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精选第二章 热力学第一定律-即时练习一、单选题： 1.对于理想气体的热力学能有下述四种理解：(1) 状态一定，热力学能也一定(2) 对应于某一状态的热力学能是可以直接测定的(3) 对应于某一状态，热力学能只有一个数值，不可能有两个或两个以上的数值(4) 状态改变时，热力学能一定跟着改变其中都正确的是 ：( ） A(1),(2)； B(3),(4)； C(2),(4)； D(1),(3)。 答案:D. 热力学能是状态的单值函数，其绝对值无法测量。2.有一高压钢筒，打开活塞后气体喷出筒外，当筒内压力与筒外压力相等时关闭活塞，此时筒内温度将：( ) A不变 B升高 C降低 D无法判定答案:C. 气体膨胀对外作功，热力学能下降。3.1mol373K，标准压力下的水，经下列两个不同过程变成373K，标准压力下的水气，(1) 等温、等压可逆蒸发 (2) 真空蒸发这两个过程中功和热的关系为：(U= Q+ W)：（ ） AW1Q2 BW1W2 Q1W2 Q10 , H0 BU=0 , H=0 CU0 , H0， =0 B 0， 0 D 0 答案:C. 理想气体等温膨胀，体积增加，熵增加，但要从环境吸热，故环境熵减少。2.在绝热条件下，用大于气缸内的压力迅速推动活塞压缩气体，此过程的熵变：( ) A大于零 B小于零 C等于零 D不能确定答案:A. 封闭系统绝热不可逆过程，熵增加。3.H2和 O2在绝热钢瓶中生成水的过程：（ ） AH=0 BU=0 C. S=0 D. G=0答案:B. 因为钢瓶恒容，并与外界无功和热的交换，所以能量守衡，U=0。4.在273.15K和101 325Pa条件下，水凝结为冰，判断系统的下列热力学量中何者一定为零？（ ） AU BH CS DG答案:D. 等温、等压、不作非膨胀功的可逆相变，Gibbs自由能不变。5.在N2和O2混合气体的绝热可逆压缩过程中，系统的热力学函数变化值在下列结论中正确的是：（ ） AU = 0 BA = 0 CS = 0 DG = 0答案:C. 绝热可逆过程是衡熵过程，QR= 0 故S = 0。6.单原子分子理想气体的CV,m=(3/2)R,温度由T1变到T2时，等压过程系统的熵变Sp与等容过程熵变SV之比是：（ ） A1 : 1 B. 2 : 1 C3 : 5 D. 5 : 3 答案:D. 相当于摩尔等压热容与摩尔等容热容之比。7.110-3kg水在373K，101 325Pa的条件下汽化为同温同压的水蒸气，热力学函数变量为 U1，H1和 G1；现把 110-3kg的H2O（温度、压力同上）放在恒373K的真空箱中，控制体积，使系统终态蒸气压也为101 325Pa，这时热力学函数变量为U2，H2和 G2。问这两组热力学函数的关系为：（ ） AU1U2， H1H2， G1G2 BU1U2， H1H2， G1H2， G1=G2答案:C. 系统始态与终态都相同，所有热力学状态函数的变量也都相同，与变化途径无关。8.298K时，1mol理想气体等温可膨胀，压力从1000kPa变到100kPa，系统Gibbs自由能变化为多少？（ ） A0.04 kJ B-12.4 kJ C1.24 kJ D-5.70 kJ答案:D. 等于Vdp积分9.对于不做非膨胀功的隔离系统，熵判据为：（ ） A(dS)T,U0 B. (dS)p,U0 C. (dS)U,p0 D. (dS)U,V0答案:D. 隔离系统的U，V不变10.某气体的状态方程为pVm=RT+p，其中为大于零的常数，该气体经恒温膨胀，其热力学能：（ ） A. 不变 B. 增大 C. 减少 D. 不能确定答案:A. 