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物理化学经典习题一、填空题 1硫酸与水可形成三种水合盐：H2SO4?H2O、H2SO4?2H2O 、H2SO4 ?4H2O。常压下将一定量的H2SO4溶于水中，当达三相平衡时，能与冰、 H2SO4水溶液平衡共存的硫酸水合盐的分子中含水分子的数目是 。2Na+、H+的还原电极电势分别为 2.71V和 0.83V，但用Hg作阴极电解 NaCl溶液时，阴极产物是NaHg 齐，而不是H2，这个现象的解释是 。3在稀亚砷酸溶液中通入过量的硫化氢制备硫化砷溶液。其胶团结构式为 。注明紧密层、扩散层、胶核、胶粒、胶团。4在两个具有0.001mAgNO3溶液的容器之间是一个AgCl多孔塞，在多孔塞两端放两个电极，接通直流电源后，溶液将向 极方向流动。5 反应 A B () ; A D ()。已知反应()的活化能大于反应()的活化能，加入适当催化剂 改变获得B和D的比例。6等温等压（298K及p?）条件下，某一化学反应在不做非体积功条件下进行，放热40.0 kJ?mol-1，若该反应通过可逆电池来完成，吸热4.00 kJ?mol-1，则该化学反应的熵变为 。7若稀溶液表面张力 与溶质浓度c的关系为 0 = A + B ln c（0为纯溶剂表面张力， A、B 为常数）， 则溶质在溶液表面的吸附量 与浓度c的关系为 。8298.2K、101.325kPa下，反应 H2(g) + O2(g) H2O(l) 的 (?rGm ?rFm)/ J?mol-1为 。二、问答题1为什么热和功的转化是不可逆的？2在绝热钢筒中进行一化学反应：H2(g) + O2(g) H2O(g)，在反应自发进行。问此变化中下述各量哪些为零，哪些大于零，哪些小于零？Q，W，?U，?H，?S和 ?F。3对单组分体系相变，将克拉贝龙方程演化为克-克方程的条件是什么？4为什么有的化学反应速率具有负温度系数，即温度升高反应速率反而下降？5为什么说，热化学实验数据是计算化学平衡常数的主要基础？三、计算题1苯在正常沸点353K下的?vapHm? = 30.77 kJ?mol-1，今将353K及p?下的1molC6H6(l)向真空等温蒸发为同温同压下的苯蒸气（设为理想气体）。(1) 求算在此过程中苯吸收的热量Q与所做的功W；(2)求苯的摩尔气化熵 ?vapSm? 及摩尔气化自由能 ?vapGm?；(3)求环境的熵变 ?S环，并判断上述过程是否为不可逆过程。2把一定量的气体反应物A迅速引入一个温度800K的抽空容器内，待反应达到指定温度后计时（已有一部分A分解）。已知反应的计量方程为 2A(g) 2B(g) + C(g) ，反应的半衰期与起始浓度无关；t=0时，p总=1.316104Pa ；t=10min时，p总 =1.432104Pa ；经很长时间后，p总 =1.500104Pa。试求：(1) 反应速率常数k和反应半衰期t1/2 ；(2) 反应进行到1小时时，A物质的分压和总压各为多少？3A和B能形成两种化合物A2B和AB2，A的熔点比B低，A2B的相合熔点介于A和B之间，AB2的不相合熔点介于A和A2B之间。请画出该体系T x相图的示意图。 4将正丁醇（Mr = 74）蒸气聚冷至273 K，发现其过饱和度（即p/ p）约达到4方能自行凝结为液滴。若在273K时，正丁醇的表面张力为0.0261 N?m-1，密度为1000 kg?m-3，试计算：(1) 此过饱和度下开始凝结的液滴的半径；(2) 每一液滴中所含正丁醇的分子数。 5电池 PtH2(p?) HCl(0.1mol?kg-1AgCl(s) Ag 在298 K时的电池电动势为0.3524V，求0.1mol?kg-1HCl溶液中HCl的平均离子活度a、平均活度系数及溶液的pH值。已知 ?(AgCl /Ag)=0.2223V。计算中可做合理的近似处理，但必须说明。一、填空题（每小题1分，共15分）1、理想气体等温可逆压缩W（ ）0；Q（ ）0；U（ ）0；H（ ）02、在273K及P?