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物理化学练习(学生)1

发布时间:2013-12-18 11:38:04  

热力学第一定律习题

一、选择题

1. 理想气体卡诺循环的图为下列四种情况中的哪些? ( B,C )

2. 一定量的理想气体从同一始态出发,分别经 (1) 等温压缩,(2) 绝热压缩到具有相同

压力的终态,以H1,H2分别表示两个终态的焓值,则有: ( C )

(A) H1> H2 (B) H1= H2 (C) H1< H2 (D) 无法确定

3. 下列的过程可应用公式ΔH=Q进行计算的是: ( C )

(A) 不做非体积功,终态压力相同但中间压力有变化的过程

(B) 不做非体积功,一直保持体积不变的过程

(C) 273.15 K,p下液态水结成冰的过程

(D) 恒容下加热实际气体

4. 下图为某气体的p-V图。图中A→B为恒温可逆变化, A→C为绝热可逆变化, A→D为多

方不可逆变化。B,C,D态的体积相等。问下述各关系中哪一个错误( B ) (A) TB>TC (B)

TC>TD (C) TB>TD (D) TD >TC

5. 非理想气体进行绝热自由膨胀时,下述答案中哪一个错误( D )

(A) Q=0 (B) W=0 (C) ΔU=0 (D) ΔH=0

?ZnO ΔcHm=351.5 kJ· 6. 已知:Zn(s)+(1/2)O2??mol-1

?HgO ΔcHm= 90.8 kJ· Hg(l)+(1/2)O2??mol-1

?ZnO+Hg 的ΔrHm是: ( B ) 因此 Zn+HgO??

-1(A) 442.2 kJ·mol (B) 260.7 kJ·mol-1 (C) -62.3 kJ·mol-1 (D) -442.2 kJ·mol-1

7.下述哪一种说法正确 ( D ) 。

因为ΔHp = Qp,所以:

(A) 恒压过程中,焓不再是状态函数

(B) 恒压过程中,体系与环境无功的交换

(C) 恒压过程中,焓变不能量度体系对外所做的功

(D) 恒压过程中, ΔU不一定为零

8. 在一个密闭绝热的房间里放置一台电冰箱,将冰箱门打开,并接通电源使其工作,过一段

时间之后,室内的平均气温将如何变化? ( A )

(A) 升高 (B) 降低 (C) 不变 (D) 不一定

9. 计算化学反应的热效应,下述说法哪些正确? ( A )

(1) 在同一算式中必须用同一参比态的热效应数据

(2) 在同一算式中可用不同参比态的热效应数据

(3) 在不同算式中可用不同参比态的热效应数据

(4) 在不同算式中必须用同一参比态的热效应数据

(A) 1,3 (B) 2,4

(C) 1,4 (D) 2,3

二、填空题

10. 对于任何宏观物质,其焓H一定 ____>___ 内能U (填上 >、<、=) ,因为

H=U+pV_;对于等温理想气体反应,分子数增多的ΔH一定 _____>____ΔU,因为

_____ΔH=ΔU+ (Δn)RT______ 。

11. 在横线上填上 >、<、=或?(?代表不能确定)。

氢气和氯气在绝热刚性容器中反应(氢气和氯气可视为理想气体),则:

(A) W__=__ 0 (B) ΔU__=__ 0 (C) ΔH__=__ 0 (D) Q__=__ 0

?2 H2O(l)在298 K时恒容反应热QV =-564 kJ· 12. 已知反应2 H2(g) + O2(g)??mol-1,则

H2(g)在298 K时标准摩尔燃烧焓ΔcHm= __--285.7_____kJ·mol-1。

13. 10 mol单原子理想气体,在恒外压0.987p下由400 K,2p等温膨胀至0.987p,物体对

环境作功 16.85 kJ。

14. 某理想气体,等温(25℃)可逆地从1.5 dm3膨胀到10 dm3时,吸热9414.5 J,则此气体

的物质的量为 2 摩尔。

15.热力学封闭体系与环境之间的界面所起的作用为:隔开体系与环

境 ;(2) 体系与环境之间功和热的传

递必须通过界面进行 。

16. 如图。两条等温线的温度分别为Ta,Tb。1mol理想气体经过路径1231的W I与经过

路径4564的WII大小关系是 WI =WII

17. 某化学反应在恒压、绝热和只做膨胀功的条件下进行,系统的温度由T1升高至T2, 则

此过程的焓变 = 零;如果这一反应在恒温T1、恒压和只做膨胀功的条件下进行,则其

焓变 < 零。

18. 在一绝热刚性容器中进行某一化学反应,该体系的内能变化为 ___0___ ,焓变化为

___p2V2-p1V1____ 。

三、计算题

19.

