物理化学复习题及答案111.docx

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物理化学复习题及答案111

一、填空题

1、100°C、1.5p的水蒸汽变为100°C,p的液体水,则此过程的DS_〈_0,DG_〈_0。

解:

同一种物质S(g)>S(l),DS=S(l)-S(g)<0;该过程可自发进行,故DG<0

2、理想气体向真空膨胀,体积由V1变到V2,其DU_=_0,DS_〉_0。

解:

向真空膨胀(即自由膨胀)过程的特点:

是自发过程则DS>0,psu=0故体积功W=0,(若为恒温自由膨胀则DU=0,Q=0).

3.某反应的速率常数为0.462min-1,其初始浓度为0.1mol·L-1,反应的半衰期为1.5min,对一个化学反应来说k越大反应速率越快。

解:

根据速率常数单位判断为一级反应,由半衰期公式计算.

4.理想气体恒温可逆压缩,DU_=_0,DH_=_0。

解:

理想气体:

U=f(T),pv=nRT为定植则pv)=0,H=U+pv)=0

5.NaHCO3在50℃分解时达到平衡,2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g),体系的组分为。

相数,自由度为。

6.某基元反应B→C+D,测得反应半衰期为10h,经30h后,所余下的反应物浓度CB与反应起始浓度C0之比为1:

8。

7.胶体系统的主要特征是高度分散性、多相(不均匀)性、聚结不稳定性。

8、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。

解:

拉乌尔定律

9、已知下列反应的平衡常数:

H2(g)+S(s)=H2S(s)为KΘ1;S(s)+O2(g)=SO2(g)为KΘ2。

则反应H2(g)+SO2(g)=O2(g)+H2S(g)的平衡常数为__KΘ1/KΘ2___。

解:

先写出KΘ1和KΘ2以及反应H2(g)+SO2(g)=O2(g)+H2S(g)的平衡常数KΘ3的表达式,再综合分析.

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=1;相数φ=2;自由度f=1。

解:

NH4HS(s)=NH3(g)+H2S(g)

初始浓度000

分解xx

平衡浓度0xx

因分解产物NH3,H2S浓度比固定为1:

1,故气相存在一个浓度限制条件:

R’=1,C=S-R-R’=3-1-1=1

f=C-φ+2=1-2+2=1

11、A及B二组分组成的凝聚体系能生成三种稳定的化合物,则于常压下在液相开始冷却的过程中,最多有2种固相同时析出.

解:

C=2(因A和B生成三种化合物,增加3个物种,发生3个反应R=3,相抵消)

f=C-φ+1=2-φ+1=3-φ,φ最多为3,A和B构成一个液相,还缺2个相,故有2种固相.

三、简答题

1.封闭系统

该系统与环境只有能量交换而无物质交换。

2.隔离系统

该系统与环境无物质交换也无能量交换

3.表面自由能

体系在等温等压可逆的增加单位表面积时所消耗的功。

4.在电化学中如何命名电极?

(1)电极电势高的为正极,低的为负极;

(2)电极发生氧化反应的为阳极,发生还原反应的为阴极。

一、单选题

1.在一定的温度和压力下,某化学反应达到平衡时应满足的条件是A

(A)ΔrGm=0(B)ΔG=0

(C)ΔrGm=ΔG(D)ΔG=-RTlnKo

2.对催化剂叙述其中错误的是:

C

(A)催化剂不能改变平衡常数

(B)催化剂的加入不能实现热力学上不可能进行的反应

(C)催化剂在反应前后其化学性质和物理性质都不改变

(D)对正反应的优良催化剂同样可以作为逆反应的优良催化剂

3.有关活化能的下列说法正确的是:

A

A、活化能与反应本性有关

B、活化能与反应温度完全无关

C、活化能与反应途径无关

D、活化能与反应物浓度有关

4.不同弯曲液面饱和蒸气压之间存在:

B

A、P平>P凹>P凸B、P凸>P平>P凹

C、P凹>P平>P凸D、P凸>P凹>P平

5.放射性元素B的半衰期是8h,16克B在32h后还剩D

A、8gB、4gC、2gD、1g

6.分解反应A(s)=B(g)+2C(g)该反应的平衡常数KΘ与分解压力P的数值之间为C

A、KΘ=P3B、KΘ>P3C、KΘ

7.克拉贝龙方程dP/dT=△Hm(相变)/T△Vm(相变),其应用条件是D

A、只适用于纯物质的气液、气固平衡

B、只适用于服从理想气体行为的为气液、气固平衡

C、任何纯物质的相变热不随温度而变的两相平衡

D、任何纯物质两相平衡体系

8.在298K及101.325KPa下的1.00L氢气,等温可逆膨胀到2.00L,所做功的绝对值为C

A、0.418JB、0.0418JC、70.3JD、7.11J

解:

