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物理化学练习物理化学练习 多组分体系 多组分体系 2006 4 25 一 选择题 1 598 15 k 时 与汞的摩尔分数为 0 497 的汞齐呈平衡的气相中 汞的蒸气压为纯汞在该 温度下的饱和蒸气压的 43 3 汞在该汞齐的活度系数 hg 为 a 1 15 b 0 87 c 0 50 d 0 43 2 在恒温抽空的玻璃罩中封入两杯液面相同的糖水 a 和纯水 b 经历若干时间后 两杯液面的高度将是 a a 杯高于 b 杯 b a 杯等于 b 杯 c a 杯低于 b 杯 d 视温度而定 3 当溶液中溶质浓度采用不同浓标时 下列说法中哪一个是正确的 a 溶质的活度相同 b 溶质的活度系数相同 c 溶质的标准化学势相同 d 溶质的化学势相同 4 下述体系中的组分 b 选择假想标准态的是 a 混合理想气体中的组分 b b 混合非理想气体中的组分 b c 理想溶液中的组分 b d 稀溶液中的溶剂 5 盐碱地的农作物长势不良 甚至枯萎 其主要原因是什么 a 天气太热 b 很少下雨 c 肥料不足 d 水分从植物向土壤倒流 6 根据逸度 组成图 下面表达不正确的是 a ba虚线符合fa fa x a b ab 虚线符合fb kbxb c ab虚线符合f kbxb fa x a d adb实线符合fb fb a b 7 1 冬季建筑施工中 为了保证施工质量 常在浇注混凝土时加入少量盐类 其主要作 用是 a 增加混凝土的强度 b 防止建筑物被腐蚀 c 降低混凝土的固化温度 d 吸收混凝土中的水份 2 为达到上述目的 选用下列几种盐中的哪一种比较理想 a nacl b nh4cl c cacl2 d kcl 8 在定温下 物质a和b组成两组分溶液 当a和b的物质的量之比由1 3变为3 1时 a 的蒸气压增加了 3 倍 这种溶液在此浓度范围内一定不服从 a 亨利定律 b 拉乌尔定律 c 柯诺瓦洛夫第二规则 lnp y y x y 1 y d 吉布斯 杜亥姆公式 9 根据理想稀溶液中溶质和溶剂的化学势公式 b b t p rt lnx b a a t p rt lnx a 下面叙述中不正确的是 a a t p 是纯溶剂在所处 t p 时的化学势 b b t p 是 x b 1 且仍服从亨利定律的假想状态的化学势 而不是纯溶质的化 学势 c 当溶质的浓度用不同方法 如 xb mb cb 表示时 b t p 不同 但 b不变 d a t p 只与 t p及溶剂的性质有关 b t p 只与 t p及溶质的性质有关 10 298 k时 hcl g mr 36 5 溶解在甲苯中的亨利常数为 245 kpa kg mol 1 当hcl g 在甲苯溶 液中的浓度达 2 时 hcl g 的平衡压力为 a 138 kpa b 11 99 kpa c 4 9 kpa d 49 kpa 11 在温度 t 时 纯液体 a 的饱和蒸气压为 pa 化学势为 a 并且已知在p 压力下的凝 固点为 tf 当 a 中溶入少量与 a 不形成固态溶液的溶质而形成为稀溶液时 上述三物 理量分别为 pa a tf 则 a p a p a a a tf p a a a tf t f c p a p a a t f d p a p a a a tf t f 12 在该逸度组成图中 下列各点的表述中不正确的是 a a点是假想的参考点 xa 1 fa ka b c点符合拉乌尔定律 fa fa x a fa a a c d点符合拉乌尔定律 fb fb x b fb a b d e点处fa fb 13 若 ln p p ya t 糖水中水 水从 b 杯向 a 杯转移 3 答 d 4 答 b 5 答 d 当土壤内含盐量超过植物液体时 产生反渗透 使水从植物内流向土壤 致使植 物枯萎 6 答 c ab线应符合 f fb x b fa x a 7 答 1 c 2 c 8 答 c 9 答 d 因为 b t p b t rtln kb p 亨利常数 kb与溶质和 溶剂的性质都有关 所以 b t p 也与溶质和溶剂的性质有关 10 答 a 在 1 kg 溶剂中 mb nb ma 0 5591 mol kg 1 pb kb m mb 245 kpa kg mol 1 0 5591 mol kg 1 138 kpa 11 答 d 12 答 c d点应该符合 fb kb xxb kb xab x 13 答 a 14 答 k k b k k2 a 时 r k1k2 k 1 a 2 为二级反应 4 分 答 a 所以是一级反应 二者 k 值略有差异 2 分 21 答 1 k 0 224 dm3 mol 1 s 1 3 分 2 ea rt2 dlnk dt 147 7 kj mol 1 3 应用稳态近似得 r k3 c k1k2 a 2 k 1 k2 a 22 k 1 b co2 1 x a x y x a