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第二章熱力學(xué)第一定律-即時(shí)練習(xí)一、單選題:1.對(duì)于理想氣體的熱力學(xué)能有下述四種理解:(1)狀態(tài)一定,熱力學(xué)能也一定(2)對(duì)應(yīng)于某一狀態(tài)的熱力學(xué)能是可以直接測(cè)定的(3)對(duì)應(yīng)于某一狀態(tài),熱力學(xué)能只有一個(gè)數(shù)值,不可能有兩個(gè)或兩個(gè)以上的數(shù)值(4)狀態(tài)改變時(shí),熱力學(xué)能一定跟著改變其中都正確的是:()A.(1),(2);B.(3),(4);C.(2),(4);D.(1),(3)。答案:D.熱力學(xué)能是狀態(tài)的單值函數(shù),其絕對(duì)值無(wú)法測(cè)量。2.有一高壓鋼筒,打開(kāi)活塞后氣體噴出筒外,當(dāng)筒內(nèi)壓力與筒外壓力相等時(shí)關(guān)閉活塞,此時(shí)筒內(nèi)溫度將:()A.不變B.升高C.降低D.無(wú)法判定答案:C.氣體膨脹對(duì)外作功,熱力學(xué)能下降。3.1mol373K,標(biāo)準(zhǔn)壓力下的水,經(jīng)下列兩個(gè)不同過(guò)程變成373K,標(biāo)準(zhǔn)壓力下的水氣,(1)等溫、等壓可逆蒸發(fā)(2)真空蒸發(fā)這兩個(gè)過(guò)程中功和熱的關(guān)系為:(ΔU=Q+W):()A.W1<W2Q1>Q2B.W1<W2Q1<Q2C.W1=W2Q1=Q2D.W1>W2Q1<Q2答案:A.過(guò)程(1)中,系統(tǒng)要對(duì)外作功,相變所吸的熱較多。4.在一個(gè)密閉絕熱的房間里放置一臺(tái)電冰箱,將冰箱門(mén)打開(kāi),并接通電源使其工作,過(guò)一段時(shí)間之后,室內(nèi)的平均氣溫將如何變化?()A.升高B.降低C.不變D.不一定答案:A.對(duì)冰箱作的電功全轉(zhuǎn)化為熱了。5.凡是在孤立系統(tǒng)中進(jìn)行的變化,其ΔU和ΔH的值一定是:()A.ΔU>0,ΔH>0B.ΔU=0,ΔH=0C.ΔU<0,ΔH<0D.ΔU=0,ΔH不確定答案:D.熱力學(xué)能是能量的一種,符合能量守衡定律,在孤立系統(tǒng)中熱力學(xué)能保持不變。而焓雖然有能量單位,但它不是能量,不符合能量守衡定律。例如,在絕熱鋼瓶里發(fā)生一個(gè)放熱的氣相反應(yīng),ΔH可能回大于零。6.某理想氣體的γ=Cp/CV=1.40,則該氣體為幾原子分子?()A.單原子分子B.雙原子分子C.三原子分子D.四原子分子答案:B.1.40=7/5,CV=(5/2)RCp=(7/5)R,這是雙原子分子的特征。7.當(dāng)以5molH2氣與4molCl2氣混合,最后生成2molHCl氣。若以下式為基本單元,H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)則反應(yīng)進(jìn)度ξ應(yīng)是:()A.1molB.2molC.4molD.5mol答案:A.反應(yīng)進(jìn)度ξ=Δn/ν=2mol/2=1mol8.欲測(cè)定有機(jī)物燃燒熱Qp,一般使反應(yīng)在氧彈中進(jìn)行,實(shí)測(cè)得熱效應(yīng)為QV,公式Qp=QV+ΔnRT中的Δn為:()A.生成物與反應(yīng)物總物質(zhì)的量之差B.生成物與反應(yīng)物中氣相物質(zhì)的量之差C.生成物與反應(yīng)物中凝聚相物質(zhì)的量之差D.生成物與反應(yīng)物的總熱容差答案:B.ΔnRT一項(xiàng)來(lái)源于Δ(pV)一項(xiàng),若假定氣體是理想氣體,在溫度不變時(shí)Δ(pV)就等于ΔnRT9.下述說(shuō)法,何者正確?()A.水的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓即是氧氣的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓B.水蒸氣的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓即是氧氣的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓C.水的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓即是氫氣的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓D.水蒸氣的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓即是氫氣的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓答案:C.根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓的定義,只有(C)是正確的。因?yàn)檠鯕馐侵紕?,沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓,氫氣的燃燒產(chǎn)物是液體水,而不是水蒸氣。10.298K時(shí),石墨的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓ΔfH:()A.大于零B.小于零C.等于零D.不能確定答案:C.根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓定義,規(guī)定穩(wěn)定單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓為零。碳的穩(wěn)定單質(zhì)制定為石墨。

(C)恒容下壓力加倍,T2=2T1

所以

2.請(qǐng)計(jì)算1mol苯的過(guò)冷液體在-5℃,p$下凝固的ΔS和ΔG。已知-5℃時(shí),固態(tài)苯和液態(tài)苯的飽和蒸氣壓分別為2.25kPa和2.64kPa;-5℃及p$時(shí),苯的摩爾熔化焓為9.860kJ·思路:對(duì)于不可逆相變,必須設(shè)計(jì)一個(gè)始終態(tài)相同的可逆過(guò)程,才能計(jì)算其ΔS和ΔG解:設(shè)系統(tǒng)經(jīng)5步可逆過(guò)程完成該變化,保持溫度都為-5℃

總的△G的變化值是五步變化值的和,

但是,因?yàn)椋?)和(4)是等溫、等壓的可逆相變過(guò)程,所以

因?yàn)橐后w和固體的可壓縮性較小,摩爾體積相差不大,可近似認(rèn)為△G1與△G5可以相消,

所以

3.苯的正常沸點(diǎn)為353K,摩爾汽化焓是ΔvapHm=30.77kJ·mol-1。今在353K,,p$下,將1mol液態(tài)苯向真空等溫汽化為同溫同壓的苯蒸氣(設(shè)為理想氣體)。

(1)計(jì)算該過(guò)程中苯吸收的熱量Q和作的功W

(2)求苯的摩爾汽化Gibbs自由能ΔvapGm和摩爾汽化熵ΔvapSm

(3)求環(huán)境的熵變

(4)使用哪種判據(jù),可以判別上述過(guò)程可逆與否?并判別之。思路:真空蒸發(fā),系統(tǒng)對(duì)外不做膨脹功,熱交換等于熱力學(xué)能的變化值。在相變點(diǎn)溫度和壓力下,進(jìn)行不可逆相變,由于始終態(tài)與可逆相變相同,所以狀態(tài)函數(shù)的變量也與可逆相變相同。對(duì)于系統(tǒng)的不可逆熱效應(yīng),對(duì)于環(huán)境可以認(rèn)為是可逆的。解:(1)真空汽化W=0

(2)設(shè)液態(tài)苯在同溫、同壓下可逆蒸發(fā)為氣,這時(shí),

(3)系統(tǒng)的不可逆熱效應(yīng),對(duì)環(huán)境來(lái)說(shuō)可以看作是可逆的

(4)用熵判據(jù)來(lái)判斷過(guò)程的可逆性

所以,苯的真空蒸發(fā)為不可逆過(guò)程。

4.1mol單原子理想氣體,始態(tài),沿(a為常數(shù))的可逆途徑,壓縮至終態(tài)壓力為400kPa。計(jì)算該過(guò)程的和△S。思路:的途徑實(shí)際是告訴我們,這相當(dāng)于說(shuō)一樣,沒(méi)有什么特別的地方。從這個(gè)已知條件可以從計(jì)算出V2的值。對(duì)于理想氣體只要是變化的物理過(guò)程,不論具體變化途徑如何,都可以使用公式,計(jì)算(若是等溫過(guò)程,則)。解題時(shí)應(yīng)該把容易計(jì)算的先求出來(lái),然后再由這些結(jié)果去計(jì)算較難求的變量。這題的難點(diǎn)是在求W。因?yàn)檠氐氖堑耐緩剑瑒t,在求積分時(shí)稍有麻煩,要作適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)變換再積分。解:根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程式和已知條件

