物理化学习题集

选择题
1. 理想气体在pө下，从10dm3膨胀到16dm3同时吸热126 J，此气体的ΔU为( C 〕
(A) –284J (B) 842J
(C) – 482J (D) 482J
2. 在一绝热箱中装有水，水中通一电阻丝，由蓄电池供电，通电后水及电阻丝的温度均略有升高。

假设以水和电阻丝为系统，其余为环境，则有：( B )
(A) Q＜0，W＝0，ΔU＜0 (B) Q＝0，W＞0，ΔU＞0
(C) Q＞0，W＝0，ΔU＞0 (D) Q＜0，W＝0，ΔU＞0
3. 对于完成同一过程的系统，下述说法何者正确？( D )
(A) 经任意可逆途径所做的功一定比经任意不可逆途径做的功多
(B) 经不同的可逆途径所做的功都一样多
(C) 经不同的不可逆途径所做的功都一样多
(D) 经任意可逆途径所做的功不一定比经任意不可逆途径做功多
4. 一可逆热机与另一不可逆热机在其它条件都相同时，燃烧等量的燃料，则可逆热机拖动的列车运行的速度：( B )
(A) 较快 (B) 较慢
(C) 一样 (D) 不一定
5. 1mol单原子理想气体，从始态p1＝2pө，T1＝273K 沿着“p／V＝K(常数)”的途径，可逆变化到p2＝4pө的终态，则ΔH为：( A )
(A) 17.02kJ (B) –10.21kJ
(C) –
6. 石墨的燃烧热：( B )
(A) 等于CO生成热 (B) 等于CO2生成热
(C) 等于金刚石燃烧热 (D) 等于零
7.·dm3
mol·dm3的溶液中，则该过程的Δμ等于(J·mol-1)( C )
A.Δμ=RTln(1×10-2)；
B.Δμ=RTln(1×10-3)；
C.Δμ=RTln0.1；
D.Δμ=RTln10。

8.在0℃时，实际气体从状态(1)f1=50×101.325kPa，变化到状态(2)f2=10×101.325kPa，
则化学势的变化值Δμ=μ2-μ1为( D )
·mol-1·mol-1·mol-1
9.已知水的两种状态A(373K，101.3kPa，g)，B(373K，101.3kPa，l)，则正确的关系为( A )
A.μA=μB
B.μA＞μB
C.μA＜μB
10.当不挥发的溶质溶于溶剂形成溶液后，溶液的蒸气压( C )
A.升高
B.不变
C.降低
D.升高、降低不一定
11.在一定温度下，假设等物质的量的A、B两液体形成理想液体混合物，且纯A的饱和蒸
气压p A*大于纯B的饱和蒸气压p B*，则( B )
A＜x AA＞x A
A=x AA、x A的大小
12.过饱和溶液中溶剂的化学势比纯溶剂的化学势〔 B 〕
13. 对于化学平衡, 以下说法中不正确的选项是(C)
(A) 化学平衡态就是化学反应的限度
(B) 化学平衡时系统的热力学性质不随时间变化
(C) 化学平衡时各物质的化学势相等
(D) 任何化学反应都有化学平衡态
14．理想气体反应A + B = 2C 在一定温度T 下进行, 当___时可以用 r G m(T) 直接判断反应的方向. C
A. 任意压力和组成
B. 总压100kPa, x A = x B = x C = 1/3
C. 总压300kPa, x A = x B = x C = 1/3
D. 总压400kPa, x A = x B =1/4, x C = 1/2
15．影响化学反应标准平衡常数的因素有 _____. A
A. 温度
B. 压力
C. 反应物配比
D. 惰性气体
17.在温度为T，压力为p时，反应3O2(g)=2O3(g)的Kp与Kx的比值为：
(A) RT (B) p (C)(RT)-1 (D) p-1
答案：D。

