《物理化学》试卷(含答案)

《物理化学》试卷(含答案)
《物理化学》试卷(含答案)

《物理化学》试卷A

一、选择题 ( 每题2分,共20分 )

1、对于理想气体的内能有下述四种理解:

(1) 状态一定,内能也一定

(2) 对应于某一状态的内能是可以直接测定的

(3) 对应于某一状态,内能只有一个数值,不可能有两个或两个以上的数值

(4) 状态改变时,内能一定跟着改变

其中正确的是: ( )

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

2、下列的过程可应用公式ΔH=Q进行计算的是: ( )

(A) 不做非体积功,终态压力相同但中间压力有变化的过程

(B) 不做非体积功,一直保持体积不变的过程

(C) 273.15 K,p?下液态水结成冰的过程

(D) 恒容下加热实际气体

3、某理想气体从同一始态(p1,V1,T1)出发,分别经恒温可逆压缩和绝热可逆压缩至同一体积V2,若环境所做功的绝对值分别为W T和W A,问W T和W A的关系如何? ( )

(A) W T>W A (B) W T

(C) W T =W A (D) W T和W A无确定关系

4、关于偏摩尔量,下面的叙述中不正确的是:()

(A) 偏摩尔量的数值可以是正数、负数和零

(B) 溶液中每一种广度性质都有偏摩尔量,而且都不等于其摩尔量

(C) 除偏摩尔吉布斯自由能外,其他偏摩尔量都不等于化学势

(D) 溶液中各组分的偏摩尔量之间符合吉布斯-杜亥姆关系式

5、某体系存在 C(s),H2O(g),CO(g),CO2(g),H2(g) 五种物质,相互建立了下述三个平衡: H2O(g) + C(s) =H2(g) + CO(g)

CO2(g) + H2(g)= H2O(g) + CO(g)

CO2(g) + C(s)= 2CO(g)

则该体系的独立组分数C为: ( )

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

6、已知反应3O2(g) = 2O3(g) 在25℃时,Δr H

m

$=-280 J?mol-1,则对该反应有利的条件是: ( )

(A) 升温升压 (B) 升温降压 (C) 降温升压 (D) 降温降压

7、298标K,当 H2SO4溶液的浓度从 0.01 mol·kg-1增加到 0.1 mol·kg-1时,其电

导率k和摩尔电导率Λm将: ( )

(A) k减小 , Λm增加 (B) k增加 , Λm增加 (C) k减小 , Λm减小 (D) k增加 , Λm减小

8、对于亲水性固体表面,其表面张力间的关系是: ( )

(A) γ固-水 > γ固-空气 (B) γ固-水 < γ固-空气 (C) γ固-水 = γ固-空气 (D) 不能确定

其液固间的接触角θ值为: ( )

(A) θ> 90° (B) θ= 90°(C) θ= 180° (D) θ< 90°

9、已知E Cl-Cl = 243 kJ/mol,E H-H= 436 kJ·mol-1,用光照引发下面反应:

H2+ Cl2 → 2HCl

所用光的波长约为:( h=6.626×10-34 J·s C=2.998×10 8m·s-1) ( )

(A) 4.92×10-4 m (B) 4.92×10-7 m (C) 2.74×10-7 m (D) 1.76×10-7 m

10、对于 AgI 的水溶胶,当以 KI 为稳定剂时,其结构式可以写成:

[(AgI)m·n I-,(n-x)K+]x-·x K+,则被称为胶粒的是指: ( )

(A) (AgI)m·n I-

(B) (AgI)m

(C) [(AgI)m·n I-,(n-x)K+]x-·x K+

(D) [(AgI)m·n I-,(n-x)K+]x

-

二、填空题 (每题2分,共10分 )

《物理化学》试卷A第 1 页共 18 页

《物理化学》试卷A 第 2 页 共 18 页

1、 1kg 水中分别加入相同数量(0.01mol)的溶质:葡萄糖, NaCl, CaCl 2和乙醇溶液。相应的沸点为T b (水),T b (糖),T b (NaCl) , T b (CaCl 2) , T b (乙)。试将其沸点的次序由高到低排列:

2、一般说来,物理吸附的吸附量随温度增高而 ___________ ,化学吸附的吸附量随温度增高而 ____________ 。

3、有理想气体反应达化学平衡 A(g) + B(g) = 3C(g),在等温下维持体系总压不变,向体系中加入惰性气

体,平衡 _____ 移动;若将气体置于钢筒内加入惰性气体后平衡 __________移动。

4、已知 18℃时,Ba(OH)2,BaCl 2,NH 4Cl 溶液的无限稀释摩尔电导率分别为 2.88×10-2,1.203×10-2,1.298

×10-2 S ·m 2·mol -1,那么 18℃时 NH 3·H 2O 的 Λm ∞= ____________ 。

5、活度等于1,这状态的化学势就是标准态化学势。此结论 。标准化学势所处的状态活度等于1。此结论 。(填正确或错误)

三、计算题 ( 共 5题 60分 )

1、1mol 理想气体在 273.15 K 等温地从 10p ? 膨胀到p ?,如果膨胀是可逆的,试计算此过程的Q ,W 以

及气体的ΔU ,ΔH ,ΔS ,ΔG ,ΔF 。(15分)

2、为除去氮气中的杂质氧气,将氮气在 101.325kPa 压力下通过 600℃的铜粉进行脱氧: 2Cu(s)+(1/2)O 2(g)=Cu 2O(s)

若气流缓慢能使反应达到平衡,求经此纯化后在氮气中残余氧的体积分数。已知 298 K 时: Δf H m $(CuO 2)=-166.5 kJ ?mol -1

S m $(CuO 2)=93.72 J ?K -1?mol -1

S m $(Cu)=33.47 J ?K -1?mol -1

S m $(O 2)=205.0 J ?K -1?mol -1

反应的 ΔC p =2.092 J ?K -1?mol -1,且不随温度改变。 (10分)

3、由实验得酚-水体系的数据列于下表:

表中w w 12,分别代表酚在水层和酚层中的质量分数。

(1)根据表中数据绘制T -x 图;

(2)确定临界溶解温度和临界浓度;

(3)若在312.0 K 时,将50 g 水和50 g 酚混合,达平衡后水层和酚层的质量各为多少?水层中水

和酚的质量各为多少?(15分)

4、试设计一个电池,在其中进行下述反应

Fe 2+(a 2) + Ag +(a 1) ─→ Ag(s) + Fe 3+(a 3)

(1) 写出电池的表达式

(2) 计算上述电池反应在 298 K 时的平衡常数 K ?

(3) 设将过量磨细银粉加到浓度为 0.05 mol ·kg -1的 Fe(NO 3)3溶液中,当

反应达平衡后 Ag + 的浓度为多少? (设活度系数均等于 1)

已知 E ? (Ag +,Ag) = 0.7991 V , E ? (Fe 3+, Fe 2+) = 0.771 V . (10分)

5、(1) 某溶液含有 NaOH 和 CH 3COOC 2H 5 浓度均为 0.01 mol ·dm -3,设为二级反

应,在 298 K 时,10 min 内有 39% 的 CH 3COOC 2H 5分解,而在 308 K 时,10 min 分解55%,粗略估计 288

K 时, 在 10 min 内能分解多少? (2) 293 K 时,若有 50% 的

CH 3COOC 2H 5 分解,需时若干?(10分)

四、问答题 ( 每题5分 共10分 )

《物理化学》试卷A 第 3 页 共 18 页

1、水在玻璃毛细管 A 中可上升到 h 处, 若将毛细管 B 中部扩大(如图), 水在毛细管

中上升情况如何? 若将水抽到 h 以上 b 处, 再让其自动下降, 结果又如何? 为什么? 2、在迁移数测定装置中,电解在100 g 水里含有0.650 g NaCl 的溶液。利用银作阳极,把放电的Cl - 去掉而变为AgCl 固体。电解后,在阳极部的80.09 g 溶液中含有NaCl 0.372 g ,并且在串联连接的银量计上析出的

银为0.692 g ,试从这些结果求在NaCl 溶液中Na + 及Cl - 的迁移数。

《物理化学》试卷A 答案

一、选择题

DCBBACD BD BD

二、填空题

1、)()()()NaCl ()CaCl (b b b b 2b 乙水糖T T T T T >>>>

2、 降低;先增加,后降低

3、 向右 不

4、 2.137×10-2 S ·m 2·mol -1

5、(1)错误 (2)正确

三、计算题

1、W = nRT ln(p 1/p 2) = 5.230 kJ (1分)

因为 ΔT = 0 ,所以ΔU = 0, Q R = W = 5.230 kJ (3分)

ΔS = Q R /T = 19.14 J·K -1 (1分)

ΔH = =ΔU + Δ(pV ) = ΔU + nRT = 0 (1分)

ΔG =ΔH - T ΔS = -5.230 kJ (2分)

ΔF = ΔU - T ΔS = -5.230 kJ (2分)

2、Δr S m $

(298 K)=[93.72-2×33.47-(1/2)×205 ] J·K -1·mol -1=-75.72 J·K -1·mol -1 (1分)

Δr S m $(873 K)=Δr S m $(298 K)+ΔC p ln(873 K/298 K)=-73.47 J·K -1·mol -1 (2分)

Δr H m $(873 K)=Δr H m $(298 K)+ΔC p (873 K-298 K) =-165.3×103 J·mol -1 (2分)

Δr G m $(873 K)=Δr H m $(873 K)-873 K Δr S m $(873 K)

=-101.2×103 J·mol -1 (1分)

K p $=exp[-Δr G m $(873 K)/RT ] =1.13×106 (2分)

K p $=[p (O 2)/ p ?]-1/2 求得

p (O 2) =7.94×10-8 Pa (1分)

y (O 2) =p (O 2)/p =7.94×10-8/101 325 =7.83×10-13 (1分)

3、答:(1)根据题给数据,绘制相图如下。

《物理化学》试卷A 第 4 页 共 18 页

H 2O w (C 6H 5OH) C 6H 5OH (6分)

(2)T =339.1K ,组成w ().酚=035 (3分)

(3)根据杠杆规则求得:

m (酚层质量)=71.8 g

m (水层质量)=28.2 g (4分)

m 1(水层中水的质量)=26.0 g

m 2(水层中酚的质量)=2.2 g (2分)

4、[答]

(1) Pt │Fe 3+,Fe 2+‖Ag +│Ag(s) (3分)

(2) E ?= (φ? (Ag +/Ag) - φ? (Fe 3+/Fe 2+) = 0.0281 V

ln K a $= zFE ?/RT K a $

= 2.988 (3分)

(3) Fe 2+ + Ag + ─→ Ag(s) + Fe 3+

平衡时 x x (0.05- x ) mol ·kg -1

K a $

= (0.05-x )/x 2 x = 0.0442 [Ag +] = 0.0442 mol ·kg -1 (4分)

5、[答] (1) 设分解百分数为 y ,则二级反应 y /(1-y ) = k 2 a t (1)

298 K k 298 = 1/ (at )× y /(1-y ) = 6.4 dm 3·mol -1·min -1

308 K k 308 = 12.2 dm 3·mol -1·min -1 (3分)

k 308/k 298 = k (r +10)/k r = r = 1.91

(即温度每增加 10 K ,k 增到 1.91 倍)

k 288 = k 298/1.91 = 3.35 dm 3·mol -1·min -1 (3分)

据 (1) 得 y = 0.252 = 25.2% (3分)

(2) ln(k 2/k 1) = E a /R (1/T 1- 1/T 2) (2)

得 E a = 4.92 kJ ·mol -1

将 T 1= 298 K ,T 2= 293 K 代入 (2) 式,

得k 293 = 4.55 dm 3·mol -1·min -1 (3分)

由 (1) t = 1/(k 2a )×y /(1-y ) = 22 min (3分)

四、问答题

1、[答] (1):水将升到 a 处后不再上升。 因 B 中扩大部分无附加压力。 (2分)

(2):水下降稳定时,高度仍为 h 。因静压力与附加压力相等, 2γ/R '=ρgh (3分)

2、[答] 阴极部失去的NaCl 的量为:

()mol mol 31050.24.58372.0100372.009.80650.0-?=?????