状态方程中无压力校正项，说明该气体膨胀时，不需克服分子间引力，所以恒温膨胀时，热力学能不变。第四章 多组分系统-即时练习一、单选题： 1.2molA物质和3molB物质在等温、等压下，混合形成理想液态混合物，该系统中A和B的偏摩尔体积分别为1.7910-5m3mol-1，2.1510-5m3mol-1 ，则混合物的总体积为：（ ） A9.6710-5m3 B9.8510-5m3 C1.00310-4m3 D8.9510-5m3 答案:C. 运用偏摩尔量的集合公式。2.已知373K时，液体A的饱和蒸气压为133.24kPa，液体B的饱和蒸气压为66.62kPa。设A和B形成理想液态混合物，当A在溶液中的摩尔分数为0.5时，在气相中A的摩尔分数为：( ) A1 B1/2 C2/3 D1/3答案:C. 用Roult定律算出总蒸气压，再把A的蒸气压除以总蒸气压3.298K，标准压力下，苯和甲苯形成理想液态混合物。第一份混合物体积为2dm3，苯的摩尔分数为0.25，苯的化学势为1,第二份混合物的体积为1 dm3，苯的摩尔分数为0.5，化学势为2，则：（ ） A12 B1 kB，则当A和B压力（平衡时的）相同时，在一定量的该溶剂中所溶解的关系为：（ ） AA的量大于B的量 BA的量小于B的量 CA的量等于B的量 DA的量与B的量无法比较答案:B. 根据Henry定律，当平衡压力相同时，Henry常数大的溶解量反而小。6.在400K时，液体A的蒸气压为4104Pa，液体B的蒸气压为6104Pa，两者组成理想液态混合物，平衡时溶液中A的摩尔分数为0.6，则气相中B的摩尔分数为：（ ） A0.60 B. 0.50 C0.40 D. 0.31 答案:B. 用Roult定律算出总蒸气压，再把B的蒸气压除以总蒸气压7.在50时，液体A的饱和蒸气压是液体B饱和蒸气压的3倍，A，B两液体形成理想液态混合物。气液平衡时,在液相中A的摩尔分数为0.5，则在气相中B的摩尔分数为：（ ） A0.15 B0.25 C0.5 D0.65答案:B. 用Roult定律算出总蒸气压，再把B的蒸气压除以总蒸气压8.298K,标准压力下，两瓶含萘的苯溶液，第一瓶为2dm3(溶有0.5mol萘),第二瓶为1dm3(溶有0.25 mol萘)，若以1和2分别表示两瓶中萘的化学势,则（ ） A1= 102 B1= 22 C1= (1/2)2 D1=2答案:D. 化学势是偏摩尔Gibbs自由能，是强度性质，与混合物的总体积无关，而与混合物的浓度有关。两份的浓度相同，故化学势相等。9.两只烧杯各有1kg水，向A杯中加入0.01mol蔗糖，向B杯内溶入0.01molNaCl，两只烧杯按同样速度冷却降温，则有：（ ） AA 杯先结冰 B. B 杯先结冰 C. 两杯同时结冰 D. 不能预测其结冰的先后次序答案:A. 稀溶液的依数性只与粒子数有关，而与粒子的性质无关。B杯内溶入NaCl，NaCl解离，其粒子数几乎是A 杯中的两倍，B 杯的凝固点下降得多，所以A 杯先结冰。10.在恒温抽空的玻璃罩中，封入两杯液面相同的糖水（A杯）和纯水(B杯)。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. 视温度而定答案:A. 纯水的饱和蒸气压大于糖水，纯水不断蒸发，蒸气在含糖水的A杯中不断凝聚，所以A杯液面高于B杯。第五章 相平衡-即时练习一、单选题： 1.NH4HS(s)和任意量的NH3(g)及H2S(g)达平衡时,有：（ ） AC= 2，P = 2，f= 2 BC= 1，P = 2，f= 1 CC= 2，P = 3，f= 2 DC= 3，P = 2，f= 3 答案:A. 反应有三个物种，一个平衡条件，所以组分数为2，有2相共存，根据相律，自由度为2。2.