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大学物理化学考试题库
第一章 热力学第一定律练习题
一、选择题:
1.体系的下列各组物理量中都是状态函数的是:
(A) T,p,V,Q; (B)m,Vm,Cp,∆V;
(C) T,p,V,n; (D)T,p,U,W。
2.对于内能是体系状态的单值函数概念,错误理解是:
(A) 体系处于一定的状态,具有一定的内能;
(B) 对应于某一状态,内能只能有一数值不能有两个以上的数值;
(C) 状态发生变化,内能也一定跟着变化;
(D) 对应于一个内能值,可以有多个状态。
3.在一个绝热刚瓶中,发生一个放热的分子数增加的化学反应,那么:
(A)(A) Q>0,W>0,∆U>0;
(B)(B) Q=0,W=0,∆U<0;
(C)(C) Q=0,W=0,∆U=0;
(D)Q<0,W>0,∆U<0。
4.对于封闭体系来说,当过程的始态与终态确定后,下列各项中哪一个无确定值:
(A) Q; (B)Q+W;
(C)W(当Q=0时); (D)Q(当W=0时)。
5.下述说法中,哪一种不正确:
(A) 焓是体系能与环境进行交换的能量;
(B) 焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量;
(C) 焓是体系状态函数;
(D) 焓只有在某些特定条件下,才与体系吸热相等。
6.在等压下,进行一个反应A+BC,若∆rHm>0,则该反应一定是:
(A) 吸热反应;(B)放热反应;(C)温度升高;(D)无法确定。
7.一定量的单原子理想气体,从A态变化到B态,变化过程不知道,但若A态与B态两点的压强、体积和温度都已确定,那就可以求出:
(A) 气体膨胀所做的功; (B)气体内能的变化;
(C) 气体分子的质量; (D)热容的大小。
8.一定量的理想气体,经如图所示的循环过程,A→B
为等温过程,B→C等压过程,C→A为绝热过程,那么
曲边梯形ACca的面积表示的功等于:
(A) B→C的内能变化; (B)A→B的内能变化;
(C) C→A的内能变化; (D)C→B的内能变化。
9.理想气体从同一始态(p1,V1,T1)出发,分别经恒温可逆压缩(T)、
绝热可逆压缩(i)到终态体积为V2时,环境对体系所做功的绝对值比较:
(A) WT>Wi; (B)WT (C) WT=Wi; (D)无确定关系。 10.计算“反应热效应”时,为了简化运算,常假定反应热效应与温度无关,其实质是: (A) 状态函数之值与历史无关; (B) 物质的热容与状态无关; (C) 物质的热容与温度无关; (D)(D) 反应前后体系的热容不变。 第二章 热力学第二定律 一、选择题: 1.可逆热机的效率最高,因此由可逆热机带动的火车: (A) 跑的最快;(B)跑的最慢; (C)夏天跑的快; (D)冬天跑的快。 2.在一定速度下发生变化的孤立体系,其总熵的变化是什么? (A) 不变; (B)可能增大或减小; (C)总是增大; (D)总是减小。 3.理想气体在绝热条件下,在恒外压下被压缩到终态,则体系与环境的熵变: (A) ∆S(体)>0,∆S(环)>0; (B)∆S(体)<0,∆S(环)<0; (C) ∆S(体)>0,∆S(环)=0; (D)∆S(体)>0,∆S(环)<0。 4.如图,可表示理想气体卡诺循环的示意图是: (A) 图⑴; (B)图⑵; (C)图⑶; (D)图⑷。 5.某体系等压过程A→B的焓变∆H与温度T无关,则该过程的: (A) ∆U与温度无关; (B)∆S与温度无关; (C) ∆F与温度无关; (D)∆G与温度无关。 6.等温下,一个反应aA+bB=dD+eE的∆rCp=0,那么: (A) ∆H与T无关,∆S与T无关,∆G与T无关; (B) ∆H与T无关,∆S与T无关,∆G与T有关; (C) ∆H与T无关,∆S与T有关,∆G与T有关; (D) ∆H与T无关,∆S与T有关,∆G与T无关。 