?

??????--?

(2分) 则:390.09.107692.01050.213

=??=--+t (2分)

《物理化学》试卷A 第 5 页 共 18 页

t t -+=-=10610.

(1分)

《物理化学》试卷B

一、选择题 ( 每题2分,共20分 )

1、1mol 单原子分子理想气体,从273 K ,202.65 kPa, 经pT =常数的可逆途径压缩到405.3 kPa 的终态,该气体的ΔU 为: ( )

(A) 1702 J (B) -406.8 J

(C) 406.8 J (D) -1702 J

2、理想气体卡诺循环的图为下列四种情况中的哪一种? ( )

3、1mol 理想气体从p 1,V 1,T 1分别经:

(1) 绝热可逆膨胀到p 2,V 2,T 2

(2) 绝热恒外压下膨胀到/2p ,/2V ,/2

T 若p 2=/2p ,则: ( )

(A) /2T =T 2, /2V =V 2, /

2S =S 2

(B) /2T >T 2, /2V

(C) /2T >T 2, /2V >V 2, /2S >S 2

(D) /2T

4、在未达平衡的多相体系中,组成B 若在各相中的物质的量分数都相等,则 ( )

(A )B 组分在各相中的化学势相等

(B )B 组分在各相中的活度相等

(C )B 组分在气相中的分压相等

(D )上述三种情况均不可确定。

5、理想气体反应 CO(g) + 2H 2(g) = CH 3OH(g), 若起始原料CO 与H 2的分子比为1:2,

平衡时CO 的转化率为α,平衡常数为K p ,则 ( )

(A) α与p 有关 (B) H 2的转化率是2α

(C) K p =[ α(3-2α)2] / [ 4(1-α)2p 2] (D) K p 与p 2成反比

6、FeCl 3和 H 2O 能形成 FeCl 3·6H 2O ,2FeCl 3·7H 2O ,2FeCl 3·5H 2O , FeCl 3·2H 2O 四种水合物,则该体系的独立组分数C 和在恒压下最多可能的平衡共存的相数 Φ分别为: ( )

(A) C = 3,Φ = 4 (B) C = 2,Φ = 4

(C) C = 2,Φ = 3 (D) C = 3,Φ = 5

7、在CuSO 4溶液中用铂电极以0.1 A 的电流通电10 min ,在阴极上沉积的铜的质量是: ( )

(A) 19.9 mg (B) 29.0 mg

(C) 39.8 mg (D) 60.0 mg

8、25℃时,水的表面张力为0.071 97 N·m-1,水的饱和蒸气压为3168 Pa,若此水中有一个半径为

2×10-6 m的空气泡,则气泡中水蒸气的含量为:()

(A)x水=0.0440 (B) x水=0.0313

(C) x水=0.0215 (D) x水=0.0183

9、在光的作用下,O2可转变为O3,当1 mol O3生成时,吸收了3.01×1023个光子,则该反应之总量子效率Φ

为:(L=6.022×1023mol-1) ( )

(A) Φ=1 (B) Φ=1.5

(C) Φ=2 (D) Φ=3

10、某一反应在一定条件下最大转化率为30%,在同样条件下,当加入催化剂后,其转化率将:( )

(A) 大于30%

(B) 小于30%

(C) 等于30%

(D) 不确定

二、填空题(每题2分,共10分)

1、25 °C 下,1g蔗糖溶液溶于1 kg水中。此液的渗透压为:。

已知M r(C12H22O11)=342.3。

$=540,直接测定焓的变化是

2、在298 K时,磷酸酯结合到醛缩酶的平衡常数K

α

$与温度无关,则在310 K时平衡常数的值是____ 。

-87.8 kJ?mol-1,若假定Δr H

m

3、已知18℃时,Ba(OH)2,BaCl2,NH4Cl 溶液的无限稀释摩尔电导率分别为

2.88×10-2,1.203×10-2,1.298×10-2 S·m2·mol-1,那么18℃时NH3·H2O 的

∞= ____________ 。

Λ

m

4、室温时,水在一根粗细均匀的玻璃毛细管中,将上升到高度h,如将毛细管折断

至h/2处,水将沿壁升至_______ 处,此时管中水面的曲率半径将_________ 。

5、以KI和AgNO3为原料制备AgI溶胶时, 如果KI过量, 则制得的AgI胶团结构为:

;若AgNO3过量, 则制得的AgI胶团结构为。

三、计算题( 共5题60分)

1、物质的量为n的单原子分子理想气体,在300 K时从100 kPa,122 dm3反抗50 kPa的外压等温膨胀到50 kPa,试计算过程的Q R ,W R ,Q IR , W IR ,V2 ,?U ,?H,ΔS体,ΔS环,ΔS孤。(15分)

2、计算1200℃时,固态FeO 上氧的平衡压力,反应

$=268.82 kJ?mol-1 ,

FeO(s)=Fe(s)+(1/2)O2(g) 在25℃时的Δr H

m

且已知:

FeO Fe O2

$(298 K)/J?K-1?mol-158.79 27.15 205.03

S

m

C p,m/J?K-1?Mol-157.70 37.66 33.68

(10分)

3、根据下表所列数据作出部分互溶液体A和B所形成的相图:

(1)确定最高会溶温度;

(2)在10 °C时,往100 g A中慢慢的加入B,问加入多少克B时,体系开始变浑浊?

(3)在10 °C时,往100 g A中加入B的质量为100 g时,两共轭溶液的组成和质量各为多少?

(4)在10 °C时,至少应在100 g A中加入多少克B,才能使A层消失?

(5)将100 g A和150 g B的混合液加热至30 °C时,计算此时两共轭溶液的组成和质量之比[m(A层): m(B层)]各为多少?

(6)若将(5)中的混合液在恒定压力下继续加热,问加热到什么温度时体系由浑浊变清?(15分)

《物理化学》试卷A第 6 页共 18 页

《物理化学》试卷A 第 7 页 共 18 页

4、298 K 时,下述反应达到平衡:

Cu(s) + Cu 2+(a 2) = 2Cu +(a 1)

(a) 设计合适的电池,由 E ? 值求反应的平衡常数 K ?

(b) 若将 Cu 粉与 0.1 mol ·kg -1 的 CuSO 4溶液在 298 K 共摇动,计算达平衡

时 Cu +的浓度。

已知: E ? (Cu 2+,Cu +) = 0.153 V , E ? (Cu +,Cu) = 0.521 V . (10分)

5、某溶液含有 NaOH 及 CH 3COOC 2H 5,浓度均为 0.01 mol ·dm -3。298 K 时, 反应经

10 min 有 39% 的 CH 3COOC 2H 5 分解,而在 308 K 时, 反应 10 min 有 55% 分解,

该反应速率方程为 r = k [NaOH][CH 3COOC 2H 5],

(1) 估计 288 K 时,10 min 能分解多少?

(2) 293 K 时,若有 50% CH 3COOC 2H 5分解,需时多少?(10分)

四、问答题 ( 每题5分 共10分 )

1、水的摩尔蒸发焓为41.05kJ · mol -1 , 试估计在4000m 的高原上(大气压为69kPa)水的沸点?(水在外压为100kPa 时的沸点为100℃)

2、今有一种酸的水溶液 A 和一种碱的水溶液 B ,用 A 滴定 B ,知道两者的浓度相等 ,

而测定电导则 B 大。将 A 和 B 都稀释 100 倍后发现k (A)>k (B),据此推断他们是

什么样的酸碱 ? 并作简要说明?

《物理化学》试卷B 答案

一、选择题

DBCDACADCC

二、填空题

1、kPa 242.7 (2分) kPa 242.710100015.298314.8)3.342/1(6B =???==

-V RT n π 2、ln(2K $/1K $) =(Δr H m $/R )(1/T 1-1/T 2) K 2$=137 (2分) 3、2.383×10-2 S ·m 2·mol -1 4、管端,变大。

5、[(AgI)m ·n I -·(n -x )K +]x-·x K + [(AgI)m ·n Ag +·(n -x )NO 3-]x+·x NO 3-

三、计算题

1、 n =p 1V 1/RT =4.89 mol (2分)

ΔH =0 (1分)

ΔU =0 (1分)

Q R =W R =nRT ln(p 1/p 2)=8.45 kJ (2分)

V 2=nRT /p 2=244 dm 3 (2分)

Q IR =W IR =p ΔV =6.10 kJ (2分)

ΔS 体系=Q R /T =28.17 J·K -1 (2分)

ΔS 环境=-Q IR /T =-20.33 J·K -1 (2分)

ΔS 孤立=?S 体系+?S 环境=7.84 J·K -1 (1分)

2、FeO(s) = Fe(s) + (1/2)O 2(g)

Δr S m $(298 K) =(1/2)S m $(298 K,O 2)+S m $(298 K,Fe)-S m $

(298 K,FeO)

=70.88 J·K -1·mol -1 (1分)

Δr C p ,m =(1/2)C p ,m (O 2)+C p ,m (Fe)-C p ,m (FeO)

=-3.20 J·K -1·mol -1 (1分)

Δr H m $(1473K)=Δr H m $(298 K)+Δr C p ,m (1473 K~298 K)

=265.06×103 J·mol -1 (1分)

Δr S m $(1473K)=Δr S m $(298 K)+Δr C p ,m ln[(1473 K)/(298 K)]

=65.77 J·K -1·mol -1 (2分)

