物理化学经典习题11Word下载.docx
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7.若稀溶液表面张力γ与溶质浓度c的关系为γ0–γ=A+Blnc(γ0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Γ与浓度c的关系为。
8.298.2K、101.325kPa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
=30.77kJ·
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时,p总=1.432×
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?
3.A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273K,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0.0261N·
m-1,密度为1000kg·
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.电池Pt∣H2(pø
)∣HCl(0.1mol·
kg-1∣AgCl(s)∣Ag在298K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γ±
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;
ΔU()0;
ΔH()0
2、在273K及PØ
下,冰融化成水,以水和冰为系统W()0;
ΔH()0;
ΔG()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(),Φ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>
P ;
C)Pr<
P;
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;
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(CV,m=1.5R)在127℃时压力为
5×
105Pa,今在定温下外压恒定为1×
106Pa进行压缩。
计算此过程的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS、ΔA和ΔG。
五、(共10分)反应NH2COONH4(s)= 2NH3(g)+CO2(g)在30℃时Kø
=6.55×
10-4。
试求NH2COONH4的分解压。
六、(共20分) 反应C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g)的ΔrHø
m为-4.602×
104J·
mol-1,ΔCp=0,ΔrGø
m(298)=-8.196×
103J·
mol-1
1、导出此反应的ΔrGø
m=f(T)及lnKø
=f(T)关系式。
2、计算此反应在500K时的Kø
及ΔrGø
m
七、(共20分) HAc及C6H6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℃,最低共熔混合物的质量分数为含
C6H60.64,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
℃
101B
02
E3
-104
020406080100
HAcC6H6
ω(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Eø
(Fe3+|Fe2+)=0.771V,Eø
(Ag|Ag+)=0.7991V
1、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0.05molkg-1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1—2级对峙反应:
298K时,k+=0.20s-1,k-=5.0×
10-9Pa-1·
s-1,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ΔrHø
2.Na+、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Na–Hg齐,而不是H2,这个现象的解释是。
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,溶液将向极方向流动。
5.反应AB(Ⅰ);
AD(Ⅱ)。
已知反应(Ⅰ)的活化能大于反应(Ⅱ)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?
7.若稀溶液表面张力γ与溶质浓度c的关系为γ0–γ=A+Blnc(γ0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Γ与浓度c的关系为。
8.298.2K、101.325kPa下,反应H2(g)+O2(g)═H2O(l)的(?
rGm–?
rFm)/J·
mol-1为。
Q,W,?
U,?
H,?
S和?
F。
1.苯在正常沸点353K下的?
vapHm?
mol-1,今将353K及p?
(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。
104Pa