物理化学模拟试题及答案.docx

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1、第一章 气体PVT性质问答题1. 什么在真实气体恒温PVP曲线中当温度足够低时会出现PV值先随P增加而降低，然后随P增加而上升，即图中T1线，当温度足够高时，PV值总随P增加而增加，即图中T2线？答：志向气体分子本身无体积，分子间无作用力。恒温时pV=RT，所以pV-p线为始终线。真实气体由于分子有体积且分子间有互相作用力，此两因素在不同条件下影响大小不同时，其pV-p曲线就会出现微小值。真实气体分子间存在吸引力使分子更靠近，因此在肯定压力下比志向气体体积要小，使得pVRT。另外随着压力增加真实气体中分子体积所点气体总体积比例越来越大，不行压缩性越来越显著，使气体体积比志向气体体积要大，结果p

2、VRT。当温度足够低时，因同样压力下，气体体积较小，分子间距较近，分子间互相吸引力影响较显著，而当压力较低时分子不行压缩性起得作用较小。所以真实气体都会出现pV值先随p增加而降低，当压力增至较高时，不行压缩性所起作用显著增长，故pV值随压力增高而增大，最终使pVRT。如图中曲线T1所示。当温度足够高时，由于分子动能增加，同样压力下体积较大，分子间距也较大，分子间引力大大减弱。而不行压缩性相对说来起主要作用。所以pV值总是大于RT。如图中曲线T2所示。2为什么温度上升时气体粘度上升而液体粘度下降？答：依据分子运动理论，气体定向运动可以看成是一层层，分子本身无规那么热运动，会使分子在两层之间互相碰

3、撞交换能量。温度上升时，分子热运动加剧，碰撞更频繁，气体粘度也就增加。但温度上升时，液体粘度快速下降，这是由于液体产生粘度缘由和气体完全不同，液体粘度产生是由于分子间作用力。温度上升，分子间作用力减速弱，所以粘度下降。3压力对气体粘度有影响吗？答：压力增大时，分子间距减小，单位体积中分子数增加，但分子平均自由程减小，两者抵消，因此压力增高，粘度不变。4两瓶不同种类气体，其分子平均平动能一样，但气体密度不同。问它们温度是否一样？压力是否一样？为什么？答：温度一样。因为气体温度只取决于分子平挪动能，两种不同气体假设平挪动能一样那么温度必定一样。但两种气体压力是不同，因为气体压力与气体密度是成正比。

4、两种气体密度不同，当然它们压力就不同。第二章 热力学第肯定律问答题1.物理意义是什么？答：体积V是温度T和压力p函数，Vf(T,P)，当T，p同时发生微小变更时，所引起V变更是此两独立变更之和。2物理意义是什么？答：上式说明，在恒压下变更温度而引起内能变更是由两方面引起，也就是上式右端两项。一方面，是由于恒容下变更温度而引起内能变更。此变更是由于温度变更分子运动动能变更，从而引起内能变更；另一方面，恒压下，温度变更会引起体积变更，使分子间距发生变更，引起势能变更，内能亦随之变更。3对志向气体来说UT0，是否说明假设水蒸气为志向气体那么在25下将水蒸发成水蒸气时UT0？答：温度不变内能那么不变说

5、法只是对志向气体才适用。水蒸发变为水蒸气不符合此条件，故不成立。事实上水蒸发过程需汲取热量q=UW，可见所吸之热一部分对外做功，一部分使内能增加。4说明以下有关功计算公式运用条件。1Wp(外)V2WnRTlnV2/V13WpV=nRT4WCvT5 Cp/Cv答：由体积功计算一般公式可知：1外压恒定过程。那么Wp(外)V。2志向气体恒温可逆过程。此时p(外)p(内)，pV=nRT，。3液体在恒温恒压p外p内下蒸发成气体，此蒸气为志向气体，且液体体积与气体体积相比较可以略去。4志向气体绝热过程。UWCvT5志向气体绝热可逆过程。，代入功积分式可得。5从同一始态膨胀至体积一样终态时，为什么志向气体恒

