一、选择题(共20分;2分/小题)
1.恒温时理想气体的S和V的关系如图所示,哪一个图是正确的?
(1) (2) (3) (4)
2. 如图所示,在一绝热气缸上有一理想活塞,内有一加热电阻R,气缸内有理想气体,塞外为1标准大气压,现通过R缓缓加热,使气体缓慢膨胀,则下列哪几个公式能继续适用?(多选题)
(1) Qp=H; (2)W=p(V2 –V1); (3)G=H-TS;
(4)U=Q-W (5) dU=SdT-pdV; (6) H=U+pV
3.在土壤中插入两根玻璃管,其中注有一定量的电解质溶液,在玻璃管中加上电极,通电一段时间后,何极的液体升高?
(1)正极; (2)负极; (3)不升高。
4.在298K时,某弱电解质溶液浓度从0.01mol•Kg-1增加到0.1mol•Kg-1,其电导率和摩尔电导率的变化为:
(1)κ减少,∧m增加; (2)κ增加,∧m减少;
(3)κ减少,∧m减少; (4) κ及∧m均增加。
5.若电池反应Fe+Cu2+→Cu+Fe2+是热力学自发过程,则:
(1) Fe电极是正极,Cu电极是负极 (2)
(3) Fe2+的活度大于Cu2+的活度 (4)反应一定是放热反应
6.已知250C时的电极反应:
(a)Fe2++2e-=Fe(s)的标准电极电势φ1=-0.439V
(b)Fe3++e-=Fe2+的标准电极电势φ2=0.77V
©Fe3++3e-=Fe(s)的标准电极电势φ3= ?
(1) 0.331V; (2) –0.036V; (3) –0.331V; (4) 0.036V
7. 在化学动力学中,质量作用定律
(1) 适用于任一恒温反应 (2) 只适用于理想气体恒温反应
(3)只适用于基元反应 (4) 只适用于恒温恒容化学反应
8.有一化学反应,其反应物反应掉7/8所需时间是它反应掉一半所需时间的3倍,则其反应级数为
(1) 0级 (2) 1级 (3) 2级 (4) 3级
9.在粗细不均匀的玻璃毛细管中有一小水滴,平衡后其正确的位子应该是下图中的哪一个:
(1) (2)
(3) (4)
10.开始时有任意量的HCl(g)和NH3(g)组成的系统中,下列反应达平衡后:
HCl(g)+NH3(g)= NH4Cl(s)
则有:
(1) S =3, K=3, f =2; (2) S =3, K=2, f =2;
(3) S =3, K=2, f =1; (4) S =3, K=3, f =1;
二、填空题(共30分,1~4题:2分/题)
1.醋酸高温裂解制乙烯酮,副反应生成甲烷。
CH3COOH CH=CO+H2O (1)
CH3COOH CH4+CO2 (2)
已知916ºC时,k1=4.65S-1,k2=3.74S-1,则使99%醋酸分解需要的时间为: (1) S。
2.乙胺(C2H5NH2)溶于水形成C2H5NH3OH,今有1mol乙胺溶于水制成0.016m3溶液,所生成的C2H5NH3OH是弱电解质,按下式电离
C2H5NH3OH=C2H5NH3++OH-
298.2K时测得该溶液的电导率κ=0.1312Ω-1m-1,其无限稀释摩尔电导率 ,则该条件下C2H5NH3OH的电离度α = ( 2 ) 。
3.在25ºC时,电解0.5mol•Kg-1CuSO4中性溶液,若H2在Cu上的过电势为0.230V,则在阴极上开始析出H2时,残留的Cu2+浓度为(3)mol•Kg-1( )
4.用波长٨=253.7nm的紫外光照射HI气体时,因吸收307J光能而使HI分解1.30×10-3mol,则该反应的量子效率Φ= ( 4 )。
5. (5分)固体物质A和B形成的相图如上所示,当组成为X的熔液冷却时,请画出其冷却曲线,并指出每个转折处的反应。
6. (6分)制备金溶胶是在碱性溶液中用HCHO还原HAuCl4,反应可表示为:
HAuCl4+5NaOH→NaAuO2+4NaCl+H2O
2NaAuO2+3HCHO+NaOH→2Au+3HCOONa+2H2O
(1) 写出金溶胶的胶团结构式。
(2) 画出其双电层结构示意图,并在图上标示出动电势ξ的物理意义。
7. (6分)用蒸气压法测定水在不同温度下的蒸气压可求出水的蒸发热
(1) 画出实验装置示意图;
(2) 简明扼要地写出操作过程;
(3) 处理数据依据的公式是什么?。
8. (5分)A和B与水形成的水盐体系相图如下所示:
请列表并填上1~6各相中所存在的物态。
三、计算题(共50分,10分/题)
1. 298K时,各种常数如下表:
130.6
J•K-1•mol-1 205.0
J•K-1•mol-1 188.7
J•K-1•mol-1 -241.8
kJ•mol-1 3.17×103
kPa
试求反应: H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(l) 的K.