假设反应物与产物分别以A和B表示，则
222
333
()
()
B B
P x
A A
p p y p
K K
p p y p
===
，于
是得结果D。

16.对于理想气体间的反应，以各种形式表示的平衡常数中，其值与温度和压力皆有关系的是：
(A)Ka (B)Kc (C)Kp (D)Kx
答案：D。

因为
(/)B
x
K pp K
ν
∑
=
，其中K仅与温度有关而与压力无关，故压力p
变化时，Kx要随之而变。

17.组分A(高沸点)与组分B(低沸点)形成完全互溶的二组分系统，在一定温度下，向纯B
中加入少量的A，系统蒸气压力增大，则此系统为：( 3 )。

(1) 有最高恒沸点的系统；
(2)不具有恒沸点的系统；
(3)具有最低恒沸点的系统。

18,将固体NH4HCO3(s) 放入真空容器中，等温在400 K，NH4HCO3 按下式分解并到达平衡：
NH4HCO3(s) === NH3(g) + H2O(g) + CO2(g)系统的组分数C和自由度数为：( 3 )。

(１)Ｃ＝２，f＝１；
(２)Ｃ＝２，f＝２；
(３)Ｃ＝１，f＝０；
(４)Ｃ＝３，f＝２。

19.已知苯―乙醇双液体系中,苯的沸点是353.3 K,乙醇的沸点是351.6 K,两者的共沸组成
为:含乙醇47.5%(摩尔分数),沸点为341.2 K.今有含乙醇77.5%的苯溶液,在到达气液平衡
后,气相中含乙醇为y2,液相中含乙醇为x2。

问:
(1) 以下结论何者正确? ( C )
(A) y2>x2 (B) y2=x2 (C) y2<x2 (D) 不确定
(2) 假设将上述溶液精馏,则能得到 ( D )
(A) 纯苯 (B) 纯乙醇
20.硫酸与水可形成H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)、H2SO4·4H2O(s)三种水合物,问在
101 325 Pa 的压力下，能与硫酸水溶液及冰平衡共存的硫酸水合物最多可有多少种?
(C ) (A) 3 种 (B) 2 种
(C) 1 种 (D) 不可能有硫酸水合物与之平衡共存。

S = 5 , R = 3 , R' = 0,C= 5 - 3 = 2 f*= 2 -Φ+ 1 = 0, 最大的Φ= 3 , 除去硫酸
水溶液与冰还可有一种硫酸水含物与之共存。

21.在 400 K 时，液体 A 的蒸气压为 4×104 Pa ，液体 B 的蒸气压为 6×104 Pa ，两者组成理想液体混合物，平衡时在液相中 A 的摩尔分数为 0.6，在气相中B 的摩尔分数为：( C )
(A) 0.31 (B) 0.40
22.科尔劳乌施定律)1(
c A m m -Λ=Λ∞适用于〔 D 〕
23.某电池的电池反应可写成:
〔1〕H 2 (g)+2
1O 2 (g)→ H 2O(l) 〔2〕2H 2 (g)+ O 2 (g)→ 2H 2O(l)
相应的电动势和化学反应平衡常数分别用E 1，E 2和K 1，K 2表示，则 ( C )
1=E 2 K 1=K 21≠E 2 K 1=K 2
1
=E 2 K 1≠K 21≠E 2 K 1≠K 2 24. 电池在恒温恒压及可逆条件下放电，则系统与环境间的热交换Q r 值是〔 B 〕
A.Δr H m Δr S m C.Δr H m - T Δr S m
25. 已知298K ，½CuSO 4、CuCl 2、NaCl 的极限摩尔电导率Λ∞分别为a 、b 、c (单位为S ·m 2·mol -1
)，
那么Λ∞(Na 2SO 4)是：( B )
(A) c + a - b ； (B) 2a - b + 2c ； (C) 2c - 2a + b ； (D) 2a - b + c 。

26. 离子运动速度直接影响离子的迁移数，它们的关系是：( A )
(A) 离子运动速度越大，迁移电量越多，迁移数越大 ；
(B) 同种离子运动速度是一定的，故在不同电解质溶液中，其迁移数相同 ；
(C) 在某种电解质溶液中，离子运动速度越大，迁移数越大 ；
(D) 离子迁移数与离子本性无关，只决定于外电场强度 。