6、温膨胀功总大于绝热可逆膨胀功？答：两过程中压力下降程度不同，志向气体恒温可逆膨胀过程中从环境吸热因此压力下降较小，而志向气体绝热可逆膨胀过程中无法从环境吸热故压力下降较大，因此志向气体恒温可逆膨胀过程所做功总是大于绝热可逆膨胀过程所做功。6为什么膨胀功和压缩功均运用一样公式？答：热力学中功是以环境为根底，即以环境所留下变更来衡量。膨胀时，系统反抗外压对环境做功，环境得到功，相当于将一重物上升。因此。当外压大于系统压力时，系统被压缩，环境对系统做功，相当于重物高度下降，环境损失掉做功实力，本身做功实力就减小。因此压缩过程中，起作用压力不是内压而是外压，外压确定了系统做功大小，故其体积功表达式仍为

7、。7志向气体恒温条件下对抗恒外压膨胀，那么HUpV，U0，pV0，故H0HUpV，U0，pV0，故H0上面两个考虑问题方法哪个是正确？答：方法1是正确。志向气体内能只是温度函数，因恒温故U0，志向气体恒温下pV=nRT为常数，故(pV)0。方法2错误在于HUpV中p 是指系统压力。在对抗恒外压膨胀过程中，系统压力既不是常数亦不等于外压，因此不能认为(pV)pV。8系统经一个循环后，H、U、Q、W是否皆等于零？答：否。其中H和U为状态函数，系统复原至原态后其值复原，即H0、U0。而热与功是与途径有关函数，一般不会正好抵消而复原，除非在特定条件下，例如可逆绝热膨胀后又可逆绝热压缩回至原态，或可逆恒

8、温膨胀后又可逆恒温压缩回至原态等。9志向气体从p1绝热膨胀至p2时，WU，绝热膨胀时假设外压为零那么W0，U0；假设外压不为零那么U0。以上两U不相等与U为状态函数性质是否冲突？答：不冲突。在本例中，从同一始态动身进展绝热膨胀，假设外压不同那么终态是不行能一样。因此U亦不会一样。假设外压不等于零时，系统内能要消耗一部分用以转化为功，同时系统温度要下降；当外压等于零时，系统不对外做功，不消耗内能故U0，同时系统温度也不变。10志向气体绝热膨胀时并不恒容，为什么仍可运用公式WCvdT答：。对志向气体，故或 。因此在本例中完全适用。11物系Cv是否有可能大于Cp？答：有可能。依据Cp与Cv关系式：一

9、般状况下，故Cp总大于Cv。但有些系统如液体水在0至其密度随温度增加反而增大，即。此时Cv大于Cp。12. 25下Cu-Zn电池放电做功时放热4561J。问些反响H是否就是4561J答：否。QpH条件是恒压、只做体积功。此电池放电时做出电功，不符合上述条件，故HQp。1325100KPa下液态氮标准摩尔生成热为零吗？答：否。因为按规定只有25100Kpa下最稳定单质标准摩尔生成热才为零。液态氮虽为单质，但在25100Kpa下不能稳定存在，故其不等于零。只有气态氮才为零。14下面说法是否正确，并说明理由？系统焓等于等压热。系统焓变更值H等于等压热。系统焓等于系统热量。答：(1不正确。系统焓HUp

10、V。焓具有能量单位，但其肯定值是不知道，焓并没有明确物理意义。因此系统焓不等于等压热。(2) 不正确。HQp条件是等压且不做其它功。符合上述条件时H才等于等压热。(3) 不正确。焓为状态函数，状态肯定焓有确定值。而热是与过程有关函数。只有H而不是H在等压和不做其它功条件下才等于过程热。15对于肯定量志向气体，温度肯定时，内能与焓是否肯定？是否对全部气体来说温度肯定，内能与焓都肯定呢？答：对志向气体来说，其内能与焓只是温度函数。故温度肯定内能与焓就肯定。其它气体内能与焓不仅是温度函数而且是压力或体积函数，故温度肯定还要指定压力或体积内能与焓才有确定值。161mol志向气体从0恒容加热至100和从