在p及25℃时,将(a)1 mol CaO,(b) 1 mol CaCO3溶于1mol·dm-3的HCl溶液中,放热分

别为:(a)193.3 kJ, (b) 15.02 kJ。现若将1 kg 25℃的CaCO3变为885℃的CaO和CO2,需多少

热量(885℃是p下CaCO3的分解温度) ? 已知各物质的平均比热为(单位:J·g-1·K-1):

CaO:0.895 ;CaCO3:1.123;CO2: 1.013

20. 制备水煤气的反应为:

C(s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g) (主反应) (1)

CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2(g) (少量) (2)

将此混合气体冷却至室温(假定为298 K)即得水煤气,其中含CO(g),H2(g)及少量的CO2(g),

3水蒸气可忽略不计。问:如只发生第一个反应,那么将 1dm的水煤气燃烧放出的热量为多

少?已知p,298K 下各物质的标准生成焓数据为:

ΔfHm(H2O,g)=-241.8 kJ·mol-1,

ΔfHm(CO,g)=-110.5 kJ·mol-1,

ΔfHm(CO2,g)=-393.5 kJ·mol-1。假定燃烧反应的产物均为气体。

21.2mol理想气体由298K、1.0MPa分别经(1)恒温可逆膨胀,(2)反抗0.1MPa外压快速膨胀,(3)自由膨胀三个过程到终压0.1MPa,分别计算各过程的W、Q、ΔU和ΔH。已知Cp, -1-1m=29.10J·K·mol。

22.1mol水在373.3K及101325Pa的始态下反抗恒外压50662.5Pa等温蒸发至50662.5Pa的蒸汽,然后缓慢地逐渐加压变为373.3K。101325Pa的水蒸汽,求此过程的W、Q、ΔU和ΔH。

-1已知水在正常沸点下的气化焓为2255 J·g,设水蒸汽为理想气体。

23.300K、14g的氮经绝热可逆过程从10dm3压缩到6dm3,然后再经等温可逆膨胀使体积复原,求W、Q、ΔU和ΔH。已知Cp, m=3.5R,N2为理想气体。

热力学第二定律习题

一、填空题

1. H2O(l)在80℃,101.325 kPa下蒸发,状态函数(U、S、H、A、G)改变值不为零的有 ΔU,ΔH,ΔA,ΔG,ΔS 。

2.常压下,过冷水凝结成同温度的冰,则?S体 0,?S总 0。

3.i.g.任一不可逆过程回到始态,其体系?S体 0,?S环 0。

4.热温商?Q/T经证明为状态函数,其积分值必与 熵变相等。

5. 100℃,1.5p的水蒸气变成 100℃,p的液体水,ΔS ___<___ 0, ΔG ___<___ 0。

二、选择题

1. 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? ( D )

(1) Q/T = Δfus S

(2) Q = Δfus H

(3) Δfus H/T = Δfus S

(4) -Δfus G = 最大净功

(A) (1),(2) (B) (2),(3) (C) (4) (D) (2)

2. 纯液体苯在其正常沸点等温汽化,则: ( B )

(A) ΔvapU=ΔvapH,ΔvapF=ΔvapG,ΔvapS> 0

(B) ΔvapU<ΔvapH,ΔvapF<ΔvapG,ΔvapS> 0

(C) ΔvapU>ΔvapH,ΔvapF>ΔvapG,ΔvapS< 0

(D) ΔvapU<ΔvapH,ΔvapF<ΔvapG,ΔvapS< 0

3. 1 mol液苯,在其标准沸点下蒸发,则( BFH )保持不变:

(A)内能 (B) 蒸汽压 (C) 焓 (D) 熵 (E)体积 (F)汽化热 (G)A (H)G

4.H2(g)和O2(g)在绝热密闭钢瓶中反应生成水为零者是( A )

(A)ΔU (B) ΔH (C) ΔS (D) ΔG ?δ

5.克劳修斯-克拉贝龙方程只适用于( B )

(A) 水在25℃,1atm空气中蒸发

(B) 水在其标准沸点下蒸发达平衡

(C) 水在其冰点时的固液相平衡

(D) 水在三相点时平衡

6.公式-ΔG=W′适用于( B )

(A) 孤立体系中的可逆过程

(B) 封闭体系等温等压下可逆过程

(C) 封闭体系恒温恒容过程

(E) 以上过程

三、计算题

1. 某物质的固体及液体的蒸气压可分别用下式表示:

lg(p/Pa) = 11.454 - 1864.8/(T/K) (固体) (1)

lg(p/Pa) = 9.870 - 1453/(T/K) (液体) (2)

试求其:

(1) 摩尔升华焓 (2) 正常沸点 (3) 三相点的温度和压力(4)三相点的摩尔熔化熵

2. 将495.5 K,600 kPa的1 mol N2绝热可逆膨胀到100 kPa,试求该过程的Q,W,ΔU,ΔH,Δ

F,ΔG,ΔS,ΔS隔离。已知S

m (N2,495.5 K) =191.5 J·K-1·mol-1。设N2为理想气体。

化学平衡思考题

一、选择题

1. 在刚性密闭容器中,有下列理想气体的反应达到平衡 A(g) + B(g) =C(g) 若在恒温下加入一定量的惰性气体,则平衡将 ( C )

(A) 向右移动 (B) 向左移动 (C) 不移动 (D) 无法确定

2. 在 298 K 时,气相反应H2+I2=2HI的ΔrG m=-16 778 J?mol-1,则反应的平衡常数

$

K p$为: ( C )

(A) 2.0×1012 (B) 5.91×106 (C) 873 (D) 18.9

4. 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: ( C )

(A) 4 (B) 0.5 (C) 2 (D) 1

5. Ag2O分解可用下面两个计量方程之一表示,其相应的平衡常数也一并列出:

1Ag2O(s)?2Ag(s)?O2(g)2 KP(1) K(2) 2Ag2O(s)?4Ag(s)?O2(g) p

K(2)?Kp(1) (A)KP(2)?KP(1) (B)p设气相为理想气体,且已知反应是吸热的,试判断下列结论哪个是正确的: ( C )

