物理化学第六章模拟试卷B及答案
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第六章 化学平衡一、选择题1.在温度T ,压力p 时,理想气体反应C 2H 6H 2(g)+C 2H 4(g)的平衡常数K c /K x 比值为( )。
(a)RT (b)1/RT (c)RT /p (d)p /RT2.气相反应A+B==2C+D 在298K ,恒定容器内进行,A 和B 的初始分压分别为101.325kPa ,当反应达平衡后,A 和B 的平衡分压均为1/3⨯101.325kPa ,起始时容器内不含C 和D ,则该反应在298K 时的K c /(mol ⋅dm -3)为( )。
(a)4.31⨯10-3 (b)8 (c)10.67 (d)163.标准态的选择对某些物理量有影响的是下述几组物理量中的( )。
(a)f ,μ,θ∆m r G (b)m ,μθ,A ∆ (c) a , μθ,θ∆m r G (d) a ,μ,0)/(,,=∂∂f W p T G ξ4.某实际气体反应的平衡常数用逸度表示为θf K ,则θf K 与下述物理量中有关的是( )。
(a)系统的总压力 (b)催化剂 (c)温度 (d)惰性气体的数量5.反应CO(g)+H 2O(g)CO 2(g)+H 2(g)在873K ,100kPa 下达化学平衡,当压力增至5000kPa 时,各气体的逸度因子为2CO γ=1.90,2H γ=1.10,CO γ=1.23,O H 2γ=0.77,则平衡点将( )。
(a)向右移动 (b)不移动 (c)向左移动 (d)无法确定6.在刚性密闭容器中,有下列理想气体反应达平衡D(g)+E(g)F(g),若在恒温下加入一定量惰性气体,则平衡将( )。
(a)向右移动 (b)向左移动 (c)不移动 (d)无法确定7.在温度为1000K 时的理想气体反应2SO 3(g)==2SO 2(g)+O 2(g)的平衡常数K p =29.0kPa ,则该反应的θ∆m r G 为( )(a)28kJ ⋅mol -1 (b)10.3kJ ⋅mol -1 (c)-10.3kJ ⋅mol -1 (d)-28kJ ⋅mol -18.已知FeO(s)+C(s)==CO(g)+Fe(s),反应的θ∆m r H 为正,θ∆m r S 为正(设θ∆m r H 和θ∆m r S 不随温度而变化),欲使反应正向进行,则一定( )。
第五章 相平衡一、填空题1、一定温度下,蔗糖水溶液与纯水达到渗透平衡时的自由度数等于__________。
2、纯物质在一定温度下两相共存时的自由度数等于__________。
3、NaCl(S)和含有稀盐酸的NaCl 饱和水溶液的平衡系统,其独立组分数是_______。
4、设下列化学反应同时共存时并达到平衡(900-1200K ):()()()g CO s CaO s CaCO 23+=()()()()g O H g CO g H g CO 222+=+()()()g H s CaCO s CaO g CO g O H 232)()(+=++则该系统的自由度数为______。
5、含KNO 3和NaCl 的水溶液与纯水达到渗透平衡时,其组分数为____,相数为___, 自由度数为____。
6、在氢和石墨的系统中,加一催化剂,H 2和石墨反应生成n 种碳氢化合物,此系统的独立 组分数为______。
7、完全互溶的双液系中,在x B =0.6处,平衡蒸气压有最高值,那么组成为x B =0.4的溶液在 气液平衡时,x B (g )、x B (l )、x B (总)的大小顺序为______。
将x B =0.4的溶液进行 精馏时,塔顶将得到______。
8、对于渗透平衡系统,相律的形式应写成______。
9、NH 4Cl 固体分解达到平衡时,())()(s Cl NH 34g NH g HCl +=,系统的独立组分数为___,自由度为___。
10、将AlCl 3溶于水中,全部水解,生成Al(OH)3沉淀,此系统自由度数f=____。
11、已知100o C 时水的饱和蒸气压为101.325KPa,用公式_________可求出25o C 时 水的饱和蒸气压。
答案1、22、03、24、35、3;2:46、27、x B (g )>x B (总)>x B (l ) x B =0.6恒沸混合物 8、3+Φ-=k f 9、1;1 10、2 11、⎪⎪⎭⎫⎝⎛-∆=211211lnT T RH p p mr二、单选题1、右图为H 2OA.-(NH 4)2SO 4B.的沸点-组成图。
2022年高考理综化学模拟试题B卷参考答案作者:来源:《中学生数理化·高考理化》2022年第06期1.B提示:碳纤维是一种碳单质,不是有机高分子化合物。
3.B提示:该药物不属于有机高分子化合物,属于低分子化合物。
