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物理化学练习题 第一章 热力学第一定律一、填空题2、 1mol理想气体绝热可逆膨胀，W _ 0。3、 理想气体恒温可逆压缩，DU _0，DH_0。4、 1mol理想气体经恒温可逆膨胀、恒容加热、恒压压缩回到始态，DU _ 0，DH_0，W_0。5、 H2和O2以2 : 1的比例在绝热钢瓶中反应生成水，则DU _0。13、10moL单原子理想气体在恒外压0.987p 下由400K，2p 等温膨胀至0.987p ，物体对环境作功_kJ。 二、是非题1、热量是由于温差而传递的能量，它总是倾向于从含热量较多的高温物体流向含热量较少的低温物体。10、反应N2(g)O2(g) 2NO 的热效应为DrHm，这就是N2(g)的燃烧热，也是NO(g)生成热的2 倍。11、热力学第一定律的数学表达式U =Q + W 只适用于封闭系统和孤立系统。14、液体在等温蒸发过程中的内能变化为零。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。 6凡是温度升高的过程体系一定吸热；而恒温过程体系不吸热也不放热。（错）7当系统的状态一定时，所有的状态函数都有一定的数值（对）。当系统的状态发生变化时，所有的状态函数的数值也随之发生变化。（错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13因QP = H，QV = U，所以QP 与QV 都是状态函数。（错14封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。（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181mol水在l01.325kPa下由25升温至120，其H = CP,mdT。（错24若一个过程是可逆过程，则该过程中的每一步都是可逆的。（对28因理想气体的热力学能与体积压力无关，所以(U/p)V = 0，(U/V)p = 0。（错34对于同一始态出发的理想气体的绝热变化过程，WR = U = nCV,mT，WIr = U = nCV,mT，所以WR = WIr 。（错三、单选题：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 。5. 理想气体向真空膨胀，当一部分气体进入真空容器后，余下的气体继续膨胀所做的体积功：(A) W 0 ； (B) W = 0 ； (C) W 0的过程都是不可逆过程。 5、熵增加原理就是隔离体系的熵永远增加。 1自然界发生的过程一定是不可逆过程。（对6由于系统经循环过程后回到始态，S = 0，所以一定是一个可逆循环过程。（错8在任意一可逆过程中S = 0，不可逆过程中S 0。（错9理想气体经等温膨胀后，由于U = 0，所以吸的热全部转化为功，这与热力学第二定律矛盾吗?（不矛盾10自发过程的熵变S 0。（错11相变过程的熵变可由计算。（错13一切物质蒸发时，摩尔熵都增大。（对14冰在0，p下转变为液态水，其熵变0，所以该过程为自发过程。（错16吉布斯函数减小的过程一定是自发过程。（错17在等温、等压下，吉布斯函数变化大于零的化学变化都不能进行。（错18系统由V1膨胀到V2，其中经过可逆途径时做的功最多。（错21是非题：“某体系处于不同的状态，可以具有相同的熵值”，此话对否？（对“体系状态变化了，所有的状态函数都要变化”，此话对否？（不对 自然界可否存在温度降低，熵值增加的过程？举一例。（有 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22在100、p时，1mol水与100的大热源接触，使其向真空容器中蒸发成100、p的水蒸气，试计算此过程的S、S(环)。（S = H/T，S(环) = -U/T23的适用条件是什么？（1mol理想气体，等温过程，V1V2过程 ；24指出下列各过程中，物系的U、H、S、A、G中何者为零？ 理想气体自由膨胀过程； 理想气体由(p1,T1)状态绝热可逆变化到(p2,T2)状态； H2和Cl2在刚性绝热的容器中反应生成HCl； 0、p时，水结成冰的相变过程； 理想气体卡诺循环。