(C)p随温度的升高而增大 (D)O2气的平衡压力与计量方程的写法无关

6. Ag2O 分解可用下列两个反应方程之一表示,其相应的平衡常数也一并列出

I. Ag2O (s) 2Ag (s) + (1/2) O2 (g) Kp(Ⅰ)

II. 2Ag24Ag (s) + O2 (g) Kp(Ⅱ)

设气相为理想气体,而且已知反应是吸热的,试问下列哪个结论是正确的: ( D )

(A) Kp(Ⅱ) = Kp(Ⅱ)

(B) Kp(Ⅰ) = Kp2(Ⅱ)

(C) O2 气的平衡压力与计量方程的写法无关 K(2)

(D) Kp(Ⅰ) 随温度降低而减小 7. 某低压下的气相反应,在 T=200 K 时Kp=8.314×102 Pa,则Kc/mol·cm-3是:( D )

(A) 5×102 (B) 14×106 (C) 14×103 (D) 0.5 8.理想气体反应CO(g)?2H2(g)?CH3OH(g)的ΔrGm与温度T的关系为:

$?rGm/J?mol-1??21660?52.92(T/K),若使在标准状态下的反应向右进行,则应控制反

$

应的温度: ( B )

(A)必须高于409.3 K (B)必须低于409.3 K (C)必须等于409.3 K (D)必须低于409.3 °C 一、填空题

1

CO(g)?O2(g)?CO2(g)

9 在温度为2000 K时,理想气体反应的2

?rG?45817J?mol,则该反应的平衡常数Kp?(kPa)。

$

m

-1

?12

10. 对于非理想气体反应,其平衡常数可用

$K p

$K f$

= KrK p

表示,式中

$K f

决定于__温度__ ;

决定于 ___温度和压力__ ;Kr决定于 ___温度和压力____ 。

$K p

11 Δ

$rHm

$,K c

均为理想气体反应的平衡常数,则

$lnK c

$

(?lnK p

/?T) V =____ (?lnK p/?T)V =

$

/RT2_____; /?T)p=_____(?

/?T)p =ΔrU m/RT2____ 。

$?K

$

$

(?lnK c

12. 在298 K时,磷酸酯结合到醛缩酶的平衡常数 -87.8 kJ?mol,若假定Δ

$

=540,直接测定焓的变化是

-1

$

rH m$$KK21与温度无关,则在310 K时平衡常数的值是 __ln(/) =(Δ

rH m/R)(1/T1-1/T2)__ 。

13 一个化学反应的Δ的含义是 ____________在 0 K 时,标准状态单独存在时按化

学计量系数比的反应物完全反应生成标

准状态单独存在时按化学计量数比的产物这一过程内能的变化。_______________ 。 三、计算题

15. 将 1.1 g NOBr 放入 -55℃抽真空的 1 dm3容器中,加热容器至 25℃,此时容器内均为气态物质,测得其压力为 3.24×104Pa,其中存在着以下的化学平衡: 2NOBr (g) = 2NO (g) + Br2 (g) 若将容器内的气体视为理想气体,求上述反应在25℃时的标准吉布斯自由能变化值Δ。已知原子的摩尔质量数据如下:

N ∶ 14 g?mol-1 , O ∶ 16 g?mol-1 , Br ∶ 80 g?mol-1 16. 3H2+ N2= 2NH3在 350℃的Kp= 6.818×10-8(kPa)-2,并设与压力无关,从3:1的 H2,N2混合物出发,在 350℃下要获得物质的量分数为 0.08 的 NH3,压力至少要多大

18. 在T = 1000 K 时,理想气体反应 2SO3(g)=2SO2(g) + O2(g)的Kc(1)=0.0035 mol?dm-3,求:

(1) 该反应的 Kp(1) (2) SO3(g) = SO2(g) +(1/2) O2(g) 的 Kp(2) 和 Kc(2); (3) 2SO2(g) + O2(g) = 2SO3(g) 的 Kp(3) 和 Kc(3)。

19. 合成氨循环气压机第二缸内混合气组成如下(体积分数/%)∶ N2 H2 NH3 CH4,Ar等 CO2 19.31 58.30 9.87 12.52 10-6 压力是 13.61×106Pa,温度是 43℃,问:

$rG m

$0,mrU

(1) 在此条件下能否生成氨基甲酸胺。已知反应 CO2 (g) + 2NH3 (g) = NH2COONH4 (s)

$

K p在此温度下的标准平衡常数 = 6.82 。

(2) 为避免氨基甲酸胺的生成,混合气中 CO2的物质的量分数不应超过什么值?

四、问答题

20. 出土文物青铜器编钟由于长期受到潮湿空气及水溶性氯化物的作用生成了粉状铜锈, 经鉴定含有 CuCl,Cu2O及 Cu2(OH)3Cl,有人提出其腐蚀反应可能的途径为: Cu2O

(1)

Cl- (2)

 3Cl

即Cu2(OH)3Cl 可通过 (1)+(2) 及 两种途径生成,请从下列热力学数据说明是否正确。 物种 Cu2O CuCl Cu2(OH)3Cl OH-(aq) HCl(aq) H2O(l) ΔfG m/kJ?mol-1 -146 -120 -1338 -157.3 -131 -237 $

