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1、物理化學(xué)練習(xí)題 第一章 熱力學(xué)第一定律一、填空題2、 1mol理想氣體絕熱可逆膨脹,W _ 0。3、 理想氣體恒溫可逆壓縮,DU _0,DH_0。4、 1mol理想氣體經(jīng)恒溫可逆膨脹、恒容加熱、恒壓壓縮回到始態(tài),DU _ 0,DH_0,W_0。5、 H2和O2以2 : 1的比例在絕熱鋼瓶中反應(yīng)生成水,則DU _0。13、10moL單原子理想氣體在恒外壓0.987pÆ 下由400K,2pÆ 等溫膨脹至0.987pÆ ,物體對環(huán)境作功_kJ。 二、是非題1、熱量是由于溫差而傳遞的能量,它總是傾向于從含熱量較多的高溫物體流向含熱量較少的低溫物體。10、反應(yīng)N2(g)O2
2、(g) ® 2NO 的熱效應(yīng)為DrHm,這就是N2(g)的燃燒熱,也是NO(g)生成熱的2 倍。11、熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達式U =Q + W 只適用于封閉系統(tǒng)和孤立系統(tǒng)。14、液體在等溫蒸發(fā)過程中的內(nèi)能變化為零。19、dH = CpdT 及dHm = Cp,mdT 的適用條件是無化學(xué)反應(yīng)和相變,且不做非體積功的任何等壓過程及無化學(xué)反應(yīng)和相變而且系統(tǒng)的焓值只與溫度有關(guān)的非等壓過程。 6凡是溫度升高的過程體系一定吸熱;而恒溫過程體系不吸熱也不放熱。(錯)7當(dāng)系統(tǒng)的狀態(tài)一定時,所有的狀態(tài)函數(shù)都有一定的數(shù)值(對)。當(dāng)系統(tǒng)的狀態(tài)發(fā)生變化時,所有的狀態(tài)函數(shù)的數(shù)值也隨之發(fā)生變化。(錯12從同一
3、始態(tài)經(jīng)不同的過程到達同一終態(tài),則Q和W的值一般不同,(對)Q + W的值一般也不相同。(錯13因QP = H,QV = U,所以QP 與QV 都是狀態(tài)函數(shù)。(錯14封閉系統(tǒng)在壓力恒定的過程中吸收的熱等于該系統(tǒng)的焓。(錯16在101.325kPa下,1mol l00的水恒溫蒸發(fā)為100的水蒸氣。若水蒸氣可視為理想氣體,那么由于過程等溫,所以該過程U = 0。(錯181mol水在l01.325kPa下由25升溫至120,其H = CP,mdT。(錯24若一個過程是可逆過程,則該過程中的每一步都是可逆的。(對28因理想氣體的熱力學(xué)能與體積壓力無關(guān),所以(U/p)V = 0,(U/V)p = 0。(錯
4、34對于同一始態(tài)出發(fā)的理想氣體的絕熱變化過程,WR = U = nCV,mT,WIr = U = nCV,mT,所以WR = WIr 。(錯三、單選題:2體系的下列各組物理量中都是狀態(tài)函數(shù)的是:(A) T,p,V,Q ; (B) m,Vm,Cp,V ;(C) T,p,V,n ; (D) T,p,U,W 。5. 理想氣體向真空膨脹,當(dāng)一部分氣體進入真空容器后,余下的氣體繼續(xù)膨脹所做的體積
5、功:(A) W > 0 ; (B) W = 0 ; (C) W < 0 ; (D) 無法計算 。7對于封閉體系,當(dāng)過程的始態(tài)與終態(tài)確定后,下列各項中哪一個無確定值: (A) Q ; (B) Q + W ; (C) W (當(dāng) Q = 0 時) ; (D) Q (當(dāng) W = 0 時) 。8下述說法中,哪一種不正確: (A) 焓是體系能與環(huán)境進行交換的
6、能量 ;(B) 焓是人為定義的一種具有能量量綱的熱力學(xué)量 ;(C) 焓是體系狀態(tài)函數(shù) ;(D) 焓只有在某些特定條件下,才與體系吸熱相等 。11某高壓容器中盛有的氣體可能是O2、Ar、CO2、NH3中一種,在298K時由5dm3 絕熱可逆膨脹到6dm3,溫度降低21K,則容器中的氣體是:(A) O2 ; (B) CO2 ; (C) NH3 ;(D) Ar 。13熱力學(xué)第一定律僅適用于什么途徑: (A) 同一過程的任何途徑 (B) 同一過程的可逆途徑 ;(
