网络教育课程 物理化学_习题集(含答案)

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《物理化学》课程习题集
一、单选题
1.焓的定义式中H=U+pV，式中的p代表（）
A.体系的总压力
B.体系中各组分的分压
C.100kPa
D.外压
2.某体系经不可逆循环后，下列答案中不正确的是（）
A.Q=0
B.△U=0
C.△H=0
D.△C P=0
3.某理想气体进行绝热自由膨胀，其热力学能和焓的变化为（）
A.△U=0，△H=0
B.△U﹥0，△H﹥0
C.△U=0，△H≠0
D.△U﹤0，△H﹤0
4.某理想气体的γ=C P/C V=1.40，则该气体应为( )
A.单原子分子气体
B.双原子分于气体
C.三原子分子气体
D.四原子分子气体
5. H2的标准摩尔燃烧焓与下列哪一物质的标准摩尔生成焓相等（）
A.H2O(g)
B.H2O(l)
C.H2O(s)
D.都不是
6.隔离系统内发生的可逆变化过程( )
A.△S=0，△S(环)=0
B.△S﹥0，△S(环)=0
C.△S=0，△S(环)﹥0
D.△S﹥0，△S(环)﹥0
7.过冷水结成同温度下冰，则该过程中( )
A.△S系统﹥0
B.△S系统+△S环境﹥0
C.△S环境﹤0
D.△S系统+△S环境﹤0
8.下列说法中，哪一种是不正确的( )
A.隔离物系中的熵永不减少
B.在绝热过程中物系的熵决不会减少
C.物系处于平衡态时熵值最大
D.任何热力学过程不可能出现△S﹤0
9.气体CO与O2在一坚固的绝热箱内发生化学反应，系统的温度升高，该过程（）
A.△U＝0
B.△H＝0
C.△S＝0
D.△G＝0
10.电解CuSO4 溶液时，当通过溶液的电量为2F 时，则在阴极上将析出Cu 的量为( )
A. 0.5 mol
B. 1 mol
C. 1.5 mol
D. 2 mol
11.重结晶制取纯盐的过程中，析出的NaCl固体的化学势比母液中NaCl的化学势（）
A.高
B.低
C.相等
D.不可比较
12. 为马拉松运动员沿途准备的饮料应该是（ ）
A.白开水
B.含适量维生素的等渗饮料
C.20%的葡萄糖水
D.高脂肪、高蛋白、高能量饮料
13. B 物质在α相中浓度大于在β相中的浓度，当两相接触时：（ ）
A. B 由α相向β相扩散
B. B 由β相向α相扩散
C. B 在两相中处于扩散平衡
D. 无法确定
14. 在100℃，101.325kPa 下液态水的化学势为μ1，100℃，150kPa 下水蒸气的化学势为μ2，则μ1（ ）μ2.。

A.相等
B.大于
C.不确定
D.小于
15. 在通常情况下，对于二组分系统能平衡共存的最多相为（ ）
A.1
B.2
C.3
D.4
16. 在相图上，当系统处于哪一点时只存在一个相？（ ）
A.恒沸点
B.熔点
C.临界点
D.低共熔点
17. 在一定压力下，若在A 、B 二组分系统的温度-组成（即T-x ）图中出现最高恒沸点，则其蒸气总压对拉乌尔定律必产生 （ ）
A.一般正偏差
B.一般负偏差
C.最大正偏差
D.最大负偏差
18. 设反应 A(s) = D(g) + G(g) 的 r m G ∆(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. 低于409K
19. 巳知 298K 时，反应 CH 3OH(g) = HCHO(g) + H 2(g)；10.92-⋅=∆mol kJ H m r θ。