c2h5oh 溶剂 k 2 c h2o 2 y a a x 9 15 10 3 mol dm 3 12 m a x y 大量 y y 对 a 可看作是平行反应 反应式 2 作准一级反应处理 d a dt k1 k2 a ln a 0 a k1 k2 t 及 k1 k2 x y 5 分 以 10 min 的数据代入 k1 k2 2 07 10 2 min 1 x co2 0 0841 g 44 01 g mol 1 1 0 2 dm3 9 55 10 3 mol dm 3 0 解得 k 1 06 10 2 min 1 k 1 0110 2in 1 同理 用其它各组实验数据代入求出k 1和k2分别为 k 1 1 04 10 2 min 1 3 分 k 2 1 01 10 min 2 分 2 1 23 答 甲 放射蜕变为一级反应 达稳态放射平衡 对中间物 ra 而言 d ra dt ku u kra ra 0 得 ku kra ra u 3 47 10 7 因为是一级反应 kra ln 2 t1 2 ra 4 386 10 4 a 1 ku kra ra u 1 522 10 10 a 1 t1 2 u ln 2 ku 4 55 109 a 5 分 乙 达稳态平衡时 u 的消耗量等于 pb 的生成量 忽略其它中间物的量 则铀的初始浓度 u0 u pb 则 ln u0 u ln u pb u ku t b 在t 5 73 min以后 b 0 05 mol dm 3 3 分 25 a 0 6 1 0 1 0 pb u 0 1792 t 1 08 109 a 5 分 24 答 a t1 2 3 3 min 4 分 b max 0 07 mol dm 3 3 分 答 对于变容一级反应不难推得 0 4 2 分 kt ln 1 y ln 1 v v a 1 0 v v 4 分 ln a a0 代入数值后得 kt ln 0 4 1 0 8 0 4 1 k ln 2 3 0 231 min 4 分 1 26 与生成 hcl 答 水解量量相等 b 中加入 hcl 与 a 中生成的 hcl 平衡而得知分解 a1 量 代入k t ln ax 式中取平均 0 0258 s k 1 5 分 分解叔丁基氯百分数为 vt v hcl hcl 100 1 ax a 27 答 d a dt k a k a x 终止反应为 4 d x1 dt 0 d x2 dt 0 x1 011 k k 0 4 2 1 2 a 1 2 1 k k 0 4 2 1 2 d a k dt k 0 a a 3 5 分 d x1 dt 0 d x2 dt 0 x2 2 终止反应为 5 k k 0 5 x12 a 2 kk k x1 k1 0 2 x 1 k k 15 2 0 所以 x 02 1 便是与k有关的常数 令 x1 k d a k k dt 01k a 5 分 止反 终应为 6 2k0 a k2 k k 0 d a dt 6 2 1 2 a 1 5 分 三 28 答 c0 c kt 2 问答题 t1 2 c0 2k t1 2 c0 2 分 2 分 k的单位为 浓度 时间 1 1 分 29 积分 kt 反应时间有限 t c0 k 答 1 dx dt k a 0 x b 0 x 00 0000 a b b a a b 1 ln x x 6 分 2 dx dt k1 a 0 x x k2 a 0 x c 0 4 分 30 答 r k a k b k a 0 x k b 0 x tm x 是 r t x 0 之温度 即 00 dd a b kk dd xx tt dlnk dt dk kdt e rt2 即得 b 0 x a 0 x kc te ke k e lnkc rhm rte c lnkc ln k k ln e e lnkc tm ln e e 12 c2h5 k2 k3 k1 k4 1 2 c2h4 h2 1 2 4 d c2h6 dt k h c h5 k2 k1 k 1 2 c h h 1 2 3 分 rhm rtm x c ln e e rhm rte x c 1 tm x 1 te x r rhm ln e e r rhm ln e e 31 答 由稳态近似可得 h k k 1 2 h2 1 2 分 3224242 k 表 k2 k1 k4 e 1 2 a e2 1 3 2 e1 e4 分 32 答 反应历程 v cu 3 2 k 1 4 3 v cu cu fe k 2 2 2 cu fe 4 分 验证 由反应历程可得总反应方程 v3 fe3 v4 fe2 1 分 对 cu 应用稳态近似 cu k1 v3 cu2 k2 fe3 r d v3 dt d fe2 dt k2 cu fe3 k1 v3 cu2 2 分 其条件是消耗cu 之反应较生成cu 之反应要容易 即 k1 0 a c 是自由基 ab bc 是分子 ab bc 的摩尔键焓 