4.B提示:由结构式分析,W形成了两个单键和两个双键,推测其最外层具有6个电子,短周期元素中可判断为S元素;Z与W同主族,判断为o元素;X、Y、Z的原子序数之和等于W的原子序数,即X、Y的原子序数之和等于8,X形成单键,Y可形成四个单键,判断X为H元素,Y为N元素。
Y、Z、W最简单氢化物分别是NH。
、H2O、H2S,H-O键键能最大,H。
o最稳定,S原子半径最大,H S键最长,HS键能最小,H2S最不稳定,故稳定性H70>NH3>5.D 提示:实验室用Mn02和浓盐酸反应制取氯气应该加热,常温不反应,故图la不能比较MnO2、Cl2、S的氧化性,A项错误。
由图lb可知,随温度升高,Ca(OH)2的溶解度逐渐减小,但30℃时Ca( OH)2溶液和60℃时Ca(OH)2溶液不一定是饱和溶液,所以无法比较二者的浓度,B项错误。
酸式滴定管不能盛装NaOH溶液,C项错误。
第一支试管中蔗糖和浓硫酸会反应生成二氧化硫和二氧化碳,第二支试管可以防倒吸,气体通人酸性KMnO4溶液中有气泡出现,且酸性高锰酸钾溶液和二氧化硫会发生氧化还原反应,溶液颜色逐渐变浅乃至褪去,D项正确。
6.A 提示:由钙钛矿太阳能电池的工作原理图可知,电子从B极流出,说明B极为负极,A极为正极,图3为电解池,由该装置可电解酸性硫酸铬溶液获取铬单质和硫酸可知,C极为阴极,电极反应式为Cr3+ +3e-——Cr,D极为阳极,电极反应式为2H2O -4e- -O↑+4H+。
当太阳能电池有6 mol电子转移时,根据得失电子守恒可知,Cr棒上有2 mol Cr单质生成,则增重的质量为52 9.mol-1×2 mol= 104 9,A项正确。
2022年大学化学专业《大学物理(下册)》模拟考试试卷B卷附解析姓名:______ 班级:______ 学号:______考试须知:1、考试时间:120分钟,本卷满分为100分。
2、请首先按要求在试卷的指定位置填写您的姓名、班级、学号。
一、填空题(共10小题,每题2分,共20分)1、反映电磁场基本性质和规律的积分形式的麦克斯韦方程组为:()。
①②③④试判断下列结论是包含于或等效于哪一个麦克斯韦方程式的.将你确定的方程式用代号填在相应结论后的空白处。
(1) 变化的磁场一定伴随有电场;__________________(2) 磁感线是无头无尾的;________________________(3) 电荷总伴随有电场.__________________________2、二质点的质量分别为、. 当它们之间的距离由a缩短到b时,万有引力所做的功为____________。
3、一长为的均匀直棒可绕过其一端且与棒垂直的水平光滑固定轴转动。
抬起另一端使棒向上与水平面呈60°,然后无初转速地将棒释放,已知棒对轴的转动惯量为,则(1) 放手时棒的角加速度为____;(2) 棒转到水平位置时的角加速度为____。
()4、长为、质量为的均质杆可绕通过杆一端的水平光滑固定轴转动,转动惯量为,开始时杆竖直下垂,如图所示。
现有一质量为的子弹以水平速度射入杆上点,并嵌在杆中. ,则子弹射入后瞬间杆的角速度___________。
5、一弹簧振子系统具有1.OJ的振动能量,0.10m的振幅和1.0m/s的最大速率,则弹簧的倔强系数为_______,振子的振动频率为_______。
6、两个相同的刚性容器,一个盛有氧气,一个盛氦气(均视为刚性分子理想气体)。
开始他们的压强和温度都相同,现将3J的热量传给氦气,使之升高一定的温度。
若使氧气也升高同样的温度,则应向氧气传递的热量为_________J。
7、将热量Q传给一定量的理想气体:(1)若气体的体积不变,则热量转化为_____________________________。
第 页 共 页北方民族大学试卷(答案)课程代码:13100342 课程:物理化学(Ⅱ) (B 卷答案)一、选择题;(每小题2分共20分)1.电解质溶液的摩尔电导率是正负离子摩尔电导率之和,这一规律只适用于( 4 ) (1)弱电解质; (2)强电解质; (3)任意电解质; (4)无限稀的电解质溶液2.下列溶液摩尔电导率最小的是 ( 1 ) (1)1mol•dm -3KCl 水溶液; (2)0.001mol•dm -3KCl 水溶液; (3)0.01mol•dm -3KCl 水溶液; (4)0.1mol•dm -3KCl 水溶液;3.某电池反应可以写成如下两种形式:甲 21H ()+A g I (S )A g (S )+H I ()2p a −−→$ 乙 2H ()+2A g I (S )2A g (S )+2H p−−→$则 ( 3 ) (1)E 甲=E 乙,K 甲=K 乙; (2 E 甲≠E 乙,K 甲=K 乙; (3)E 甲=E 乙,K 甲≠K 乙; (4)E 甲≠E 乙,K 甲≠K 乙;4.