HCHO(g)
= CO(g) + H 2(g)； 。

若要提高平衡混合物中 HCHO 的含量，应采取：
A .升高温度 B.降低温度
C.增加压力
D.减小压力
20. 已知下列反应的平衡常数：
① H 2(g) + S(s) = H 2S(s) K 1
② S(s) + O 2(g) = SO 2(g) K 2
则反应 H 2(g) + SO 2(g) = O 2(g) + H 2S(g) 的平衡常数为：（ ）
A .K 1 + K 2 B.K 1 - K 2
C.K 1·K 2
D.K 1/K 2
21. 对于A 、B 两种实际气体处于相同的对比状态，对此理解中，下列何者正确：（ ）
A . A 、
B 两种气体处于相同的状态
B. A 、B 两种气体的压力相等
C. A 、B 两种气体的对比参数π、τ相等
D. A 、B 两种气体的临界压力相等 。

22. 下列气体溶于水溶剂中，哪个气体不能用亨利定律：（ ）
A.N 2
B. O 2
C.NO 2
D.CO
23.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
24.已知在318K时纯丙酮的的蒸气压为43.063kPa，今测得氯仿的摩尔分数为0.30的丙酮－氯仿二元溶液上丙酮的蒸气压为26.77kPa，则此溶液：（）
A.为理想液体混合物
B.对丙酮为负偏差
C.对丙酮为正偏差
D. 无法确定
25.反应A 2B 在温度T 时的速率方程为d c B / d t = k B c A，则此反应的半衰期为：（）A．ln2/k B B．21n2/k B C．k B ln2 D．2k B ln2
26.两组分理想溶液，在任何浓度下，其蒸气压：（）
A.恒大于任一纯组分的蒸气压
B .恒小于任一纯组分的蒸气压
C.介于两个纯组分的蒸气压之间
D 与溶液组成无关
27.水蒸气蒸馏通常适用于某有机物与水组成的：（）
A. 完全互溶双液系
B.互不相溶双液系
C. 部分互溶双液系
D.所有双液系
28.苯和甲苯在恒温恒压条件下混合形成理想液体混合物，其△mix S ( )
A. ＞0
B. ＜0
C. ＝0
D. ≠0
29.若反应气体都是理想气体，反应平衡常数之间有K a=K p=K x的反应是：
(1)2HI(g) = H2(g) + I2(g)；
(2)N2O4(g) = 2NO2(g)；
(3)CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2(g)；
(4)C(s) + CO2(g) = 2CO(g)。

A.(1)(2)
B. (1)(3)
C. (3)(4)
D. (2)(4)
30.下列平衡常数中都无量纲的是：
A. K f、K p、K
B. K c、K a、K x
C. K x、K p、K
D. K a、K x、K
31.分解反应A(s) = B(g) + 2C(g)，此反应的平衡常数K p与离解压力p之间关系为：
A. K p = 4p3
B. K p = 4p3/27
C. K p = p3/27
D. K p = p2
32.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。

33.反应C(金钢石) + ½O2(g)=CO(g) 的热效应为，问此值为：（）
A. CO(g) 的生成热
B.C(金刚石)的燃烧热
C.碳的燃烧热
D.全不是
34.在一定速度下发生变化的孤立体系，其总熵的变化是（）。

A.不变
B.可能增大或减小
C. 总是增大
D.总是减小
35.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
36. 下列纯物两相平衡有关的描述，不正确的是( )
A.沸点将随压力增加而升高
B.熔点将随压力增加而升高
C.蒸气压将随温度升高而加大
D.升华温度将随压力增大而升高 37. 热力学基本方程 d G = -S d T + V d p ，可适应用下列哪个过程：（ ）
A. 298K 、标准压力下，水气化成蒸汽 ；
B. 理想气体向真空膨胀 ；
C. 电解水制取氢气 ；
D. N 2 + 3H 2=2NH 3未达到平衡
38. 某真实气体的压缩因子Z <1，则表示该气体（ ）
A.易被压缩
B.难被压缩
C.易液化
D.难液化
39. 在一保温良好、门窗紧闭的房间里，放有电冰箱，若将电冰箱门打开，且不断向冰箱供给电能使其运转，室内的气温将（ ）
A.逐渐降低 B 逐渐升高. C.不变. D.无法确定
40. 在同一温度下，W ’=0 ，同一化学反应的,p m Q （ ）,V m Q 。