以下哪个关系式可以近似估算该反应的活化能 ea a 0 055 ab b 0 055 ab rhm c 0 055 bc d 0 055 bc rhm 2 反应 a k 1 b i a k 2 d ii 已知反应 i 的活化能 e1大于反应 ii 的 活化能 e2 以下措施中哪一种不能改变获得 b 和 d 的比例 a 提高反应温度 b 延长反应时间 c 加入适当催化剂 d 降低反应温度 3 某二级反应 反应物消耗 1 3 需时间 10 min 若再消耗 1 3 还需时间为 a 10 min b 20 min c 30 min d 40 min 4 两个活化能不相同的反应 如 e2 e1 且都在相同的升温度区间内升温 则 a 21 dln dln dd kk tt b 2 dlndln dd kk tt 1 c 2 dlndln dd kk tt 1 d 2 dd dd kk tt 1 5 对于反应 2no2 2no o2 当选用不同的反应物和产物来表示反应速率时 其 相互关系为 a 2d no2 dt 2d no dt d o2 dt b d no2 2dt d no 2dt d o2 dt d dt c d no2 dt d no dt d o2 dt d d no2 2dt d no 2dt d o2 dt 1 v d dt 6 反应 a 产物 为一级反应 2b 产物 为二级反应 t1 2 a 和 t1 2 b 分别 表示两反应的半衰期 设 a 和 b 的初始浓度相等 当两反应分别进行的时间为 t 2t1 2 a 和 t 2t1 2 b 时 a b 物质的浓度 ca cb的大小关系为 a ca cb b ca cb c ca e2 e3 c 是所需 要的产物 从动力学角度考虑 为了提高 c 的产量 选择反应温度时 应选择 a 较高反应温度 b 较低反应温度 c 适中反应温度 d 任意反应温度 11 某气相 1 1 级平行反应 m k 1 r m k 2 s 其指前因子 a1 a2 活化能 e1 e2 但均与温度无关 现测得 298 k 时 k1 k2 100 则 754 k 时 k1 k2为 a 2500 b 2 5 c 6 2 d 缺活化能数据 无法解 12 1 1 级对峙反应 由纯 a 开始反应 当进行到 a 和 b 浓度相等的时 间为 正 逆向反应速率常数分别为 k 1 2 ab k k 1 k2 a t ln 1 2 k k b t 1 122 1 ln k kkk c t 1 1212 12 ln k kkkk d 1 1212 1 ln k t kkkk 13 如果某反应的 rhm 100 j mol 1 那么活化能 ea 将 a ea 100 j mol 1 b ea 100 j mol 1 c ea 100 j mol 1 d 都可以 14 a b 构成 1 1 级对峙反应 用 h 催化可构成 2 2 级对峙反应 31 4 ab a hb h kk k k 则 k1 k2 k3 k4的关系为 a k1 k3 k2 k4 b k1 k3 k2 k4 c k1 k3 k2 k4 d k4 k1 k2 k3 15 若反应 a b c d 正逆向均为二级反应 则平衡常数 k 与正逆向速率常 数k k k k 间的关系为 a k k k b k n2 dp n2 dt k 0 132 kpa h 1 k 0 00500 h 1 反应为准一级 反应进行一半时间为 139 h 4 分 c ln k k e rtt 2 11 11 a 2 k 2 k 1 7 585 k 2 t 823 k 0 0379 h 1 实验 1 在t 823 k时 初始速率为 0 0100 kpa h 1 3 分 23 15 分 5326 答 设反应速率方程为 dp1 dt k p1 x p2 y 据第一次实验 p2 p1 则 r k p1x k k p2 y 因为 ln p1 t 为一条直线 这是一级反应的特征 所以 x 1 3 分 据第二次实验 t 1 h 反应未完成百分数 p p p p0 70 t 2 h 反应未完成百分数 50 即反应了 70 之 30 分数寿期与初始浓度无关 即一级反应之特征 此时 r k p1 xp2 y k p1 x y x y 1 y 0 6 分 推测反应历程如下 n2o5 1 1 1 k k no2 3 no3 no2 2 k 2 2no2 应用稳态法可得 r k1 k2 p2 p1 k 1 p3 k2 p2 当 k2p2 k 1 p3 r k1 p1 与结果相符 6 分 24 10 分 5521 答 用作图法或斜率法 二点 求斜率 t h 0 5 10 26 53 80 斜率 0 074 0 042 0 016 0 0115 0 0111 后三点为一直线 是长寿命放射性元素 t1 2 ln2 k ln2 斜率 26 6 h 是 as 4 分 前几点斜率不一致 除短寿命组分之放射性外 尚有长寿命放射性 