四川大学考研物理化学经典习题.docx
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四川大学考研物理化学经典习题
[化学学院] 物化习题
习题
物理化学经典习题
一、填空题
1．硫酸与水可形成三种水合盐：
H2SO4•H2O、H2SO4•2H2O、H2SO4•4H2O。
常压下将一定量的H2SO4溶于水中，当达三相平衡时，能与冰、H2SO4水溶液平衡共存的硫酸水合盐的分子中含水分子的数目是 。
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 。
3．在稀亚砷酸溶液中通入过量的硫化氢制备硫化砷溶液。
其胶团结构式为 。
注明紧密层、扩散层、胶核、胶粒、胶团。
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pø）条件下，某一化学反应在不做非体积功条件下进行，放热40.0kJ•mol-1，若该反应通过可逆电池来完成，吸热4.00kJ•mol-1，则该化学反应的熵变为 。
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=1.432×104Pa；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；Q（ ）0；ΔU（ ）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； D）无法确定。
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ΔrＨøm为－4.602×104J•mol－1,ΔCp=0,ΔrGøm（298）=－8.196×103J•mol－1
1、 导出此反应的ΔrGøm=f（T）及lnKø=f（T）关系式。
2、计算此反应在500Ｋ时的Ｋø及ΔrGøm
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
℃
10 1 B
0 2
E 3
－10 4
0 20 40 60 80 100
HAc C6H6
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ΔrHøm
一、填空题
1．硫酸与水可形成三种水合盐：
H2SO4•H2O、H2SO4•2H2O、H2SO4•4H2O。
常压下将一定量的H2SO4溶于水中，当达三相平衡时，能与冰、H2SO4水溶液平衡共存的硫酸水合盐的分子中含水分子的数目是 。
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 。
3．在稀亚砷酸溶液中通入过量的硫化氢制备硫化砷溶液。
其胶团结构式为 。
注明紧密层、扩散层、胶核、胶粒、胶团。
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?
）条件下，某一化学反应在不做非体积功条件下进行，放热40.0kJ•mol-1，若该反应通过可逆电池来完成，吸热4.00kJ•mol-1，则该化学反应的熵变为 。
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?
vapHm?
=30.77kJ•mol-1，今将353K及p?
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?
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。
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=1.432×104Pa；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（p?
）∣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?
（AgCl/Ag）=0.2223V。
计算中可做合理的近似处理，但必须说明。
一、 单选题
100℃下，水与100℃大热源接触，使水向真空容器中蒸发变为101.325kPa的水蒸汽，设此过程做功为W，吸热Q，终态压力为p,体积为V，用他们分别表示 。
下列答案哪个是正确的1.1p
1 Q Q-pV （Q-pV）/373 0 -pV
2 Q-pV Q Q/373 0 -pV
3 Q-pV Q Q/100 -pV 0
4 Q Q-pV （Q-pV）/100 pV 0
2.某气体状态方程为,仅为体积的函数，恒温下该气体的熵随体积V增加而（ ）。
A、增加 B、下降 C、不变 D、难以确定
3.在101325Pa的压力下，I2在液态水和中达到分配平衡（无固态I2存在），则该体系的自由度为
A、 B、 C、 D、
4.已知，反应的为正，为正（假定，不随温度变化），下列说法哪一种是正确的
A、低温下自发，高温下非自发 B、高温下自发，低温下非自发
C、任何温度下均为非自发 D、任何温度下均为自发
二、苯（A）和二苯基甲醇（B）的正常熔点分别为6℃和65℃，两种纯固态物质不互溶。
低共溶物熔点为1℃，组成中含B为0.2（mol分数），A和B可形成不稳定化合物AB2,它在30℃时分解。
1） 画出苯-二苯基甲醇的T-x示意图
2） 标出各区域相态
3） 说明含B摩尔分数为0.8的不饱和溶液在冷却过程中的变化情况。
三、在101325Pa、60℃时，有50％解离，100℃时有79％解离，计算：
1）反应的平衡常数和解离热
2）60℃时反应的各为多少
四、已知N2分子的转动特征温度为2.86K，用统计力学方法计算在298K、101325Pa下，1molN2分子的转动热力学函数。
五、已知水的表面张力，试计算在283K、101325Pa下可逆地使一定量的水的表面积增加10m2（体积不变）时，体系的
六、NO高温均相分解反应是二级反应，测得1423K时速率常数为,1681K时速率常数为。
求：
1）反应活化熵、活化焓
2）反应在1500K时速率常数
七、某化合物分解反应为一级反应，活化能为,已知557K时该反应的速率常数,现在要控制反应在10min转化率达到90％，反应的温度应控制在多少度?