因?yàn)椋?,代入上式,a是常數(shù),可以提到積分號(hào)外邊,得

△S要分兩步計(jì)算,先等壓可逆,后等溫可逆

計(jì)算△S時(shí)容易出現(xiàn)的錯(cuò)誤是把公式記錯(cuò)了,把記成。因?yàn)榈?步是等溫可逆過(guò)程,,,,第三章熱力學(xué)第二定律-即時(shí)練習(xí)一、單選題:1.理想氣體在等溫條件下反抗恒定外壓膨脹,該變化過(guò)程中系統(tǒng)的熵變及環(huán)境的熵變應(yīng)為:()A.>0,=0B.<0,=0C.>0,<0D.<0,>0答案:C.理想氣體等溫膨脹,體積增加,熵增加,但要從環(huán)境吸熱,故環(huán)境熵減少。2.在絕熱條件下,用大于氣缸內(nèi)的壓力迅速推動(dòng)活塞壓縮氣體,此過(guò)程的熵變:()A.大于零B.小于零C.等于零D.不能確定答案:A.封閉系統(tǒng)絕熱不可逆過(guò)程,熵增加。3.H2和O2在絕熱鋼瓶中生成水的過(guò)程:()A.ΔH=0B.ΔU=0C.ΔS=0D.ΔG=0答案:B.因?yàn)殇撈亢闳荩⑴c外界無(wú)功和熱的交換,所以能量守衡,ΔU=0。4.在273.15K和101325Pa條件下,水凝結(jié)為冰,判斷系統(tǒng)的下列熱力學(xué)量中何者一定為零?()A.ΔUB.ΔHC.ΔSD.ΔG答案:D.等溫、等壓、不作非膨脹功的可逆相變,Gibbs自由能不變。5.在N2和O2混合氣體的絕熱可逆壓縮過(guò)程中,系統(tǒng)的熱力學(xué)函數(shù)變化值在下列結(jié)論中正確的是:()A.ΔU=0B.ΔA=0C.ΔS=0D.ΔG=0答案:C.絕熱可逆過(guò)程是衡熵過(guò)程,QR=0故ΔS=0。6.單原子分子理想氣體的CV,m=(3/2)R,溫度由T1變到T2時(shí),等壓過(guò)程系統(tǒng)的熵變?chǔ)p與等容過(guò)程熵變?chǔ)V之比是:()A.1:1B.2:1C.3:5D.5:3答案:D.相當(dāng)于摩爾等壓熱容與摩爾等容熱容之比。7.1×10-3kg水在373K,101325Pa的條件下汽化為同溫同壓的水蒸氣,熱力學(xué)函數(shù)變量為ΔU1,ΔH1和ΔG1;現(xiàn)把1×10-3kg的H2O(溫度、壓力同上)放在恒373K的真空箱中,控制體積,使系統(tǒng)終態(tài)蒸氣壓也為101325Pa,這時(shí)熱力學(xué)函數(shù)變量為ΔU2,ΔH2和ΔG2。問(wèn)這兩組熱力學(xué)函數(shù)的關(guān)系為:()A.ΔU1>ΔU2,ΔH1>ΔH2,ΔG1>ΔG2B.ΔU1<ΔU2,ΔH1<ΔH2,ΔG1<ΔG2C.ΔU1=ΔU2,ΔH1=ΔH2,ΔG1=ΔG2D.ΔU1=ΔU2,ΔH1>ΔH2,ΔG1=ΔG2答案:C.系統(tǒng)始態(tài)與終態(tài)都相同,所有熱力學(xué)狀態(tài)函數(shù)的變量也都相同,與變化途徑無(wú)關(guān)。8.298K時(shí),1mol理想氣體等溫可膨脹,壓力從1000kPa變到100kPa,系統(tǒng)Gibbs自由能變化為多少?()A.0.04kJB.-12.4kJC.1.24kJD.-5.70kJ答案:D.等于Vdp積分9.對(duì)于不做非膨脹功的隔離系統(tǒng),熵判據(jù)為:()A.(dS)T,U≥0