第六章 相图习题

一、 是非题:下列各题中的叙述是否正确?正确的选“√”,错误的选“×”。

1. 相是指系统处于平衡时,系统中物理性质及化学性质都均匀的部分。

2. 依据相律,纯液体在一定温度下,蒸气压应该是定值。

3. 依据相律,恒沸温合物的沸点不随外压的改变而改变。

4. 不可能用简单精馏的方法将二组分恒沸混合物分离为两个纯组分。

二、 选择题

1. 一个水溶液共有S种溶质,相互之间无化学反应。若使用只允许水出入的半透膜将此溶

液与纯水分开,当达到渗透平衡时,水面上的外压是pW,溶液面上的外压是ps,则该系统的自由度数为:( C )

(A) f = S; (B) f = S + 1; (C) f = S + 2; (D) f = S + 3;(E)以上答案均不正确

2. NH4HS(s)和任意量的NH3(g)及H2 S(g)达平衡时有:( A )

(A)K=2,φ=2,f =2; (B) K =1,φ=2,f =1;(C) K =1,φ=3,f =2; (D) K =1,φ=2,f =3;

3. 将固体NH4HCO3(s) 放入真空容器中,恒温到400 K,NH4HCO3 按下式分解并达到平衡: NH4HCO3(s) = NH3(g) + H2O(g) + CO2(g) 系统的组分数K和自由度数f为:( B )

(A) K=2,f =2; (B) K=2,f =2;(C) K=2,f =0; (D) K=3,f =2;

4. 存在C(s)、H2O(g)、CO(g)、CO2(g)、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 + CO(g)

CO2(g) + C(s) = 2CO(g) 则该系统的独立组分数K为:( A )

(A) 3; (B) 2; (C) 1; (D) 4;(E)以上答案均不正确。

5.A(l)与B(l)可形成理想液态混合物,温度T时,纯A及纯B的饱和蒸气压p*B>p*A,则当混合物的组成为0<xB<1时,则在其蒸气压-组成图上可看出蒸气总压p与p*A,p*B的相对大小为( C )

(A) p>p*B; (B)p<p*A; (C)p*A<p<p*B;(D)以上答案均不正确

6.(选自南开大学1999年考研试题 ) 对于恒沸混合物,下列说法中错误的是:( A )

(A) 不具有确定组成; (B)平衡时气相组成和液相组成相同;

(C)其沸点随外压的变化而变化; (D)与化合物一样具有确定组成;

7.二组分合金处于低共熔温度时系统的条件自由度数f为:( A )

(A) 0; (B) 1; (C) 2; (D) 3;(D)以上答案均不正确。

8.A(l)与B(l)可形成理想液态混合物,若在一定温度下,纯A、纯B的饱和蒸气压p*A>p*B,则在该二组分的蒸气压组成图上的气、液两相平衡区,呈平衡的气、液两相的组成必有:( B )

(A)yB>xB; (B)yB<xB (C)yB=xB;(D)以上答案均不正确

9.组分A(高沸点)与组分B(低沸点)形成完全互溶的二组分系统,在一定温度下,向纯B中加入少量的A,系统蒸气压力增大,则此系统为:( C )

(A) 有最高恒沸点;(B) 不具有恒沸点;(C) 具有最低恒沸点;(D)以上答案均不正

10.Na2CO3可形成三种水合盐:Na2CO3·H2O、Na2CO3·7H2O及Na2CO3·10H2O。常压下将Na2CO3(s)投入其水溶液中,三相平衡时,一相是Na2CO3水溶液,一相是Na2CO3(s),另一相是( D )。

(A)冰 (B)Na2CO3·10H2O(s) (C)Na2CO3·7H2O(s)(D)Na2CO3·H2O(s)

三、 填空题

1 理想液态混合物定温p-xB(yB)相图最显著的特征是液相线为。 2 完全互溶的A,B二组分溶液,在xB=0.6处,平衡蒸气压有最高值,那么组成xB=0.4的溶液在气-平衡时,yB(g),xB(1),xB(总)的大小顺序为B(g)>xB(总)> xB。将xB=0.4的溶液进行精馏,塔顶将得到 xB=0.6的恒沸物

3. 在抽空的容器中放入NH4HCO3(s),发生反应NH4HCO3(s) = NH3 (g) + CO2 (g) + H2O (g) 且达到平衡,则这个系统的组分数(独立)= 2 ;自由度数= 2 。

4. (选自清华大学1999年考研试题) AlCl3 溶于水后水解并有Al(OH)3沉淀生成.此系统的组分数为 3 ,自由度数为 3 。

1 已知NaHCO3(s)热分解反应为 2NaHCO3==Na2CO3(s)+CO2(g)+ H2O(g) 今将

NaHCO3(s),Na2CO3(s),CO2和H2O(g)按任意比例混合,放入一个密闭容器中,试计算当反应建立平衡时系统的K,φ 及f。

2 .A和B固态时完全不互溶,101 325 Pa 时A(s)的熔点为30°C,B(s)的熔点为50°C,A和B在10°C具有最低共熔点,其组成为xB,E=0.4,设A和B相互溶解度曲线均为直线。

(1)画出该系统的熔点-组成图(t-xB图);

(2)今由2 mol A 和8 mol B 组成系统,根据画出的t-xB图,列表回答系统在5°C,30°C,50°C时的相数、相的聚集态及成分、各相的物质的量、系统所在相区的条件自由度数。

3 A和B形成相合熔点化合物AB:A,B,AB 在固态时完全不互溶;A,AB,B 的熔点分别为200°C,300°C,400°C,A与AB及AB与B形成的两个低共熔点分别为150°C

和250°C,。

(1)画出以上述系统的熔点-组成(t-xB)图;

(2)画出以下两条步冷曲线:xB=0.1的系统从200 °C冷却到100 °C,及xB=0.5的系统从400 °C冷却到200°C;

(3)8 mol B和12 mol A 混合物冷却到无限接近150 °C时,系统是哪几相平衡?各相的组成是什么?各相物质的量是多少?

