物理化学习题集离线选做.docx

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物理化学习题集离线选做

浙江大学远程教育学院

《物理化学》课程作业（选做）

姓名：

学号：

年级：

2014春药学

学习中心：

杭州学习中心

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第一章热力学第一定律

一、判断题

1.状态函数改变后，状态一定改变。

（√）

2.不做非体积功是指系统的始态和终态的体积相同。

（×）

3.O2（g）的标准摩尔燃烧焓等于零。

（√）

4.H2O（l）的标准摩尔燃烧焓等于零。

（√）

5.H2和O2在绝热钢瓶中发生反应的△U等于零。

（√）

二、单选题

1.A是状态函数。

A．GB．△UC．WD．Q

2.B具有广度性质。

A．TB、UC．PD．ρ（密度）

3.B具有强度性质。

A．SB．VC．GD．η（粘度）

4.101.325kPa和273.15K的水等温等压变为冰，该过程的D。

A．Q>0B．△U=0C．△H>0D．△H<0

5.理想气体向真空膨胀，其体积从V1增大到V2，则系统做功为A。

A．W=0B．W>0C．W<0D．

三、填空题

1.最稳定单质的标准摩尔生成焓等于零（填“小于”、“大于”或“等于”）。

2.完全燃烧产物的标准摩尔燃烧焓等于零（填“小于”、“大于”或“等于”）。

3.在充满氧气的定容绝热反应器中，石墨剧烈燃烧。

若以反应器以及其中所有物质为系统，则该过程的△H大于零（填“小于”、“大于”或“等于”）。

4.规定在标准压力p（100kpa）和指定温度T时，1摩尔的物质完全燃烧的等压热效应称为该物质的标准摩尔燃烧焓。

5.C（石墨）的标准摩尔燃烧焓小于CO（g）的标准摩尔生成焓（填“小于”、“大于”或“等于”）。

6.H2（g）的标准摩尔燃烧焓小于H2O（g）的标准摩尔生成焓（填“小于”、“大于”或“等于”）。

四、简答题

1.什么是状态函数？

答：

由系统状态确定的系统的各种热力学性质，称为系统的状态函数。

2.什么是等压过程？

答：

在环境压力恒定下，系统始、终态压力相同且等于环境压力的过程。

3.什么是热力学能？

答：

将能量守恒与转化定律应用于宏观的热力学系统即为热力学第一定律。

4.什么是体积功？

答：

因系统的体积变化而引起的系统与环境之间交换的功

5.可逆过程有哪些特点？

答：

（1）可逆过程是以无限小的变化进行，系统始终无限接近于平衡态，即整个过程由一系列无限接近于平衡的状态所构成。

（2）系统在可逆过程中作最大功，环境在可逆过程中作最小功，即可逆过程效率最高。

（3）沿与过程原来途径相反方向进行，可是系统和环境完全恢复原态，而没有任何耗散效应。

6.什么是理想气体？

答：

分子本身不占有体积，分子之间没有作用力，实际不存在的假想气体。

当温度不是很低或很高，压力不是很低或很高，或没有其他特殊条件时，一般气体均视为理想气体。

7.什么是标准摩尔生成焓？

答：

规定在标准压力p（100kpa）和指定温度T时，由最稳定单质生成标准状态下1摩尔化合物的焓变称为该化合物在此温度下的标准摩尔生成焓。

8.夏天为了降温，采取将室内电冰箱门打开，接通电源并紧闭门窗（设墙壁门窗均不传热）。

该方法能否使室内温度下降？

为什么？

答：

不能。

该情况相当于一个绝热系统中作电功，电机发热只能使室温升高。

五、计算题

1.1mol理想气体在等压下升高1℃，求系统所做的功。

解：

p1V1=nRT1

p2V2=nRT2

等压过程

W=PdV=nR（T2-T1）=1×R×1=8.314J

