最新物理化學練習題(參考答案)

物理化學練習題一、填空題1、100C、1.5p?的水蒸汽變?yōu)?00C，p?的液體水，則此過程的?S_〈_0,?G_〈_0。2、理想氣體向真空膨脹，體積由V1變到V2，其?U_=_0，?S_〉_0。3.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__4__，自由度數(shù)為__3__。4.在等溫等壓當W′=0的變化過程可用G來判斷過程的方向，在等溫條件則用F或者S來判斷過程的方向。5.某反應的速率常數(shù)為0.462分-1，其初始濃度為0.1mol·dm-3，反應的半衰期為1.5min，對一個化學反應來說k越大反應速率越快。6．在等體積0.08mol·dm-3KI和0.1mol·dm-3AgNO3溶液生成的AgI溶膠中，分別加入電解質NaCN,MgSO4,CaCl2其聚沉能力的順序是MgSO4>CaCl2>NaCN。7．由緊密層和擴散層構成擴散雙電層，ξ電勢是滑動面和本體溶液之間的電勢。8．比表面能的定義式為σ=(，發(fā)生毛細管凝結時，液體在毛細管上的接觸角必θ<90。10、理想氣體恒溫可逆壓縮，?U_=_0，?H_=_0。。11.CO2的三相點為216.15K，5.1×p?，可見固體CO2（干冰）升華的壓力范圍是p__<_5.1×p?。二、是非題2、dH=CpdT及dHm=Cp,mdT的適用條件是無化學反應和相變，且不做非體積功的任何等壓過程及無化學反應和相變而且系統(tǒng)的焓值只與溫度有關的非等壓過程。對3．從同一始態(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4．在101.325kPa下，1moll00℃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ΔU=0。（錯5．自然界發(fā)生的過程一定是不可逆過程。（對6．相變過程的熵變可由計算。（錯⑴“某體系處于不同的狀態(tài)，可以具有相同的熵值”，此話對否？（錯⑸1mol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7.等溫等容條件下，B在α、β兩相中達平衡，有μBα=μBβ。對8．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9．杠桿規(guī)則只適用于T～x圖的兩相平衡區(qū)。錯10．在簡單低共熔物的相圖中，三相線上的任何一個系統(tǒng)點的液相組成都相同。對14．恒溫、恒壓下，ΔG>0的反應不能自發(fā)進行。19．在同一反應中各物質的變化速率相同。錯錯，同一化學反應各物質變化速率比等于計量系數(shù)比。20.若化學反應由一系列基元反應組成，則該反應的速率是各基元反應速率的代數(shù)和。錯，總反應速率與其他反應速率的關系與反應機理有關。21．單分子反應一定是基元反應。對22．雙分子反應一定是基元反應。對23．零級反應的反應速率不隨反應物濃度變化而變化。對24．若一個化學反應是一級反應，則該反應的速率與反應物濃度的一次方成正比。對25．一個化學反應進行完全所需的時間是半衰期的2倍。錯,只有零級反應26．一個化學反應的級數(shù)越大，其反應速率也越大。錯,級數(shù)越大,濃度對反應速率的影響也越大27．若反應A+B==Y+Z的速率方程為：r=kcAcB，則該反應是二級反應，且肯定不是雙分子反應。錯,如果是元反應,就是雙分子反應28.下列說法是否正確：(1)H2+I2=2HI是2分子反應；錯(2)單分子反應都是一級反應，雙分子反應都是二級反應。對(3)反應級數(shù)是整數(shù)的為簡單反應;錯(4)反應級數(shù)是分數(shù)的為復雜反應。對29．對于一般服從阿累尼烏斯方程的化學反應，溫度越高，反應速率越快，因此升高溫度有利于生成更多的產(chǎn)物。錯若為可逆反應，溫度升高則逆反應速率常數(shù)也增加。30．若反應(1)的活化能為E1，反應(2)的活化能為E2，且E1>E2，則在同一溫度下k1一定小于k2。錯，A與Ea和ko都有關。31．若某化學反應的ΔrUm<0，則該化學反應的活化能小于零。錯，Ea>0。32．對平衡反應AY，在一定溫度下反應達平衡時，正逆反應速率常數(shù)相等。錯，對行反應達平衡時，正、逆反應速率相等。34．復雜反應的速率取決于其中最慢的一步。錯，復雜反應中只有連續(xù)反應的速率決定于其中最慢的一步。35．反應物分子的能量高于產(chǎn)物分子的能量，則此反應就不需要活化能。