7、C) 同一過程的不可逆途徑 ; (D) 不同過程的任何途徑 。四、計算題1、將100、101325Pa的1克水在恒壓0.5×101325Pa )下恒溫氣化為水蒸氣,然后將此水蒸氣慢慢加壓(近似看作可逆)變?yōu)?00,101325Pa的水蒸氣,求此過程的Q、W和該體系的DU和DH。(單位:J ) (100、101325Pa下水的氣化熱為2259.4J·g-1 )7、0.5mol氮氣(理想氣體),經(jīng)過下列三步可逆變化回復(fù)到原態(tài):1). 從2pÆ , 5dm3在恒溫T1下壓縮至1dm32). 恒壓可逆膨脹至5dm3,同時溫度由T1變至T2;3). 恒
8、容下冷卻至始態(tài)T1,2pÆ , 5dm3。試計算:(1)T1 , T2;(2)經(jīng)此循環(huán)的U總,H總,Q總,W總。 第二章 熱力學(xué)第二定律 一、填空題1、在絕熱封閉條件不,可逆過程的DS _ 0,自發(fā)過程的DS _ 0,非自發(fā)過程的DS _ 0。2、100°C、1.5pÆ 的水蒸汽變?yōu)?00°C,pÆ 的液體水,則此過程的DS _ 0, DG _ 0。5、理想氣體向真空膨脹,體積由V1變到V2,其DU _ 0,DS _ 0。二、是非題1、任意體系經(jīng)一循環(huán)過程則其DU,DH,DS,DG,DF 均為零。 3、凡是DS >
9、0的過程都是不可逆過程。 5、熵增加原理就是隔離體系的熵永遠增加。 1自然界發(fā)生的過程一定是不可逆過程。(對6由于系統(tǒng)經(jīng)循環(huán)過程后回到始態(tài),S = 0,所以一定是一個可逆循環(huán)過程。(錯8在任意一可逆過程中S = 0,不可逆過程中S > 0。(錯9理想氣體經(jīng)等溫膨脹后,由于U = 0,所以吸的熱全部轉(zhuǎn)化為功,這與熱力學(xué)第二定律矛盾嗎?(不矛盾10自發(fā)過程的熵變S > 0。(錯11相變過程的熵變可由計算。(錯13一切物質(zhì)蒸發(fā)時,摩爾熵都增大。(對14冰在0,p下轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)水,其熵變>0,所以該過程為自發(fā)過程。(錯16吉布斯函數(shù)減小的過程一定是自發(fā)過程。(錯17在等溫、等壓下,吉布
10、斯函數(shù)變化大于零的化學(xué)變化都不能進行。(錯18系統(tǒng)由V1膨脹到V2,其中經(jīng)過可逆途徑時做的功最多。(錯21是非題:“某體系處于不同的狀態(tài),可以具有相同的熵值”,此話對否?(對“體系狀態(tài)變化了,所有的狀態(tài)函數(shù)都要變化”,此話對否?(不對 自然界可否存在溫度降低,熵值增加的過程?舉一例。(有 1mol理想氣體進行絕熱自由膨脹,體積由V1變到V2,能否用公式:計算該過程的熵變?(可以22在100、p時,1mol水與100的大熱源接觸,使其向真空容器中蒸發(fā)成100、p的水蒸氣,試計算此過程的S、S(環(huán))。(S = H/T,S(環(huán)) = -U/T23的適用條件是什么?(1mol理想氣體,等溫過程,V1V
11、2過程 ;24指出下列各過程中,物系的U、H、S、A、G中何者為零? 理想氣體自由膨脹過程; 理想氣體由(p1,T1)狀態(tài)絕熱可逆變化到(p2,T2)狀態(tài); H2和Cl2在剛性絕熱的容器中反應(yīng)生成HCl; 0、p時,水結(jié)成冰的相變過程; 理想氣體卡諾循環(huán)。(1) U = H = 0;(2) H = 0;(3) S = 0;(4) U = 0; (5) G = 0;(6) U、H、S、A、G都為 0。 三、單選題:1適合于下列過程中的哪一個? (A) 恒壓過程 ; (B) 絕熱過程 ; (C) 恒溫
12、過程 ; (D) 可逆相變過程 。4對于克勞修斯不等式,判斷不正確的是:(A) 必為可逆過程或處于平衡狀態(tài);(B) 必為不可逆過程 ;(C) 必為自發(fā)過程 ;(D) 違反卡諾定理和第二定律,過程不可能自發(fā)發(fā)生。8理想氣體在絕熱條件下,在恒外壓下被壓縮到終態(tài),則體系與環(huán)境的熵變:(A) S(體) > 0,S(環(huán)) > 0 ; (B) S(體) < 0,S(環(huán)) < 0 ;(C) S(體) >
13、0,S(環(huán)) = 0 ; (D) S(體) > 0,S(環(huán)) < 0 。10計算熵變的公式 適用于下列:(A) 理想氣體的簡單狀態(tài)變化 ; (B) 無非體積功的封閉體系的簡單狀態(tài)變化過程 ;(C) 理想氣體的任意變化過程 ; (D)
