物理化学经典习题
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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 H2S04?2H2O H2SO4 ?4H2Q常压下将一定量
的H2SQ4溶于水中，当达三相平衡时，能与冰、 H2SQ4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 。
2 • Na+ H啲还原电极电势分别为 -2.71V和-0.83V，但用Hg作阴极电解NaCI溶液时，
阴极产物是Na- Hg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0.001mAgNQ3溶液的容器之间是一个 AgCI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 ( I ) ; A D ( n )。已知反应(I )的活化能大于反应(II )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?moI-1 ，若该反应通过可逆电池来完成，吸热 4.00 kJ?moI-1 ，则该化学反应的熵变
为。
7 .若稀溶液表面张力 丫与溶质浓度c的关系为 丫 0- 丫= A + B ln c (丫 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 r与浓度c的关系为 。
8. 298.2K、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=1.316 x 104Pa ; t=10min时，p总=1.432 x 104Pa ;经很长 时间后，p总=1.500 x 104Pa。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？
3. A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 Pt I H2(p?) I HCI(0.1mol?kg-1 I AgCl(s) I Ag 在 298 K 时的电池电动势为
0.3524V，求0.1mol?kg-伯Cl溶液中HCI的平均离子活度 a 土、平均活度系数 丫 土及溶液的 pH值。已知？(AgCI /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; A U( ) 0; A H( ) 0
2、 在273K及P?下，冰融化成水，以水和冰为系统 W( ) 0; Q( ) 0; A U( ) 0; A H ( ) 0; A 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()，①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> P ; C)P r< P; D)无法确定。
3、 真实气体节流过程是( )。
A)恒温过程； B)恒熵过程； C)恒焓过程； D)恒内能过程
4、 零级反应的起始反应物浓度越大，则半衰期( )。
A)不变； B)越短； C)越长； D)无法确定。
5、 在下列电解质溶液中，不能用外推法求得无限稀释摩尔电导率的是 ( ) 。
A) NaCl; B) HAC; C) NaOH; D) HCl;
三、判断题(每小题 2 分，共 20 分)
1、 在标准压力和100°C, 1mol水定温蒸发为蒸气。 假设蒸气为理想气体。 因为这一过程中系 统的温度不变，所以" U=a ()
2、 熵增加的过程都是自发过程。 ( )
3、 不可逆过程一 定是 自发的，自发过程一定是不可逆的。 ( )
4、 某一化学反应的热效应" rHm被反应温度T除，即得此反应的"rSm。( )
5、 有简单级数的反应是基元反应 。 ( ) 6、 电极电势更低的金属与被保护金属相连接，构成原电池的保护方法称为阳极保护法。
()
7、根据热力学第一定律， 因为能量不能无中生有， 所以一个体系若要对外作功， 必须从外界 吸收热量。 ( )
8、二元合金的步冷曲线上，转折点对应的温度即为该合金的最低共熔点。 ( )
9、自然界存在温度降低，但熵值增加的过程。 ( )
10、平衡常数改变，则平衡发生移动；平衡发生移动，则平衡常数改变。 ( )
四、 (共15分)2mol理想气体氦(CV, m=1.5R)在127 C时压力为
5X 105P a,今在定温下外压恒定为 1 X 106P a进行压缩。计算此过程的Q、W、 AU> A
H、AS、A A和 A Go
五、 (共 10 分) 反应N H2COONH4( s)= 2NH3( g)+CO2( g )在 30 C时 K ? = 6.55 X 10- 4。试求N H2COO NH4的分解压。
六、 (共 20 分) 反应C2H4 (g) +H2O (g) =C2H5OH (g)的 A r H ?m为—4.602
X104J?mol-1, ACp=0,ArG?m(298)=-8.196X103J?mol-1
1 、 导出此反应的 A rG?m=f(T) 及 lnK?=f(T) 关系式。
2、计算此反应在 500 K时的K ?及A rG?m
七、 (共20分) HA c及C6H6的相图如下。
1 、 指出各区域所存在的相和自由度数；
2、 从图中可以看出最低共熔温度为- 8 C,最低共熔混合物的质量分数为含
C6H 6 0.64，试问将含苯0.75和0.25的溶液各100g由20 C冷却时，首先析出的固体为 何物 , 计算最多能析出固体的质量。
3、 叙述将上述两溶液冷却到- 10C时，过程的相变化。并画出其步冷曲线。
20
A
C
10 1 B
0 2
E 3
-10 4
0 20 40 60 80 100
HAc C6H6
3 (C6H6)/%
八、 试将下列化学反应设计成电池(每小题 5分，共 10分)
1、 H + + OH- T H2O(l)
2、 Ag + + I - T Agl(s) 九、 (共 15 分) 试设计一个电池，使其中进行下述反应：
Fe2+(a1) + Ag+(a3) = Ag(s) + Fe3+(a2)
设活度系数均为 1，己知 E?(Fe3+|Fe2+)=0.771V,E?(Ag|Ag+)=0.7991V
1、 写出电池表示式；
2、 计算25 C时，上述电池反应的 K?;
3、 若将过量的银粉加到浓度为 0.05mol kg －1的 Fe(NO3)3 溶液中，求反应达平衡 后Ag+的浓度为多少？ 十、(共 15 分) 某气相 1— 2 级对峙反应：
298K 时，k+=0.20s — 1,k — =5.0 X 10-9Pa— 1?s — 1,当温度升高到 310K时，k+ 和 k —均增大
一倍。试求算：
1 、 该反应在 298K 时的 K?;
2、 正、逆向反应的活化能;
3、 总反应的△ rH?m
一、填空题
1 •硫酸与水可形成三种水合盐： H2SO4?H2O H2S04?2H2O H2SO4 ?4H2Q常压下将一定量
的H2SQ4溶于水中，当达三相平衡时，能与冰、 H2SQ4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 。
2 • Na+ H啲还原电极电势分别为 -2.71V和-0.83V，但用Hg作阴极电解NaCI溶液时，
阴极产物是Na- Hg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O.OO1mAgNO3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 ( I ) ; A D ( n )。已知反应(I )的活化能大于反应(n )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 丫与溶质浓度c的关系为 丫 0- 丫= A + B ln c (丫 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 r与浓度c的关系为 。
8. 298.2K、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？