下，冰融化成水，以水和冰为系统W（ ）0；Q（ ）0；U（ ）0；H（ ）0；G（ ）0。3、一级反应以（ ）对时间作图为一直线，速率常数是直线的（ ）。4、在密闭的容器中硝酸钾饱和溶液与水蒸汽呈平衡，并且存在着从溶液中析出细小硝酸钾晶体，该系统中K为（ ）， 为（ ），f为（ ）。5、在稀的KI溶液中加入少量的硝酸银稀溶液，当KI过量时此时胶团的结构应表示为（ ）。二、单项选择（每小题2分，共10分）1、下列各量是化学势的是（ ）。A) ； B) ； C） ； D） 。2、在同一温度下，液体之中有半径为r的小气泡，其饱和蒸汽压为Pr，该平面液体的饱和蒸汽压为P则（ ）。A）Pr=P ； B）Pr；C）r0, (D) (?Qi+?Wi)=021mol水银蒸气在正常沸点630K时压缩成液体,已知其蒸发热为54566J?mol-1,设水银蒸气为理想气体,则此过程的?U和?H为-( )(A) ?U=?H=54566J (B) ?U=-49328J,?H=-54566J(C)由于定温,故?U=0,?H=0 (D) ?U=-59804J,?H=-54566J3某反应A+2B?C,已知298K时标准摩尔反应热?rHm?(298K)=80.14 kJ?mol-1,?Cp,m=0, 则1000K时?rHm?(1000K)为-( )(A)?rHm?(1000K)?rHm?(298K) (B) ?rHm?(1000K)?rHm(2)(C) ?rHm(1)?rHm(2) (D)条件不够，无法确定18反应2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g)的速率常数k的单位是dm6 mol-2 s-1，则此反应的级数是-( )(A)0 (B)1 (C)2 (D)319对于一个确定的化学反应来说，下列说法中正确的是-( )(A)?rGm?越负，反应速率越快 (B) ?rHm?越负，反应速率越快(C)活化能越大，反应速率越快 (D)活化能越小，反应速率越快20在抽空密闭容器中加热NH4Cl（s），有一部分分解成NH3（g）和HCl（g），当体系建立平衡时，其组分数K和自由度f是-( )(A) K=1， f=1 (B) K=2， f=2 (C) K=3， f=3 (D) K=2， f=1二、填空题（20分，每空1分）1. 1mol理想气体在定压下升温10C时,该过程的功W= （1） ;2.下列反应：2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g)，其速率方程对NO是二级，对H2是一级，则速率方程是 （2） ；若浓度以mol dm-3、时间以s表示，反应速率常数的单位 （3） 。3.某反应的?rGm?=0，则该反应的标准平衡常数K?= （4） .4.可逆电池应该具备的条件是 （5）、 （6）。5.Al2(SO4)3的极限摩尔电导率与Al3+、SO42-离子极限摩尔电导率之间的关系为 （7） 。6.QV=?U适用的条件为： （8） 。 7. 请指出下列各量哪些是偏摩尔量、哪些是化学势？ ， ， ， 偏摩尔量为： （9）；化学势 （10）8.298K时，已知E?(Fe2+/Fe3+)=0.771V，E?(Sn2+/Sn4+)=0.150V，则反应2Fe3+Sn2+=2Fe2+ +Sn4+的?rGm?值为（单位：kJ mol-1） （11） 。9. 气相反应NO2+SO2=SO3+NO达到平衡(气体符合理想气体)，其热力学平衡常数K?、压力平衡常数KP和摩尔分数平衡常数Kx之间的关系为 （12） 。10、反应CO（g）+ Cl2（g） COCl2（g），经实验测得其速率方程式为： =kCl2nCO，当温度及CO浓度维持不变而使Cl2浓度增至3倍时，反应速率加快到原来的5.2倍，则相应于Cl2的n值是 （13） 。11盐桥的作用是 （14） ；实验室里通常用 （15）物质作盐桥。 