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高中化学竞赛物理化学例题


例 题
一. 选择题
1. 一体系如图,隔板两边均充满空气(视为理想气体),只是两边压力不等,已知 p右<p左,则 将隔板抽去后应有: ( ) (A) Q = 0 W = 0 ΔU = 0 (B) Q = 0 W < 0 ΔU > 0 (C) Q > 0 W < 0 ΔU > 0 (D) ΔU = 0 , Q =W ≠ 0<

br />
2. 有一容器四壁导热,上部有一可移动的活塞,在该容器中同时放入锌块和盐酸,发生化 学反应后活塞将上移一定距离,若以锌和盐酸为体系,Q-W=ΔrU, 则: ( ) (A) Q < 0 , W = 0 , ΔrU < 0 (B) Q = 0 , W > 0 , ΔrU < 0 (C) Q < 0 , W > 0 , ΔrU = 0 (D) Q < 0 , W > 0 , ΔrU < 0 3. 恒容下,一定量的理想气体,当温度升高时内能将: ( ) (A) 降低 (B) 增加 (C) 不变 (D) 增加、减少不能确定 4. 苯在一个刚性的绝热容器中燃烧,则: ( ) C6H6(l) + (15/2)O2(g) 6CO2+ 3H2O(g) (A) ΔU = 0 , ΔH < 0 , Q = 0 (B) ΔU = 0 , ΔH > 0 , W = 0 (C) ΔU = 0 , ΔH = 0 , Q = 0 (D) ΔU≠0 , ΔH≠0 , Q = 0 5. 当以 5 mol H2 气与 4 mol Cl2 气混合,最后生成 2 mol HCl 气。若以下式为基本单元,则 反应进度 ξ 应是: ( ) H2(g) + Cl2(g) ?? 2HCl(g) → (A) 1 mol (C) 4 mol (B) 2 mol (D) 5 mol

0 6. 若以 B 代表化学反应中任一组分, n B 和 nB 分别表示任一组分 B 在 ξ= 0 及反应进度为

ξ 时的物质的量,则定义反应进度为:
0 (A) ξ= n B - nB 0 (C) ξ=(nB- n B )/νB 0 (B) ξ= nB- n B 0 (D) ξ= ( n B -nB)/ νB

(

)

→ 7. 已知:Zn(s)+(1/2)O2 ?? ZnO

ΔcHm=351.5 kJ·mol-1

Hg(l)+(1/2)O2 ?? HgO → 因此 Zn+HgO ?? ZnO+Hg →

ΔcHm= 90.8 kJ·mol-1 的ΔrHm 是: ( )

(B) 260.7 kJ·mol-1 (A) 442.2 kJ·mol-1 (C) -62.3 kJ·mol-1 (D) -442.2 kJ·mol-1 8. 斜方硫的燃烧热等于 ( ) (A) SO2(g)的生成热 (B) SO3(g)的生成热 (C) 单斜硫的燃烧热 (D) 零 9. 下述说法,何者正确? ( ) (A) 水的生成热即是氧气的燃烧热 (B) 水蒸气的生成热即是氧气的燃烧热 (C) 水的生成热即是氢气的燃烧热 (D) 水蒸气的生成热即是氢气的燃烧热 10. 石墨的燃烧热 ( ) (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 11. 298 K 时,石墨的标准摩尔生成焓ΔfH m :
$

(

)

(A) 大于零 (B) 小于零 (C) 等于零 (D) 不能确定 12. 石墨(C)和金刚石(C)在 25℃, 101 325 Pa 下的标准燃烧焓分别为-393.4 kJ·mol-1 和-395.3 kJ·mol-1,则金刚石的标准生成焓ΔfH $ (金刚石, 298 K)为: m ( )

(A) -393.4 kJ·mol-1 (B) -395.3 kJ·mol-1 (D) 1.9 kJ·mol-1 (C) -1.9 kJ·mol-1 13.在 p ,273.15 K 下水凝结为冰,判断体系的下列热力学量中何者一定为零? ( ) (A) ΔU (B) ΔH (C) ΔS (D) ΔG 14.在绝热恒容的反应器中,H2 和 Cl2 化合成 HCl,此过程中下列各状态函数的变化值哪个 为零? ( ) (A) ΔrUm (B) ΔrHm (D) ΔrGm (C) ΔrSm 15.在标准压力下,90℃的液态水汽化为 90℃的水蒸气,体系的熵变将: ( ) (A) ΔS 体>0 (B) ΔS 体<0 (C) ΔS 体=0 (D) 难以确定 16.水在 100℃,p 下沸腾时,下列各量何者增加? ( ) (A) 熵 (B) 汽化热 (C) 吉布斯自由能 (D) 蒸气压 17.在 N2 和 O2 混合气体的绝热可逆压缩过程中,体系的热力学函数变化值在下列结论中正 确的是: ( ) (A) ?U = 0 (B) ?F = 0 (C) ?S = 0 (D) ?G = 0 18.将 1 mol 甲苯在 101.325 kPa,110 ℃(正常沸点)下与 110 ℃的热源接触,使它向真 空容器中汽化,完全变成 101.325 kPa 下的蒸气。该过程的: ( ) (B) ?vapGm= 0 (A) ?vapSm= 0