理想气体等温过程△U=0,Q=-W,先计算出Q(见课本有关公式)

9.液体A和B混合成实际溶液时,当A和B之间的作用力大于相同分子之间的作用力时,该溶液对拉乌尔定律将B

A、产生正偏差B、产生负偏差

C、不产生偏差D、无法确定

10.液体A和B混合成实际溶液,当该溶液对拉乌尔定律产生负偏差时将B

A、有最低恒沸点B、有最高恒沸点

C、不出现恒沸点D、无法确定

11.一定压力下,当2L理想气体从0℃升温到273℃时,其体积变为(B)。

A.5LB.4LC.6LD.1L

解:

根据理想气体方程PV=nRT,当P恒定时V/T=常数,V1/T1=V2/T2

12、A、B两种理想气体的混合物总压力为100kPa,其中气体A的摩尔分数0.6,则气体B的分压为(C)。

A.100kPaB.60kPaC.40kPaD.不确定

解:

道尔顿分压定律

13、下述说法中,哪一种不正确:

(A)。

A.焓是体系能与环境进行交换的能量

B.焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量

C.焓是体系状态函数

D.焓只有在某些特定条件下,才与体系吸热相等

14、凝固热在数值上与下列哪一种热相等:

(D)。

A.升华热              B.溶解热C.汽化热              D.熔化热

解:

互逆的相变热相等

15、将1molH2O(l)(100℃、101.325kPa)置于密闭真空容器中,蒸发为同温同压的水蒸气并达平衡,该过程的△G(B)。

A.大于0B.小于0C.等于0D.不能确定

解:

101.325kPa外压下,水的沸点是100℃,真空时水的沸点更低,所以肯定能汽化属于自发过程

16、1mol双原子理想气体的Cp,m是:

(C)。

A.1.5R      B.2.5R  C.3.5R      D.2R

1.对于克劳修斯不等式

,判断不正确的是:

C

(A) 

必为可逆过程或处于平衡状态;

(B)

必为不可逆过程;

(C) 

必为自发过程;

(D) 

违反第二定律,过程不可能自发发生。

2.体系的下列各组物理量中都是状态函数的是:

C

(A) T,p,V,Q;       (B)m,Vm,Cp,∆V;

(C) T,p,V,n;       (D)T,p,U,W。

3.2mol理想气体B,在300K时等温膨胀,W=0时体积增加一倍,则其∆S(J·K-1)为:

D

(A) -5.76;   (B)331;  (C)5.76;    (D)11.52。

 

4.熵是混乱度(热力学微观状态数)的量度,下列结论中不正确的是:

D

(A) 同一种物质的

 ;

(B) 同种物质温度越高熵值越大;

(C) 分子内含原子数越多熵值越大;

(D) 0K时任何纯物质的熵值都等于零。

5.纯组分的三相点是:

(D)

(A)某一温度,超过此温度,液相就不能存在

(B)通常发现在很靠近正常沸点的某一温度

(C)液体的蒸气压等于25℃时的蒸气压三倍数值时的温度

(D)固体、液体和气体可以平衡共存时的温度和压力

6.CuSO4与水可生成CuSO4·H2O,CuSO4·3H2O,CuSO4·5H2O三种固体水合物,则在一定压力下和CuSO4水溶液及冰共存的含水盐有:

(C)

(A)3种(B)2种(C)1种(D)不可能有共存的含水盐

解:

f=C-φ+1,C=2(S=5,R=3,R’=0),自由度不能为负f=3-φ≥0,则φ≤3,题目中:

已有2个相CuSO4水溶液,冰,而φ最多为3,则必有且仅有一种水合物共存.

S=5(CuSO4,H2O,CuSO4·H2O,CuSO4·3H2O,CuSO4·5H2O)

R=3(生成CuSO4·H2O,CuSO4·3H2O,CuSO4·5H2O三个物种的三个反应,新增的三个物种和R=3相抵消)

7.铜-锌电池,在放电和充电时锌电极分别称为:

A

(A) 负极和阴极;            (B)正极和阳极;

(C) 阳极和负极;            (D)阴极和正极。

8.电极①Pt,Cl2(g)|KCl(c1)与②Ag(s),AgCl(s)|KCl(c2),这两个电极

的电极反应相界面有:

B

(A) 

(1)2个,

(2)2个;           (B)

(1)1个,

(2)2个;

(C) 

(1)2个,

(2)1个;          (D)

(1)1个,

(2)1个。

因为:

Ag(s),AgCl(s)为两个固相.