(1) U = H = 0；(2) H = 0；(3) S = 0；(4) U = 0； (5) G = 0；(6) U、H、S、A、G都为 0。三、单选题：1适合于下列过程中的哪一个？ (A) 恒压过程 ； (B) 绝热过程 ； (C) 恒温过程 ； (D) 可逆相变过程 。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。8理想气体在绝热条件下，在恒外压下被压缩到终态，则体系与环境的熵变：(A)S(体) 0，S(环) 0 ；(B) S(体) 0，S(环) 0，S(环) = 0 ；(D) S(体) 0，S(环) x2 (B) y2 = x2 (C) y2 E2，则在同一温度下k1一定小于k2。13若某化学反应的rUm 0。 14错，对行反应达平衡时，正、逆反应速率相等。15错，k1/k2 = (k01 /k02)exp(ElE2)/RT。16错，复杂反应中只有连续反应的速率决定于其中最慢的一步。17错。该反应是放热反应，中间产物的能量比反应物高，要活化能的。18错。正逆反应速率增加的倍数不同。四、主观题：3设乙醛热分解CH3CHOCH4 + CO 是按下列历程进行的：CH3CHOCH3 + CHO；CH3 + CH3CHOCH4 + CH3CO(放热反应) CH3COCH3 + CO ；CH3 + CH3C2H6 。(1) 用稳态近似法求出该反应的速率方程：dCH4/dt = ？5设某化合物分解反应为一级反应，若此化合物分解30 则无效，今测得温度50、60 时分解反应速率常数分别是7.0810-4 hr-1与1.710-3hr-1，计算这个反应的活化能，并求温度为25 时此反应的有效期是多少?3解：(1) r = dCH4/dt = k2CH3CH3CHO(1)dCH3/dt = k1CH3HO - k2CH3CH3CHO + k3CH3CO - k4CH32 = 0(2)dCH3CO/dt = k2CH3CH3CHO - k3CH3CO = 0(3)(2)式 + (3)式： k1CH3CHO = k4CH32CH3 = (k1/k4)1/2CH3CHO1/2 代入(1)式r = k2(k1/k4)1/2CH3CHO3/2 = kaCH3CHO3/2 其中 ka = k2(k1/k4)1/2(2) Ea = E2 + (E1 - E4) E1 = C-C = 355.64 kJmol-1 ，E2 = 0.05 C-H = 0.05 422.58 = 21.13 kJmol-1 ，E4 = 0Ea = 21.13 + 1/2 (355.64 - 0) = 198.95 kJmol-1 5解： Arrhenius 方程式： ln(k2/k1) = E(T2 - T1)/RT1T2Ea = RT1T2/(T2 - T1)ln(k2/k1) = 8.314 323 333/(333 - 323)ln(1.7 10-3/7.08 10-4) = 78.33 kJ/mol设 25 时的速率常数为 k3，T3 = 298 Kln(k1/k3) = 78.33 103(323 - 298)/(8.314 323 298) = 2.447k1/k3 = 11.554 k3 = 7.08 10-4/11.554 = 6.13 10-5hr-1一级反应： lna/(a - x) = k1t x = 0.30at = 1/k3lna/(a - x) = 1/6.13 10-5ln1/(1 - 0.3) = 5813 hr = 242.2 天二、单选题：1. A；2. B；3. C；4. C；5. C；6. A；7. D；8. D；9. C；10.C；11.D；12.C；13.B；14.B；15.A；16.B；17.B；18.B；19.D；20.B；21.C；22.D；23.C；24.C；25.D；26.C；27.C；28.D；29.C；30.B；31.B；32.D；33.D；34.A；35.B；36.D；37.C；38.C；39.D；40.B。1反应3O2 -2O3，其速率方程 -dO2/dt = kO32O2 或 dO3/dt = kO32O2，那么k与k的关系是：(A) 2k = 3k ； (B) k = k ； (C) 3k = 2k ； (D) k = k 。