A.>
B.<
C. =
D. 无法确定
41. 由热力学第二定律可知，在任一循环过程中（ ）
A.功与热都可以完全互相转换；
B.功可以完全转变为热，而热却不能完全转变为功；
C.功与热都不能完全互相转换；
D.功不能完全转变为热，而热却可以完全转变为功。

42. 下列各电池中，其电池电动势与氯离子的活度a (Cl -))无关的是( )
A. Zn | ZnCl 2(aq) | Cl 2(p ) | Pt
B. Zn | ZnCl 2 (aq)|| KCl(aq)|AgCl|Ag
C. Pt ，H 2(p 1) |HCl(aq) | Cl 2(p 2) | Pt
D. Ag | AgCl | KCl(aq) | Cl 2(p ) | Pt
43. 电解CuSO 4 水溶液时，当通过的电量为4F 时，在阴极上析出Cu 的量为( )
A. 0.5mol
B. 1 mol
C. 1.5mol
D. 2mol
44. 在101.325kPa 的大气压力下，将蔗糖在水中的稀溶液缓慢地降温，首先析出的是纯冰。

相对于纯水而言，加入蔗糖将会使凝固点（ ）
A. 升高
B.降低
C. 不变
D.无一定变化规律
45. 在一定压力下，若在A 、B 两组分系统的温度—组成图（即T - x B 图）中出现最低恒沸点，则其蒸气总压对拉乌尔定律必产生（ ）偏差。

A. 一般正
B. 一般负
C.最大正
D.最大负
46. 反应A B →，若开始时00B c =，，
A 的起始浓度为0A c ，，当反应物A 完全转化为
B 时，需时为t ，而反应掉A 的起始浓度0A c ，的一半时，所需时间为1/2t ，测的1/2/2t t =，则此反应的级数为（ ）
A.零级
B.一级
C.3/2级
D.二级
47. 对于封闭系统，过程满足r G W ∆=的条件( )
A.恒温可逆过程
B. 恒容可逆过程
C. 恒温恒压可逆过程
D.恒温恒容可逆过程 48. 节流膨胀过程对应于( ) A. 恒焓过程 B. 恒熵过程 C. 恒压过程 D.绝热过程
49. 冬季建筑施工中，为了保证施工质量，通常在浇注混凝土时加入少量盐类，其主要作用是( )
A. 吸收混凝土中的水分
B.防止建筑物被腐蚀
C. 增加混凝土的强度
D. 降低混凝土的固化温度
50. 在一定温度下，一定量的PCl 5 在一密闭容器中达到分解平衡： PCl 5(g) =
PCl 3(g)+Cl 2(g)。

若往容器中充入Ar 气，使系统压力增加，则PCl 5 的解离度将( )
A.降低
B. 升高
C. 不变
D.不确定
51. 某一固体在30℃和大气压下升华，这意味着( )
A. 固体密度比液体大
B.固体密度比液体小
C.三相点的压力大于大气压
D. 三相点的压力小于大气压
52. NH 4HS(s)放入一抽空的容器中，并与其分解产物NH 3(g)和H 2S(g)成平衡，则有
A. C =1，P =2，F =1
B.C =1，P =2，F =2
C. C =2，P =2，F =2
D. C =2，P =2，F =3 53. 电池反应达平衡时，电池的电动势E 有( ) A. E >0 B. E <0 C. E = E D.E =0
54. 某反应反应完全所需时间为c 0/k ，则该反应为( ) A. 零级反应 B.一级反应 C. 二级反应
D. 三级反应 55. 氢和氧的反应发展为爆炸是因为( )
A. 大量的引发剂的引发
B. 直链传递的速度增加
C. 自由基被消除.
D. 生成双自由基形成支链
二、计算题
56. 把N 2、H 2和NH 3三种气体充进673 K 、1013.25kPa 的塔中，分别指出下列情况下的物种数和独立组分数及条件自由度：
⑴ 未达平衡之前；
⑵ 已达平衡；
⑶ 若只充NH 3入塔，待其平衡后，情况又如何？
57. 某双原子理想气体4mol ，从始态p 1=50 kPa ，V 1=160 dm 3经绝热可逆压缩到末态压力为p 2=200 kPa 。