B.(dS)p,U≥0

C.(dS)U,p≥0

D.(dS)U,V≥0答案:D.隔離系統(tǒng)的U,V不變10.某氣體的狀態(tài)方程為pVm=RT+αp,其中α為大于零的常數(shù),該氣體經(jīng)恒溫膨脹,其熱力學(xué)能:()A.不變B.增大C.減少D.不能確定答案:A.狀態(tài)方程中無(wú)壓力校正項(xiàng),說(shuō)明該氣體膨脹時(shí),不需克服分子間引力,所以恒溫膨脹時(shí),熱力學(xué)能不變。第四章多組分系統(tǒng)-即時(shí)練習(xí)一、單選題:1.2molA物質(zhì)和3molB物質(zhì)在等溫、等壓下,混合形成理想液態(tài)混合物,該系統(tǒng)中A和B的偏摩爾體積分別為1.79×10-5m3×mol-1,2.15×10-5m3×mol-1,則混合物的總體積為:()A.9.67×10-5m3B.9.85×10-5m3C.1.003×10-4m3D.8.95×10-5m3答案:C.運(yùn)用偏摩爾量的集合公式。2.已知373K時(shí),液體A的飽和蒸氣壓為133.24kPa,液體B的飽和蒸氣壓為66.62kPa。設(shè)A和B形成理想液態(tài)混合物,當(dāng)A在溶液中的摩爾分?jǐn)?shù)為0.5時(shí),在氣相中A的摩爾分?jǐn)?shù)為:()A.1B.1/2C.2/3D.1/3答案:C.用Roult定律算出總蒸氣壓,再把A的蒸氣壓除以總蒸氣壓3.298K,標(biāo)準(zhǔn)壓力下,苯和甲苯形成理想液態(tài)混合物。第一份混合物體積為2dm3,苯的摩爾分?jǐn)?shù)為0.25,苯的化學(xué)勢(shì)為μ1,第二份混合物的體積為1dm3,苯的摩爾分?jǐn)?shù)為0.5,化學(xué)勢(shì)為μ2,則:()A.μ1>μ2B.μ1<μ2C.μ1=μ2D.不確定答案:B.化學(xué)勢(shì)是偏摩爾Gibbs自由能,是強(qiáng)度性質(zhì),與混合物的總體積無(wú)關(guān),而與混合物的濃度有關(guān)。第一份的濃度低于第二份的濃度,故化學(xué)勢(shì)小。4.在溫度T時(shí),純液體A的飽和蒸氣壓為,化學(xué)勢(shì)為,并且已知在大氣壓力下的凝固點(diǎn)為,當(dāng)A中溶入少量與A不形成固態(tài)溶液的溶質(zhì)而形成為稀溶液時(shí),上述三物理量分別為,和,則()A.,,B.,,C.,,D.,,答案:D.純液體A的飽和蒸氣壓和化學(xué)勢(shì)比稀溶液中的大,加入溶質(zhì)后,稀溶液的凝固點(diǎn)會(huì)下降。5.在298K時(shí),A和B兩種氣體單獨(dú)在某一溶劑中溶解,遵守Henry定律,Henry常數(shù)分別為kA和kB,且知kA>kB,則當(dāng)A和B壓力(平衡時(shí)的)相同時(shí),在一定量的該溶劑中所溶解的關(guān)系為:()A.A的量大于B的量B.A的量小于B的量C.A的量等于B的量D.A的量與B的量無(wú)法比較答案:B.根據(jù)Henry定律,當(dāng)平衡壓力相同時(shí),Henry常數(shù)大的溶解量反而小。6.在400K時(shí),液體A的蒸氣壓為4×104Pa,液體B的蒸氣壓為6×104Pa,兩者組成理想液態(tài)混合物,平衡時(shí)溶液中A的摩爾分?jǐn)?shù)為0.6,則氣相中B的摩爾分?jǐn)?shù)為:()A.0.60B.0.50C.0.40D.0.31答案:B.用Roult定律算出總蒸氣壓,再把B的蒸氣壓除以總蒸氣壓7.在50℃A.0.15B.0.25C.0.5D.0.65答案:B.用Roult定律算出總蒸氣壓,再把B的蒸氣壓除以總蒸氣壓8.298K,標(biāo)準(zhǔn)壓力下,兩瓶含萘的苯溶液,第一瓶為2dm3(溶有0.5mol萘),第二瓶為1dm3(溶有0.25mol萘),若以μ1和μ2分別表示兩瓶中萘的化學(xué)勢(shì),則()A.μ1=10μ2B.μ1=2μ2C.μ1=(1/2)μ2D.μ1=μ2答案:D.化學(xué)勢(shì)是偏摩爾Gibbs自由能,是強(qiáng)度性質(zhì),與混合物的總體積無(wú)關(guān),而與混合物的濃度有關(guān)。兩份的濃度相同,故化學(xué)勢(shì)相等。9.兩只燒杯各有1kg水,向A杯中加入0.01mol蔗糖,向B杯內(nèi)溶入0.01molNaCl,兩只燒杯按同樣速度冷卻降溫,則有:()A.A杯先結(jié)冰B.B杯先結(jié)冰C.兩杯同時(shí)結(jié)冰D.不能預(yù)測(cè)其結(jié)冰的先后次序答案:A.稀溶液的依數(shù)性只與粒子數(shù)有關(guān),而與粒子的性質(zhì)無(wú)關(guān)。B杯內(nèi)溶入NaCl,NaCl解離,其粒子數(shù)幾乎是A杯中的兩倍,B杯的凝固點(diǎn)下降得多,所以A杯先結(jié)冰。10.在恒溫抽空的玻璃罩中,封入兩杯液面相同的糖水(A杯)和純水(B杯)。經(jīng)歷若干時(shí)間后,兩杯液面的高度將是:()A.A杯高于B杯B.A杯等于B杯C.A杯低于B杯D.視溫度而定答案:A.純水的飽和蒸氣壓大于糖水,純水不斷蒸發(fā),蒸氣在含糖水的A杯中不斷凝聚,所以A杯液面高于B杯。第五章相平衡-即時(shí)練習(xí)一、單選題:1.NH4HS(s)和任意量的NH3(g)及H2S(g)達(dá)平衡時(shí),有:()A.C=2,P=2,f=2B.C=1,P=2,f=1C.C=2,P=3,f=2D.C=3,P=2,f=3答案:A.反應(yīng)有三個(gè)物種,一個(gè)平衡條件,所以組分?jǐn)?shù)為2,有2相共存,根據(jù)相律,自由度為2。2.某系統(tǒng)存在C(s),H2O(g),CO(g),CO2(g)和H2(g)五種物質(zhì),相互建立了下述三個(gè)平衡H2O(g)+C(s)H2(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)H2O(g)+CO(g)CO2(g)+C(s)2CO(g)則該系統(tǒng)的獨(dú)立組分?jǐn)?shù)C為:()A.C=3B.C=2C.C=1D.C=4答案:A.反應(yīng)共有5個(gè)物種,2個(gè)獨(dú)立的化學(xué)平衡,而無(wú)濃度限制條件,所以組分?jǐn)?shù)為3。3.在100kPa的壓力下,I2在液態(tài)水和CCl4(l)中達(dá)到分配平衡(無(wú)固態(tài)碘存在),則該系統(tǒng)的條件自由度數(shù)為:()A.f*=1B.f*=2C.f*=0D.f*=3答案:B.共有3個(gè)物種,一個(gè)平衡條件,所以組分?jǐn)?shù)為2。有2相共存,已指定溫度,根據(jù)相律,條件自由度為2。(一個(gè)平衡條件能否成立,請(qǐng)?jiān)倏紤])4.與水可生成,和三種水合物,則在一定溫度下與水蒸氣平衡的含水鹽最多為:()A.3種B.2種C.1種D.不可能有共存的含水鹽答案:B.系統(tǒng)的組分?jǐn)?shù)為2,已指定溫度,根據(jù)相律,條件自由度為零時(shí)得最多可以共存的相數(shù)為3。現(xiàn)在已指定有水蒸氣存在,所以,可能有共存的含水鹽只能有2種。5.某一物質(zhì)X,在三相點(diǎn)時(shí)的溫度是20℃A.在20℃B.在20℃C.在25℃D.在20℃答案:C.可以畫(huà)一張單組分系統(tǒng)相圖的草圖,(C)所描述的條件只能落在氣相區(qū),所以這種說(shuō)法是不正確的。6.N2的臨界溫度是124K,如果想要液化N2,就必須:()A.在恒溫下增加壓力B.在恒溫下降低壓力C.在恒壓下升高溫度D.在恒壓下降低溫度答案:D.臨界溫度是指在這個(gè)溫度之上,不能用加壓的方法使氣體液化,所以只有在臨界溫度時(shí)用降低溫度的方法使之液化。7.當(dāng)Clausius-Clapeyron方程應(yīng)用于凝聚相轉(zhuǎn)變?yōu)檎魵鈺r(shí),則:()A.p必隨T之升高而降低B.p必不隨T而變C.p必隨T之升高而變大D.p隨T之升高可變大或減少答案:C.因?yàn)槟巯噢D(zhuǎn)變?yōu)檎魵鈺r(shí)總是吸熱的,根據(jù)Clausius-Clapeyron方程,等式右方為正值,等式左方也必定為正值,所以)p隨T之升高而變大。8.對(duì)恒沸混合物的描述,下列各種敘述中哪一種是不正確的?()A.與化合物一樣,具有確定的組成B.不具有確定的組成C.平衡時(shí),氣相和液相的組成相同D.其沸點(diǎn)隨外壓的改變而改變答案:A.恒沸混合物不是化合物,其沸點(diǎn)和組成都會(huì)隨著外壓的改變而改變。9.在通常情況下,對(duì)于二組分物系,能平衡共存的最多相數(shù)為:()A.1B.2C.3D.4答案:D.當(dāng)自由度為零時(shí),系統(tǒng)有最多相數(shù)。現(xiàn)在組分?jǐn)?shù)為2,當(dāng)自由度為零時(shí)相數(shù)為4。10.某一固體,在25℃A.固體比液體密度大些B.三相點(diǎn)的壓力大于大氣壓力C.固體比液體密度小些D.三相點(diǎn)的壓力小于大氣壓力答案:B.畫(huà)一單組分系統(tǒng)草圖,當(dāng)三相點(diǎn)的壓力大于大氣壓力時(shí),在25℃第六章化學(xué)平衡-例題分析1.工業(yè)上制水煤氣的反應(yīng)為:

設(shè)反應(yīng)在673K時(shí)已達(dá)到平衡,試討論下列因素對(duì)平衡的影響。

(1)增加碳的量(2)提高反應(yīng)溫度

(3)增加系統(tǒng)總壓(4)提高H2O(g)的分壓

(5)增加N2(g)的分壓思路:影響化學(xué)平衡的因素很多,但影響的程度不同。溫度可以影響標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的值,而壓力和惰性氣體的存在不影響標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的值,而只影響反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不等的反應(yīng)的平衡組成,減壓和增加惰性氣體對(duì)氣體分子數(shù)增加的反應(yīng)有利。一般凝聚相不影響平衡。解:(1)增加碳的量不影響平衡,碳是固體,復(fù)相反應(yīng)中固體不影響平衡常數(shù)值。(2)因?yàn)檫@是一個(gè)吸熱反應(yīng),,根據(jù)vanderHoff公式,升高溫度可以使增大,有利于產(chǎn)物的生成。(3)這是一個(gè)氣體分子數(shù)增加的反應(yīng),增加系統(tǒng)總壓,對(duì)正反應(yīng)不利。雖然平衡常數(shù)不變,但產(chǎn)物的含量會(huì)下降。所以,在工業(yè)上制水煤氣的反應(yīng)一般在大氣壓力下進(jìn)行。(4)H2O(g)是反應(yīng)物,增加反應(yīng)物的含量會(huì)使平衡右移,雖然平衡常數(shù)值不變,但生成物的含量會(huì)提高。(5)N2(g)沒(méi)有參與反應(yīng),在該反應(yīng)中是作為惰性氣體。增加N2(g)的壓力,在總壓不變的情況下就降低了反應(yīng)系統(tǒng)中各物的分壓,相當(dāng)于起了降壓的作用,所以使反應(yīng)右移。雖然平衡常數(shù)值未變,但產(chǎn)物的含量會(huì)提高。所以制水煤氣總是用空氣將C(s)燃燒產(chǎn)生高溫,N2(g)作為惰性氣體混在反應(yīng)系統(tǒng)中。

2.的分解作用為在523K和100kPa條件下反應(yīng)達(dá)平衡,測(cè)得平衡混合物的密度為,試計(jì)算:

(1)的解離度

(2)在該反應(yīng)條件下的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)

(3)該反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾Gibbs自由能的變化值

已知:,,。思路:求的解離度有若干種方法。首先應(yīng)列出在解離平衡時(shí)的量的關(guān)系,得到平衡時(shí)總的物質(zhì)的量?;旌衔锏目傎|(zhì)量應(yīng)該等于起始時(shí)的質(zhì)量?;蛩愠龌旌衔锏钠骄栙|(zhì)量,再根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程,就可計(jì)算得到解離度。有了解離度的數(shù)值,根據(jù)平衡常數(shù)的定義和與的關(guān)系,就可得到和的值。解:(1)設(shè)解離度為a

平衡時(shí)總的物質(zhì)的量為因?yàn)?/p>

根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程,平衡時(shí),,

代入a的表示式,得

a的另一種求法是:在平衡混合物中,平均摩爾質(zhì)量為

代入的表示式,就可以求出a,結(jié)果是一樣的。(2)設(shè)

代入標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的表示式,得(3)

3.已知在298K時(shí)下列物質(zhì)的和:SO3SO2O2-395.76-296.900256.6248.11205.04設(shè)總壓力為100kPa,反應(yīng)前氣體中含各物質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)為,,其余為惰性氣體,求反應(yīng)

(1)在298K時(shí)的平衡常數(shù)

(2)若使的轉(zhuǎn)化率,計(jì)算應(yīng)該控制的溫度(設(shè)反應(yīng))思路:從熱力學(xué)數(shù)據(jù)計(jì)算出298K時(shí)的,和,然后得到298K時(shí)的和。因?yàn)樵O(shè)反應(yīng),所以根據(jù)實(shí)驗(yàn)的組成計(jì)算溫度T時(shí)的,根據(jù)(T)和298K時(shí)的,值,用公式,計(jì)算出所需的溫度。解:(1)因?yàn)?/p>

因?yàn)?/p>

(2)設(shè)所求的平衡溫度為T(mén),因?yàn)轭}中已假設(shè)反應(yīng)的,故和均與溫度無(wú)關(guān)。則:

在轉(zhuǎn)化率a=0.80時(shí),反應(yīng)的(T)為:

平衡時(shí),總物質(zhì)的量為97.6mol

因?yàn)橄到y(tǒng)的壓力,解得

代入式

解得:一、單選題:1.在等溫等壓下,當(dāng)反應(yīng)的時(shí),該反應(yīng)能否進(jìn)行?()A.能正向自發(fā)進(jìn)行B.能逆向自發(fā)進(jìn)行C.不能判斷D.不能進(jìn)行答案:C.判斷反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行,要用等溫等壓下的變化值,而不能用的值。除非的值很小很小,可以估計(jì)反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。

2.理想氣體化學(xué)反應(yīng)平衡時(shí),應(yīng)該用下列哪個(gè)關(guān)系式?()A.B.C.D.答案:B.根據(jù)理想氣體化學(xué)勢(shì)的表示式,逸度可用壓力表示。3.理想氣體反應(yīng)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)的與溫度T的關(guān)系為:=-21660+52.92T,若要使反應(yīng)的平衡常數(shù)大于1,則應(yīng)控制的反應(yīng)溫度:()A.必須低于409.3B.必須高于409.3KC.必須低于409.3KD.必須等于409.3K答案:C4.在通常溫度下,NH4HCO3(s)可發(fā)生下列分解反應(yīng):NH4HCO3(s)=NH3(g)+CO2(g)+H2O(g)設(shè)在兩個(gè)容積相等的密閉容器A和B中,分別加入純NH4HCO3(s)1kg及20kg,均保持在298K,達(dá)到平衡后,下列哪種說(shuō)法是正確的?()A.兩容器中壓力相等B.A內(nèi)壓力大于B內(nèi)壓力C.B內(nèi)壓力大于A內(nèi)壓力D.須經(jīng)實(shí)際測(cè)定方能判別哪個(gè)容器中壓力大答案:A.因?yàn)镹H4HCO3(s)是過(guò)量的,在相同溫度下,分解壓力相同。5.根據(jù)某一反應(yīng)的值,下列何者不能確定:()A.標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下自發(fā)變化的方向B.在所對(duì)應(yīng)的溫度下的平衡位置C.在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下系統(tǒng)所能作的最大非膨脹功D.提高溫度與反應(yīng)速率的變化趨勢(shì)答案:D.反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系由動(dòng)力學(xué)中Arrenius公式討論。6.某實(shí)際氣體反應(yīng),用逸度表示的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)隨下列哪些因素而變:()A.體系的總壓力B.催化劑C.溫度D.惰性氣體的量答案:C.用逸度表示的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)僅是溫度的函數(shù)。7.已知反應(yīng)2NH3=N2+3H2在等溫條件下,標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)為0.25,那么,在此條件下,氨的合成反應(yīng)(1/2)N2+(3/2)H2=NH3的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)為:()A.4B.2C.0.5D.1答案:C.反應(yīng)方程式系數(shù)減半,標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)應(yīng)開(kāi)1/2次方,為0.5。而第二個(gè)方程是第一個(gè)方程的逆過(guò)程,標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)為倒數(shù),則應(yīng)該為2。8.某化學(xué)反應(yīng)在298K時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)Gibbs自由能變化為負(fù)值,則該溫度時(shí)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)值將:()A.=0B.>1C.<0D.0<<1答案:B.因?yàn)?/p>