錯。該反應是放熱反應，中間產(chǎn)物的能量比反應物高，要活化能的。36．溫度升高。正、逆反應速度都會增大，因此平衡常數(shù)也不隨溫度而改變。錯。正逆反應速率增加的倍數(shù)不同。37．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，表面張力產(chǎn)生的原因是處于表面層的分子與處于內部的分子受力情況不一樣。38.對大多數(shù)系統(tǒng)來講，當溫度升高時，表面張力下降。對39．液體在毛細管內上升或下降決定于該液體的表面張力的大小。錯，液體在毛細管內上升或下降決定于液體能否潤濕管壁，潤濕與否與σ(l-g)、σ(l-s)和σ(g-s)的相對大小有關。三、單選題：1．對于克勞修斯不等式，判斷不正確的是：C(A)(B)(C)(D)必為可逆過程或處于平衡狀態(tài)；必為不可逆過程；必為自發(fā)過程；違反卡諾定理和第二定律，過程不可能自發(fā)發(fā)生。2．體系的下列各組物理量中都是狀態(tài)函數(shù)的是：C(A)T，p，V，Q；(B)m，Vm，Cp，?V；(C)T，p，V，n；(D)T，p，U，W。3．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(A)O2；(B)CO2；(C)NH3；(D)Ar。10．計算熵變的公式適用于下列：(A)(B)(C)(D)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；理想氣體的任意變化過程；封閉體系的任意變化過程；4．2mol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：D(A)-5.76；(B)331；(C)5.76；(D)11.52。5．熵是混亂度(熱力學微觀狀態(tài)數(shù)或熱力學幾率)的量度，下列結論中不正確的是：D(A)同一種物質的；(B)同種物質溫度越高熵值越大；(C)分子內含原子數(shù)越多熵值越大；(D)0K時任何純物質的熵值都等于零。6．?G=?A的過程是：B(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)。8．對多組分體系中i物質的偏摩爾量，下列敘述中不正確的是：B(A)Xi是無限大量體系中i物質每變化1mol時該系統(tǒng)容量性質X的變化量；(B)X為容量性質，Xi也為容量性質；(A)Xi不僅決定于T、p，而且決定于濃度；(D)X=∑niXi。9．克勞修斯－克拉伯龍方程導出中，忽略了液態(tài)體積。此方程使用時，對體系所處的溫度要求：C(A)大于臨界溫度；(B)在三相點與沸點之間；(D)小于沸點溫度。(C)在三相點與臨界溫度之間；10．單組分固－液兩相平衡的p～T曲線如圖所示，則：C(A)Vm(l)=Vm(s)；(C)Vm(l)＜Vm(s)；(B)Vm(l)＞Vm(s)；(D)無法確定。11．相圖與相律之間是：A(A)相圖由實驗結果繪制得出，相圖不能違背相律；(B)相圖由相律推導得出；(C)相圖由實驗結果繪制得出，與相律無關；(D)相圖決定相律。12.純組分的三相點是：(D)(A)某一溫度，超過此溫度，液相就不能存在(B)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13.區(qū)域熔煉技術主要是應用于：(B)(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16.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：(C)(A)3種(B)2種(C)1種(D)不可能有共存的含水鹽17．下列溶液中哪個溶液的摩爾電導率最大：B(A)0.1MKCl水溶液；(B)0.001MHCl水溶液；(D)0.001MKCl水溶液。(C)0.001MKOH水溶液；(A)1.2×10-12；(B)6.2×10-6；(C)4.8×10-7；(D)2.9×10-15。39．下列電池中，液體接界電位不能被忽略的是：B(A)Pt,H2(P1)|HCl(m1)|H2(p2),Pt；(B)Pt,H2(p1)|HCl(m1)|HCl(m2)|H2(p2),Pt；(C)Pt,H2(p1)|HCl(m1)||HCl(m2)|H2(p2),Pt；(D)Pt,H2(p1)|HCl(m1)|AgCl,Ag-Ag,AgCl|HCl(m2)|H2(p2),Pt。40．