物理化学计算、分析与证明题编辑

计算、分析与证明题*1. 设有300K的1mol理想气体做等温膨胀，起始压力为1500kPa，终态体积为10 dm3。试计算该过程的Q,W及气体的U，H。2、在水的正常沸点（373.15K，101.325Kpa）,有1molH2O(l)变为同温同压的H2O(g)，已知水的VapH=40.69kJmol-1，请计算该变化的Q、W、U、H各为多少？3、已知下列反应在标准压力和298K时的反应焓为： （1）CH3COOH(l)+2O2=2CO2+2H2O(l) rHm(l)=-870.3 kJmol-1 （2）C(s)+O2(g) = CO2 rHm(l)=-393.5 kJmol-1 （3）H2+ O2(g) =H2O(l) rHm(l)=-285.8 kJmol-1 试计算反应：（4）2C(s)+2H2(g)+O2 = CH3COOH(l)的 rHm（298K）。4、在P及298K下，反应： (1) CuSO4 (s) + 800H2O (l) CuSO4.800H2O，rH (1)=-68.74kJ.mol-1 (2) CuSO4.5H2O (s) + 795H2O (l) CuSO4.800H2O，rH (2)=10.13 kJ.mol-1求反应： (3) CuSO4(s) + 5H2O (l) CuSO4.5H2O的热效应rH（3）*5、1mol单原子理想气体在298K、1106Pa下，绝热可逆膨胀到1105Pa。计算系统在此过程中的W、Q、U、H。6、在 P下，把 25g、273K 的冰加到 200g、323K 的水中，假设系统与环境无能量交换，计算系统熵的增加。已知水的比热为 4.18 kJkg-1.K-1，冰的熔化焓为 333 kJ.kg-1，设它们为常数。7、某化学反应在等温、等压下（298K,P）进行，放热40.00kJ，若使该反应通过可逆电池来完成，则吸热4.00kJ。（1）计算该化学反应的rSm；（2）当该反应自发进行时（即不做电功时），求环境的熵变及总熵变（即rSm，体+rSm，环）；（3）计算系统可能做的最大电功为多少？8、请计算1mol苯的过冷液体在-5，p下凝固的S和G。（已知：-5时，固态苯和液态苯的饱和蒸气压分别为2.25kPa和2.64kPa；-5，p时，苯的摩尔熔化焓为9.860 kJmol-1）*9、苯的正常沸点为353K，摩尔气化焓是vapHm30.77 kJmol-1，今在353K ，p下，将1mol液态苯向真空等温气化为同温同压的苯蒸气（设为理想气体）。（1）计算该过程中苯吸收的热量Q和做的功W；（2）求苯的摩尔气化自由能vapGm和摩尔气化熵vapSm；（3）求环境的熵变；（4）可以使用哪种判据判别上述过程可逆与否？并判别之。10、已知298K下，CO2(g)、CH3COOH(l)、H2O（l）的标准生成焓分别为-393.5、-487.02、-285.8 KJ.mol-1，试求：（1）反应的恒压反应热（298）；（2）若设反应的=18.0J.K-1 mol-1且不随温度的变化而变化，求反应在353K下进行时的（353）。11、把0.450g的某非电解质化合物溶于 30.0g 的水中，凝固点降低 0.150K，此化合物的摩尔质量等于多少? （已知水的凝固点降低常数kf为1.86 K.kg.mol-1）*12、293K时，苯（1）的蒸气压是13.332kPa，辛烷（2）的蒸气压是2.6664kPa，现将1mol辛烷溶于4mol苯中，形成理想液态混合物，试计算：（1）系统的总蒸气压（2）系统的气相组成（3）将气相完全冷凝至气液平衡时，气相组成如何？13298 K时，以A、B两组分等摩尔组成理想溶液0.5mol与纯组分 A 0.5mol混合, 试求此过程的V(混)、H(混)、S(混)、G(混).14、在298K下，将2g某化合物溶于1kg水中，其渗透压与在298K下0.8g将葡萄糖（C6H12O6）和1.2g蔗糖（C12H22O11）溶于1kg水中的渗透压相同。已知水的冰点下降常数kf=1.86Kkgmol-1，298K时水的饱和蒸气压为3167.7Pa，稀溶液密度可视为与水相同。（1）求此化合物的摩尔质量 （2）求化合物溶液的凝固点降低多少？（3）求此化合物溶液的蒸气压降低多少？*15、PCl5的分解反应为PCl5(g) = PCl3(g) + Cl2(g)，在523.2K、P下反应达平衡后，系统的密度为2.695Kg.m-3。试计算（1）平衡时PCl5的解离度；（2）523.2K下PCl5解离反应标准平衡常数K。16、反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)的标准平衡常数与温度的关系为lgKP=2150K/T-2.216，当CO，H2O，H2，CO2 的起始组成的摩尔分数分别为0.3 ,0.3 ,0.2,0.2，总压为101.3kPa时，问在什么温度以下（或以上）反应才能向生成产物的方向进行？