《物理化学》学习辅导习题及答案

期末复习《物理化学》学习辅导材料之一

热 力 学

一、判断题：

1、在定温定压下，CO2由饱和液体转变为饱和蒸气，因温度不变， CO2的热力学能和焓也 不变。 ( ) 2、25℃时H2(g)的标准摩尔燃烧焓等于25℃时H2O(g)的标准摩尔生成焓。 （ ） 3、稳定态单质的ΔfHmΘ(800K)=0 。 ( ) 4、dU=nCv,mdT公式对一定量的理想气体的任何pVT过程都适用。 ( ) 5、 系统处于热力学平衡态时，其所有的宏观性质都不随时间而变。 （ ） 6、 若系统的所有宏观性质均不随时间而变，则该系统一定处于平衡态。 （ ） 7、 隔离系统的热力学能是守恒的。 （ ） 8、隔离系统的熵是守恒的。 （ ） 9、 一定量理想气体的熵只是温度的函数。 （ ） 10、 绝热过程都是定熵过程。 （ ） 11、 一个系统从始态到终态，只有进行可逆过程才有熵变。 （ ） 12、 系统从同一始态出发，经绝热不可逆过程到达的终态，若经绝热可逆过程，则一定达不到此终态。 （ ） 13、 热力学第二定律的克劳修斯说法是：热从低温物体传到高温物体是不可能的。 （ ） 14、 系统经历一个不可逆循环过程，其熵变> 0。 （ ） 15、 系统由状态1经定温、定压过程变化到状态2，非体积功W’<0，且有WG和G <0，则此状态变化一定能发生。 （ ） 16、 绝热不可逆膨胀过程中S >0，则其相反的过程即绝热不可逆压缩过程中S <0。（ ） 17、 临界温度是气体加压液化所允许的最高温度。 ( ) 18、可逆的化学反应就是可逆过程。 ( ) 19、Q和W不是体系的性质，与过程有关，所以Q + W也由过程决定。 ( ) 20、焓的定义式H = U + pV是在定压条件下推导出来的，所以只有定压过程才有焓变。( ) 21、焓的增加量?H等于该过程中体系从环境吸收的热量。 ( ) 22、一个绝热过程Q = 0，但体系的 ?T不一定为零。 ( ) 23、对于一定量的理想气体，温度一定，热力学能和焓也随之确定。 ( ) 24、某理想气体从始态经定温和定容两过程达终态，这两过程的Q、W、?U及?H是相等的。

( )

25、任何物质的熵值是不可能为负值和零的。 ( ) 26、功可以全部转化为热，但热不能全部转化为功。 ( ) 27、不可逆过程的熵变是不可求的。 ( ) 28、某一过程的热效应与温度相除，可以得到该过程的熵变。 ( ) 29、在孤立体系中，一自发过程由A→B，但体系永远回不到原来状态。 ( ) 30、绝热过程Q = 0，即

，所以dS = 0。 ( )

1

31、可以用一过程的熵变与热温熵的大小关系判断其自发性。 ( ) 32、绝热过程Q = 0，而由于?H = Q，因而?H 等于零。 ( ) 33、按Clausius不等式，热是不可能从低温热源传给高温热源的。 ( ) 34、在一绝热体系中，水向真空蒸发为水蒸气 (以水和水蒸气为体系)，该过程W＞0，?U＞0。 ( ) 35、体系经过一不可逆循环过程，其?S体＞0。 ( ) 36、对于气态物质，Cp－CV = nR。 ( ) 37、在一绝热体系中有一隔板，两边分别是空气和真空，抽去隔板，空气向真空膨胀，此时Q = 0，所以?S=0。 ( )

二、填空题：

1、 一定量的理想气体由同一始态压缩至同一压力p，定温压缩过程的终态体积为V，可逆绝热压缩过程的终态体积V’，则V’ V。（选择填> 、= 、< ）

ΘΘ

2、已知 ?fHm(CH3OH,l,298K)= -238.57kJ/mol，?fHm(CO,g,298K)= -110.525kJ/mol

ΘΘ

则反应CO(g)+2H2(g)==CH3OH(l)的?rHm(298K)= ，?rHm(298K)= 。

ΘΘ

3、25 ℃ C2H4(g)的?cHm= -1 410.97kJ/mol ；CO2(g)的?fHm= -393.51kJ/mol ，H2O(l)