某系统存在 C(s)，H2O(g)，CO(g)，CO2(g)和H2(g) 五种物质，相互建立了下述三个平衡H2O(g)+C(s) H2(g)+CO(g) CO2(g)+H2(g) H2O(g)+CO(g) CO2(g)+C(s) 2CO(g) 则该系统的独立组分数C为：( ) AC=3 BC=2 CC=1 DC=4答案:A. 反应共有5个物种，2个独立的化学平衡，而无浓度限制条件，所以组分数为3。3.在100kPa的压力下，I2在液态水和CCl4（l）中达到分配平衡(无固态碘存在)，则该系统的条件自由度数为：（ ） Af*= 1 Bf*= 2 C. f*= 0 D. f*= 3答案:B. 共有3个物种，一个平衡条件，所以组分数为2。有2相共存，已指定温度，根据相律，条件自由度为2。（一个平衡条件能否成立，请再考虑）4. 与水可生成 , 和 三种水合物，则在一定温度下与水蒸气平衡的含水盐最多为：（ ） A3种 B2种 C1种 D不可能有共存的含水盐答案:B. 系统的组分数为2，已指定温度，根据相律，条件自由度为零时得最多可以共存的相数为3。现在已指定有水蒸气存在，所以，可能有共存的含水盐只能有2种。5.某一物质X，在三相点时的温度是20，压力是200kPa。下列哪一种说法是不正确的：（ ） A在20以上X能以液体存在 B在20以下X能以固体存在 C在25, 100kPa下，液体X是稳定的 D在20时,液体X和固体X具有相同的蒸气压答案:C. 可以画一张单组分系统相图的草图，(C)所描述的条件只能落在气相区，所以这种说法是不正确的。6.N2的临界温度是124K，如果想要液化N2，就必须：（ ） A在恒温下增加压力 B. 在恒温下降低压力 C在恒压下升高温度 D. 在恒压下降低温度 答案:D. 临界温度是指在这个温度之上，不能用加压的方法使气体液化，所以只有在临界温度时用降低温度的方法使之液化。7.当Clausius-Clapeyron方程应用于凝聚相转变为蒸气时，则：（ ） Ap必随T之升高而降低 Bp必不随T而变 Cp必随T之升高而变大 Dp随T之升高可变大或减少答案:C. 因为凝聚相转变为蒸气时总是吸热的，根据Clausius-Clapeyron方程，等式右方为正值，等式左方也必定为正值，所以) p随T之升高而变大。8.对恒沸混合物的描述，下列各种叙述中哪一种是不正确的？（ ） A与化合物一样，具有确定的组成 B不具有确定的组成 C平衡时，气相和液相的组成相同 D其沸点随外压的改变而改变答案:A. 恒沸混合物不是化合物，其沸点和组成都会随着外压的改变而改变。9.在通常情况下，对于二组分物系，能平衡共存的最多相数为：（ ） A1 B. 2 C. 3 D. 4答案:D. 当自由度为零时，系统有最多相数。现在组分数为2，当自由度为零时相数为4。10.某一固体，在25和大气压力下升华，这意味着：（ ） A. 固体比液体密度大些 B. 三相点的压力大于大气压力 C. 固体比液体密度小些 D. 三相点的压力小于大气压力答案:B. 画一单组分系统草图，当三相点的压力大于大气压力时，在25和大气压力下处于气相区，所以固体会升华。第六章 化学平衡-例题分析1.工业上制水煤气的反应为：设反应在673K时已达到平衡，试讨论下列因素对平衡的影响。（1）增加碳的量 （2）提高反应温度（3）增加系统总压 （4）提高H2O(g)的分压（5）增加N2(g)的分压思路：影响化学平衡的因素很多，但影响的程度不同。温度可以影响标准平衡常数的值，而压力和惰性气体的存在不影响标准平衡常数的值，而只影响反应前后气体分子数不等的反应的平衡组成，减压和增加惰性气体对气体分子数增加的反应有利。一般凝聚相不影响平衡。解：（1）增加碳的量不影响平衡，碳是固体，复相反应中固体不影响平衡常数值。