12将反应Zn+2Fe3+?Zn2+2Fe2+设计成一个原电池为 （16）。13CaCO3(s) 与其分解产物CaO(s) 、CO2(g)成平衡，则该系统的组分数K和自由度数f分别为 （17） 。14某反应的速度常数k=4.67?10-2min-1，初始浓度为0.1mol?dm-3，则反应的半衰期t1/2 （18）。15某非挥发性溶质溶于水中形成稀溶液，其质量摩尔浓度为0.01mol?kg-1，则沸点升高值 （19） 凝固点降低值（用“?、?、?”填空）。16实际气体节流膨胀的热力学特点是 （20） 。三、简答或论证题(30分,每题分)11mol理想气体在300K、1p?时反抗0.5p?的恒外压膨胀到300K、0.5p?的终态，试用过程方向性的判据说明是否自发过程。2用热力学方法论证：270K、p?压力下冰比水稳定。利用状态函数法画出表示途径的框图，且用Gibbs自由能判据说明之。3使用催化剂能否提高反应物的转化率？为什么？4化学反应速率方程能否根据计量方程式直接写出？为什么？5已知E ?(Cu2+|Cu)=0.337V，E ?(Fe3+|Fe2+)=0.771V，试用电化学理论说明电子工业中制作印刷电路的原理，即为什么FeCl3溶液能腐蚀铜板？6A与B在固态时完全不互溶，p?压力时A的熔点为300C，B的熔点为600C，A、B在100C为低共熔点，低共熔物组成为B的物质的量分数xB=0.6，设A、B相互溶解的溶解度曲线均为直线。（1）作出该二元系统熔点-组成图(t-xB图)；（2）标出相图中各区域的稳定相及自由度数；（3）700C、xB=0.4的熔液冷却至什么温度立即分离可得到最多量的什么纯固体？四、计算题(60分,每题10分)11mol理想气体从298K、p?压力等温可逆压缩至10 p?。（1）求过程的W、Q、?U、?H、?S、?A和?G；（2）如先在298K以10 p?的恒外压把此气体压缩到10 p?压力，再在恒定10 p?降温至298K，求全过程的?U、?H、?S、?A和?G。2（1）1mol液体乙醇在正常沸点（p?压力下的沸点）780C时可逆气化为蒸气，已知正常气化热?lgHm?=39.47kJ?mol-1.求过程的W、Q、?U、?H、?S、?A和?G。（2）1mol液体乙醇在780C、p?外压下突然撤去外压气化为780C、p?压力下的乙醇蒸气，求过程的W、Q、?U、?H、?S、?A和?G。3（1）温度为T时，液体A与B的饱和蒸气压分别为1.4 p?和0.50 p?，A与B形成理想液态混合物。当液相中A的物质的量分数xA=0.40时，求平衡气相的总压力与气相的组成；（2）如要求形成的理想液态混合物在p?压力下沸点为T，求平衡液相与气相的组成。4454K到475之间反应2C2H5OH(g)?CH3COOC2H5(g)+H2(g)的标准平衡常数K?与温度T的关系为lgK?=-2100/T+4.66。已知?fHm?, C2H5OH(g)=-236 kJ?mol-1。设反应的?rCp=0。（1）计算CH3COOC2H5(g)标准生成热；（2）计算473K时反应的K?及?rSm?。5298K时，E?Br-|TlBr(s)-Tl(s)= ?0.5766V，电池Tl(s)-TlBr(s)|HBr(1mol?kg-1)|H2(p?),Pt(s)的标准电动势的温度系数(?E?/?T)p= ?0.003V?K-1。设通电量为1F。（1）写出正、负极反应与电池反应。（2）计算308K时上述电池的标准电动势E?308K。（3）计算298K时上述反应的?rGm?、?rSm?、?rHm?。6双分子反应2A(g)?B(g)+D(g)在623K、A的初浓度为0.400mol?dm-3时半衰期为105秒(s)。（1）求反应速率常数；（2）求A(g)反应掉90%所需的时间；（3）如反应活化能Ea=140 kJ?mol-1，求573K时最大反应速率；（4）使用催化剂后如反应级数不变，指前因子不变，活化能变为130 kJ?mol-1，再求573K时最大反应速率。