ΘΘ

的?fHm= -285.85kJ/mol；则C2H4(g)的?fHm= 。 4、焦耳-汤姆孙系数?J-Tdef ，?J-T>0 表示节流膨胀后温度 节流膨胀前温度。（第二空选答高于、低于或等于） 5、理想气体在定温条件下向真空膨胀，?U 0, ?H 0,?S 0。（选择填>, <, =）

6、热力学第三定律的普朗克说法的数学表达式为 。

7、1mol 理想气体由同一始态开始分别经可逆绝热膨胀（Ⅰ）与不可逆绝热膨胀（Ⅱ）至相同终态温度，则?U（Ⅰ） ?U （Ⅱ），?S (Ⅰ) ?S (Ⅱ)。 （选择填>, <, =）

8、1mol理想气体从 p1=0.5MPa 节流膨胀到 p2=0.1MPa时的熵变为? S= 。 9、使一过程的? S=0，应满足的条件是 。

10、在隔离系统中发生某剧烈化学反应，使系统的温度及压力皆明显升高，则该系统的 ? S ； ? U ；? H ； ? A 。（选填>0, =0, <0或无法确定） 11、等式???U???U???H?????????0 适用于 。 ????V?T??p?T??V?T3

12、298 K下的体积为2dm的刚性绝热容器内装了 1 mol的O2(g)和2 mol的H2(g)，发生反应生成液态水。该过程的? U ＝ 。 13、有个学生对理想气体的某个公式记得不太清楚了，他只模糊记得的是

nR??S? 。你认为，这个公式的正确表达式中，x应为 。 ????p??x?T14、理想气体从某一始态出发，经绝热可逆压缩或定温可逆压缩到同一固定的体积，哪种过

2

程所需的功大 。

15．理想气体的定温可逆膨胀体系做的功最 ，定温可逆压缩过程环境做的功最 。 16．利用熵变判断某一过程的自发性，适用于 。

17．某一理想气体的 ，则 。。

18．可逆热机的效率最 ，若用其牵引汽车，则速率最 .

（以下空填 >0, <0 或 =0）

19．一绝热气缸，有一无质量，无摩擦的活塞，内装理想气体和电阻丝，通以一定的电流，恒定外压，（1）以气体为体系，则Q ，W ；（2）以电阻丝为体系，则Q ，W 。 20．理想气体定温可逆膨胀过程中，W ，Q ，?U ?H 。 21．某体系进行一不可逆循环时，则?S体 ，环境的?S环 。 22．非理想气体的卡诺循环，?H ，?U ，?S 。 23．理想气体定压膨胀，W ，Q ，?U ?H 。

三、选择题：

1. 关于循环过程，下列表述正确的是 ( )

A、可逆过程一定是循环过程 B、循环过程不一定是可逆过程 C、

D、

2．对热力学能的意义，下列说法中正确的是 ( ) A、 只有理想气体的热力学能是状态的单值函数 B、 对应于某一状态的热力学能是不可测定的 C、 当理想气体的状态改变时，热力学能一定改变

D、 体系的热力学能即为体系内分子之间的相互作用势能

3. 对常压下进行的气相化学反应，已知体系中各物质的等压热容与温度有关，下列有关基尔霍夫定律的表达式不正确的是 ( ) A、 B、 C、 D、

4. 理想气体的热力学能由U1增加到U2，若分别按：（Ⅰ）等压（Ⅱ）等容和（Ⅲ）绝热从始态到终态，则 A、 C、

B、 D、

)

5.下列各式不受理想气体条件限制的是 ( A 、 C 、

B 、

D 、

6. 在101.3kPa、373K下，1molH2O（l）变成H2O（g）则（ ）

3

A、 Q < 0 B 、 △U = 0 C、 W > 0 D 、 △H > 0 7. 关于焓变，下列表述不正确的是 ( ) A △H = Q适用于封闭体系等压只作功的过程 B 对于常压下的凝聚相，过程中△H ≈△U

