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最全2014年全国化学竞赛---2011物化自测题

时间:2013-09-19


2011 奥化高级班物理化学自测题
1.将 373.2 K 和 0.5 ?101.3 kPa 的水汽 100 dm3,可逆恒温压缩到 101.3 kPa 后,继 续可逆压缩直至体积为 10 dm3 为止(压力仍为 101.3 kPa )。试计算整个过程的
Q、W 和 ?U 。假定水汽为理想气体,凝结出的水体积可忽略。水的汽化热为

40.5

9 kJ ? mol-1 。

2.用接触法制硫酸时,将 SO2 和空气的混合气体于恒压下通过有催化剂的反应 器。通入的气体温度为 653.2 K,反应器绝热良好,在反应器中有 90% SO2 氧化 为 SO3。 如要维持反应器的温度为 753.2 K, 试计算 1 mol SO2 需配多少摩尔空气?
? 已知 653.2 K 下,反应 SO2 ? g ? ? ???O2 ? g ? ?? SO3 ? g ? 的 ?r H m ? ???????kJ ? mol?1 ,N2 (g)、 ?

?? SO2 (g)、 SO3 (g)及 O2 (g)的 C p,m 分别为 29.29 J K? ? mol、 46.2?J ? K ?? ? mol?? 、 ? ? ?

60.25?J ? K?? ? mol?? 及 32.23?J ? K ?? ? mol?? 。设空气中 nO2 ? nN2 ? ??? ?? 。

3.已知下列反应在 298.2 K 时的标准摩尔反应焓为: (1) Fe2O3 ? s ? ? 3C ? 石墨? ?? 2Fe ? s ? +3CO ? g ? (2) 2CO+O2 ? g ? ?? 2CO2 ? g ? (3) C ? 石墨? +O2 ? g ? ?? CO2 ? g ?
? ? H ? , 1? 8 9 k J m o l 4 ? ?1 r m ? r H ? , 2? ? 6 4 k J m o l 5 ? ?1 m ? r H ? , 3? ? 9 3 k J m o l 3 ? ?1 m

? 且 O2(g), Fe(s), Fe2O3(s)的 S m, 298 .2K 分别为 205.0,27.15,90.0 J· -1mol-1。问 p? , K

298.2 K 下的空气(其中 O2 含量为 20 vol %)能否将 Fe(s)氧化为 Fe2O3(s)? 4.取 298.2 K,3× 100 kPa 的氧气 10 dm3,反抗恒外压 100 kPa 进行绝热不可逆 膨胀,求该过程的 Q、W、ΔU、ΔH、ΔS、ΔG、ΔA,已知氧气在 298.2 K 时的规 定熵为 205.1 J· ?1· ?1。设氧气为理想气体。 K mol 5.计算 268.2 K,101.3 kPa 下水转化为冰的 ΔS 及 ΔG。已知 273.2 K 冰的熔化

热为 5858 J· ?1,其它有关数据如下: mol H2O(l) Cp,m/ J· ?1· ?1 K mol 蒸气压/Pa 268.2 K 273.2 K 75.31 422 611 H2O(s) 37.60 402 611

6 . 298K 时 , 电 池 Zn ? s ? ZnCl 2 ? 0.56mol ? kg -1 ? AgCl ? s ? Ag ? s ? 的 E ? 1.015V ,

? ?E

?T ? p ? ?4.02 ?10-4 V ? K -1 。已知: ??

? Zn

2+

, Zn

?

= ? 0.763 V , ?

?

? Ag

+

, Ag

?

? ?0.779 V ,

AgCl ? s ? 的 Ksp ? 1.7 ?10?10 。(1)写出电子得失为 2 的电极反应和电池反应;(2)计算

上述电池反应进度为 1mol 时的 Δ r Gm 、 ? r S m 和 ? r H m 的值;(3)计算电池反应的热 力学平衡常数。 7 . 298 K 时 , 电 极 Ag ? s ? Ag 2 O ? s ? OH ? ? a ? 1? 的 ? ? ? 0.340?V ,

Pt O 2 ? g ? OH ? ? a ? 1? 的 ? ? ? 0.401V ,(1)写出 Ag(s) AgO ? s ? OH ? ? a ? 1? O 2 ? p ? Pt 电
? 池反应,计算电池的 E? 及 ? r Gm ? 298?K ? 。(2)计算 298 K 时 pO2 ? 1013?kPa 电池的电

动势。 8.把一定量的气体反应物迅速引入一个温度 800K 的抽空容器内,待反应达到 指定温度后计时(已有一部分 A 分解)。 已知反应的计量方程为 2A ? 2B(g)+C(g) ; 反应的半衰期与起始浓度无关;t=0 时, p总 ? 1.432 ?104 Pa ;反应经很长时间后,
p总 ? 1.5 ?104 Pa 。试求(1)反应速率常数 k 和反应半衰期;(2)反应进行到 1 小时

时,A 物质的分压和总压各多少。 9.已知组成蛋的卵白蛋白的热变作用为一级反应,其活化能约为 85kJ ? mol-1 , 在与海平面相同的高度处的沸水中 “煮熟” 一个蛋需要 10 min。 试求在海拔 2213 m 高的山顶上的沸水中“煮熟”一个蛋需要多长时间。假设空气的体积组成为

80% N 2 和 20% O 2 ,空气按高度分布公式 p ? p0e ? Mgh / RT 、气体从海平面到山顶都 保持 293.2 K。水的正常汽化热为 2.278kJ ? g ?1 。 10.今有一光化学过程:
Ia M ? hv ?? M* ?

( I a 为吸收光强度) (荧光过程的速率系数为 k f )

kf M* ?? M ? hvf ?

M* ? Q ?Q??M ?Q
k

证明

k 1 1 对 其中 I f 为荧光过程的荧光强 ? (1 ? Q [Q]) 。 M* 可进行稳态近似处理, If Ia kf

度,可表示为 I f ? kf [M* ] , [Q] 为猝灭剂浓度,此关系为 Stern-Volmer 关系。


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