7.等温等压下进行的化学反应,其方向由∆rHm和∆rSm共同决定,自发进行 的反应应满 足下列哪个关系式: (A) ∆rSm=∆rHm/T; (B)∆rSm>∆rHm/T; (C) ∆rSm≥∆rHm/T; (D)∆rSm≤∆rHm/T。 8.等容等熵条件下,过程自发进行时,下列关系肯定成立的是: (A) ∆G<0; (B)∆F<0; (C)∆H<0; (D)∆U<0。 9.已知水的六种状态: ①100℃,pH2O(l);②99℃,2pH2O(g);③100℃,2pH2O(l);④100℃、2pH2O(g);⑤101℃、pH2O(l);⑥101℃、pH2O(g)。 它们化学势高低顺序是: (A) μ2>μ4>μ3>μ1>μ5>μ6; (B)μ6>μ5>μ4>μ3>μ2>μ1; (C) μ4>μ5>μ3>μ1>μ2>μ6; (D)μ1>μ2>μ4>μ3>μ6>μ5。 10.任一单组分体系,恒温下,其气(g)、液(l)态的化学势(μ)与压力(p)关系图正确是: (A) (1); (B) (2); (C)(3); (D)(4)。 二、计算题 1、2.0mol理想气体在27℃、20.0dm3下等温膨胀到50.0dm3,试计算下述各过程的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS。 (1) (1) 可逆膨胀; (2)自由膨胀;(3)对抗恒外压101kPa膨胀。 2、2.0mol理想气体由5.00MPa、50℃加热至10.00MPa、100℃,试计算该过程的ΔS。 已知Cp,m=29.10J·mol-1·K-1。 3、计算下列各物质在不同状态时熵的差值。 (1)1.00g水(273K,101325Pa)与1.00g冰(273K,101325Pa)。 已知冰的熔化焓为335J/g。 (2)1.00mol水蒸气(373K,101325Pa)与1.00mol水(373K,101325Pa)。 已知水的蒸发焓为2258J/g。 (3)1.00mol水(373K,0.10MPa)与1.00mol水(298K,0.10MPa)。 已知水的质量热容为4.184J/(gK)。 (4)1.00mol水蒸气(373K,0.10MPa)与1.00mol水蒸气(373K,1.00MPa)。 假定水蒸气看作理想气体。 3、1.00mol理想气体,在298K时,经 (1)等温可逆膨胀,体积从24.4dm3变为244dm3; (2)克服恒定的外压10.1kPa从24.4dm3等温膨胀到244dm3,求两过程的ΔS、ΔG、ΔA; (3)判断上述两过程的方向和限度以什么函数为判据较方便,试加以说明。 4、1.00molH2(假定为理想气体)由100℃、404kPa膨胀到25℃、101kPa,求ΔU、ΔH、ΔA、ΔG。 5、混合理想气体组分B的化学势可用μB=μ +RTln(pB/p)表示。 这里,μ 是组分B的标准化学势,pB是其分压。 (1)求在恒温、恒压下混合这些组份气体成理想混合气体的热力学能、焓、熵、吉布斯函数及体积变化; (2)求理想混合气体的状态方程。 第三章 化学平衡 一、选择题: 1.化学反应若严格遵循体系的“摩尔吉布斯自由能-反应进度”的曲线进行,则该反应最终处于: (A) 曲线的最低点; (B) 最低点与起点或终点之间的某一侧; (C) 曲线上的每一点; (D)曲线以外某点进行着热力学可逆过程。 2.设反应A(s)=D(g)+G(g)的∆rGm(J·mol-1)=-4500+11(T/K),要防止反应发生,温度必须: (A) 高于409K; (B)低于136K; (C) 高于136K而低于409K; (D)低409K。 3.