高分材料物化习题(3)

在573K达到平衡时，有97%分解，则此反应为放热反应。 （ ） 20、一化学反应达到平衡后，系统中各物质的浓度不变，化学势相等。 （ ） 21、化学反应的平衡常数K只与温度有关，而与压力和浓度无关。 （ ） 22、在合成氨反应中，惰性气体的存在不影响平衡常数，但影响平衡组成。 （ ） 23、对于正向放热的反应，升高温度能使平衡转化率增大。 （ ） 24、恒沸混合物的沸点随外压的改变而改变 （ ） 25、水的三相点与其冰点不同。 （ ）

26、最低恒沸混合物二组分完全互溶双液系，各组分均对理想溶液产生了较大的正偏差。

（ ）

27、速率方程中可以包括反应物以及生成物的浓度项，也还可能包括计量方程中未出现的某物质的浓度项。 （ ） 28、某反应的速率方程为r?k[A][B]，则该反应一定是双分子反应。 （ ） 29、在反应系统的势能面上，相当于能峰的马鞍点的势能最高。 （ ）

?30、催化剂能改变反应的历程，降低反应的活化能，改变反应的?rGm。 （ ）

31、在光照条件下，可进行ΔGT,P大于零的反应。 （ ） 32、一反应进行3/4的时间是进行1/2时间的二倍，则该反应级数是一级。 （ ） 33、按碰撞理论观点，升高温度，分子能量升高，活化分子数和有效碰撞数增加，使反应速率加快。 （ ） 34、按照光化学反应定律，在整个反应过程中，一个光子只能活化一个分子，因此一个光子也只能使一个分子发生反应。 （ ） 35、在电化学测量中，经常要用到镀铂黑的铂电极，镀铂黑的目的是使电极导电性能变好，以提高电极的灵敏度。 （ ） 36、使用盐桥可以完全消除液体接界电势。 （ ） 37、电解时，如同时存在多种可被还原的物质，按不可逆电极电势由低到高的顺序依次在阴极上析出。 （ ） 38、电解时，析出电极电势越大，越容易发生反应。 （ ） 39、对于给定的电极反应，标准电极电势E的数值随温度而变化。 （ ） 40、常温常压下电解水是一个自发过程。。 （ ） 41、用铂电极电解CuSO4水溶液，随着电解的进行，溶液的PH值变得越来越小。（ ） 42、液体在毛细管中上升的高度与大气压力无关。 （ ） 43、往水中加入表面活性剂以后，当(?d?)T?0，产生正吸附。 （ ） dc44、液体能浸湿固体表面的条件是?s?g??s?l。 （ ） 45、由于溶质在溶液的表面产生吸附作用，所以溶质在溶液的表面层浓度一定大于其在溶液内部的浓度。 （ ） 46、在临界胶束浓度（CMC）前后，溶液的表面张力都有显著变化。 （ ） 47、只有在比表面很大时才能明显地看到表面现象，这是因为比表面积越大，表面张力也就越大。 （ ） 48、将一玻璃毛细管分别插入25℃和75℃的水中，毛细管中水面上升的高度为h（25℃）大于h（75℃）。 （ ） 49、溶胶能稳定存在很长时间，所以溶胶无论从热力学角度，还是从动力学角度看，都是一

个稳定体系。 （ ） 50、丁铎尔（Tyndall）现象是照射到胶体粒子上发生了光散射的结果。 （ ） 51、在稀的砷酸溶液中，通入H2S以制备硫化砷溶胶（As2S3），该溶胶的稳定剂是H2S，则其胶团结构式为[(As2S3)m?nHS?(n?x)H?]x??xH?。 （ ） 52、憎液溶胶是热力学不稳定的，亲液溶胶是热力学稳定的。 （ ） 53、溶胶体系在动力学上是稳定的，而在热力学上是不稳定的。 （ ） 54、在溶胶电泳实验，观察到分散相向阳极移动，这表明该溶胶胶粒带正电。 （ ） 55、溶胶的电动电势ζ越大，其电泳和电渗能力就越强。 （ ）

三．简答与简算题

1、 在P及298K下，反应：

(1) CuSO4 (s) + 800H2O (l) ─→ CuSO4.800H2O，ΔrH (1)=-68.74kJ.mol-1? (2) CuSO4.5H2O (s) + 795H2O (l) —→ CuSO4.800H2O，ΔrH (2)=10.13 kJ.mol-1 求反应：

(3) CuSO4(s) + 5H2O (l) ─→ CuSO4.5H2O的热效应ΔrH（3）

?2、298K下，CO2(g)、CH3COOH(l)、H2O(l)的标准摩尔生成焓?fHm分别为：

－393.5、－487.02、－285.8 kJ.mol-1，试求：反应CH3COOH(l)?O2(g)?CO2(g)?H2O(l)?的恒压反应热?rHm(298K)。

