物理化学自考复习题解答.doc

物 理 化 学 二、填空题1实际气体经节流膨胀后，H 0。（填、或=）2恒温、恒容、非体积功为零的条件下，封闭体系自发过程的方向是吉布斯自由变化小于零的方向 ，即 方向。3氧可在光的照射下变成臭氧，生成1mol臭氧需吸收3.0111023个光量子。此光化反应的量子效率为 。4298.15 K、py时由某些纯组分混合形成理想液态混合物的过程中mixS _0。（填、或=）5给定温度和压力下，三组分体系最多可有 相共存。6电极极化的结果使阳极电极电势 更正 。7一定温度下，平液面、凹液面、凸液面三者的饱和蒸气压的关系为 凹平凸。8质量摩尔浓度为m的CaCl2溶液，平均活度系数为，则此溶液的离子平均活度a为 43 m 。9某化学反应若在300 K、py下在试管中进行时，放热60 kJ；若在相同温度和压力下通过可逆电池进行反应，则吸热6 kJ，该化学反应的熵变为 20 。10在恒定的温度和压力下，已知反应A2B的反应热H1及反应2AC的H2，则反应C4B的3为 2H1H2 。11反应 A（s）= B（g）+ C（g）的标准平衡常数Kpy与其离解压p的关系式为 。12恒温、恒压、非体积功为零的条件下，封闭体系自发过程的方向是 吉布斯自由能变化小于零的方向 ，即 方向 。130.005mol/kg K2SO4与0.01 mol/kg MgSO4混合溶液的离子强度I为 0.055 mol/kg。14通过2 mol电子的电量时，Pt|H2(p1)|NaOH(aq)|O2(p2)|Pt的电池反应为 2H2O2H2（）（） 。15298 K下，2 mol理想气体的体积增大2倍时，体系的Gibbs自由能变化为 。16已知MgCl2水溶液的质量摩尔浓度为m，离子平均活度系数为，此溶液的离子平均活度a为 a 。17某一级平行反应包含两个基元步骤分别生成产物B和C，其相应胡速率常数分别为 k1 = 4.0 s-1，k2 = 6.0 s-1，则当反应进行到第10秒时，两种产物浓度的比值cB/cC为 。 18依照固体表面分子与气体分子间作用力的不同，固体表面对气体的吸附可以分为物理吸附和化学吸附，物理吸附的作用力是 以分子间作用力相吸引的，吸附热少_。19某理想气体从同一始态A出发，经以下两种不同的途径到达不同的终态：(1)等温可逆膨胀至终态B；(2) 绝热可逆膨胀至终态C。若VB = VC ，则pB、pC的大小顺序为 PBPC 。20稀溶液中Gibbs吸附等温式为 。21用0.08 moldm3的KI溶液和0.10 mol dm3的AgNO3溶液等体积混合所制备的AgI溶胶，电泳时胶粒将向 阴 极移动。22理想气体与温度为T的大热源接触作等温膨胀，吸热Q，所作的功是变到相同终态的最大功的25%，则此过程体系的熵变为 4Q/T 。239 g某立方体物质，总面积为0.24 m2，表面自由能为0.3 J。当将其粉碎为边长为10-9 m的立方体时，其表面能为 6104 kJ 。24在原电池中，负极与 （阳） 极相对应；在电解池中，负极与 （阴） 极相对应。25稀溶液中溶剂A的化学势表达式为 。26已知291 K时NaCl、NaOH及NH4Cl溶液的极限摩尔电导率分别为1.08610-2、2.17210-2和1.29810-2 Sm2mol-1，则NH3H2O的极限摩尔电导率为 102 。27NH4Cl(s)与任意量的NH3(g)及HCl (g)达成平衡，体系的自由度数为 。28A、B两液体组成理想溶液，25C时若A、B的饱和蒸气压分别为 26 kPa和 14 kPa，则当液相中xA = 0.4时，溶液的总蒸气压为 。29某化学反应若在300 K、py下在试管中进行时，放热60 kJ；若在相同温度和压力下通过可逆电池进行反应，则吸热6 kJ。该化学反应的焓变为 56 。30理想气体反应2SO2(g)+ O2 (g) = 2SO3(g)，1000 K时的标准平衡常数Kpy = 4.0。 若SO2的分压为0.20 py、O2的分压为1.0 py，要使反应向SO3减少的方向进行，SO3的分压至少应为 . 。31在物理量U、T、Q、H、S、p、W、G、V、F中， T、p 是体系的强度性质。32101.325 kPa下，2 mol双原子理想气体自25升温至50，体系的熵变为 。33熵增大的方向是体系的混乱度 增大 的方向。34由100 ml 0.1 moldm3 的KCl溶液和80 ml 0.1 moldm3 的AgNO3溶液混合制备AgCl溶胶，该溶胶的胶粒带 负 电，电泳时移向 正 极。35无论是在原电池中还是在电解池中，总是把 发生氧化反应 的电极称为阳极，把发生还原反应的电极称为负极。