（2）因为这是一个吸热反应，根据van der Hoff公式，升高温度可以使增大，有利于产物的生成。（3）这是一个气体分子数增加的反应，增加系统总压，对正反应不利。虽然平衡常数不变，但产物的含量会下降。所以，在工业上制水煤气的反应一般在大气压力下进行。（4）H2O(g)是反应物，增加反应物的含量会使平衡右移，虽然平衡常数值不变，但生成物的含量会提高。（5）N2(g)没有参与反应，在该反应中是作为惰性气体。增加N2(g)的压力，在总压不变的情况下就降低了反应系统中各物的分压，相当于起了降压的作用，所以使反应右移。虽然平衡常数值未变，但产物的含量会提高。所以制水煤气总是用空气将C(s)燃烧产生高温，N2(g)作为惰性气体混在反应系统中。2.的分解作用为在523K和100kPa条件下反应达平衡，测得平衡混合物的密度为，试计算：（1）的解离度（2）在该反应条件下的标准平衡常数（3）该反应的标准摩尔Gibbs自由能的变化值已知：，。 思路：求的解离度有若干种方法。首先应列出在解离平衡时的量的关系，得到平衡时总的物质的量。混合物的总质量应该等于起始时的质量。或算出混合物的平均摩尔质量，再根据理想气体的状态方程，就可计算得到解离度。有了解离度的数值，根据平衡常数的定义和与的关系，就可得到和的值。解：（1） 设解离度为a平衡时总的物质的量为 因为 根据理想气体状态方程，平衡时， 代入a的表示式，得a的另一种求法是：在平衡混合物中，平均摩尔质量为代入的表示式，就可以求出a，结果是一样的。（2） 设 代入标准平衡常数的表示式，得（3）3.已知在298K时下列物质的和： SO3SO2O2-395.76 -296.900256.6 248.11 205.04设总压力为100kPa，反应前气体中含各物质的摩尔分数为，其余为惰性气体，求反应（1）在298K时的平衡常数（2）若使的转化率，计算应该控制的温度（设反应）思路：从热力学数据计算出298K时的，和，然后得到298K时的和。因为设反应，所以根据实验的组成计算温度T时的，根据(T)和298K时的，值，用公式，计算出所需的温度。解：（1）因为 因为 （2）设所求的平衡温度为T，因为题中已假设反应的，故和均与温度无关。则：在转化率a=0.80时，反应的(T)为：平衡时，总物质的量为97.6mol因为系统的压力，解得代入式 解得：一、单选题：1. 在等温等压下，当反应的 时，该反应能否进行？( ） A能正向自发进行 B能逆向自发进行 C不能判断 D不能进行 答案:C.判断反应能否自发进行，要用等温等压下 的变化值，而不能用 的值。除非 的值很小很小，可以估计反应能自发进行。2.理想气体化学反应平衡时，应该用下列哪个关系式？( ) A B C D 答案:B. 根据理想气体化学势的表示式，逸度可用压力表示。3.理想气体反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)的 与温度T的关系为： =-21660+52.92T，若要使反应的平衡常数大于1，则应控制的反应温度：（ ） A必须低于409.3 B必须高于409.3K C. 必须低于409.3K D. 必须等于409.3K答案:C4.在通常温度下，NH4HCO3(s)可发生下列分解反应：NH4HCO3(s)NH3(g)+CO2(g)+H2O(g) 设在两个容积相等的密闭容器A和B中，分别加入纯NH4HCO3(s)1kg及20kg，均保持在298K，达到平衡后，下列哪种说法是正确的？（ ） A两容器中压力相等 BA内压力大于B内压力 CB内压力大于A内压力 D须经实际测定方能判别哪个容器中压力大答案:A. 因为NH4HCO3(s)是过量的，在相同温度下，分解压力相同。5.