3、将细胞壁看成半透膜，试解释：拌有盐的莴苣在数小时内会变软。

4、已知323K时，液体A的饱和蒸气压是液体B饱和蒸气压的3倍，A和B能形成理想液态混合物。气液平衡时，在液相中A的摩尔分数为0.5时，则在气相中B的摩尔分数yB为多少？

－

5、樟脑的熔点为172℃，kf = 40K?kg?mol1，今有7.900mg酚酞和129.2mg樟脑的混合物，

－

测得该溶液的凝固点比樟脑低8.00℃，则酚酞的摩尔质量为为多少kg?mol1。 6、合成氨反应为 N2(g)?3H)2(g?1:3，2NH(，g所用反应物氮气与氢气的摩尔比为)3在673K和1000 kPa压力下达成平衡，平衡产物中氨的摩尔分数为0.0385。试求： （1）该反应在该条件下的标准平衡常数；

（2）在该温度下，若要使平衡产物中氨的摩尔分数为0.05，则应控制总压为多少Pa？ 7、已知水在100℃时的饱和蒸气压为1.013×105Pa，汽化热为2260J/g,，则水在95℃时的饱和蒸气压为多少？

k8、一均相简单反应A?B???C?D，当反应进行10min后，A已有20%被转化。若起始A、B的浓度均为0.25mol.dm-3，求反应物A转化80%所需时间。

9、298K时，N2O5(g)分解反应的半衰期t1/2?5.7h，此值与N2O5(g)的起始浓度无关，试求：（1）该反应的速率系数k。（2）N2O5(g)分解掉90%所需的时间。

??C?D 是一个均相基元反应，起始浓度CA?CB=0.10 mol.dm-3。在10、化学反应A?B?298K时测得半衰期t1/2为12分钟，在318K时测得半衰期t1/2为5分钟。 （1）、求该反应在两个温度下的速率系数k； （2）、计算该反应的实验活化能Ea； （3）、求该反应在308K进行时的半衰期t1/2。

11、硝基异丙烷在水溶液中与碱的中和反应为二级反应，其速率系数可用下式表示：

k00lnk??7284.4?27.383 T式中T为温度，计算反应的活化能Ea。

12、金属导体和电解质溶液都能导电，试述两者导电的本质有何不同。

13、将化学反应 Fe2+(a2)+Ag+(a1)→Ag(s)+Fe3+(a3) 设计成可逆电池，写出该电池正、负极反应及电池反应。

14、将化学反应Cu(s) + Cl2(g) = CuCl2(aq) 设计成可逆原电池，写出该电池正、负极反应和电池电动势的能斯特方程式。

15、为什么农药在生产时或出厂时要预先加入一定量的表面活性剂？ 16、加入明矾为什么会使浑浊的泥水变澄清？

17、纯液体和溶液分别采用什么方法来降低表面自由能以达到稳定状态？

18、水在20℃时的表面张力7.28×10N?m1，在此温度和p?下，将水的表面积可逆地增

－

-2

大10 cm2时，系统的ΔG等于多少？。

19、在293K时，把10g水分散成半径为1×10–6m的小水滴，试计算这些小水滴的总表面积和体系吉布斯自由能增加量。（已知293K时水的表面张力为0.07288N?m-1）

20、在AgNO3溶液中加入KI以制备AgI溶胶，所加入的KI适当过量，请写出胶团结构。

四．综合计算与证明题

1、273K、101.3kPa的1mol单原子理想气体经历一个等温、压力变为202.6kPa的可逆变化，试求该过程的Q，W以及ΔU、ΔH、ΔA、ΔG和ΔS。 2、设有300K的1mol理想气体作等温可逆膨胀，起始压力为1×106Pa，终态体积为10dm3，试求该过程ΔU、ΔH、ΔA、ΔG和ΔS。 3、在101.3kPa和373K下，把1mol的水蒸气可逆压缩为液体，计算该过程的Q、W及ΔU、

－

ΔH、ΔA、ΔG和ΔS。（已知在373K和101.3kPa下，水的摩尔气化焓为40.68 kJ?mol1） 4、在298.2K时、将1mol的O2从101.3kPa等温可逆压缩到6×101.3kPa，求该过程的Q、W及ΔU、ΔH、ΔA、ΔG和ΔS体 和ΔS孤立。