Δr G m $(1473K)=Δr H m $(1473 K) –1473 K Δr S m $(1473 K)

=168.18×103 J·mol -1 (2分)

《物理化学》试卷A 第 8 页 共 18 页

K p $=exp[-Δr G m $

(1473 K)/RT ] =2.02×10-6 (2分)

K p $=[p (O 2)/p ?)1/2 求得

p (O 2) =4.13×10-7 Pa (1分)

3、答:根据题给数据绘制相图。 A w (B) B (3分)

(1)由相图看出最高绘溶点的温度为46?C 。 (1分)

(2)加入B 使体系的状态到达a 点时,体系开始变浑浊,算得加入B 的质量为58.73 g 。

(3分)

(3)10?C 时,在100 g A 中逐渐加入B ,加100 g B 时,两共轭溶液的组成分别为: w A '=0.37 ,

w B '=0.90。 根据杠杆规则算出A ', B '层溶液的质量分别为:m (A ')=150.9 g , m (B ')=49.1 g 。

(3分)

(4)经计算,至少应向100 g A 中加入900 g B ,才能使A 层消失。 (2分)

(5)两共轭溶液的组成分别为:w A ''=0.53 , w B ''=0.84

它们的质量比为:m (A ''):m (B '')=3.43 (2分)

(6)从相图可见,加热至大约37?C 时,体系由浑浊变清。 (1分)

4、[答]

(1) 设计电池 Cu(s)│Cu +(a 1)│Cu 2+,Cu +(a 1)│Pt

电池反应 Cu(s) + Cu 2+─→ 2Cu +(a 1)

E ?= - 0.368 V , ln K ?= zE ?

F /RT =-14.333 , K ?=5.96×10-7 (5分)

K ?= (2x )2/(0.1-x ) = 5.96 ×10-7

x = 2.446×10-4 mol ·kg -1 (5分)

5、[答] (1) 令 [CH 3COOC 2H 5] = [A] [NaOH] = [B] 已知 [A] = [B]

-d[A]/d t = k [A]2 (1)

1/[A] - 1/[A 0] = kt (2)

令分解百分数为 y = ([A 0]-[A])/[A 0]

代入 〈2〉 式, y /(1-y ) = k [A 0]t (3)

298 K 时,k 298 = y /(1-y )×1/([A]t ) = 6.39 dm 3·mol -1·min -1

同理: k 308 = 12.2 dm 3·mol -1·min -1 令 E ,A 不随 T 改变

k 298/k 288 ≈k 308/k 298 k 288 ≈ 3.35 mol -1·dm 3·min -1

由〈3〉式: y = 25.1% (5分)

(2) ln(k 1/k 2) = E a /R × (T 1-T 2)/(T 2T 1) (4)

得 E a = 49.3 kJ ·mol -1

据 〈4〉 k 293 = 4.56 dm 3·mol -1·min -1

由 〈3〉 t = 22 min (5分)

四、问答题

1、答:已知水在100 ℃时的饱和蒸气压为101.325Pa, 根据克-克方程

ln(p’/p)=-(?vap H m/R)(1/T’-1/T)

即ln(69kPa/101.325kPa)=-(41050J·mol-1 /8.3145J·K-1·mol-1 )(1/T’-1/373.15K)

T’= 362.62K

2、[答] A 是弱酸,B 是较强的碱,两者物质的量相等。开始B 离解度大,所以电导率

大;稀释后弱酸A 离解度增大,所以k[A] > k[B],因浓度降低时离解度增大,

[H+] 浓度下降不显著。

《物理化学》试卷

一.选择题(每题2分,共20分)

1. 理想气体反应CO(g) + 2H2(g) = CH3OH(g), 若起始原料CO与H2的分子比为1:2,平衡时CO的转化率为α,平衡常数为K p,则()

(A) α与p有关(B) H2的转化率是2α

(C) K p=[ α(3-2α)2] / [ 4(1-α)2p2] (D) K p与p2成反比

2. 用铜电极电解0.1mol·kg-1的CuCl2水溶液,阳极上的反应为( )

(A) 2Cl- ─→Cl2+ 2e-

(B) Cu ─→Cu2++ 2e-

(C) Cu ─→Cu++ e-

(D) 2OH-─→H2O + 1

2

O2+ 2e-

3. 对于一个一级反应,如其半衰期t

1

2

在0.01 s 以下,即称为快速反应,此时它的速率常数k值在:

(A) 69.32 s-1以上

(B) 6.932 s-1以上

(C) 0.06932 s-1以上

(D) 6.932 s-1以下

4. 在H3AsO3的稀溶液中,通入过量的H2S 气体,生成As2S3溶胶。用下列物质聚沉,其聚沉值大小顺序是:

(A) Al(NO3)3>MgSO4>K3Fe(CN)6

(B) K3Fe(CN)6>MgSO4>Al(NO3)3

(C) MgSO4>Al(NO3)3>K3Fe(CN)6

(D) MgSO4>K3Fe(CN)6>Al(NO3)3

5. 已知400 K 时,汞的饱和蒸气压为p0,密度为ρ,如果求在相同温度下,一个直径为10-7 m 的汞滴的蒸气压,应该用公式:( )

(A) p = p0+ 2γ/R'

(B) ln(p/p0) =?Vap H m(1/T0- 1/T)/R

(C) RT ln(p/p0) = 2γM/ρR'

(D) p = nRT/V

6. 用铜电极电解CuCl2的水溶液,在阳极上会发生:( )

(A) 析出氧气

(B) 析出氯气

(C) 析出铜

(D) 铜电极溶解

7. 当一反应物的初始浓度为0.04 mol·dm-3时,反应的半衰期为360 s,初始浓度为0.024 mol·dm-3时,半衰期为600 s,此反应为:( )

(A) 0 级反应(B) 1.5 级反应(C) 2 级反应(D) 1 级反应

8. 放射性Pb201的半衰期为8 h,1 g 放射性Pb201在24 h 后还剩下:( )

(A) 1/8 g (B) 1/4 g (C) 1/3 g (D) 1/2 g

9. 溶胶(憎液溶胶)在热力学上是:( )

(A) 不稳定、可逆的体系(B) 不稳定、不可逆体系

(C) 稳定、可逆体系(D) 稳定、不可逆体系

《物理化学》试卷A第 9 页共 18 页

《物理化学》试卷A 第 10 页 共 18 页 10. 若在固体表面上发生某气体的单分子层吸附,则随着气体压力的不断增大,吸附的量是:

( )

(A) 成比例的增加

(B) 成倍的增加

(C) 恒定不变

(D) 逐渐趋向饱和

二. 填空题(每题2分,共10分)

1. 反应 3C(s)+2H 2O(g)=CH 4(g)+2CO(g)在恒温恒容条件下进行,达平衡后,气相各组分皆可看成理想气体,

其平衡常数K p 1,碳的转化率为α1;若向该体系内充入N 2,则反应体系压力升高,但气体组分仍可近似为理

想气体,此时反应的平衡常数K p 2,碳的转化率α2,则K p 1与K p 2的关系为____________,α1与α2的关系为

____________。(大于,小于,等于的关系)

2. O 3分解反应为 2O 3─→3O 2,在一定温度下, 2.0 dm 3容器中反应。 实验测出O 3

每秒消耗 1.50×10-2 mol, 则反应速率为_______________mol ·dm -3·s -1 ,氧的生成速率为

_______________mol ·dm -3·s -1, d ξ /d t 为_______________ mol ·dm -3·s -1.

3. 液态汞的表面张力 γ = 0.4636 N ·m -1 + 8.32×10-3 N ·m -1·K -1·T - 3.13×10-7 N ·m -1·K -2·T 2 ,在 400

K 时,汞的 (?U /?A )T , V = 。

4. 憎液溶胶的三个最基本特性为 , , , 。

5. 对于分散体系, 如果按照粒子的大小来区分, 则当粒子半径为___________________ 时, 称为分子(或

离子)分散体系; 当粒子半径为___________________时, 称为胶体分散体系; 当粒子半径为

_______________时, 称为粗分散体系。

三.计算题

1.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,在由乙苯直接脱氢而 制得:

C 6H 5CH 2CH 3(g) C 6H 5CH =CH 2(g)+H 2(g)

乙苯直接脱氢的工艺条件为:温度:600~800℃;压力:常压;原料:过热水蒸气与乙苯蒸气,物质的量比

为 9:1 的混合气,已知数据如下:

乙苯(g) 苯乙烯(g) 水(g)

Δf H m $

(298 K)/kJ ?mol -1 29.79 146.9 -241.8

Δf G m $(298 K)/kJ ?mol -1 130.58 213.8 -228.6

(1)已知 700 K 时,上述乙苯脱氢反应的Δr G m $=33.26 kJ ?mol -1,700~1100 K 之间反应热效应平均值 Δ

r H m $=124.4 kJ ?mol -1,计算1000 K 时乙苯的理论转化率。

(2)试对本反应为什么采取高温常压,充入惰性气体等工艺条件,做热力学的分析说明。

(3)用蒸馏法从粗品中分离苯乙烯时,采用什么措施防止或减少其聚合作用。

(4)文献报道,有人建议可用乙苯氧化脱氢的办法来制取苯乙烯

C 6H 5CH 2CH 3(g)+(1/2)O 2(g) = C 6H 5CH =CH 2(g)+H 2O(g)

从热力学角度估算一下,在25℃、标准压力下有无实际的可能性,若可能实现,从理论上来讲比直接脱氢

法具有什么优点。(15 分)

2.电池 Ag(s)|AgBr(s)|HBr(0.1 kJ ·mol -1)|H 2(0.01p ?),Pt ,298 K 时,E =0.165 V ,当电子得失为1mol 时,?r H m =

- 50.0 kJ ·mol -1,电池反应平衡常数K ?=0.0301,E ?(Ag +|Ag)=0.800 V ,设活度系数均为1。

(1) 写出电极与电池反应;

(2) 计算298 K 时AgBr(s)的K sp ;

(3) 求电池反应的可逆反应热Q R ;

(4) 计算电池的温度系数。(15 分)

3. 水在40℃下若以半径为r =1×10-3 m 的小液滴存在,试计算其饱和蒸气压增加的百分率。已知液滴的附加

压力p s =1.39×107 N ·m -2,水在40℃的摩尔体积V m =1.84×10-5 m 3·mol -1。(10 分)

4.气相反应 2NO 2+ F 2→ 2NO 2F ,当 2 mol NO 2和 3 mol F 2在 400 dm 3的反应釜中混合,已知 300 K 时,

k = 38 dm 3·mol -1·s -1,反应速率方程为: r = k [NO 2][F 2]。试计算反应 10 s 后 ,NO 2 ,F 2 ,NO 2F 在反

应釜中物质的量(10 分)。

《物理化学》试卷A 第 11 页 共 18 页 5.25℃时,TlCl 在纯水中的溶解度为1.607×10-2 mol ·dm -3,在0.100 mol ·dm -3 NaCl 溶液中的溶解度是3.95×10-3 mol ·dm -3,TlCl 的活度积是2.022×10-4,试求在不含NaCl 和含有0.1000 mol ·dm -3 NaCl 的TlCl 饱

和溶液中离子平均活度系数。

四.问答题

1.写出下列两电极作为原电池正极时的电极反应:

(1) Cl -(a -)│AgCl(s)│Ag(s)

(2) Ag +(a +)│Ag(s)

并说明它们的电极类型和电极电势是否相同?(5分)

2.简述憎液溶胶能够稳定存在的原因。(5分)

物理化学试卷 答案

一、选择题 ( 共10题 20分 ) ABABCDCAAD

二、填空题 ( 共 5题 10分 )

1 Kp1=Kp

2 α1=α2 2 0.75×10-2, 2.25×10-2, 1.50×10-2.