C 对任何体系等压只作体积功的过程△H =△U – W D 对实际气体的恒容过程△H = △U + V△p 8. 理想气体从A态到B态沿二条等温途径进行：（I）可逆；（II）不可逆。则下列关系成立的是 ( )

A C

B

D

9. 对封闭体系，当过程的始终态确定后，下列值中不能确定的是 ( )

A 恒容、无其它功过程的Q B 可逆过程的W C 任意过程的Q+ W D 绝热过程的W

θ

10. 已知反应C（s）+O2（g）→CO2（g）的ΔrHm (298K)<0,若常温常压下在一具有刚壁的绝热容器中C和O2发生反应.则体系( )

A C

B D

11.(1)气体不可逆循环过程; (2)等温等压下两种理想气体的混合; (3)理想气体节流膨胀; (4)实际气体的绝热自由膨胀.这四个过程中,ΔU和ΔH均为零的是( )

A、（1）（2）（3） B、（1）（2）（4） C、（2）（3）（4） D、（1）（3）（4）

3

12. 1 mol单原子理想气体，由202.6 kPa、11.2 dm的状态沿着p/T = 常数的可逆途径变化到的状态，其△H等于 ( )

A 5674 J B 3404 J C 2269 J D 0

13. 对封闭体系下列关系不正确的是 ( )

A B

C D

)

14. 对一定量的纯理想气体，下列关系不正确的是 (

A B

C D

15. 在298 K、101.3 kPa下，反应Zn(s) + H2SO4(aq) → ZnSO4(aq) + H2(g)放热，设此过程为(I)；如将该反应放在原电池中进行，对外作电功，设此过程为(II)。则 ( )

A QⅠ=QⅡ，△UⅠ=△UⅡ B △HⅠ=△HⅡ，WⅠ

4

C △UⅠ<△UⅡ，QⅠ=△HⅡ D WⅠ>WⅡ，QⅠ=△HⅡ

33

16. 双原子理想气体，由400 K、14.0 dm先反抗恒外压绝热膨胀至体积为26.2 dm，再保持体积不变升温至400 K，则整个过程 ( )

A △U < 0 B △H > 0 C Q = –W D Q < –W 17.状态方程为p(Vm–b) = RT（常数b>0）的气体进行绝热自由膨胀，下列结论不正确的是

( ) A W = 0 B △U = 0 C △T > 0 D

18. 对化学反应进度ξ，下列表述正确的是 ( )

A ξ值与反应式的写法无关 B ξ值是体系的状态函数，其值不小于零

C 对指定的反应，ξ值与物质的选择有关 D 对指定的反应，随反应的进行ξ值不变 19. 关于生成焓△fHm，下列说法中正确的是 ( ) A 化合物的△fHm就是1 mol该物质所具有的焓值

B

C

D 20.

A △rHm(Ⅰ) >△rHm(Ⅱ) B △rHm(Ⅰ) <△rHm(Ⅱ) C △rHm(Ⅰ) =△rHm(Ⅱ) D △rHm(Ⅱ) > 0

21. 1mol理想气体从同一始态分别经绝热可逆压缩和绝热不可逆压缩都升温1K，则两途径中均相等的一组物理量是 ( )

A W，△U，△p B △U， △H，△V C W，△U，△H D W，△H，△V

22. 苯在一具有刚性透热壁的密闭容器内燃烧，而此容器被浸在298 K的水浴中。若以苯为体系，则此过程 ( )

A Q = 0，△U > 0，W > 0 B Q > 0，△U >0， W = 0 C Q < 0，△U < 0，W = 0 D Q < 0，△U = 0 ，W > 0

23. 状态方程为p(V–nb)=nRT常数（b>0）的气体进行节流膨胀时 ( ) A

B

C

D

24. 硫酸和水在敞开容器中混合，放出大量热，并有部分水汽化。若始态和终态均与环境处于热平衡，则 ( ) A

B

5

化学反应动力学

一、判断题：

1．反应速率系数kA与反应物A的浓度有关。 （ ） 2．反应级数不可能为负值。 （ ） 3．一级反应肯定是单分子反应。 ( ) 4．对二级反应来说，反应物转化同一百分数时，若反应物的初始浓度愈低，则所需时间愈短。 （ ） 5．对同一反应，活化能一定，则反应的起始温度愈低，反应的速率系数对温度的变化愈敏感。 （ ）

