物化判断题及计算题

1、 1、在一个给定的系统中，物种数可以因分析问题的角度的不同而不同，但独立组分数是一个确定的数。答：对。2、恒定压力下，根据相律得出某一系统的f = l，则该系统的温度就有一个唯一确定的值。 答：错，f = l表示有一个强度变数可独立变化。3、 杠杆规则只适用于Tx图的两相平衡区答：错，其他相图的两相平衡区也可以使用杠杆规则。4、 对于二元互溶液系，通过精馏方法总可以得到两个纯组分。答：错，对有恒沸物的系统，最多只能得到一个纯组分。5、 恒沸物的组成不变。答：错，恒沸组成与压力有关。6、 电解池通过lF电量时，可以使1mol物质电解。 答：错，电解质分子中正、负离子所带电荷不一定为 1。7、 无

2、限稀电解质溶液的摩尔电导率可以看成是正、负离子无限稀摩尔电导率之和，这一规律只适用于强电解质。答：错，弱电解质也适用。8、 若a(CaF2) = 0.5，则 a(Ca2+) = 0.5， a(F-) = 1。答：错，a(CaF2) = a(Ca2+)a2(F-)。9、 电池Zn|ZnCl2(aq)|AgCl(s)|Ag在25、p下可逆放电2F时放热23.12 kJ，则该电池反应：Zn + 2AgCl(s)= ZnCl2 + 2Ag 的rHm(298K) = -23.12 kJmol-1。答：错，过程中W 0，H Qp 。10、 对于电池Zn|ZnSO4(aq)|AgNO3(aq)|Ag，其中的

3、盐桥可以用饱和KCl溶液。答：错，因Ag+ 与Cl- 反应生成AgCl沉淀。11、 用Pt电极电解CuCl2水溶液，阳极上放出Cl2 。答：对。 12、 实际电解时，在阴极上首先发生还原作用的是按能斯特方程计算的还原电势最大者。答：错，实际电解时电极发生极化。13、 Zn2+2eZn ，E1，rGm(1)；Zn2+eZn，E2，rGm (2)。因E1= E2，所以有：rGm(1) =rGm (2)。答：错，rGm(1) = rGm(2)rGm为广度量，与发生反应的物质的量有关。14、 对于电池Pt|H2|H2SO4(aq)|O2|Pt ，其电池反应可表示为：H2(g) + O2(g)H2O(l

4、)， E1，rGm (1) 或2H2(g) + O2(g) 2H2O(l)， E2，rGm(2)。因2rGm(1) =rGm(2)，所以2E1= E2 。答：错，E为强度量，与发生反应的物质的量无关。15、 若化学反应由一系列基元反应组成，则该反应的速率是各基元反应速率的代数和。答：错，总反应速率与其他反应速率的关系与反应机理有关。16、 若一个化学反应是一级反应，则该反应的速率与反应物浓度的一次方成正比。答：对。17、若反应(1)的活化能为E1，反应(2)的活化能为E2，且E1 E2，则在同一温度下k1一定小于k2。答：错，A与Ea和ko都有关。18、平行反应 k1/k2的比值不随温度的变化

5、而变化。 答：错，k1/k2 = (k01 /k02)exp(ElE2)/RT。19、 温度升高。正、逆反应速度都会增大，因此平衡常数也不随温度而改变。答：错。正逆反应速率增加的倍数不同。20、催化剂在反应前后所有性质都不改变。答：错，催化剂在反应后物理性质可能改变。21、比表面吉布斯函数是指恒温、恒压下，当组成不变时可逆地增大单位表面积时，系统所增加的吉布斯函数，表面张力则是指表面单位长度上存在的使表面张紧的力。所以比表面吉布斯函数与表面张力是两个根本不同的概念。答：错，二者既有区别，又有联系。22、过饱和蒸气之所以可能存在，是因新生成的微小液滴具有很大的比表面吉布斯函数。答：错，新生成的微

6、小液滴有很高的比表面，因而有很高的表面吉布斯函数。23、吉布斯吸附等温式中，为溶质的吸附量，它随溶质(表面活性物质)的加入量的增加而增加，并且当溶质达饱和时，达到极大值。答：错，达到饱和吸附时，不一定达到饱和浓度。24、表面活性剂是指那些加入到溶液中，可以降低溶液表面张力的物质。答：错，能显著降低溶液表面张力的物质才称为表面活性剂。25、溶胶在热力学和动力学上都是稳定系统。答：错，溶胶在热力学上是不稳定的。26、能产生丁达尔效应的分散系统是溶胶。答：错，浊液也可产生丁达尔效应。27、通过超显微镜可以看到胶体粒子的形状和大小。答：错，只能看到一个个的亮点，不能看清粒子的大小和形状。28、加入电解