27·dm -3·m -1
，该溶液的摩尔电导率Λm (HAc)为 ( B )
·m 2·mol -1·m 2·mol -1
·m 2·mol -1·m 2·mol -1
28．某一电池反应，假设算得其电池电动势为负值时，表示此电池反应是: ( B )
(A) 正向进行； (B) 逆向进行；
(C) 不可能进行； (D) 反应方向不确定
29. 在HAc 电离常数测定实验中，直接测定的物理量是不同浓度的HAc 溶液( B )
(A). 电导率 (B). 电阻 (C). 摩尔电导 (D). 电离度
30. 通常称为外表活性剂的物质是指将其加入液体中后( D )。

(A) 能降低液体的外表张力 (B) 能增大液体的外表张力
(C) 能显著增大液体的外表张力 (D) 能显著降低液体的外表张力
31. 毛笔蘸上水，笔毛就会粘在一起，这是因为 ( A )
(A) 笔毛上的水在空气中有自动收缩减小外表的趋势
(B) 笔毛被润湿
(C) 水是外表活性物质
(D) 水具有粘度
32. 化学吸附的吸附力是〔 A 〕。

(A) 化学键力； (B) 范德华力； (C) 库仑力；〔D 〕范德华力+库仑力。

33. Langmuir 气固吸附理论中，以下表达中错误的选项是( D )。

(A) 吸附是单分子层吸附； (B) 吸附热是常数；
(C) 在一定条件下，吸、脱附之间可以到达平衡；
(D) 吸、脱附速率都与气体的压力成正比。

34. 下述现象中与外表活性物质无关的是 ( D )
(A) 乳化 (B) 润湿 (C) 起泡 (D) 溶解
35.某带负电的溶胶中加入以下电解质，其中聚沉值最大的是( A );聚沉能力最强的是( B )
A. LiCl
B. AlCl 32
36.以下哪一种不属于电动现象？( C )
A. 电泳
B. 电渗
C. 电导
D. 流动电势
37.在电泳实验中，观察到胶粒向阳极移动，说明〔 C 〕
A. 胶粒带正电荷
B. 胶团的扩散层带负电荷
C. 胶体的扩散层带正电荷
D. 电位向对于溶液本体为正值。

38.大分子溶液与憎液溶胶的主要性质上区别在于后者( D )
A. 有渗透压
B. 扩散慢
C. 有电泳现象
D. 是热力学上的不稳定系统
39. {}+-
+-⋅-xk k x n nI AgI x m )(][，在外电场作用下，发生电泳现象的是〔 C 〕 A. m AgI ][ B. -⋅nI AgI m ][
C. +--k x n nI AgI m )(][
D. {}+-
+-⋅-xk k x n nI AgI x m
)(][ 40．由过量KBr 与AgNO 3溶液混合可制得溶胶，以下说法正确的选项是：( D )
A. 电位离子是Ag + ；
B. 反号离子是NO 3- ；
C. 胶粒带正电 ；
D. 它是负溶胶 。