2.1mol水在100℃、101.325kPa下蒸发为水蒸气，吸热40.7kJ，求该过程的Q、W、△U和△H。

解：

因为在正常相变温度、压力下的相变为可逆相变过程，所以：

ΔH=Qp=Q=40.7KJ

W=-Pe（Vg-Vl）=-PVg=-NRT=-1*8.314*373=-3.101KJ（因为Vg>>Vl）

ΔU=Q+W=40.7-3.101=37.56KJ

3.已知在298.2K时的△rHmө。

Zn（s）+½O2（g）=ZnO（s）△rHmө=351.5kJ·mol-1

Hg（s）+½O2（g）=HgO（s）△rHmө=90.8kJ·mol-1

求Zn（s）+HgO（s）=ZnO（s）+Hg（s）的△rHmө

解：

2NaCl（s）+H2SO4（l）=Na2SO4（s）+2HCl（g）

△rHmө=（∑H）产物-（∑H）反应物=（-1383-92.3*2）-（-411*2-811.3）=65.7KJ/mol

第二章热力学第二定律

一、判断题

1.功可以完全变为热而不发生其它变化。

（√）

2.非理想气体经过绝热可逆过程，熵保持不变。

（√）

3.金刚石的标准摩尔生成吉布斯能等于零。

（×）

4.某电解反应在等温等压下自发进行，该反应的△G一定小于零。

（×）

5.理想气体绝热可逆膨胀过程的△G等于零。

（×）

二、单选题

1.1mol90℃、101.325kPa的过冷水蒸气在等温等压下变为水，该过程的D。

A．△G>0，△S>0B．△G>0，△S<0

C．△G<0，△S>0D．△G<0，△S<0

2.化学反应CaCO3（s）=CaO（s）+CO2（g）的A。

A．△H>0，△S>0B．△H>0，△S<0

C．△H<0，△S>0D．△H<0，△S<0

3.当温度升高时，反应NH4Cl（s）=NH3（g）+HCl（g）的△rGmөC。

A．增大B．不变C．减小D．不确定

4.下列说法正确的是C。

A．绝热过程的ΔS=0B．绝热可逆过程的ΔS=0

C．绝热过程的ΔS>0D．绝热可逆过程的ΔS>0

5.若N2（g）和O2（g）都视为理想气体，等温等压下，1molN2（g）和1molO2（g）混合后，不发生变化的一组热力学性质是A。

A．U、H、VB．U、H、GC．S、F、GD．V、F、S

三、填空题

1.自发过程的共同特征是具有方向的单一和限度，不可逆，做功的能力。

2.苯和甲苯混合过程的ΔG大于零（填“小于”、“大于”或“等于”）。

3.△G=△H-T△S的适用条件是等温过程。

4.合成氨反应的ΔS小于零（填“小于”、“大于”或“等于”）。

5.亥姆霍兹能判据的适用条件是等温等容和非体积功为零。

四、简答题

1.什么是卡诺循环？

答：

工作物质从高温热源（T2）吸取热量Q2，一部分做功W，一部分放热Q1给低温热源（T1），这个由处于不同温度的两等温步骤和两绝热步骤所组成的可逆循环即为卡诺循环。

2.熵的物理意义是什么？

答：

熵是系统混乱程度的度量。

3.如何用亥姆霍兹能判据判断过程的方向？

答：

孤立系统的熵值永远不会减少，（熵增原理），孤立系统杜绝了一切人为控制则可用熵增原理来判别过程的自发方向。

孤立系统中使熵值增大的过程是自发过程也是不可逆过程；使系统的熵值保持不变的过程是可逆过程，系统处于平衡态；孤立系统中不可能发生使熵值变小的任何过程。

4.空调可以把热从低温热源传递到高温热源，这是否与热力学第二定律矛盾？

为什么？

答：

不矛盾，克劳斯说的是“不可能把热从低温物体传到高温物体，而不引起其他变化”，而冷冻机系列环境作了电功却得到了热，热变为功是不可逆过程，所以环境发生了变化。

5.什么是热力学第三定律？

