67、对于理想的水平液面,数值为零的物理量是液面的附加压力。(?P?2?,水平液面,r??,△P→0) r68、在一定温度、压力下,把一定体积的水分散成为许多小水滴,经过这一变化过程,以下性质保持不变的是表面张力。
69、下列说法错误的是 4 :1)表面活性剂的HLB值越大,亲水性越强。2)当油滴在水面上的铺展系数大于零
时,说明油滴可以在水面上铺展。3)液体中气泡的半径越小,其蒸气压越小。4)当接触角??900时,固体表面可被液体润湿。
70、江、河水中含泥砂悬浮物质在出海口附近都会沉淀下来,原因有多种,其中与胶体化学有关的是电解质的聚沉作用。
71、不同配方的墨水混合后有时会发生沉淀,以至不能使用这主要是由于溶胶互沉作用。
72、在定压下,8molA(1)和12molB(2)混合形成部分互溶体系,若此时第一层溶液的组成为XB=0.1,第二层溶液的
组成为XB=0.1,则第一层溶液中所含的A和第二层溶液中所含的B分别是:6.75mol和11.25mol。 73、新制的溶胶,一般都需要净化,其目的是除去过多的电解质,保持溶胶的相对稳定性。 74、在101325Pa下,-10℃的过冷水结冰是一个自动过程,经过该过程体系的:△G<0。△s<0. 75、比较下列状态的水,化学势最高的是C,最低的是D。
A、100℃,101.3KPa液态水 B、100℃,101.3KPa气态水
C、100℃,202.6KPa液态水 D、100℃,50.65KPa气态水
76、2mol双原子理想气体,经绝热过程温度由400K降为300K过程中所作的功为4157J。(△U=Q-W,Q=0,W=-△
U=Qp,Qp=nCv.m(T2-T1),Cv.m=
55R,∴W=23R3100) 2277、在光的照射下,氧可变成臭氧,生成1mol臭氧所需吸收3.011310-23个光量子。此光化反应的量子效率为3。 78、有—稀溶液反应CH3+OH→P,当溶液总的离子强度增大时,反应速率常数k将不变。(K仅与温度有关) 79、反应2A→G为双分子反应,A消耗1/3的时间和消耗2/3的时间差为9秒,则A消耗1/3的时间是3秒。 80、下列电池中电动势与氯离子活度无关的是:D A、Zn∣ZnCl2(ag)∣Cl2(p),Pt B、Zn∣ZnCl2(ag)∣∣KCl(ag)∣AgCl,Ag C、Pt,H2(P1)∣HCl(ag)∣Cl2(P2),Pt D、Ag∣AgCl∣KCl(ag)∣Cl2(p),Pt
81、设某浓度时,CuSO4溶液的电导率为1.43103S.m.mol,若在该溶液中加入一定量的纯水,则溶液的摩尔k电导率将增大。(?m?,加入纯水时,溶液的离子浓度降低)
c82、表面现象在自然界普遍存在,但是下列自然现象中与表面现象不是密切相关的是:不同浓度的蔗糖水溶液自动
混合。
83、某立方物质1kg,总面积为0.24m2,表面自由能为0.3J,当将其粉碎为边长为10-9的立方体时,其表面能为 6
3104KJ 。
84、Donnan平衡可以基本上消除,其主要方法是: 在无大分子的溶液一侧加入过量的中性盐。 85、下列各反应的气体为理想气体,Kp=Kx=Kc=K?的反应是(D)(看反应前后,气体摩尔数有无改变)
A. CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) B. N2O4(g)=2NO2(g)
C. ZnS(s)+3O2(g)=2ZnO(s)+2SO2(g) D. CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)4
86、不作任何热力学计算,指出下列反应中体系的标准熵减少得最多的反应是(A)。
A. Mg(s)+Cl2(g)→MgCl2(s) B. C(s)+O2(g)→CO2(g) C. Mg(s)+2H(aq)→Mg(aq)+H2(g) D. C2H6(g)→C2H4(g)+H2(g)
87、反应A分解为B和C,在指定温度下,A、B、C的浓度数据如下,判断该反应为连续反应。
t(h) CA/(mol.L) CB/(mol.L-1) CC/(mol.L-1)
-1
+
2+
-2
2
-1
0 1 0 0
10 0.368 0.476 0.156
20 0.135 0.466 0.399
30 0.0498 0.346 0.604
40 0.0183 0.234 0.748
6
50 0.151 0.842
60 0.095 0.903
∞ 0 0 1
0.00674 0.00243
88、图中点O称为三相点。
89.在理想气体向真空膨胀过程中,下列各量何者不为零:△S(W﹑Q﹑△S﹑△U)