4 (1)按下列条件作出A,B 二组分系统相图的示意图:A的熔点为600°C;B为1000°C;化合物AB2的分解温度为650°C,此时液相组成为xA=0.50;A和AB2的最低共熔点为400°C,xA=0.80;固相不互溶,液相完全互溶;

(2)标明相图中各区域存在的相态及成分;

(3)指出相图中在哪些情况下条件自由度数为零,此时各相的组成是什么?

(4)作出,xA=0.40的溶液的冷却曲线,在曲线转折点处及各段注明相态及成分的变化 5 A,B 二组分凝聚系统相图如下图:

(1)根据所给相图填下表:

(2)画出系统点a1,a2 降温时的步冷曲线(在曲线的转折点处注明相态变化及曲线各段平衡相的聚集态和成分)。

6. 固态和液态UF4的蒸汽压(单位:Pa)分别为

ln(р(s)/Pa)=41.67-10017/T(K)

ln(р(l)/Pa)=29.43-5899.5/T(K)

计算固、液、气三相共存时(三相点)的温度和压力。

第七章 表面现象习题

1.水的表面张力与温度的关系为

σ/10N·m=75.64-0.14(t/℃)

今将10kg纯水在303K及101325Pa条件下定温定压可逆分散成半径r=10m的球型雾滴,计算:(1)环境所消耗的非体积功;(2)小雾滴的饱和蒸气压;(3)该雾滴所受的附加压力。(已知303K,101325时,水的体积质量(密度)为995 kg·m,不考虑分散度对水的表面张力的影响)。

2. 20℃时,苯的蒸气结成雾,雾滴(球型)半径r=10-6m,20℃时苯表面张力σ=28.9×10-3N·m-1,体积质量ρB=879kg·m-3,苯的正常沸点为80.1℃,摩尔汽化焓ΔvapHm=33.9kJ·mol-1,且可视为常数。计算20℃时苯雾滴的饱和蒸气压。

3. 钢包(盛钢水的桶)底部有一透气砖,透过透气砖可以向钢包内吹入惰性气体氩气,以赶走包内的氧气净化钢水。为了在不吹Ar时钢水不从透气砖中漏出来,求透气砖的最大半径为多少?(已知钢水深2m,密度ρ=7000kg·m-3,表面张力σ=1300×10-3N·m-1,重力常数g=9.8m·s-2,钢水与孔壁的接触角θ=150o。

4. 氧化铝瓷件上需要披银,当烧到1000℃时,液态银能否润湿氧化铝瓷件表面? 已知1000℃时,

-3-1σ[Al2O3(s/g)]=1×10N·m;

-3-1σ[Ag(l/g)]=0.92×10N·m;

-3-1σ[Ag(l)/Al2O3(s)]=1.77×10N·m。

5. 用活性炭吸附CHCl3时,0℃时最大吸附量(盖满一层)为98.8dm3*kg-1。已知该温度下CHCl3

33-1的分压为1.34×10Pa时的平衡吸附量为82.5dm*kg ,试计算: -3-8-3-1

(1)朗格缪吸附定温式中的常数 b;

(2)0℃,CHCl3分压为6.67×103Pa下的吸附平衡时每kg吸附剂吸附气体的体积。

6.请导出A,B两种吸附质在同一表面上混合吸附时的吸附等温式(设都符合朗格缪吸附)。 7 泡压法测定丁醇水溶液的表面张力。20℃实测最大泡压力为0.4217 kPa,20℃时测得水的

-3-1最大泡压力为0.5472 kPa,已知20℃时水的表面张力为 72.75×10 N·m ,请计算丁醇溶液

的表面张力。

8 20 ℃苯蒸气凝结成雾,其液滴半径为1 mm ,试计算其饱和蒸气压比正常值增加的百分率。已知20 ℃时液体苯的体积质量(密度)为 0.879 g·cm - 3,表面张力为0.0289 N·m -1 ,C6H6的摩尔质量为78.11 g·mol - 1 。

9 20℃时,汞的表面张力为 483×10 -3 N·m -1, 体积质量 (密度) 为13.55×10 3 kg·m -3。把内直径为 10 -3 m的玻璃管垂直插入汞中,管内汞液面会降低多少?已知汞与玻璃的接触

角为 180°,重力加速度g = 9.81 m ·s -2。

10 25 ℃时乙醇水溶液的表面张力σ随乙醇浓度c的变化关系为:

σ/ (10 N·m )= 72 -0.5(c / c)+ 0.2 (c / c) (a)

试分别计算乙醇浓度为0.1 mol·dm 和0.5 mol·dm 时,乙醇的表面吸附量(c=1.0 mol·dm -3)

二、选择题

选择正确答案的编号:

1.附加压力产生的原因是:

(A)由于存在表面;

(B)由于在表面上存在表面张力? ;

(C)由于表面张力? 的存在,在弯曲表面两边压力不同

(D)难于确定。

2.在水平放置的玻璃毛细管中注入少许水(水润湿玻璃),在毛细管中水平水柱的两端呈凹液面,当在右端水凹面处加热,毛细管中的水向何端移动:

(A)向左移动;(B)向右移动;(C)不动;

