS(s)为1mol,平衡时分解掉xmol,则 NH4HS(s)=NH3(g)+H2S(g) 开始t=0100 平衡t=te1-xxxn总=(1+x) p(NH3)=p(H2S)=(6.665×104Pa)/2=3.332×104Pa 4、在压力为101.325kPa下,反应 在电池中进行时,在1375K和1275K的 分别是—20.92和—28.48kJ.mol-1。 (1)计算电池反应在1375K的 、 、 和 ,并计算电池在该温度恒温可逆操作时的 和 。 (2)计算在101.325kPa时 还原 所需的最低温度。 解: (1)1375K时: (2) 5、某抗菌素在人体内的代谢反应为一级反应,若服药后每24小时药物代谢一半,而药物代谢20%则必须补充该药,问第二次服药时间? 解: t1/2=0.693/k k=0.693/24 =0.028875(小时)-1 ln(C0/CA)=kt t=7.73(小时) 6、Zn-Hg(含Zn10%)∣ZnSO4·7H2O(s)饱和溶液‖Hg2SO4(s)(饱和溶液)∣Hg(l)。 Eθ=1.4328-1.19×10-3(T-288)-7.0×10-6(T-288)2,(аE/аT)P=-1.19×10-3-2×7.0×10-6(T-288) (1)写出电极反应和电池反应。 (2)求300K时电池反应的ΔrGmθ、ΔrSmθ、ΔrHmθ以及QR。 解: (1)电极反应: 正极: Hg2SO4(s)+2e=2Hg(l)+SO42- 负极: Zn(Hg)=Zn2++2e 电池反应: Zn(Hg)+Hg2SO4(s)=2Hg(l)+Zn2++SO42- (2)T=300K时: Eθ=1.4328-1.19×(300-288)-7.0×10-6(300-288)2 =1.4175(V) ΔrGmθ=-zEθF =-2×1.4175×96500 =-273.58(KJ/mol) (аE/аT)P=-1.19×10-3-2×7.0×10-6(300-288) =-1.358×10-3(V/K) ΔrSmθ=zF(аE/аT)P =2×96500×(-1.358×10-3) =-262.1(J/K·mol) ΔrHmθ=ΔrGmθ+TΔrSmθ =-273.58×103+300×(-262.1) =-352.21(KJ/mol) QR=TΔrSmθ =300×(-262.1) =-78.628(KJ/mol) 7、某理想气体反应A(g)+2B(g)=D(g)+4E(g),在298.15K时,已知有关数据如下: (假设以下数据均不受温度影响) 物质 A(g) B(g) D(g) E(g) ΔfHmθ/kJ·mol-1 -74.84 -241.84 -393.42 0 Smθ/J.mol-1·K-1 186.0 188.0 214.0 130.0 经计算说明: 当A、B、D和E的摩尔分数分别为0.3、0.2、0.3和0.2,T=600K,P=100kPa时反应的方向如何? 解: ΔrHmθ=[(-393.42)+4×0]-[(-74.84)+2×(-241.84)] =165.1(kJ·mol-1) ΔrSmθ=(214.0+4×130.0)-(186.0+2×188.0) =172.0(J.mol-1·K-1) ΔrGmθ=ΔrHmθ-TΔrSmθ =165.1-600×172.0×10-3 =61.9(kJ·mol-1) 由ΔrGmθ=-RTlnKpθ得: Kpθ=4.0×10-6 Qp=[(0.3×0.24)/(0.22×0.3)]×(P/Pθ) =4.0×10-2 ΔrGm=ΔrGmθ+RTlnQp =4.0×10-6+8.314×600×ln(4.0×10-2) =45.84(kJ·mol-1)>0,反应向左进行 8、反应SO2Cl2 SO2+Cl2是一级的气相反应。 在320℃时,k=2.2×10-5s-1。 问反应经过90min后SO2Cl2的分解百分数是多少? 解: =kt=2.2×10-5s-1×90min×60s·min-1=0.1188 =1.1261x=0.112=11.2% 9、已知298K时,E (Ag+|Ag)=0.7996V,AgCl的活度积: Ksp =a(Ag+)a(Cl)=1.75×1010,试求298K时E (Cl|AgCl|Ag)。 解: 设计电池: Ag|Ag+||Cl|AgCl(s)|Ag 电池反应: AgCl(s)===Ag++Cl E = E (Cl|AgCl|Ag)=E (Ag+|Ag)+E =E (Ag+|Ag)+ =0.2227V
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