物理化学练习题各章的.docx

1、物理化学练习题各章的物理化学练习题 一、填空题2、100C、1.5p 的水蒸汽变为100C，p 的液体水，则此过程的S _ 0, G _ 0。5、理想气体向真空膨胀，体积由V1变到V2，其U _ 0，S _ 0。6. NiO(s)与Ni(s),H2O(g), H2(g), CO2(g)及CO(g)呈平衡，则该体系的独立组分数为_，自由度数为_。6.在等温等压当W=0的变化过程可用 来判断过程的方向，在等温条件则用 来判断过程的方向。7.某反应的速率常数为0.462分-1，其初始浓度为0.1moldm-3，反应的半衰期为 ，对一个化学反应来说 反应速率越快。1在等体积0.08moldm-3KI和

2、0.1moldm-3AgNO3溶液生成的AgI溶胶中，分别加入电解质NaCN,MgSO4,CaCl2其聚沉能力的顺序是 。2由 和 构成扩散双电层，电势是 之间的电势。5比表面能的定义式为 ，发生毛细管凝结时，液体在毛细管上的接触角必 。7. 发生毛细管凝结时，液体在毛细管上的接触角必 。3、 理想气体恒温可逆压缩，U _0，H_0。二、是非题1.2H+ + 2e - H2，E1 与2H2O + 2e - H2 + 2OH-，E2 ，因它们都是氢电极反应，所以E1 = E2 。错19、dH = CpdT 及dHm = Cp,mdT 的适用条件是无化学反应和相变，且不做非体积功的任何等压过程及无

3、化学反应和相变而且系统的焓值只与温度有关的非等压过程。12从同一始态经不同的过程到达同一终态，则Q和W的值一般不同，（对）Q + W的值一般也不相同。（错16在101.325kPa下，1mol l00的水恒温蒸发为100的水蒸气。若水蒸气可视为理想气体，那么由于过程等温，所以该过程U = 0。（错1自然界发生的过程一定是不可逆过程。（对11相变过程的熵变可由计算。（错“某体系处于不同的状态，可以具有相同的熵值”，此话对否？（对 1mol理想气体进行绝热自由膨胀，体积由V1变到V2，能否用公式：计算该过程的熵变？（可以三、单选题：4对于克劳修斯不等式，判断不正确的是：(A) 必为可逆过程或处于平

4、衡状态；(B)必为不可逆过程 ；(C) 必为自发过程 ；(D) 违反卡诺定理和第二定律，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：(A) T，p，V，Q ；(B) m，Vm，Cp，V ；(C) T，p，V，n ；(D) T，p，U，W 。11某高压容器中盛有的气体可能是O2、Ar、CO2、NH3中一种，在298K时由5dm3 绝热可逆膨胀到6dm3，温度降低21K，则容器中的气体是：(A) O2 ；(B) CO2 ；(C) NH3 ；(D) Ar 。10计算熵变的公式 适用于下列：(A) 理想气体的简单状态变化 ； (B) 无体积功的封闭体系的简单状态变化过程 ；(C) 理

5、想气体的任意变化过程 ； (D) 封闭体系的任意变化过程 ；122mol理想气体B，在300K时等温膨胀，W = 0时体积增加一倍，则其 S(JK-1)为：(A) -5.76 ； (B) 331 ； (C) 5.76 ； (D) 11.52 。17熵是混乱度(热力学微观状态数或热力学几率)的量度，下列结论中不正确的是：(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 。20G = A的过程是：(A) H2O(l,373K,p ) H2O(g,373K,p ) ；(B) N2(g,400K,1000kPa) N

6、2(g,400K,100kPa) ；(C) 等温等压下，N2(g) + 3H2(g)-NH3(g) ；(D) Ar(g,T,p )-Ar(g,T+100,p ) 。27在 -10、101.325kPa下，1mol水凝结成冰的过程中，下列哪个公式可以适用：(A) U = TS； （B）； (C) H = TS + Vp； (D) GT,p = 0。35对多组分体系中i物质的偏摩尔量， 下列叙述中不正确的是：(A) Xi是无限大量体系中i物质每变化1mol时该系统容量性质X的变化量 ；(B) X为容量性质，Xi也为容量性质 ；(A) Xi不仅决定于T、p，而且决定于浓度；(D) X = niXi

