一化学热力学(A)

化学竞赛习题集

第六季 物理化学

一化学热力学(A)

1.有两个体积相同的球形容器，内充 N2气，中间有连通管，其体积可忽略不计。当把两球同时浸于沸水中，球内压力为 101 kPa。若将其中一个球仍浸在沸水中，另一球浸入冰水中，此时球内压力应是多少？

2.10.0 dm3干燥空气 (20℃，101 kPa)缓慢地通过溴苯(C6 H5 Br)，当溴苯质量减少0.475 g时，干燥空气即为溴苯饱和。求 20℃溴苯(分子量157)的蒸气压。

3.已知水在77度的饱和蒸汽压为41.847KPa,试求 (1)表示蒸汽压P与温度T关系的方程中的A和B lnP=-A/T+B

(2)在多大压力下水的沸点是101度

4.某温、某压下取三份等体积无色气体A，于25、80及90℃测得其摩尔质量分别为58.0、20.6、20.0克/摩尔。于25、80、90℃下各取l1dm3（气体压力相同）上述无色气体分别溶于10dm3水中，形成的溶液均显酸性。 (1)无色气体为( )

(2)各温度下摩尔质量不同的可能原因是

(3)若三份溶液的体积相同（设：溶解后溶液温度也相同），其摩尔浓度的比值是多少

5.

(1)我国青海湖地区素有“夏天晒盐，冬天捞碱”之说。请用科学原理进行解释

(2)中秋佳节，雪月饼倍受青睐，为防止冰激凌融化，在携带的过程用干冰作制冷剂，某市民回家后将干冰放在密封的塑料瓶中，并保存在冰箱里。请评价该市民的做法

6.为了使溶液的凝固点为 -2.00℃ ( 水的Kf = 1.86 K·kg·mol－1，Kb=0.52K·kg·mol－1),必须向1.00 kg水中加入几克尿素[CO(NH2)2 ]?这溶液在标准压力下的沸点将是多少? (尿素的摩尔质量为 60.0 g·mol－1)

7.乙二醇的沸点是 197.9℃ ，乙醇的沸点是 78.3℃，用作汽车散热器水箱中的防冻剂，哪一种物质较好? 请简述理由。

8.CH4( 分子量 16) 和 CD4( 分子量 20) 两种气体的等摩尔混合物，在一定的温度和压力下放在一容器中，并允许气体扩散，问起始扩散出来的气体中 CH4的摩尔分数是 (A) 0.40 (B) 0.45 (C) 0.50 (D) 0.53

9.一定量的气体在气缸内， (1) 经绝热不可逆压缩，温度升高，ΔS> 0 (2) 经绝热不可逆膨胀，温度降低，ΔS< 0

10.是否一切吉布斯自由能 (G) 减少的过程都是自发的，为什么？

-111.反应C(s)＋2H2(g) →CH4(g)的?rG?m(1000 K)＝19 .290k J·mol，若参加反应的气体

是由 10%(体积分数)CH4、80% H2及10% N2所组成的，试问反应在T=1000 K 及

p=101.325 kPa 时能否有甲烷生成。

12.在一个密闭钟罩内有两杯水溶液，甲杯中含0.213 g尿素 [CO(NH2)2] 和20.00 g水，乙杯中含1.68 g某非电解质和20.00 g水，在恒温下放置足够长的时间达到动态平衡，甲杯水溶液总质量变为16.99 g，求该非电解质的分子量。

13.苯乙烯工业化生产是从石油裂解得到的乙烯与苯作用生成乙苯，再由乙苯脱氢生成苯乙烯。

⑴已知298 K的热力学数据为 乙苯(g) 苯乙烯(g) H2O(g)

?／kJ.mol-1 130．574 213．802 －228．597 ?fGm计算乙苯脱氢和乙苯氧化脱氢反应在298 K时的标准平衡常数Kp，设为理想气体。 ⑵乙苯直接脱氢的工艺条件一般为700～1000 K，压力为常压，原料为过热水蒸气与

?乙苯蒸气分子比9︰1的混合气，已知700～1000K之间反应热效应平均值为?rHm=124.4 ?kJ.mol-1，?rGm (700 K)=33.26kJ.mol-1，计算1000K时乙苯的理论转化率。

?如采用沸石银催化剂进行乙苯催化脱氢，由于催化剂在973K以上烧结现象严重，故反应温度一般控制在920K，其它条件及数据与(2)中相同，请求理论转化率。

⑶在乙苯脱氢制苯乙烯的工艺过程中采用高温、常压及充入惰性气体等，请根据热力学原理进行分析。

⑷乙苯氧化脱氢的工艺比直接脱氢在理论上具有什么优点?

14.乳状液有O/W型和W/O型, 牛奶是一种乳状液, 它能被水稀释, 所以它属于________型

15.苯不溶于水而能较好地溶于肥皂水是由于肥皂的 ______________ 作用。 16.

(1)超显微镜在胶体研究中起过重要作用，它的研制是利用的原理是： (A) 光的反射 (B) 光的折射 (C) 光的透射(D) 光的散射 (2)超显微镜观察到的是：

(E) 粒子的实像 (F) 粒子的虚像 (G) 乳光 (H) 透过光

17.混合等体积的 0.08 mol·dm-3 KI 和 0.1 mol·dm-3 AgNO3溶液所得的溶胶。 (1) 试写出胶团结构式 (2) 指明电泳方向 (3) 比较 MgSO4，Na2SO4，CaCl2电解质对溶胶聚沉能力的大小。

18.墨汁是一种胶体分散体系，在制作时，往往要加入一定量的阿拉伯胶（一种大分 子物）作稳定剂，这主要是因为

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