3. dU = TdS - pdV + γ dA

(?U/?A)T, V = T (?S/?A)T, V + γ = -T(?γ /?T)A, V + γ = 0.514 J ·m-2

4 特有的分散程度 不均匀的(多相)性 聚结不稳定性

5 r <10-9m, 10-9<r <10-7m, r >10-7m

三、计算题 ( 共 5题 60分 )

1[答] (1) K p $

=exp(-ΔrG

m $/RT) =3.3×10-3 ln[K p

$

(1000 K)/K p $(700 K)]=(124 400/8.314)[(1000-700)/(1000×700)] 求得 K p $

(1000 K) =2.013

C6H5CH2CH3(g) C6H5CH=CH2(g) + H2(g) + H2O(g)

平衡/mol 1-α α α 9

∑B B n =(10+α)mol

K p $=Kn[(p/p ?)/∑nB]Δν

=[α2/(1-α)][1/(10+α)] =2.013

解得α=0.9584

(2) ΔrH

m $=(146.9-29.79) kJ·mol-1=117.11 kJ·mol-1 ΔrG

m $=(213.8-130.58) kJ·mol-1=83.22 kJ·mol-1 由于ΔrG m $<0,表明在常温标准状态下反应不能进行,只有升高温度,增大 T ΔrS m $

值,使得ΔrG m $<0时反应才可以进行。本反应为吸热反应,升高温度,K p $增大,

反应向右移动,有利于苯乙烯生成,本反应Δν>0,低压有利于苯乙烯生成,充入惰性气体,

相当于降低体系总压, 采用上述措施利于提高乙苯转化率。

(3) 加入少量阻聚剂, 采用减压蒸馏, 以降低蒸馏温度, 防止聚合。

(4)氧化脱氢ΔrG

m $=-145.4 kJ·mol-1<0,表明在常温下反应能进行,且平衡常数 很大(K p $

=3.04×1025), 乙苯几乎完全转化。

优点: 反应温度低, 转化率高, 节约能源。

2⑴ (-) Ag(s)+Br –(

Br a -

) – e -→AgBr(s)

(+) H+(+H a )+e -→12H2(0.01)

《物理化学》试卷A 第 12 页 共 18 页

Ag(s)+HBr →AgBr(s)+1

2H2(0.01)

⑵ 可用设计电池求算: Ag(s)|Ag+||Br -|AgBr(s)+Ag(s) = (AgBr|Ag) –(Ag+|Ag)= - 0.71 V

[由求得,=ln 0.09 V RT K zF =-=

$

- (AgBr|Ag)] Ksp=exp(zE F RT $) = exp(RT F

)71.0(1-?) = 9.8×10-13

QR== - = - 50.0 kJ – ( - zEF)= - 34.08 kJ

31

() 1.1910 V K R p E Q T zFT --

?==-???

( 3 [答] s 2p r γ

= m V M ρ=

s m s m

r 0222ln p r V

p V p M p RTr RTr RT ργρρ??===

75

1.3910 1.84100.098 22

8.314313.15-???=

=?

p p r 0

1103=.

p p p r -?=00

100%103%

. 4 [答] 2NO2(g) + F2(g) ─→ 2NO2F(g)

t=0 a b 0

t=t a-x b-(x/2) x

可得积分速率方程

12()

1ln[]2()a b

x kt

b a b a x -=-- x = 4.9×10-3 mol ·dm-3

n(NO2F) = V ·x = 1.96 mol

n(NO2) = 0.04 mol

n(F2) = 2.02 mol

5 [答] 1

231/51/5()[(2)(2)]108m m m m m m ννν+

-

±+-=?==

所以:235555

243[Al (SO )]()108()m m a a a a m m γγ±±

+-±±====$$

2

--sp 2(Tl )(Cl )

(Tl )(Cl )()c c K a a c γ++±==$ 在不含NaCl 的TlCl 饱和溶液中:

-2-3(Tl )(Cl ) 1.60710mol dm c c +-==?

0.885

γ±==

在含0.1000 -3mol dm NaCl 的TlCl 饱和溶液中:

3-3

(Tl ) 3.9510 mol dm c +-=? --3(C l )0.1040 m o l d m c = 702.0=±γ

四、问答题 ( 共 2题 10分 )

1 (1) AgCl(s)+e-─→Ag(s)+Cl-(a-)

(2) Ag++e-─→Ag(s)

属于二类电极, (2)属于一类电极, 两者电极电势不相同。

2 (1)布朗运动(2)胶核带电(3)溶剂化

《物理化学》试卷

一.选择题(每题2分,共20分)

1. 原电池是指:()

(A)将电能转换成化学能的装置

(B)将化学能转换成电能的装置

(C)可以对外作电功的装置

(D)对外作电功同时从环境吸热的装置

2. 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

3. LiCl 的无限稀释摩尔电导率为115.03×10-4 S·m2·mol-1,在298 K 时,测得

LiCl 稀溶液中Li+ 的迁移数为0.3364,则Cl- 离子的摩尔电导率λm(Cl-)为:()

(A) 76.33×10-4 S·m2·mol-1

(B) 113.03×10-4 S·m2·mol-1

(C) 38.70×10-4 S·m2·mol-1

(D) 76.33×102 S·m2·mol-1

4. 有一ZnCl2水溶液,m=0.002 mol·kg-1,γ±=0.83,则a±为:()

(A) 1.66×10-3 (B) 2.35×10-3

(C) 2.64×10-3 (D) 2.09×10-4

5. 对于反应2NO2= 2NO + O2,当选用不同的反应物和产物来表示反应速率时,其

相互关系为:( )

(A) -2d[NO2]/d t = 2d[NO]/d t = d[O2]/d t

(B) - d[NO2]/2d t = d[NO]/2d t = d[O2]/d t = dξ/d t

(C) - d[NO2]/d t = d[NO]/d t = d[O2]/d t

(D) - d[NO2]/2d t = d[NO]/2d t = d[O2]/d t = 1/V dξ/d t

6. 二级反应的速率常数的单位是:( )

(A) s-1

(B) dm6·mol-2·s-1

(C) s-1·mol-1

(D) dm3·s-1·mol-1

7. 气相反应A + 2B ─→2C,A 和B 的初始压力分别为p A和p B,反应开始时

并无C,若p为体系的总压力,当时间为t时,A 的分压为:( )

(A) p A- p B

(B) p - 2p A

(C) p - p B

(D) 2(p - p A) - p B

8. 光化学反应中的量子效率Φ一定是:( )

(A) 正整数(B) <1

(C) >1 (D) 可>1,也可<1

9. 多孔硅胶的强烈吸水性能说明硅胶吸附水后,表面自由能将:( )

(A) 变高

(B) 变低

(C) 不变

(D) 不能比较

《物理化学》试卷A第 13 页共 18 页

《物理化学》试卷A 第 14 页 共 18 页 10. 下列物系中为非胶体的是: ( )

(A) 灭火泡沫 (B) 珍珠

(C) 雾 (D) 空气

二.填空题(每题2分,共10分)

6. 在10 cm 3 1mol ·dm -3 KOH 溶液中加入10 cm 3水,其电导率将_______________,摩尔电导率将

_________________(填入增加、减小、不能确定)。

7. 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_____。

8. N 2和H 2合成NH 3, 在400℃下, 动力学实验测定结果表明没有催化剂时, 其活化能为334.9

kJ ·mol -1 ,用Fe 催化时, 活化能降至167.4 kJ ·mol -1。假定催化和非催化反应的指前因子相等, 则两

种情况下,反应速率常数之比值k c a t / k 0) =______________________________。

9. 已知φ ? (Fe 2+/Fe)= -0.440 V , φ? (Cu 2+/Cu) = 0.337 V ,在 25℃, p ?

时, 以 Pt 为阴极,石墨为阳极,电解

含有 FeCl 2(0.01 mol ·kg -1)和 CuCl 2 (0.02 mol ·kg -1)的水溶液,若电解过程不断搅拌溶液,且超电势可

忽略不计,则最先析出的金属是 ______。

10. 对带正电的溶胶, NaCl 比 AlCl 3的聚沉能力 。

对对带负电的溶胶, Na 2SO 4比 NaCl 的聚沉能力 。

三.计算题

1.25℃时,TlCl 在纯水中的溶解度为1.607×10-2 mol ·dm -3,在0.100 mol ·dm -3 NaCl 溶液中的溶解度是3.95×10-3 mol ·dm -3,TlCl 的活度积是2.022×10-4,试求在不含NaCl 和含有0.1000 mol ·dm -3 NaCl 的TlCl 饱和

溶液中离子平均活度系数。(10分)。

2.电池 Ag(s)|AgBr(s)|HBr(0.1 kJ ·mol -1)|H 2(0.01p ?),Pt ,298 K 时,E =0.165 V ,当电子得失为1mol 时,?r H m =

- 50.0 kJ ·mol -1,电池反应平衡常数K ?=0.0301,E ?(Ag +|Ag)=0.800 V ,设活度系数均为1。

(1) 写出电极与电池反应;

(2) 计算298 K 时AgBr(s)的K sp ;

(3) 求电池反应的可逆反应热Q R ;

(4) 计算电池的温度系数。(15 分)

3. 气相反应 2NO 2+ F 2→ 2NO 2F ,当 2 mol NO 2和 3 mol F 2在 400 dm 3的反应釜中混合,已知 300 K 时,

k = 38 dm 3·mol -1·s -1,反应速率方程为: r = k [NO 2][F 2]。试计算反应 10 s 后 ,NO 2 ,F 2 ,NO 2F 在反

应釜中物质的量(10 分)。

4.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,在由乙苯直接脱氢而 制得:

C 6H 5CH 2CH 3(g) C 6H 5CH =CH 2(g)+H 2(g)