7、。四、计算题4. (14分) 计算下列过程的 Q、W、U、H、S(体)、S(环)、S(孤)、A、G。(1). 1mol理想气体由300K、101325Pa恒外压1013250Pa 等温压缩到终态。 (2). 36克100、101325Pa的水蒸汽在外压为101325Pa下凝结为100、101325Pa的水。已知水的vapH=40.5KJ/mol，水蒸汽可视为理想气体。 7、0.5mol氮气（理想气体），经过下列三步可逆变化回复到原态：1）. 从2p , 5dm3在恒温T1下压缩至1dm32）. 恒压可逆膨胀至5dm3，同时温度由T1变至T2；3）. 恒容下冷却至始态T1，2p , 5dm3。试

8、计算：（1）T1 , T2；（2）经此循环的U总，H总，Q总，W总。3、1mol 理想气体在 273.15K等温地从10p 膨胀到p ，若膨胀是可逆的，试计算此过程的Q（单位J）、W（单位J）及气体的U（单位J），H（单位J），S（单位J/K），G（单位J），F（单位J）。第五章 相 平 衡一、填空题2. CO2的三相点为216.15K， 5.1p ，可见固体CO2（干冰）升华的压力范围是p _ 5.1p 。二、是非题1.等温等容条件下，B在 、 两相中达平衡，有B = B 。6单组分系统的相图中两相平衡线都可以用克拉贝龙方程定量描述。（对9杠杆规则只适用于Tx图的两相平衡区。错14在简单低共

9、熔物的相图中，三相线上的任何一个系统点的液相组成都相同。对四、主观题：2滑冰鞋下面的冰刀与冰接触面长为7.68cm，宽为0.00245cm。(1) 若滑冰者体重为60kg，试求施于冰面的压强为多少？(双脚滑行)(2) 在该压强下，冰的熔点是多少？巳知冰的摩尔熔化热为6009.5 Jmol-1，冰的密度为0.92gcm-3，水的密度为1.0 gcm-3 。2解：(1) p = W/2S = 60/(7.62 0.00245 3) = 1607 kgcm-2 = 1549 104 Pa(2) dp/dT = H/TV ，dp = (H/TV) dT 积分：p2-p1 = (H/V) ln(T2/T

10、1)，p2 = 15749 104 Pa，p1 = 101325 PaT1 = 273.15 K， V = 18.02/1.00 - 18.02/0.92 = -1.567 cm3 ln(T2/T1) = (p2-p1) V/H = (15746 104-101325) (-1.567 10-6)/6009.5 = -0.04106T2 = 0.9598 T1 = 0.9598 273.15 = 262.16 K 即： t2 = - 116下面是两组分凝聚体系相图，注明每个相图中相态，并指出三相平衡线。6解：7Ni与Mo形成化合物MoNi，在1345时分解成Mo与含53 Mo的液相，在1300

11、有唯一最低共熔点，该温下平衡相为MoNi，含48 Mo的液相和含32 Mo的固熔相，巳知Ni的熔点1452，Mo的熔点为2535，画出该体系的粗略相图tc图。7解： 化合物中含Mo为 62 % 。 8. 解： 9如图，是NaCl(NH4)2SO4H2O在298K、101.325kPa时的相图。现有NaCl与(NH4)2SO4混合盐100克，其中(NH4)2SO4含量为25%，物系点相当图中f点，利用相图计算，可以最多提纯得到多少克NaCl晶体？9解：在图上联结 Cf，交AD线于g点，量出Cf = 3.7 cm，Cg = 2.6 cm，用杠杆规则计算g点物系质量，w(g) = 100 3.7/2