9.在一定的溫度下,一定量的PCl5(g)在一密閉容器中達(dá)到分解平衡。若往容器中充入氮?dú)猓瓜到y(tǒng)的壓力增加一倍(體積不變),則PCl5的解離度將:()A.增加B.減少C.不變D.不定答案:C.雖然充入不參與反應(yīng)的氮?dú)?,?yīng)對(duì)氣體分子數(shù)增加的反應(yīng)有利,但是因?yàn)樵诿荛]容器中,壓力也相應(yīng)增加,壓力和氣體的總物質(zhì)量的比值不變,解離度亦不變。10.PCl5的分解反應(yīng)是PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g),在473K達(dá)到平衡時(shí),PCl5(g)有48.5%分解,在573K達(dá)到平衡時(shí),有97%分解,則此反應(yīng)為:()A.放熱反應(yīng)B.吸熱反應(yīng)C.既不放熱也不吸熱D.這兩個(gè)溫度下的平衡常數(shù)相等答案:B.升高溫度,可以使吸熱反應(yīng)的平衡常數(shù)增大。第八章電解質(zhì)溶液-即時(shí)練習(xí)一、單選題:1.水溶液中氫和氫氧根離子的淌度特別大,究其原因,下述分析哪個(gè)對(duì)?()A.發(fā)生電子傳導(dǎo)B.發(fā)生質(zhì)子傳導(dǎo)C.離子荷質(zhì)比大D.離子水化半徑小答案:B 2.電解質(zhì)溶液中離子遷移數(shù)(ti)與離子淌度(Ui)成正比。當(dāng)溫度與溶液濃度一定時(shí),離子淌度是一定的,則25℃時(shí),0.1mol?dm-3NaOH中Na+的遷移數(shù)t1與0.1mol?A.相等B.t1>t2C.t1<t2D.大小無(wú)法比較答案:C3.用同一電導(dǎo)池分別測(cè)定濃度為0.01mol?kg-1和0.1mol?kg-1的兩個(gè)電解質(zhì)溶液,其電阻分別為1000W和500W,則它們依次的摩爾電導(dǎo)率之比為:()A.1:5B.5:1C.10:5D.5:10答案:B4.在10cm3濃度為1mol?dm-3的KOH溶液中加入10cm3水,其電導(dǎo)率將:()A.增加B.減小C.不變D.不能確定答案:B5.下列電解質(zhì)水溶液中摩爾電導(dǎo)率最大的是:()A.0.001mol?kg-1HAcB.0.001mol?kg-1KClC.0.001mol?kg-1KOHD.0.001mol?kg-1HCl答案:D6.下列電解質(zhì)溶液中,離子平均活度系數(shù)最大的是:()A.0.01mol?kg-1NaClB.0.01mol?kg-1CaCl2C.0.01mol?kg-1LaCl3D.0.01mol?kg-1CuSO4答案:A7.0.001mol?kg-1K2SO4和0.003mol?kg-1的Na2SO4溶液在298K時(shí)的離子強(qiáng)度是:()A.0.001mol?kg-1B.0.003mol?kg-1C.0.002mol?kg-1D.0.012mol?kg-1答案:D8.在飽和AgCl溶液中加入NaNO3,AgCl的飽和濃度將:()A.變大B.變小C.不變D.無(wú)法判定答案:A9.在其它條件不變時(shí),電解質(zhì)溶液的摩爾電導(dǎo)率隨溶液濃度的增加而:()A.增大B.減小C.先增后減D.不變答案:B10.對(duì)于同一電解質(zhì)的水溶液,當(dāng)其濃度逐漸增加時(shí),何種性質(zhì)將隨之增加?()A.在稀溶液范圍內(nèi)的電導(dǎo)率B.摩爾電導(dǎo)率C.電解質(zhì)的離子平均活度系數(shù)D.離子淌度答案:A第九章可逆電池電動(dòng)勢(shì)-例題分析1.已知反應(yīng)。在298K時(shí)的恒容熱效應(yīng),將該反應(yīng)設(shè)計(jì)成可逆電池,測(cè)得其電動(dòng)勢(shì)的溫度系數(shù)為,試根據(jù)所給的數(shù)據(jù)計(jì)算電極的標(biāo)準(zhǔn)還原電極電勢(shì)?已知298K時(shí)。解:在反應(yīng)中H2(g)氧化生成了水,顯然電解質(zhì)溶液是堿性的,氫電極是陽(yáng)極。Ag2O(s)還原生成Ag(s),所以電極是陰極,所設(shè)計(jì)的電池為

驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的電池是否正確

所以設(shè)計(jì)的電池是正確的。要計(jì)算電極的標(biāo)準(zhǔn)還原電極電勢(shì),需要知道該電池的電動(dòng)勢(shì)。從所給的已知條件可以計(jì)算該電池反應(yīng)的和,從而可得到,也就得到了電池的電動(dòng)勢(shì)。因?yàn)樵撾姵氐碾妱?dòng)勢(shì)就等于標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì),但是該電池的兩個(gè)電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)都不知道(假定不能查表),而已知的值就是要用它來(lái)計(jì)算的。

為求,根據(jù)已知的值設(shè)計(jì)如下電池:

電池反應(yīng)為

所以

2.已知298K時(shí)下述電池的電動(dòng)勢(shì)為1.362V,

又知H2O(g)的,該溫度下水的飽和蒸氣壓為3167Pa,求在298K時(shí)氧氣的逸度等于多少才能使Au2O3(s)與Au(s)呈平衡?解:Au2O3(s)與Au(s)呈平衡就是Au2O3(s)的解離平衡,即

要求氧氣的逸度首先要求出該反應(yīng)的平衡常數(shù)或,也就是,這要從已知的電池反應(yīng)和H2O(g)的看是否有可能。該電池的反應(yīng)為

電池的電動(dòng)勢(shì)也就是它的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)

電池反應(yīng)中的H2O(l)的飽和蒸氣壓為3167Pa,它與標(biāo)準(zhǔn)壓力下的H2O(g)之間的Gibbs自由能有差值(2)

將公式,得

利用參與反應(yīng)物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾Gibbs生成自由能,從反應(yīng)式(3)可得到

則Au2O3(s)解離平衡的

對(duì)于Au2O3(s)的解離平衡,其平衡常數(shù)與及氧氣逸度的關(guān)系為

3.在298K時(shí),有電池,已知當(dāng)HI濃度時(shí),;時(shí),;電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)為。試求:

(1)HI溶液濃度為時(shí)的平均離子活度因子

(2)AuI(s)的活度積常數(shù)思路:解電動(dòng)勢(shì)測(cè)定應(yīng)用的題,一般先寫(xiě)出電極反應(yīng)和電池反應(yīng),再寫(xiě)出計(jì)算電動(dòng)勢(shì)的Nernst方程,從方程中看出已知條件與未知條件之間的關(guān)系。就是以后的計(jì)算錯(cuò)了,這兩步也是可以得分的。已知一個(gè)濃度極低,,對(duì)于這種稀溶液顯然可以看作是理想的,其,這一點(diǎn)恰好是解本題的關(guān)鍵。如果是平時(shí)做習(xí)題,有的電極電勢(shì)題目沒(méi)給,可以查閱電極電勢(shì)表。但對(duì)于考試題,那只能從已知條件中找。有時(shí)可能會(huì)埋怨解題的條件不夠,這很可能是沒(méi)有靈活應(yīng)用所給的已知條件。解:電極反應(yīng)和電池反應(yīng)為

(1)如果知道電極電勢(shì)的值,代入電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算公式,就能計(jì)算各種濃度下的,現(xiàn)在的問(wèn)題就是這個(gè)值不知道。根據(jù)題目條件,在時(shí),可以認(rèn)為,代入公式先算出電池的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì),也就是,然后再計(jì)算時(shí)的。

當(dāng)時(shí),,代入電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算式,計(jì)算得