反應3O2--2O3，其速率方程-d[O2]/dt=k[O3]2[O2]或d[O3]/dt=k'[O3]2[O2]，那么k與k'的關系是：A(A)2k=3k'；(C)3k=2k'；(B)k=k'；(D)?k=?k'。41．進行反應A+2D--3G在298K及2dm3容器中進行，若某時刻反應進度隨時間變化率為0.3mol·s-1，則此時G的生成速率為(單位：mol-1·dm3·s-1)：C(A)0.15；(B)0.9；(C)0.45；(D)0.2。42．基元反應體系aA+dD--gG的速率表達式中，不正確的是：C(A)-d[A]/dt=kA[A]a[D]d；(C)d[G]/dt=kG[G]g；(B)-d[D]/dt=kD[A]a[D]d；(D)d[G]/dt=kG[A]a[D]d。43．某一反應在有限時間內可反應完全，所需時間為c0/k，該反應級數(shù)為：A(A)零級；(B)一級；(C)二級；(D)三級。44．某反應，其半衰期與起始濃度成反比，則反應完成87.5％的時間t1與反應完成50％的時間t2之間的關系是：C(A)t1=2t2；(B)t1=4t2；(C)t1=7t2；(D)t1=5t2。45．有相同初始濃度的反應物在相同的溫度下，經(jīng)一級反應時，半衰期為t1/2；若經(jīng)二級反應，其半衰期為t1/2'，那么：D(A)t1/2=t1/2'；(B)t1/2>t1/2'；(C)t1/2<t1/2'；(D)兩者大小無法確定。46．起始濃度都相同的三級反應的直線圖應是(c為反應物濃度，n為級數(shù))：B47．某化合物與水相作用時，其起始濃度為1mol·dm-3，1小時后為0.5mol·dm-3，2小時后為0.25mol·dm-3。則此反應級數(shù)為：B(A)0；(B)1；(C)2；(D)3。48．某反應速率常數(shù)k=2.31×10-2mol-1·dm3·s-1，反應起始濃度為1.0mol·dm-3，則其反應半衰期為：A(A)43.29s；(B)15s；(C)30s；(D)21.65s。49．某反應進行時，反應物濃度與時間成線性關系，則此反應之半衰期與反應物最初濃度有何關系?B(A)無關；(B)成正比；(C)成反比；(D)平方成反比51．反應A+B→C+D的速率方程為r=k[A][B]，則反應：B(A)是二分子反應；(B)是二級反應但不一定是二分子反應；(C)不是二分子反應；(D)是對A、B各為一級的二分子反應。(A)2A→B+D；(B)A→B+D；(C)2A+B→2D；(D)A+B→2D。52．對于可逆一級反應，下列敘述正確的是：C(A)(B)(C)平衡時cA=cB；平衡時k1=k-1；總反應速率為正、逆反應速率的代數(shù)和；(D)加入正催化劑可使k1>k-1。54．下列敘述不正確的是：D(A)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。55．同一體系，比表面自由能和表面張力都用σ表示，它們：D(A)物理意義相同，數(shù)值相同；(C)物理意義相同，單位不同；(B)量綱和單位完全相同；(D)前者是標量，后者是矢量。56．一個玻璃毛細管分別插入25℃和75℃的水中，則毛細管中的水在兩不同溫度水中上升的高度：D(A)相同；(B)無法確定；(C)25℃水中高于75℃水中；(D)75℃水中高于25℃水中。57．純水的表面張力是指恒溫恒壓組成時水與哪類相接觸時的界面張力：A(A)飽和水蒸氣；(C)空氣；(B)飽和了水蒸氣的空氣；(D)含有水蒸氣的空氣。58．彎曲液面下的附加壓力與表面張力的聯(lián)系與區(qū)別在于：(A)產(chǎn)生的原因與方向相同，而大小不同；B(B)作用點相同，而方向和大小不同；(C)產(chǎn)生的原因相同，而方向不同；(D)作用點相同，而產(chǎn)生的原因不同。59．下列摩爾濃度相同的各物質的稀水溶液中，哪一種溶液的表面發(fā)生負吸附：A(A)硫酸；(B)己酸；(C)硬脂酸；(D)苯甲酸。16．一根毛細管插入水中，液面上升的高度為h，當在水中加入少量的NaCl，這時毛細管中液面的高度為：h(A)等于h；(B)大于h；(C)小于h；(D)無法確定。60．膠束的出現(xiàn)標志著表面活性劑的：A(A)降低表面張力的作用下降；(B)溶解已達到飽和；(C)分子間作用超過它與溶劑的作用；(D)分子遠未排滿溶液表面。61．如圖所示，一支玻璃毛細管插入水中，有一段水柱，C水柱內b處的壓力pb為：(A)pb=p0；(B)pb=p0+ρgh；(C)pb=p0-ρgh；(D)pb=ρgh。62．