应进行校正 t h lg as 计数 as 计数 校正计数 lg as 计数 斜率 0 1 90 79 201 2 30 5 1 85 71 49 1 69 0 122 10 1 79 62 12 1 11 0 116 t1 2 短寿命 ln2 斜率 0 30110 h 0 119 2 53 h 故为 mn 6 分 25 5 分 5455 答 20sr 20sr 0exp kt k ln2 t1 2 m 20sr m0 20sr exp t t1 2 ln2 1 g exp 0 024 0 18 g 5 分 26 5 分 5904 答 1 d o dt k1 no o 2 2 k2 o no k 2 3 o 2 0 o k1 no o 2 2 k3 o k2 no2 代入 d no3 dt k1 no2 o2 k2 o no2 即得 3 分 2 k3 o k2 no2 d no3 dt k1 no o 2 2 2 分 三 问答题 共 6 题 27 10 分 5989 答 co cn 5 h2o 2 k 1 co cn 5 2 h o 2 co cn 5 2 h2o k 2 co cn 5 h2o 2 co cn 5 2 xx k 3 co cn 5x 3 5 分 对 co cn 5 2 应用稳态近似 得到 co cn 5 2 k1 co cn 5 h2o 2 k2 h2o k3 x r k3 co cn 5 2 x k1k3 co cn 5 h2o 2 x k2 h2o k3 x 3 分 式中 k1k3 k k3 a k2 h2o b或 k2 b 因 h2o 为溶剂浓度 反应中 恒定不变 2 分 28 10 分 5991 答 反应历程 v3 cu2 k 1 v4 cu cu fe3 k 2 cu2 fe2 4 分 验证 由反应历程可得总反应方程 v3 fe3 v4 fe2 1 分 对 cu 应用稳态近似 cu k1 v3 cu2 k2 fe3 r d v3 dt d fe2 dt k2 cu fe3 k1 v3 cu2 2 分 由上述速率方程 似乎难于确定哪一步是决速步 但由于对 cu 应用了稳态近似 其条件是消耗cu 之反应较生成cu 之反应要容易 即 k1 p 2 p 3 b p 1 p 3 p 2 c p 1 p 2 p 3 d p 1 p 3 k 1 k2时为最大反应速率 es e 0 rmax k2 e 0 3分 当r rmax 2时 s k 1 k2 k1 2分 3 将速率方程取倒数 作r 1 s 1图 为一直线方程 11 20 12 201 rk kk kk s ee 斜率 m k 1 k2 k1k2 e 0 截距 n 1 k2 e 0 又k1 k1 k 1 联立求得k1 k 1 k2 4分 25 15 分 6423 答 1 a a e a a e 1 a a e 1 b 类似于 a c c e c c e 1 c c e 1 d 类似于 c 4分 2 1 d a d ddatt kf a e 1 a a e 1 b e 1 b b e 1 kr c e 1 c c e 1 d e 1 d d e 1 feeree eeee a b c d a b c d abcd kk kobs 积分 0 0 e 0 obs 0 0 ed dln r kt kobs r 1 r 1 kobs 8分 3 a 2 2 b 0 0 c 1 d 1 代入 2 中 r式 r 1 4kf bef2 e kr bef e bef3 e 3分 26 10 分 6573 答 将实验数据代入 k k obs k0 nacl 得 k mol 1 dm3 s 1为2 24 10 3 2 21 10 3为一常数 取平均值k 2 23 10 3 mol 1 dm3 s 1 或用作图法 答 1 从 1 2 反应之总和为 2h2o2 2h2o o2是符合的 3分 2 据稳态近似条件 br h br2 为常数 即d br2 dt 0 故 d h2o2 dt d br2 dt d h2o2 dt 2k1 h2o2 h br 4分 3 r1 r2 2k1 h2o2 h br k obs h2o2 h br k obs 2k1 2 4 10 4 mol 2 dm6 s 1与实验值相当一致 3分 由此可知以上分析是正确的 物理化学练习物理化学练习 答案答案 一 选择题 共 10 题 18 分 1 b2 c 3 b 4 c 5 c 6 b7 c 8 c 9 b 10 d 二 填空题 11 答 j nfr 12 答 降低电阻超电势 降低浓差超电势 13 答 低超压 高超压 14 答 低碳钢 15 答 正 负 负 正 16 答 e分解 e可逆 阴 阳 ir 增加 17 答 电解质虽然不同 但电极上发生的反应一致 都是电解水 18 答 极谱分析的滴汞电极 铅蓄电池的充电 氯碱工业 电镀杂质的分离等 19 答 增加 减少 20 答 电子的电流密度是je e 