9.某化合物与水相作用时,其起始浓度为1mol·L-1,1小时后为

0.5mol·L-1,2小时后为0.25mol·L-1。

则此反应级数为:

B

(A)0;     (B)1;     (C)2;      (D)3

因为:

由题目可知反应的半衰期为定值与浓度大小无关,符合一级反应特点.

10.某反应速率常数k=2.31×10-2mol-1·L-1·s-1,反应起始浓度为

1.0mol·L-1,则其反应半衰期为:

A

(A)43.29s (B)15s   (C)30s   (D)21.65s

因为:

由反应速率常数单位可知为二级反应,用相应半衰期公式计算.

11.反应A+B→C+D的速率方程为v=k[A][B],则反应:

B

(A) 是二分子反应;    (B)是二级反应但不一定是二分子反应;

(C) 不是二分子反应;  (D)是对A、B各为一级的二分子反应

因为:

无法确定是否为基元反应,故不能确定反应分子数.

10.基元反应A+B→C+D的速率方程为v=k[A][B],则反应:

A

(A) 是二级反应,且是二分子反应(B)是二级反应但不一定是二分子反应;

(C) 不是二分子反应;  (D)是对A、B各为一级的二分子反应

因为:

基元反应的反应分子数=反应级数.

12.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。

 

选择题

1.理想气体模型的基本特征是

(A)分子不断地作无规则运动、它们均匀分布在整个容器中

(B)各种分子间的作用相等,各种分子的体积大小相等

(C)所有分子都可看作一个质点,并且它们具有相等的能量

(D)分子间无作用力,分子本身无体积

答案:

D

2.热力学第一定律ΔU=Q+W适用于

(A)单纯状态变化(B)相变化

(C)化学变化(D)封闭物系的任何变化

答案:

D

3.关于热和功,下面的说法中,不正确的是

(A)功和热只出现于系统状态变化的过程中,只存在于系统和环境间的界面上

(B)只有在封闭系统发生的过程中,功和热才有明确的意义

(C)功和热不是能量,而是能量传递的两种形式,可称之为被交换的能量

(D)在封闭系统中发生的过程中,如果内能不变,则功和热对系统的影响必互相抵消

答案:

B

4.关于焓的性质,下列说法中正确的是

(A)焓是系统内所含的热能,所以常称它为热焓

(B)焓是能量,它遵守热力学第一定律

(C)系统的焓值等于内能加体积功

(D)焓的增量只与系统的始末态有关

答案:

D。

因焓是状态函数。

5.涉及焓的下列说法中正确的是

(A)单质的焓值均等于零

(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)化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化

答案:

D。

因为焓的绝对值无法测定,焓变ΔH=ΔU+Δ(pV),可以看出若Δ(pV)<0则ΔH<ΔU。

6.下列哪个封闭体系的内能和焓仅是温度的函数

(A)理想溶液(B)稀溶液(C)所有气体(D)理想气体

答案:

D

7.与物质的生成热有关的下列表述中不正确的是

(A)标准状态下单质的生成热都规定为零

(B)化合物的生成热一定不为零

(C)很多物质的生成热都不能用实验直接测量

(D)通常所使用的物质的标准生成热数据实际上都是相对值

答案:

A。

按规定,标准态下最稳定单质的生成热为零。

8.下面的说法符合热力学第一定律的是

(A)在一完全绝热的硬质密闭容器中发生化学反应时,其内能一定变化

(B)在无功过程中,内能变化等于过程热,这表明内能增量不一定与热力学过程无关

(C)封闭系统在指定的两个平衡态之间经历绝热变化时,系统所做的功与途径无关

(D)气体在绝热膨胀或绝热压缩过程中,其内能的变化值与过程完成的方式无关

答案:

C。

因绝热时ΔU=Q+W=W。

(A)中无热交换、无体积功故ΔU=Q+W=0。

(B)在无功过程中ΔU=Q,说明始末态相同热有定值,并不说明内能的变化与过程有关。

(D)中若气体绝热可逆膨胀与绝热不可逆膨胀所做的功显然是不同的,故ΔU亦是不同的。

这与内能为状态函数的性质并不矛盾,因从同一始态出发,经绝热可逆膨胀与绝热不可逆膨胀不可能到达同一终态。

9.凡是在隔离体系中进行的变化,其U和H的值一定是:

(A)U>0,H>0(B)U=0,H=0

(C)U<0,H<0

(D)U=0,H大于、小于或等于零不能确定。

 答案:

D。

10.H=Qp此式适用于哪一个过程:

(A)理想气体从101325Pa反抗恒定的10132.5Pa膨胀到10132.5Pa

(B)在0℃、101325Pa下,冰融化成水

(C)电解CuSO4的水溶液

(D)气体从(298K,101325Pa)可逆变化到(373K,10132.5Pa)

 答案:

B。

H=Qp成立的条件是恒压、W’=0。

11.某化学反应在恒压、绝热和只作体积功的条件下进行,体系温度由T1升高到T2,则此过程的焓变H

(A)小于零(B)大于零(C)等于零(D)不能确定

 答案:

C。

因恒压、不做其它功,=Qp,又因绝热故=。

12.在体系温度恒定的变化过程中,体系与环境之间:

(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

答案:

C。

例如,理想气体自由膨胀为恒温过程,W=0,Q=0。

13.某绝热封闭体系在接受了环境所做的功后,其温度:

(A)一定升高(B)一定降低

(C)一定不变(D)不一定改变

答案:

A因为绝热Q=0,ΔU=Q+W=W,可知体系得到环境所做的功全部用于增加内能.

14.体系的状态改变了,其内能值:

(A)必定改变(B)必定不变(C)不一定改变(D)状态与内能无关

答案:

C。

例如,理想气体恒温下体积发生变化其内能不变。

15.某体系在非等压过程中加热,吸热Q,使温度从T1升到T2,则此过程的焓增量H:

(A)H=Q(B)H=0(C)H=U+(pV)(D)H等于别的值。

答案:

C

问答题

1.说明下列有关功的计算公式的使用条件。

(1)W=-p(外)ΔV

(2)W=-nRTlnV2/V1

(3)W≈-pV=-nRT

(4)W=CvΔT

答:

由体积功计算的一般公式

可知:

(1)外压恒定过程。

则W=-p(外)ΔV

(2)理想气体恒温可逆过程。

此时p(外)=p(内),pV=nRT,

(3)液体在恒温恒压p(外)=p(内)下蒸发成气体,此蒸气为理想气体,且液体体积与气体体积相比较可以略去。

(4)理想气体绝热过程。

ΔU=W=CvΔT

2.理想气体恒温条件下反抗恒外压膨胀,则

ΔH=ΔU+Δ(pV),ΔU=0,Δ(pV)=0,故ΔH=0

ΔH=ΔU+pΔV,ΔU=0,pΔV≠0,故ΔH≠0

上面两个考虑问题的方法哪个是正确的?

答:

方法

(1)是正确的。

理想气体内能只是温度的函数,因恒温故ΔU=0,理想气体恒温下pV=nRT为常数,故Δ(pV)=0。

方法

(2)的错误在于H=U+pV中的p是指系统的压力。

在反抗恒外压膨胀过程中,系统的压力既不是常数亦不等于外压,因此不能认为Δ(pV)=pΔV。

3.下面的说法是否正确,并说明理由?

系统的焓等于等压热。

系统的焓改变值ΔH等于等压热。

系统的焓等于系统的热量。

答:

(1)不正确。

系统的焓H=U+pV。

焓具有能量的单位,但其绝对值是不知道的,焓并没有明确的物理意义。

因此系统的焓不等于等压热。

(2)不正确。

ΔH=Qp的条件是等压且不做其它功。

符合上述条件时ΔH才等于等压热。

(3)不正确。

焓为状态函数,状态一定焓有确定值。

而热是与过程有关的函数。

只有ΔH(而不是H)在等压和不做其它功的条件下才等于过程的热。

4.对于一定量的理想气体,温度一定时,内能与焓是否一定?

是否对所有气体来说温度一定,内能与焓都一定呢?

答:

H=U+PV,对理想气体来说,其内能与焓只是温度的函数。

故温度一定内能与焓就一定。

其它气体内能与焓不仅是温度的函数而且是压力或体积的函数,故温度一定还要指定压力或体积内能与焓才有确定值。

热力学第二定律

选择题

1.在一定温度下,发生变化的隔离体系,其总熵

(A)不变(B)可能增大或减小(C)总是减小(D)总是增大

答案:

D。

因隔离体系发生的变化必为自发过程,根据熵增原理其熵必增加。

2.对任一过程,与反应途径无关的是

(A)体系的内能变化(B)体系对外作的功

(C)体系得到的功(D)体系吸收的热

答案:

A。

只有内能为状态函数与途径无关,仅取决于始态和终态。

3.关于热力学第二定律下列哪种说法是错误的

(A)热不能自动从低温流向高温

(B)不可能从单一热源吸热做功而无其它变化

(C)第二类永动机是造不成的

(D)热不可能全部转化为功

答案:

D。

正确的说法应该是,热不可能全部转化为功而不引起其它变化

4.关于克劳修斯-克拉佩龙方程下列说法错误的是

(A)该方程仅适用于液-气平衡

(B)该方程既适用于液-气平衡又适用于固-气平衡

(C)该方程假定气体的体积远大于液体或固体的体积

(D)该方程假定与固相或液相平衡的气体为理想气体

答案:

A

5.关于熵的说法正确的是

(A)每单位温度的改变所交换的热为熵

(B)可逆过程熵变为零

(C)不可逆过程熵将增加

(D)熵与系统的微观状态数有关

答案:

D。

(A)熵变的定义

其中的热为可逆热;(B)与(C)均在绝热系统中才成立。

6.下述过程,体系的ΔG何者为零?

(A)理想气体的等温膨胀

(B)孤立体系的任意过程

(C)在100℃,101325Pa下1mol水蒸发成水汽

(D)绝热可逆过程

答案:

C。

可逆相变ΔG为零。

7.关于熵的性质,下面的说法中不正确的是

(A)环境的熵变与过程有关

(B)某些自发过程中可以为系统创造出熵

(C)熵变等于过程的热温商

(D)系统的熵等于系统内各部分熵之和

答案:

C。

正确的说法应为熵变等于过程的可逆热温商。

8.关于热力学基本方程dU=TdS-pdV,下面的说法中准确的是

(A)TdS是过程热(B)pdV是体积功

(C)TdS是可逆热

(D)在可逆过程中,pdV等于体积功,TdS即为过程热

答案:

D

9.理想气体在自由膨胀过程中,其值都不为零的一组热力学函数变化是

(A)ΔU、ΔH、ΔS、ΔV(B)ΔS、ΔV、ΔG

(C)ΔT、ΔG、ΔS、ΔV(D)ΔU、ΔH、ΔV

答案:

B。

理想气体自由膨胀过程中不做功亦不放热,故ΔU=0,ΔT=0。

理想气体自由膨胀过程是自发过程则:

ΔS>0,ΔG<0;体积膨胀ΔV>0

10.理想气体绝热向真空膨胀,则

(A)dS=0,dW=0(B)dH=0,dU=0

(C)dG=0,dH=0(D)dU=0,dG=0

答案:

B

11.1molAg(s)在等容下由273.2K加热到303.2K。

已知在该温度区间内Ag(s)的Cv,m=24.48J·K-1·mol-1则其熵变为:

(A)2.531J·K-1(B)5.622J·K-1(C)25.31J·K-1(D)56.22J·K-1

答案:

A。

等容过程

12.理想气体经历等温可逆过程,其熵变的计算公式是:

(A)ΔS=nRTln(p1/p2)(B)ΔS=nRTln(V2/V1)

(C)ΔS=nRln(p2/p1)(D)ΔS=nRln(V2/V1)

答案:

D

13.在标准压力下,90℃的液态水气化为90℃的水蒸汽,体系的熵变为:

(A)ΔS体>0(B)ΔS体<0(C)ΔS体=0(D)难以确定

答案:

A。

液态变为气态时,混乱度增加,故熵增加。

14.在101.325kPa下,385K的水变为同温下的水蒸汽。

该变化过程,下列各式中正确的是:

(A)ΔS体+ΔS环>0(B)ΔS体+ΔS环<0

(C)ΔS体+ΔS环=0(D)ΔS体+ΔS环的值无法确定

答案:

A。

因385K(110℃,已超过水的沸点),该变化为自发过程。

15.在标准压力pθ和268.15K时,冰变为水,体系的熵变ΔS体应:

(A)大于零(B)小于零(C)等于零(D)无法确定

答案:

A。

因固体变液体混乱度增加。

16.理想气体在恒温条件下,经恒外压压缩至某一压力,此变化中体系的熵变ΔS体及环境的熵变ΔS环应为:

(A)ΔS体>0,ΔS环<0(B)ΔS体<0,ΔS环>0

(C)ΔS体>0,ΔS环=0(D)ΔS体<0,ΔS环=0

答案:

B。

理想气体恒温压缩混乱度减小,故熵减小;而理想气体恒温压缩时内能不变,得到的功要以热的形式释放给环境,故环境得到热ΔS环>0。

17.一个由气相变为凝聚相的化学反应在恒温恒容下自发进行,问下列各组答案中哪一个是正确的:

(A)ΔS体>0,ΔS环<0(B)ΔS

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