解得=1.81

由于電解質(zhì)濃度太大,使活度因子出現(xiàn)反常的值。

(2)為了計(jì)算AuI(s)的,設(shè)計(jì)如下電池,使電池反應(yīng)就是AuI(s)的解離反應(yīng)

這說(shuō)明AuI(s)的溶解度極小。一、單選題:1.下列電池中,哪個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)與Cl-離子的活度無(wú)關(guān)?()A.Zn│ZnCl2(aq)│Cl2(g)│PtB.Zn│ZnCl2(aq)‖KCl(aq)│AgCl(s)│AgC.Ag│AgCl(s)│KCl(aq)│Cl2(g)│PtD.Hg│Hg2Cl2(s)│KCl(aq)‖AgNO3(aq)│Ag答案:C.兩個(gè)電極反應(yīng)中的Cl-離子剛好消去,所以與電池的電動(dòng)勢(shì)無(wú)關(guān)。2.用對(duì)消法(補(bǔ)償法)測(cè)定可逆電池的電動(dòng)勢(shì)時(shí),主要為了:()A.消除電極上的副反應(yīng)B.減少標(biāo)準(zhǔn)電池的損耗C.在可逆情況下測(cè)定電池電動(dòng)勢(shì)D.簡(jiǎn)便易行答案:C.用對(duì)消法測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)時(shí),電路中幾乎無(wú)電流通過(guò),所得電位降可以近似作為可逆電池的電動(dòng)勢(shì)。3.若算得電池反應(yīng)的電池電動(dòng)勢(shì)為負(fù)值時(shí),表示此電池反應(yīng)是:()A.正向進(jìn)行B.逆向進(jìn)行C.不可能進(jìn)行D.反應(yīng)方向不確定答案:B.電池電動(dòng)勢(shì)為負(fù)值,表明該電池是非自發(fā)電池,不能正向進(jìn)行,而能逆向進(jìn)行。4.某電池反應(yīng)為2Hg(l)+O2+2H2O(l)=2Hg2++4OH-,當(dāng)電池反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),電池的電動(dòng)勢(shì)E必然是:()A.E>0B.E=C.E<0D.E=0答案:D.電池反應(yīng)達(dá)平衡,Gibbs自由能的變化值為零,所以電動(dòng)勢(shì)E也必等于零。5.某電池在298K,標(biāo)準(zhǔn)壓力下可逆放電時(shí),放出100J的熱量,則該電池反應(yīng)的焓變值△rHm為:()A.100JB.>100JC.<-100JD.–100J答案:C.△G=△H-T△S可逆放出的熱量為T(mén)△S,等于-100J,電池能放電,△G必定小于零,所以△H必須小于-100J。6.在等溫、等壓下,電池以可逆方式對(duì)外作電功時(shí)的熱效應(yīng)QR等于:()A.QR=△HB.QR=zFT(E/T)pC.QR=zFE(E/T)pD.QR=nEF答案:B.因?yàn)镼R=T△S,與(B)式相同。7.有兩個(gè)電池,電動(dòng)勢(shì)分別為E1和E2:Pt│H2()│KOH(0.1mol?kg-1)│O2()│PtE1Pt│H2()│H2SO4(0.0lmol?kg-1)│O2()│PtE2比較其電動(dòng)勢(shì)大小:()A.E1<E2B.E1>E2C.E1=E2D.不能確定答案:C.氫-氧燃料電池只要兩種氣體的壓力相同,電動(dòng)勢(shì)就相等,與溶液的pH值無(wú)關(guān)。因?yàn)殡妱?dòng)勢(shì)的計(jì)算公式中沒(méi)有離子濃度項(xiàng)。8.反應(yīng)Cu2+(a1)─→Cu2+(a2),已知a1>a2,可構(gòu)成兩種電池(1)Cu(s)│Cu2+(a2)‖Cu2+(a1)│Cu(s)(2)Pt│Cu2+(a2),Cu+(a')‖Cu2+(a1),Cu+(a')│Pt這兩個(gè)電池電動(dòng)勢(shì)E1與E2的關(guān)系為:()A.E1=E2B.E1=2E2C.E1=E2D.無(wú)法比較答案:C.兩個(gè)電池的電池反應(yīng)相同,Gibbs自由能的變化值相同,但是電子得失不同,(1)中有兩個(gè)電子得失,而(2)中只有一個(gè),所以電子得失多的電動(dòng)勢(shì)反而小。9.某一反應(yīng),當(dāng)反應(yīng)物和產(chǎn)物的活度都等于1時(shí),要使該反應(yīng)能在電池內(nèi)自發(fā)進(jìn)行,則:()A.E為負(fù)B.為負(fù)C.E為零D.上述都不是答案:D10.不能用于測(cè)定溶液pH值的電極是:()A.氫電極B.醌氫醌電極C.玻璃電極D.Ag│AgCl(s)│Cl-電極答案:D第十章電解與極化-即時(shí)練習(xí)一、單選題:1.極譜分析儀所用的測(cè)量陰極屬于下列哪一種?()A.濃差極化電極B.電化學(xué)極化電極C.難極化電極D.理想可逆電極答案:A2.極譜分析中加入大量惰性電解質(zhì)的目的是:()A.增加溶液電導(dǎo)B.固定離子強(qiáng)度C.消除遷移電流D.上述幾種都是答案:C3.以石墨為陽(yáng)極,電解0.01mol?kg-1NaCl溶液,在陽(yáng)極上首先析出:()A.Cl2(g)B.O2(g)C.Cl2與O2混合氣體D.無(wú)氣體析出已知:(Cl2/Cl-)=1.36V,(Cl2)=0V,(O2/OH-)=0.401V,(O2)=0.8V。答案:A4.電解時(shí),在陽(yáng)極上首先發(fā)生氧化作用而放電的是:()A.標(biāo)準(zhǔn)還原電極電勢(shì)最大者B.標(biāo)準(zhǔn)還原電極電勢(shì)最小者C.考慮極化后,實(shí)際上的不可逆還原電極電勢(shì)最大者D.考慮極化后,實(shí)際上的不可逆還原電極電勢(shì)最小者答案:D5.用銅電極電解CuCl2的水溶液,在陽(yáng)極上會(huì)發(fā)生:()A.析出氧氣B.析出氯氣C.析出銅D.銅電極溶解答案:D6.一貯水鐵箱上被腐蝕了一個(gè)洞,今用一金屬片焊接在洞外面以堵漏,為了延長(zhǎng)鐵箱的壽命,理論上選用哪種金屬片為好?()A.銅片B.鐵片C.鍍錫鐵片D.鋅片答案:D7.鉛蓄電池負(fù)極反應(yīng)的交換電流密度,比正極反應(yīng)的交換電流密度約小兩個(gè)數(shù)量級(jí),這表明:()A.負(fù)極反應(yīng)的恢復(fù)平衡的速率大,容易出現(xiàn)極化B.正極反應(yīng)的恢復(fù)平衡的速率大,容易出現(xiàn)極化C.負(fù)極反應(yīng)的恢復(fù)平衡的速率小,容易出現(xiàn)極化D.正極反應(yīng)的恢復(fù)平衡的速率小,容易出現(xiàn)極化答案:C8.Tafel公式=a+blgj的適用范圍是:()A.僅限于氫超電勢(shì)B.僅限于j≌0,電極電勢(shì)稍有偏差的情況C.僅限于陰極超電勢(shì),可以是析出氫,也可以是其他D.可以是陰極超電勢(shì),也可以是陽(yáng)極超電勢(shì)答案:D9.下列對(duì)鐵表面防腐方法中屬于“電化保護(hù)”的是:()A.表面噴漆B.電鍍C.Fe表面上鑲嵌Zn塊D.加緩蝕劑答案:C10.298K,101.325kPa下,以1A的電流電解CuSO4溶液,析出0.1mol銅,需時(shí)間約是:()A.20.2B.5.4hC.2.7hD.1.5h答案:B第十一章化學(xué)動(dòng)力學(xué)(一)-例題分析1.已知乙胺加熱分解成氨和乙烯,化學(xué)計(jì)量方程為