17、甲烷转化反应CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g),在900K下的标准平衡常数为1.28,若取等物质的量的甲烷与蒸气反应,求在900K及标准压力下，达平衡时物系的组成.*18、水煤气变换反应为：CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2(g) 已知有关数据如下：物质 fG(298)/KJ.mol-1 fH (298)/ KJ.mol-1 Cp/J.K-1.mol-1CO(g) -137.27 -110.52 26.54H2O(g) -228.60 -241.83 30.00CO2(g) -394.38 -393.51 28.66H2(g) _ _ 29.07 （若视为理想气体反应，且n0(CO) : n0(H2O) = 1 : 1, 起始无产物。）（1）计算298K时反应的rG、K及平衡转化率；（2）求该反应的K与温度的关系式；（3）由关系式计算400K时反应的K及rG。*19、已知 298K 时反应： C(s)O2(g)CO2(g)， rH(298)394.2 kJmol H2(g)O2(g)H2O(l)， rH(298)280.0 kJmol C2H4(g)3O2(g)2CO2(g)2H2O(l)， rH(298)1394 kJmol 且 298K 时 C(s)、H2（g）、C2H4(g)的 S分别为 5.85、130.5、218.4、(单位为J.K.mol-1)。（1）计算298K反应2C(s)2H2(g) C2H4(g)的rG (298)和平衡常数K（2）求该反应的平衡常数与温度的关系式（假设此温度下各物质不发生分解，反应热看作常数）。（3）通过计算说明：在P（H2）= 10 P、P（C2H4）=0.1 P条件下，反应 2C(s)2H2(g) C2H4(g) 能够正向进行时的温度。20、CO2的固态和液态蒸气压，分别由以下两个方程给出： ln(ps/Pa)=27.604-3132.1K/T ln(p1/Pa)=22.406-2012.8 K/T计算：(1) 二氧化碳三相点的温度和压力(2) 二氧化碳在三相点的气化焓和气化熵*21、乙酸(A)与苯(B)的相图如下面图所示。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）含苯为0.25和0.75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*22、某盐和水组成的二组分固液平衡系统相图如图所示。据图回答下列问题：（1）分别写出1、2、3区域平衡共存的相及可能存在的自由度数。（2）作出物系点由S点降温到P点的步冷曲线。（画在右图上）（3）用杠杆规则计算200Kg S点组成的溶液，降温到R点时析出固体盐的质量。 （已知y点的组成及R点的组成分别为41%和58%）*23、如图是物质A、B组成的二元系统固液平衡相图。据图回答：（1）该系统形成了什么类型的化合物（写稳定或不稳定）？写出该化合物的化学式。（2）相图中区域4和5分别存在哪些相？E点的物理意义是什么？（3）在右图上分别画出a、b、c三个组分的物系降温时的步冷曲线（画在右图上）。 （4）若要通过降温结晶法得到纯的生成化合物固体，物系的浓度应在什么范围？*24、某二组分固液平衡系统相图如图所示。y据图回答下列问题：（1）指出1、2、6相区平衡共存的相及自由度。（2）作出物系点由a、b、c点降温到a、b、c点的步冷曲线。（画在右图上）（3）用杠杆规则计算10mol a点组成的溶液降温到R点时析出固体AB2的物质的量。（已知液相点y点的组成及R点的组成分别为xB=0.25、0.33）Ty25、水与NaCl的相图如下图(b)所示，C表示NaCl2H2O，是一个不稳定化合物，在264K时分解为NaCl和H2O，（1）指出各相区所存在的相和自由度 （2）说出FG线平衡共存的相和自由度（3）如要用冷却的方法得到纯的NaCl2H2O，溶液组成应落在哪个浓度范围之内为好*26、一定量理想气体分别在恒压和恒容下，从 T1加温到T2。证明：恒压的熵变值是恒容熵变值的倍， CP.m/CV.m 。27、证明：两块质量相同而温度不同的铁块接触时，热传导是不可逆过程（提示：由熵变值证明）。28、证明：理想气体等温等容混合定理，nmolA 和 nmol B 理想气体分别处在(T，V，p) 与(T，V，p)状态，在等温等容下混合为 (T，V，2p) 的混合气体，则U0、(PV)0、H0、S0。