14、; 封閉體系的任意變化過程 ;122mol理想氣體B,在300K時等溫膨脹,W = 0時體積增加一倍,則其 S(J·K-1)為:(A) -5.76 ; (B) 331 (C) 5.76 ; (D) 11.52 。 17熵是混亂度(熱力學(xué)微觀狀態(tài)數(shù)或熱力學(xué)幾率)的量度,下列結(jié)論中不正確的是:(A) 同一種物質(zhì)的 ;(B) 同種物質(zhì)溫度越高熵值越大 ;(C) 分子內(nèi)含原子數(shù)越多熵值越大 ;(D) 0K時任何純物質(zhì)的熵值都等于零
15、 。20G = A的過程是:(A) H2O(l,373K,p)-H2O(g,373K,p) ;(B) N2(g,400K,1000kPa)-N2(g,400K,100kPa) ;(C) 等溫等壓下,N2(g) + 3H2(g)-NH3(g) ;(D) Ar(g,T,p)-Ar(g,T+100,p) 。27在 -10、101.325kPa下,1mol水凝結(jié)成冰的過程中,下列哪個公式可以適用:(A) U = TS; (B) ; (C) H = TS + Vp; (D) GT,p = 0。2937
16、3.2K、101325Pa的水,使其與大熱源接觸,向真空蒸發(fā)成為373.2K、101325Pa下的水氣,對這一個過程,應(yīng)選用哪一個作為過程方向的判據(jù):(A) U ; (B) A ;(C) H ; (D) G 。34下列各量中哪個是偏摩爾量:C 35對多組分體系中i物質(zhì)的偏摩爾量,下列敘述中不正確的是:(A) Xi是無限大量體系中i物質(zhì)每變化1mol時該系統(tǒng)容量性質(zhì)X的變化量 ;(B) X為容量性質(zhì),Xi也為容量性質(zhì) ;(A) Xi不僅決定于T、p,而且決定于濃度;
17、60; (D) X = niXi 。 四、計算題2、在373K及pÆ條件下,使 2mol H2O(l)向真空氣化為水汽,終態(tài)為pÆ ,373K,求此過程中的W ,Q及DvapU,DvapH,DvapS。H2O的氣化熱為40.6kJ·mol-1 。H2O在373K的密度為 0.9798kg·m3。(假設(shè)水汽可作為理想氣體)3、1mol 理想氣體在 273.15K等溫地從10pÆ 膨脹到pÆ ,若膨脹是可逆的,試計算此過程的Q(單位J)、W(單位J)及氣體的DU(單位J),DH(單位J),DS(單位J/K),DG(單位
18、J),DF(單位J)。4、298K、pÆ 下,Zn和CuSO4溶液的置換反應(yīng)在可逆電池中進行,做出電功200kJ,放熱6kJ,求該反應(yīng)的DrU(單位kJ),DrH(單位kJ),DrF(單位kJ),DrS(單位J/K),DrG(單位kJ)(設(shè)反應(yīng)前后的體積變化可忽略不計)。4. (14分) 計算下列過程的 Q、W、U、H、S(體)、S(環(huán))、S(孤)、A、G。(1). 1mol理想氣體由300K、101325Pa恒外壓1013250Pa 等溫壓縮到終態(tài)。 (2). 36克100、101325Pa的水蒸汽在外壓為101325Pa下凝結(jié)為100、101325Pa的水。已知水的vapH=40
19、.5KJ/mol,水蒸汽可視為理想氣體。 第四章 溶 液一、填空題8.已知A、B兩組分可構(gòu)成理想液體混合物,且該混合物在pÆ 下沸點為373.15K。若A、B兩組分在373.15K時的飽和蒸氣壓為106658Pa和79993Pa,則該理想液體混合物的組成為:xA = _, 平衡氣相的組成為:yB = _。二、是非題9.利用稀溶液的依數(shù)性可測定溶劑的摩爾質(zhì)量。三、單選題:11 mol A與n mol B組成的溶液,體積為0.65dm3,當(dāng)xB = 0.8時,A的偏摩爾體積VA = 0.090dm3·mol-1,那么B的偏摩爾VB 為:(A)&
20、#160; 0.140 dm3·mol-1 ; (B) 0.072 dm3·mol-1 ;(C) 0.028 dm3·mol-1 ; (D) 0.010 dm3·mol-1 。 6對于亨利定律,下列表述中不正確的是:(A) 僅適用于溶質(zhì)在
21、氣相和溶液相分子狀態(tài)相同的非電解質(zhì)稀溶液 ;(B) 其表達式中的濃度可用xB,cB,mB ;(C) 其表達式中的壓力p是指溶液面上的混合氣體總壓 ;(D) 對于非理想溶液 ,只有理想溶液有 。 第五章 相 平 衡一、填空題2. CO2的三相點為216.15K, 5.1×pÆ ,可見固體CO2(干冰)升華的壓力范圍是p _ 5.1×pÆ 。6. NiO(s)與Ni(s),H2O(g), H2(g), CO2(g)及CO(g)呈平衡,則該體系的獨立組分數(shù)為_,自由度數(shù)為_。二、是非題1.等溫
