物理化学复习题及参考答案.doc

第 1 页共 14 页 中南大学网络教育课程考试复习题及参考答案中南大学网络教育课程考试复习题及参考答案 物理化学物理化学 一 单项选择题 一 单项选择题 1 对隔离体系而言 以下说法正确的是 A 体系的热力学能守恒 焓不一定守恒 B 体系的热力学能和焓都不一定守恒 C 体系的热力学能不一定守恒 焓守恒 D 体系的热力学能和焓都守恒 2 经下列过程后 体系热力学能变化不为零 U 0 的是 A 不可逆循环过程 B 可逆循环过程 C 两种理想气体的混合 D 纯液体的真空蒸发过程 3 下列关于理想溶液的混合热力学性质正确的是 A mixS 0 mixG 0 B mixS 0 mixG 0 mixG 0 mixG 0 4 理想气体恒压膨胀 其熵值如何变化 A 不变 B 增加 C 减小 D 不能确定 5 在下列热力学函数中 可以用于判断过程自动与否的是 A U B H C GT p D A 6 若反应 2H2 g O2 g 2H2O g 的热效应为 rHm 则 A cH m H2 g rHm B fH m H2O g 0 5 rHm C cH m H2 g 2 rHm D fH m H2O g rHm 7 已知反应 H2 g 0 5O2 g H2O g 在 298K p 下的反应焓变为 下列说 K298 mr H 法中不正确的是 A 是 H2O g 的标准摩尔生成焓 B H2 g 的标准摩尔燃烧焓 K298 mr H K298 mr H C 为负值 D 与反应的值不相等 K298 mr H K298 mr H K298 mr U 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K 值将 A K 0 B K 1 C K 0 D 0 K 1 9 合成氨反应 N2 g 3H2 g 2NH3 g 达平衡后加入惰性气体 保持体系温度和总压不 变 气体为理想气体 则有 A 平衡右移 Kp 不变 B 平衡右移 Kp 增加 C 平衡左移 Kp 不变 D 平衡不移动 Kp 不变 10 在一定的温度T和压力p下 反应 3O2 g 2O3 g 的以组元分压表示的平衡常数Kp与以组元 物质的量分数表示的平衡常数Ky之比为 A RT B p C RT 1 D p 1 11 在 373K p 下 水的化学势为 l 水蒸气的化学势为 g 则 A l g B l g D l与 g的相对大小无法确定 12 在 两相中均含有物质 A 和 B A 和 B 在 相中的化学势分别为 A 和 B A 和 B 在 相中的化学势分别为 A 和 B 当两相达到平衡时应有 A A B B B B C A B D B A 13 FeCl3和 H2O 能形成 FeCl3 2H2O FeCl3 6H2O 2FeCl3 5H2O 和 2FeCl3 7H2O 四种水合物 该 体系的组元数和在恒压下最多可能平衡共存的相数为 A C 2 3 B C 2 4 C C 3 4 D C 3 5 14 下列关于杠杆规则适用对象的说法中 不正确的是 A 不适用于单组元体系 B 适用于二组元体系的任何相区 第 2 页共 14 页 C 适用于二组元体系的两相平衡区 D 适用于三组元体系的两相平衡区 15 对 基 元反应 A 2B P 而言 其反应速率方程可以用不同反应物浓度对时间的变化率来表示 即 有 和三种形式 则kA kB和kP三者之间的关系为 2 BAA A d d cck t c 2 BAB B d d cck t c 2 BAP P d d cck t c A kA kB kP B kA 2kB kP C kA 0 5kB kP D kA kB kP 16 标准氢电极是指 A Pt H2 pH2 p OH a 1 B Pt H2 pH2 p H a 10 7 C Pt H2 pH2 p H a 1 D Pt H2 pH2 p OH a 10 7 17 在 298K 时 测得浓度为 0 1 和 0 01 mol kg 1的 HCl 溶液构成浓差电池的液接电势为Ej 1 若溶液浓度相同 而换用 KCl 溶液 则其液接电势为Ej 2 两液接电势的关系为 A Ej 1 Ej 2 B Ej 1 Ej 2 C Ej 1 Ej 2 D 无法判断 18 