29、摩尔数均为 n 的两个同种液体，其温度分别为 T1与T2，试证明在等压绝热下混合的熵变为：S2nCP.mln(T1T2)/2(T1T2)1/2，且当 T1T2时 S 0，CP.m 是液体热容，不随温度改变。*41、证明：等温等压下组分1与组分2混合形成理想液态混合物过程中， 30、将一定量的气态物质A加入到一恒体积的容器中，按总反应 A(g) = B(g) + D(g) 进行分解,。在 473K时，测得系统的总压力随时间变化如下： 时间(h) 0 5 15 35 p(总)(kPa) 8 8 132 154 165(1)、求出所列各个时刻 A(g)的分压力（列表表示）；(2)、用偿试法确定该反应的级数, 计算速率常数；(3)、写出速率方程 (以压力代替浓度);31、乙酸乙酯(E)水解能被酸催化,且反应能进行到底。其速率方程为r =k H+ E当E=0.100moldm-3，HCl=0.010moldm-3，在298.2K测得k=2.8010-2mol-1dm3s-1。求反应的t1/2。（反应中，盐酸浓度不变）32298K时测得SrSO4饱和水溶液的电导率为1.482102Sm-1，该温度时水的电导率为1.5104 Sm-1。试计算在该条件下SrSO4在水中的溶度积Ksp。*28将下列化学反应设计成可逆电池，并写出电动势能斯特方程式。 （1） （2） *33经实验确定,反应 CO + Cl2 COCl2的速率方程式为 dCOCl2/dt=kCOCl23/2其机理可能如下： Cl2 2Cl (快), Cl + CO COCl (快), COCl + Cl2COCl2+ Cl (慢) 请证明该机理是可能的，写出总速率常数k与各基元步骤速率常数ki的关系*34. 乙醛的气相热分解反应机理为 试证明该反应的速率方程式近似为：，给出总速率常数k与各步反应速率常数的关系。35气相反应 的机理可能是（1） （2） （3） 设反应（1）为快速对峙反应，H的浓度可用稳态法处理。试证明反应的速率方程式为： ，给出总速率常数k与各步反应速率常数k的关系。*36.化学反应 是一个均相基元反应，起始浓度=0.10 mol.(D)m-3。在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。37. 298K时，乙酸乙酯与NaOH皂化作用的速率系数为6.36dm3mol-1min-1，若起始时酯和碱的浓度均为0.02moldm-3,试求10min后酯的水解分数。*38. 某物质的分解反应是一级反应，当起始浓度为0.1moldm-3时，经过反应50min,分解20%。计算：（1）反应的速率系数k （2）该反应的半衰期t1/2（3）反应物分解60%所需要的时间。39. 均相简单反应。当反应进行20min后，A已有30%被转化。设起始反应物浓度请进行以下计算。（1）若a = b = 0.10 mol.dm-3，计算该反应的速率系数、半衰期及A转化90%所需时间；（2）若a远小于b，计算反应在此情况下的速率系数、半衰期及A转化90%所需的时间。40. 电池 的与温度T的关系式为：(1)写出电极反应式与电池反应式；(2)求T=298K时正极与AgBr的ksp，巳知(3)求T=298K电池反应的平衡常数K得分评卷人 *41设计一可逆电池，使该电池反应为，并写出该电池电动势能斯特方程式。*42298K时电池Pt|Cl2(p)|HCl(0.1mol.kg-1|AgCl(s)|Ag的有关数据如下： 试求： (1) 298K时该电池电动势；(2) 电池电动势的温度系数：(3) 298K下AgCl(s)的分解压力分解反应为: AgCl(s)=Ag(s) +1/2 Cl2(g)。*43.设计一可逆电池，使该电池反应为，并写出该电池电动势能斯特方程式。44. 试验测得BaSO4饱和水溶液在298K时的电导率为3.59010-4Sm-1，配溶液所用水的电导率为0.61810-4Sm-1，已知Ba2+和SO42-无限稀释时的离子摩尔电导率分别为1.2710-2Sm2mol-1与1.6010-2Sm2mol-1(假定溶解的BaSO4在溶液中全部解离）。计算298K时BaSO4的溶度积。45. 已知电池 Pt(s)|H2(p)|NaOH(aq)|Ag2O(s)|Ag(s)在25时的E1.172V，并且已知25，H2O(l)的标准生成吉布斯自由能为 -237.18 kJmol-1。（1）写出上述电池的电极反应及电池反应；（2）计算25时，Ag2O(s)的分解压。（分解反应：Ag2O(s) = AgO(s)+1/2O2(g)）46.一电池为：Pt(s)|H2(p)HCl(0.01molkg-1)AgCl(s)|Ag(s)。