(C) ?vapHm= 0 (D) ?vapUm= 0 19.封闭体系中,若某过程的ΔF = 0,应满足的条件是: ( ) (A) 绝热可逆,且 Wf = 0 的过程 (B) 等容等压,且 Wf = 0 的过程 (C) 等温等压,且 Wf = 0 的可逆过程 (D) 等温等容,且 Wf = 0 的可逆过程 20.在 300℃时,2 mol 某理想气体的吉布斯自由能 G 与赫姆霍兹自由能 F 的差值为: ( ) (A) G-F=1.247 kJ (B) G-F=2.494 kJ (C) G-F=4.988 kJ (D) G-F=9.977 kJ 21. 自然界中, 有的高大树种可以长到 100 m 以上, 能够提供营养及水位到树冠的主要动力 是什么? ( ) (A) 因外界大气压引起的树干内导管的空吸作用 (B) 树干中微导管的毛细作用 (C) 树内体液含盐浓度高,渗透压大 (D) 营养和水分自雨水直接落到树冠上 22. 主要决定于溶解在溶液中粒子的数目,而不决定于这些粒子的性质的特性叫 ( ) (B) 依数性特征 (A) 一般特性 (C) 各向同性特性 (D) 等电子特性 23. 为马拉松运动员沿途准备的饮料应该是哪一种? ( ) (A) 高脂肪、高蛋白、高能量饮料 (B) 20% 葡萄糖水 (C) 含适量维生素的等渗饮料 (D) 含兴奋剂的饮料 24. (1) 冬季建筑施工中,为了保证施工质量,常在浇注混凝土时加入少量盐类,其主要作 用是? ( ) (A) 增加混凝土的强度 (B) 防止建筑物被腐蚀 (C) 降低混凝土的固化温度 (D) 吸收混凝土中的水份 (2) 为达到上述目的,选用下列几种盐中的哪一种比较理想? ( ) (A) NaCl (B) NH4Cl (C) CaCl2 (D) KCl 25. 下列电池中,哪个电池的电动势与 Cl 离子的活度无关? ( ) (B) Zn│ZnCl2(aq)‖KCl(aq)│AgCl(s)│Ag (A) Zn│ZnCl2(aq)│Cl2(g)│Pt (C) Ag│AgCl(s)│KCl(aq)│Cl2(g)│Pt (D) Hg│Hg2Cl2(s)│KCl(aq)‖AgNO3(aq)│Ag 26. 测定溶液的 pH 值的最常用的指示电极为玻璃电极, 它是: ( ) (A) 第一类电极 (B) 第二类电极 (C) 氧化还原电极 (D) 氢离子选择性电极 27. 有大小尺寸不同的两个锌锰干电池同时出厂,两者体积比是 5:1,假定两个电池工作环 境、工作电流和最后耗尽时的终止电压相同,若小电池初始开路电压为 1.5 V,可以对外输 出电能为 W , 则大电池的初始电压和可以对外输出的电能, 理论上应该为: ( ) (A) 1.5 V W (B) 7.5 V W (C) 1.5 V 5W (D) 7.5 V 5W 28. 电极 AgNO3(m1)|Ag(s)与 ZnCl2(m2)|Zn(s)组成电池时,可作为盐桥盐的是: ( ) (A) KCl (B) NaNO3 (C) KNO3 (D) NH4Cl 29. 电池中使用盐桥的作用是: ( ) (A) 使电池变成无液体接界的可逆电池 (B) 基本消除电池中的液体接界电势 (C) 消除电池中存在的扩散现象 (D) 使液体接界电势为零

30.下列示意图描述了原电池和电解池中电极的极化规律,其中表示原电池正极的是:(

)

(A) 曲线 1 (B) 曲线 2 (C) 曲线 3 (D) 曲线 4 31. 电解金属盐的水溶液时, 在阴极上 : ( ) (A) 还原电势愈正的粒子愈容易析出 (B) 还原电势与其超电势之代数和愈正的粒子愈 容易析出 (C) 还原电势愈负的粒子愈容易析出 (D) 还原电势与其超电势之和愈负的粒子愈容易 析出 32.某反应进行时,反应物浓度与时间成线性关系,则此反应的半衰期与反应物初始浓度: ( ) (A) 成正比 (B) 成反比 (C) 平方成反比 (D) 无关 33. 催化剂能极大地改变反应速率,以下说法不正确的是: ( ) (A) 催化剂改变了反应历程 (B) 催化剂降低了反应的活化能 (C) 催化剂改变了反应的平衡,以致使转化率大大地提高了 (D) 催化剂能同时加快正向和逆向反应速率 34. 破坏臭氧的反应机理为: NO + O3 → NO2+ O2 NO2+ O → NO + O2 在此机理中,NO 是: ( ) (A) 总反应的产物 (B) 总反应的反应物 (C) 催化剂 (D) 上述都不是 35. 某反应物反应掉 7/8 所需的时间恰好是它反应掉 1/2 所需时间的 3 倍, 则该反应的级 数是: ( ) (A) 零级 (B) 一级反应 (C) 二级反应 (D) 三级反应