11、0恒压加热至100,U是否一样？Q是否一样？W是否一样？答：志向气体内能只是温度函数，故U是一样。因热和功是与过程有关，故Q和W是不一样。恒容加热不对外做功，而恒压加热系统对外做体积功。17一个绝热气缸有一志向绝热活塞无磨擦、无重量，其中含有志向气体，内壁绕有电阻丝，当通电时气体就渐渐膨胀。因为是一等压过程，QpH，又因为是绝热系统，Qp0，所以H0。这结论对吗？答：不对。此过程因环境对系统做了电功，故QpH。18. 以下两个过程是否都是循环过程？ (1)由H2与O2合成水，然后再电解成H2与O2； (2)金属铜在试管中氧化成氧化铜，然后再通入氢气，使氧化铜复原为铜(以铜为体系与以铜和氧为体系

12、有何不同)。答：1为循环过程。2假设以铜为系统，是循环过程；假设以铜和氧为系统，那么不是循环系统。因为假设用氢气复原，氧生成水而未能复原成氧。第三章 热力学第二定律问答题1.志向气体恒温膨胀做功时U0，故QW，即所吸之热全部转化为功。此与Kelvin说法有否冲突？答：不冲突。Kelvin说法是：“不行能从单一热源吸热使之全部转化为功而不引起其它变更。本例中，虽然热全部转化为功但却引起了系统体积变更。2孤立系统从始态不行逆进展到终态S0，假设从同一始态可逆进展至同一终态时S0。这一说法是否正确？答：不正确。熵是状态函数与变更途径无关，故只要始态与终态肯定S必有定值。孤立体系中不行逆过程S0而可逆

13、过程S0是勿庸置疑。问题是孤立体系可逆过程与不行逆过程假设从同一始态动身是不行能到达一样终态。3有人认为志向气体向真空膨胀是等熵过程。因为志向气体向真空膨胀时温度不变，故dU0；对外不做功，故pdV0。所以由dUTdS-pdV可得TdS0。因T0，故dS0。这样分析正确吗？答：不正确。因为在dUTdS-pdV中p指系统自身压力，而膨胀功等于零是指p(外)dV0。本例中p(外)p，所以pdV0，因此dS0。上述过程不是等熵过程。4志向气体向真空膨胀是恒温过程，它S可通过设计一个在一样始态和终态下恒温可逆过程来计算。志向气体向真空膨胀又是绝热过程，那么它S是否也可通过设计一个在一样始态和终态下绝热

14、可逆过程来计算呢？答：不行以。因为志向气体向真空膨胀是绝热不行逆过程，它与绝热可逆膨胀不行能到达同一终态。这是因为志向气体向真空膨胀时温度不变，而绝热可逆膨胀时对外做功消耗内能从而温度下降。5dUTdS-pdV得来时假定过程是可逆，为什么也能用于不行逆pVT变更过程？答：因为在简洁pVT变更过程中，系统状态只取决于两个独立强度变量。当系统从状态1变更至状态2时，状态函数U、S、V变更就是定值。6dGSdT+Vdp那么是否kPa、5水变为冰时，因dT0、dp0，故dG0？答：不对。上述相变为不行逆相变，因此dGSdT+Vdp不适用。7以下求熵变公式，哪些是正确，哪些是错误？(1) 志向气体向真空

15、膨胀(2) 水在298K，101325Pa下蒸发SHGT(3) 在恒温、恒压条件下，不行逆相变答：1正确。因熵为状态函数，其熵变计算与恒温可逆膨胀一样。2正确。由GHTS知，假设恒温那么SHGT。3正确。此式为Gibbs-Helmhotz方程。运用条件是恒压，化学反响或相变都可用。冰在273K下转变为水，熵值增大，那么SQT0。但又知在273K时冰与水处于平衡状态，平衡条件是dS=0。上面说法有些冲突，如何说明？答：孤立系统平衡条件是dS0。上述过程非孤立系统，故熵值理应增大。9进展下述过程时，系统U、H、S和G何者为零？1非志向气体卡诺循环2隔离系统随意过程3在100,101325Pa下1m

16、ol水蒸发成水蒸气4绝热可逆过程答：1循环过程全部状态函数均不变，其增量都为零。2U0。3可逆相变G0。4S010改正以下错误1在一可逆过程中熵值不变；2在一过程中熵变是；3亥姆赫兹函数是系统能做非体积功能量；4吉布斯函数是系统能做非体积功能量；5焓是系统以热方式交换能量。答：1在绝热可逆过程中熵值不变。2在一过程中熵变是；3在恒温恒容条件下，亥姆赫兹函数是系统能做非体积功能量；4在恒温恒压条件下，吉布斯函数是系统能做非体积功能量；5焓没有明确物理意义。在恒压且不做非体积功状况下，焓增量等于恒压热，即HQp。11在标准压力下，将室温下水向真空蒸发为同温同压气，如何设计可逆过程？答：这可以有两种