求末态温度T 2及过程的,W U H ∆∆及。

（已知，, 3.5p m C R =） 58. 将装有0.1mol 乙醚的小玻璃瓶放入容积为10 dm 3的恒容密闭的真空容器中，并在35.51℃的恒温槽中恒温。

35.51℃为乙醚在101.325kPa 下的沸点。

已知在此条件下乙醚的摩尔蒸发焓125.104vap m H kJ mol -∆=⋅。

今将小玻璃瓶打破，乙醚蒸发至平衡态。

求：
（1）乙醚蒸气的压力；
（2）过程的,,Q U H S ∆∆∆及。

（设乙醚蒸气为理想气体）。

59. 某A-B 二组分凝聚系统相图如下
（1）指出各相区稳定存在的相；
（2）指出图中的三相线。

在三相线上哪几个相成平衡？三者之间的平衡关系如何？
（3）绘出图中状态点为a 、b 、c 三个样品的步冷曲线，并注明各阶段时的相变化。

B B t
60. 证明：p T
H V T V p T ⎛⎫∂∂⎛⎫=-+ ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭ 61. 某基元反应B →C + D ，测得反应的半衰期1/210t =h 。

经30h 后，所余下的反应物浓度B c 与反应起始浓度,0B c 之比为多少？
62. 已知水在100℃的饱和蒸气压为101.325kPa ，在此条件下的
140.668vap m H kJ mol -∆=⋅。

今在一带活塞的汽缸中有1mol 2N （g ），底部有一小玻璃瓶，瓶中有4 mol H 2O(l)。

汽缸置于100℃的恒温槽中维持恒温，外压恒定在150 kPa 。

现将小玻璃瓶打破，水蒸发至平衡态，求过程的,,,,iso Q W U H S S ∆∆∆∆及。

63. 液体B 与液体C 可形成理想液态混合物。

在常压及25℃下，向总量n=10 mol ，组成0.4C x =的B ，C 液态混合物中加入14 mol 的纯液体C ，形成新的混合物，求过程的,G S ∆∆。

64. 求证：
(1){(/)}V V dU C dT T p T p dV =+∂∂-
(2)理想气体/0U V ∂∂=T （）
65. 某基元反应B →C + D ，测得反应的半衰期1/210t =h 。

经40h 后，所余下的反应物浓度B c 与反应起始浓度,0B c 之比为多少？
66. 1mol 理想气体从300K ,100kPa 下恒压加热到600K ，求此过程的Q 、W 、∆U 、∆H 、
∆S 、∆G 。

已知此理想气体300K 时的m S =150.0J·
K －1·mol －1，,p m C =30.00 J·K －1·mol －1。

67. 反应2NaHCO 3(s) = NaCO 3(s) +H 2O(g) +CO 2(g)
在温度为30 ℃ 和100 ℃ 时的平衡总压分别为0.827kPa 和97.47kPa 。

设反应焓
r m H ∆ 与温度无关。

试求：
(1) 该反应的反应焓r m H ∆。

(2) NaHCO 3(s)的分解温度（平衡总压等于外压101.325kPa ）。

68. 已知乙醇和乙酸乙酯在100kPa 下气液相的组成如下表：
(1)根据表中数据绘出t －x (y )相图并指出各相区的相态。

(2) 将6.90g 乙醇和74.8g 乙酸乙酯的溶液加热到75℃时分析存在那些相，各相的 组成和量为多少? 乙醇和乙酸乙酯的相对分子质量分别为46 和88。

69. 某金属M 的氯化物MCl2是一强电 解质，设下列电池：
M | MCl 2(1mol·kg -1) | AgCl | Ag
的电动势与温度的关系为
E /V=1.200+4.00×10－5(t /℃) +9.00×10－7(t /℃)2
25℃时的E (M 2+/M)=－0.9636V ，E (AgCl,Ag|Cl －)=0.2223V 。