2.673K时,化学反应:
NO2(g) NO(g)+ 1/2O2(g)
经试验证明可以进行完全,并且是一个二级反应(产物NO及O2对反应速率无影响)。以NO2消失表示的反应速率常数k与温度T之间的关系为:
(1)求反应的表观活化能Ea及指前因子A;
(2)如673K时,将压力为26.7kPa的NO2通入一反应器,使之发生上述反应。试计算反应器中的压力达到32.0kPa所需的时间。
3.298K,p条件下,有化学反应:
Ag2SO4(s) + H2(p) =2 Ag(s) + H2SO4(0.1mol•Kg-1)
已知 , 。
(1) 试给该化学反应设计一可逆电池。
(2) 计算Ag2SO4的活度积。
(3) 计算该电池的电动势E(假设活度系数都等于1)。
4.某高分子电解质NaR,其分子量不均匀,在水中能完全解离。当半透膜的半径为~0.45µm时,有20%能透过半透膜。现将浓度为0.1mol•Kg-1的NaR的溶液放在膜内,膜外放置0.2mol•Kg-1的NaCl溶液, 求平衡后:
(1) 膜内外各种离子的浓度
(2) 该溶液的渗透压为多少。
5. 500ºC时,反应:
CaCO3(s) →CaO(s)+CO2(g) K=1,
(1) 求将CaCO3(s)粉碎至30nm(1nm=10-9m)的微粉后的标准平衡常数。
(2) 假设ΔrHm不随温度而变化,当K与粉碎至微粉后的K相同时,此时的温度为多少?
(CaCO3(s)的密度为3.9×103Kg•m-3; ;表面张力为1210×10-3N•m-1; ΔrHm为175 kJ•mol-1)
1.恒温时理想气体的S和V的关系如图所示,哪一个图是正确的?
(1) (2) (3) (4)
2. 如图所示,在一绝热气缸上有一理想活塞,内有一加热电阻R,气缸内有理想气体,塞外为1标准大气压,现通过R缓缓加热,使气体缓慢膨胀,则下列哪几个公式能继续适用?(多选题)
(1) Qp=H; (2)W=p(V2 –V1); (3)G=H-TS;
(4)U=Q-W (5) dU=SdT-pdV; (6) H=U+pV
3.在土壤中插入两根玻璃管,其中注有一定量的电解质溶液,在玻璃管中加上电极,通电一段时间后,何极的液体升高?
(1)正极; (2)负极; (3)不升高。
4.在298K时,某弱电解质溶液浓度从0.01mol•Kg-1增加到0.1mol•Kg-1,其电导率和摩尔电导率的变化为:
(1)κ减少,∧m增加; (2)κ增加,∧m减少;
(3)κ减少,∧m减少; (4) κ及∧m均增加。
5.若电池反应Fe+Cu2+→Cu+Fe2+是热力学自发过程,则:
(1) Fe电极是正极,Cu电极是负极 (2)
(3) Fe2+的活度大于Cu2+的活度 (4)反应一定是放热反应
6.已知250C时的电极反应:
(a)Fe2++2e-=Fe(s)的标准电极电势φ1=-0.439V
(b)Fe3++e-=Fe2+的标准电极电势φ2=0.77V
©Fe3++3e-=Fe(s)的标准电极电势φ3= ?