def??dlnkEaRT26．Arrhenius活化能的定义是 （ ）

dT7．对于元反应，反应速率系数总随温度的升高而增大。 （ ） 8．设对行反应正方向是放热的，并假定正、逆都是元反应，则升高温度更利于增大正反应的速率系数 。( ) 9．连串反应的速率由其中最慢的一步决定，应此速率控制步骤的级数就是总反应的速率系数。 （ ） 10．鞍点是反应的最低能量途径上的最高点，但它不是势能面上的最高点，也不是势能面上的最低点。 ( ) 11．过渡态理论中的活化络合物就是一般反应历程中的活化分子。 ( ) 12.催化剂只能加快反应速率，而不能改变化学反应的标准平衡常数。 ( ) 13.光化学的量子效率不可能大于一。 （ ） 14. 质量作用定律仅能用于元反应。 （ ） 15.复杂反应是由若干个基元反应组成的，所以复杂反应的分子数是基元反应分子数之和。 16.当某反应对物质A的反应级数为负值时，该反应的速率随物质A的浓度升高而减小。 17.破坏臭氧的反应机理，NO+O3→NO2+O2，NO2+O→NO+O2中，NO是反应的中间体。

18.对于一个在定温、定压下，不做非膨胀功的化学反应来说，△G越负，反应速度越快，。 19.某一反应A→B，A的半衰期为30分钟，那么该反应进行完全所需的时间为60分钟。 20.已知反应2A→P为零级反应，A的半衰期为30分钟，由此可知，A消耗3/4所需的时间为45分钟。

21.在任意条件中，任意一基元反应的活化能不会小于零，但对于非基元反应，活化能可以是正值，也可以是负值，甚至为零。

22.凡是反应级数为分数的反应都是复杂反应，凡是反应的数为1，2和3的反应都是基元反应。

23.催化剂加速反应到达平衡是由于它提高了正反应的速率，同时降低可逆反应的速率。 24.某反应在一定的条件下的平衡转化率为48％，但在该条件下反应进行了较长时间，转化率只有8.5％，合适的催化剂可提高转化率，但不会超过48％。

25.在常温常压下将氢气和氧气混合，数日后尚未检测有任何变。所以在该条件下，氢气和氧气的混合物在热力学上是稳定的。

26.某化学反应是放热的，活化能较高，在没找到合适催化剂的情况下，要提高反应的效率，反应应该在较低的温度下进行。

-1

1、某化学反应经证明是一级反应，它的速率系数在298K时是k=(2.303/3600)s，

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c0=1mol?dm-3。

(A)该反应初始速率?0为 ； (B)该反应的半衰期t1/2= ；

(C)设反应进行了1h，在这一时刻反应速率?1为 。 2、只有一种反应物的二级反应的半衰期与反应的初始浓度的关系为 。 3、若反应A+2B?Y是元反应，则其反应的速率方程可以写成 。 4、链反应的一般步骤是(i) ；(ii) ；(iii) 。

-3-3-1

5、反应A?Y+Z中，反应物A初始浓度cA,0=1mol?dm，初始速率?A,0=0.01mol?dm?s，假定该反应为二级，则其速度系数kA为 ，半衰期t1/2为 。

-2-1

6、某反应的速率系数k=4.62?10min，则反应的半衰期为 。

-1

7、反应活化能Ea=250kJ?mol，反应温度从300K升高到310K时，速率系数k增加 倍。 8、催化剂的共同特征是(i) ；

(ii) ； (iii) ；

9、固体催化剂一般由(i) ；(ii) ；(iii) 等部分

’