F =96500C·mol －
1。

(1) 写出电极反应与电池反应。

(2) 计算25 ℃ 时上述电池反应的E ，r m G ∆，r m S ∆，r m H ∆ 及可逆热Q r 。

70. 已知反应NO 2(g) =NO(g) + (1/2)O 2(g) 以NO 2的消耗速率表示的反应速率常数与温度 的关系为ln(k /dm 3·mol －1·s －
1)＝－12884K/T +20.2664
(1)试求反应的级数，活化能E a 及指前因子A 。

(2) 若在400 ℃ 时将压力为26664Pa 的NO 2(g)通入反应器中，使之发生分解反应，试 计算反应器的压力达到31997Pa 时所需时间。

71. 1.0mol 理想气体由500K 、1.0MPa ，反抗恒外压绝热膨胀到0.1MPa 达平衡，然后恒 容升温至500K ，求整个过程的W 、Q 、△U 和△H 。

已知C V ，m =20.786J .K -1.
mol -1。

72. 已知在298K ，100 kPa 下，反应：C 2H 4 (g)+H 2O (l)==C 2H 5OH (l)
数据如下：（C 2H 4(g)视为理想气体）
(1) 试求在298K 下，反应的标准平衡常数K 。

(2) 在298K 时，当乙烯的压力为200kPa ，能否生成C 2H 5OH (l)？
(3) 在500K ，100kPa 下，反应的r m r m r m
,,H S G ∆∆∆为多少？此时反应能否进行？
73. 有一原电池Ag(s) | AgCl(s) |Cl -(α=1)║Cu 2+(α=0.01) | Cu(s)
(1) 写出上述原电池的电极反应和电池反应式。

(2) 计算该原电池在25℃时的电动势E 。

(3) 求25℃时原电池反应的吉布斯函数变△r G m 和标准平衡常数K ？
已知：E 2+|Cu}=0.3402V ，E Cl - }=0.2223V ，F =96485C .mol -1。

74. 实验测得100kPa 压力下水苯酚系统的水层1 和酚层2 的溶解度(酚的质量百分比) 与温度的变化关系如下表：
(1) 画出水苯酚系统的相图并标注各区域的相态和自由度；
(2) 找出最高会溶温度及其对应的组成。

(3) 将1kg 水和1kg 苯酚混合，加热到大约什么温度时变成单一液层？(10 分)
75. 25℃时电池Pt | H 2(g) | HCl(a )│AgCl(s)│Ag 的标准电动势为0.222V ，实验测得氢气压力为p 时的电动势为0.385V 。

(1) 请写出正、负极及电池的反应式；(2) 计算电池中HCl 溶液的活度；(3) 计算电池反应的r m G 。

三、简答题
（略）……
四、判断题
（略）……
答案
一、单选题
1. B
2. A
3. A
4. B
5. B
6. A
7. B
8. D
9. A
10. B
11. C
12. B
13. D
14. D
15. D
16. C
17. D
18. A
19. A
20. D
21. C
22. C
23. A
24. B
25. A
26. C
27. B
28. A
29. A
30. B
31. B
32. C
33. A
34. C
35. C
36. B
37. B
38. A
39. B
40. D
41. B
42. B
43. D
44. B
45. C
46. A 47. A 48. A 49. D 50. C 51. C 52. A 53. D 54. A 55. D
二、计算题
56. 答 ⑴ 未达平衡之前 S =3，C =3，f ’=2
⑵ 已达平衡S =3，C =2（R =1）, f ’=1
⑶ 只充入NH3，待其平衡后：S =3，R =1，R ′=1，C =1, f ’=0
57. ,1/221,21,211.240.53357.43()9.720()13.6080,9.720p m
R C V m p m T K
p T T K
p U nC T T kJ H nC T T kJ Q W U kJ =⎛⎫=⨯= ⎪⎝⎭
∆=-=∆=-===∆=
58. 乙醚蒸气的压力
2(1)25.664nRT
p kPa V
==
（2）将乙醚蒸气视为理想气体
11
2
() 2.51040, 2.2538()
ln
9.275vap m g vap m H n H l kJ
W Q U H n RT kJ
n H l p S nR J K T
p -∆=∆===∆=∆-∆=∆∆=
+=⋅乙醚，乙醚，
59. 单相区：1为l (液相)区；3为()s α固溶体；6为()s β固溶体；9为()s γ固溶体。