蓄电池在充电和放电时的反应正好相反,则其充电时正极和负极,阴极和阳极的关系为 ( 2 )(1)正负极不变,阴阳极不变; (2)正负极不变,阴阳极正好相反; (3)正负极改变,阴阳极不变; (4)正负极改变,阴阳极正好相反; 5.某化学反应的速率常数为2.0 mol•dm -3•s -1,该化学反应的级数为 ( 3 )(1)一级; (2)二级; (3)零级; (4)-1级;6.对于一个反应,下面说法正确的是 ( 4 )(1)△S 越负,反应速率越快; (2)△H 越负,反映速率越快; (3)活化能越大,反应速率越快; (4)活化能越小,反应速率越快;7.某反应在一定条件下平衡的转化率为25%,当有催化剂存在时,其转化率应当( 3 )25% (1)大于; (2)小于; (3)等于; (4)大于或小于; 8.某反应A+BP ,实验确定速率方程为AA B d d C kC C t-=,该反应 ( 3 ) (1)一定是基元反应; (2)一定不是基元反应; (3)不一定是基元反应; (4)以上说法都不对;9.溶胶的基本特征可归纳为 ( 4 ) (1)高度分散和热力学稳定; (2)多相性和热力学稳定性;(3)不均匀性和热力学不稳定性; (4)高度分散,多相性和聚结不稳定性;10下列性质中既不属于溶胶的动力学性质又不属于电动现象的是 ( 1 ) (1)电导; (2)电泳; (3)布朗运动; (4)沉降平衡; 二、填空题:1.已知+m,H ∞=Λ349.82×10-4s•m 2•mol -1,-m,AC ∞=Λ40.9×10-4s•m 2•mol -1。
习 题1. 在293K 时,把半径为1mm 的水滴分散成半径为1μm 的小水滴,问比表面增加了多少倍?表面吉布斯自由能增加了多少?完成该变化时,环境至少需做功若干?已知293K 时水的表面张力为0.0727N·m -1。
解:半径为1.0×10-3m 水滴的表面积为A ,体积为V 1,半径为R 1;半径为1×10-6m 的水滴的表面积为A 2,体积为V 2,半径为R 2,因为1V =NV 2,所以32313434R N R ππ⋅=,式中N 为小水滴的个数。
936332110100.1100.1=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯=⎪⎭⎫⎝⎛=--R R N 1000100.1100.110442369212212=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯=⋅=--R R N A A ππ ΔG A =γΔA=()21224R NR -πγ={0.0727×4×3.14×[109×(1.0×10-6)2-(1.0×10-3)2]}J =9.13×10-4J W f = -ΔG A =-9.13×10-4J2.293K 时,根据下列表面张力的数据:试计算下列情况的铺展系数及判断能否铺展:(1)苯在水面上(未互溶前);(2)水在汞面上;(3)苯在汞面上。
解:(1)γ(水-气)-[γ(苯-气)+γ(苯-水)] =[(72.7-28.9-35)×10-3] N·m -1=8.8×10-3 N·m -1>0所以在苯与水未互溶前,苯可在水面上铺展。
当苯部分溶于水中后,水的表面张力下降,则当苯与水互溶到一定程度后,苯在水面上的铺展将会停止。
(2)γ(汞-气)-[γ(水-气)+γ(汞-水)] =[(486-72.7-375)×10-3]N·m -1 =38.3×10-3N·m -1>0水在汞面上能铺展。
第六章相平衡6.1(1)(2)(3)(4)(5)解:指出下列平衡系统中的组分数G相数P及自由度尸。
島(S)与其蒸气成平衡;CaC03 (s)与其分解产物CaO (s)和C02 (g)成平衡;NHJIS (s)放入一抽空的容器中,并与其分解产物NH$ (g)和H2S (g)成平衡;取任意量的NH, (g)和泾(g)与NH<HS (s)成平衡。
L作为溶质在两不互溶液体氏0和CCh中达到分配平衡(凝聚系统)。
(1) C=1,P = 2,F = C - P+2=l-2 + 2= 1・(2) C = 3- l = 2,P = 3,F = C- P + 2 = 2 ・3 + 2= 1・(3) C = 3- l- l = l,P=2,F = C- P + 2= l- 2 + 2=l.(4) C = 3- l = 2,P = 2,F = C- P + 2 = 2- 2 + 2 = 2.(5) C = 3,P = 2,F = C- P+ l= 3- 2+ l = 2・6.2已知液体甲苯(A)和液体苯(B)在90°C时的饱和蒸气压分别为卩;二54-22kPa和讥二l36.12kPa。
两者可形成理想液态混合物。
