物理化学练习题(答案) 联系客服

发布时间 : 星期四 文章物理化学练习题(答案)更新完毕开始阅读99e55c1d872458fb770bf78a6529647d272834d4

47.某化合物与水相作用时,其起始浓度为1 mol·dm-3

,1小时后为

0.5 mol·dm-3

,2小时后为0.25 mol·dm-3

。则此反应级数为:B (A) 0 ; (B) 1 ; (C) 2 ; (D) 3 。

48.某反应速率常数k = 2.31 × 10-2

mol-1

·dm3

·s-1

,反应起始浓度为

1.0 mol·dm-3,则其反应半衰期为: A

(A) 43.29 s ; (B) 15 s ; (C) 30 s ; (D) 21.65 s 。 49.某反应进行时,反应物浓度与时间成线性关系,则此反应之半衰期

与反应物最初浓度有何关系? B

(A) 无关 ; (B) 成正比 ; (C) 成反比 ; (D) 平方成反比 51.反应A + B → C + D的速率方程为r = k[A][B] ,则反应: B

(A) 是二分子反应 ; (B) 是二级反应但不一定是二分子反应 ; (C) 不是二分子反应 ; (D) 是对A、B 各为一级的二分子反应 。 (A) 2A→B + D ;

(B) A→B + D ;(C) 2A + B→2D ;(D) A + B→2D 。 52.对于可逆一级反应 ,下列叙述正确的是:C (A) 平衡时cA = cB ; (B) 平衡时k1 = k-1 ; (C) 总反应速率为正、逆反应速率的代数和 ; (D) 加入正催化剂可使k1 > k-1 。 54.下列叙述不正确的是:D

(A) 比表面自由能的物理意义是,在定温定压下,可逆地增加单位

表面积引起系统吉布斯自由能的增量 ;

(B) 表面张力的物理意义是,在相表面的功面上,垂直作用于表面

上任意单位长度功线的表面紧缩力 ;

(C) 比表面自由能与表面张力量纲相同,单位不同 ;

(D) 比表面自由能单位为J·m2,表面张力单位为 N·m-1时,两者数值不同 。55.同一体系,比表面自由能和表面张力都用σ表示,它们:D

(A) 物理意义相同,数值相同 ; (B) 量纲和单位完全相同 ; (C) 物理意义相同,单位不同 ; (D) 前者是标量,后者是矢量 。 56.一个玻璃毛细管分别插入25℃ 和75℃ 的水中,则毛细管中的水在

两不同温度水中上升的高度:D

(A) 相同 ; (B) 无法确定 ;

(C) 25℃ 水中高于75℃ 水中 ; (D) 75℃ 水中高于25℃ 水中 。 57.纯水的表面张力是指恒温恒压组成时水与哪类相接触时的界面张力:A

(A) 饱和水蒸气 ; (B) 饱和了水蒸气的空气 ;

(C) 空气 ; (D) 含有水蒸气的空气 。 58.弯曲液面下的附加压力与表面张力的联系与区别在于:

(A) 产生的原因与方向相同,而大小不同 ; B

(B) 作用点相同,而方向和大小不同 ; (C) 产生的原因相同,而方向不同 ;

(D)作用点相同,而产生的原因不同 。

59.下列摩尔浓度相同的各物质的稀水溶液中,哪一种溶液的表面发生负吸附:A

(A) 硫酸 ; (B) 己酸 ; (C) 硬脂酸 ; (D) 苯甲酸 。

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16.一根毛细管插入水中,液面上升的高度为h,当在水中加入少量的NaCl, 这时毛细管中液面的高度为: h (A) 等于h ; (B) 大于h ; (C) 小于h ; (D) 无法确定 。 60.胶束的出现标志着表面活性剂的: A

(A) 降低表面张力的作用下降 ; (B) 溶解已达到饱和 ;

(C) 分子间作用超过它与溶剂的作用 ; (D) 分子远未排满溶液表面 。 61.如图所示,一支玻璃毛细管插入水中,有一段水柱,C

水柱内b处的压力pb为:

(A) pb = p0 ;

(B) pb = p0 + ρgh ; (C) pb = p0-ρgh ; (D) pb = ρgh 。

62.水对玻璃润湿,汞对玻璃不润湿,将一玻璃毛细管分别插

入水和汞中,下列叙述不正确的是:D

(A) 管内水面为凹球面 ; (B) 管内汞面为凸球面 ;

(C) 管内水面高于水平面 ; (D) 管内汞面与汞平面一致 。 63.如图所示,a、b、c为内径相同的玻璃毛细管。a中水柱升高至h,b 中间有扩大部分,d为内径相同的石蜡毛细管(水不润湿石蜡),则下列

叙述不正确的是:B

(A) b管中水柱自动升至h’,若将水吸至高于h,

去掉吸力,水面保持在h ; (B) c管中水柱自动升至h? 并向下滴水 ; (C) c管中水柱自动升至h? ,不向下滴水 ; (D) d管中水面低于槽中水平面 。

64.矿石浮选法的原理是根据表面活性剂的:A

(A) 乳化作用 ; (B) 增溶作用; (C) 去污作用 ; (D) 润湿作用 。

四、计算题

1. 计算下列过程的 Q、W、ΔU、ΔH、ΔS(体)、ΔS(环)、ΔS(孤)、ΔA、ΔG。 (1). 1mol理想气体由300K、101325Pa恒外压1013250Pa 等温压缩到终态。