电极电势的改变可以改变电极反应速率 其直接原因是改变了 A 反应活化能 B 电极过程超电势 C 活性粒子的化学势 D 电极板 溶液界面的双电层厚度 19 在相同的温度及压力下 把一定体积的水分散成许多小水滴 经这一变化过程以下性质保持不变的是 A 总表面能 B 表面张力 C 液面下的附加压强 D 比表面积 20 已知肥皂液的表面张力为 0 025N m 1 若球形肥皂泡的直径为 1 10 2m 则该球形肥皂泡所 受的附加压强为 A 5 Pa B 10 Pa C 15 Pa D 20 Pa 21 298K 时 苯蒸气在石墨上的吸附符合兰缪尔吸附等温式 在苯蒸气压为 40Pa 时 覆盖度 0 05 当 0 5 时 苯的蒸气压为 A 400 Pa B 760 Pa C 1000 Pa D 200 Pa 22 关于物理吸附与化学吸附 下面说法中不正确的是 A 物理吸附是分子间力起作用 化学吸附是化学键力起作用 B 物理吸附有选择性 化学吸附无选择性 C 物理吸附速率快 化学吸附速率慢 D 物理吸附不太牢固 易解吸 化学吸附较牢固 不易解吸 23 在一定量的以 KCl 为稳定剂的 AgCl 溶胶中加入电解质使其聚沉 同浓度下列电解质溶液的用 量由小到大的顺序正确的是 A AlCl3 ZnSO4 KCl B KCl ZnSO4 AlCl3 C ZnSO4 KCl AlCl3 D KCl AlCl3 ZnSO4 24 在碱性溶液中用 HCHO 还原 HAuCl4制备 Au 溶胶 其主要反应为 HAuCl 4 5NaOH NaAuO2 4NaCl 3H2O 2NaAuO2 3HCHO NaOH 2Au 3HCOONa 2H2O 若 Au 溶胶以 AuO2 为稳定剂 则 Au 溶胶的结构式为 A Au m x AuO2 x y Na y Na B Au m x Na x y AuO2 y y AuO2 C Au m x Na x y AuO2 y AuO2 D Au m x AuO2 x y Na y y Na 25 在下列分散系中 丁达尔效应最强的是 A 空气 B 蔗糖水溶液 C 大分子溶液 D 硅溶胶 二 判断题 二 判断题 1 对气态物质而言一定有Cp CV nR 第 3 页共 14 页 2 室温 大气压为p 的条件下 一杯水蒸发成同温同压下的水蒸气为可逆过程 3 体系从同一始态出发 经绝热不可逆过程达到的终态 若经过绝热可逆过程 则一定达不到该终态 4 自发过程一定是不可逆的 所以不可逆过程一定是自发的 5 如果某一化学反应的不随温度变化 那么其也不随温度变化 但其却与温 rm H rm S rm G 度有关 6 二组分理想溶液的总蒸气压大于任一组分的蒸气压 7 对纯组分而言 其化学势就等于其吉布斯自由能 8 在 374K p 下 液态水 H2O l 的化学势比气态水 H2O g 的化学势高 9 因为 所以是在温度T时 化学反应到达平衡状态时的 rm ln p GTRTKT rm GT Gibbs 自由能变化量 10 对理想气体反应 0 BB 而言 若反应体系的 B 0 则在确定温度压强下 当向已到 达平衡的反应体系加入惰性气体时 平衡将向左移动 11 如果某化学反应的 则该反应的平衡常数 K 随温度升高而减小 0 mr H 12 反应 CO g H2O g CO2 g H2 g 因反应前后的分子数相等 所以无论体系压力如何变 化变化 对平衡均无影响 13 某一固体在 25 和大气压力下升华 这意味着该物质三相点的压力大于大气压力 14 单元系的相数一定少于多元系的相数 15 分解反应 Pb C2H5 4 Pb 4C2H5 是基元反应 16 反应速率常数kA一定与反应物 A 的浓度有关 17 已知某平行反应的一个分支反应 A B 的活化能为E1 另一个分支反应 A C 活化能为E2 且 E1 E2 为提高 B 的产量 应该提高反应温度 18 因为电解质溶液的电导率 与电导池常数Kcell及电导G之间的关系为 Kcell G 所以可以 说电导率 与电导池常数Kcell成正比 19 标准电极电势等于电极与周围活度为 1 的电解质之间的电势差 20 电池反应的电动势EMF与对应电池反应计量方程式的写法无关 而电池反应的 rGm值与对应电 池反应计量方程式的写法有关 