乙苯直接脱氢的工艺条件为:温度:600~800℃;压力:常压;原料:过热水蒸气与乙苯蒸气,物质的量比

为 9:1 的混合气,已知数据如下:

乙苯(g) 苯乙烯(g) 水(g)

Δf H m $

(298 K)/kJ ?mol -1 29.79 146.9 -241.8

Δf G m $(298 K)/kJ ?mol -1 130.58 213.8 -228.6

(1)已知 700 K 时,上述乙苯脱氢反应的Δr G m $=33.26 kJ ?mol -1,700~1100 K 之间反应热效应平均值 Δ

r H m $=124.4 kJ ?mol -1,计算1000 K 时乙苯的理论转化率。

(2)试对本反应为什么采取高温常压,充入惰性气体等工艺条件,做热力学的分析说明。

(3)用蒸馏法从粗品中分离苯乙烯时,采用什么措施防止或减少其聚合作用。

(4)文献报道,有人建议可用乙苯氧化脱氢的办法来制取苯乙烯

《物理化学》试卷A 第 15 页 共 18 页

C 6H 5CH 2CH 3(g)+(1/2)O 2(g) = C 6H 5CH =CH 2(g)+H 2O(g)

从热力学角度估算一下,在25℃、标准压力下有无实际的可能性,若可能实现,从理论上来讲比直接脱氢法具有什么优点。(15 分)

5.水在40℃下若以半径为r =1×10-3 m 的小液滴存在,试计算其饱和蒸气压增加的百分率。已知液滴的附加压力p s =1.39×107 N ·m -2,水在40℃的摩尔体积V m =1.84×10-5 m 3·mol -1。(10 分)

四.问答题

1.用 Pt 为电极,通电于稀 CuSO 4溶液, 指出阴极部、中部、阳极部中溶液的颜色在通电过程中有何变化?

若都改用 Cu 作电极,三个部分溶液颜色变化又将如何? (5分)

2.简述憎液溶胶的三个最基本特征。(5分)

物理化学试卷 答案

一、选择题 ( 共10题 20分 ) BBADDDCDBD

二、填空题 ( 共 5题 10分 )

1 [答] 减小 ;增加

2 正,负,负,正. 3. k (cat)/k 0 =exp{[-E (cat)-E ]/RT }=1013

4 φ (Fe 2+/Fe) = φ ?+ RT /2F × ln 0.01 = -0.4992 V φ (Cu 2+/Cu) = φ ?+ RT /2F × ln 0.02 = 0.2868 V

最先析出的是 Cu 5 大;小

三、计算题 ( 共 5题 60分 )

1 [答] 1231/51/5()[(2)(2)]108m m m m m m ννν+-±+-=?==

所以:235555243[Al (SO )]()108()m m a a a a m m γγ±±

+-±±====$

$

2--sp 2(Tl )(Cl )(Tl )(Cl )()

c c K a a c γ++±==$ 在不含NaCl 的TlCl 饱和溶液中: -2-3(Tl )(Cl ) 1.60710mol dm c c +-==?

0.885γ±==

在含0.1000 -3mol dm NaCl 的TlCl 饱和溶液中:

3-3(Tl ) 3.9510 mol dm c +-=? --3(C l )

0.1040 m o l d m c = 702.0=±γ

2 [答]⑴ (-) Ag(s)+Br –(Br a -) – e -→AgBr(s)

(+) H +(+H a )+e -→12

H 2(0.01p ?) Ag(s)+HBr →AgBr(s)+12

H 2(0.01p ?)

⑵ 可用设计电池求算:

Ag(s)|Ag +||Br -|AgBr(s)+Ag(s) E ?= E ?(AgBr|Ag) –E ?(Ag +|Ag)= - 0.71 V [由K ?求得,E ?=ln 0.09 V RT K zF

=-=$ - E ?(AgBr|Ag)]

《物理化学》试卷A 第 16 页 共 18 页

K sp =exp(zE F RT $) = exp(RT

F )71.0(1-?) = 9.8×10-13 ⑶ Q R =T ?r S m =?r H m - ?r

G m = - 50.0 kJ – ( - zEF )= - 34.08 kJ ⑷ 31() 1.1910 V K R p E Q T zFT --?==-???

3 [答] 2NO 2(g) + F 2(g) ─→ 2NO 2F(g) t =0 a b 0 t =t a -x b -(x /2) x 可得积分速率方程

12()1ln[]2()

a b x kt b a b a x -=-- x = 4.9×10-3 mol ·dm -3

n (NO 2F) = V ·x = 1.96 mol

n (NO 2) = 0.04 mol

n (F 2) = 2.02 mol 4 [答] (1) K p $=exp(-Δr G m $/RT ) =3.3×10-3 ln[K p $(1000 K)/K p $(700 K)]=(124 400/8.314)[(1000-700)/(1000×700)] 求得 K p $(1000 K) =2.013

C 6H 5CH 2CH 3(g) C 6H 5CH=CH 2(g) + H 2(g) + H 2O(g) 平衡/mol 1-α α α 9 ∑B B n

=(10+α)mol

K p $=K n [(p /p ?)/∑n B ]Δν

=[α2/(1-α)][1/(10+α)] =2.013 解得α=0.9584

(2) Δr H m $=(146.9-29.79) kJ·mol -1=117.11 kJ·mol -1

Δr G m $=(213.8-130.58) kJ·mol -1=83.22 kJ·mol -1

由于Δr G m $<0,表明在常温标准状态下反应不能进行,只有升高温度,增大 T Δr S m $值,使得Δr G m $<0时反应才可以进行。本反应为吸热反应,升高温度,K p $增大, 反应向右移动,有利于苯乙烯生成,本反应Δν>0,低压有利于苯乙烯生成,充入惰性气体, 相当于降低体系总压, 采用上述措施利于提高乙苯转化率。

(3) 加入少量阻聚剂, 采用减压蒸馏, 以降低蒸馏温度, 防止聚合。

(4)氧化脱氢Δr G m $=-145.4 kJ·mol -1<0,表明在常温下反应能进行,且平衡常数 很大(K p $=3.04×1025), 乙苯几乎完全转化。 优点: 反应温度低, 转化率高, 节约能源。

5 [答] s 2p r

γ= m V M ρ= s m s m r 0222ln p r V p V p M p RTr RTr RT

ργρρ??=== 75

1.3910 1.84100.098 228.314313.15

-???==?

《物理化学》试卷A 第 17 页 共 18 页

p p r 0

1103=. p p p r -?=00100%103%. 四、问答题 (2题共10分 )

1 (1) 以 Pt 为电极 阴极部变浅,中部不变,阳极部变浅

(2) 以 Cu 为电极

阴极部变浅,中部不变,阳极部变深

2 特有的分散程度 不均匀的(多相)性 聚结不稳定性

1、经历下述可逆等压过程:

此体系的 C p = 20 J·K -1,始态熵 S 1= 30 J·K -1

。计算过程的Q ,W 及体系的ΔU ,ΔH ,ΔS ,ΔF ,ΔG 的值。

《物理化学》试卷A第 18 页共 18 页

物理化学习题及答案

物理化学习题及答案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

物理化学期末复习 一、单项选择题 1. 涉及焓的下列说法中正确的是() (A) 单质的焓值均等于零 (B) 在等温过程中焓变为零 (C) 在绝热可逆过程中焓变为零 (D) 化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化 2. 下列三种胶体分散系统中,热力不稳定的系统是:() A.大分子溶胶 B.胶体电解质 C.溶胶 3. 热力学第一定律ΔU=Q+W 只适用于() (A) 单纯状态变化 (B) 相变化 (C) 化学变化 (D) 封闭物系的任何变化 4. 第一类永动机不能制造成功的原因是() (A) 能量不能创造也不能消灭 (B) 实际过程中功的损失无法避免 (C) 能量传递的形式只有热和功 (D) 热不能全部转换成功 5. 如图,在绝热盛水容器中,浸入电阻丝,通电一段时间,通电后水及电阻丝的温度均略有升高,今以电阻丝为体系有() (A) W =0,Q <0,U <0 (B). W>0,Q <0,U >0 (C) W <0,Q <0,U >0

(D). W <0,Q =0,U >0 6. 对于化学平衡, 以下说法中不正确的是() (A) 化学平衡态就是化学反应的限度 (B) 化学平衡时系统的热力学性质不随时间变化 (C) 化学平衡时各物质的化学势相等 (D) 任何化学反应都有化学平衡态 7. 封闭系统内的状态变化:() A 如果系统的?S >0,则该变化过程自发 sys B 变化过程只要对环境放热,则该变化过程自发 ,变化过程是否自发无法判断 C 仅从系统的?S sys 8. 固态的NH HS放入一抽空的容器中,并达到化学平衡,其组分数、独立组分 4 数、相数及自由度分别是() A. 1,1,1,2 B. 1,1,3,0 C. 3,1,2,1 D. 3,2,2,2 9. 在定压下,NaCl晶体,蔗糖晶体,与它们的饱和混合水溶液平衡共存时,独立组分数C和条件自由度f':() A C=3,f'=1 B C=3,f'=2 C C=4,f'=2 D C=4,f'=3 10. 正常沸点时,液体蒸发为气体的过程中() (A) ΔS=0 (B) ΔG=0

物理化学下册试题及答案

OO六一二og 学年第一学期期末考试 物理化学试题A卷 注意:学号、姓名和所在年级班级不写、不写全或写在密封线外者,试卷作废—*.计算题。(本大题6分) 将某电导池盛以0.02 mol dm3 KC l溶液(25C时其电导率为0.277 S m1), 在25C 时测得其电阻为82.4 Q,再换用0.005 mol dm 3K2SO溶液,测得其电阻为326.0 Q。求: (1) 电导池常数K(l/A); (2) KSO溶液的电导率; (3) KSO溶液的摩尔电导率 二. 问答题。请回答下列各题。(本大题4分) 在进行重量分析实验时,为了尽可能使沉淀完全,通常加入大量电解质 (非沉淀剂),或将溶胶适当加热,为什么?试从胶体化学观点加以解释。 三. 计算题。请计算下列各题。(本大题10分) 均相反应2A+B3Y+Z在一定温度体积下进行,测得动力学数据如下: 其中C A,0及C B,0分别表示A及B的初始浓度;A,0表示A的初始消耗速率,即,假定反应速率方程的形式为 (1) 确定分级数,的值和总反应级数; (2) 计算反应的活化能。 四. 计算题。请计算下列各题。(本大题6分) CH 4气相热分解反应2CHGR +H2的反应机理及各元反应的活化能如下:

已知该总反应的动力学方程式为: 试求总反应的表观活化能。 五. 计算题。请计算下列各题。 (本大题8分) 下列电池的电动势在 25C 时为1.448 V : Pt | H 2 ( p ) | HCl ( b=0.1 mol - kg -1, =0.796 ) |Cl < p ) | Pt (1) 写出电极反应和电池反应; (2) 计算氯电极的标准电极电势 E (Cl |Cl 2 |Pt )。 六. 推导题。(本大题6分) 气相反应2A(g) Y(g), 是二级反应,反应开始时只有A ,压力为p”, 试推导反应系统的总压力p 与时间t 的函数关系式。 七. 选择题。在题后括号内,填上正确答案代号。(本大题共 22小题,总计60分) 1、 (3分)在等温等压下影响物质的表面吉布斯函数的因素:( ) (1) 是表面积A; (2)是表面张力 ; (3) 是表面积A 和表面张力 ;(4)没有确定的函数关 系。 2、 (3分)弯曲液面的饱和蒸气压总大于同温度下平液面的蒸气压。是不是 ? 3、 (2分)微小颗粒物质的熔点 与同组成大块物质的熔点 的关系是:( ) (1) ; (2) = ; (3) ; (4)不能确定。 4、 (4分)朗缪尔等温吸附理论的基本假设为: (2) CH CH 3- +H- E I =423 kJ -mol CH + CH4GH +H- 日=201 kJ -mol -+ CH 4 CH 3- +H E 3=29 kJ -mol -+ CH 3- CH 4 E -i =0 kJ -mol (D

物理化学期末考试试题(1)

物理化学期末考试试题(1)

《物理化学》上册期末试卷本卷共 8 页第1页 《物理化学》上册期末试卷本卷共 8 页第2页 化学专业《物理化学》上册期末考试试卷(1)(时间120分钟) 一、单 项选择题(每小题2分,共30分) 1、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 2、在一个绝热刚瓶中,发生一个放热的分子数增加的化学反应,那么( ) A Q > 0,W > 0,?U > 0 B Q = 0,W = 0,?U < 0 C Q = 0,W = 0,?U = 0 D Q < 0,W > 0,?U < 0 3、一种实际气体,其状态方程为PVm=RT+αP (α<0),该气体经节流膨胀后,温度将( ) A 、升高 B 、下降 C 、不变 D 、不能确定 4、在隔离体系中发生一个自发过程,则ΔG 应为( ) A. ΔG < 0 B. ΔG > 0 C. ΔG =0 D. 不能确定 5、理想气体在绝热条件下,在恒外压下被压缩到终态,则体系与环境的熵变( ) A 、ΔS 体>0 ΔS 环>0 B 、ΔS 体<0 ΔS 环<0 C 、ΔS 体>0 ΔS 环<0 D 、ΔS 体>0 ΔS 环=0 6、下面哪组热力学性质的配分函数表达式与体系中粒子的可别与否 无关( ) (A ). S 、G 、F 、C V (B) U 、H 、P 、C V (C) G 、F 、H 、U (D) S 、U 、H 、G 7、在N 个独立可别粒子组成体系中,最可几分布的微观状态数t m 与配分函数q 之间的关系为 ( ) (A) t m = 1/N ! ·q N (B) t m = 1/N ! ·q N ·e U /kT (C) t m = q N ·e U /kT (D) t m = N ! q N ·e U /kT 8、挥发性溶质溶于溶剂形成的稀溶液,溶液的沸点会( ) A 、降低 B 、升高 C 、不变 D 、可能升高或降低 9、盐碱地的农作物长势不良,甚至枯萎,其主要原因是( ) A 、天气太热 B 、很少下雨 C 、水分倒流 D 、肥料不足 10、在恒温密封容器中有A 、B 两杯稀盐水溶液,盐的浓度分别为c A 和c B (c A > c B ),放置足够长的时间后( ) (A) A 杯盐的浓度降低,B 杯盐的浓度增加 ; (B) A 杯液体量减少,B 杯液体量增加 ; (C) A 杯盐的浓度增加,B 杯盐的浓度降低 ; (D) A 、B 两杯中盐的浓度会同时增大 。 11、298K 、101.325kPa 下,将50ml 与100ml 浓度均为1mol·dm -3 萘的苯溶液混合,混合液的化学势μ为:( ) (A) μ = μ1 + μ2 ; (B) μ = μ1 + 2μ2 ; (C) μ = μ1 = μ2 ; (D) μ = ?μ1 + ?μ2 。 12、硫酸与水可组成三种化合物:H 2SO 4·H 2O (s )、H 2SO 4·2H 2O (s )、H 2SO 4·4H 2O (s ),在P θ 下,能与硫酸水溶液共存的化合物最多有几种( ) A 、1种 B 、2种 C 、3种 D 、4种 13、A 与B 可以构成2种稳定化合物与1种不稳定化合物,那么A 与B 的体系 可以形成几种低共熔混合物( ) A 、5种 B 、4种 C 、3种 D 、2种 14、对反应CO(g)+H 2O(g)=H 2(g)+CO 2(g) ( ) (A) K p $=1 (B) K p $=K c (C) K p $>K c (D) K p $ <K c 15、 一定温度下,一定量的 PCl 5(g)在某种条件下的解离度为α,改变下列条件, 何者可使α增大?( ) 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 得 分 得分 得分 评卷人 复核人 学院: 年级/班级: 姓名: 学号: 装 订 线 内 不 要 答 题

物理化学考试试题

《 物理化学》课程考试试卷( A 卷) 注意:1、本试卷共 6 页; 2、考试时间: 120 分钟 3、姓名、学号必须写在指定地方 4、需使用计算器、直尺、铅笔。 一、选择题(将各题的正确答案填在下表中,每题2分,共30分) a 、5/7; b 、3/4; c 、7/5; d 、4/3 2、某一级反应,在一小时内反应物消耗35%, 2小时后反应物剩 a 、70%; b 、42%; c 、48%; d 、30% 3、373.15K,101.325KPa 的H 2O(l)向真空蒸发为同温同压下的H 2O(g),该过程 a 、ΔU=0; b 、W=0; c 、ΔH=0; d 、Q=0 4、对峙反应A B ,当温度一定时,由纯A 开始反应,有下列几种说法: 1、达到平衡时,正向速率常数等于逆向速率常数。 2、达到平衡时,正向速率常数与逆向速率常数之比为一确定的常数。 3、反应进行的净速率是正、逆反应速率之差。 4、反应的总速率是正逆反应速率之和。 其中准确的说法是 a 、1,2; b 、2,3; c 、3,4; d 、1,4 5、2molHe(理想气体)于恒容下由300K 升至600K ,ΔS 为 a 、8.64JK -1, b 、28.8 JK -1; c 、17.3 JK -1; d 、14.4 JK -1 6、某一级反应在一定条件下的平衡转化率为23.5%,2小时后平衡转化率 a 、增大; b 、随催化剂不同或增或减; c 、不变; d 、减小 7、下列偏导数(1)( ?S/ ?n B )T. P .nC (2) ( ?G/ ?n B )T. V .nC (3) ( ?U/ ?n B )T. P .nC (4) ( ?H/ ?n B )S. P .nC 属于偏摩尔量的是 a 、(2)(4); b 、(1)(4); c 、(1)(2); d 、(1)(3)

物理化学课后习题答案

四.概念题参考答案 1.在温度、容积恒定的容器中,含有A 和B 两种理想气体,这时A 的分压 和分体积分别是A p 和A V 。若在容器中再加入一定量的理想气体C ,问A p 和A V 的 变化为 ( ) (A) A p 和A V 都变大 (B) A p 和A V 都变小 (C) A p 不变,A V 变小 (D) A p 变小,A V 不变 答:(C)。这种情况符合Dalton 分压定律,而不符合Amagat 分体积定律。 2.在温度T 、容积V 都恒定的容器中,含有A 和B 两种理想气体,它们的 物质的量、分压和分体积分别为A A A ,,n p V 和B B B ,,n p V ,容器中的总压为p 。试 判断下列公式中哪个是正确的 ( ) (A) A A p V n RT = (B) B A B ()pV n n RT =+ (C) A A A p V n RT = (D) B B B p V n RT = 答:(A)。题目所给的等温、等容的条件是Dalton 分压定律的适用条件,所 以只有(A)的计算式是正确的。其余的,,,n p V T 之间的关系不匹配。 3. 已知氢气的临界温度和临界压力分别为633.3 K , 1.29710 Pa C C T p ==?。 有一氢气钢瓶,在298 K 时瓶内压力为698.010 Pa ?,这时氢气的状态为 ( ) (A) 液态 (B) 气态 (C)气-液两相平衡 (D) 无法确定 答:(B)。仍处在气态。因为温度和压力都高于临界值,所以是处在超临界 区域,这时仍为气相,或称为超临界流体。在这样高的温度下,无论加多大压力, 都不能使氢气液化。 4.在一个绝热的真空容器中,灌满373 K 和压力为 kPa 的纯水,不留一点 空隙,这时水的饱和蒸汽压 ( ) (A )等于零 (B )大于 kPa (C )小于 kPa (D )等于 kPa 答:(D )。饱和蒸气压是物质的本性,与是否留有空间无关,只要温度定了, 其饱和蒸气压就有定值,查化学数据表就能得到,与水所处的环境没有关系。

《物理化学》下册试卷

化学工程与技术学院2014-2015年度第一学期 《物理化学》下册期末考试试题 (化学教育专业、化工、应化专业) 一、选择填空(每小题1.5分,共30分) 1.用同一电导池分别测定浓度为0.01mol ·kg -1和0.1mol ·kg -1的两个电解质溶液,其电阻分别为1000Ω和500Ω,它们的摩尔电导率之比Λm (1) :Λm (2)为( )。 (a )1 : 5 (b )5 : 1 (c )10 : 5 (d )5 : 10 2 CaCl 2的摩尔电导率Λm 与其离子的摩尔电导率λm 关系为( ) (a ))Cl ()Ca ()CaCl (22-++=m m m Λλλ (b ) )Cl ()Ca (2 1)CaCl (22- ++=m m m Λλλ (c ))Cl ()Ca 2 1()CaCl (22- ++=m m m Λλλ (d ) )]Cl ()Ca 2 1([2)CaCl (22- ++=m m m Λλλ 3. 在10cm 3 、1mol ·dm -3 的KOH 溶液中加入10 cm 3 水,其摩尔电导率如何 变化?( ) (a )增大 (b )减小 (c ) 不变 (d )无法判定 4. 浓度为m B 的H 3PO 4溶液,其平均离子活度系数为γ± ,则H 3PO 4的表 观活度a B 可表示为( ) (a )4 θB B 4?? ? ??=±m m a γ (b ) θ B B 4m m a ±=γ (c )?? ? ??=±θB B 27m m a γ (d ) 4 θ B 4B 27??? ??=±m m a γ 5. 电极 OH - (a -)|HgO(s)| Hg(l)作为还原电极的电极反应为( ) (a )Hg Hg →+-+e (b )- -++→+e O H HgO(s)OH Hg(l)22 (c )2O Hg(l)HgO +→+- e 2 (d ) - 2OH Hg(l)O H HgO 22+→++-e 6. 细胞色素(Fe 3+ ) + e →细胞色素(Fe 2+ ),在298K 时标准电极电势为0.25V ,则反应:H 2(g) + 细胞色素(Fe 3+ ) → H + + 细胞色素(Fe 2+ )的θ m r G ?为( )kJ ·mol -1 (a )48.2 (b )24.1 (c )-24.1 (d )-48.2 7. 将一原电池两极短路,此时电池与环境交换的热量与反应焓变的