17、设计途径，一种是等压可逆过程变温到水沸点，再恒温恒压可逆相变为气，此气再可逆降温至室温；另一条是先等温可逆变压至室温下水饱和蒸气压，然后可逆相变为气。第四章 多组分系统热力学问答题1以下说法是否正确，为什么？(1) 系统全部广延性质都有偏摩尔量。(2) 志向液态混合物各组分分子间没有作用力。(3) 由纯组分混合成志向液态混合物时没有热效应，故混合熵等于零。(4) 任何一个偏摩尔量均是温度、压力和组成函数。(5) 亨利系数与温度、压力以及溶剂和溶质性质有关。答：(1) 不正确。例如，热容为广延性质并没有偏摩尔量。(2) 不正确。志向液态混合物各组分分子间不是没有作用力，而是作用力大小相等。(3)

18、 不正确。虽志向液态混合物混合时没有热效应，但混合后混乱度增加，故熵增加。(4) 正确。(5) 不正确。亨利系数与温度以及溶剂和溶质性质有关，但与压力无关。2由A和B组成溶液沸腾时必定要A和B分压分别等于pa。此种说法对吗？答：不对。A和B组成溶液沸腾时应当是A和B分压之和，即溶液总压等于pa。3是否一切纯物质凝固点都随外压增大而下降？答：由Clapeyron方程可知，凝固过程H总是负值，但V因物质而异，假设凝固过程体积减小，那么VV固V液0。这时纯物质凝固点都随外压增大而上升。假设凝固过程体积增大，那么VV固V液0。这时纯物质凝固点都随外压增大而下降，例如水就是如此。4纯物质在恒压下GT曲线

19、应当是凹还是凸？答：可借二阶导数来推断由dGSdTVdp可得因为Cp总是正值，故0。由此可以推断曲线只能是凸。5是否任何溶质参与都能使溶液沸点上升？答：参与溶质必需是非挥发性溶质才使溶液沸点上升。假设别入溶质使溶液蒸气压高于溶剂，就会使溶液蒸气压在较低温度到达大气压力，即101325Pa而使沸点下降。6参与反响物质活度标准态不同是否会影响反响G0值，平衡常数K0值？答：假设活度所选标准态不同，值就不同，故K0会随标准态不同而不同。7“p趋近于零时，真实气体趋近于志向气体。此种说法对吗？“xB趋近于零时，真实溶液趋近于志向溶液。此种说法对吗？答：志向气体根本假设是分子间没有作用力，分子没有体积。

20、任何真实气体当压力趋近于零时，分子间间隔 就很大，因此分子间互相作用将减弱到可以忽视不计。在压力趋近于零时，分子本身所占体积与与气体体积相比亦可以忽视不计。因此当p趋近于零时，真实气体趋近于志向气体说法是正确。志向溶液分子假定是组成溶液分子A和分子B体积一样，各分子间互相作用力亦一样。故志向溶液各组成在全部浓度范围内均符合拉乌尔定律。当xB趋近于零时，xA那么趋近于1。此时，组分B符合亨利定律，而组分A符合拉乌尔定律。因此，xB趋近于零时，真实溶液趋近于志向溶液说法是不妥。溶液是否是志向溶液主要取决于溶液中各组分性质是否相像而不是溶液上下。8为什么说稀溶液中假设溶剂听从拉乌尔定律那么在一样浓度

21、范围内溶质听从亨利定律。答：恒温恒压条件下，假设浓度为xA至xA1浓度范围内听从拉乌尔定律那么由得 对xA微分得 或 将此公式代入Duhem-Margules公式得 或 在一样浓度范围内，即溶质浓度从xB0不定积分为 或 即在一样浓度范围内溶质听从亨利定律。第五章 化学平衡 问答题1对 aA + bB cC 反响来说。从式中可见，当产物浓度0时，即任何反响总能自发进展，那么用来推断化学反响能否自发进展还有什么意义？答：当产物浓度为零时，任何反响总能自发进展从理论上来看是成立，但往往并没有多少实际意义。因为假设反响值为很大正值，例如大于40KJ，其平衡常数便是很小数值。亦即当这些反响进展到产物浓