22、等容條件下,B在a 、b 兩相中達平衡,有mBa = mBb 。3.根據(jù)相律,單組分體系相圖只能有唯一的一個三相共存點。10.只要兩組分的蒸汽壓不同,利用簡單蒸餾總能分離得到兩純組分。一、判斷題: 2單組分系統(tǒng)的物種數(shù)一定等于1。(錯4相圖中的點都是代表系統(tǒng)狀態(tài)的點。錯5恒定壓力下,根據(jù)相律得出某一系統(tǒng)的f = l,則該系統(tǒng)的溫度就有一個唯一確定的值。錯 6單組分系統(tǒng)的相圖中兩相平衡線都可以用克拉貝龍方程定量描述。(對8在相圖中總可以利用杠桿規(guī)則計算兩相平衡時兩相的相對的量。(對9杠桿規(guī)則只適用于Tx圖的兩相平衡區(qū)。錯10對于二元互溶液系,通過精餾方法總可以得到兩個純組分。錯14在簡單低共熔物
23、的相圖中,三相線上的任何一個系統(tǒng)點的液相組成都相同。對四、主觀題: 2滑冰鞋下面的冰刀與冰接觸面長為7.68cm,寬為0.00245cm。(1) 若滑冰者體重為60kg,試求施于冰面的壓強為多少?(雙腳滑行)(2) 在該壓強下,冰的熔點是多少?巳知冰的摩爾熔化熱為6009.5 J·mol-1,冰的密度為0.92g·cm-3,水的密度為1.0 g·cm-3 。2解:(1) p = W/2S = 60/(7.62 × 0.00245 × 3) = 1607 kg·cm-2 = 1549 × 104 Pa(2) dp/d
24、T = H/TV ,dp = (H/TV) ·dT 積分:p2-p1 = (H/V) × ln(T2/T1),p2 = 15749 × 104 Pa,p1 = 101325 PaT1 = 273.15 K, V = 18.02/1.00 - 18.02/0.92 = -1.567 cm3 ln(T2/T1) = (p2-p1) × V/H = (15746 × 104-101325) × (-1.567 × 10-6)/6009.5 = -0.04106T2 = 0.9598 T1 = 0.9598 × 273.1
25、5 = 262.16 K 即: t2 = - 11 6下面是兩組分凝聚體系相圖,注明每個相圖中相態(tài),并指出三相平衡線。 6解: 7Ni與Mo形成化合物MoNi,在1345時分解成Mo與含53 Mo的液相,在1300有唯一最低共熔點,該溫下平衡相為MoNi,含48 Mo的液相和含32 Mo的固熔相,巳知Ni的熔點1452,Mo的熔點為2535,畫出該體系的粗略相圖tc圖。7解: 化合物中含Mo為 62 % 。8. 解:
26、60; 9如圖,是NaCl(NH4)2SO4H2O在298K、101.325kPa時的相圖?,F(xiàn)有NaCl與(NH4)2SO4混合鹽100克,其中(NH4)2SO4含量為25%,物系點相當(dāng)圖中f點,利用相圖計算,可以最多提純得到多少克NaCl晶體? 9解:在圖上聯(lián)結(jié) Cf,交AD線于g點,量出Cf = 3.7 cm,Cg = 2.6 cm,用杠桿規(guī)則計算g點物系質(zhì)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
27、 = 49.26 g 10CaCO3在高溫分解為CaO和CO2。(1) 由相律證明我們可以把CaCO3在保持固定壓力的CO2氣流中加熱到相當(dāng)?shù)臏囟榷皇笴aCO3分解;(2) 證明當(dāng)CaCO3與CaO的混合物與一定壓力的CO2共存時有且僅有一個平衡溫度。 10解:(1) 根據(jù)題意,體系中只存在CaCO3和CO2S = 2 ,R = R = 0 K = S-R-R = 2因為壓力p固定,且 = 2CaCO3(s),CO2 (g) 所以: f = K- + 1 = 2-2 + 1 = 1這說明體系尚有一個自由度,此即為溫度,在溫度可自由變化的情況下,體系中CaCO3不分解。(2
28、) 體系中有CaCO3(s),CaO(s)和CO2 (g)同時存在化學(xué)平衡 CaCO3(s) CaO(s) + CO2 (g)故 S = 3 ,R = 0 ,R = 1 K = S-R-R = 2因為壓力p固定,且 = 3CaCO3(s),CaO(s),CO2 (g)所以 f = K- + 1 = 2-3 + 1 = 0區(qū):CaO(s) + CO2(g)區(qū):CaO(s) + CaCO3(s)區(qū):CO2(g) + CaCO3(s) 12NaClH2O二組分體系的低共熔點為 -21.1,此時冰、NaCl·2H2O(s) 和濃度為22.3(重量百分數(shù))的NaCl水溶液平衡共存,在