已知298K 时 (Ag+/Ag)0.7991V，AgCl(s)的溶度积 Ksp =1.74510-10（H可看作理想气体）。（1） 写出电极反应和电池反应。（2） 求298K时的 (AgCl/Ag)。（3） 计算上述电池在298K时的电动势。（已知0.01molkg-1的HCl溶液的0.889）47. 分别写出下列两电池在作为原电池和电解池时的电池反应，并判断是否能成为可逆电池。（1）Zn(s)H2SO4(aq)Cu(s)（2）PtH2(p)HCl(aq)AgCl(s)AAg(s)*48. 反应Zn(s)+CuSO4(a=1)Cu(s)+ZnSO4(a=1）在电池中进行，298K时，测得E=1.0934V，电池的温度系数(E/T)p =-4.2910-4VK-1.（1） 写出电池表示式和电极反应（2）求电池反应的rGm ,rHm,rSm和K.49. 燃料电池的电池反应为H2(g)+1/2O2(g）H2O(l).已知E（O2,H+,H2O)=1.229V。（1）写出电池表示式和电极反应（2）当H2,O2的压力都为p,计算电动势值（3）计算电池反应的平衡常数（4）计算每摩尔H2(g)所能做的最大电功。*50 .设计一个电池，在其中进行下述反应 ：Fe2+(a2)+Ag+(a1)Ag(s)+Fe3+(a3)（1）写出电池的表达式 （2）计算上述电池反应在298K时的平衡常数K（3）设将过量磨细银粉加到浓度为0.05molkg-1的Fe(NO3)3溶液中，当反应达平衡后Ag+的浓度为多少？（设活度因子均等于1） 已知：E(Ag+Ag）=0.7991V,E(Fe3+Fe2+)=0.771V51. 已知在298K时，水在平面上的饱和蒸气压为3167Pa，请计算在相同温度下，半径为2nm的水滴表面的蒸气压为若干？设水的摩尔质量为18.01610-3kgmol-1,密度为1103kgm-3水的表面张力为0.07197Nm-152.已知293K时，水-空气的表面张力为0.0728Nm-1，汞-水间的表面张力为0.375Nm-1，汞-空气的表面张力为0.483Nm-1，判断水能否在汞的表面上铺展开来？53. 实验证明，表面活性剂加入到乳状液中，能使乳状液变得稳定。请说明表面活性剂能使乳状液稳定的原因。*54373K时，水的表面张力为0.0589N.m 1，密度为958.4kg.m-3。（1）试计算在373K时，直径为110-7m的气泡内的蒸气压值；（2）在101.325 kPa外压下，能否从373K的水中蒸发出110-7m的蒸气炮？*55. 在293K时，把10g水分散成半径为110 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，水的密度为1000kg/m3）*56. 由反应可制备AgI溶胶。 请写出该溶胶的胶团结构式，并指出胶核、胶粒、胶团部位。若该溶胶在直流电场作用下，胶粒朝哪极移动？理化学复习题客观题答案一、单选题1D 2C 3A 4A 5D 6B 7A 8A 9A 10B 11D 12B 13D 14D 15A 16B 17B 18B 19C 20B 21B 22D 23C 24A 25B 26C 27D 28A 29B 30C 31D 32D 33C 34C 35D 36D 37B 38B 39B 40C 41A 42A 43A 44C 45C 46A 47B 48A 49C 50B 51D 52B 53D 54C 55B 56C 57A 58C 59C 60B 61D 62C 63A 64D 65D 66C 67D 68C 69B 70B 71C 72B 73A 74D 75B 76B 77A 78C 79A 80B 81A 82D 83A 84D 85D 86B 87D 88D 89A 90D 91B 92C 93A 94A 95A 96C 97B 98D 99C 100B 101B 102B 103D 104D 105B 106A 107B 108C 109C 110B 111B 112B 113C 114A 115B 116B 117A 118C 119D 120C 121D二、判断题1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1516 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 2829 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 4142 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52友情提示：部分文档来自网络整理，供您参考！文档可复制、编制，期待您的好评与关注！8 / 8