恒温下某氧化物分解反应: AO2(s)=A(s)+O2(g)的平衡常数为Kp (1),若反应2AO2(s)=2A(s)+2O2(g)的平衡常数Kp (2),则: (A)(A) Kp (1)>Kp (2); (B)(B) Kp (1)< Kp (2); (C)(C) Kp (1)=Kp (2); (D)有的Kp (1)>Kp (2),有的Kp (1) (2)。 4.下列叙述中不正确的是: (A)(A) 标准平衡常数仅是温度的函数; (B)催化剂不能改变平衡常数的大小; (C) 平衡常数发生变化,化学平衡必定发生移动,达到新的平衡; (D) 化学平衡发生新的移动,平衡常数必发生变化。 5.反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g),在600℃、100kPa 下达到平衡后,将压力增大到5000kPa,这时各气体的逸度系数为γ(CO2)=1.09、γ(H2)=1.10、γ(CO)=1.23、γ(H2O)= 0.77。 这时平衡点应当: (A) 保持不变; (B)无法判断; (C) 移向右方(产物一方); (D)移向左方(反应物一方)。 6.已知化合物: ①CaCO3的分解温度为897℃;②MnCO3的分解温度为525℃,它们在298K下分解反应的平衡常数Kp关系为: (A)Kp①>Kp②; (B)Kp① (C)Kp①=Kp②; (D)无法比较。 7.分解反应A(s)=B(g)+2C(g),此反应的平衡常数Kp与离解压力p之间关系为: (A)(A) Kp=4p3; (B)Kp=4p3/27; (C)Kp=p3/27; (D)Kp=p2。 8.设反应aA+bB=gG+hH,在p下,300K时的转化率是600K的2倍,在300K下,总压力为p时的转化率是总压力2p的2倍,可推测该反应: (A) 平衡常数与温度、压力成正比; (B) 平衡常数与温度成正比,与压力成反比; (C) 该反应是一个体积增加的放热反应; (D)(D) 该反应是一个体积增加的吸热反应。 9.放热反应2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)达平衡后,若分别采取 1① 增加压力;②减少NO2的分压;③增加O2分压;④升高温度; ⑤加入催化剂,能使平衡向产物方向移动的是: (A) ①②③; (B)②③④; (C)③④⑤; (D)①②⑤。 10.在某温度下,一密闭的刚性容器中的PCl5(g)达到分解平衡,若往此容器中充入N2(g)使体系压力增大二倍(此时体系仍可按理想气体处理),则PCl5(g)的离解度将: (A) 增大; (B)减小; (C)不变; (D)视温度而定。 二、计算题 1、1、 氧化钴(CoO)能被氢或CO还原为Co,在721℃、101325Pa时,以H2还原,测得平衡气相中H2的体积分数 =0.025;以CO还原,测得平衡气相中CO的体积分数 =0.0192。 求此温度下反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)的平衡常数 。 2.2. 知反应PbS(s)+1.5O2(g)=PbO(s,红)+SO2(g),试计算在762K下的平衡常数,并证明此温度下反应可进行得很完全(可作近似计算)。 3、设物质A按下列反应分解成B和C: 3A=B+C,A、B、C均为理想气体。 在压力为101325Pa,温度为300K时测得有40%解离,在等压下将温度升高10K,结果A解离41%,试求反应焓变。 2、2、 银可能受到H2S(g)的腐蚀而发生下面的反应: H2S(g)+2Ag(s)=Ag2S(s)+H2(g),在25℃及101325Pa下,将Ag放在等体积的氢和硫化氢组成的混合气体中,问 (1)是否可能发生腐蚀而生成硫化银? (2)在混合气体中硫化氢的体积分数低于多少才不致发生腐蚀? 已知25℃时Ag2S(s)和H2S(g)的标准摩尔生成吉布斯函数分别为-40.25和-32.90kJ·mol-1。 