今有系统组成为So二的甲苯 -苯混合物5 mol,在90 °C下成气-液两相平衡,若气相组成为沟二°4%6求:(1)平衡时液相组成忑及系统的压力a(2)平衡时气、液两相的物质的量从8丄皿)解:(1)对于理想液态混合物,每个组分服从拉乌尔定律,因此"兀2;+恶卩;卫;十&; ■ pix0.4556X54.22珑■◎訂加為136J2- (136.12- 54.22>0.4556P = “; + 裨;=0.75X54.22+ 0.25X136.12= 74.70 kPa(2)系统代表点花。
二°6根据杠杆原理(y B.g一U H = (m一m )叫n l +— = 0.5(0.4556 —0.3”. = (0.3-0.25 Xii K = 1.216/?/<?/ n t =3.784加o/6.3 单组分系统的相图示意如右图。
传播优秀Word版文档,希望对您有帮助,可双击去除!第六章化学动力学(三)计算题1. 293K时,敌敌畏在酸性介质中水解反应的速率常数为0.01127d-1。
若敌敌畏水解为一级反应,试求其水解反应的半衰期。
解:t1/2=ln2/ k =0.6931/0.01127d-1=61.5d2.某人工放射性元素放出a粒子的半衰期为15h。
求该试样分解速率常数和分解80%所需的时间。
解:放射性元素分解为一级反应,k=ln2/t1/2 = 0.6931/15h=0.04621h-1t=-ln(1-x)/k=-ln(1-0.8)/0.04621h-1=34.83h二级反应规律3. 某溶液含有 NaOH 和 CH3CO2C2H5,浓度均为 0.0100mol ·dm-3。
在308.2K时,反应经600s 后有55.0% 的分解。
已知该皂化反应为二级反应。
在该温下,计算:(1) 反应速率常数?(2) 1200s能分解多少?(3) 分解50.0%的时间?1 / 28传播优秀Word 版文档 ,希望对您有帮助,可双击去除!(c A解:(1) 反应为 NaOH +CH 3CO 2C 2H 5 → CH 3CO 2Na + C 2H 5OH该反应为二级且初浓度相同,故有 d c A /d t =kc A 2 , c A =c A0(1-x ), 积分后得k = (1/t )(1/c A -1/c A0) = x /tc A0(1-x )=0.550/[600s ×0.0100mol ·dm -3×(1-0.550)]=0.204 dm 3·mol -1·s -1(2) x =1/(1+1/ktc A0) = 1/[1+1/( 0.204 dm 3·mol -1·s -1×1200s ×0.0100mol ·dm -3)]= 0.710 =71.0%(3) t 1/2= 1/kc A0 = 1/( 0.204 dm 3·mol -1·s -1×0.0100mol ·dm -3) = 490s4. 溶液反应 A + 2B → 2C + 2D 的速率方程为 d c B /d t =kc A c B 。
第六章相平衡6.1指出下列平衡系统中的组分数C,相数P与自由度F. 〔1〕I2<s>与其蒸气成平衡;〔2〕CaCO3<s>与其分解产物CaO<s>和CO2<g>成平衡;〔3〕NH4HS<s>放入一抽空的容器中,并与其分解产物NH3<g>和H2S<g>成平衡;〔4〕取任意量的NH3<g>和H2S<g>与NH4HS<s>成平衡.〔5〕I2作为溶质在两不互溶液体H2O和CCl4中达到分配平衡〔凝聚系统〕.解:〔1〕C = 1, P = 2, F = C–P + 2 = 1–2 + 2 = 1.〔2〕C = 3–1 = 2, P = 3, F = C–P + 2 = 2–3 + 2 = 1.〔3〕C = 3–1–1 = 1, P = 2, F = C–P + 2 = 1–2 + 2 = 1.〔4〕C = 3–1 = 2, P = 2, F = C–P + 2 = 2–2 + 2 = 2.〔5〕C = 3, P = 2, F = C–P + 1 = 3–2 + 1 = 2.6.2已知液体甲苯〔A〕和液体苯〔B〕在90℃时的饱和蒸气压分别为= 和.两者可形成理想液态混合物.今有系统组成为的甲苯-苯混合物5 mol,在90 ℃下成气-液两相平衡,若气相组成为求:〔1〕平衡时液相组成与系统的压力p.〔2〕平衡时气、液两相的物质的量解:〔1〕对于理想液态混合物,每个组分服从拉乌尔定律,因此〔2〕系统代表点,根据杠杆原理6.3单组分系统的相图示意如右图.试用相律分析图中各点、线、面的相平衡关系与自由度.6.4已知甲苯、苯在90℃下纯液体的饱和蒸气压分别为54.22 kPa和136.12 kPa.两者可形成理想液态混合物.取200.0 g甲苯和200.0 g苯置于带活塞的导热容器中,始态为一定压力下90℃的液态混合物.在恒温90℃下逐渐降低压力,问〔1〕压力降到多少时,开始产生气相,此气相的组成如何?〔2〕压力降到多少时,液相开始消失,最后一滴液相的组成如何?〔3〕压力为92.00 kPa时,系统内气-液两相平衡,两相的组成如何?