7、质可以使胶体稳定，加入电解质也可以使胶体聚沉；二者是矛盾的。答：错，加入适量电解质可以使胶体稳定，加入过量使电势降低，胶体稳定性降低。1、 CaCO3在高温分解为CaO和CO2。(1) 由相律证明我们可以把CaCO3在保持固定压力的CO2气流中加热到相当的温度而不使CaCO3分解；(2) 证明当CaCO3与CaO的混合物与一定压力的CO2共存时有且仅有一个平衡温度。解：(1) 根据题意，体系中只存在CaCO3和CO2S = 2 ，R =R= 0 K = S-R-R = 2因为压力p固定，且 = 2CaCO3(s)，CO2(g) 所以：f = K- + 1 = 2-2 + 1 = 1这说明体系尚

8、有一个自由度，此即为温度，在温度可自由变化的情况下，体系中CaCO3不分解。(2) 体系中有CaCO3(s)，CaO(s)和CO2 (g)同时存在化学平衡 CaCO3(s)= CaO(s) + CO2(g)故 S = 3 ，R = 0 ，R = 1 K = S-R-R = 2因为压力p固定，且 = 3CaCO3(s)，CaO(s)，CO2 (g)所以 f = K- + 1 = 2-3 + 1 = 02、 酚水体系在60分成两液相，第一相含16.8 (质量百分数) 的酚，第二相含44.9 的水。(1) 如果体系中含90g水和60g酚，那么每相重量为多少？(2) 如果要使含80 酚的100g溶液变

9、成浑浊，必须加水多少克？解：在相中含16.8 的酚；在相中含 44.9 的水，则含酚为 55.1 。(1) 设物系点为 o ，其中酚含量为： 60/150 = 40于是 w1 + w2 = 150 且 w1/w2 = (55.1-40) / (40-16.8)解得：w1 = 59.1 g ，w2 = 90.9 g(2) 80 / 100 + w(水) = 55.1 需加水 w(水) = 45.2 g3、如图，是NaCl(NH4)2SO4H2O在298K、101.325kPa时的相图。现有NaCl与(NH4)2SO4混合盐100克，其中(NH4)2SO4含量为25%，物系点相当图中f点，利用相图

10、计算，可以最多提纯得到多少克NaCl晶体？解：在图上联结 Cf，交AD线于g点，量出Cf = 3.7 cm，Cg = 2.6 cm，用杠杆规则计算g点物系质量，w(g) = 100 3.7/2.6 = 142.3 g ，加水 42.3 g量出AD = 2.6 cm ，Dg = 0.9 cm， w (NaCl) = 142.3 0.9/2.6 = 49.26 g4、浓度为0.001 moldm3的Na2SO4溶液，其 = 2.6 10-2 Sm-1，此溶液中Na+的摩尔电导(Na+) = 50 10-4 Sm2mol-1。(1) 计算 SO42- 的摩尔电导；(2) 如果此0.001M的Na2S

11、O4溶液被CuSO4所饱和，则电导率增加到7.0 10-2 Sm-1，并巳知 Cu2+ 的摩电导为60 10-4 Sm2mol-1，计算CuSO4 的溶度积常数 。解： (1) Na2SO4的浓度为 cN = 0.002 = /1000 cN = 2.610-2/(10000.002) = 130 10-4Sm2mol-1(SO42-) = -(Na+) = (130 - 50) 10-4 = 80 10-4 Sm2mol-1(2) = (总) - = (7.0 - 2.6) 10-2 = 4.4 10-2 Sm-1 =(Cu2+) + (SO42-) = (60 + 80) 10-4 = 1

12、40 10-4 Sm2mol-1cN = /1000 = 4.4 10-2/(1000 140 10-4) = 3.143 10-3c = cN = 1.571510-3 moldm-3Cu2+ = 1.571510-3 moldm-3，SO42- = 1.571510-3 + 0.001 = 2.5715 10-3moldm-3Ksp = Cu2+SO42- = 4.041 10-6 mol2 dm-65、电池 Pt,H2( p)|HBr(a = 1)|AgBr(s),Ag 的E与温度T的关系式为：E = 0.07150 - 4.186 10-7T(T - 298) 。(1) 写出电极反应与