36473 K时PCl5(g)分解平衡时有48.5%的PCl5(g)分解，在573 K平衡时有97%的PCl5(g)分解，此反应的rHmy 0（填、 或 ）。37指定温度下，某理想气体反应A + B = C + D的Kpy与Kx的关系为 KpyKx 。38对于连串反应A B C，若中间物B为主产物，为得到较多的主产物，应考虑控制 反应时间 (填反应温度、反应时间 或 反应物浓度)。390.001 molkg1 K2SO4水溶液的离子强度I为 0.003 molkg1。40已知ZnCl2水溶液的质量摩尔浓度为m，离子平均活度系数为，此溶液的离子平均活度a为 m/m 。三、判断题判断下列各题的正误，正确的用“”表示，错误的用“”表示。1对峙反应的特点是中间物B的浓度有极大值。2一封闭体系，当始终态确定后，若经历一个绝热过程，则功有定值。 3凡标准电极电势为正数的电极一定作原电池的正极，标准电极电势为负数电极一定作原电池的负极。 4A、B两液体混合物对拉乌尔定律产生最大负偏差，则在其T-x图上出现最高点。（） 5酸碱催化的本质都是质子的转移。 6电势的绝对值越大，溶胶越不稳定。 7液体水在在273.15 K、101.325 kPa下凝固成冰，其S = 0。 8孤立体系中发生某自发变化时，体系的熵总是增大。 9等温等压下的不可逆相变过程， 必有dG = 0。 10Zn和稀H2SO4作用，在敞口瓶中进行要比在封口瓶中进行放热少。 11所有反应的半衰期都与反应速率常数有关。 12当油滴在水面上的铺展系数大于零时，说明油滴不能在水面上铺展。 13一理想气体体系，当始终态确定后，若经历一个等温过程，则内能有定值。14二组分体系最多有三相共存。 15一定温度下，凹面液体的饱和蒸气压大于平面液体的饱和蒸气压。 16一步反应是基元反应。 17某化学反应在使用催化剂之后，其恒压热效应会比使用催化剂之前降低。18当体系由同一始态分别经可逆过程和不可逆过程到达同一终态时，体系的内能变化一定相同。 19温度一定时，容器中的水越多，水蒸气的压力就越大。 20原电池的负极发生的是氧化反应。 21反应的分子数只能是正整数，一般不会大于3。 22根据能量守恒定律，体系若要对外作功，必须从外界吸热。23在绝热刚性容器中发生一个化学反应的结果使体系温度升高，从而该反应的U0。 24473 K时PCl5(g)分解平衡时有48.5%的PCl5(g)分解，在573 K平衡时有97%的PCl5(g)分解，此反应的rHmy大于0。 25服从Arrhenius关系式的化学反应，温度越高，反应速率越快，升高温度有利于生成更多的产物。26酸碱催化的本质都是质子的转移。 27实际气体在节流膨胀过程中焓值不变。 28体系从状态A变化到状态B，若T = 0，则Q = 0，体系与环境之间无热量交换。29双组分体系最多三相共存。 30恒沸混合物的沸点随外压的改变而改变。 31若反应A+BY+Z的速率方程为r=cA1.3cB0.7，则该反应肯定不是双分子反应。32用Zn(s)和Ag(s)插在HCl溶液中所构成的原电池肯定是不可逆电池。 33经历任意一个循环过程时，体系从环境所吸收的热等于体系对环境所作的功。34液体中气泡的半径越小，其蒸气压越大。 35状态函数改变后，状态一定改变；状态改变后，状态函数一定都改变。 36过饱和蒸气是热力学亚稳态。 37一定温度和压力下，某反应的rGym0，所以要选用合适的催化剂使反应得以进行。 38电解质溶液的摩尔电导就是浓度为1 molm3的电解质溶液的电导。 39温度一定时，容器中的水越多，水蒸气的压力就越大。 40恒沸混合物的沸点随外压的改变而改变。四、简答题1右图是一个大气压下H2O-KNO3体系的t-x相图，其中d点的温度约为4，KNO3含量约为8%。（1）指出各区域的相状态；（2）如果将50%的KNO3水溶液从100开始冷却，在何处可能析出最大质量的纯KNO3晶体？请在相图上加以标注。 2如图，在毛细管内装有润湿性液体。则当在毛细管左端用冰块冷却时，管内液体将如何变化？为什么？ 冰冷 解答：若为润湿性液体在毛细管中为凹液面， 表面张力的方向为液体指向空气。温度增加表面张力下降。冷却左端，左面的张力增大，合力向左， 因此向左运功。非润湿性液体在毛细管中为凸液面， 表面张力的方向为空气指向液体即跟润湿性液体相反，左面的张力减小， 合力为向右 因此向右运动。3已知纯A和纯B的熔点分别为80和100，它们可组成简单低共熔体系，一个大气压下，其最低共熔点的温度为60，组成为xB = 0.4。（1）画出该二组分体系固-液平衡T-x相图的示意图；（2）标出图中各相区的相状态。（3）最低共熔点处，体系的自由度为多少？