根据某一反应的 值，下列何者不能确定：（ ） A标准状态下自发变化的方向 B在 所对应的温度下的平衡位置 C在标准状态下系统所能作的最大非膨胀功 D提高温度与反应速率的变化趋势答案:D. 反应速率与温度的关系由动力学中Arrenius公式讨论。6.某实际气体反应，用逸度表示的标准平衡常数 随下列哪些因素而变：（ ） A体系的总压力 B. 催化剂 C温度 D. 惰性气体的量 答案:C. 用逸度表示的标准平衡常数仅是温度的函数。7.已知反应2NH3=N2+3H2在等温条件下，标准平衡常数为0.25，那么，在此条件下，氨的合成反应(1/2) N2+(3/2)H2=NH3的标准平衡常数为：（ ） A4 B2 C0.5 D1答案:C. 反应方程式系数减半，标准平衡常数应开1/2次方，为0.5。而第二个方程是第一个方程的逆过程，标准平衡常数为倒数，则应该为2。8.某化学反应在298K时的标准Gibbs自由能变化 为负值，则该温度时反应的标准平衡常数 值将：（ ） A =0 B 1 C 0 D0 t2 Ct10 B. E= CE100J C-100J D100J答案:C. G=H-TS可逆放出的热量为TS，等于-100J，电池能放电，G必定小于零，所以H必须小于-100J。6.在等温、等压下，电池以可逆方式对外作电功时的热效应QR等于：（ ） AQRH B. QRzFT( E/ T)p CQRzFE( E/ T)p D. QRnEF答案:B. 因为QRTS,与(B)式相同。7.有两个电池，电动势分别为E1和E2：PtH2( )KOH(0.1 molkg-1)O2( )Pt E1PtH2( )H2SO4(0.0l molkg-1)O2( )Pt E2 比较其电动势大小：（ ） AE1E2 CE1=E2 D不能确定 答案:C. 氢-氧燃料电池只要两种气体的压力相同，电动势就相等，与溶液的pH值无关。因为电动势的计算公式中没有离子浓度项。8.反应 Cu2+(a1)Cu2+(a2), 已知a1a2,可构成两种电池 (1)Cu(s)Cu2+(a2)Cu2+(a1)Cu(s) (2)PtCu2+(a2),Cu+(a)Cu2+(a1),Cu+(a)Pt 这两个电池电动势 E1与E2的关系为：（ ） AE1=E2 BE1=2E2 CE1= E2 D无法比较答案:C. 两个电池的电池反应相同，Gibbs自由能的变化值相同，但是电子得失不同，(1)中有两个电子得失，而(2)中只有一个，所以电子得失多的电动势反而小。9.某一反应，当反应物和产物的活度都等于1时，要使该反应能在电池内自发进行，则：（ ） AE为负 B. 为负 C. E为零 D. 上述都不是答案:D10.不能用于测定溶液pH值的电极是：（ ） A. 氢电极 B. 醌氢醌电极 C. 玻璃电极 D. AgAgCl(s)Cl-电极答案:D第十章 电解与极化-即时练习一、单选题：1.极谱分析仪所用的测量阴极属于下列哪一种？( ） A浓差极化电极 B电化学极化电极 C难极化电极 D理想可逆电极 答案:A2.极谱分析中加入大量惰性电解质的目的是：( ) A增加溶液电导 B固定离子强度 C消除迁移电流 D上述几种都是答案:C3.以石墨为阳极，电解0.01molkg-1NaCl溶液，在阳极上首先析出：（ ） ACl2(g) BO2(g) C. Cl2与O2混合气体 D. 无气体析出 已知： (Cl2/Cl-)=1.36 V , (Cl2)= 0V ， (O2/OH-)=0.401V, (O2) = 0.8V。答案:A4.电解时, 在阳极上首先发生氧化作用而放电的是：（ ） A标准还原电极电势最大者 B. 标准还原电极电势最小者 C考虑极化后，实际上的不可逆还原电极电势最大者 D考虑极化后，实际上的不可逆还原电极电势最小者答案:D5.用铜电极电解 CuCl2的水溶液，在阳极上会发生：（ ） A析出氧气 B析出氯气 C析出铜 D铜电极溶解答案:D6.