22、度还远不能被觉察时反响就已经停顿。也就是说由零增加一点，即成为正值，故事实上反响并没有进展。2假设在温度为T容器内到达平衡后，通入不参与反响惰性气体，会不影响平衡常数值和平衡产量？设气体都是志向气体。答：参与惰性气体且均为志向气体虽能变更系统压力，但并不能变更平衡常数，因其不是压力函数。但却可以影响平衡产量。3. 等温，等容，有 为可逆反响。当向该容器中再通时，反响是正移还是逆移？有这样两种说明：(1)因为等温等容，所以增加后浓度增大，所以反响逆移。(2)因为等温等容,所以增加后压强增大，且方程式左边气体系数和大于右边，所以反响正移。以上两种说明，哪种说法是正确？答：参与后，压力增大，但标准平

23、衡常数并不变，这时Jp，故平衡向左挪动。第六章 相平衡问答题1指出以下体系分别有几相：(1空气；2冰雹；3金刚石和石墨混合物；4白色冰和盐共晶体；5一块黄铜(30%锌铜合金)；6酒精水溶液；7油和水混合物；8密闭容器中让碳酸钙分解并达平衡；9牛奶答：1、2、5、6只有一个相，3、4、7、9有两个相，8有三个相。推断相数一般原那么是：无论有几种气体混合均为单相。同一物质假设物理性质和化学性质都一样，仅仅是有界面分开仍为一相。不同晶型同一物质是不同相。例如石墨和金刚石。不同物质假设能以分子、原子或离子形式混合，即形成真溶液即为一相。例如，水溶液，固溶体合金都为单相。两种不同物质固体相混合，假设不形

24、成固溶体那么为两相。例如，碳酸钙和氧化钙混合为两相。两不互溶液体相混合，仍为两相。例如，牛奶。2如何用相律来说明恒沸混合物不是化合物。答：恒沸混合物特点是其气相和其平衡液相组成一样，故R=1。对这种两相平衡系统来说F=(N-R-R)-P+2F=(2-0-1)-2+2=1压力一经指定，其平衡系统中温度、气相及液相组成亦恒定，但假设压力变更，平衡系统温度及各相组成亦变更，可见恒沸混合物组成随压力而变，它不是化合物。3如何用相律来改正以下相图错误之处。答：改正后相图如下： 图1纯B熔点只能有一个，故两曲线应重合。图2二元系不行能四相平衡共存。依据相律FCP12411自由度为负值是不合理。故不应有相区

25、边界限。另外，三相线应为程度线。图3二元系三相平衡温度只有一个，故三相线应为程度线。图4二元三相平衡液相浓度只有一个，故两液相线要在三相线上重合。图5单元系TP图只能有一个三相点，即三相点温度和压力只能有一个。4某金属有多种晶型，有人声称他在肯定T、p下制得了这一纯金属蒸气、液态、晶型及晶型平衡共存系统。问这是否可能。答：不行能。依据相律FCP21421是不行能。说明单组分系统最多只能有三相平衡共存。第七章 电化学问答题1有人为反响设计了如下两个电池：Na|NaOH(aq)|H2 ,PtNa(Hg)|NaOH(aq)|H2 ,Pt你认为错在哪里？应如何设计？答：依据电池反响分别写出阴阳极电极反

26、响如下：阴极：阳极.：Na Na e上面所设计电池1是金属Na在NaOH水溶液中，这样金属钠会与水立即反响放出氢气，化学能不能转变为电能，故电池1设计是错误。在电池2设计中阳极反响为NaHg Na e,电池总反响为：与要求不符，故设计2亦为错误。正确设计可如下形式：Na|NaI(EtNH2)|Na(Hg)|NaOH(aq)|H2,pt其中，EtNH2为乙基胺。这样设计即把下面两个电池串联起来。左边一只为：Na|NaI(EtNH2)|Na(Hg)。右边一只为：Na(Hg)|NaOH(aq)|H2,pt这样设计符合要求。因为左电池：阳 极：Na Na + e 阴 极：Na + e Na(Hg) 电