29、 -9時有一不相合熔點,在該熔點溫度時,不穩(wěn)定化合物NaCl·2H2O分解成無水NaCl和27 的NaCl水溶液,已知無水NaCl在水中的溶解度受溫度的影響不大(當(dāng)溫度升高時,溶解度略有增加)。(1) 請繪制相圖,并指出圖中線、面的意義;(2) 若在冰水平衡體系中加入固體NaCl作致冷劑可獲得最低溫度是幾度?(3) 若有1000g 28 的NaCl溶液,由160冷到 -10,問此過程中最多能析出多少純NaCl ? 12解:(1) 圖中的 ac 為水的冰點下降曲線;ec 為水化物NaCl·2H2O的溶解曲線;eh 為NaCl的溶解度曲線;bd 為三相線,線上任意一點
30、代表冰、水化物和具有 c 點組成的NaCl溶液三相平衡共存;eg 為三相線,線上任意一點代表NaCl、水化物和具有e點組成的NaCl溶液三相平衡共存。是液相區(qū);是固 (NaCl) 液平衡區(qū);是冰液平衡區(qū);是固 (NaCl·2H2O) 液平衡區(qū)。(2) 由相圖可知,在冰水平衡體系中加入NaCl,隨著加入NaCl的增多,體系溫度沿c線下降,至c點溫度降為最低,這時體系的溫度為 -21.1。(3) 在冷卻到-9時,已達到低共熔點,此時已開始有NaCl·2H2O析出,到-10,純NaCl已消失,因此在冷卻到-10過程中,最多析出的純NaCl可由杠桿規(guī)則計算:w (液) ×
31、 1 = w (NaCl) × 72 w (NaCl) / w總 = 1/(72 + 1) = 1/73w (NaCl) = w總/ 73 = 1000/73 = 13.7 g即冷卻到-10過程中,最多能析出純NaCl 13.7 g。 14已知Bi和Cd的熔點和熔融焓分別是544.2K、594.1K以及11.00 kJ·mol-1、5.98 kJ·mol-1,預(yù)言由這兩個金屬所形成的最低共熔混合物的溫度和組成(設(shè)形成理想混合物)。實驗值為140和Cd的含量(質(zhì)量百分數(shù))為40 。14解:(1)由圖知X為A3B。1:L + A(s);2:A(s) + A3
32、B(s);3:A3B(s) + L;4:A3B(s) + B(s);5:B(s) + L(2) 由圖知: 1:;2:L + ;3:L + ;4:;5: + (3) 由圖知X為A2B,Y為AB 。1:L;2:;3:L + ;4:L + A2B(s);5: + A2B(s); 6:L + AB(s);7:A2B(s) + AB(s); 8:L+ AB(s); 9:L+B(s) 10:AB(s) + B(s) 三、單選題:2 克勞修斯克拉伯龍方程導(dǎo)出中,忽略了液態(tài)體積。此方程使用時,對體系所處的溫度要求:(A) 大于臨界溫度 ;
33、 (B) 在三相點與沸點之間 ;(C) 在三相點與臨界溫度之間 ; (D) 小于沸點溫度 。3單組分固液兩相平衡的pT曲線如圖所示,則:(A) Vm(l) = Vm(s) ; (B) Vm(l)Vm(s) ;(C) Vm(l)Vm(s) ;
34、;(D) 無法確定 。 6硫酸與水可組成三種化合物:H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)、H2SO4·4H2O(s),在p下,能與硫酸水溶液共存的化合物最多有幾種:(A) 1 種 ; (B) 2 種 ; (C) 3 種 ; (D) 0 種 。 12相圖與相律之間是:(A) 相圖由實驗結(jié)果繪制得出,相圖不能違背相律 ; (B)&
35、#160; 相圖由相律推導(dǎo)得出;(C) 相圖由實驗結(jié)果繪制得出,與相律無關(guān) ; (D) 相圖決定相律 。 13下列敘述中錯誤的是:(A) 水的三相點的溫度是273.15K,壓力是610.62 Pa ;(B) 三相點的溫度和壓力僅由系統(tǒng)決定,不能任意改變 ;(C) 水的冰點溫度是0(273.15K),壓力是101325 Pa ;(D) 水的三相點f = 0,而冰點f = 1 。16.三相點是: ( )(A) 某一溫度,超過此溫度,液相就不能存在 (B
36、) 通常發(fā)現(xiàn)在很靠近正常沸點的某一溫度(C) 液體的蒸氣壓等于25時的蒸氣壓三倍數(shù)值時的溫度(D) 固體、液體和氣體可以平衡共存時的溫度和壓力25.二元合金處于低共熔溫度時,物系的自由度: ( )(A) f = 0 (B) f = 1 (C) f = 3 (D) f = 2 26.區(qū)域熔煉技術(shù)主要是應(yīng)用于: ( )(A) 制備低共熔混合物(B) 提純 (C) 制備不穩(wěn)定化合物(D) 獲得固熔體27.已知苯一乙醇雙液體系中,苯的沸點是353.3K, 乙醇的沸點是351.6K, 兩者的共沸組成為:含乙醇47.5%(摩爾分數(shù)),沸點為341.2K。 今有含乙醇77.5%的苯溶液,在達到氣、液平衡后,