4、 (1)某铁矿含钛,以TiO2形式存在,试求用碳直接还原TiO2的最低温度。 若高炉内的温度为1700℃,TiO2能否被还原? (2)若钛矿为FeTiO3(s),试求用碳直接还原的最低温度。 在上述高炉中FeTiO3(s)能否被还原? 第四章 液态混合物和溶液 一、选择题: 1.1. 1 molA与nmolB组成的溶液,体积为0.65dm3,当xB=0.8时,A的偏摩尔体积VA=0.090dm3·mol-1,那么B的偏摩尔VB为: (A) 0.140dm3·mol-1; (B)0.072dm3·mol-1; (C) 0.028dm3·mol-1; (D)0.010dm3·mol-1。 2.25℃时,A与B两种气体的亨利常数关系为kA>kB,将A与B同时溶解在某溶剂中达溶解到平衡,若气相中A与B的平衡分压相同,那么溶液中的A、B的浓度为: (A) mA (C)mA=mB; (D)无法确定。 3.下列气体溶于水溶剂中,哪个气体不能用亨利定律: (A) N2; (B)O2; (C)NO2; (D)CO。 4.在298.2K、101325Pa压力下,二瓶体积均为1dm3的萘溶于苯的溶液,第一瓶中含萘1mol;第二瓶中含萘0.5mol。 若以μ1及μ2分别表示二瓶萘的化学势,则: (A) μ1>μ2;(B)μ1<μ2; (C)μ1=μ2;(D)不能确定。 5.298K、101.325kPa下,将50ml与100ml浓度均为1mol·dm-3萘的苯溶液混合,混合液的化学势μ为: (A)(A) (A) μ=μ1+μ2 ; (B)μ=μ1+2μ2; (C)μ=μ1=μ2; (D)μ=⅓μ1+⅔μ2。 6.对于实际稀溶液中的溶剂与溶质的活度系数,下列说法中正确的是: (溶质用xB表示组成): (A) 当xA→0,γA→0;当xB→0,γB→1; (B) 当xA→0,γA→1;当xB→0,γB→1; (C) 当xA→1,γA→1;当xB→0,γB→1; (D) 当xA→1,γA→1;当xB→1,γB→1。 7.苯(A)与甲苯(B)形成理想混合物,当把5mol苯与5mol甲苯混合形成溶液,这时,与溶液相平衡的蒸汽中,苯(A)的摩尔分数是: (A) yA=0.5; (B)yA<0.5; (C)yA>0.5; (D)无法确定。 8.液体A与B混合形成非理想混合物,当A与B分子之间作用力大于同种分子之间作用力时,该混合物对拉乌尔定律而言: (A) 产生正偏差; (B)产生负偏差; (C)不产生偏差; (D)无法确定。 9.挥发性溶质溶于溶剂形成的稀溶液,溶液的沸点会: (A) 降低; (B)升高; (C)不变; (D)可能升高或降低。 10.冬季建筑施工时,为了保证施工质量,常在浇筑混凝土时加入盐类,为达到上述目的,现有下列几种盐,你认为用哪一种效果比较理想? (A) NaCl; (B)NH4Cl; (C)CaCl2; (D)KCl。 二、计算题 1、1、 25℃时,wB=0.0947的硫酸水溶液,密度为1.0603g/cm-3,求硫酸的摩尔分数,质量摩尔浓度和物质的量浓度以及质量浓度。 2、0℃时,101325Pa的氧气在水中的溶解度为344.90cm3,同温下,101325Pa的氮气在水中的溶解度为23.50cm3,求0℃时与常压空气呈平衡的水中所溶解的氧气和氮气的摩尔比。 3、已知AgCl-PbCl2在800℃时可作为理想液态混合物,求300gPbCl2和150gAgCl混合成混合物时系统的摩尔熵变和摩尔吉布斯函数变以及AgCl和PbCl2在混合物中的相对偏摩尔吉布斯函数。 4、在1073℃时曾测定了氧在100g液态Ag中的溶解度数据如下: p(O2)/Pa 17.06 65.05 101.31 160.36 V(O2标况下)/cm3 81.5 156.9 193.6 247.8 (1)试判断,氧在Ag中溶解是否遵守西弗特定律; (2) (2) 在常压空气中将100gAg加热至1073℃,最多能从空气中吸收多少氧? 