在773K及恒容條件下,在不同時(shí)刻測(cè)得的總壓力的變化值△p列表于下表,△p指在t時(shí)刻系統(tǒng)壓力的增加值。反應(yīng)開(kāi)始時(shí)只含有乙胺,壓力p0=7.33kPa。求該反應(yīng)的級(jí)數(shù)和速率常數(shù)k值。思路:首先寫(xiě)出各個(gè)時(shí)刻反應(yīng)物和生成物的濃度(或壓力)變化,然后用積分法嘗試,再確定其反應(yīng)級(jí)數(shù)。積分法又稱(chēng)嘗試法,計(jì)算比較麻煩,只適用于具有簡(jiǎn)單級(jí)數(shù)的反應(yīng)。若反應(yīng)不是具有簡(jiǎn)單級(jí)數(shù),用這種方法確定反應(yīng)級(jí)數(shù)就很困難,要考慮用其他方法。解:由于一個(gè)氣相分子變?yōu)閮蓚€(gè)氣相分子,所以壓力增加,設(shè)增加的壓力為△p,則在不同時(shí)刻反應(yīng)系統(tǒng)壓力的變化為

因?yàn)槭菤怏w反應(yīng),用壓力表示比較方便,其動(dòng)力學(xué)方程式為

n為反應(yīng)級(jí)數(shù),設(shè)n分別為1、2、3,代入微分式后分別作定積分,得分別用各組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)代入(1)、(2)、(3)公式,計(jì)算對(duì)應(yīng)的k值。結(jié)果表明只有k1基本為一常數(shù),而k2、k3均不是常數(shù),所以該反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng),。本題也可用對(duì)t作圖,若得一直線說(shuō)明對(duì)應(yīng)的n值就是反應(yīng)的級(jí)數(shù),k值可從直線的斜率求得。該題還可以從已知的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中看出具有明顯的一級(jí)反應(yīng)的特點(diǎn),從而用該特點(diǎn)來(lái)確定它是一級(jí)反應(yīng)。例如,該反應(yīng)從10min到40min的實(shí)驗(yàn)時(shí)間間隔都相同,間隔10min,則根據(jù)一級(jí)反應(yīng)的定積分式,前后兩個(gè)反應(yīng)物濃度(或壓力)之比應(yīng)基本為一定值,即

因?yàn)闀r(shí)間間隔t都等于10min,所以前后的有定值。計(jì)算從10min到40min的p0-△p的值

所以可確定該反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)。

2.在298K時(shí),有一個(gè)含乙酸乙酯和KOH濃度均為的混合溶液,用電導(dǎo)率儀測(cè)定溶液在不同時(shí)刻的電導(dǎo)率,由此計(jì)算出溶液中堿濃度的變化,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:

(1)確定該反應(yīng)的級(jí)數(shù),求速率系數(shù)和半衰期

(2)計(jì)算反應(yīng)完成95%所需時(shí)間

(3)若反應(yīng)物起始濃度都增加一倍,計(jì)算速率系數(shù)、半衰期和完成95%所需的時(shí)間。思路:乙酸乙酯在堿性溶液中會(huì)發(fā)生皂化反應(yīng),隨著OH-被消耗,電導(dǎo)率會(huì)降低,電導(dǎo)率與OH-的濃度呈線性關(guān)系,從而可以知道OH-的濃度的變化情況。這種反應(yīng)一般是二級(jí)反應(yīng),且是反應(yīng)物起始濃度相等的二級(jí)反應(yīng),現(xiàn)在需要證實(shí),用作圖法或嘗試法都可以。對(duì)于a=b的二級(jí)反應(yīng),半衰期與起始物濃度呈反比,消耗同一比例反應(yīng)物所需時(shí)間與起始物濃度也呈反比,通過(guò)計(jì)算可以加深這一印象。解:(1)假設(shè)反應(yīng)為二級(jí),將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)代入二級(jí)反應(yīng)(a=b)的定積分式,計(jì)算k值看是否基本為一常數(shù)。為清楚起見(jiàn),首先計(jì)算出生成物濃度隨時(shí)間的變化情況

所得速率系數(shù)值基本為一常數(shù),故反應(yīng)為二級(jí)反應(yīng),速率系數(shù)(若是考試,取3組數(shù)字計(jì)算取平均值就足夠了,但要說(shuō)明,如同理可計(jì)算出其他的速率系數(shù)值)。其半衰期為

(2)因?yàn)橐阎氖寝D(zhuǎn)化分?jǐn)?shù),y=0.95,所以用含轉(zhuǎn)化分?jǐn)?shù)的定積分式計(jì)算所需時(shí)間

(3)速率系數(shù)只與溫度有關(guān),與反應(yīng)物起始濃度無(wú)關(guān),所以速率系數(shù)保持不變,仍是

因?yàn)槭莂=b的二級(jí)反應(yīng),半衰期與起始物濃度呈反比,所以反應(yīng)物起始濃度增加一倍,半衰期為原來(lái)的一半,即或

消耗同一比例反應(yīng)物所需時(shí)間也與起始物濃度呈反比,即或

從上面的計(jì)算結(jié)果可知,當(dāng)反應(yīng)物濃度加倍,半衰期和轉(zhuǎn)化95%所需時(shí)間都是原來(lái)的一半,如果這個(gè)概念清楚,就可以節(jié)省計(jì)算時(shí)間。

3.在298K時(shí),某有機(jī)羧酸在0.2mol·dm-3的HCl溶液中異構(gòu)化為內(nèi)酯的反應(yīng)是1-1級(jí)對(duì)峙反應(yīng)。當(dāng)羧酸的起始濃度為18.23(單位可任意選定)時(shí),內(nèi)酯的濃度隨時(shí)間的變化如下:

試計(jì)算反應(yīng)的平衡常數(shù)和正、逆反應(yīng)的速率常數(shù)。解:因?yàn)槭?-1級(jí)對(duì)峙反應(yīng),動(dòng)力學(xué)方程可寫(xiě)作