41. 反应CO(g) + 2H 2(g) CH 3OH(g) 不存在催化剂时，正反应的活化能为E a ,平衡常数为K 。

假设加入催化剂，反应速率明显加快，此时正反应的活化能为 E a `，平衡常数为( C 〕
a) K= K`, E a = E a ` b) K ＞K`, E a ＜E a `
c) K= K`, E a ＞E a ` d) K ＞K`, E a ＞E a `
42.基元反应 Y A A k
−→−2，k A 是与A 的消耗速率相应的速率常数，则：( C )
a)
2A A Y c k dt dc = b) 22A A Y c k dt
dc = c) 221A A Y c k dt dc = d) A A Y c k dt dc 21= 43. 已知某化学反应速率常数的单位是mol ·m -3·s -1 则该化学反应的级数为 ( B 〕 a) 零级 b) 一级 c) 二级 d) 三级
44. 某反应，反应物反应掉5/9所需的时间是它反应掉1/3所需时间的2倍，反应是〔A 〕 a) 一级 b) 二级 c) 零级 d) 三级
45. 假设反应物的浓度1/C 与时间t 呈线性关系则此反应为： 〔 C 〕 a) 零级反应 b) 一级反应 c) 二级反应 d) 三级反应
46. 基元反应体系a A + d D → g G 的速率表达式中，不正确的选项是： 〔 C 〕
a) -d[A]/d t = k A [A]a [D]d b) -d[D]/d t = k D [A]a [D]d
c) d[G]/d t = k G [G]g d) d[G]/d t = k G [A]a [D]d
47. 二级反应的1/c ～t 作图为一直线，直线的斜率为slope ，则此反应速率常数k 为: 〔A 〕
a) k=slope b) k=－slope c) k=slope/C 0 d) k= slope*C 0
48. 某反应速率常数k = 2.31 × 10-2 mol -1·dm 3·s -1，反应起始浓度为1.0 mol ·dm -3，则其反应半衰期为： 〔 A 〕
a) 43.29 s b) 15 s
c) 30 s d) 21.65 s
49.反应 A ＋B → C ＋D 为二级反应，当C A ，0＝C B ，0＝0.02 mol ·dm －3时，反应转化率达90％
需80.8min ，假设C A ，0＝C B ，0＝0.01 mol ·dm －3时，反应达同样转化率需时为 〔 C 〕
50.对于一个化学反应来说，在以下说法中的那一种是正确的〔 D 〕
A. ΔS 0越负，反应速率越快
B. ΔH 越负，反应速率越快
C. 活化能越大，反应速度越快
D. 活化能越小，反应速度越快
51．反应A + B → C + D 的速率方程为r = k [A][B] ，则反应：〔 B 〕
(A) 是二分子反应 ；
(B) 是二级反应但不一定是二分子反应；
(C) 不是二分子反应 ；
(D) 是对A 、B 各为一级的二分子反应 。

填空题
1、在等温等压的电池反应中，当反应到达平衡时，电池的电动势等于( 0 ) 。

2、正离子的迁移数与负离子的迁移数之和是( 1 ) 。

·dm -3的同一电解质溶液的电阻，前者是后者的10倍，则两种浓度溶液的摩尔电导率之比为(1:1)。

4、在水的平衡相图中。

OC 线是水的蒸发曲线， OB 线是冰的升华曲线， OA 线是冰的融化曲线， O 点是水的三相点。

〔3分〕 .
5、苯和甲苯在恒温恒压条件下,混合形成理想液体混合物,其ΔmixH ＝ 0 ,ΔmixS ＞ 0。

6、指出以下等式成立的条件:
(1)∑νB μB = 0. __处于平衡态的多组分系统
(2)理想气体反应, K = K p = K x . ∑νB = 0
(3)真实气体反应, K = K p (p )－∑ν B . 逸度系数商为1( K ϕ= 1)
(4)溶液中反应, K = K x . 活度系数商为1( Kf = 1)__
7. 溶胶系统所具有的三个基本特点是多相性，搞分散性和热力学不稳定性
8. 溶胶的动力性质包括布朗运动，扩散作用，沉降作用。

9. 用A g N O 3和K I 反应制备A g I 溶胶当K I 过量时胶团结构式为。

当A g N O 3过量时，胶团结构式为 ,在电泳实验中该溶胶的颗粒向向负极移动移动。

10. 在外加电场作用下，胶粒在分散介质中的移动称为 电泳 。

11. 胶体系统的光学性质表现为 丁达尔效应,电学性质表现为 电泳；电渗；流动电势；沉降电势
12. 某化学反应的反应物反应掉 3/4 所需的时间是反应掉1/2 所需时间的 2倍，则该反应是 1 级反应。

13. 反应A + B → C 的速率方程为C
B A A A c c c k dt dc =-，则该反应的总级数是 1 -3为单位，时间以s 为单位，则速率常数k A 的单位是 s -1 。

1B A A K −→−2为基元反应，A k 是与A 的消耗速率相对应的速率常数。

假设用B 的生成速率和A k 表示反应速率时，则其速率方程可表示为( 22
A A
B c k dt dc = ).
判断题
1. 单分子反应称为基元反应，双分子反应和三分子反应称为复合反应。