21 如果规定标准氢电极的电极电势为 1V 则各可逆电极的还原氢标电势值都将增加 1V 而电池 的电动势不会改变 22 盐桥可以完全消除液接电势 23 实际分解电压一定比理论分解电压高 24 溶胶的电泳与电解质溶液的电解本质是相同的 25 以过量的 KI 稳定的 AgI 溶胶带正电 26 用同一支滴管滴出相同体积的水 NaCl 稀溶液和乙醇溶液 滴数是相同的 三 填空题 三 填空题 1 将 1mol 的 HCl g 在 298K p 下溶于水中 Q 0 W 0 H 0 填 k3时 反应速率简化表达式 并说明此时由机理推导速率方程采用了什么近似方法 k2 k3时 反应速率简化表达式 并说明此时由机理推导速率方程采用了什么近似方法 11 请用 Debye H ckel 极限公式计算 298K 时 0 01mol kg 1的 NaNO3和 0 001mol kg 1的 Mg NO3 2混合 溶液中 Mg NO3 2的离子平均活度系数 离子平均活度和活度 12 在 298 15K 下 某电导池先后充以高纯水 0 02mol L 1的 KCl 溶液和 AgCl 饱和溶液进行电导测定 所测得的电阻R值依次为 2 20 105 100 和 1 02 105 已知该温度下 KCl 溶液和 AgCl 饱和溶液 的摩尔电导率 m分别为 1 383 10 2 1 268 10 2S m2 mol 1 求 电导池常数Kcell AgCl 的电导率 AgCl 298 15K 下 AgCl 的溶解度 13 下列电池在 298K 时的电动势E 0 165 V 电池反应 得失 1 个电子 的 rHm 50 kJ mol 1 第 6 页共 14 页 Pt H2 1 0kPa HBr 0 1mol kg 1 AgBr s Ag s 1 计算电池的标准电动势值 E 2 计算可逆电池产生 1 mol 电子电量时的热效应和电池电动势的温度系数 已知 0 799V 固体 AgBr 的溶 活 度积为Ksp 1 10 12 Ag Ag E 14 在 298 15 K 及p 下 试将 Ag NH3 2 配合物的形成反V799 0 Ag Ag EV373 0 23 Ag Ag NH E 应设计成原电池 并求 Ag NH3 2 的配合稳定常数K配合 15 A B 二组元凝聚系相图如下图所示 请指出图中各部分存在的相态 并绘出从 M 点开始降温 如图 所示 的步冷曲线 16 20 时 水的表面张力为 72 8 10 3 N m 1 汞的表面张力为 48 3 10 2 N m 1 汞和水的界面张力 为 37 5 10 2 N m 1 设汞与水完全不互溶 试通过计算说明 1 水能否在汞的表面上铺展开 2 汞能否在水的表面上铺展开 17 常压下 水的表面张力 N m 1 与温度t 的关系为 7 567 10 2 1 4 10 4t 若在 10 下 保持水的总体积不变 试求可逆地扩大 1cm2表面积时 环境对体积所做的最小表面功Ws 体 系与环境所交换的热Q 及体系的熵变 S 焓变 H和吉布斯自由能变化量 G 18 在 292 K 时 丁酸水溶液的表面张力 式中 0为纯水的表面张力 1ln 0 c c 为常数 1 求丁酸的表面吸附量与浓度的关系式 2 当 13 1 10 3N m 1 19 62 而浓度 0 2 mol L 1 时的吸附量 3 当 时 吸附量为多少 此时丁酸在表面上可认为构成单分子层紧密排列 则丁酸分子 c c 的截面积为多少 第 7 页共 14 页 参考答案参考答案 一 单项选择题 一 单项选择题 1 A 2 D 3 C 4 B 5 C 6 B 7 B 8 B 9 C 10 D 11 A 12 B 13 B 14 B 15 C 16 C 17 A 18 A 19 B 20 D 21 B 22 B 23 A 24 D 25 D 二 判断题 二 判断题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 15 16 三 填空题 三 填空题 1 7 k3时 k2 k3 k2 则反应速率简化表达式为 2 KA31A d d k cckk t c 此时采用的近似方法是平衡近似法 当k2 k3时 k2 k3 k3 则反应速率简化表达式为 KA1 A