浙大远程物理化学习题集(离线选做)(2)

2019-03-04 15:09

2. 某化学反应的ΔrGθ在等温等压不做非体积功的条件下,该反应将自发进行。(×) m?0,3. 温度越高,平衡常数越大。 (×) 4. ΔrGθm表示化学反应达到平衡时产物与反应物的吉布斯能差。 (×) 5. 加入催化剂虽然不能改变经验平衡常数,但可以改变标准平衡常数。 (×)

二、单选题

1. 1000K 时反应Fe(s) + CO2(g) = FeO(s) + CO(g) 的 K = 1.84,当 气相中CO2和CO

的摩尔数之比为65∶35时,则 B 。 A.Fe不会被氧化 B.Fe将被氧化 C.正好达化学平衡 D.难于判断其进行方向

?

三、填空题

1. 当反应 PCl5(g) = PCl3(g) + Cl2(g) 达平衡时, 加入惰性气体,但维持系统总压力不变,

平衡 向左 移动。

四、简答题

1. 什么是标准生成吉布斯能?

答:在标准压力Pθ下,最稳定单质的吉布斯能为零,由稳定单质生成一摩尔某化合物时反应

θ

的标准吉布斯能变化就是该化合物的标准生成吉布斯能△Gm。

五、计算题

1. 合成氨时所用的氢气和氮气的比例是3∶1,在673K、1013.25kPa下,平衡混合物中氨

的物质的量分数为0.0385,求N2 (g)+3H2 (g)= 2NH3 (g)的标准平衡常数。 解: N2 (g)+3H2 (g)= 2NH3 (g) 反应前 1 3 0

a 3a 2a

反应后1-a 3-3a 2a 2a/【(1-a)+(3-3a)+2a】=0.0385

a= 0.074 4-2a=3.852 3-3a=2.778 1-a=0.926 N2 (g)+3H2 (g)= 2NH3 (g) 0.2404 0.7211 0.0385

233

Kp=(X NH3)/[(X N2)( X H2)]=0.0385*0.0385/[0.2404*(0.7211)]

-2-2

=1.644*10*(1013.25)

K= Kp(p)=1.644*10*(1013.25)*(101.325)=1.644*10

2. 在25℃和标准状态下,已知CaCO3(s)、CaO(s)和CO2(g) 的标准摩尔生成吉布斯能分别

为-1128.76 kJ·mol-1、-604.2 kJ·mol-1和-394.38 kJ·mol-1,求:CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的

θ

θ

2

-2

-2

2

-

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ΔrGθm。

解:Δr Gm=Δf Gm,CaO(s)+ Δf Gm,CO2(g)- Δf Gm,CaCO3(s)

=-394.38-604.2+1128.76=130.18 kJ·mol-1 3. 已知25℃时下列反应的标准摩尔生成吉布斯能

2C2H2(g) + 3H2O(g) = CH3COCH3(g) + CO2(g) + 2H2(g)

△fGm (kJ·mol-1) 209.2 -228.59 -154.62 -394.38 计算25℃时的标准平衡常数K。

解:Δr Gm=Δf Gm,CO2(g)+ Δf Gm,CH3COCH3(g)- 2Δf G =-394.38-154.62+228.59*3-209.2*2 =-281.63

θ

Δr Gm=-RTln K?

ln K?=529.61*1000/8.314/298=113.67

49

K?=2.157*10

θ

θ

θ

θ

m,C2H2(g)

θ

θ

θ

θ

?

?

- 3Δf G

θ

m,H2O(g)

第五章 相平衡

一、判断题

1. 在适当的压力下,水蒸气可以直接凝结为冰。 (√) 2. 水蒸气、液态水和冰有可能同时共存。 (√) 3. 在单相区,物系点与相点重合;在多相区,物系点与相点不重合。 (√) 4. 两种固体混合后的熔点降低。 (√)

二、单选题

1. 对于双组分完全互溶系统的恒沸物,下列说法正确的是 A.气液两相的组成相同 B.液相中两种组分的含量相同 C.气相中两种组分的含量相同

D.较易挥发组分在气相中的含量高于在液相中的含量

2. 组分A和B沸点TA > TB,两者可构成最高恒沸物,组分为E。现将任意比例的A和B混合,

于精馏塔中蒸馏,则塔顶馏出物为 。 ( D) A.纯A

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A 。

B.纯B C.恒沸物E

D.可能为A,也可能为B

3. 双组分系统的最低共熔点,由 相组成。 D

A.0 B.1 C.2 D.3

三、填空题

1. 碳酸钠与水可以形成三种含水盐。在一个大气压下,最多可以得到 2 种与冰共存

的含水盐。

2. 硫酸与水可形成三种水合物:H2SO4?H2O(s)、H2SO4?2H2O(s)和H2SO4?4H2O(s)。常压下,

H2O (s) 与H2SO4溶液及一种H2SO4水合物(s)三相平衡,则该水合物含有 1 个水分子。

3. 双组分系统恒沸点的自由度等于 0 。

4. 在相图中,代表系统总组成的点 称为物系点。 5. 在相图中,代表各相组成的点 称为相点。

四、简答题

1. 对于二组分系统相图,是否必须保持温度或压力恒定?为什么?