(2). 36克100℃、101325Pa的水蒸汽在外压为101325Pa下凝结为100℃、101325Pa的水。

已知水的ΔvapH=40.5KJ/mol,水蒸汽可视为理想气体。

2、0.5mol氮气(理想气体),经过下列三步可逆变化回复到原态: 1). 从2p? , 5dm3在恒温T1下压缩至1dm3 2). 恒压可逆膨胀至5dm3,同时温度由T1变至T2;

3). 恒容下冷却至始态T1,2p , 5dm。

试计算:(1)T1 , T2;(2)经此循环的ΔU总,ΔH总,Q总,W总。

3、1mol 理想气体在 273.15K等温地从10p? 膨胀到p? ,若膨胀是可逆的,试计算此过程的Q(J)、W(J)及气体的?U(J),?H(J),?S(J/K),?G(J),?F(J)。 7.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;

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?

3

(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CO2

S = 2 ,R = R’ = 0 K = S-R-R’ = 2因为压力p固定,

且Φ = 2[CaCO3(s),CO2 (g)] 所以: f = K-Φ + 1 = 2-2 + 1 = 1

这说明体系尚有一个自由度,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Φ = 3[CaCO3(s),CaO(s),CO2 (g)] 所以 f = K-Φ + 1 = 2-3 + 1 = 0 Ⅰ区:CaO(s) + CO2(g) Ⅱ区:CaO(s) + CaCO3(s) Ⅲ区:CO2(g) + CaCO3(s) 8.NaCl-H2O二组分体系的低共熔点为 -21.1℃,此 时冰、NaCl·2H2O(s) 和浓度为22.3%(重量百分数)的NaCl水溶液平衡共存,在 -9℃时有一不相合熔点,在该熔点温度时,不稳定化合物NaCl·2H2O分解成无水NaCl和27% 的NaCl水溶液,已知无水NaCl在水中的溶解度受温度的影响不大(当温度升高时,溶解度略有增加)。 (1) 请绘制相图,并指出图中线、面的意义;

(2) 若在冰水平衡体系中加入固体NaCl作致冷剂可获得最低温度是几度? (3) 若有1000g 28% 的NaCl溶液,由160℃冷到 -10℃,问此过程中最多能析出多少

纯NaCl ?

解:(1) 图中的 ac 为水的冰点下降曲线;ec 为水 化物NaCl·2H2O的溶解曲线;eh 为NaCl的溶解度曲线;bd 为三相线,线上任意一 点代表冰、水化物和具有 c 点组成的NaCl溶液三相平衡共存;eg 为三相线,线上 任意一点代表NaCl、水化物和具有e点组成的NaCl溶液三相平衡共存。 Ⅰ是液相区;Ⅱ是固 (NaCl) 液平衡区;Ⅲ是冰液平衡区;Ⅳ是固 (NaCl·2H2O) 液平 衡区。

(2) 由相图可知,在冰水平衡体系中加入 NaCl,随着加入NaCl的增多,体系温度 沿c线下降,至c点温度降为最低,这时 体系的温度为 -21.1℃。

(3) 在冷却到-9℃时,已达到低共熔点, 此时已开始有NaCl·2H2O析出,到-10℃, 纯NaCl已消失,因此在冷却到-10℃过程 中,最多析出的纯NaCl可由杠杆规则计 算:w (液) × 1 = w (NaCl) × 72 w (NaCl) / w总 = 1/(72 + 1) = 1/73

w (NaCl) = w总/ 73 = 1000/73 = 13.7 g

即冷却到-10℃过程中,最多能析出纯NaCl 13.7 g。

9.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) 写出电极反应与电池反应 ;

(2) 求T = 298K时正极φ与AgBr的 Ksp,巳知φ(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) - 2e2H+;正极:2AgBr(s) + 2e2Ag(s) + 2Br- 电池反应: H2(g) + 2AgBr(s) = 2Ag(s) + 2HBr(a = 1)

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(2) T = 298K ,E= 0.07150 V

φ(正) =φ(AgBr/Ag) = E- φ(H+/H2) = E= 0.07150 V

∵φ(AgBr/Ag) =φ(Ag+/Ag) + 0.05915lgKsp 即 0.07150 = 0.7991 + 0.05915lg Ksp ∴ Ksp = 5.0 × 10-13

(3) ΔG= -RTlnK= -nFE lnK= nFE/RT = 2 × 96500 × 0.07150/(8.314 × 298) = 5.5640,所以 K= 2.62 × 102 (4) (?E/?T)p = -4.186 × 10-7·2T + 4.186 × 10-7 × 298 = -9.372 × 10-7T + 124.76 × 10-6

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T = 298K (?E/?T)p = -124.76 × 10 < 0, 放热

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Qr = nFT(?E/?T)p = 2 × 96500 × 298 × (-124.76 × 10) = - 7175 J

15.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℃、

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60℃ 时分解反应速率常数分别是7.08×10 hr与1.7×10hr,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)/RT1T2 Ea = 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 设 25℃ 时的速率常数为 k3,T3 = 298 K ln(k1/k3) = 78.33 × 103(323 - 298)/(8.314 × 323 × 298) = 2.447

-4-5-1

k1/k3 = 11.554 k3 = 7.08 × 10/11.554 = 6.13 × 10hr 一级反应: ln[a/(a - x)] = k1t x = 0.30a t = 1/k3·ln[a/(a - x)] = 1/6.13 × 10-5·ln[1/(1 - 0.3)] = 5813 hr = 242.2 天

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