答：

在绝对零度，任何纯物质完整晶体的熵等于零。

6.什么是标准摩尔熵？

答：

1摩尔物质处于温度T时在标准状态下的规定熵又称该物质在温度T时的标准摩尔熵。

五、计算题

1.1mol甲苯在其沸点383.2K时蒸发为气，已知该温度下甲苯的汽化热为362kJ·kg-1，求该过程的Q、W、△U、△H、△S、△F和△G。

解：

Q=362*0.092=33.304KJ

W=-P（Vg-VI）=-PVg=-RT=-8.314*383.2=-3185.9248J

△H=Q=33.304KJ

△G=0

2.在298K的室内有一冰箱，冰箱内温度为273K。

使1kg水结成冰，至少需耗电多少？

已知冰的熔化热为334.7J/kg。

解：

因为β=Q1/W=T1/（T2-T1），所以W=Q1*【（T2-T1）/T1】=1*334.7*【（298-273）/273】=30.7KJ

3.计算下列等温（25℃）反应的熵变：

2C（石墨）+3H2（g）→C2H6（g）

已知25℃时C（石墨）、H2（g）和C2H6（g）的标准摩尔熵分别为：

5.74J·mol-1·K-1、130.6J·mol-1·K-1和229.5J·mol-1·K-1。

解：

ΔrSmθ=Smθ，C2H6,g-3Smθ，H2,g-2Smθ，C,s

=229.5-3*130.6-2*5.74=-173.78J·mol-1·K-1

4.在25℃和标准状态下，已知CaCO3（s）、CaO（s）和CO2（g）的标准摩尔生成焓分别为-1206.92kJ·mol-1、-635.09kJ·mol-1和-393.51kJ·mol-1，标准摩尔熵分别为92.9J·mol-1·K-1、39.75J·mol-1·K-1和213.74J·mol-1·K-1，求：

CaCO3（s）=CaO（s）+CO2（g）

的

。

解：

ΔrHθ=-635.09+（-393.51）-（-1206.92）=178.32kJ·mol-1

ΔrSmθ=213.74+39.75-92.9=160.59J·mol-1·K-1

ΔrGθm=ΔrHθ-TΔrSmθ

=178.32*1000-（273+25）*160.59=130464J·mol-1=130.46kJ·mol-1

第四章化学平衡

一、判断题

1.对于合成氨反应3H2（g）+N2（g）=2NH3（g），提高压力可以增大平衡常数，从而提高产率。

（×）

2.某化学反应的

，在等温等压不做非体积功的条件下，该反应将自发进行。

（×）

3.温度越高，平衡常数越大。

（×）

4.

表示化学反应达到平衡时产物与反应物的吉布斯能差。

（×）

5.加入催化剂虽然不能改变经验平衡常数，但可以改变标准平衡常数。

（×）

二、单选题

1.1000K时反应Fe（s）+CO2（g）＝FeO（s）+CO（g）的Kө=1.84，当气相中CO2和CO的摩尔数之比为65∶35时，则B。

A．Fe不会被氧化B．Fe将被氧化

C．正好达化学平衡D．难于判断其进行方向

三、填空题

1.当反应PCl5（g）=PCl3（g）+Cl2（g）达平衡时，加入惰性气体，但维持系统总压力不变，平衡向左移动。

四、简答题

1.什么是标准生成吉布斯能？

答：

在标准压力Pθ下，最稳定单质的吉布斯能为零，由稳定单质生成一摩尔某化合物时反应的标准吉布斯能变化就是该化合物的标准生成吉布斯能△Gmθ。

五、计算题

1.合成氨时所用的氢气和氮气的比例是3∶1，在673K、1013.25kPa下，平衡混合物中氨的物质的量分数为0.0385，求N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）的标准平衡常数。