水對玻璃潤濕，汞對玻璃不潤濕，將一玻璃毛細管分別插入水和汞中，下列敘述不正確的是：D(A)管內水面為凹球面；(C)管內水面高于水平面；(B)管內汞面為凸球面；(D)管內汞面與汞平面一致。63．如圖所示，a、b、c為內徑相同的玻璃毛細管。a中水柱升高至h，b中間有擴大部分，d為內徑相同的石蠟毛細管(水不潤濕石蠟)，則下列敘述不正確的是：B(A)b管中水柱自動升至h’，若將水吸至高于h，去掉吸力，水面保持在h；(B)c管中水柱自動升至h?并向下滴水；(C)c管中水柱自動升至h?，不向下滴水；(D)d管中水面低于槽中水平面。64．礦石浮選法的原理是根據(jù)表面活性劑的：A(A)乳化作用；(C)去污作用；(B)增溶作用；(D)潤濕作用。四、計算題1.計算下列過程的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS(體)、ΔS(環(huán))、ΔS(孤)、ΔA、ΔG。(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下凝結為100℃、101325Pa的水。已知水的ΔvapH=40.5KJ/mol，水蒸汽可視為理想氣體。2、0.5mol氮氣（理想氣體），經(jīng)過下列三步可逆變化回復到原態(tài)：1）.從2p?,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）.恒容下冷卻至始態(tài)T1，2p?,5dm3。試計算：（1）T1,T2；（2）經(jīng)此循環(huán)的ΔU總，ΔH總，Q總，W總。3、1mol理想氣體在273.15K等溫地從10p?膨脹到p?，若膨脹是可逆的，試計算此過程的Q（J）、W（J）及氣體的?U（J），?H（J），?S（J/K），?G（J），?F（J）。7．CaCO3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?shù)臏囟榷皇笴aCO3分解；(2)證明當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。解：(1)根據(jù)題意，體系中只存在CaCO3和CO2S=2，R=R’=0K=S-R-R’=2因為壓力p固定，且Φ=2[CaCO3(s)，CO2(g)]所以：f=K-Φ+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)體系中有CaCO3(s)，CaO(s)和CO2(g)同時存在化學平衡CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)故S=3，R’=0，R=1K=S-R’-R=2因為壓力p固定，且Φ=3[CaCO3(s)，CaO(s)，CO2(g)]所以f=K-Φ+1=2-3+1=0Ⅰ區(qū)：CaO(s)+CO2(g)Ⅱ區(qū)：CaO(s)+CaCO3(s)Ⅲ區(qū)：CO2(g)+CaCO3(s)8．NaCl－H2O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-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1000g28％的NaCl溶液，由160℃冷到-10℃，問此過程中最多能析出多少純NaCl？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。Ⅰ是液相區(qū)；Ⅱ是固(NaCl)液平衡區(qū)；Ⅲ是冰液平衡區(qū)；Ⅳ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)×1=w(NaCl)×72w(NaCl)/w總=1/(72+1)=1/73w(NaCl)=w總/73=1000/73=13.7g即冷卻到-10℃過程中，最多能析出純NaCl13.7g。9．電池Pt,H2(p)|HBr(a=1)|AgBr(s),Ag的E與溫度T的關系式為：E=0.07150-4.186×10-7T(T-298)。(1)寫出電極反應與電池反應；(2)求T=298K時正極φ與AgBr的Ksp，巳知φ(Ag+/Ag)=0.7991V；(3)求T=298K電池反應的平衡常數(shù)（可逆放電2F）；(4)此電池在298K下可逆放電2F時，放熱還是吸熱？是多少？解：(1)負極：H2(g)-2e2H+；正極：2AgBr(s)+2e2Ag(s)+2Br-電池反應：H2(g)+2AgBr(s)=2Ag(s)+2HBr(a=1)(2)