因每个电子携带电量大小为e 则 1 4 94 1015 cm 2 s 1 1 分 2 1 56 1016 cm 2 s 1 0 5 分 2 分 p oso 3 3 12 107 cm 2 s 1 0 5 分 21 答 1 1 9 v 0 5 v 3 分 2 高 22 答 j je exp f rt exp 1 f rt 1 0 31ma cm 2 2 分 2 5 41ma cm 2 2 分 3 1 39 1042ma cm 2 1 分 23 答 pb h2so4 m pbo2 h2so4 m pb h2so4 m b 2 h24m 1 2 o2 2h 2e h24 答 正 阻超电势 降低浓差超电势 铜析出后 2 1 2 o2 2o 负 h2 2e 2h 25 答 低超压 1 分 高超压 1 分 26 答 降低电 三 计算题 27 答 1 cd2 cd 0 4612 v cu2 cu 0 2868 v h h2 0 413 v 所以阴极上首先是 cu2 还原成 cu 3 分 2 阳极反应 h2o 2h 1 2 o2 2e h 0 02 mol kg o2 h o 2 h2o rt 2f lna h 1 1463 v 所以 e分解 o2 h2o cd2 cd 1 6075 v 3 分 3 cd cd cu cu 2 2 2 2 2 1 分 以这时 a sn2 2 9 10 4 分 2 2 2 2 2 分 j 11 38 a m 2 3 分 2 分 2 w 10 69 7 3 26 8 3 1000 0 035 度 3 分 而氢电极的平衡电势为 h h2 0 05915l cu cu0 05915 2 lg a cu cu2 0 103 10 26 mol kg 1 2 分 4 o 2 h2o o 2 h2o 可逆 o2 1 415 v cl cl 2 1 4323 v 阳极上先发生 h2o氧化反应 2 分 28 答 1 阴极 sn2 2e sn 阳极 h2o 1 2 o2 2h 2e 2 分 e实际 e理论 o2 h h 2o o2 sn2 sn o 2 1 782 v 3 分 2 当 h 析出时 sn2 基本析出完全 溶液中 h 浓度要改变 a h 0 01 0 mol kg 若 h2在阴极上析出 则 sn2 sn h h 2 sn2 sn 0 05915 2 lg a sn2 0 05915 lg a h h 2 所 29 答 zn zn zn zn rt f lna zn 0 7924 v zn2 zn h h2 rt f lna h h2 rt f lna h 0 72 0 116 lgj 30 答 h h 2 可逆 0 035 v 2 分 o 2 h 可逆 1 195 v 当电流通过时 h2 h h 2 h h 2 可逆 0 300 v o2 0 596 v 2 分 对电池充电时氢电极的实际电势 0 035 v 0 300 v 0 335 v 1 分 氧电极的实际电势 1 195 v 0 596 v 1 791 v 1 分 故加外电压 1 791 0 335 0 20 2 33 v 2 分 31 答 1 j阳 1 5 3 0 5 a cm 2 1 分 j阴 1 5 2 0 75 a cm 2 1 分 析出 ga 的电流效率 实际产量 理论产量 0 83 5 分 32 答 氢刚在 pb 极上析出时 阴极电势为 h2 甘汞 e 分解 0 2800 v 1 0685 v 0 7885 v 2 分 g 1 2 2 h h pp 0 05915lg h 0 0933 v 4 分 阴 h h 2 平 h 2 0 6952 v 氢气逸出 其压力 p h2 p 4 分 33 答 阴极 cu2 cu cu2 cu rt f ln cu2 0 308 v 2 分 h h 2 h h 2 rt f ln h h 2 0 998 v 2 分 所以在阴极上首先析出 cu 1 分 阳极 cl 2 cl cl 2 cl rt f ln cl 1 40 v 2 分 o 2 h2o oh o 2 h2o oh rt f ln oh o 2 1 71 v 2 分 所以在阳极上首先析出cl2 1 分 34 答 e理论 cl 2 cl rt f ln cl h h2 rt f ln h 1 36 0 01 8314298 96500 ln10 7 1 76 v 3 分 阴 a b lgj 0 73 0 11 lg0 1 0 62 v 2 分 阳 0 2 分 e分解 e理论 阴 阳 2 38 v 3 分 35 答 将已知电极反应设计成电池 cu s cu nh3 2 cu nh3 h2o cu2 cu s 电池反应为 cu s cu2 4nh3 2cu nh3 2 a 3 分 a 已知反应 b 2cu 4nh3 2cu nh3 2 b 2 分 rgm 1 2 rgm a rtlnka 1 2 2 0 46f rtlnka 60 85 j k 1 mol 