達(dá)平衡時(shí),

從平衡條件得,代入動(dòng)力學(xué)微分式得

對(duì)上式作定積分,得則

所以

以實(shí)驗(yàn)值代入上式可得一系列值,取平均值為,解聯(lián)立方程

得一、單選題:1.有關(guān)基元反應(yīng)的描述在下列諸說(shuō)法中哪一個(gè)是不正確的:()A.基元反應(yīng)的級(jí)數(shù)一定是整數(shù)B.基元反應(yīng)是“態(tài)-態(tài)”反應(yīng)的統(tǒng)計(jì)平均結(jié)果C.基元反應(yīng)進(jìn)行時(shí)無(wú)中間產(chǎn)物,一步完成D.基元反應(yīng)不一定符合質(zhì)量作用定律答案:D.基元反應(yīng)可以用質(zhì)量作用定律寫(xiě)出速率方程,質(zhì)量作用定律只適用于基元反應(yīng)。2.如果反應(yīng)2A+B=2D的速率可表示為:r=-dcA/dt=-dcB/dt=dcD/dt則其反應(yīng)分子數(shù)為:()A.單分子B.雙分子C.三分子D.不能確定答案:D.反應(yīng)分子數(shù)與速率表示式無(wú)關(guān)。只要是基元反應(yīng),就可以從反應(yīng)方程式確定反應(yīng)分子數(shù)。題中所示的反應(yīng)方程式未指明是否是基元反應(yīng),所以無(wú)法確定反應(yīng)分子數(shù)。3.某反應(yīng)進(jìn)行完全所需時(shí)間是有限的,且等于cO/k,則該反應(yīng)是:()A.一級(jí)反應(yīng)B.二級(jí)反應(yīng)C.零級(jí)反應(yīng)D.三級(jí)反應(yīng)答案:C.只有零級(jí)反應(yīng)的積分式為cO=kt。4.當(dāng)一反應(yīng)物的初始濃度為0.04mol?dm-3時(shí),反應(yīng)的半衰期為360s,初始濃度為0.024mol?dm-3時(shí),半衰期為600s,此反應(yīng)為:()A.零級(jí)反應(yīng)B.1.5級(jí)反應(yīng)C.2級(jí)反應(yīng)D.1級(jí)反應(yīng)答案:C.這反應(yīng)符合起始物濃度相等的二級(jí)反應(yīng)的特點(diǎn),半衰期與起始物濃度成反比。5.某二級(jí)反應(yīng),反應(yīng)物消耗1/3需時(shí)間10min,若再消耗1/3還需時(shí)間為:()A.10minB.20minC.30minD.40min答案:C.起始物濃度相等的二級(jí)反應(yīng)的特點(diǎn)是,消耗1/2與消耗3/4所需時(shí)間之比為1比3,同理,消耗1/3與再消耗1/3所需時(shí)間之比也應(yīng)該為1比3。6.對(duì)于反應(yīng)A→產(chǎn)物,如果使起始濃度減小一半,其半衰期便縮短一半,則反應(yīng)級(jí)數(shù)為:()A.1級(jí)B.2級(jí)C.0級(jí)D.1.5級(jí)答案:C.零級(jí)反應(yīng)的半衰期與起始物濃度成正比。7.反應(yīng)AB(I);AD(II),已知反應(yīng)I的活化能E1大于反應(yīng)II的活化能E2,以下措施中哪一種不能改變獲得B和D的比例?()A.提高反應(yīng)溫度B.延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間C.加入適當(dāng)催化劑D.降低反應(yīng)溫度答案:B.延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間既不能改變反應(yīng)速率系數(shù),又不能改變反應(yīng)的活化能,所以不能改變獲得B和D的比例。8.兩個(gè)都是一級(jí)的平行反應(yīng)AB,AC,下列哪個(gè)結(jié)論是不正確的:()A.k總=k1+k2B.k1/k2=[B]/[C]C.E總=E1+E2D.t=0.693/(k1+k2)答案:C.平行反應(yīng)的表觀活化能不等于組成平行反應(yīng)的兩個(gè)基元反應(yīng)的活化能之和。9.化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)的Arrhenius關(guān)系式能成立的范圍是:()A.對(duì)任何反應(yīng)在任何溫度范圍內(nèi)B.對(duì)某些反應(yīng)在任何溫度范圍內(nèi)C.對(duì)任何反應(yīng)在一定溫度范圍內(nèi)D.對(duì)某些反應(yīng)在一定溫度范圍內(nèi)答案:D10.某反應(yīng),當(dāng)反應(yīng)物反應(yīng)掉5/9所需時(shí)間是它反應(yīng)掉1/3所需時(shí)間的2倍,則該反應(yīng)是:()A.一級(jí)反應(yīng)B.零級(jí)反應(yīng)C.二級(jí)反應(yīng)D.3/2級(jí)反應(yīng)答案:A第十二章化學(xué)動(dòng)力學(xué)(二)-即時(shí)練習(xí)一、單選題:1.在碰撞理論中,校正因子P小于1的主要因素是:()A.反應(yīng)體系是非理想的B.空間的位阻效應(yīng)C.分子碰撞的激烈程度不夠D.分子間的作用力答案:B2.在簡(jiǎn)單碰撞理論中,有效碰撞的定義是:()A.互撞分子的總動(dòng)能超過(guò)EcB.互撞分子的相對(duì)總動(dòng)能超過(guò)EcC.互撞分子的相對(duì)平動(dòng)能在聯(lián)心線上的分量超過(guò)EcD.互撞分子的內(nèi)部動(dòng)能超過(guò)Ec答案:C3.根據(jù)過(guò)渡態(tài)理論,液相分子重排反應(yīng)之活化能Ea和活化焓△≠Hm之間的關(guān)系是:()A.Ea=△≠HmB.Ea=△≠Hm-RTC.Ea=△≠Hm+RTD.Ea=△≠Hm/RT答案:C4.在過(guò)渡態(tài)理論的速率方程中,普適因子kBT/h對(duì)所有反應(yīng)幾乎都是一樣的。其值約為:()A.103s-1B.1013sC.1013s-1D.103s答案:C5.已知HI的光分解反應(yīng)機(jī)理是:HI+hv→H+IH+HI→H2+II+I+M→I2+M則該反應(yīng)的量子效率為:()A.1B.2C.4D.106答案:B6.破壞臭氧層的反應(yīng)機(jī)理為:NO+O3→NO2+O2NO2+O→NO+O2在此機(jī)理中,NO是:()A.總反應(yīng)的產(chǎn)物B.總反應(yīng)的反應(yīng)物C.催化劑D.上述都不是答案:C7.某一反應(yīng)在一定條件下的平衡轉(zhuǎn)化率為25.3%,當(dāng)有催化劑存在時(shí),其轉(zhuǎn)化率應(yīng)當(dāng)是:()A.大于25.3%B.小于25.3%C.等于25.3%D.不確定答案:C8.某雙分子反應(yīng)的速率常數(shù)為k,根據(jù)阿侖尼烏斯公式k=Aexp(-Ea/RT),若指前因子的實(shí)驗(yàn)值很小。則說(shuō)明:()A.表觀活化能很大B.活化熵有絕對(duì)值較大的負(fù)值C.活化熵有較大的正值D.活化焓有絕對(duì)值較大的負(fù)值答案:B9.過(guò)渡態(tài)理論對(duì)活化絡(luò)合物的假設(shè)中,以下說(shuō)法不正確的為:()A.是處在鞍點(diǎn)時(shí)的分子構(gòu)型B.正逆反應(yīng)的過(guò)渡態(tài)不一定相同C.存在著與反應(yīng)物間化學(xué)平衡D.生成的過(guò)渡態(tài)不能返回反應(yīng)始態(tài)答案:B10.對(duì)Einstain光化當(dāng)量定律的認(rèn)識(shí)下述說(shuō)法正確的是:()A.對(duì)初級(jí),次級(jí)過(guò)程均適用B.對(duì)任何光源均適用C.對(duì)激光光源及長(zhǎng)壽命激發(fā)態(tài)不適用D.對(duì)大、小分子都適用答案:C第十三章表面化學(xué)-即時(shí)練習(xí)一、單選題:1.彎曲表面上附加壓力的計(jì)算公式:△p=p'-p0=2/R'中,R'的符號(hào):()A.液面為凸面時(shí)為正,凹面為負(fù)B.液面為凸面時(shí)為負(fù),凹面為正C.總為正D.總為負(fù)答案:A2.下列說(shuō)法中不正確的是:()A.生成的新鮮液面都有表面張力B.平面液體沒(méi)有附加壓力C.彎曲液面的表面張力的方向指向曲率中心D.彎曲液面的附加壓力指向曲率中心答案:C3.液體在毛細(xì)管中上升的高度與下列那一個(gè)因素?zé)o關(guān):()A.溫度B.液體密度C.重力加速度D.大氣壓力答案:D4.把玻璃毛細(xì)管插入水中,凹面下液體所受的壓力p與平面液體所受的壓力p0相比:()A.p=

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