3.今有一球形肥皂泡,半径为r,肥皂水溶液的表面张力为? ,则肥皂泡内附加压力是: -3-3-3-12

(A) ; (B);(C) 。(D)以上答案均不正确

4.接触角是指:

(A)g/l界面经过液体至l/s界面间的夹角;

(B)l/g界面经过气相至g/s界面间的夹角;

(C)g/s界面经过固相至s/l界面间的夹角;

(D)l/g界面经过气相和固相至s/l界面间的夹角;

5.高分散度固体表面吸附气体后,可使固体表面的吉布斯函数:

(A) 降低; (B)增加; (C)不改变 (D)以上答案均不正确

化学反应动力学习题

1. 二甲醚的气相分解是一级反应:CH3OCH3(g)CH4(g)+ H2(g) + CO(g) 504℃时把二甲醚充入真空的定容反应器内,测得时间t时总压力pt, 总数据如下:

试计算该反应在504℃的反应速率系数及半衰期。

2.A和B按化学计量比导入等容容器中,于400K发生如下反应: 2A(g) +B(g) 已知速率 Y(g) +Z(s)。

方程为 -=kAppB。设开始时总压力为30Pa,反应在7.5min后总压力降至20Pa。问再继续反应多长时间可由20 Pa降至15 Pa?另外,A的消耗速率系数kA=?

3. 气相反应A+2B

下:

Y的速率方程为。在定容800K时实验结果如

求反应分级数a和b及反应速率系数。

4. 等容气相反应AY的速率系数kA与温度T具有如下关系式:

( 1 ) 计算此反应的活化能;

( 2 ) 欲使A在10min内转化率达到90%,则反应温度应控制在多少?

5. 已知NaOCl分解反应速率系数在25℃时k=0.0093s,在30℃时k=0.0144s。试求在40℃时,NaOCl要用多少时间能分解掉99%? -1-1

6.某1-1级平行反应, 中,两反应指前参量之比为k0,1:k0,2 =100:1,若又知反应(1)的活化能比反应(2)的活化能大14.7

-1kJ· mol ,试求反应温度为464 K时Y在产物中的摩尔分数可达多少。

7.反应 CO2 + H2O

-1H2CO3,已知k1(298 K) = 0.0375 s,k1(273 K) = 0.0021 s,-1-1 728 J?mol,设?Um在此温度范围内为常量。试求正、逆反应的活化能。

8 . 某对行反应A Y,已知k1=0.006 min,k-1=0.002 min,如果反应开始时只有A,其浓度用cA,0表示。

(1)当A和Y的浓度相等时需要多少时间?

(2)经100 min后,A和Y的浓度各为若干? -1-1

9. N2O5气相分解反应 N2O5

(i) N2O5 NO2 +NO3 ;

N2O5; 2NO2 + O2 的反应机理如下: (ii) NO2 +NO3

(iii) NO2 +NO3

(iV) NO +NO3

NO2 +O2+NO ; NO2 。

设 NO3 和NO 处于稳定态,试建立总反应的动力学方程式 。

一、是非题

下列各题中的叙述是否正确?正确的选“√”,错误的选“×”。

1. 反应速率系数kA与反应物A的浓度有关 2. 反应级数不可能为负值。

3. Arrhenius活化能的定义是

4. 一级反应肯定是单分子反应。 。

5. 对于基元反应,反应速率系数总随温度的升高而增大。

6. 质量作用定律仅能用于基元反应。

二、 选择题

选择正确答案的编号:

1. 某反应,A → Y,其速率系数kA=6.93min,则该反应物A的浓度从1.0mol×dm变到0.5

mol×dm所需时间是:

(A)0.2min;(B)0.1min;(C)1min;(D)以上答案均不正确。

2. 某反应,A → Y,如果反应物A的浓度减少一半,它的半衰期也缩短一半,则该反应的级数

为:

(A)零级;(B)一级;(C)二级;(D)以上答案均不正确。

3. 对基元反应A+2B→C,

形式,

,若将其反应速率方程写为下列-3-1-3

;;;则kA、kB、kC间的关系应为::

(A)kA = kB = kC; (B) kA =2 kB = kC; (C) kA =

4.元反应:H+Cl2→HCl+Cl的反应分子数是: kB = kC;(D)以上答案均不正确。

(A)单分子反应;(B)双分子反应;(C)四分子反应;(D)以上答案均不正确。

5.某反应速率系数与各元反应速率系数的关系为

与各元反应活化能的关系是: ,则该反应的表观活化能

(A) Ea=E2+E1-E4;(B)Ea=E2+(E1-E4);(C)Ea=E2+(E1-2E4)1/2;(D)以上答案均不正确。

6.有两个都是一级的平行反应

下列哪个关系式是错误的?