90.某物质的正常沸点为186℃,摩尔气化热是45KJ. .mol-1,减压在操进行作时,如使其沸点不超过100℃,则压力降为:6683Pa 三、判断题
1、状态固定后,状态函数都固定,反之亦然。√ 2、状态函数改变后,状态一定改变。√ 3、状态改变后,状态函数一定都改变。3
4、根据热力学第一定律,因为能量不能无中生有,所以,一个体系若要对外功,就必须从外界吸收热量。3 5、体系从状态A变化到B,△T=0,则Q=0,体系与环境之间无热量交换。3 6、一封闭体系,当始终态确定后。 ①若经历一个绝热过程,则功有定值。√ ②若经历一个等容过程,则Q有定值。√ ③若经历一个等温过程,则内能有定值。3
7、锌与稀硫酸作用,在敞口瓶中进行时,比在封口瓶中进行时,放热多。3 8、理想气体在可逆绝热膨胀过程中,熵值保持不变。√
9、等温等压下的相变过程,必须dG=0。3(对可逆相变dG=0)
10、当体系由同一始态分别经可逆过程和不可逆过程到达同一状态时,体系的内能变化不相同。3 11、液体水在273.2K,101.325KPa下凝固成冰,其△S=0。3 (△S<0) 12、孤立体系中发生某自发变化时,体系的熵总是增大。√
13、一个体系经历任意一个循环过程时,体系从环境所吸收的热等于体系对环境所做的功。√
14、在一个绝热刚性的容器中发生一个化学反应,结果体系的温度升高,则体系的△U>0。3(△U=0) 15、实际气体在节流膨胀过程中的焓值不变。√ 16、某些状态函数可以组成新的状态函数。√ 17、化合物的生成焓一定不为零。√ 18、单质的生成焓一定为零。3
19、某一反应的标准平衡常数是一个不变的常数。3
?20、PCl5(g)的分解反应,在473k平衡时有48.5%分解,在573k平衡时,有97%分解,此反应的△rHm>0。√
21、化学平衡时各物质的化学势相等。3
22、恒温下,反应的标准平衡常数是一个常数。√ 23、反应级数不一定是简单的正整数。√ 24、具有简单级数的反应是基元反应。3
25、反应的分子数只能是正整数,一般不会大于3。√ 26、某化学反应的反应为;A+B→C,该反应为双分子反应。3 27、单分子反应和双分子反应都一定是基元反应。3 28、所有反应的半衰期都与反应速率常数有关。√
29、某化学反应在使用催化剂后,其恒压热效应比使用催化剂前降低。3 30、一个化学反应进行完全所需时间是其半衰期的两倍。3 31、连续反应的速率取决于其中最慢的一步的速率。√ 32、对峙反应的特点是中间物B的浓度有极大值。3 33、酸碱催化的本质是质子的转移。√
34、在一定温度和压力下,某反应的△rGm>0,所以要用合适的催化剂使反应得以进行。3
7
35、若反应A+B→X+Z的速率方程为:r=CA1..3CB0.7,则该反应是二级反应,且肯定不是双分子反应。√ 36、在简单碰撞理论中,有效碰撞的定义是:互撞分子在质心连线上的相对平动能超过临界能EC。√ 37、反应N2+3H2→2NH3不可能是元反应。√(为总包反应)
38、溶胶与大分子溶液的主要区别在于其相状态和热力学稳定性的不同。√ 39、胶粒的折射率与介质的析射率相差越大,散射光越强。√
40、我国自古以来常使用明矾净水,这主要是利用了溶胶的相互聚沉作用。√ 41、?电势的绝对值越大,溶胶越不稳定。3
42、布朗运动是液体(介质)分子对微粒不断撞击的结果。√
43、当油滴在水面上的铺展系数大于零时,说明油滴不能在水面上铺展。3 44、一定温度下,凹面液体的饱和蒸气压大于平面液的饱和蒸气压。3 45、液体中气泡的半径越小,其蒸气压越大。3
46、过饱和蒸气是由于小液滴的蒸气压小于液滴的蒸气压所致。3
47、防毒面具吸附毒气而基本上不吸附氧气,是因为一般毒气都易液化,而氧气难以液化。√ 48、过饱和溶液陈化,晶粒长大,是因为小晶粒的溶解度比大晶粒大。√ 49、带负电的胶粒在电泳时问正极移动。√
50、一定温度下,凹形颗粒的半径越小,其饱和蒸气压越小。√ 51、波长越短的光越容易被胶粒散射。√
52、人工降雨时在大气中撒入化学物质的主要目的是促进凝结中心形成。√ 53、原电池的负极是发生氧化反应的电极。√
54、凡标准电极电势为正数的电极一定作原电池的正极,为负数的电极一定作为原电池的负极。3 55、用Zn(s)和Ag(s)插在HCl溶液中所构成的原电池肯定不是可逆电池。√ 56、电解质溶液的摩尔电导率就是浓度为1mol2m的电解质溶液的电导。3 57、0℃时,标准氢电极的电极电势小于0,50℃标准氢电极的电极电势大于0.ⅹ
58、Donnan平衡产生的根本原因是大离子不能透过半透膜,且因静电作用使小离子在膜两边的浓度不同。√ 59.因催化剂在反应前后数量和化学性质均未改变,所以催化剂不参加化学反应。3
60.在光的照射下,氧可变成臭氧,生成1mol臭氧所需吸收3.011310-23个光量子。此光化反应的量子效率为3。