两相的物质的量各位多少?6.6101.325 kPa下水<A>-醋酸<B>系统的气-液平衡数据如下.100 102.1 104.4 107.5 113.8 118.10 0.300 0.500 0.700 0.900 1.0000 0.185 0.374 0.575 0.833 1.000〔1〕画出气-液平衡的温度-组成图.〔2〕从图上找出组成为的气相的泡点.〔3〕从图上找出组成为的液相的露点.〔4〕105.0 ℃时气-液平衡两相的组成是多少?〔5〕9 kg水与30 kg醋酸组成的系统在105.0 ℃达到平衡时,气-液两相的质量各为多少?解:〔1〕气-液平衡的温度-组成图为〔2〕的气相的泡点为110.3℃.〔3〕的液相的露点为112.7℃.〔4〕105.0℃时气-液平衡两相的组成,.6.7已知水-苯酚系统在30℃液-液平衡时共轭溶液的组成为:L1〔苯酚溶于水〕,8.75 %;L2〔水溶于苯酚〕,69.9 %.〔1〕在30℃,100 g苯酚和200 g水形成的系统达液-液平衡时,两液相的质量各为多少?〔2〕在上述系统中若再加入100g苯酚,又达到相平衡时,两液相的质量各变到多少?解:〔1〕系统代表点,根据杠杆原理6.8水-异丁醇系统液相部分互溶.在101.325 kPa下,系统的共沸点为89.7 ℃.气<G>、液<L1>、液<L2>三相平衡时的组成依次为:70.0 %;8.7 %;85.0 %.今由350 g水和150 g异丁醇形成的系统在101.325 kPa压力下由室温加热,问:〔1〕温度刚要达到共沸点时,系统处于相平衡时存在哪些相?其质量各为多少?〔2〕当温度由共沸点刚有上升趋势时,系统处于相平衡时存在哪些相?其质量各为多少?6.9恒压下二组分液态部分互溶系统气-液平衡的温度-组成图如附图,指出四个区域内平衡的相.解:各相区已标于图上.l1, B in A.l2, A in B.6.10为了将含非挥发性杂质的甲苯提纯,在86.0 kPa压力下用水蒸气蒸馏.已知:在此压力下该系统的共沸点为80℃,80℃时水的饱和蒸气压为47.3 kPa.试求:〔1〕气相的组成〔含甲苯的摩尔分数〕;〔2〕欲蒸出100 kg纯甲苯,需要消耗水蒸气多少千克?6.11液体H2O<A>,CCl4<B>的饱和蒸气压与温度的关系如下:40 50 60 70 80 90 7.38 12.33 19.92 31.16 47.34 70.10 28.8 42.3 60.1 82.9 112.4 149.6〔1〕绘出H2O-CCl4系统气、液、液三相平衡时气相中H2O,CCl4的蒸气分压对温度的关系曲线;〔2〕从图中找出系统在外压101.325 kPa下的共沸点;〔3〕某组成为〔含CCl4的摩尔分数〕的H2O-CCl4气体混合物在101.325 kPa下恒压冷却到80℃时,开始凝结出液体水,求此混合气体的组成;〔4〕上述气体混合物继续冷却至70℃时,气相组成如何;〔5〕上述气体混合物冷却到多少度时,CCl4也凝结成液体,此时气相组成如何?6.12A–B二组分液态部分互溶系统的液-固平衡相图如附图,试指出各个相区的相平衡关系,各条线所代表的意义,以与三相线所代表的相平衡关系.6.13固态完全互溶、具有最高熔点的A-B二组分凝聚系统相图如附图.指出各相区的相平衡关系、各条线的意义并绘出状态点为a,b的样品的冷却曲线.解:单项区:1 <A + B, 液态溶液, l>4 <A + B, 固态溶液, s>二相区:2 <l+ s>, 3 <l + s>上方曲线,液相线,表示开始有固溶体产生;下方曲线,固相线,表示液态溶液开始消失.冷却曲线如图所示6.15 二元凝聚系统Hg-Cd相图示意如图指出各个相区的稳定相,三相线上的相平衡关系.质〕,再根据两个单相区〔线〕夹着的区域便为该两单相区的共存区.如本题的附图是由两个具有转熔型的、二组分固态部分互溶凝聚系统相图组合而成的,因此有固溶体单相区存在. 6.23 指出图中二组分凝聚系统相图内各相区的平衡相,指出三相线的相平衡关系.。
物理化学第六章模拟试卷B班级 姓名 分数一、选择题 ( 共7题 14分 ) 1. 2 分对于气相反应,当体系总压力 p 变化时, ( ) (A) 对 K f$无影响 (B) 对 K r 无影响 (C) 对K p $ 无影响(D) 对 K f$,K r ,K p$均无影响2. 2 分对反应CO(g)+H 2O(g)=H 2(g)+CO 2(g) ( ) (A) K p$=1 (B) K p$=K c (C) K p$>K c (D) K p$<K c3. 3. 2 分下述说法中哪一种正确? ( )(A) 增加压力一定有利于液体变为固体 (B) 增加压力一定不利于液体变为固体 (C) 增加压力不一定有利于液体变为固体 (D) 增加压力与液体变为固体无关4. 2 分已知反应 2NH 3= N 2+ 3H 2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) N 2+(3/2) H 2= NH 3 的标准平衡常数为: ( )(A) 4 (B) 0.5 (C) 2 (D) 15. 