(A) k总=k1+k2;(B) E总=E1+E2;(C)

7.平行反应

;(D);(E)以上答案均不正确。

若指前因子k0,1?k0,2,且E1>E2,当升高反应温度时,对提高B的产率有利。请指出,下述解释中何者正确:

(A) 升高温度,可使k1>k2,(B) 升高温度可使反应①加快,使反应②减慢;

(C)升高温度,可使k1/k2的比值增加;(D)以上答案均不正确。

三、填空题:在以下各小题的“ ”填上答案。

1.某化学反应经证明是一级反应,它的速率系数在298K时是k=(2.303/3600)s,c0=1mol

-3×dm。(A)该反应初始速率u0为 (B)该反应的半衰期t1/2= (C)设反应进行了1h,在这一时刻反应速率u1为 。

2.只有一种反应物的二级反应的半衰期与反应的初始浓度的关系为 。

3.反应A → B+D中,反应物A初始浓度cA,0=1mol×dm,初速度uA,0=0.01mol×dm×s,假定该反应为二级,则其速度常数kA为 ,半衰期t1/2为 。

4.某反应的速率系数k=4.62×10min,则反应的半衰期为 。

5.反应活化能Ea=250kJ×mol,反应温度从300K升高到310K时,速率系数k增加 。 -1-2-1-3-3-1-1

6.若反应A+2B → Y是元反应,则其反应的速率方程可以写成 。

7.链反应的一般步骤是(i) ;(ii) ;(iii) 。

第九章 电化学

一、是非题:下列各题中的叙述是否正确?正确的在题后括号内选选选“√”,错误的选“×”:

1、 设ZnCl2水溶液的质量摩尔浓度为b,离子平均活度因子为γ±,则其离子平均活度a±

=

γ± b /b。

2、298K时,相同浓度(均为0.01mol·kg-1)的KCl,CaCl2和LaCl3三种电解质水溶液,离子平均活度系数最大的是LaCl3。

3、0.005 mol·kg-1的BaCl2水溶液,其离子强度I = 0.03 mol·kg-1。

4AlCl3水溶液的质量摩尔浓度若为b,则其离子强度I等于6b。

5离子迁移数t+ + t-<1.

6离子独立运动定律只适用于无限稀释的强电解质溶液。

7在一定的温度和较小的浓度情况下,增大弱电解溶液的浓度,则该弱电解质的电导率增加,摩尔电导率减小。

8对于电池Ag | AgNO3(b1) || AgNO3(b2) | Ag,b较小的一端为负极。

9用能斯特公式算得电池的电动势为负值,表示此电池反应的方向是朝正向进行。

10、电池Zn (s)| ZnCl2(b=0.002 mol·kg,γ±=1.0) | AgCl(s) | Ag(s),其反应为:

-12AgCl(s)+Zn(s)===2Ag(s)+ ZnCl2(b=0.002 mol·kg,γ±=1.0) 所以,其电动势的计算公

式为:EMF=EMF-lna(ZnCl2) =EMF-ln(0.002×1.0) 。 -1

11标准电极电势的数据就是每个电极双电层的电势差。

12、电池反应的电动势EMF与指定电池反应计量方程式的书写无关,而电池反应的热力学函

数变?rGm 等则与指定电池反应计量方程式的书写有关。

13、电解池中阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应。

二、选择题:选择正确答案的编号,填在各题之后的括号内:

1、电解质分为强电解质和弱电解质,在于:

(A) 电解质为离子晶体和非离子晶体;(B) 全解离和非全解离;(C) 溶剂为水和非水;

(D) 离子间作用强和弱。(E)以上答案均不正确

2、若下列电解质溶液的质量摩尔浓度都为0.01mol·dg-1,则离子平均活度因子最小的是:

(A)ZnSO4; (B)CaCl2; (C)KCl。(D)以上答案均不正确

3、0.001 mol·kg-1K3[Fe(CN)6]水溶液的离子强度为(单位:mol·kg-1):

(A)6.0×10-3; (B)5.0×10-3; (C)4.5×10-3; (D)3.0×10-3。(E)以上答案均不正确

4、无限稀释的KCl溶液中,Cl离子的迁移数为0.505,该溶液中K+离子的迁移数为: -

(A) 0.505 ; (B) 0.495; (C) 67.5; (D) 64.3 。(E)以上答案均不正确

5、通常,应用摩尔电导率这一概念时,就MgCl2溶液而言,正确的表述是:

(1)Λm(MgCl2)=2Λm

(MgCl2);(B)2Λm(MgCl2)=Λm(MgCl2);

(C)Λm(MgCl2)=Λm(1/2MgCl2)。(D)以上答案均不正确

6、科尔劳许离子独立运动定律适合于:

(A)任意浓度的强电解质溶液;(B)任意浓度的弱电解质溶液;

(C)无限稀释的强或弱电解质溶液。(D)以上答案均不正确

7、CaCl2的无限稀释摩尔电导率与其离子的无限稀释摩尔电导率的关系为:

(A)Λ(CaCl2)=

Λ (Ca2+)+

Λ (Cl);(B)

Λ- (CaCl2)=1/2

Λ (Ca2+)+

Λ (Cl); -

(C)

Λ (CaCl2)=

Λ (Ca2+)+2

Λ (Cl);(D)以上答案均不正确 -

8.原电池在定温定压可逆的条件下放电时,其在过程中与环境交换的热量为:

(A)?rHm; (B)零; (C)T?rSm; (D) ?rGm (E)以上答案均不正确

9.298K时,电池反应H2(g) + O2(g) ===H2O(l) 所对应的电池标准电动势E

MF1,反应2 H2O(l) === 2 H2(g) + O2(g) 所对应的电池标准电动势E

MF2,EMF2和E MF1的关系为:

(A)EMF2= -2E

MF1; (B)EMF2=2 E

MF1; (C)E

MF2= -E MF1; (D)E

MF2= E MF1

10.电池Hg(l) | Zn(a1) | ZnSO4(a2) | Zn(a3) | Hg(l)的电动势:

(A)仅与a1,a3有关,与a2无关;(B)仅与a1,a2有关,与a3无关;