√
61.有—稀溶液反应CH3+OH→P,当溶液总的离子强度增大时,反应速率常数k将不变。(K仅与温度有关) 62.当接触角??900时,固体表面可被液体润湿。3 63.恒沸混合物的沸点随外压的改变而改变。√ 65.两组分体系最多有3相共存。3
66.有时加入含有高价离子的电解质,电势可改变符号。原因是:外加电解质中,反号离子被强烈吸附。√ 67.一般服从Arrhenius经验公式的化学反应,温度越高,反应速率越快。所以升高温度有利于生成更多的产物。3
四、计算题:
※1、25℃、101.325KPa下,1mol过冷水蒸气变为25℃、101.325KPa的水,计算该过程的△G。已知25℃时水的饱和蒸气压为3.1674KPa,水的密度为1.000(kg2dm
解:设计可逆过程:
-3-3
64.丁达尔现象的实质是由粒子对光的散射作用引起,其强度与入射光波长的四次方成反比。√
??H2O(I,25℃,101325Pa) H2O(g.25℃.101325Pa)? ?G1? ??G3
2??H2O(I,25℃,3167.4Pa) H2O(g.25℃.3167.4Pa)??P3168?G1??vgdp?nRTln2?8.314?298.15ln??8589.7(J)
P1013251?G?G△G2=0(等温、等压可逆相变过程,△G=0)
8
10?3 △G3=??v1dp?V△P=?0.01802?(101325?3168)?1.769(J)
1.000△G=△G1+△G2+△G3=-8587.9(J) △G<0,该过程可自发进行。
※2、101.325KPa下,1mol水在其沸点100℃时蒸发为气体,求该过程的Q、W、△U、△H、△G、△S体,已知该温度下水的气化热为40.67KJ2mol-1。
解:等温、等压,△G=0 Q=n.△H=1340.67310=40.67310J W=P外.△V?P.Vg=nRT=138.3143373=3101.12 J △U=Q-W=1340.67310-138.3143373=37568.87 J △H=QP=Q=1340.67310=40.67310J △S体=?H?Q?1?40.67?10=109 JK-1
TT373333
恒压3
33
3、117g苯在其沸点360k时,蒸发为气体(可以看成理想气体),求该过程的Qp、W、△H、△U、△G、△S体,已知该温度下苯的气化热为30KJ.mol。
解:苯的摩尔质量为78310-3kg mol-1,那么苯的摩尔数为
Qp=1.53303103=453103(J)
恒压-1
117=1.5mol 78W=P外.△V=P外(Vg-Vs)
?PVg=nRT=1.538.3
△U=Q-W=453103-338.3143360=40.51 (KJ) 143360=4490 (J) △G=0 (等温、等压) △H=Qp=45KJ
3 △S体=?H?Q?45?10=125 (J2K-1)
TT3604、25℃时,35mol某理想气体由101.325KPa等温可逆压缩至607.95KPa,试求该过程的Q、W、△U、△H、△G、△S体
解:对于理想气体,等温可逆,∴△U=0 △H=0
101325W=Qp=nRTlnP1=3538.31432983ln??155.393KJ
607950P2P2??QP=155.393KJ P1△S体=QP??35?8.314?298?ln101325?521.450(J.K?1)
T298607950?G?nRTln5、在-10℃、101.325KPa下,1mol过冷水凝为冰,求该过程的△S体,已知1千克水在0℃时放热333.4KJ,水的平均热容为4.184KJ.K-1,Kg-1,冰的平均热容为2.067KJ.K-1,Kg-1。
??冰(s,-10℃) 解:设计可逆过程 水(I.-10℃)?恒压↓△S1 恒压↑△S3
2?冰(s,0℃) 水(I,0℃)???S?S水和冰的摩尔数为n=130.018
273=2.80(J.K-1) △S1=nCp,llnT2?1?0.018?4184.?103?lnT1263?H=-0.0183333.43103/273=-21.98(J.K-1) T-1
△S3=nCp,slnT2?0.018?2.067?103?ln263??1387(J.K) .△S2=
T1273-1
∴△S体=△S1+△S2+△S3=-20.567(J.K)
※6、25℃、101.325KPa下,金刚石与石墨的标准熵分别为2.38J.K-1.mol-1和5.74J.K-1.mol-1,其标准燃烧热分
-1-1?别为-395.4KJ.mol和-393.5KJ.mol。计算此条件下,石墨→金刚石的△Gm值,并指出金刚石与石墨哪种晶型比较稳定?