两相区：2为l +()s α；4为()s α+()s β；5为l +()s β；7 l +()s γ；8为()s β+()s γ 两条三相线：mon 线与fed 线。

mon 线：l=()s α+()s β fed 线：()s β= l +()s γ
)
()
s
()s α()s β+l 消失
)s +()s β降温并不断改变相互溶解度
()s
β()
s βl 消失
)冷却
c'
()s γ()s γl 消失开始析出()s β不断析出()s β且()s γ与()s β冷却
60. 证：由dH TdS Vdp =+
在恒温条件下，等式两边同除以d p ，有
T T H S T V p p ⎛⎫⎛⎫∂∂=+ ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭，由Maxwell 关系式p T S V p T ⎛⎫∂∂⎛⎫
=- ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭故
p T
H V T V p T ⎛⎫∂∂⎛⎫
=-+ ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭
61. ,0/0.125B B c c =，因反应为一级反应，1/2ln 2/t k =。

30h 后余下的反应物浓度为B c ，则,0ln B B c kt c ⎛⎫
=- ⎪ ⎪⎝⎭。

将1/2ln 2/k t =代入得
,01/2
ln 2exp()B B c t c t -⨯= 62. 水的饱和蒸气压2(,)101.325p H O g kPa =，末态N 2(g)的分压
222()()48.675p N p p H O kPa =-=。

n (N 2)=1mol , n (H 2O,g)=
222(,)
()()
p H O g n N p N =2.0821mol
未蒸发的液态水n (H 2O,l)= n 1(H 2O,l) - n (H 2O,g)=1.918 mol 因2()0H N ∆=，22()()vap H H O H H O ∆=∆，故
p Q =222()()()vap vap m H H H O n H O H H O ∆=∆=∆=84.671kJ
2{()}() 6.460W p V n g RT n H O kJ =-∆=∆=-=
78.211H Q W kJ ∆=+=
122()
()226.91H H O S H O J K T
-∆∆=
=⋅
1222212()
()()ln
9.36()
p N S N n N R J K p N -∆=-=⋅
122()()236.27S S H O S N J K -∆=∆+∆=⋅
1226.91p amb amb
Q S J K T --∆=
=-⋅
19.36iso amb S S S J K -∆=∆+∆=⋅
63. 画出路径图如下：
1111
11212124[0.75ln 0.750.25ln 0.25]112.2110[0.4ln 0.40.6ln 0.6]55.9656.2516.77S R J K G T S S R J K G T S
S S S J K G G G kJ
---∆=-+=⋅∆=-∆∆=-+=⋅∆=-∆∆=∆-∆=⋅∆=∆-∆=-
64. 证明：（1）设(,)U U T V =,其全微分
(/)(/)(/),(/)/,/(/),(/)//,(/)/(/)/0
V T V V T V T V T dU U T dT U V dV U T C dU TdS pdV U V S V p S V p T U V S V p p nRT V p T nR V U V TnR V p =∂∂+∂∂∂∂==-∂∂=∂∂-∂∂=∂∂∂∂=∂∂-=∂∂=∂∂=-=T T T 由（）及（）即得（1）
（2）（）理想气体故
65. ,0/0.125B B c c =，因反应为一级反应，1/2ln 2/t k =。

40h 后余下的反应物浓度为B c ，则,0ln B B c kt c ⎛⎫
=-
⎪ ⎪⎝⎭。

将1/2ln 2/k t =代入得
,01/2
ln 2exp()B B c t c t -⨯=
66. 解：J V p W 5.2492-=∆-=
67.
68. .
69.
70.
71.
72.
73.
74. 解：(1) 恒压下得温度溶解度曲线图如下：
自由度：溶液单相区F =C +1P =2+11=2，两相区F =2+1-2=1。

(2) 高会溶温度68.5℃；临界浓度34.7%。

(3) 大约63℃
75. 三、简答题
（略）……
四、判断题（略）……。