(C)仅与a2,a3有关,与a1无关;(D)与a1,a2,a3均无关;

11在25℃时,电池Pb(Hg)(a1)|Pb(NO3)2(aq)|Pb(Hg) (a2)中a1> a2,则其电动势E:

(A)>0; (B)<0; (C)=0; (D)无法确定。

10.蓄电池在充电和放电时的反应正好相反,则其充电时正极和负极、阴极和阳极的关系为:

(A)正负极不变,阴阳极不变; (B)正负极不变,阴阳极正好相反;

(C)正负极改变,阴阳极不变; (D)正负极改变,阴阳极正好相反;

三、填空题 在以下各小题中的 处填上答案:

1、相同温度、相同浓度的NaCl,MgCl2,MgSO4的稀水溶液,其离子平均活度系数的大小是:

γ±(NaCl)γ±(MgCl2) γ±(MgSO4) (选填<,=,>)。

2、 K2SO4水溶液质量摩尔浓度b=0.01mol·kg-1,γ±=0.71,则a±= 。

3、电解质的离子强度定义为I= ,1 mol·kg-1的CaCl2水溶液的 I = mol·kg-1。

4、25℃时,AgCl饱和水溶液的电导率为3.41×10-4S·m-1,所用水的电导率为1.60×10-4S·m-1。则AgCl的电导率为 。

5、 电池Pt(s)|Cl2(p1)|HCl(0.1 mol·kg-1)| Cl2(p2)|Pt(s)的负极反应 ,正极 反应,电池反应,若p1>p2,则此电池电动势 0(选填>,< =)。

6.可逆必须具备的三个条件为: 。

计算题

1、电解质混合溶液(0.025 mol·kg

2、把0.1 mol·dm-3 -1 NaCl与0.025 mol·kg-1 LaCl3)的离子强度 KCl水溶液置于电导池中,在25℃ 测得其电阻为24.36Ω。已知该水溶

---液的电导率为1.164 S·m1,而纯水的电导率为7.5×106 S·m1,若在上述电导池中改装入

0.01 mol·dm-3的HAc,在25℃时测得电阻为1982Ω,试计算0.01 mol·dm3 HAc的水溶液-

在25℃时的摩尔电导率Λm。

3. 已知25℃,PbSO4(s)的溶度积

导率分别为70×104S·m2·mol-

--1=1.60×108 。---Pb2+ 和SO42无限稀释摩尔电-和79.8×104 S·m2·mol1。配制此溶液所用水的电导率为1.60×104 S·m2。试计算25℃PbSO4饱和溶液的电导率。

4.使用能斯特方程计算在Cu-Zn原电池中,当a(Zn2+)与a(Cu2+)的比值达到多大时,电池才停止工作?已知25℃时,ф?(Zn2+| Zn)=0.7628V,ф?(Cu2+| Cu)=0.3402 V。

5.试将电极Cd2+|Cd和Fe2+|Fe组成电池。已知它们在25℃时的标准电极电势为:ф?(Cd2+|Cd)= -0.4026 V,ф?(Fe2+|Fe)= -0.4402 V。

(1)在25℃时,当二电极均处于标准状态下,问何者为正极?何者为负极?并写出该原电池的符号,计算其电动势。

(2)在25℃时,当a(Cd2+) = 0.0001,a(Fe2+) = 0.1时,电池的正负极又如何?他们组成原电池时,其电池符号和电动势又怎样?

6.镉-甘汞电池反应式为 Cd(s)+ Hg2Cl2(s) === Cd2++2Cl+2Hg(l)如果各物质均处在标准状-

态下,其原电池电动势与温度的关系式为:

EMF?/ V = 0.67-1.02×10-4(T/K-298)-2.4×10-6(T/K-298)2

(1)写出原电池图式 ;

(2)计算上述电池反应在40℃时的?rG m?,?rHm?和?rSm?各为多少?

7.在25℃及p?的条件下,将一可逆电池短路,使有1F(即96500 C·mol-1)的电量通过,电池此时放出的热量恰为该电池可逆操作时所吸收的热量的43倍。在此条件下,该电池电动势的温度系数为1.4×10-4 V·K-1。

(1)求该电池反应的?rSm,?rHm ,?rGm和Qr;

(2)求该电池在25℃,P?条件下的电动势。

8. 在25℃, p?条件下,以Pt作阴极,石墨为阳极,电解含有FeCl2(b=0.01 mol·kg1)和CuCl2 -

(b=0.020 mol·kg1)的水溶液。若电解过程不搅拌溶液,并假设超电势均可忽略不计,问: -

(1)何种金属离子先析出?

(2)第二种离子析出时,外加电压至少为多少?

已知ф?(Fe2+|Fe)=-0.440 V,ф?(Cu2+|Cu)=0.337 V,ф?(H+|O2|Pt)=1.229 V。

9. 在298.15 K 、p?压力时,以用电解沉积法分离混合溶液中的Cd2+、Zn2+,已知Cd2+和Zn2+的质量摩尔浓度均为0.1 mol·kg1(设活度因子均为1), H2(g)在Cd(s)和Zn(s)上的超电势-

分别为0.48 V和0.70 V, 设电解质溶液的pH保持为7.0。试问:

(1)阴极上首先析出何种金属?(2)第二种金属析出时,第一种析出的离子的残留浓度为多少?已知ф?(Zn2+|Zn) =—0.763 V,E?(Cd2+|Cd) =—0.403 V。

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