4进行反应A + 2D-3G在298K及2dm3容器中进行，若某时刻反应进度随时间变化率为0.3 mols-1，则此时G的生成速率为(单位：mol-1dm3s-1) ：(A) 0.15 ； (B) 0.9 ； (C) 0.45 ； (D) 0.2 。5基元反应体系aA + dD - gG的速率表达式中，不正确的是：(A) -dA/dt = kAAaDd ；(B) (B) -dD/dt = kDAaDd ；(C) dG/dt = kGGg ； (D) (D) dG/dt = kGAaDd 。6某一反应在有限时间内可反应完全，所需时间为c0/k，该反应级数为：(A) 零级 ； (B) 一级 ； (C) 二级 ； (D) 三级 。9某反应，其半衰期与起始浓度成反比，则反应完成87.5的时间t1与反应完成50的时间t2之间的关系是：(A) t1 = 2t2 ； (B) t1 = 4t2 ；(C) t1 = 7t2 ；(D) t1 = 5t2 。11有相同初始浓度的反应物在相同的温度下，经一级反应时，半衰期为t1/2 ；若经二级反应，其半衰期为t1/2，那么：(A) t1/2 = t1/2 ； (B) t1/2 t1/2 ； (C) t1/2 k-1 。25某温度时，平行反应 的k1和k2分别为0.008和0.002 min-1，那么100min后A的转化率为：(A) 100 ； (B) 81.9 ； (C) 44.9 ； (D) 63.2 。第十二章 界面现象一、判断题：1只有在比表面很大时才能明显地看到表面现象，所以系统表面增大是表面张力产生的原因。错2对大多数系统来讲，当温度升高时，表面张力下降。对6液体在毛细管内上升或下降决定于该液体的表面张力的大小。错四、主观题：1有一毛细管，其半径为0.60 mm，当它垂直插入水中，水面上升2.19 cm，设该毛细管的接触角为30，水的密度是0.98 gcm-3，求该温度下水的表面张力。3乙醇的表面张力符合下列公式：( 10-3Nm-1) = 72 - 0.5c + 0.2c2 ，c(moldm-3)为乙醇的浓度。试计算温度25 时：(1) 醇浓度为0.3、0.5 moldm-3 表面超量 ；(2) 求出饱和吸附量 ；(3) 算乙醇分子的截面积 。二、 单选题：1. D；2. A；3. D；4. C；5. B；6. A；7. A；8. A；9. C；10.D；11.C；12.A；13.D；14.C；15.A；16.B；17.B；18.B；19.C；20.A；21.A；22.D；23.A；24.C；25.A；26.D；27.B；28.D；29.C；30.D；31.C；32.C。1下列叙述不正确的是：(A) 比表面自由能的物理意义是，在定温定压下，可逆地增加单位表面积引起系统吉布斯自由能的增量 ；(B) 表面张力的物理意义是，在相表面的功面上，垂直作用于表面上任意单位长度功线的表面紧缩力 ；(C) 比表面自由能与表面张力量纲相同，单位不同 ；(D) 比表面自由能单位为Jm2，表面张力单位为 Nm-1时，两者数值不同 。3同一体系，比表面自由能和表面张力都用表示，它们：(A) 物理意义相同，数值相同 ； B) 量纲和单位完全相同 ；(C) 物理意义相同，单位不同 ； (D) 前者是标量，后者是矢量 。4一个玻璃毛细管分别插入25 和75 的水中，则毛细管中的水在两不同温度水中上升的高度：(A) 相同 ；(B) 无法确定 ；(C) 25 水中高于75 水中 ； (D) 75 水中高于25 水中 。5纯水的表面张力是指恒温恒压组成时水与哪类相接触时的界面张力：(A) 饱和水蒸气 ；(B) 饱和了水蒸气的空气 ；(C) 空气 ；(D) 含有水蒸气的空气 。11弯曲液面下的附加压力与表面张力的联系与区别在于：(A) 产生的原因与方向相同，而大小不同 ； (B) 作用点相同，而方向和大小不同 ；(C) 产生的原因相同，而方向不同 ；(D)作用点相同，而产生的原因不同 。14微小固体颗粒在水中的溶解度应：(A) 与颗粒大小成正比 ；(B) 与颗粒大小无关 ；(C) 随表面张力增大而增大 ；(D) 与固体密度成正比 。15下列摩尔浓度相同的各物质的稀水溶液中，哪一种溶液的表面发生负吸附：(A)硫酸 (B) 己酸 (C) 硬脂酸 (D) 苯甲酸