组成。10、某反应A+B ? Y+Z，加催化剂后正反应速率系数k1与不加催化剂时正反应速率

'k?k1'4系数k1比值 ?10，则逆反应速率系数比值 1= 。

k?1k111、反应A?Y+Z中，反应物A初始浓度cA,0=1mol?dm，初始速率?A,0=0.01mol?dm?s，假定

该反应为二级，则其速度常数kA为 ，半衰期t1/2为 。 12.某反应的速率常数k=4.20×10S，初始浓度为0.10mol·dm，则该反应的半衰期 为 。

13.对于基元反应A+B→P，当A的浓度远远大于B的浓度时，该反应为 级，速率方程式为 。

14.某放射性同位素的蜕变为一级反应，已知某半衰期 =6d（天），经过16d后，该同位素的衰变率为_____。

15.2A→B为双分子基元反应，该反应的级数为___。

-1-1

16.对峙反应A B，K+=0.06min，K-=0.002min，反应的半衰期为________。 17.在下列反应历程中，A+B→C，C→A+B，C→ P，k2＞＞k3，产物P生成的速率方程是________。 18.某化学反应中，反应物消耗7/8所需的时间是它耗掉3/4所需时间的1.5倍，该反应的级数为 级。

-2-1

-3

-3-3-1

三、选择题：

1．对元反应A+2B→C，若将其反应速率方程写为下列形式， dcAdcCdcB??kAcAcB?kCcAcB??kccBAB dtdtdt 则kA、kB、kC间的关系应为：( )

(A)kA = kB = kC (B) kA =2 kB = kC （C） kA =1/2 kB = kC

37

2．某反应，A→Y，其速率系数kA=6.93min-1，则该反应物A的浓度从1.0mol×dm-3变到0.5 mol×dm-3所需时间是( )

(A)0.2min (B)0.1min (C)1min。

3. 某反应，A→Y，如果反应物A的浓度减少一半，它的半衰期也缩短一半，则该反应的级数为( )

(A)零级 (B)一级 (C)二级 4．元反应：H+Cl2→HCl+Cl的反应分子数是( )

(A)单分子反应 (B)双分子反应 (C)四分子反应 5. 下列双分子反应： (i)Br + Br→Br2

(ii)CH3CH2OH + CH3COOH → CH3CH2COOCH2CH3 (iii)CH4 +Br2→CH3Br + HBr

碰撞理论中的概率因子P的大小顺序为( )

(A)P(i)>P(iii)>P(ii) (B) P(i)

1

?k1?26.某反应速率系数与各元反应速率系数的关系为 ， 则该反应的表k?k2??2k???4?观活化能与各元反应活化能的关系是( )

1Ea?E2?E1 - E4(A)

2

1(B) Ea?E2?E1 - E42 (C)Ea=E2+(E1-2E4)1/2

7.有两个都是一级的平行反应

下列哪个关系式是错误的？

k 1 A

Y Z

k 2 ln2k1cYt??1/2(A)k总=k1+k2 (B) E总=E1+E2 (C) (D) k1?k2。 k2cZ k 1 8.平行反应 AZ反应② k若指前参量k0,1?k ，且E20,21>E2，当升高反应温度时，对提高Z的产率有利。请指出，下

Y (所需产物

)

反应①

述解释中何者正确：( )

(A) 升高温度，可使k1>k2 (B) 升高温度可使反应①加快， 使反应②减慢

38

(C)升高温度，可使 k1/k2 增加。

9. 光气热分解的总反应为COCl2→CO + Cl2 ，该反应分为三步完成: （i）COCl2 2Cl+CO 快速可逆 （ii）Cl+COCl2→CO + Cl2 慢

（iii）Cl3 Cl2+Cl 快速可逆

dcCOCl2 /2??kcCOCl2c1Cl2总反应速率方程 ，则此总反应为（ ） dt（A）1.5级，双分子反应 （B） 1.5级，不存在反应分子数 （C）不存在反应级数与分子数

10. 光化学反应的初级反应A +hv=产物，其反应速率应当（ ） （A）与反应物A浓度无关 （B）与反应物A浓度有关 （C）与反应物A浓度和 hn有关 11.催化剂的中毒是指催化剂( )