〔×〕
2. 简单反应都是简单级数反应；简单级数的反应不一定就是简单反应。

〔√〕
3. 双分子反应一定是二级反应。

〔√〕
4. 当温度一定时，化学反应的活化能越大其反应速率越大。

〔×〕
5、氢电极的标准电极电势在任何温度下都等于零。

〔√〕
6. 憎液固体，其外表不能被液体所润湿，其相应的接触角θ大于90°。

〔√〕
7. 外表活性剂不能改变外表润湿性。

〔×〕
8.化学反应处于平衡态时, ∆r G m = 0.〔×〕应是∆r G m = 0
简述题
1．根据下边Pb-Sb体系的步冷曲线，绘制Pb-Sb相图，并指明各相区的相数、相态及自由度。

已知Pb的熔点为327℃，Sb的熔点为630℃。

(10分)
2. 以下理想气体p-V图中，A→B是等温可逆过程，A→C是绝热可逆过程。

假设从A点出发：经绝热不可逆过程同样到达p2，则终点D在C点之左还是在C点之右？为什么？
答：当系统的终态体积相同时，由于系统在绝热可逆过程中作的功大于在绝热不可逆过程中作的功要大(证明从略)，因此有T绝热可逆＜T绝热不可逆。

又已知理想气体的状态方程为 V＝nRT/p，当压力相同时，温度越高则体积越大。

所以，V绝热可逆＜V绝热不可逆，也就是说，绝热不可逆过程的终态的状态点，应在C点之右。

3.胶体具有聚结稳定性的主要原因是什么？〔 5分〕聚结稳定性是指溶胶中的粒子发生相互碰撞时不会聚结成大粒子沉淀下来的现象，溶胶具
有聚结稳定性的主要原因有三点：①是它的动力稳定性，即因为溶胶粒子强烈的布朗运动；②是溶胶粒子具有的扩散双电子层结构，使其在相互接近时，所具有的静电性斥力与渗透性力；③是溶胶粒子周围的溶剂化层的作用，使胶体粒子外部包有一层溶剂化外壳而阻止其接近发生聚沉。

其中最主要的因素是胶体粒子的双电子层结构所引起的排斥势能的作用。

4.胶体具有聚结稳定性的主要原因是什么？ 〔 5分 〕 溶胶稳定的原因有三：ζ电势、溶剂化作用以及布朗运动。

①动力稳定性，即因为溶胶粒子强烈的布朗运动；
② ζ电势：使溶胶粒子具有的扩散双电子层结构，使其在相互接近时，所具有的静电性斥力与渗透性力；
③溶剂化作用，使胶体粒子外部包有一层溶剂化外壳而阻止其接近发生聚沉。

其中最主要的因素是胶体粒子的双电子层结构所引起的排斥势能的作用。

5.简述零级反应的主要特征有哪些？
k 的单位: [浓度].[时间]-1
c A 与t 成线形关系
t 1/2=c A,0/2k ，半衰期与初始浓度成正比。

6.简述一级反应的主要特征有哪些？
k 的单位: [时间]-1
lnc A 与t 成线形关系
t 1/2=ln2/k ，半衰期仅与速率常数有关，而与初始浓度无关。

计算题
2O 5〔g 〕分解反应，其半衰期t 1/2 h ，此值与N 2O 5(g)的起始浓度无关。

试求： 〔1〕该反应的速率常数 〔2〕作用完成90%是所需的时间t 解：根据题意，该反应为一级反应。

所以一级反应半衰期：
k t 2ln 2/1= 速率常数：2/12ln t k =
K = 0.122 h -1 由公式 ：ln C A = ln C A,0 － kt kt c c =A 0A,ln
t = 18.9 h -1
2. 有一原电池Ag | AgCl(s) | Cl-〔a=1〕||Cu2+〔a=0.01〕| Cu 。

〔1〕写出上述原电池的反应式；
〔2〕计算该原电池在25℃时的电动势E ；
〔3〕25℃时，原电池反应的 吉布斯函数变〔∆r G m 〕和平衡常数K 各为多少？ 已知：E (Cu2+|Cu) = 0.3402V ，E (Cl-|AgCl|Ag) =0.2223 V 。