5、5、 丙酮 (1)和甲醇 (2)组成溶液,在101325Pa下测得下列数据: x1=0.400,y1=0.516,沸点为57.20℃,已知该温度下p1*=104.8kPa,p2*=73.5kPa。 以纯液态为标准态,应用拉乌尔定律分别求溶液中丙酮及甲醇的活度因子及活度。 第五章 相平衡 一、选择题: 1.H2O、K+、Na+、Cl-、I-体系的组分数是: (A) K=3; (B)K=5; (C)K=4; (D)K=2。 2.克劳修斯-克拉伯龙方程导出中,忽略了液态体积。 此方程使用时,对体系所处的温度要求: (A) 大于临界温度; (B)在三相点与沸点之间; (C) 在三相点与临界温度之间; (D)小于沸点温度。 3.单组分固-液两相平衡的p~T曲线如图所示,则: (A) Vm(l)=Vm(s); (B)Vm(l)>Vm(s); (C) Vm(l)<Vm(s); (D)无法确定。 4.如图,对于右边的步冷曲线对应是哪个物系点 的冷却过程: (A) a点物系; (B)b点物系; (C) c点物系; (D)d点物系。 5.如图,对于形成简单低共熔混合物的二元相图, 当物系的组成为x,冷却到t℃时,固液二相 的重量之比是: (A)(A) w(s)∶w(l)=ac∶ab; (B)w(s)∶w(l)=bc∶ab; (B)(B) w(s)∶w(l)=ac∶bc; (D)w(s)∶w(l)=bc∶ac。 6.如图,对于形成简单低共熔混合物的二元相图, 当物系点分别处于C、E、G点时,对应的平衡共存 的相数为: (A) C点1,E点1,G点1; (B) C点2,E点3,G点1; (C) C点1,E点3,G点3; (D) C点2,E点3,G点3。 7.在第一种物质中加入第二种物质后,二者的熔点发生什么变化? (A) 总是下降; (B)总是上升; (C) 可能上升也可能下降; (D)服从拉乌尔定律。 8.如图是FeO与SiO2的恒压相图,那么存在 几个稳 定化合物: (A) 1个; (B)2个; (C)3个; (D)4个。 9.如图是恒温恒压下的三组分盐水体系相图,复盐 可形成水合物,存在几个三相平衡区: (A)(A) (A) 2个; (B)3个; (C)4个; (D)5个。 二、计算题 1、指出下面二组分平衡系统中的相数、独立组分数和自由度数。 (1)部分互溶的两个液相成平衡。 (2)部分互溶的两个溶液与其蒸气成平衡。 (3)气态氢和氧在25℃与其水溶液呈平衡。 (3)(3) 气态氢、氧和水在高温、有催化剂存在。 2、已知液态银的蒸汽压与温度的关系式如下: Lg(p/kPa)=-(14323K)T-1-0.539lg(T/K)-0.09×10-3T/K+9.928 计算液态银在正常沸腾温度2147K下的摩尔蒸发焓以及液态银与气态银的热溶差(ΔCp)。 3、已知100℃时水的饱和蒸汽压为101325kPa,市售民用高压锅内的压力可达233kPa,问此时水的沸点为多少度? 已知水的质量蒸发焓为2259.4kJ/kg。 4、已知铅的熔点是327℃,锑的熔点是631℃,现制出下列六种铅锑合金并作出冷却曲线,其转折点或水平线段温度为: 合金成分wB×100 5Sb 10Sb 13Sb 20Sb 40Sb 80Sb 转折点温度℃ 296和246 260和246 246 280和246 393和246 570和246 5、已知下列数据,试画出FeO-SiO2二组分固液平衡相图(不生成固溶体)? 熔点FeO=1154℃;SiO2=1713℃;2FeO·SiO2(化合物)=1065℃;FeO·SiO2(化合物)=1500℃ 共晶坐标: (1)t=980℃,x
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