一贮水铁箱上被腐蚀了一个洞，今用一金属片焊接在洞外面以堵漏，为了延长铁箱的寿命，理论上选用哪种金属片为好？（ ） A铜片 B. 铁片 C镀锡铁片 D. 锌片答案:D7.铅蓄电池负极反应的交换电流密度，比正极反应的交换电流密度约小两个数量级，这表明：（ ） A负极反应的恢复平衡的速率大, 容易出现极化 B正极反应的恢复平衡的速率大, 容易出现极化 C负极反应的恢复平衡的速率小, 容易出现极化 D正极反应的恢复平衡的速率小, 容易出现极化 答案:C8.Tafel公式 =a+blgj的适用范围是：（ ） A仅限于氢超电势 B仅限于j0, 电极电势稍有偏差的情况 C仅限于阴极超电势, 可以是析出氢, 也可以是其他 D可以是阴极超电势, 也可以是阳极超电势 答案:D9.下列对铁表面防腐方法中属于“电化保护”的是：（ ） A表面喷漆 B. 电镀 C. Fe表面上镶嵌Zn块 D. 加缓蚀剂答案:C10.298K，101.325kPa下，以1A的电流电解CuSO4溶液，析出0.1mol铜，需时间约是：（ ） A. 20.2h B. 5.4h C. 2.7h D. 1.5h答案:B第十一章 化学动力学（一）-例题分析1.已知乙胺加热分解成氨和乙烯，化学计量方程为在773K及恒容条件下，在不同时刻测得的总压力的变化值p列表于下表，p指在t时刻系统压力的增加值。反应开始时只含有乙胺，压力p0=7.33kPa。求该反应的级数和速率常数k值。 思路：首先写出各个时刻反应物和生成物的浓度（或压力）变化，然后用积分法尝试，再确定其反应级数。积分法又称尝试法，计算比较麻烦，只适用于具有简单级数的反应。若反应不是具有简单级数，用这种方法确定反应级数就很困难，要考虑用其他方法。解：由于一个气相分子变为两个气相分子，所以压力增加，设增加的压力为p，则在不同时刻反应系统压力的变化为 因为是气体反应，用压力表示比较方便，其动力学方程式为n为反应级数，设n分别为1、2、3，代入微分式后分别作定积分，得 分别用各组实验数据代入(1)、(2)、(3)公式，计算对应的k值。结果表明只有k1基本为一常数，而k2、k3均不是常数，所以该反应为一级反应，。 本题也可用对t作图，若得一直线说明对应的n值就是反应的级数，k值可从直线的斜率求得。 该题还可以从已知的实验数据中看出具有明显的一级反应的特点，从而用该特点来确定它是一级反应。例如，该反应从10min到40min的实验时间间隔都相同，间隔10min，则根据一级反应的定积分式，前后两个反应物浓度（或压力）之比应基本为一定值，即 因为时间间隔t都等于10min，所以前后的有定值。计算从10min 到40min的p0-p的值 所以可确定该反应为一级反应。2.在298K时，有一个含乙酸乙酯和KOH浓度均为的混合溶液，用电导率仪测定溶液在不同时刻的电导率，由此计算出溶液中碱浓度的变化，实验数据如下： （1）确定该反应的级数，求速率系数和半衰期（2）计算反应完成95%所需时间（3）若反应物起始浓度都增加一倍，计算速率系数、半衰期和完成95%所需的时间。思路：乙酸乙酯在碱性溶液中会发生皂化反应，随着OH-被消耗，电导率会降低，电导率与OH-的浓度呈线性关系，从而可以知道OH-的浓度的变化情况。这种反应一般是二级反应，且是反应物起始浓度相等的二级反应，现在需要证实，用作图法或尝试法都可以。对于a=b的二级反应，半衰期与起始物浓度呈反比，消耗同一比例反应物所需时间与起始物浓度也呈反比，通过计算可以加深这一印象。解：（1）假设反应为二级，将实验数据代入二级反应（a=b）的定积分式，计算k值看是否基本为一常数。为清楚起见，首先计算出生成物浓度随时间的变化情况所得速率系数值基本为一常数，故反应为二级反应，速率系数（