12、.6 = 142.3 g ，加水 42.3 g量出AD = 2.6 cm ，Dg = 0.9 cm， w (NaCl) = 142.3 0.9/2.6 = 49.26 g10CaCO3在高温分解为CaO和CO2。(1) 由相律证明我们可以把CaCO3在保持固定压力的CO2气流中加热到相当的温度而不使CaCO3分解；(2) 证明当CaCO3与CaO的混合物与一定压力的CO2共存时有且仅有一个平衡温度。10解：(1) 根据题意，体系中只存在CaCO3和CO2S = 2 ，R = R = 0 K = S-R-R = 2因为压力p固定，且 = 2CaCO3(s)，CO2 (g) 所以： f = K-

13、+ 1 = 2-2 + 1 = 1这说明体系尚有一个自由度，此即为温度，在温度可自由变化的情况下，体系中CaCO3不分解。(2) 体系中有CaCO3(s)，CaO(s)和CO2 (g)同时存在化学平衡 CaCO3(s) CaO(s) + CO2 (g)故 S = 3 ，R = 0 ，R = 1 K = S-R-R = 2 因为压力p固定，且 = 3CaCO3(s)，CaO(s)，CO2 (g)所以 f = K- + 1 = 2-3 + 1 = 0区：CaO(s) + CO2(g)区：CaO(s) + CaCO3(s)区：CO2(g) + CaCO3(s)12NaClH2O二组分体系的低共熔点为

14、 -21.1，此时冰、NaCl2H2O(s) 和浓度为22.3(重量百分数)的NaCl水溶液平衡共存，在 -9时有一不相合熔点，在该熔点温度时，不稳定化合物NaCl2H2O分解成无水NaCl和27 的NaCl水溶液，已知无水NaCl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)。(1) 请绘制相图，并指出图中线、面的意义；(2) 若在冰水平衡体系中加入固体NaCl作致冷剂可获得最低温度是几度？(3) 若有1000g 28 的NaCl溶液，由160冷到 -10，问此过程中最多能析出多少纯NaCl ？12解：(1) 图中的 ac 为水的冰点下降曲线；ec 为水化物NaCl2H2O的

15、溶解曲线；eh 为NaCl的溶解度曲线；bd 为三相线，线上任意一点代表冰、水化物和具有 c 点组成的NaCl溶液三相平衡共存；eg 为三相线，线上任意一点代表NaCl、水化物和具有e点组成的NaCl溶液三相平衡共存。是液相区；是固 (NaCl) 液平衡区；是冰液平衡区；是固 (NaCl2H2O) 液平衡区。(2) 由相图可知，在冰水平衡体系中加入NaCl，随着加入NaCl的增多，体系温度沿c线下降，至c点温度降为最低，这时体系的温度为 -21.1。(3) 在冷却到-9时，已达到低共熔点，此时已开始有NaCl2H2O析出，到-10，纯NaCl已消失，因此在冷却到-10过程中，最多析出的纯NaC

16、l可由杠杆规则计算：w (液) 1 = w (NaCl) 72 w (NaCl) / w总 = 1/(72 + 1) = 1/73w (NaCl) = w总/ 73 = 1000/73 = 13.7 g即冷却到-10过程中，最多能析出纯NaCl 13.7 g。14已知Bi和Cd的熔点和熔融焓分别是544.2K、594.1K以及11.00 kJmol-1、5.98 kJmol-1，预言由这两个金属所形成的最低共熔混合物的温度和组成(设形成理想混合物)。实验值为140和Cd的含量(质量百分数)为40 。14解：(1)由图知X为A3B。1：L + A(s)；2：A(s) + A3B(s)；3：A3B

17、(s) + L；4：A3B(s) + B(s)；5：B(s) + L(2) 由图知： 1：；2：L + ；3：L + ；4：；5： + (3) 由图知X为A2B，Y为AB 。1：L；2：；3：L + ；4：L + A2B(s)；5： + A2B(s)； 6：L + AB(s)；7：A2B(s) + AB(s)； 8：L+ AB(s)； 9：L+B(s) 10：AB(s) + B(s) 三、单选题：2 克劳修斯克拉伯龙方程导出中，忽略了液态体积。此方程使用时，对体系所处的温度要求：(A) 大于临界温度 ； (B) 在三相点与沸点之间 ；(C) 在三相点与临界温度之间 ； (D) 小于沸点温度 。