37、氣相中含乙醇為y2,液相中含乙醇為 x2。 問:下列結(jié)論何者正確? ( )(A) y2 > x2 (B) y2 = x2 (C) y2< x2 (D) 不確定28.如上題, 若將上述溶液精餾,則能得到: ( )(A) 純苯 (B) 純乙醇 (C) 純苯和恒沸混合物 (D) 純乙醇和恒沸混合物30. CuSO4 與水可生成CuSO4·H2O, CuSO4·3H2O , CuSO4·5H2O三種水合物,則在一定壓力下和CuSO4 水溶液及冰共存的含水鹽有: ( )(A) 3種(B) 2種(C) 1種 (D) 不可能有共存的含水鹽第十章
38、0; 化學(xué)動力學(xué)基礎(chǔ)(1) 一、判斷題:1在同一反應(yīng)中各物質(zhì)的變化速率相同。2若化學(xué)反應(yīng)由一系列基元反應(yīng)組成,則該反應(yīng)的速率是各基元反應(yīng)速率的代數(shù)和。3單分子反應(yīng)一定是基元反應(yīng)。4雙分子反應(yīng)一定是基元反應(yīng)。5零級反應(yīng)的反應(yīng)速率不隨反應(yīng)物濃度變化而變化。6若一個化學(xué)反應(yīng)是一級反應(yīng),則該反應(yīng)的速率與反應(yīng)物濃度的一次方成正比。7一個化學(xué)反應(yīng)進行完全所需的時間是半衰期的2倍。 8一個化學(xué)反應(yīng)的級數(shù)越大,其反應(yīng)速率也越大。9若反應(yīng) A + BY + Z的速率方程為:r=kcAcB,則該反應(yīng)是二級反應(yīng),且肯定不是雙分子反應(yīng)。10. 下列說法是否正確:(1) H2+I2=2HI 是2
39、 分子反應(yīng);(2) 單分子反應(yīng)都是一級反應(yīng),雙分子反應(yīng)都是二級反應(yīng)。;(3) 反應(yīng)級數(shù)是整數(shù)的為簡單反應(yīng) (4) 反應(yīng)級數(shù)是分數(shù)的為復(fù)雜反應(yīng)。11對于一般服從阿累尼烏斯方程的化學(xué)反應(yīng),溫度越高,反應(yīng)速率越快,因此升高溫度有利于生成更多的產(chǎn)物。12若反應(yīng)(1)的活化能為E1,反應(yīng)(2)的活化能為E2,且E1 > E2,則在同一溫度下k1一定小于k2。13若某化學(xué)反應(yīng)的rUm < 0,則該化學(xué)反應(yīng)的活化能小于零。14對平衡反應(yīng)AY,在一定溫度下反應(yīng)達平衡時,正逆反應(yīng)速率常數(shù)相等。15平行反應(yīng),k1/k2的比值不隨溫度的變化而變化。16復(fù)雜反應(yīng)的速率取決于其中最慢的一步。17反應(yīng)物分子的
40、能量高于產(chǎn)物分子的能量,則此反應(yīng)就不需要活化能。18溫度升高。正、逆反應(yīng)速度都會增大,因此平衡常數(shù)也不隨溫度而改變。 1錯,同一化學(xué)反應(yīng)各物質(zhì)變化速率比等于計量系數(shù)比。2錯,總反應(yīng)速率與其他反應(yīng)速率的關(guān)系與反應(yīng)機理有關(guān)。3對,只有基元反應(yīng)才有反應(yīng)分子數(shù)。4對,只有基元反應(yīng)才有反應(yīng)分子數(shù)。5對。6對。7錯。 8錯。9錯,不一定是雙分子反應(yīng)。10(1) 錯。 (2) 錯。 (3) 錯。 (4) 對。11錯,若為可逆反應(yīng),溫度升高則逆反應(yīng)速率常數(shù)也增加。12錯,A與Ea和ko都有關(guān)。13錯,Ea > 0。 14錯,對行反應(yīng)達平衡時,正、逆反應(yīng)速率相等。15錯,k1/k2 = (k01
41、 /k02)exp(ElE2)/RT。16錯,復(fù)雜反應(yīng)中只有連續(xù)反應(yīng)的速率決定于其中最慢的一步。17錯。該反應(yīng)是放熱反應(yīng),中間產(chǎn)物的能量比反應(yīng)物高,要活化能的。18錯。正逆反應(yīng)速率增加的倍數(shù)不同。 四、主觀題:3設(shè)乙醛熱分解CH3CHOCH4 + CO 是按下列歷程進行的:CH3CHOCH3· + CHO;CH3· + CH3CHOCH4 + CH3CO·(放熱反應(yīng)) CH3CO·CH3· + CO ;CH3· + CH3·C2H6 。(1) 用穩(wěn)態(tài)近似法求出該反應(yīng)的速率方程:dCH4/dt = ? 5設(shè)