物理化学上册习题答案

第一章 气体的pVT 关系 1-1物质的体膨胀系数V α与等温压缩系数T κ的定义如下: 1 1T T p V p V V T V V ???? ????-=??? ????= κα 试导出理想气体的V α、T κ与压力、温度的关系 解:对于理想气体,pV=nRT 111 )/(11-=?=?=??? ????=??? ????= T T V V p nR V T p nRT V T V V p p V α 1211 )/(11-=?=?=???? ????-=???? ????- =p p V V p nRT V p p nRT V p V V T T T κ 1-2 气柜内有、27℃的氯乙烯(C 2H 3Cl )气体300m 3 ,若以每小时90kg 的流量输往使用车间,试问贮存的气体能用多少小时 解:设氯乙烯为理想气体,气柜内氯乙烯的物质的量为 mol RT pV n 623.1461815 .300314.8300 106.1213=???== 每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为 13 3153.144145 .621090109032-?=?=?=h mol M v Cl H C n/v=(÷)=小时 1-3 0℃、的条件常称为气体的标准状况。试求甲烷在标准状况下的密度。 解:33 714.015 .273314.81016101325444 --?=???=?=?=m kg M RT p M V n CH CH CH ρ 1-4 一抽成真空的球形容器,质量为。充以4℃水之后,总质量为。若改用充以25℃、的某碳氢化合物气体,则总质量为。试估算该气体的摩尔质量。 解:先求容器的容积33)(0000.10010000.100000.250000.1252cm cm V l O H ==-=ρ n=m/M=pV/RT mol g pV RTm M ?=?-??== -31.3010 13330) 0000.250163.25(15.298314.84 1-5 两个体积均为V 的玻璃球泡之间用细管连接,泡内密封着标准状况条件下的空气。若将其

物理化学(下)试题 应化材化

物理化学(下)试题 (应用化学、材料化学专业用) 一、选择题(22分) 1.强电解质CaCl 2的摩尔电导率与其离子的摩尔电导率的关系是 ( ) A.)()()(22-∞+∞∞+=ΛCl Ca CaCl m m m λλ B.)()(5.0)(22- ∞+∞∞+=ΛCl Ca CaCl m m m λλ C.)(2)()(22-∞+∞∞+=ΛCl Ca CaCl m m m λλ D.)]()([2)(22- ∞+∞∞+=ΛCl Ca CaCl m m m λλ

2.强电解质CaCl 2的水溶液,其离子平均活度±α与电解质活度B α之间的关系为 ( ) A. B αα=± B. 3B αα=± C. 2/1B αα=± D. 3 /1B αα=± 3.在不可逆电极过程中,随着电流密度的增大 ( ) A.阴极电势变低,阳极电势变高 B. 电池的电动势降低 C.电解池耗电能增加 D. 以上说法都对 4.某电池反应为-+ +=++OH Hg l O H g O l Hg 42)(2)()(2222,当电池反应达平衡 时,电池的电动势E 必然是 ( ) A. 0>E B. ?E E = C. 0

期末物理化学复习试卷

海南大学2010-2011学年度第2学期试卷 科目:《物理化学C 》试题(A 卷) 适用于 高分子材料与工程、材料科学与工程、生物工程、制药 专业 一、判断题(每小题1分,共10分,对的在括号里打“√”,错的打“×”) 1、在一定温度下,一定量的理想气体进行可逆膨胀过程,其对外做最大功。 ( ) 2、功和热都是途径函数,对应某一状态有一确定值。 ( ) 3、H 2和O 2经绝热恒容反应,此过程的ΔU 、ΔH 、ΔA 、ΔG 均不为0。 ( ) 4、基于热力学第二、三定律,某气体的规定熵S m > 0。 ( ) 5、标准平衡常数K θ的数值只与温度有关,与反应平衡系统的总压及组成无关。 ( ) 6、在110℃及101.325kPa 下,水的化学势大于水蒸汽的化学势。 ( ) 7、阿伦尼乌斯方程式主要是研究浓度对反应速率的影响。 ( ) 8、一定条件下,某反应的m r G >0,所以要选用合适的催化剂,使反应得以进行。 ( ) 9、溶胶系统是高度分散的多相系统,是热力学的不稳定系统。 ( ) 10、胶体系统产生丁铎尔现象的原因是胶粒带电所引起的。 ( ) 二、选择题(每题2分,共20分 选择正确答案的编号,填在各题前的括号内) 1、在恒压、绝热、w ′=0的条件下,发生某化学反应,使系统的温度上升,体积变大,则此过程的ΔH ( );ΔU ( )。选择填入: A 、> 0 B 、= 0 C 、< 0 D 、无法确定 2、在相同温度条件下,大液滴分散成小液滴后,其饱和蒸气压将( ) A 、变小 B 、不变 C 、变大 D 、无法判断 3、0℃ 5个大气压下,H 2O(S)→H 2O(1)其体系熵变( ) A 、ΔS 体>0 B 、ΔS 体<0 C 、ΔS 体=0 4、合成氨反应N 2(g)+3H 2(g) == 2NH 3(g),达到平衡后,加入惰性气体,且保持体系温度,总压不变(气体为理想气体),则( ) A 、平衡向右移动 B 、平衡向左移动 C 、平衡不受影响 5、通常称为表面活性剂的物质,是指当其加入少量后就能 的物质。 A 、增加溶液的表面张力 B 、改变溶液的导电能力 C 、显著降低溶液的表面张力 D 、使溶液表面发生负吸附 6、某反应的总的速率常数与各基元反应的速率常数有如下关系:k=k 2(k 1/k 3)1/2,则表观活化

《物理化学》下册期末考试试卷

化学专业《物理化学》下册期末考试试卷 一、单项选择题(每小题2分,共30分) 1、0.001 mol ·kg -1 K 3[Fe(CN) 6] 水溶液的离子强度为:( ) (A) 6.0×10-3 mol ·kg -1 (B) 5.0×10-3 mol ·kg -1 (C) 4.5×10-3 mol ·kg -1 (D) 3.0×10-3 mol ·kg -1 2、电导测定应用广泛,但下列问题中哪个是不能用电导测定来解决的( ) (A)求难溶盐的溶解度 (B)求弱电解质的解离度 (C)求平均活度系数 (D)测电解质溶液的浓度 3、298 K 时, 0.005 mol ·kg -1 的 KCl 和 0.005 mol ·kg -1 的 NaAc 溶液的离子平均活度系数分别为 γ ±,1和 γ ±,2,则有 ( ) (A) γ ±,1= γ ±,2 (B) γ ±,1> γ ±,2 (C) γ ±,1< γ ±,2 (D) γ ±,1≥ γ ±,2 4、金属与溶液间电势差的大小和符号主要取决于: ( ) (A) 金属的表面性质 (B) 溶液中金属离子的浓度 (C)金属与溶液的接触面积 (D)金属的本性和溶液中原有的金属离子浓度 5、金属活性排在H 2之前的金属离子,如Na + 能优先H +在汞阴极上析出,这是由于:( ) (A) φθ(Na +/ Na) < φ θ(H +/ H 2) (B) η (Na) < η (H 2) (C) φ (Na +/ Na) < φ (H +/ H 2) (D) H 2在汞上析出有很大的超电势, 以至于φ (Na +/Na) > φ (H +/H 2) 6、已知Λ ()K O H m 291,2∞=4.89×10-2-1 2 mol m S ??,此时(291K)纯水中的m (H +) =m (OH -) =7.8×10-8 mol ·kg -1 ,则该温度下纯水的电导率为( ) (A)3.81×10-9 S ·m -1 (B )3.81×10-6 S ·m -1 (C)7.63×10-9 S ·m -1 (D )7.63×10-6 S ·m -1 7、基元反应体系aA + dD → gG 的速率表达式中,不正确的是:( ) (A) -d[A]/dt = k A [A]a [D]d ; (B) -d[D]/dt = k D [A]a [D]d ; (C) d[G]/dt = k G [G]g ; (D) d[G]/dt = k G [A]a [D]d 。 8、某反应速率常数k = 2.31 × 10-2mol -1·dm 3·s -1,反应起始浓度为1.0 mol ·dm -3,则其反应半衰期为: ( ) (A) 43.29 s ; (B) 15 s ; (C) 30 s ; (D) 21.65 s 。 9、反应A + B → C + D 的速率方程为r = k[A][B] ,则反应:( ) (A) 是二分子反应 ; (B) 是二级反应但不一定是二分子反应 ; (C) 不是二分子反应 ; (D) 是对A 、B 各为一级的二分子反应 。 10、有关绝对反应速率理论的叙述中,不正确的是: ( ) (A) 反应分子组实际经历途径中每个状态的能量都是最低 ; (B) 势能垒是活化络合物分子在马鞍点的能量与反应物分子的能量之差 ; (C) 活化络合物在马鞍点的能量最高 ; (D) 反应分子组越过马鞍点后可能返回始态 。 11、在低于室温的温度下,在固体表面上的气体吸附一般是什么形式:( ) (A) 形成表面化合物 ; (B) 化学吸附 ; (C) 液化 ; (D) 物理吸附 。