(A)对生物体有毒 (B)活性减少 (C)选择性消失 (D)活性或选择性减少或消失。

-1-1

12.某化学反应的速率常数为2.0mol·l·s，该化学反应的级数为

A.1 B.2 C..0 D-1 201201

13.放射性Pb的半衰期为8小时，1克放射性Pb经24小时衰变后还剩

A.1/3g B.1/4g C.1/8g D.0g

14.对于一个反应，下列说法正确的是

A.ΔS越负，反应速度越快 B.ΔH越负，反应速度越快 C活化能越大，反应速度越快 D.活化能越小，反应速率越快

15.某反应在一定条件下平衡的转率为25％，当有催化剂存在时，其转化率应当 25％

A.大于 B.小于 C.等于 D.大于或小于

16.某反应A+B=P，实验确定速率方程为 ，该反应

A.一定是基元反应 B.一定不是基元反应 C.不一定是基元反应 D.以上说法都不对

17.任一基元反应，反应分子数与反应级数的关系是

A.反应级数等于反应分子数 B.反应级数小于反应分子数

C.反应级数大于反应分子数 D.反应级数大于或等于反应分子数

18.对于任一反应，反应级数

A.只能是正整数 B.只能是正数 C.只能是整数 D.可以是负分数 19.一级反应的半衰期与反应物的初始浓度（ ）

A.无关 B.成正比 C.成反比 D.二次方成正比

20.在一定温度下，反应A+B→2D的反应速率可表示为-dCA/dt=kACACB，也可表示为dCD/dt =kDCACB，速率常kD和kA的关系为

A.kD=kA B.kD=2kA C.2kD=kA D.无关 21.下列对于催化剂特征的描述中，不正确的是

A.催化剂只能改变反应到达平衡的时间，对已经达到平衡的反应无影响 B.催化剂在反应前后自身的化学性质和物理性均不变 C.催化剂不影响平衡常数

D.催化剂不能实现热力学上不能发生的反应。

39

22、只有_______，才能有效地引发光化学反应。

A. 照射到反应体系上的光 B. 被反应体系吸收的光 C. 通过反应体系的光 D. 被反应体系反射的光 23、下列变化中_______不是光化学反应。

A. 光合作用 B. 摄影照像 C. 洛杉矶烟雾 D. 温室效应

24、在光敏反应中，吸收光量子的物质是__________。

A. 光敏物质，反应中的能量给体 B. 光敏物质，反应中的能量受体 C. 非光敏物质，反应中的能量受体 D. 非光敏物质，反应中的能量给体 25、光化学反应的量子效率_______。

A. 一定等于1 B. 一定大于1 C. 一定小于1 D. 上述三条都不对

四、计算题：

1．反应CH3NNCH3(g) → C2H6(g)+N2(g)为一级反应时，560.1K时，一密闭器中CH3NNCH3(g)原来 的压力为2332Pa，1000s后总压力为22732Pa，求k和t1/2。

2．某一级反应进行10min后，反应物消耗了30%，问反应掉50%需多少时间？

5-1-1-1

3．338K时，A2气体的分解反应速率常数为4.866×10Pas，反应的活化能是103.3kJmol该 气体的初始压力为P(A2)=50Pa求353K时的速率常数k和半衰期t1/2.

-3-1

4. 环氧乙烷的热分解是一级反应，在615K时，此反应的速率常数为1.89×10min反应的活 化能是219.2kJ/mol求环氧乙烷在723K分解75%所需的时间。

-1

5.338.15K时，N2O5气相分解的速率常数为0.292min，活化能是103.3kJ/mol求的353.15K时 的速率常数k和半衰期t1/2。

6.乙烯热分解反应CH2CH2(g) → C2H2(g)+H2(g)为一级反应，在1073K时经10小时有50%乙烯分 解，已知该反应的活化能是250.8kJ/mol，求反应在1573K下进行乙烯分解80%需多少时间？

-2-1

7.已知CO(CH2COOH)2在水溶液中反应的速率常数在333.15K和283.15K时分别为5.484×10s

- 4-1

和1.080×10s,求反应的活化能.

-3-1-1

8.某反应的正、逆反应速率常数在298K时分别为0.20s-1和3.9477×10MPas在343K时二 者皆增为2倍求(1)298K时的平衡常数(2)正逆反应的活化能(3)反应热

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