2 分Ag 2O 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:Ag O s Ag s O g 22212()()()→+ K P ()1 2422Ag O s Ag s O g ()()()→+ K p()2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: ( )(A )K K P P ()()2112= (B )K K pp ()()21=(C )K p ()2随温度的升高而增大 (D )O 2气的平衡压力与计量方程的写法无关6. 2 分已知 FeO(s) + C(s) = CO(g) + Fe(s) 反应的 Δr H m$为正,Δr S m$为正(假定 Δr H m$,Δr S m$不随温度而变化),下列说法哪一种是正确的? ( ) (A) 低温下自发过程,高温下非自发过程 (B) 高温下自发过程,低温下非自发过程(C) 任何温度下均为非自发过程 (D) 任何温度下均为自发过程7. 2 分理想气体反应 N 2O 5(g) = N 2O 4(g) + (1/2) O 2(g) 的Δr H m $为 41.84 kJ ⋅mol -1,ΔC p = 0,试问增加 N 2O 4平衡产率的条件是: ( )(A) 降低温度 (B) 提高温度 (C) 提高压力 (D) 等温等容加入惰性气体二、填空题 ( 共 8题 16分 ) 8. 2 分温度对化学反应平衡常数影响很大,在恒压下,它们的定量关系是 _________ 。
当 ______时,升高温度对反应进行有利;当 _______ 时,升高温度对反应进行不利。
9 2 分对于非理想气体反应,其平衡常数可用 K f $= K r K p $表示,式中 K f $决定于____ ;K p$决定于 _____ ;K r 决定于 _______ 。
10 2 分K p$,K c$均为理想气体反应的平衡常数,则(∂ln K p$/∂T ) V =_________;(∂ln K c$/∂T )p =_________ 。
11. 2 分对于理想气体的化学反应 (∂ln K c /∂p )T =___________; (∂ln K x /∂p )T =_________ 。
12 2 分若以A 代表Na 2HPO 4,已知A·12H 2O =A·7H 2O +5H 2O(g); A·7H 2O =A·2H 2O +5H 2O(g);A·2H 2O =A +2H 2O(g) 平衡共存水蒸气压力分别是0.02514p ∃, 0.0191p ∃, 0.0129p ∃,25℃纯水饱和蒸气压是 0.0313 p ∃。
在某沙漠地区,气温为25℃,相对湿度稳定在 45%,有一长期在此保存的A·7H 2O 的 A.R. 级样品,你以为此样品的组成最可能是 ________ 。
13. 2 分按照不同的两种能量零点,可给出两种不同形式的配分函数: q '=exp(-ε0/kT )∑g i exp(-εi /kT )q =∑g exp(-εi /kT )在q 和q '中把粒子的最低能级的能量分别定为 _______ 和 _______ 。
14. 2 分q 是选择最低能级的能量值为ε0时的配分函数,q 0是选择最低能级的能量值为零 的配分函数,则q 0/q = ___________ 。
15. 2 分在温度为1000 K 时的理想气体反应:22322SO g SO g O g ()()()=+的平衡常数K p =29.0 kPa ,则该反应的r m ΔG $= 。
三、计算题 ( 共4题 35分 ) 16. 10 分试求反应 CO +H 2O CO 2+H 2在温度为 1000 K 时的平衡常数 K f$。
已知 298 K 时的K f $=98×103,标准焓变 Δr H m$=-41.13kJ ⋅mol -1.(1) 设Δr H m $不随温度而变; (2) Δr H m $与温度有关,ΔC p =[-9.46+52.7×10-3 (T /K)-34.2×10-6 (T /K) 2 ]J ⋅K.-1⋅mol -1 已知标准熵:S m $(298 K)/J ⋅K -1⋅mol -1:CO :197.9; H 2O(g):188.7;CO 2(g):213.7;H 2:130.617. 10 分3H 2+ N 2= 2NH 3在 350℃的K p = 6.818×10-8(kPa)-2,并设与压力无关,从3:1的 H 2,N 2混合物出发,在 350℃下要获得物质的量分数为 0.08 的 NH 3,压力至少要多大?18. 10 分估算由 NH 4Cl(s) 分解,且压力达到 101.325 kPa 时此反应的温度。
