物化网络试题Word文件下载.docx
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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△vapHm,那么其升华焓△subHm为___________________。
(1分)
4.在20℃、标准压力下各为的水-乙醇混合物,水和乙醇的偏摩尔体积分别为和cm3·
mol-1,则该混合物的体积为________________________。
(2分)
5.三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°
<
)_________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__________。
8.对连串反应,中间物为主产物时,为达到最大产量,反应应________。
三、计算题:
(6小题,共56分)
2.实验测得水在和下的蒸气压分别为和,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%的H,72%的C和%的N。
现将克尼古丁溶于克的水中,所得溶液在101325Pa下的凝固点为-℃,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K·
kg·
mol-1)。
(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。
(2)
(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)
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=-1,已知427K时该反应速率常数k=×
10-2s-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∞(HAc)如何计算(列出相关公式即可)。
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.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
4.A。
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=2×
反应(3)+反应
(1)-反应
(2)
Kp=[Kp(3)]2·
Kp
(1)/Kp
(2)=2×
/8=
7.D.8.B9.A10.A
二.填空题:
1.Qp=QV+vBRT=100kJ·
mol-1+(-1)×
×
10-3kJ·
K-1·
mol-1×
=·
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→g过程。
4.×
+×
cm3·
mol-1=cm3·
mol-1
5.46.<
7.直、支,热爆炸、支链反应8.控制时间
三、三、计算题:
2.根据克-克方程可得vapHm=
=
=42731J·
mol-1=kJ·
3.假设尼古丁的摩尔质量为MB,根据凝固点下降公式△Tf=KfbB
则有
MB=150g·
可算出各原子数C:
Mr(B)w(C)/Ar(C)=150×
12=
N:
Mr(B)w(N)/Ar(N)=150×
14=
H:
Mr(B)w(H)/Ar(H)=150×
1=
所以分子式为(C9N2H14)
4.A(g)=B(g)+C(g)
平衡时的摩尔分数yAyByC
453K时K=pBpC/(pAp)=(yByC/yA)(p总/p)=yCyB/yA
493K时K'=p’Bp’C/(p’Ap)=(y’By’C/y’A)(p’总/p)
=4y’By’C/y’A=4×
2yB×
2yC/(yA/2)=32K
所以△rHm=
=160885J·
mol-1=161kJ·
5.
(1)各相区的稳定相见相图(、为固溶体,l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。
A-B凝聚系统相图
(2)
(2)冷却曲线见上图。
(3)(3)从相图上看,A和B不存在共存区,故不能一同析出。
6.已知T1=427K时k1=×
10-2s-1,Ea=。
求T2,需先计算
k2=-ln(1-x)/t=-ln(1-/1200s=s-1
解得:
T2=397K
1.答:
测,=/c,=∞,K=(c/c)2/(1-)。
∞(HAc)=∞(NaAc)+∞(HCl)-∞(NaCl)
2.
(1)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数变化,△rGm(T)=Σ△fGm(T,产物)-Σ△fGm(T,反应物)。
若△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)+O2(g)─→CO2(g)的反应焓为△rHm,下列哪种说法是错误的()
A.△rHm是CO2(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)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)在600℃、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)=(H2)=(CO)=(H2O)=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NH4Cl(s)置于抽空容器中,加热到597K,使NH4Cl(s)分解,NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)达平衡时系统总压力为100kPa,则热力学标准平衡常数Kp为()
A.0.5B.C.D.
6.实验法绘制水-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A→B
(1);
A→D
(2),其中反应1和2的指前因子相同而活化能不同,E1为120kJmol-1,E2为80kJmol-1,则当在1000K进行时,两个反应速率常数之比为
A.k1/k2=×
10-3B.k1/k2=×
101C.k1/k2=×
10-3D.k1/k2=×
10-4
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为△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___________。
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___________。
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)_____。
5.已知18℃时,Ba(OH)2、BaCl2、NH4Cl溶液的极限摩尔电导率分别为×
10-2、×
10-2S·
m2·
mol-1,那么18℃时NH4OH的
=(计算式)______________________________=___________________。
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A→B→C,若B是目标产物,为提高B的产量,应该控制_______________。
若A→B的活化能比B→C的活化能小,同时还应控制________________。
8.丁达尔效应是_________________________现象。
三.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40℃的水与5摩尔0℃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J·
K-1·
mol-1。
2.在时,使克的甲醇(摩尔质量为32克)在弹式量热计中恒容燃烧,放出的热量。
忽略压力对焓的影响。
(1)计算甲醇的标准燃烧焓△cHm。
(2)已知时H2O(l)和CO2(g)的标准摩尔生成焓分别为-kJ·
mol-1、-kJ·
mol-1,计算CH3OH(l)的△fHm。
(3)如果甲醇的标准蒸发焓为·
mol-1,计算CH3OH(g)的△fHm(10分)
3.将装有mol乙醚的微小玻璃泡放入、20dm3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,此时的蒸发焓为kJ·
试求
(1)混合气体中乙醚的分压;
(2)分别计算氮气和乙醚的△H、△S、△G。
(10分)
4.用丁烯脱氢制丁二烯的反应如下:
CH3CH2CH=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×
105Pa。
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。
已知时有关数据如下:
△fHm/(kJ·
mol-1)
△fGm/(kJ·
丁二烯
丁烯
-
5.NaCl-H2O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%(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,H2O的为。
(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30%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N2O5→2NO2+O2是一级反应
(1)在恒容容器中最初引入纯的N2O5,3秒钟后容器压力增大一倍,求此时N2O5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倍,已知活化能是103kJmol-1。
求温度T2时反应的半衰期及温度T2。
(10分)
四.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)=-RTlnKp,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
1.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
4.C∵K=
==*>
1
Kf=Kp×
K,Kp下降,而G=-RTln(Kp/Jp),Kp<
Jp,G>
0
∴反应向左进行到新平衡点
5.DKp=(1/2)·
(1/2)=
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)×
1000/×
1000)]=
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S总=S系统+S环境。
4.吉布斯函数(自由能)。
5.