d d cck t c 此时采用的近似方法是稳态近似法 11 解 依题意 该混合溶液中各离子的浓度分别为 mNa 0 01mol kg 1 mMg2 0 001mol kg 1 mNO3 0 012mol kg 1 所以 该混合溶液中离子强度为 I mizi2 0 01 12 0 001 22 0 012 12 0 013 mol kg 1 根据 Debye H ckel 极限公式得 Izz 509 0 lg 1161 0 013 0 1 2 509 0 lg 23 Mg NO 7655 0 23 Mg NO 根据可计算出该混合溶液中 Mg NO3 2的平均质量摩尔浓度为 1 mmm 132 Mg NO kgmol0113 0 012 0 01 0 23 m 所以 该混合溶液中 Mg NO3 2的离子平均活度为 或 0086 0 0113 0 7655 0 23 2323 Mg NO Mg NO Mg NO m m a 由aB a 得 733 Mg NO Mg NO 10459 6 0086 0 2323 aa 12 解 根据和可得 R K A l R s cell 1 c mmcell cRK 第 12 页共 14 页 由题知 KCl 溶液的 m 1 383 10 2S m2 mol 1 cKCl 0 02mol L 1 20 0 mol m 3 R 100 代入上式计算得 Kcell 100 20 0 1 383 10 2 27 66 m 1 由得 AgCl 溶液的电导率 R Kcell 1 4 5 l cell l mS10712 2 1002 1 66 27 R K 高纯水的电导率 1 4 5 OH cell OH mS10257 1 1020 2 66 27 2 2 R K 因此 AgCl 的电导率为 AgCl l H2O 2 712 1 257 10 4 1 455 10 4S m 1 AgCl 的溶解度为 3 2 2 4 AgCm AgC AgCl mmol10147 1 10268 1 10455 1 c 13 解 1 该电池的电极反应分别为 正极反应 AgBr s e Ag s Br aq 负极反应 0 5H2 1 0kPa H 0 1mol kg 1 e 故电池的标准电动势 AgBr Ag HH AgBr Ag 2 EEEEEE 而反应 Ag aq e Ag s FEG AgAg m 1r 反应 AgBr s Ag aq Br aq spm 2r KRTGln 正极反应 反应 反应 即 FEGGG AgBr Ag2m r1m rm r 所以 sp AgAg AgBr Ag K F RT EEEln V08901010591607990 12 lg 2 由电池的电动势可得电池反应的 rGm zEF 1 0 165 96485 15920 J mol 1 则 Qr T rSm rHm rGm 50 15920 10 3 65 92 kJ mol 1 因为Qr zFT E T p 所以 298K 下电池的电动势温度系数为 E T p Qr zFT 65920 96485 298 2 29 10 3 V K 1 14 解 Ag NH3 2 的形成反应为 Ag 2NH3 Ag NH3 2 设计成电池时 电极反应为 正极 Ag e Ag 负极 Ag 2NH3 Ag NH3 2 e 所以电池为 Ag Ag NH3 2 Ag Ag 由能斯特公式得反应的平衡常数与电池标准电动势的关系为 7 1059 1 ln 配合配合 KK F RT EEE 15 解 各部分存在的相态如下 1 液态 l 单相 2 B s l 两相 3 l1 l2 两相 4 C s l 两相 5 B s C s 两相 6 C s l 两相 7 s l 两相 8 s 单相 9 s C s 两相 步冷曲线如图所示 第 13 页共 14 页 16 20 时 水的表面张力为 72 8 10 3 N m 1 汞的表面张力为 48 3 10 2 N m 1 汞和水的界面张力 为 37 5 10 2 N m 1 设汞与水完全不互溶 试通过计算说明 1 水能否在汞的表面上铺展开 2 汞能否在水的表面上铺展开 解法一 计算铺展系数 1 水在汞的表面上的铺展系数为 133 O HgHOHHg1 mN10