已知 298 K 时的 数据如下: NH 4Cl(s) HCl(g) NH 3(g) Δf H m $/kJ ⋅mol -1 -315.4 -92.3 -46.2 Δf G m $/kJ ⋅mol -1 -203.9 -95.3 -16.6 假设标准反应热不随温度而改变。
19 5 分在 900℃和 p ∃压力下,使 CO 2和 H 2混合气通过催化剂来研究下述反应平衡:CO 2(g)+H 2(g)=CO(g)+H 2O(g) 把作用后的平衡混合气体通过毛细管,骤然冷却到室温再进行分析,得到各气体的分压, CO 2:21.70 kPa ,H 2:25.83 kPa ,CO :26.89 kPa 。
在同一温度下,另一平衡混合气内含22.72 mol 的CO ,22.72 mol 的 H 2O, 48.50 mol 的 CO 2,求含 H 2量。
四、问答题 ( 共 3题 20分 ) 20. 10 分试验证双原子分子理想气体的振动运动 (振动频率为ν) 对下列热力学函数的贡献为:(1) [(G m - U 0,m )/T ]V = R ln(1 - e -x ) (2) (H m - U 0,m )V = (U m - U 0,m )V = [x /(e -x -1)]RT式中 x = h ν/kT 。
21 5 分今有某气相反应,证明 : (∂ln K c$/∂T )p = Δr H m$/RT 222 5 分某气体反应 A = B + C 在298.15 K 时的标准平衡常数 K p$= 1,该反应为吸热反应,问: (1) 在 298.15 K 时其Δr G m $是多少? (2) 在同样的标准状态下,其Δr S m $是正还是负?(3) 选 1 mol ⋅dm -3为标准状态时,K c$和Δr G m $为多少?(4) 在 313.15 K 时的 K p$是比 1 大,还是小?(5) 在 313.15 K 时的Δr G m $是正还是负?参考答案一、选择题 ( 共7题 14分 ) 1. 2 分[答] (A)2. 2 分[答] (B)3. 2 分[答] (C)4. 2 分[答] (C) K p $(2) = [K p$(1)]-12= (0.25)-12= 25. 2 分 答:(C ) (2分) 因K f T p =(),且反应吸热6. 2 分[答] (B)7. 2 分[答] (B) 二、填空题 ( 共 8题 16分 ) 8. 2 分[答] (∂ln K p$/∂T )p =Δr H m $/RT 2 Δr H m $> 0 Δr H m $< 09. 2 分[答] 温度;温度和压力;温度和压力10. 2 分 [答] (∂ln K p $/∂T )V =Δr H m $/RT 2 (1分)(∂ln K c $/∂T )p =Δr U m $/RT 211 2 分[答] 0-Δr V m /RT (2分)12. 2 分K p$(308 K)= 0.2990 = [p (NH 3)/100 000 Pa][p (H 2S)/100 000 Pa]= [p /(2×100 000 Pa)]2p = 1.11×105 Pa (2分) (2) NH 4SH(s) = NH 3(g) + H 2S(g) n 0.7 mol-n 0.60 mol-n 气体的n 总=1.30 mol-2n (1分) 平衡后总压 p = (1.30 mol-2n )RT /V (1分)K p = p (H 2S)p (NH 3)= {[(0.7 mol-n )/(1.30 mol-2n )]}×{[(0.60 mol-n )/(1.30 mol-2n )]}[(1.30 mol-2n )RT /V ]2 = K p$(308 K)(p ∃)2 (2分) n = 0.1013 mol m (NH 4SH) = nM = 0.1013×51 g= 5.166 g (1分)13 2 分[答] ε0和0 (各1分)14. 2 分 [答] kT/ε0e (2分)15 2 分答:-110.293kJ mol ⋅ (2分)Br mln ln[()]£p p G RT K RT K p ν-∆=-=-$$$=-110293J mol ⋅三、计算题 ( 共 4题 35分 ) 16. 10 分 [答] (1) lg K ,2f $=lg K ,1f $+(Δr H m$/2.303R )(1/T 1-1/T 2) 求得K ,2f $=0.86 (3分)(2) 求得 Δr S m $(298 K) =-42.3 J·K -1·mol -1 将此及Δr H m $(298 K)=-41.13 kJ·mol -1代入下式 (1分) Δr G m $(1000 K) =Δr H m $(1000 K)-1000 K Δr S m $(1000 K) =Δr H m$(298 K)+TC T T p d 21⎰∆-(1000 K)Δr S m $(298 K)-(1000 K)TT C T T p d )/(21⎰∆=-2468 J·mol -1(上限T 2=1000 K,下限T 1=298 K)(4分) K ,2f $=exp[-Δr G m $(1000 K)/RT ] =1.3 (2分)17. 