1 3 分 rsm 96 4 j k 1 mol 1 2 分 设计成浓差电池 cu cucl a nh3 h2o m1 cucl a nh3 h2o m2 cu s 2 分 cu s nnh3 h2o m1 e cu nh3 n nh2o cu nh3 n nh2o e cu s nnh3 h2o m2 反应 nnh3 h2o m1 nnh3 h2o m2 e 2 1 ln m m f nrt 已知m1和m2 测出e值 即可求得n值 3 分 四 问答题 36 答 理论分解电压 可逆电解时的分解电压 在数值上等于可逆电池的电动势 2 分 实际分解电压 实际电解时的最小分解电压 在数值上等于电流 电压曲线 上直线部分外延到电流为零处的电压 2 分 两者不一致的原因 电流 i 0 时 电极有极化 1 分 37 答 j fk hs 2 分 faexp a rt hs 代入 a a 0 f 假定 hs h 整理得 j faexp rt h a 0 exp f rt 两边取对数 lnj ln faexp rt ln h a 0 f rt 整理得 rt f ln faexp rt a 0 rt f ln h rt f lnj 4 分 其中 a rt f ln faexp rt a 0 rt f ln h b rt f 4 分 38 答 1 据 tafel 公式 a blg j 可得 2 1 blg r2 r1 即 r2 r1 10exp 2 1 b 2 b 2 303rt f 0 12 v 因为 r2 r1 10exp 0 2 0 12 46 所以 r2 46 10 3 a cm2 39 答 v e rt f ln ce4 ce3 v e rt f ln ce4 ce3 rt f lnj0 rt f lnj 2 12 0 051lnj 5 分 40 答 ag h2 p naoh 稀溶液 o2 p ag e 1 229 v v er 1 229 0 87 0 98 3 08 v 5 分 41 答 pb2 h zn2 42 答 由tafel公式 j j0exp f rt rt f lnj0 rt f lnj v e e rt f lnj0 rt f lnj 5 分 v 2 13 0 051lnj 43 答 可逆电池 j 0 时 是平衡电极电势或稳态电势 当 j 0 即电极反应速率不为 零时 偏离平衡电极电势 需增加电压 以克服溶液电阻 及反应过程额外的推动力 这就是超电势产生的原因 物理化学练习物理化学练习 热力学第二定律 热力学第二定律 2006 4 一 选择题 共 18 题 1 公式 dg sdt vdp 可适用下述哪一过程 a 298k 101325pa 下的水蒸发过程 b 理想气体真空膨胀 c 电解水制取氢 d n2 g 3h2 g 2nh3 g 未达平衡 2 理想气体在等温条件下 经恒外压压缩至稳定 此变化中的体系熵变 s体及环境熵变 s 环应为 a s体 0 s环 0 b s体 0 c s体 0 s环 0 d s体 0 b s环不确定 c s体 s环 0 d s环 0 3 自发过程的方向就是混乱度增加的方向 4 在绝热可逆过程中 体系的熵变为零 两者都不正确者为 a 1 2 b 3 4 c 2 3 d 1 4 8 将氧气分装在同一气缸的两个气室内 其中左气室内氧气状态为p1 101 3 kpa v1 2 dm3 t1 273 2 k 右气室内状态为p2 101 3 kpa v2 1 dm3 t2 273 2 k 现将气室中间的隔板抽掉 使两部分气体充分混合 此过程中氧气的熵变为 a s 0 b s 0 c s 0 d 都不一定 9 某化学反应在 300 k p 下于烧杯中进行 放热 60 kj mol 1 若在相同条件下安排成可逆 电池进行 吸热 6 kj mol 1 则 1 该体系的熵变为 a 200 j k 1 mol 1 b 200 j k 1 mol 1 c 20 j k 1 mol 1 d 20 j k 1 mol 1 2 当反应进度 1mol 时 可能做的最大非膨胀功为 a 54 kj b 54 kj c 66 kj d 66 kj 10 某气体状态方程为 p f v t f v 仅表示体积的函数 恒温下该气体的熵随体积 v 的增 加而 a 增加 b 下降 c 不变 d 难以确定 11 在标准压力p 下 383 15 k的水变为同温下的蒸气 吸热qp 该相变过程中 哪个关系式不 能成立 a g 0 b h qp c siso 0 12 在等温等压下进行下列相变 h2o s 10 p h2o l 10 p 在未指明是可逆还是不可逆的情况下 考虑下列各式哪些是适用的 1 q t fus s 2 q fus h 3 fus h t fus s 4 fus g 最大净功 a 1 2 b 2 3 c 4 d 2 13 在固态时 co 分子有两种可能的取向 若这两种取向的分布是均衡的 则 l 个 co 分 