二.填空题
1.对一封闭体系,Wf = 0 时,下列过程中体系的 ?U,?S,?G 何者必为零? (1) 绝热密闭刚性容器中进行的化学反应过程 ΔU = 0 ; (2) 某物质的恒温恒压可逆相变过程 ΔG = 0 ; (3) 某物质经一循环恢复原状态 _ΔU = 0 , ΔS = 0 , ΔG = 0 。 2.某蛋白质在 323.2 K 时变性并达到平衡状态,即 天然蛋白质 变性蛋白质 已知该变性过程的 ΔrHm(323.2 K)=29.288 kJ·mol-1 , 则该反应的熵变 ΔrSm(323.2 K)=90.62 J·K-1·mol-1。 3. 在等温、等压、封闭体系不做其它功的条件下,自发变化总是朝着吉布斯自由能减少的方 向进行的,直到体系达到平衡。

4.在等温、等容、封闭体系不做其它功的条件下,自发变化总是朝着 F 减少的方向进行的,直 到体系达到平衡。 5. 在横线上填上 >、<、=或?(?代表不能确定) 。 氢气和氯气在绝热刚性容器中反应,则: (A) W____ 0 (B) ?U____ 0 (C) ?H____ 0 (D) Q____ 0 6. 300 K 时,将 2 mol Zn 片溶于过量的稀硫酸中,若反应在敞口容器中进行时放热 Qp,在 封闭刚性容器中进行时放热 QV,则 QV -Qp= _______ J。

→ 则 7. 已知反应 2 H2(g) + O2(g) ?? 2 H2O(l)在 298 K 时恒容反应热 QV =-564 kJ·mol-1, H2(g)
在 298 K 时标准摩尔燃烧焓ΔcH $ = _______kJ·mol-1。 m 8. 将 反 应 为: 9. 298 K 时 , 电 池 反 应 Ag(s) + Ag2SO4(s) = 2 Ag+ + SO 。
2? 4

设 计 成 电 池 , 其 书 面 表 示 式

1 Hg2Cl2(s) = AgCl(s) + Hg(l) 所 对 应 的 ?rSm = 32.9 2

J·K-1·mol-1,电池电动势为 0.0193 V,则相同反应进度时?rHm= ,(?E/?T)p= ______________。 10. 电池放电时,随电流密度增加阳极电位变 ________,阴极电位变 ________,正极变 ________ ,负极变_____。 11. 某反应, 其速率常数 k (在 313 K—473 K 范围内)与温度 T 关系如下: k/s-1=1.58×1015 exp(-128.9 kJ · mol-1 / RT), 则 该 反 应 的 级 数 为 __________, 343 K 时 半 衰 期 t1=
2

。 。 。

12. 在恒温下,加入催化剂能加快反应速率的原因是由于 而升高温度能增加反应速率的原因是由于 13. 零级反应肯定___基元反应。(填是或不是) 14. 反应分子数只能是____________,一般不会大于_______________。

m 15. 有一反应 mA → nB 是一简单反应,其动力学方程为 -dcA/ dt = kc A ,cA 的单位为

mol·dm-3,时间单位为 s,则: (1) k 的单位为 ___________ (2) 以 dcB/dt 表达的反应速率方程和题中给的速率方程关系为 16. 反应 A + B → C 的速率方程为:-dcA/dt = kAcAcB/cC,则该反应的总级数是 ____ 级。 若浓度为 mol·dm-3,时间以 s 为单位,则速率常数 kA 的单位是 ________ 。

三.计算题
1. 已知氢的 Cp, m={29.07-0.836×10-3(T/K)+20.1×10-7(T/K)2} J·K-1·mol-1, (1) 求恒压下 1 mol 氢的温度从 300 K 上升到 1000 K 时需要多少热量? (2) 若在恒容下需要多少热量?

(3) 求在这个温度范围内氢的平均恒压摩尔热容。 2.实验测得固体和液体苯在熔点附近的蒸气压如下两式表示: ----------------- (1) ln(ps/p )=16.040-5319.2K/T ln(pl/p )=11.702-4110.4K/T ----------------- (2) (1) 试计算苯的三相点的温度和压力; (2) 求苯(固体)的摩尔熔化熵; (3) 计算压力增加到 101.325kPa 时,熔点变化为多少? 已知 1mol 液体苯的体积比固体苯大 0.0094 dm3。 3. 醋酸酐的分解反应是一级反应, 该反应的活化能 Ea= 144 348 J· -1, mol 已知 284℃时, 这 -2 -1 个反应的 k = 3.3×10 s ,现要控制此反应在 10 min 内转化率达到 90%,试问反应温度 要控制多少度?


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