5、在温度T和105Pa压力下，反应N2O4(g)?2NO2(g)的解离度α＝0.50。若保持反应温度不变，压力增大到106Pa，试计算这时的解离度。

6、在400K时，反应C2H4(g)?H2O(g)?C2H5OH(g)的K?，若原料组成中反应物p?0.1的物质的量之比为1:1，计算在该温度下、总压为106Pa时，C2H4(g)的平衡转化率，并计算平衡系统中C2H4(g)的摩尔分数。设所有气体均为理想气体，形成理想气体混合物。 7、合成氨反应为 N2(g)?3H)2(g?1:3，2NH(，g所用反应物氮气与氢气的摩尔比为)3在673K和1000 kPa压力下达成平衡，平衡产物中氨的摩尔分数为0.0385。试求： （1）该反应在该条件下的标准平衡常数；

（2）在该温度下，若要使平衡产物中氨的摩尔分数为0.05，则应控制总压为多少Pa？

?8、已知反应 CO(g)+ H2O (g)= H2(g)+CO2(g)，在800℃时, KP?1，若将等摩尔CO(g)和

H2O(g)在800℃反应，求平衡时CO的转化率和摩尔分数。 9、已知Daniell电池，在298.15K时E1 =1.1030V，313.15K时E2＝1.0961V。并假定在298K～

313K之间的(?E / ?T )p 为一常数。计算该电池在298.15K时的ΔrGm，ΔrHm，ΔrSm，K?及电池的Qr。

10、设有如下电池：Pt,H2(91.19kPa)H?(aH??0.01)Cu2?(aCu2??0.10)Cu(s)

请写出：①电极反应；②电池反应；③计算298K时电池的电动势。设H2(g)可看作理想气体，已知：E?(Cu2?Cu)?0.337V; E?(H?H2)?0.000V

11、在某一溶液中，NiCl2的浓度为0.2mol.dm-3，NaCl的浓度为0.1mol.dm-3，已知

E?(Ni2?Ni)??0.25V，E?(Na?Na)??2.71V，

E?(Cl2Cl?)?1.36V，E?(O2H2O,H?)?1.23V

在镍上?η(H2)=0.42V，?η(O2)=0.1V，?η(Cl2)=0，若在 25℃ 时以镍为电极，电解此溶液。 （1）、通过计算说明两极首先析出的物质及开始电解时的外加电压。 （2）、计算当Ni2+的浓度降低到cNi2??1.0?10mol.dm时的分解电压。

12、电池Zn(s)ZnCl2(0.555mol?kg?1)AgCl(s)Ag(s)，测得298K时的电池电动势为E＝1.015V，已知E?(Zn2?Zn)??0.763V，E?(AgClAg,Cl?1)?0.222V。 （1）写出电极反应和电池反应；

（2）求该电池反应在298K时的标准平衡常数； （3）求电池内ZnCl2溶液的离子平均活度系数。 13、乙醛的气相热分解反应机理为：

?7?3(1) CH3CHO?CH3?CHO

(2) CH3?CH3CHO?CH4?CH3CO

k2k1(3) CH3CO?CO?CH3

k3(4) 2CH3?CH3CH3

试证明该反应的速率方程式近似为：反应速率系数的关系。

14、反应：H2(g)?I2(g)?2HI(g)

k1???2I?M其反应机理为：(1) I2?M???k?1k4d[CH4]?k[CH3CHO]3/2，给出总速率系数k与各步dt快平衡 (2) H 2 I ?? k 2? 2 HI 慢反应 ? 2试证明该反应的速率方程式近似为：r?k1k2[H2][I2]。

k?115、经实验确定，反应：CO?Cl2?COCl2的动力学方程式为：

d[COCl2]?k[CO][Cl2]3/2 dtk1???2Cl(快）其机理可能如下：（1） Cl2?， ??k?1k2???COCl（2） Cl?CO? （快）??k?2k3（3）COCl?Cl2?? ?COCl2?Cl（慢）请证明上述动力学方程是可能的。

16、反应：H2?Cl2?2HCl的机理如下：

12① Cl2?M???2Cl?M；② Cl?H2???HCl?H

kk34③ H?Cl2???HCl?Cl；④ 2Cl?M???Cl2?M

kk式中M代表能量的受授体（可以是引发剂分子、容器壁等） （1）试利用稳态近似法，导出：

d[HCl]?k[H2][Cl]1/2 dt（2）求总反应的表观活化能与各部基元反应活化能的关系。

五．相图分析题

1、已知乙酸（A）与苯（B）的相图如下图所示，已知低共熔温度为265K，低共熔混合物中含苯的质量分数为0.64。

（1）指出各相区所存在的相和自由度；

（2）说明CE，DE，FG三条线上平衡共存的相及自由度；

（3）含苯0.25的溶液自298K冷却到260K，指出冷却过程中的相变化及画出步冷曲线。

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