42、某化合物分解反應(yīng)為一級反應(yīng),若此化合物分解30 則無效,今測得溫度50、60 時分解反應(yīng)速率常數(shù)分別是7.08×10-4 hr-1與1.7×10-3hr-1,計算這個反應(yīng)的活化能,并求溫度為25 時此反應(yīng)的有效期是多少? 3解:(1) r = dCH4/dt = k2CH3·CH3CHO(1)dCH3·/dt = k1CH3HO - k2CH3·CH3CHO + k3CH3CO· - k4CH3·2 = 0(2)dCH3CO·/dt = k2CH3·CH3CHO - k3CH3CO·
43、= 0(3)(2)式 + (3)式: k1CH3CHO = k4CH3·2CH3· = (k1/k4)1/2CH3CHO1/2 代入(1)式r = k2(k1/k4)1/2CH3CHO3/2 = kaCH3CHO3/2 其中 ka = k2(k1/k4)1/2(2) Ea = E2 + ½ (E1 - E4) E1 = C-C = 355.64 kJ·mol-1 ,E2 = 0.05 × C-H = 0.05 × 422.58 = 21.13 kJ·mol-1 ,E4 = 0Ea = 21.13 + 1/2 (355.64
44、- 0) = 198.95 kJ·mol-1 5解: Arrhenius 方程式: ln(k2/k1) = E(T2 - T1)/RT1T2Ea = RT1T2/(T2 - T1)·ln(k2/k1) = 8.314 × 323 × 333/(333 - 323)·ln(1.7 × 10-3/7.08 × 10-4) = 78.33 kJ/mol設(shè) 25 時的速率常數(shù)為 k3,T3 = 298 Kln(k1/k3) = 78.33 × 103(323 - 298)/(8.314 × 323 &
45、#215; 298) = 2.447k1/k3 = 11.554 k3 = 7.08 × 10-4/11.554 = 6.13 × 10-5hr-1一級反應(yīng): lna/(a - x) = k1t x = 0.30at = 1/k3·lna/(a - x) = 1/6.13 × 10-5·ln1/(1 - 0.3) = 5813 hr = 242.2 天二、單選題:1. A;2. B;3. C;4. C;5. C;6. A;7. D;8. D;9. C;10.C;11.D;12.C;13.B;14.B;15.A;16.B;17.B;18.B;19
46、.D;20.B;21.C;22.D;23.C;24.C;25.D;26.C;27.C;28.D;29.C;30.B;31.B;32.D;33.D;34.A;35.B;36.D;37.C;38.C;39.D;40.B。1反應(yīng)3O2 -2O3,其速率方程 -dO2/dt = kO32O2 或 dO3/dt = k'O32O2,那么k與k'的關(guān)系是:(A) 2k = 3k' ; (B) k = k' ; (C) 3k = 2k' ;
47、0; (D) ½k = k' 。4進行反應(yīng)A + 2D-3G在298K及2dm3容器中進行,若某時刻反應(yīng)進度隨時間變化率為0.3 mol·s-1,則此時G的生成速率為(單位:mol-1·dm3·s-1) :(A) 0.15 ; (B) 0.9 ; (C) 0.45 ; (D) 0.2 。 5基元反應(yīng)體系aA + dD - gG的速率表達式中,不正確的是:(A) -dA/dt = kAAa
48、Dd ; (B) (B) -dD/dt = kDAaDd ;(C) dG/dt = kGGg ; (D) (D) dG/dt = kGAaDd 。6某一反應(yīng)在有限時間內(nèi)可反應(yīng)完全,所需時間為c0/k,該反應(yīng)級數(shù)為:(A) 零級 ; (B) 一級 ; (C) 二級 ;
49、 (D) 三級 。9某反應(yīng),其半衰期與起始濃度成反比,則反應(yīng)完成87.5的時間t1與反應(yīng)完成50的時間t2之間的關(guān)系是:(A) t1 = 2t2 ; (B) t1 = 4t2 ; (C) t1 = 7t2 ; (D) t1 = 5t2 。 11有相同初始濃度的反應(yīng)物在相同的溫度下,經(jīng)一級反應(yīng)時,半衰期為t1/2 ;若經(jīng)二級反應(yīng),其半衰期為t1/2',那么:(A) t1/2 = t