子的总取向构型态数为 a 2l l b 1 2 l l c 2l l d 1 2 l l 14 单原子分子理想气体的cv m 3 2 r 温度由t1变到t2时 等压过程体系的熵变 sp与等 容过程熵变 sv之比是 a 1 1 b 2 1 c 3 5 d 5 3 15 在 263 k 的过冷水凝结成 263 k 的冰 则 a s0 c s 0 d 无法确定 16 下列过程均为等温等压过程 根据公式 dg sdt vdp 计算得 g 0 此结论能用 于下述何过程 a 5 p 冰 5 p 水 b 等温 等压下 wf 0 的化学反应 a b c d c 等温 等压下食盐溶解于水 d 100 p 水 100 p 水气 17 理想气体的 atto 循环由下面四个可逆步骤构成 a 气体绝热可逆压缩 b 恒容升温 气体从环境吸热 c 气体经绝热膨胀作功 d 恒容降温回到原态 该循环过程的 t s 图为 18 一体系经过 a b c 三条不同的途径由同一始态出发至同一终态 其中 a b 为可逆途 径 c 为不可逆途径 则下列有关体系的熵变 s的七个等式为 qa qb qc分别为三过 程中体系吸的热 其中错误的是 a 5 6 b 1 4 c 2 3 d 5 7 二 填空题 共 10 题 19 选择 中的一个填入下列空格 若反应 c s o2 g co2 g 在恒温 恒压条件下发生 其 rhm 0 若在恒容绝热 条件下发生 则 rum 0 rsm 0 20 当一个不可逆过程发生之后 增加了 而 的可用性减少了 21 吉布斯自由能判据的适用条件是 22 理想气体向真空膨胀 体积由v1变到v2 其 u s 23 在隔离体系中 由比较 的状态向比较 的状态变化 是自发变化的方向 这就是 的本质 24 在理想气体的 s t 图上 任一条等容线与任一条等压线的斜率之比在等温时所代表的 含义是 25 对于体系和环境之间既有能量又有物质交换的敞开体系来说 其熵的变化 一部分是由 间相互作用而引起的 这部分熵称为熵流 另一部分是由 的不可逆过程产生的 这部分熵变称为熵产生 26 由于热功交换的 而在公式中引入的 这对于其它过程 包括化学过程 同样适用 因而对所有的不可逆过程就找到了一个共同的判别准则 27 对一封闭体系 wf 0 时 下列过程中体系的 u s g何者必为零 1 绝热密闭刚性容器中进行的化学反应过程 2 某物质的恒温恒压可逆相变过程 3 某物质经一循环恢复原状态 28 对非缔合液体物质 在正常沸点时的蒸发熵约为 j k 1 mol 1 三 计算题 共 4 题 29 有一绝热不良的热源 温度为tb 缓慢地把热量散失给环境 温度为ta 经过相当长时间 后 热源损失了热量 q 而环境得到的热量为 q 计算过程的总熵变 30 白磷的熔化热是 627 6 j mol 1 假定与t p无关 液态磷的蒸气压为 1 计算液态磷的汽化焓 vaphm 2 三相点的温度为 317 3 k 计算三相点的蒸气压 3 计算 298 2k 时 固态白磷的蒸气压 31 2ag s 1 2 o2 g ag2o s 反应的 rg m t 32384 17 32 t k lg t k 116 48 t k j mol 1 1 试写出该反应的 rs t m rh 与温度t的关系式 m 2 目前生产上用电解银作催化剂 在 600 p 下将甲醇催化氧化成甲醛 试说明在生产 过程中ag是否会变成ag2o 四 问答题 共 2 题 32 对范德华气体 试证明 g m t v sm rvm b vm 33 已知苯乙烯的正常沸点为 418 k 摩尔蒸发焓为 vaphm 40 31 kj mol 1 1 若采用减压蒸馏精制苯乙烯 当蒸馏温度控制为 323 k 时蒸馏设备压力为多少 2 在 418 k 使饱和苯乙烯蒸气绝热可逆膨胀 温度降低 问苯乙烯蒸气是否会凝 结 假设蒸气可视为理想气体 且 cp m 215 j k 1 mol 1 须说明理由 第二章 1 练习题 6 9 18 25 38 55 86 2 思考题 5 7 10 14 一 选择题 共 18 题 1 答 b 2 答 b 变化前后理想气体的温度不变 但体积减小 所以 s体 0 因此 s环 0 3 答 b 因环境供热给体系 则 s环 qp 383 15k 0 此为恒温恒压下的自发变化 所以 g 体 0 将体系与环境加在一起组成 新的孤立体系 在此体系中有自发变化 所以 s孤立 s体 s环 0 4 答 a 5 答 d 2 分 6 答 b 2 分 该过程为可逆相变 故 vapg 0 vapf vapg pv nrt 5 87 kj 7 答 c 2 应改成 隔离体系经历一自发过程总是 ds 0 3 应改成 自发过程的方向就是使隔离体系混乱度增加的方向 8 答 c 2 分 隔板抽开前后 氧气状态未变 熵是状态的函数 从微观讲 混合前后 等同粒子不可 区分 9 答 1 d 2 d 对于 1 rsm qr t 20 j k 1 mol 1 对于 