解：

N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）

反应前130

a3a2a

反应后1-a3-3a2a

2a/【（1-a）+（3-3a）+2a】=0.0385

a=0.0744-2a=3.8523-3a=2.7781-a=0.926

N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）

0.24040.72110.0385

Kp=（XNH3）2/[（XN2）（XH2）3]=0.0385*0.0385/[0.2404*（0.7211）3]

=1.644*10-2*（1013.25）-2

Kθ=Kp（pθ）2=1.644*10-2*（1013.25）-2*（101.325）2=1.644*10-

2.在25℃和标准状态下，已知CaCO3（s）、CaO（s）和CO2（g）的标准摩尔生成吉布斯能分别为-1128.76kJ·mol-1、-604.2kJ·mol-1和-394.38kJ·mol-1，求：

CaCO3（s）=CaO（s）+CO2（g）

的

。

解：

ΔrGθm=ΔfGθm，CaO（s）+ΔfGθm，CO2（g）-ΔfGθm，CaCO3（s）

=-394.38-604.2+1128.76=130.18kJ·mol-1

3.已知25℃时下列反应的标准摩尔生成吉布斯能

2C2H2（g）+3H2O（g）=CH3COCH3（g）+CO2（g）+2H2（g）

△fGmө（kJ·mol-1）209.2-228.59-154.62-394.38

计算25℃时的标准平衡常数Kө。

解：

ΔrGθm=ΔfGθm，CO2（g）+ΔfGθm，CH3COCH3（g）-2ΔfGθm，C2H2（g）-3ΔfGθm，H2O（g）

=-394.38-154.62+228.59*3-209.2*2

=-281.63

ΔrGθm=-RTlnKө

lnKө=529.61*1000/8.314/298=113.67

Kө=2.157*1049

第五章相平衡

一、判断题

1.在适当的压力下，水蒸气可以直接凝结为冰。

（√）

2.水蒸气、液态水和冰有可能同时共存。

（√）

3.在单相区，物系点与相点重合；在多相区，物系点与相点不重合。

（√）

4.两种固体混合后的熔点降低。

（√）

二、单选题

1.对于双组分完全互溶系统的恒沸物，下列说法正确的是A。

A．气液两相的组成相同

B．液相中两种组分的含量相同

C．气相中两种组分的含量相同

D．较易挥发组分在气相中的含量高于在液相中的含量

2.组分A和B沸点TA>TB，两者可构成最高恒沸物，组分为E。

现将任意比例的A和B混合，于精馏塔中蒸馏，则塔顶馏出物为D。

A．纯A

B．纯B

C．恒沸物E

D．可能为A，也可能为B

3.双组分系统的最低共熔点，由D相组成。

A．0B．1C．2D．3

三、填空题

1.碳酸钠与水可以形成三种含水盐。

在一个大气压下，最多可以得到2种与冰共存的含水盐。

2.硫酸与水可形成三种水合物：

H2SO4H2O（s）、H2SO42H2O（s）和H2SO44H2O（s）。

常压下，H2O（s）与H2SO4溶液及一种H2SO4水合物（s）三相平衡，则该水合物含有1个水分子。

3.双组分系统恒沸点的自由度等于0。

4.在相图中，代表系统总组成的点称为物系点。

5.在相图中，代表各相组成的点称为相点。

四、简答题

1.对于二组分系统相图，是否必须保持温度或压力恒定？

为什么？

答：

要在平面上绘制相图，变量数不能大于2，及自由度不能大于2。

根据相律：

f=K-Ф+n，当相数Ф最小时，自由度f最大。

将K=2和最小的Ф（Ф=1）代入相律，得f=2-1+n小于等于2，n小于等于1，因此对于二组分系统相图必须保持温度或压力恒定。

2.什么是共轭溶液？

答：

两个平衡共存的液相互称为共轭溶液。

3.什么是上临界溶解温度？

答：

两种液体能够以任何比例完全互溶的最低温度。

4.液体的饱和蒸气压越高，沸点就越低；而由克劳修斯—克拉珀龙方程表明，液体温度越高，饱和蒸气压愈大。

两者是否矛盾？

为什么？

答：

两者并不矛盾。

因为沸点是指液体的饱和蒸汽压等于外压时对应的温度。

在相同温度下不同液体的饱和蒸汽压一般不同，饱和蒸汽压高的液体，其饱和蒸汽压等于外压时所需的温度较低，故沸点较低，克劳修斯-克拉伯龙方程是用于计算同一液体在不同温度下的饱和蒸汽压的，温度越高，液体越易蒸发，故饱和蒸汽压越大。