=(
[Ba(OH)2]+2
[NH4Cl]-
[BaCl2])/2
=(+2×
-×
10—2S·
mol-1/2
=×
10—2S·
mol-1
6.→0或<
90,
或三个表面张力
7.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=Qp=0
若冰全部熔化△H1=n△熔化Hm=5mol×
6024J·
mol-1=30120J,
水降温到0℃时△H2=nCp,m(T2-T1)=5mol×
·
K·
mol-1×
(-40K)=-15060J
因△H1+△H2=15060J>
0,故冰不会全熔化,系统温度为0℃。
(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)。
设冰的熔化量为nmol,过程的变化如下:
则△H=△H1+△H2=n(6024J·
mol-1)-15060J=0,
得n=mol
所以冰熔化熵变
=J·
K-1
水冷却过程的熵变
△S2=
=-J·
所以△S=△S1+△S2=J·
2.
(1)甲醇燃烧反应:
CH3OH(l)+
O2(g)→CO2(g)+2H2O(l)
△cUm=-kJ/32)mol=-kJ·
△cHm=△cUm+
=(--×
10-3)kJ·
.mol-1
==\#"
"
-kJ·
(2)△cHm=△fHm(CO2)+2△fHm(H2O)-△fHm[CH3OH(l)]
△fHm[CH3OH(l)]=△fHm(CO2)+2△fHm(H2O)-△cHm
=[-+2×
(--(-]kJ·
==*+-kJ·
(3)CH3OH(l)→CH3OH(g),△vapHm=kJ·
.mol-1
△fHm[CH3OH(g)]=△fHm[CH3OH(l)]+△vapHm=(-+kJ·
=-kJ·
3.
(1)
==**2025621Pa=
(2)变化过程中氮气的温度和分压没变,故△H=0J、△S=0J·
K-1、△G=0J。
乙醚的变化过程可设想为:
乙醚(l,,100kPa)
乙醚(g,,100kPa)
乙醚(g,,p乙醚)
于是:
△H=△H1+△H2=×
+0)kJ=kJ
S=△S1+△S2=
=
J·
G=△G1+△G2=0+
J=-J
或者采用下式计算△G=△H-T△S
4.转化率x=时,反应简记为
A=B+H2H2O
t=01mol0mol0mol15mol
t=t’(1-x)molxmolxmol15moln总=(16+x)mol
Kp=
=
T=时,
△rGm=△fGm[B]+△fGm[H2]-△fGm[A]=+0-kJ·
mol-1=·
△rHm=[+0-(-]kJ·
△rSm=(△rHm-△rGm)/T=(110290-79380)/J·
mol-1·
K-1=J·
因此△rGm=-RT’ln(Kp)=△rHm-T’△rSm
T’=△rHm/[△rSm-Rln(Kp)]=110290K/-=834K
5.解:
(1)NaCl·
2H2OwNaCl=/(+2×
)=
NaCl与H2O二组分系统恒压相图
(2)各区域的相态见相图中,其中l为溶液。
各区域的自由度F=C-P+1=3-P
单相区F=2,双相区F=1,三相线F=0。
(3)含30%NaCl的水溶液,从温度433K降到264K以上时析出的是NaCl,当温度继续降低时,析出二水盐。
在此过程中,析出最多的NaCl的量可用T无限靠近264K时用杠杆原理来计算,即
WL+WNaCl=1.00kg,
WL(30-27)=WNaCl(100-30)
求解可得WNaCl=/73=
6.
(1)设A表示N2O5,对于恒容反应,可直接用分压处理
N2O5→2NO2+1/2O2
t=0p000
t=tpA2(p0-pA)(p0-pA)
可得:
p总=(5p0-3pA)当p总=2p0时,pA=p0/3,
A的分解率xA=(p0-pA)/p0=%
(2)当