2 wf rgm rhm t rsm qp qr 66 kj 10 答 a 因为 s v t p t v p t 0 11 答 c 12 答 d 因为 公式 1 q t fuss 可逆过程 2 q fush 等压过程 非体积功等于零 3 fush t fuss 可逆相变 4 fusg 最大净功 可逆过程 此题在未指明可逆与否的情形下只有公式 2 适用 13 答 a 14 答 d 15 答 a 16 答 d 17 答 d 18 答 d 二 填空题 共 10 题 19 答 20 答 熵 能量 21 答 等温 等压 不做非体积功 即wf 0 22 答 0 nrln v2 v1 23 答 有秩序 无秩序 热力学第二定律 0 5 分 0 5 分 1 分 24 答 vpv ststcc p 25 答 体系和环境 体系内部 26 答 热功交换 不等号 27 答 1 u 0 2 g 0 3 u 0 s 0 g 0 28 答 88 三 计算题 共 4 题 29 答 上述传热过程是不可逆的 由于热量的传递如此缓慢 故可视为热源是以可逆方 式 损失热量 而环境则是以可逆方式得到热量 因此热源和环境的熵变分别可表示为 ds 热源 q r t 热源 qr tb ds环境 qr t环境 qr ta 因为 tb ta 所以 ds总 ds 热源 ds环境 qr tb qr ta qr 1 ta 1 tb 30 答 1 根据克劳修斯 克拉贝龙方程 则 vaphm rt1t2 t2 t1 ln p t2 p t1 所以 vaphm 1 8 314 j mol 1 k 1 349 8 k 401 2 k 401 2 k 349 8 k ln 1333 133 3 52 269 kj mol 1 同理可得 vaphm 2 52 145 kj mol 1 vaphm 3 52 207 kj mol 1 所以 vaphm 1 3 vaphm 1 vaphm 2 vaphm 3 52 207 kj mol 1 2 p2 p1exp vaphm t2 t1 rt1t2 21 198 pa 3 subhm fushm vaphm 52 835 kj mol 1 p2 p1exp subhm t2 t1 rt1t2 5 877 pa 31 答 1 rs t m rg t m t p 17 32lg t k 108 96 j k 1 mol 1 rh t m rg t t m rs m 32384 7 52 t k j mol 1 2 rg 873 15 k 24 84 kj mol m 1 0 故 ag 不会变成 ag2o 四 问答题 共 2 题 32 答 因为 p a vm2 vm b rt 故 p rt vm b a vm2 又因 dgm smdt vmdp 则 g m t m v sm vm rt vm b a vm 2 t v sm rvm b vm 33 答 1 p2 p1exp vaphm r t2 t1 t1t2 3 343 kpa 2 气液平衡 dp dt vaphm tvm g 96 4 j k 1 mol 1 vm g 绝热可逆膨胀 p t s cp m t t v p 215 j k 1 mol 1 vm g 绝热可逆线斜率大于气 液平衡线斜率 由图可知饱和苯乙烯蒸气在 418k 绝热膨胀时进入气相区 蒸气不会凝结 动力学 二 练习动力学 二 练习 化学 高分子化学 高分子 2006 级级 2008 11 14 一 选择题 1 对于离子间扩散控制反应 碰撞理论建立的公式为kd 4 da db ra rb p 则其p值应 a 一定小于 1 b 一定大于 1 c 不一定 d 与离子价正负无关 只与价的绝对值有关 2 对于摩尔熵用统计方法计算了各种运动的典型值 150 j k m s平 1 mol 1 转动及振动每个自由度 的值为 30 j k m s转 1 mol 1 1 j k m s振 1 mol 1 对于反应a bc生成线性过渡态时其 j k m s 1 mol 1的数值应为 a 147 j k 1 mol 1 b 148 j k 1 mol 1 c 119 j k 1 mol 1 d 148 j k 1 mol 1 3 设某基元反应在 500 k时实验活化能为 83 14 kj mol 1 则此反应的临界能为 a 81 06 kj mol 1 b 2 145 kj mol 1 c 162 1 kj mol 1 d 4 291 kj mol 1 4 已知 ecl cl 243 kj mol e 436 kj mol h2 1 用光照引发下面反应 h2 cl2 2hcl 所用光的波长约为 a 4 92 10 4 m b 4 92 10 7 m c 2 74 10 7 m d 1 76 10 7 m 5 对于气相基元反应 按过渡态理论 不正确的关系式是 a ea u rt b e m a h nrt m c ea e0 rt d ea e