=0.6125V，求该溶液的离子平均活度系数八、25℃时，电池的电动势E=0.6120V，标准电动势E
一、选择题（40分，每题2分）
1．对于任何循环过程，系统经历了i步变化，则据热力学第一定律应该是----------------------（ ）
Wi）Qi+Wi=0, （C）（Qi=0, （B）（A）>Wi）=0Qi+0, （D）（
H为-----------------------------------------------------------------------------------（ ）U和2．1mol水银蒸气在正常沸点630K时压缩成液体,已知其蒸发热为54566J•mol-1,设水银蒸气为理想气体,则此过程的
H=-54566JU=-49328J,H=54566J （B）U=（A）
H=-54566JU=-59804J,H=0 （D）U=0,（C）由于定温,故
（1000K）为------------------------------------------------------------------------------------------------（ ）rHmCp,m=0,则1000K时（298K）=80.14kJ•mol-1,rHmC,已知298K时标准摩尔反应热3．某反应A+2B
（1000K）rHm（A）>（1000K）rHm（298K） （B）rHm<（298K）rHm
（1000K）=0rHm（298K） （D）rHm（1000K）=rHm（C）
4．理想气体与温度为T的大热源接触作定温膨胀吸热Q，所作的功是变到相同终态的最大功的20%，则系统的熵变为------------------------------------------------------------------------------------------（ ）
（A）Q/T （B）0 （C）5Q/T （D）-Q/T
5．可逆热机的效率最高，在其它条件相同的情况下，假设由可逆热机牵引火车，其速度将--（ ）
（A）最快 （B）最慢 （C）中等 （D）不能确定
6．液态水在373K及101325Pa下汽化为水蒸汽，则该过程的-----------------------------------------（ ）
G=0A＝0 （D）S＝0 （C）H＝0 （B）（A）
7．理想溶液的通性是--------------------------------------------------------------------------------------------（ ）
0Gmix0,SmixHmix=0,Vmix=0,（A）
Gmix=00,SmixHmix=0,Vmix=0,（B）
0Gmix0,Smix0,HmixVmix=0,（C）
Gmix=0Smix=0,Hmix=0,Vmix=0,（D）
8．A和B能形成理想溶液，已知在373K时纯液体A的蒸汽压力为133.32kPa，纯液体B的蒸汽压为66.66kPa，当A和B的二元溶液中A的摩尔分数为0.5时，与溶液平衡的蒸汽中A的摩尔分数是-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------（ ）
（A）1 （B）3/4 （C）2/3 （D）1/2
3C（g）自发地由反应物变为产物，则反应体系中化学势之间应满足--------------------------------------------------------------------------------------------------------（ ）9．在T、P条件下化学反应2A（g）+B（g）
CBA+C （D）B=3A+C （C）23BA+C （B）23BA+（A）2
10．反应
（1）SO2（g）+1/2O2（g）=SO3（g）的平衡常数为Kp,1
（2）2SO3（g）=2SO2（g）+O2（g）的平衡常数为Kp,2
的关系为-----------------------------------------------------------------------------------------（ ）与Kp,2则Kp,1
）-2=Kp,2 （B）（Kp,1=Kp,2（A）Kp,1
=1/Kp,2）2 （D）Kp,1=（Kp,2（C）Kp,1
为（mol）-----（ ）11．反应H2（g）+1/2O2（g）===H2O（l），当O2（g）因反应消耗了0.2mol时，反应进度
（A）0.2 （B）0.1 （C）0.4 （D）无法确定
lgHm为--------------------（ ）12．对于单组分物系的汽液平衡研究，若lnp与1/T成直
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