五、计算题

1.乙酰乙酸乙酯是重要的化学试剂，它的蒸气压方程为

此试剂在正常沸点181℃时部分分解，但在70℃是稳定的。

用减压蒸馏法提纯时，压力应减低到多少？

并求该试剂的摩尔气化热。

解：

1）已知正常沸点181℃时的压力是P1101.325kpa，代入方程

lnP1=（-5960/T1）+B

ln101.325=（-5960/454）+B

B=17.746

已知稳定温度70℃代入方程

lnP2=（-5960/T2）+B

lnp2=（-5960/343）+17.746

lnp2=0.3699P=1454pa

2）-△vapHm/R=5960

-△vapHm=5960*8.314=49.55KJ/mol

2.如图所示，当T=t1时，由8molA与2molB组成的二组分固-液平衡系统的物系点为O点，液相点M所对应的液相组成为

=0.5，固相为纯A，求此时平衡共存两相的量。

解：

根据杠杆规则：

ns/nl=（0.5-0.2）/0.2=3/2

由于ns+nl=8mol+2mol=10mol

所以ns=6molnl=4mol

第六章电化学

一、判断题

1.Eө是电池反应达平衡时的电动势。

（×）

2.电化学中规定，阳极总是发生氧化反应。

（√）

二、单选题

1.在电导滴定中，用强碱滴定弱酸时，终点以后溶液的电导D。

A．不变B．减小C．不规则改变D．增加

2.公式

适用于A。

A．任何电解质溶液B．电解质稀溶液

C．强电解质稀溶液D．弱电解质稀溶液

3.当电池的电动势E=0V时，C。

A．电池反应中，反应物的活度与产物的活度相等

B．电池反应中，反应物的活度与产物的活度相等

C．正、负极的电极电势相等

D．正、负极的标准电极电势相等

三、填空题

公式ΔG=-zFE的使用条件是封闭系统中的等温等压，非体积功只做电功的可逆过程。

1.已知下列电极反应的θ值：

Fe2+2eFe，1θ；Fe3+eFe2+，2θ。

则电极反应Fe3+3eFe的3θ值为_

2.蓄电池充电时，蓄电池的正极与外加电源的正极连接。

四、简答题

1.什么是电导率？

答：

相距一米，截面积为一平方米的两平行电极间放置一立方米电解质溶液时所具有的电导。

2.什么是标准电极电势？

答：

在标准状态下，标准氢电极作为负极，给定电极作为正极，所组成的电池的电动势称为该电极的标准电极电势。

五、计算题

1.298K时，AgCl的Kspθ＝1.56×1010，计算其在0.01mol·kg1KNO3水溶液中的溶解度。

（1）该电导池的电导池常数；

解：

因为G=1/R，G=R*A/l

所以l/A=kR=0.2786*82.4=22.96m-1

（2）0.0025mol·dm-3的K2SO4溶液的电导率；

K2=l/R2A=1/376*22.96=0.06105S·m-1

（3）0.0025mol·dm-3的K2SO4溶液的摩尔电导率。

解：

因为∧m=KVm=k/c

所以∧m（K2SO4）=k/c=6.11*10-2/0.0025*103=0.0245S·m2·mol-1

2.25℃时，已知

，

，计算化学反应

2Fe3++2I-=2Fe2++I2

的△rGmө和标准平衡常数Kө。

第七章化学动力学

一、判断题

1.测得反应

的反应级数等于1，该反应可能是基元反应。