解：
〔1〕2Ag+2Cl - (a =1) + Cu 2+
(a =0.01) ==== 2AgCl(s) + Cu
〔2〕E = [0.3402－0.2223－01.011lg 205916.02⨯] V = 0.05875 V
〔3〕∆r G m = －zFE =[－2×96485×0.05875] J ·mol -1 = －11.337 kJ ·mol -1
∆r G = －zFE =－RT ln K
ln K =－zFE /RT = 15.298314.8)
2223.03402.0(964852⨯-⨯⨯ = 9.1782 K = ×103
3. 25℃时，对电池Pt |Cl 2(p ) Cl -(a=1) || Fe 3+(a=1) ，Fe 2+(a=1) Pt ： 〔1〕写出电池反应；
〔2〕计算电池反应的 ∆rG 〕及K 值；
〔3〕当Cl -的活度改变为a(Cl -) = 0.1时，E 值为多少？
〔已知E (Cl -|Cl 2|Pt) =1.3583 V ，E (Fe 3+，Fe 2+ | Pt ) = 0.771V 。

〕
解:
〔1〕2 Cl －(a =1) ＋2 Fe 3+〔a =1〕=== Cl 2( p )+2 Fe 2+〔 =1〕 〔2∆r G =[－2×96485×(0.771－1.3583)] J ·mol -1 = 113331 J ·mol -1
〔2〕∆r G =[－2×96485×(0.771－1.3583)] J ·mol -1 = 113331 J ·mol -1
lg K =
05916.0)
3583.1771.0(2- = K ×10-20
〔3〕E = E － )Cl (1lg 205916.0-2a = )－
2)1.0(1lg 205916.0]V
= (－0.5873－0.05916)V= －0.6465 V
4. ××105Pa，体积为V2，计算以下情况下的V2，Q ，T2，W ，ΔU，ΔH，ΔS，ΔS，ΔG。

×105Pa；(2)恒温可逆过程。

解：
(1)V 1 = nRT 1／p 1 = 3
V 2 = nRT 2／p 1 = 3
ΔU=0 ΔH=0
W = Q = p(V 2-V 1) =
ΔS = Q r /T = nRln(p 1/p 2) = 6.74 J ·K -1
ΔA ＝ ＝ -nRTln(V 2/V 1) ＝
ΔG ＝＝ nRTln(p2/p1) ＝
(2)恒温过程：ΔU = ΔH =0
Q = W = nRTln(p1/p2) =
ΔS = Q r／T = nRln(p1/p2) = 6.74 J·K-1
ΔA = ΔU-TΔS =
ΔG = ΔH-TΔS =
5. 对1mol理想气体，初态为298.2K，600kPa,当反抗恒定外压Pe=100kPa膨胀至其体积为
原来的6倍，压力等于外压时，请计算过程的Q、W、ΔU、ΔS、ΔA、ΔG与ΔS隔。

解： T1=298.2K T2
P1=600kPa P2=100kPa
V1 V2 = 6V1
因为P1V1=P2V2，故T2=T1=298.2K，对理想气体，有：ΔU=0，ΔH=0
6. 已知298K 时，2mol 的H2的体积是15L ，假设此气体，在恒温条件下，反抗外压为100Kpa ，膨胀体积为50L 。

假设H2为理想气体，试计算该情况下的ΔU, ΔH, Q, W, ΔS，ΔF, ΔG。

7. 已知298K 时白磷和红磷的标准摩尔燃烧焓〔 θc m H ∆〕分别为
-250kJ •mol-1和-255kJ •mol-1，标准摩尔熵〔 θm S •K-1••K-1•mol-1，在298K 时P 〔白磷〕转变为P 〔红磷)的反应能否自发进行？请给出原因？
〔通过计算P 〔白磷〕转变为P 〔红磷〕的 r m G θ∆来解释〕
P 〔白磷〕 P 〔红磷〕
8.有一原电池Ag | AgBr(s) | Br-〔a=1〕|| Au+〔a= 1〕| Au 。

〔1〕写出上述原电池的反应式；
〔2〕计算该原电池在25℃时的电动势Eθ；
〔3 〕25℃时，原电池反应的吉布斯函数〔 r m G θ∆ 〕和标准平衡常数Kθ各为多少？ 〔4〕当Br-的活度变为0.1时，E = ?
已知：φ ( Au+|Au) = 1.68V，φ (Br -|AgBr|Ag) =0.0711V 。