(1) 0.331V; (2) –0.036V; (3) –0.331V; (4) 0.036V
7. 在化学动力学中,质量作用定律
(1) 适用于任一恒温反应 (2) 只适用于理想气体恒温反应
(3)只适用于基元反应 (4) 只适用于恒温恒容化学反应
8.有一化学反应,其反应物反应掉7/8所需时间是它反应掉一半所需时间的3倍,则其反应级数为
(1) 0级 (2) 1级 (3) 2级 (4) 3级
9.在粗细不均匀的玻璃毛细管中有一小水滴,平衡后其正确的位子应该是下图中的哪一个:
(1) (2)
(3) (4)
10.开始时有任意量的HCl(g)和NH3(g)组成的系统中,下列反应达平衡后:
HCl(g)+NH3(g)= NH4Cl(s)
则有:
(1) S =3, K=3, f =2; (2) S =3, K=2, f =2;
(3) S =3, K=2, f =1; (4) S =3, K=3, f =1;
二、填空题(共30分,1~4题:2分/题)
1.醋酸高温裂解制乙烯酮,副反应生成甲烷。
CH3COOH CH=CO+H2O (1)
CH3COOH CH4+CO2 (2)
已知916ºC时,k1=4.65S-1,k2=3.74S-1,则使99%醋酸分解需要的时间为: (1) S。
2.乙胺(C2H5NH2)溶于水形成C2H5NH3OH,今有1mol乙胺溶于水制成0.016m3溶液,所生成的C2H5NH3OH是弱电解质,按下式电离
C2H5NH3OH=C2H5NH3++OH-
298.2K时测得该溶液的电导率κ=0.1312Ω-1m-1,其无限稀释摩尔电导率 ,则该条件下C2H5NH3OH的电离度α = ( 2 ) 。
3.在25ºC时,电解0.5mol•Kg-1CuSO4中性溶液,若H2在Cu上的过电势为0.230V,则在阴极上开始析出H2时,残留的Cu2+浓度为(3)mol•Kg-1( )
4.用波长٨=253.7nm的紫外光照射HI气体时,因吸收307J光能而使HI分解1.30×10-3mol,则该反应的量子效率Φ= ( 4 )。
5. (5分)固体物质A和B形成的相图如上所示,当组成为X的熔液冷却时,请画出其冷却曲线,并指出每个转折处的反应。
6. (6分)制备金溶胶是在碱性溶液中用HCHO还原HAuCl4,反应可表示为:
HAuCl4+5NaOH→NaAuO2+4NaCl+H2O
2NaAuO2+3HCHO+NaOH→2Au+3HCOONa+2H2O
(1) 写出金溶胶的胶团结构式。
(2) 画出其双电层结构示意图,并在图上标示出动电势ξ的物理意义。
7. (6分)用蒸气压法测定水在不同温度下的蒸气压可求出水的蒸发热
(1) 画出实验装置示意图;
(2) 简明扼要地写出操作过程;
(3) 处理数据依据的公式是什么?。
8. (5分)A和B与水形成的水盐体系相图如下所示:
请列表并填上1~6各相中所存在的物态。
三、计算题(共50分,10分/题)
1. 298K时,各种常数如下表:
130.6
J•K-1•mol-1 205.0
J•K-1•mol-1 188.7
J•K-1•mol-1 -241.8
kJ•mol-1 3.17×103
kPa
试求反应: H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(l) 的K.
2.673K时,化学反应:
NO2(g) NO(g)+ 1/2O2(g)
经试验证明可以进行完全,并且是一个二级反应(产物NO及O2对反应速率无影响)。以NO2消失表示的反应速率常数k与温度T之间的关系为:
(1)求反应的表观活化能Ea及指前因子A;
(2)如673K时,将压力为26.7kPa的NO2通入一反应器,使之发生上述反应。试计算反应器中的压力达到32.0kPa所需的时间。
3.298K,p条件下,有化学反应:
Ag2SO4(s) + H2(p) =2 Ag(s) + H2SO4(0.1mol•Kg-1)
已知 , 。
(1) 试给该化学反应设计一可逆电池。
(2) 计算Ag2SO4的活度积。
(3) 计算该电池的电动势E(假设活度系数都等于1)。
4.某高分子电解质NaR,其分子量不均匀,在水中能完全解离。当半透膜的半径为~0.45µm时,有20%能透过半透膜。现将浓度为0.1mol•Kg-1的NaR的溶液放在膜内,膜外放置0.2mol•Kg-1的NaCl溶液, 求平衡后:
(1) 膜内外各种离子的浓度
(2) 该溶液的渗透压为多少。
5. 500ºC时,反应:
CaCO3(s) →CaO(s)+CO2(g) K=1,
(1) 求将CaCO3(s)粉碎至30nm(1nm=10-9m)的微粉后的标准平衡常数。
(2) 假设ΔrHm不随温度而变化,当K与粉碎至微粉后的K相同时,此时的温度为多少?
(CaCO3(s)的密度为3.9×103Kg•m-3; ;表面张力为1210×10-3N•m-1; ΔrHm为175 kJ•mol-1)