（×）

2.速率常数的单位与反应级数有关。

（√）

3.任何反应的反应速率与浓度的关系都符合质量作用定律。

（×）

二、单选题

1.二级反应的半衰期与初始浓度B。

A．成正比B．成反比C．无关D．平方成正比

2.某反应的反应物消耗一半的时间正好是反应物消耗1/4的时间的2倍，则该反应的反应级数为A。

A．零B．一C．二D．三

3.下列性质中，不属于一级反应特征的是B。

A．lnc对时间t作图为一条直线

B．半衰期与反应物初始浓度成反比

C．反应物消耗的百分数相同时所需的反应时间也相同

D．速率常数的单位为[时间]-1

三、填空题

1.由多个基元反应组成的反应称为总包反应。

2.1爱因斯坦表示1mol光量子所具有的能量。

3.催化剂通过改变反应途径可以使活化能降低、反应速率加快。

四、简答题

1.合成氨反应可能是基元反应吗？

为什么？

答：

不可能。

合成氨反应的化学方程式为3H+N2→2NH3方程式中反应物的系数之和等于

2.速率常数的单位是什么？

答：

速率常数的单位与反应级数有关，对于n级反应，其单位是：

时间-1·浓度1-n。

3.如果把计量方程式2O3→3O2改写成⅔O3→O2，反应级数是否与原来相同？

答：

反应级数反映反应物和产物的浓度对反应速率的影响程度，与计量方程式的写法无关。

4.催化反应是基元反应还是复杂反应？

为什么？

答：

催化反应一定是复杂反应。

在催化反应中，由于催化剂在反应前后的数量和化学性质都没有改变，催化剂至少参加了两步反应：

一步是作为反应物，一步是作为产物。

五、计算题

1.放射性14C的一级衰变的半衰期约为5720年。

1974年考查一具古尸上裹的亚麻布碎片，其14C／12C比值等于正常值的67.0%，问此尸体约在何时埋葬？

解：

已知14C半衰期为5720年，0.67=（1/2）N

N=log1/20.67=（lg0.67）/（lg1/2）=0.5777

0.5777*5720=3305（年前）

3305-1974=1331年

2.某物质A的分解是二级反应,在某温度下分解1/3所需的时间是2min，再分解同样多的A还需要多少时间?

解：

设CA0=1则CA1=2/3CA2=1/3

因为1/CA1-1/CA0=KA*T

3/2-1=KA*2

KA=1/4

又1/CA2-1/CA1=KA*T

3-3/2=1/4*T

T=6

第八章表面现象

一、判断题

1.温度升高时，纯液体的表面张力增大。

（×）

2.表面活性剂的用途非常广泛，例如，既可以用表面活性剂起润湿、乳化、起泡等作用，也可以用表面活性剂起去润湿、破乳、消泡等作用。

（√）

3.弗仑因德立希吸附等温式不适用于化学吸附。

（×）

4.当接触角大于90°时，液体能够润湿固体。

（×）

5.两性型表面活性剂是非离子型表面活性剂。

（×）

二、单选题

1.将毛细管插入某种溶液中，可能发生的现象是D。

A．毛细管中的液面既不上升，也不下降

B．接触角小于90度，毛细管中液面下降

C．毛细管中液面是凸的，液面上升

D．这种溶液能够润湿毛细管，液面上升

2.兰格缪尔吸附等温式不适用于B。

A．单分子层吸附B．多分子层吸附C．物理吸附D．化学吸附

3.描述固体在溶液中吸附的兰格缪尔吸附等温式A。

A．是经验公式B．是理论