27、池反响：Na Na(Hg)右电池：阳 极：Na(Hg) Na + e阴 极：电池反响：串联电池电池反响左电池右电池，即 。2电解浓度为硫酸水溶液和电解浓度为1mol氢氧化钠水溶液，都运用铂作电极，在一样温度下理论分解电压是否总是一样？为什么？答：是。因为其理论分解电压与相应原电池电动势相等。分别计算两个不同溶液原电池电动势，结果都为伏。说明电解水产生氢和氧理论分解电压与溶液pH值无关。填空题1 双液电池中不同电解质溶液间或不同浓度同一种电解质溶液接界处存在液界电势，可采纳加盐桥方法削减或消退。2 电池Zn(s)Zn2+(a1)Zn2+(a2)Zn(s),假设a1a2,那么电池电动势E0。假设a

28、1=a2,那么电池电动势E=0。3在电池PtH2(p)HCL(a1)NaOH(a2)H2(p)Pt中阳极反响是0.5H2(g)-H+(a1)+e 阴极反响是H2O(l)+e-0.5H2(g)+OH-(a2)电池反响是H2O(l)H+(a1)+OH-(a2)4在298。15K时，Cu2+加2eCu 标准电池电动势为0。3402V Cu+加eCu标准电池电动势为0。522，那么Cu2+加eCu+ 标准电池电动势:5.在一个铜板中有一个锌制铆钉，在潮湿空气中放置，锌制铆钉先腐蚀。6AgAgCL(s)KCL(aq)CL2(g)Pt电池电动势与氯离子活度无关.第八章 统计热力学第九章 外表现象问答题1假

29、设天空中小水滴要起变更，肯定是其中大水滴进展蒸发，水蒸气凝聚在小水滴,使大小不等水滴趋于相等。对吗？为什么？答：不对。依据开尔文公式小水滴蒸气压较大，因此应为小水滴蒸发，水蒸气凝聚在大水滴上，使大水滴变得更大，最终小水滴消逝。2在装有部分液体毛细管中，当在一端加热时，问润湿性和不润湿性液体分别向毛细管哪一端挪动？答：当在图中右端加热时，润湿性液体左图将向左挪动；而不润湿性液体右图将向右挪动。因为外表张力随温度上升而降低，润湿性液体左图两弯曲液面附加压力分别指向管左右两端，当右端加热时，右端附加压力降低，因此液体将向左挪动；而不润湿性液体右图因两附加压力指向液体内部，那么右端加热时，液体挪动方向

30、正好相反，向右挪动。3从资料上查得某固体s-g数据可否干脆代入杨氏方程l-gcos=s-g-s-l答：不行以。因为杨氏方程只有在平衡条件下才成立，故式中s-g是指被所探讨液体蒸气所饱和气相与固相之间界面张力。固体外表吸附液体蒸气后它外表张力就会下降，故s-g低于资料上数值，而资料上s-g气相是指空气。第十章 化学动力学第十一章 胶体化学问答题1.有稳定剂存在时胶粒优先吸附哪种离子？答：稳定剂一般是略过量某一反响物，胶核为了使自己不被溶解，首先吸附与胶核中一样那个离子。例如，制备AgI溶胶时，假设KI略过量，胶核优先吸附I-离子，假设AgNO3过量，那么优先吸附Ag离子，利用同离子效应爱护胶核不

31、被溶解。假设稳定剂是另外电解质，胶核优先吸附是使自己不被溶解离子或转变成溶解度更小沉淀离子，一般优先吸附水化作用较弱阴离子，所以自然界自然胶粒如泥沙，豆浆，橡胶等都带负电。2.憎液溶胶有哪些特征？答：(1) 特有分散程度；(2) 不匀称多相性；(3) 热力学不稳定性憎液溶胶根本特征可归纳为三点：(1) 特有分散程度。因为胶粒大小一般在1100nm之间，所以有动力稳定性强，散射作用明显，不能通过半透膜，浸透压低等特点。(2) 不匀称多相性。从溶液到溶胶是从均相到多相过程，胶团构造困难，是一个具有相界面超微不匀称质点。(3) 热力学不稳定性。由于胶粒小，外表积大，外表能高，所以有自动吸附一样离子，由于带电溶剂化层存在可爱护胶粒不聚沉。