解答：（1）（2）区域I：=2 A+B 区域II：=2 A+ Molten metal区域III：=1 Molten metal区域IV：=2 B+ Molten metal （3）最低共熔点N：f = 04如下图，三支毛细管的下部半径相同，管1中水面是平衡位置。试标出毛细管2和3中水面位置和液面的凸、凹情况。5A和B形成完全互溶的二组分溶液，一个大气压下在xB = 0.6处有最高恒沸点。 （1）画出该二组分体系气-液平衡T-x相图的示意图； （2）标出各区域的相状态； （3）将xB = 0.4的溶液进行精馏，馏液将得到何物？蒸馏瓶内将剩下何物？1、左图为A-B气液平衡T-x相图2、各区域相数为：（1）RNKHS以下区域为互溶液相区：=1（2）ROKNR与SGKHS区域为气液平衡区：=2（3）ROKGS以上区域为气相区：=13、将xB = 0.4的溶液进行精馏得到的产物为恒沸物，蒸馏瓶中 为A.。五、计算题1、某药物分解10%即为失效，若放置在3的冰箱中保存期为两年。某人购回此药物，因故在室温（25）下搁置了两周，试通过计算说明此药物是否已失效。已知该药物分解反应的半衰期与初始浓度无关，分解反应的活化能为150kJ/mol。解答：根据提示：该药物分解反应的半衰期与初始浓度无关，故是一级反应x=5.9天 因此放置二周已经过期2、已知25时，AgCl（s）的标准摩尔生成焓是127.04 kJmol1，Ag（s）、AgCl（s）和Cl2（g）的标准摩尔熵分别是42.702、96.11和222.95 JK1mol1，试计算25时电池Pt|Cl2（p）|HCl（a）|AgCl（s）|Ag（s）的电动势和电动势的温度系数。解答：2Ag + Cl2 = 2AgCl=264.368 J/kE=1.0673、101325Pa下，1mol水在其沸点100时蒸发为气体，求该过程的Q、W、U、H、G、S体。已知该温度下水的气化热为40.67 kJmol1。Q=40.67KJ/molH=40.67KJ/molG=0S体=40.67*1000/373.15W=- pV= - p*(Vg-Vl)=-pVg=-R*T JU=Q+W=40.67-3.10=37.5 kJ/mol4、已知阿斯匹林水解反应的半衰期与其初始浓度无关，100和80时水解反应的速率常数分别为6.5 d1和1.5d1。设阿司匹林水解10%即失效，求阿斯匹林在25时的有效期。 解答：根据提示：该药物分解反应的半衰期与初始浓度无关，故是一级反应E=80326 J/molk3=0.00964t=11 d5、设某电池内发生的电池反应为Cd（s）+ I2（s）= Cd2+（a = 1.0）+ 2I（a = 1.0），计算该电池在298.15K时的标准电动势、反应的标准Gibbs能变化及标准平衡常数K。已知= 0.5355V，=0.4029V。解答：正极：Cd2+ + 2e = Cd负极：I2 + 2e = 2 I-6、117g苯在其沸点360 K时蒸发为气体 （可以看成为理想气体），求该过程的Q、W、U、H、G、S体。已知该温度下苯的气化热为 30 kJmol1。解：甲苯的摩尔质量M=0.078kg.mol-1 n=117/78=1.5 mol该过程为等压过程，Qp=1.5mol30.=45kJH=Qp,该过程为等外压过程，W=p(Vg-Vl)pVg=nRT (把蒸气看作理想气体)=1.5mol8.314J.K-1.mol-1360K/1000=4.4896KJU = Q- W=45kJ- 4.45kJ=40.55kJS体=Q/T=112.6J/K7、某药物在一定温度下的分解为一级反应，其速率常数与温度的关系为：ln k/h1 = （K）+ 20.40（1）求算该药物分解反应的活化能；（2）若此药物分解20%即失效，问在室温下（298K）保存，有效期为多少个月？ （3）若使该药物的有效期为3年以上，保存温度不能超过多少度？解：(1) Ea= 109.51103 J(2) ln k/h1 = （K）+ 20.40t=4.54 month(3) t2=5.64oC8、写出电池Zn|ZnCl2（0.05 molkg1）|AgCl（s）|Ag的电极反应和电池反应，并计算298.2K下当电池可逆放电2mol电子电量时电池反应的rGm、rSm、rHm及Qr。已知该温度下电池电动势E为1.015 V，电动势的温度系数为1.35104VK1。(1) AgCl + e= Ag + Cl-; Zn2+ + 2e =Zn 2AgCl + Zn=2Ag + ZnCl2(2) Gm=- zFE=-96484 1.01510 -3kJ=-97.931KJ(3) 964841.35104=13.02J/K(4) -97.931+298.213.02/1000=-94.05KJ(5 Q=