最新物理化学练习题(参考答案) 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/5/19 19:29:19星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

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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:

33

1). 从2p? , 5dm在恒温T1下压缩至1dm

3

2). 恒压可逆膨胀至5dm,同时温度由T1变至T2;

3

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。 精品文档

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(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;

(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 × 107T(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? 精品文档

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-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) (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 × 1013

(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 × 107·2T + 4.186 × 107 × 298 = -9.372 × 107T + 124.76 × 106

-T = 298K (?E/?T)p = -124.76 × 106 < 0, 放热

-Qr = nFT(?E/?T)p = 2 × 96500 × 298 × (-124.76 × 106) = - 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℃、

----60℃ 时分解反应速率常数分别是7.08×104 hr1与1.7×103hr1,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 × 103/7.08 × 104) = 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--k1/k3 = 11.554 k3 = 7.08 × 10/11.554 = 6.13 × 105hr1

一级反应: ln[a/(a - x)] = k1t x = 0.30a

-t = 1/k3·ln[a/(a - x)] = 1/6.13 × 105·ln[1/(1 - 0.3)] = 5813 hr = 242.2 天

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