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1、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。 AG BU CW DQ2. B 具有广度性质。 AT B、U CP D（密度）3. B 具有强度性质。 AS BV CG D（粘度）4. 101.325k

2、Pa和273.15K的水等温等压变为冰，该过程的 D 。 AQ0 BU =0 CH0 DH0 CWVl)U=Q+W=40.7-3.101=37.56KJ3. 已知在298.2K时的rHm。 Zn (s) + O2 (g) = ZnO (s) rHm = 351.5 kJmol-1Hg (s) + O2 (g) = HgO (s) rHm = 90.8 kJmol-1 求 Zn (s) + HgO (s)= ZnO (s) + Hg (s) 的rHm 解：2NaCl(s) + H2SO4(l) = Na2SO4(s) + 2HCl(g)rHm=（H）产物-（H）反应物=（-1383-92.3*2

3、）-（-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. 1 mol 90、101.325kPa 的过冷水蒸气在等温等压下变为水，该过程的 D 。 AG0，S0 BG0，S0CG0 DG0，S0，S0 BH0，S0CH0 DH0，S0 D绝热可逆过程的S05. 若N2(g) 和O2 (g)

4、都视为理想气体，等温等压下，1 molN2 (g) 和1 molO2 (g) 混合后，不发生变化的一组热力学性质是 A 。 AU、H、V BU、H、G CS、F、G DV、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G 大于 零（填“小于”、“大于”或“等于” ）。3. G=H-TS的适用条件是 等温过程 。4. 合成氨反应的S 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

5、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

6、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. 1 mol 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362 kJkg-1，求该过程的Q、W、U 、H、S、F和G。解：Q=362*0.092=33.304KJW=-P(Vg-VI)=-PVg=-RT=-8.314*383.2=-3185.9248JH=Q=33.304KJ G=02. 在

7、298K的室内有一冰箱，冰箱内温度为273K。使1 kg水结成冰，至少需耗电多少？已知冰的熔化热为334.7 J/kg。解：因为=Q1/W=T1/(T2-T1)，所以W= Q1*【(T2-T1)/ T1】=1*334.7*【（298-273）/273】=30.7KJ3. 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：5.74 Jmol-1K-1、130.6 Jmol-1K-1和229.5 Jmol-1K-1。解：rSm=Sm，C2H6,g-3 Sm，H2,g-2 Sm，C,s =229.5-3*

8、130.6-2*5.74=-173.78 Jmol-1K-14. 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-1206.92 kJmol-1、-635.09kJmol-1和-393.51 kJmol-1，标准摩尔熵分别为92.9 Jmol-1K-1、39.75 Jmol-1K-1和213.74Jmol-1K-1，求：CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的。解：rH=-635.09+（-393.51）-（-1206.92）=178.32 kJmol-1rSm=213.74+39.75-92.9=160.59 Jmol-1K-1rGm=rH

9、-TrSm=178.32*1000-（273+25）*160.59=130464 Jmol-1=130.46 kJmol-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

10、) 的 K = 1.84，当 气相中CO2和CO的摩尔数之比为6535时，则 B 。 AFe不会被氧化 BFe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P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Gm。五、计算题1. 合成氨时所用的氢气和氮气的比例是31，在673K、1013.25kPa下，平衡混合物中氨的物质的量分数为0.

11、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 1 3 0a 3a 2a反应后1-a 3-3a 2a 2a/【（1-a）+（3-3a）+2a】=0.0385a= 0.074 4-2a=3.852 3-3a=2.778 1-a=0.926N2 (g)+3H2 (g)= 2NH3 (g)0.2404 0.7211 0.0385Kp=(X NH3)2/(X N2)( X H2)3=0.0385*0.0385/0.2404*(0.7211)3=1.644*10-2*(1013.25)-2K= Kp(p)2=1.6

12、44*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-1128.76 kJmol-1、-604.2 kJmol-1和-394.38 kJmol-1，求：CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的。解：r Gm=f Gm，CaO(s)+ f Gm，CO2(g)- f Gm，CaCO3(s)=-394.38-604.2+1128.76=130.18 kJmol-13. 已知25时下列反应的标准摩尔生成吉布斯能2C2H2(g) + 3H2O(g) = CH3COC

13、H3(g) + CO2(g) + 2H2(g)fGm (kJmol-1) 209.2 -228.59 -154.62 -394.38 计算25时的标准平衡常数K。解：r Gm=f Gm，CO2(g)+ f Gm，CH3COCH3(g)- 2f Gm，C2H2(g)- 3f Gm，H2O(g) =-394.38-154.62+228.59*3-209.2*2 =-281.63r Gm=-RTln Kln K=529.61*1000/8.314/298=113.67K=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

14、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B3. 双组分系统的最低共熔点，由 D 相组成。 A0 B1 C2 D3三、填空题1. 碳酸钠与水可以形

15、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-+n，当相数最小时，自由度f

16、最大。将K=2和最小的（=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

17、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）+17.746lnp2=0.3699 P=1454pa2）-vapHm/R=5960-

18、vapHm=5960*8.314=49.55KJ/mol2. 如图所示，当T = t1时，由8mol A与2mol B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=6mol nl=4mol第六章 电化学一、判断题1. E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

19、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 = 0 V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G= - 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值：Fe2+ 2e Fe，1；Fe3+ e Fe2+，2。则电极反应Fe3+ 3e Fe的3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

20、：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. 298 K时，AgCl的Ksp1.561010，计算其在0.01 molkg1KNO3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）0.0025moldm-3的 K2SO4 溶液的电导率； K2=l/R2A=1/376*22.96=0.06105Sm-1（3）0.0025

21、moldm-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=0.0245Sm2mol-12. 25时，已知，计算化学反应 2Fe3+ + 2I- = 2Fe2+ + I2 的rGm和标准平衡常数K。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

22、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 。 Alnc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 1 mol 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

23、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 O3 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14C12C比值等于正常值的6

24、7.0%，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=2/3 CA2=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*TT=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。

25、() 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