10 分[答] 3H 2(g) + N 2(g) = 2NH 3(g) (2分) 平衡时:3 mol-3n 1 mol-n 2n ∑B Bn= 4 mol- 2n (1分) 2n /(4 mol-2n ) = 0.08 n = 0.148 mol (2分) 故 x (H 2) = 0.69 x (N 2) = 0.23 (2分)K p =(x NH 3p )2/(x 2H p )3(x 2N p )= 6.818×10-8 kPa 2解得 p = 1115 kPa (3分)18 10 分[答] NH 4Cl(s) = HCl(g) + NH 3(g) K p$=[p (HCl)/p ∃][p (NH 3)/p ∃] (1分) 设在温度T 时分解压力达 101.325 kPa, 则 p (HCl)=p (NH 3)=p θ/2 K p$(T ) =0.25 (1分)ln K p$(T ) =-1.3863 (1分) Δr G m$(298 K) =92.0 kJ·mol -1 (1分)ln K p$(298 K) =-92 000 J·mol -1/[(8.314 J·K -1·mol -1)×(298 K)]=-37.13 (1分) Δr H m $(298 K) =176.9 kJ·mol -1 (1分) ln K p$(T )-ln K p$(298 K) =(Δr H m $/R )[1/(298 K) -1/T ] (2分) 解得 T =597 K (2分)19 5 分[答] 对理想气体, 此反应的K p =K n 即K p =[p (H 2O)p (CO)]/[p (H 2)p (CO 2)]=[n (H 2O)n (CO)]/[n (H 2)n (CO 2)] (1分) T 不变时, K p 不变, p (H 2O) =101.325 kPa-p (CO)-p (H 2)-p (CO 2) =26.90 kPa (1分) (26.90×26.89)/(25.83×21.70) =22.72×22.72/48.50n (H 2) (2分) 求得 n (H 2) =8.25 mol (1分)四、问答题 ( 共 3题 20分 ) 20. 10 分[答] (1) G m,v =-RT ln q v +U 0,m,v =-RT ln[1-exp(-x )]-1+U 0,m,v= RT ln[1-exp(-x )] + U 0,m,v所以[(G m - U 0,m )/T ]v = R ln[1-exp(-x )] (4分) (2) H m,v = RT 2dln q v /d T + U 0,m,vU m,v = RT 2dln q v /d T + U 0,m,v (3分) 所以 (H m -U n ,m )v = (U m – U 0,m )v = RT 2dln q v /d T= RT 2dln[1-exp(-x )]-1/d T = RT 2[exp(-x ) d(-h ν/kT )/d T ]/[1-exp(-x )]= RT 2[exp(-x )h ν/kT 2/[1-exp(-x )] = RT x /[exp(x )-1] (3分)21. 5 分[答] 设气体为理想气体K p $= K c$(c ∃RT /p ∃)Δν(∂ln K c $/∂T )p =(∂ln K p $/∂T )p -Δν (∂ln T /∂T )p =Δr H m $/RT 2-ΔνRT /RT 2 =Δr H m $/RT 2-Δ(pV )/RT 2 =Δr U m $/RT 2 (5分)22. 5 分 [答] (1) ΔrG m $= -RT ln K p$= 0 (2分)(2) Δr S m $= (Δr H m $-Δr G m $)/T 因Δr H m $> 0 , Δr G m $= 0 所以Δr S m $为正 (2分) (3) K c $= K p$(RTc ∃/p ∃)-1 = [(8.314 J·K -1·mol -1)×(298.15 K)×(1000 mol·m -3)/100 000 Pa]-1 = 0.0409 Δr G m $= -RT ln K c $= 7.92 kJ·mol -1 (2分) (4)(∂ln K p$/∂T )p =Δr H m $/(RT 2) 因ΔrH m $> 0 , 所以K p$(313.15 K) > 1 (2分)(5) Δr G m$(313.15 K) = -RT ln K p$(313.15 K) < 0 (2分)。