答:要在平面上绘制相图,变量数不能大于2,及自由度不能大于2。根据相律:f=K-Ф+n,当相数Ф最小时,自由度f最大。将K=2和最小的Ф(Ф=1)代入相律,得f=2-1+n小于等于2,n小于等于1,因此对于二组分系统相图必须保持温度或压力恒定。 2. 什么是共轭溶液?

答:两个平衡共存的液相互称为共轭溶液。 3. 什么是上临界溶解温度?

答:两种液体能够以任何比例完全互溶的最低温度。

4. 液体的饱和蒸气压越高,沸点就越低;而由克劳修斯—克拉珀龙方程表明,液体温度

越高,饱和蒸气压愈大。两者是否矛盾?为什么?

答:两者并不矛盾。因为沸点是指液体的饱和蒸汽压等于外压时对应的温度。在相同温度下不同液体的饱和蒸汽压一般不同,饱和蒸汽压高的液体,其饱和蒸汽压等于外压时所需的温度较低,故沸点较低,克劳修斯-克拉伯龙方程是用于计算同一液体在不同温度下的饱和蒸汽压的,温度越高,液体越易蒸发,故饱和蒸汽压越大。

五、计算题

1. 乙酰乙酸乙酯是重要的化学试剂,它的蒸气压方程为

lnp=-5960+B T此试剂在正常沸点181℃时部分分解,但在70℃是稳定的。用减压蒸馏法提纯时,压力

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应减低到多少?并求该试剂的摩尔气化热。

解:1)已知正常沸点181℃时的压力是P1101.325kpa,代入方程 lnP1=(-5960/T1)+B

ln101.325=(-5960/454)+B B=17.746

已知稳定温度70℃代入方程 lnP2=(-5960/T2)+B

lnp2=(-5960/343)+17.746

lnp2=0.3699 P=1454pa 2)-△vapHm/R=5960

-△vapHm=5960*8.314=49.55KJ/mol

2. 如图所示,当T = t1时,由8mol A与2mol B组成的二组分固-液平衡系统的物系点为O点,液相点M所对应的液相组成为xB(l)=0.5,固相为纯A,求此时平衡共存两相的量。

解:根据杠杆规则:ns/nl=(0.5-0.2)/0.2=3/2 由于ns+nl=8mol+2mol=10mol 所以ns=6mol nl=4mol

第六章 电化学

一、判断题

1. E是电池反应达平衡时的电动势。 (×) 2. 电化学中规定,阳极总是发生氧化反应。 (√)

?

二、单选题

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1. 在电导滴定中,用强碱滴定弱酸时,终点以后溶液的电导 A.不变

B.减小

D 。

C.不规则改变 D.增加

2. 公式 Λm?Λ?m(1?βc) 适用于 A 。

A.任何电解质溶液 B.电解质稀溶液 C.强电解质稀溶液 D.弱电解质稀溶液

3. 当电池的电动势E = 0 V时, C 。

A.电池反应中,反应物的活度与产物的活度相等 B.电池反应中,反应物的活度与产物的活度相等 C.正、负极的电极电势相等 D.正、负极的标准电极电势相等

三、填空题

公式ΔG= - zFE 的使用条件是 封闭系统中的等温等压,非体积功只做电功的可逆过程 。 1. 已知下列电极反应的?θ值:Fe2+ ? 2e ?? Fe,?1θ;Fe3+? e? ?? Fe2+,?2θ。则电极反应Fe3+ ? 3e? ?? Fe的?3θ值为_ ?O2???2?1

3OO2. 蓄电池充电时,蓄电池的正极与外加电源的 正 极连接。

四、简答题

1. 什么是电导率?

答:相距一米,截面积为一平方米的两平行电极间放置一立方米电解质溶液时所具有的电导。 2. 什么是标准电极电势?

答:在标准状态下,标准氢电极作为负极,给定电极作为正极,所组成的电池的电动势称为该电极的标准电极电势。

五、计算题

1. 298 K时,AgCl的Kspθ=1.56×10?10,计算其在0.01 mol·kg?1KNO3水溶液中的溶解度。 (1)该电导池的电导池常数; 解:因为G=1/R ,G=R*A/l

-1

所以l/A=kR=0.2786*82.4=22.96m

(2)0.0025mol·dm-3的 K2SO4 溶液的电导率;

-1

K2=l/R2A=1/376*22.96=0.06105S·m

(3)0.0025mol·dm-3的 K2SO4 溶液的摩尔电导率。

解:因为∧m=KVm=k/c 所以∧m(K2SO4)=k/c=6.11*10/0.0025*10=0.0245S·m·mol 2. 25℃时,已知?Fe3?/Fe2??0.771V,?Iθθ-2/I-2

3

2

-1

?0.5355V,计算化学反应

第 10 页 共 17 页


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