18、3单组分固液两相平衡的pT曲线如图所示，则：(A) Vm(l) = Vm(s) ； (B) Vm(l)Vm(s) ；(C) Vm(l)Vm(s) ； (D) 无法确定 。12相图与相律之间是：(A) 相图由实验结果绘制得出，相图不能违背相律 ； (B)相图由相律推导得出；(C)相图由实验结果绘制得出，与相律无关 ；(D) 相图决定相律 。16.三相点是： ( )(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26.区域熔炼技术主要是应用于： ( )(A

19、) 制备低共熔混合物(B) 提纯 (C) 制备不稳定化合物(D) 获得固熔体27.已知苯一乙醇双液体系中，苯的沸点是353.3K, 乙醇的沸点是351.6K, 两者的共沸组成为：含乙醇47.5%(摩尔分数)，沸点为341.2K。 今有含乙醇77.5%的苯溶液，在达到气、液平衡后，气相中含乙醇为y2，液相中含乙醇为 x2。 问：下列结论何者正确？ ( )(A) y2 x2 (B) y2 = x2 (C) y2 0的反应不能自发进行。4Zn2+ + 2e -Zn ，E1 ，(1)；Zn2+e - Zn，E2 ，(2)。因E1 = E2 ，所以有： (1) = (2)。62H+ + 2e - H2，

20、E1 与2H2O + 2e - H2 + 2OH-，E2 ，因它们都是氢电极反应，所以1 = 2 。9电池(1) Ag|AgBr(s)|KBr(aq)|Br2|Pt ，电池(2) Ag|AgNO3(aq)|KBr(aq)|AgBr(s)|Ag的电池电动势E1、E2都与Br- 浓度无关。11对于电池Zn|ZnSO4(aq)|AgNO3(aq)|Ag，其中的盐桥可以用饱和KCl溶液。四、主观题：1电池 Pt,H2( p )|HBr(a = 1)|AgBr(s),Ag 的E 与温度T的关系式为：E = 0.07150 - 4.186 10-7T(T - 298) 。(1) 写出电极反应与电池反应 ；

21、(2) 求T = 298K时正极 与AgBr的 Ksp，巳知 (Ag+/Ag) = 0.7991 V ；(3) 求T = 298K电池反应的平衡常数（可逆放电2F）；(4) 此电池在298K下可逆放电2F时，放热还是吸热？是多少？7设计一个电池，使其中进行下列反应：Fe2+ + Ag+ = Ag(s) + Fe3+ 。(1) 写出电池表达式 ；(2) 计算上述反应的平衡常数，巳知 (Ag+/Ag) = 0.7991V， (Fe3+/Fe2+) = 0.771V ；(3) 将大量磨细的Ag粉加入到0.05m的Fe(NO3)3 溶液中，反应达到平衡后，Ag+的浓度为多少？8对于下列电池：Pt,H2

22、(p1)|H2SO4(m)|H2(p2),Pt，假定H2遵守状态方程：pVm = RT + p， = 0.01428 dm3mol-1，并与温度、压力无关。当H2的压力p1 = 20p ，p2 = p 时。(1) 计算上述电池在20 时的电动势 ；(2) 当电池工作时，是放热还是吸热？并计算20 时Hm与QR 。10298K时，Ag+| Ag和Cl - | AgCl(s)|Ag的标准电极电势分别为0.7911V和0.2224V。试求：(1) AgCl在水中的饱和溶液浓度 ；(2) AgCl在0.01molkg-1KNO3溶液中的溶解度。12Ogg曾在291K、m2/m1 = 10的条件下对下述电池进行了一系列测定：Hg(l)|硝酸亚汞(m1),HNO3(0.1 molkg-1) | 硝酸亚汞(m2),HNO3(0.1molkg-1)|Hg(l)，求得