?解:△Sm =?VBSm,B=产物的标准熵之和减去反应物的标准熵之和。
?△Sm=2.38-5.74=-2.36J.K
-1
9
?△Hm=
?VBB?△Hm=反应物的标准摩尔燃烧焓总和减去产物的标准摩尔燃烧的总和。
即△Hm=-393.5-(-395.4)=1.93103 J
??△Gm=△H-T△S=1.93103-2983(-2.36)=2901.28 J.mol-1。 ?∵△Gm>0,故石墨较稳定。
※7、1mol O2于298.15k时,由101.3KPa等温恒外压缩到608.0KPa.①试计算此过程的Q、W、△U、△H、△S体、△S环、△G。②体系在此过程中是吸热还是放热?③该过程是否自发?
解:对于理想气体,等温可逆, △U=0 △H=0 △U=Q-W ∴Q=W 恒外压:∴W=P外.△V V1=nRF V2=nRT
P1P2∴W=P外.nRT(1?1)=138.3143298.153101325?608000
608?103?101325P2P1.?506675=?8.314?29815??12395.3187J
101325(2)△S体=nRTln
PP1.?103/T=nRln1=138.3143ln101325??14.90(J.K?1) 3P2P2608?10298.15?12395.3187?41.574J?k?1
298.15△S环=Q环??Q实??QT环T环608?103=1462109.95 J.K-1 △G=nRT lnP2?1?8.314?29815.?lnP1101325(2)∵Q<0, ∴反应为放热反应
(3)△S总=△S体+△S环=41.574-14.9=26.674 J.k-1 △S总>0,∴该过程自发不可逆
8、1mol理想气体,300k时由101.325KPa膨胀到10.325KPa,分别计算下述过程中的△S体、△S环和△S总。 ①可逆膨胀 ②对抗终态压膨胀 ③向真空膨胀
.解:(1)理想气体等温可逆,∴△Sw体=nRlnp1?1?8.314?ln101325=19.144(J.K-1)
p2101325.△S环=Q环??Q实??nRTlnp1=-△S体
TTp2△S总=△S体+△S环=0(理想气体等温、可逆膨胀过程中,其总熵变△S=0) (2)始终态与(1)相同,∴△S体=△S体(1)
∵△U=0,∴Q=W=P外(V2-V1)=P外.nRT3p1?p2
p1.p2.=P2.nRT3p1?p2=8.31433003911925=-262.79(J)
p1.p2101325.△S环=-Q实?262.79?0876.J.k?1T环300
△S总=△S体+△S环=19.144+0.876=20.02J.k-1 (3) △S体=△S △S环=0 ∴△S总=△S
体(1)体(1)
∵向真空膨胀 ∴Q=0,W=0
+△S环=19.144J.k-1 ∵△S总>0,过程自发进行。
9、在25℃时,将1mol压力为202.65KPa的N2O4(g)完全转变成压力为30.40KPa的NO2(g),求该过程的△G。已知NO2(g)和N2O4(g)的标准生成Gibbs能分别为51.84KJ.mol-1和98.29KJ.mol-1。
解:设计可逆过程:N2O4=2NO2
??NO2(g,2mol,30.40KPa) N2O4(1mol g,202.65KPa)?↓△G1 ↑△G3
2?NO2(g,2mol,101.325KPa) N2O4(g,1mol,101.325KPa)???G?G△G1=2351.84-1398.29=4.78J.K-1
.△G2=n2RT.lnP2=138.31432983ln101325=15397.12 (J.k-1) 202.65P1△G3=n3RT.lnP3=238.3143298330.4=-5965.86 (J.K-1)
P2101325.
10