13、电池反应 ；(2) 求T = 298K时正极E与AgBr的 Ksp，巳知E(Ag+/Ag) = 0.7991 V ；(3) 求T = 298K电池反应的平衡常数（可逆放电2F）；(4) 此电池在298K下可逆放电2F时，放热还是吸热？是多少？解：(1) 负极：H2(g) - 2e=2H+； 正极：2AgBr(s) + 2e=2Ag(s) + 2Br- 电池反应： H2(g) + 2AgBr(s) = 2Ag(s) + 2HBr(a = 1)(2) T = 298K ，E= 0.07150 VE(正) =E(AgBr/Ag) = E E(H+/H2) = E= 0.07150 VE(AgBr/A

14、g) =E(Ag+/Ag) + 0.05915lgKsp 即 0.07150 = 0.7991 + 0.05915lg Ksp Ksp = 5.0 10-13(3) G= -RTlnK= -nFElnK= nFE/RT = 2 96500 0.07150/(8.314 298)= 5.5640所以 K= 2.62 100(4) (E/T)p = -4.186 10-72T + 4.186 10-7 298 = -9.372 10-7T + 124.76 10-6 T = 298K (E/T)p = -124.76 10-6 0， 放热 Qr = nFT(E/T)p = 2 96500 298

15、(-124.76 10-6) = - 7175 J6、已知298K时，电池 Pt,H2(p)| H2SO4(0.01 m)|O2(p),Pt 的E = 1.228 V，H2O(l) 的标准生成热为fHm= -286.1 kJmol-1 。(1) 求该电池的温度系数 ；(2) 计算273K时，该电池的电动势(假定在273298K之间Hm为常数) 。解：(1) 负极：H2(p) - 2e=2H+(0.02m)； 正极：O2(p) + 2H+ + 2e=H2O(l) 电池反应： H2(p) + O2(p) =H2O(l) Gm= -nFE = - 2 96500 1.228 = -237 kJmol

16、-1Hm=fHm(水) = -286.1 kJmol-1Sm= (HmGm )/T = ( - 286.1 + 237) 103/298 = - 164.8 JK-1mol-1(E/T)p =Sm /nF = -164.8/(2 96500)= -8.539 10-4 VK-1(2) Hm 与温度无关，用Gibbs-elmholtz公式G2(273K) = GT2/T1 Hm(T2 T1)/T1 = 241 kJmol-1E2 = -G2/nF = 1.249 V 7、设计一个电池，使其中进行下列反应： Fe2+ + Ag+ = Ag(s) + Fe3+ 。(1) 写出电池表达式 ；(2) 计

17、算上述反应的平衡常数，巳知E(Ag+/Ag) = 0.7991V，E(Fe3+/Fe2+) = 0.771V ；(3) 将大量磨细的Ag粉加入到0.05m的Fe(NO3)3 溶液中，反应达到平衡后，Ag+的浓度为多少？解：(1) 负极：Fe2+ e =Fe3+ ； 正极：Ag+ e Ag(s)电池为： Pt| Fe2+,Fe3+| AgNO3|Ag(s)(2) E=E(Ag+/Ag) E(Fe3+/Fe2+) = 0.7991 0.771 = 0.0281 V ln K= - G/RT = nFE/RT lg K= nE/0.05915 = 0.0281/0.05915 = 0.4751 K=

18、 2.986(3) Fe2+ Ag+ Ag(s) Fe3+开始： 00 0.05平衡： xx 0.05 - xK= (0.05x)/x2 = 2.986，即 2.986 x2 + x - 0.05 = 0 ，所以 x = 0.0442 mAg+ 的浓度为 0.0442 m8、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?解： Arrhenius 方程式：ln(k2/k1) = E(T2 T1)/RT1T2Ea = RT1T2

19、/(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) = k1 t x = 0.30at = 1/k3lna/(a - x) = 1/6.13 10-5ln1/(1 - 0.3) = 5813 hr = 242.2 天9、 对于平行反应设Ea、E1、E2分别为总反应的表观活化能和两个平行反应的活化能，证明存在以下关系式：Ea = (k1E1 + k2E2)/(k1 + k2) 。证明： 总速率： - dA/dt = k1A + k2A = (k1 + k2)A = kA其中 k = k1 + k2 = Aexp(-E/RT)， 又所以10、298K，pH = 5时，蔗糖转化反应有一个常数的半衰期为500分钟，在同一温度下，当pH = 4时，常数半衰期为50分钟，试问蔗糖转化反应：A(蔗糖) + H + P的速率方程 中，a、b值为多少？解： 反应有一