50、1/2' ; (B) t1/2 > t1/2' ; (C) t1/2 < t1/2' ; (D) 兩者大小無法確定 。13起始濃度都相同的三級反應(yīng)的直線圖應(yīng)是 (c為反應(yīng)物濃度,n為級數(shù)) : 14某化合物與水相作用時,其起始濃度為1 mol·dm-3,1小時后為0.5 mol·dm-3,2小時后為0.25 mol·dm-3。則此反應(yīng)級數(shù)為:(A) 0 ; (B) 1 ;
51、0; (C) 2 ; (D) 3 。 15某反應(yīng)速率常數(shù)k = 2.31 × 10-2mol-1·dm3·s-1,反應(yīng)起始濃度為1.0 mol·dm-3,則其反應(yīng)半衰期為: (A) 43.29 s ; (B) 15 s ; (C) 30 s ; (D) 21.65 s 。18某反應(yīng)進行時,反應(yīng)物濃度與時間成線性關(guān)系,則此反應(yīng)之半衰期與反應(yīng)物最初濃度有何關(guān)系? (A) 無關(guān)
52、; (B) 成正比 ; (C) 成反比 ; (D) 平方成反比 19恒容下某復(fù)雜反應(yīng)(取單位體積)的反應(yīng)機理為:,分別以A和B反應(yīng)物的濃度變化來計算反應(yīng)速率,其中完全正確的一組是:(A) rA = k1cA2 , rB = k2cB ;(B) rA = k1cA - k-1cB , rB = k-1cB + k2cC ;(C) rA =
53、k1cA2 + k-1cB , rB = k-1cB - k2cC ;(D) rA = - k1cA2 + k-1cB , rB = k1cA2 - k-1cB - k2cC 。20反應(yīng)A + B C + D的速率方程為r = kAB ,則反應(yīng):(A) 是二分子反應(yīng) ; (B) 是二級反應(yīng)但不一定是二分子反應(yīng) ;(C) 不是二分子反應(yīng) ; (D) 是對A、B 各為一級的二分子反應(yīng) 。
54、 24對于可逆一級反應(yīng) ,下列敘述正確的是:(A) 平衡時cA = cB ; (B) &
55、#160; 平衡時k1 = k-1 ;(C) 總反應(yīng)速率為正、逆反應(yīng)速率的代數(shù)和 ; (D) 加入正催化劑可使k1 > k-1 。25某溫度時,平行反應(yīng) 的k1和k2分別為0.008和0.002 min-1,那么100min后A的轉(zhuǎn)化率為:(A) 100 ; (B) 81.9 ; (C) 44.9 ;
56、160; (D) 63.2 。第十二章 界面現(xiàn)象一、判斷題:1只有在比表面很大時才能明顯地看到表面現(xiàn)象,所以系統(tǒng)表面增大是表面張力產(chǎn)生的原因。錯2對大多數(shù)系統(tǒng)來講,當(dāng)溫度升高時,表面張力下降。對6液體在毛細管內(nèi)上升或下降決定于該液體的表面張力的大小。錯四、主觀題:1有一毛細管,其半徑為0.60 mm,當(dāng)它垂直插入水中,水面上升2.19 cm,設(shè)該毛細管的接觸角為30°,水的密度是0.98 g·cm-3,求該溫度下水的表面張力。 3乙醇的表面張力符合下列公式:( × 10-3N·m-1) = 72 - 0.5c + 0.2
57、c2 ,c(mol·dm-3)為乙醇的濃度。試計算溫度25 時:(1) 醇濃度為0.3、0.5 mol·dm-3 表面超量 ;(2) 求出飽和吸附量 ;(3) 算乙醇分子的截面積 。 二、 單選題:1. D;2. A;3. D;4. C;5. B;6. A;7. A;8. A;9. C;10.D;11.C;12.A;13.D;14.C;15.A;16.B;17.B;18.B;19.C;20.A;21.A;22.D;23.A;24.C;25.A;26.D;27.B;28.D;29.C;30.D;31.C;32.C。1下列敘述不正確的是:(A)
58、 比表面自由能的物理意義是,在定溫定壓下,可逆地增加單位表面積引起系統(tǒng)吉布斯自由能的增量 ;(B) 表面張力的物理意義是,在相表面的功面上,垂直作用于表面上任意單位長度功線的表面緊縮力 ;(C) 比表面自由能與表面張力量綱相同,單位不同 ;(D) 比表面自由能單位為J·m2,表面張力單位為 N·m-1時,兩者數(shù)值不同 。3同一體系,比表面自由能和表面張力都用表示,它們:(A) 物理意義相同,數(shù)值相同 ; B) 量綱和單位完全相同 ;(C)
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