物理化学教程课后习题答案

第一章 化学热力学基础 姓名:刘绍成 学号 :120103208026 金材10-1-16-34 P 82(1-1) 10 mol 理想气体由25℃,1.00MPa 。设过程为:(i )向真空膨胀;(ii )对抗恒外压0.100MPa 膨胀。分别计算以上各过程的 (i) 外(ii) (ii )P 1V 11=24.777m 3; 因为是恒温过程,故 V 2=21 P P V 1=6 6 101.0101777.24???=247.77m 3 W=-?2 1 v v Pdv =-P(V 2-V 1)=-22.2995J 小结:此题考查真空膨胀的特点及恒外压做功的求法,所用公式有:PV=nRT; T PV =常数;W=-?2 1 v v Pdv 等公式。 P 82(1-3) 473k, 0.2MPa ,1dm 3的双原子分子理想气体,连续经过下列变化:(I )定温膨胀到3 dm 3;(II )定容升温使压力升到0.2MPa ;(III )保持0.2MPa 降温到初始温度473K 。(i )在p-v 图上表示出该循环全过程;(ii )计算各步及整个循环过程的Wv 、Q ,ΔU ,及ΔH 。已知双原子分子理想气体C p,m =27R 。 解:

dT=0 dV=0 dP=0 P 1V 1=nRT 1 n=1 11RT V P = 473 3145.8101102.03 6????-mol=0.0509mol, P 1V 1=P 2V 2 ∴P 2=21V V P 1=3 1×0.2×106=0.067MPa, T 2= 2 1 P P T 1= 63 1 6102.0102.0???×473K=1419K. (i) 恒温膨胀A B △U i =0,△H i =0. W i =-?2 1 v v Pdv =-nRTln 12 v v =-0.0509×8.3145×473×ln3=-219.92J. ∴Q i =-W=219.92J. (ii) 等体过程 B C 因为是等体积过程所以W ii =0, Q ii =△U ii =nC V,m △T=n(C p,m -R)(T 2-T 1)=0.0509×(2 7 -1)×8.3145× (1419-473)=1000.89J; △ H ii =nC p,m △T=0.0509×3.5×8.3145×(1419-473)=1401.2J. T 1=473k P 1=0.2MPa V 1=1dm 3 A T 1=473k P 2= V 2=3dm 3 B T 2= P 1=0.2MPa V 2=3dm 3 C T 1=473k P 1=0.2MPa V 1=1dm 3 A

物理化学练习题

计算、分析与证明题 *1. 设有300K的1mol理想气体做等温膨胀,起始压力为1500kPa,终态体积为10 dm3。试计算该过程的Q,W及气体的ΔU,ΔH。 2、在水的正常沸点(373.15K,101.325Kpa),有1molH2O(l)变为同温同压的H2O(g),已知水的 △Vap H=40.69kJ·mol-1,请计算该变化的Q、W、△U、△H各为多少? 3、已知下列反应在标准压力和298K时的反应焓为: (1)CH3COOH(l)+2O2==2CO2+2H2O(l) Δr H m(l)=-870.3 kJ·mol-1 (2)C(s)+O2(g) == CO2Δr H m(l)=-393.5 kJ·mol-1 O2(g) ==H2O(l) (3)H2+ 1 2 Δr H m(l)=-285.8 kJ·mol-1 试计算反应:(4)2C(s)+2H2(g)+O2== CH3COOH(l)的Δr H mθ(298K)。 4、在P及298K下,反应: (1) CuSO 4 (s) + 800H2O (l) ─→ CuSO4.800H2O,Δr H (1)=-68.74kJ.mol-1 (2) CuSO 4.5H2O (s) + 795H2O (l) —→ CuSO4.800H2O,Δr H (2)=10.13 kJ.mol-1 求反应: (3) CuSO 4(s) + 5H2O (l) ─→ CuSO4.5H2O的热效应Δr H(3)

*5、1mol单原子理想气体在298K、1×106Pa下,绝热可逆膨胀到1×105Pa。计算系统在此过程中的W、Q、△U、△H。 6、在P下,把25g、273K 的冰加到200g、323K 的水中,假设系统与环境无能量交换,计算系统熵的增加。已知水的比热为4.18 kJ·kg-1.K-1,冰的熔化焓为333 kJ.kg-1,设它们为常数。 7、某化学反应在等温、等压下(298K,Pθ)进行,放热40.00kJ,若使该反应通过可逆电池来完成,则吸热4.00kJ。 (1)计算该化学反应的Δr S m; (2)当该反应自发进行时(即不做电功时),求环境的熵变及总熵变(即Δr S m,体+Δr S m,环); (3)计算系统可能做的最大电功为多少? 8、请计算1mol苯的过冷液体在-5℃,pθ下凝固的ΔS和ΔG。(已知:-5℃时,固态苯和液态苯的饱和蒸气压分别为 2.25kPa和2.64kPa;-5℃,pθ时,苯的摩尔熔化焓为9.860 kJ·mol-1) *9、苯的正常沸点为353K,摩尔气化焓是Δvap H m=30.77 kJ·mol-1,今在353K ,pθ下,将1mol液态苯向真空等温气化为同温同压的苯蒸气(设为理想气体)。 (1)计算该过程中苯吸收的热量Q和做的功W; (2)求苯的摩尔气化自由能Δvap G m和摩尔气化熵Δvap S m; (3)求环境的熵变; (4)可以使用哪种判据判别上述过程可逆与否?并判别之。 10、已知298K下,CO2(g)、CH3COOH(l)、H2O(l)的标准生成焓

《物理化学》期末试卷(一)(附答案)

物理化学课程考核试卷 学年第一学期级专业(类) 考核科目物理化学课程类别必修考核类型考试考核方式闭卷卷别A (注:考生务必将答案写在答题纸上,写在本试卷上的无效) 一、选择题( 共8题14分) 1. 2 分(0123) 体系的压力p(体系)与环境的压力p(环境)有何关系? ( ) (A) 相等(B) 无关系 (C) p(体系)>p(环境) (D) 可逆变化途径中p(体系)(环境) 2. 2 分(1232) 关于偏摩尔量,下面的叙述中不正确的是: (A) 偏摩尔量的数值可以是正数、负数和零 (B) 溶液中每一种广度性质都有偏摩尔量,而且都不等于其摩尔量 (C) 除偏摩尔吉布斯自由能外,其他偏摩尔量都不等于化学势 (D) 溶液中各组分的偏摩尔量之间符合吉布斯-杜亥姆关系式 3. 1 分(0739) 对实际气体的节流膨胀过程,有( ) (A) ΔH = 0 (B) ΔS = 0 (C) ΔG = 0 (D) ΔU = 0 4. 2 分(0891) 在101.3 下,110℃的水变为110℃水蒸气,吸热,在该相变过程中下列哪个关系式不成立? ( ) (A) 体> 0 (B) 环不确定 (C) 体环> 0 (D) 环< 0 5. 1 分(2842) 2842 在等温等压下,当反应的Δm= 5 1时,该反应能否进行?( ) (A) 能正向自发进行 (B) 能逆向自发进行 (C) 不能判断 (D) 不能进行 6. 2 分(0392) 某化学反应在恒压、绝热和只作体积功的条件下进行,体系的温度由T1升高到T2, 则此过程的焓变ΔH:( ) (A) 小于零(B) 等于零 (C) 大于零(D) 不能确定

物理化学习题与答案

热力学第一定律练习题 一、判断题:1.当系统的状态一定时,所有的状态函数都有一定的数值。当系统的状态发生变化时,所有的状态函数的数值也随之发生变化。4.一定量的理想气体,当热力学能与温度确定之后,则所有的状态函数也完全确定。5.系统温度升高则一定从环境吸热,系统温度不变就不与环境换热。7.因Q P= ΔH,Q V= ΔU,所以Q P与Q V都是状态函数。8.封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。10.在101.325kPa下,1mol l00℃的水恒温蒸发为100℃的水蒸气。若水蒸气可视为理想气体,那么由于过程等温,所以该过程ΔU = 0。12.1mol水在l01.325kPa下由25℃升温至120℃,其ΔH= ∑C P,m d T。13.因焓是温度、压力的函数,即H= f(T,p),所以在恒温、恒压下发生相变时,由于d T = 0,d p = 0,故可得ΔH = 0。16.一个系统经历了一个无限小的过程,则此过程是可逆过程。18.若一个过程是可逆过程,则该过程中的每一步都是可逆的。20.气体经绝热自由膨胀后,因Q = 0,W = 0,所以ΔU = 0,气体温度不变。28.对于同一始态出发的理想气体的绝热变化过程,W R= ΔU= n C V,mΔT,W Ir= ΔU= n C V,mΔT,所以W R= W Ir。 1.第一句话对,第二句话错,如理想气体的等温过程ΔU = 0,ΔH= 0。4.错,理想气体的U = f(T),U与T不是独立变量。5.错,绝热压缩温度升高;理想气体恒温可逆膨胀,吸热。7.错,Q V、Q p是状态变化的量、不是由状态决定的量。8.错,(1)未说明该过程的W'是否为零;(2)若W' = 0,该过程的热也只等于系统的焓变。10.错,这不是理想气体的单纯pVT 变化。12.错,在升温过程中有相变化。13.错,H = f(T,p)只对组成不变的均相封闭系统成立。16.错,无限小过程不是可逆过程的充分条件。18.对。 20.错,一般的非理想气体的热力学能不仅只是温度的函数。28.错,两个过程的ΔT不同。 二、单选题:2.体系的下列各组物理量中都是状态函数的是:(A) T,p,V,Q ; (B) m,V m,C p,?V;(C) T,p,V,n; (D) T,p,U,W。 8.下述说法中,哪一种不正确: (A)焓是体系能与环境进行交换的能量;(B) 焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量;(C) 焓是体系状态函数;(D) 焓只有在某些特定条件下,才与体系吸热相等。 12.下述说法中,哪一种正确:(A)热容C不是状态函数; (B)热容C与途径无关; (C)恒压热容C p不是状态函数; (D) 恒容热容C V不是状态函数。 18.1 mol H2(为理气)由始态298K、p被绝热可逆地压缩5dm3,那么终态温度T2 与内能变化?U分别是:(A)562K,0 kJ ; (B)275K,-5.49 kJ ;(C)275K,5.49kJ ;(D) 562K,5.49 kJ 。 21.理想气体从同一始态(p1,V1,T1)出发分别经恒温可逆压缩(T)、绝热可逆压缩(i)到终态体积为V2时,环境对体系所做功的绝对值比较:(A) W T > W i;(B)W T < W i;(C) W T = W i; (D) 无确定关系。 热力学第二定律练习题 一、判断题:1.自然界发生的过程一定是不可逆过程。4.绝热可逆过程的?S = 0,绝热不可逆膨胀过程的?S > 0。5.为计算绝热不可逆过程的熵变,可在始末态之间设计一条绝热可逆途径来计算。6.由于系统经循环过程后回到始态,?S = 0,所以一定是一个可逆循环过程。8.在任意一可逆过程中?S = 0,不可逆过程中?S > 0。15.自发过程的方向就是系统混乱度增加的方向。16.吉布斯函数减小的过程一定是自发过程。24.指出下列各过程中,物系的?U、?H、?S、?A、?G中何者为零?⑴理想气体自由膨胀过程;⑵实际气体节流膨胀过程;⑶理想气体由(p1,T1)状态绝热可逆变化到(p2,T2)状态;⑷ H2和Cl2在刚性绝热的容器中反应生成HCl;⑸ 0℃、p 时,水结成冰的相变过程;⑹理想气体卡诺循环。1.对。 4 正确。5.错,系统由同一始态出发,经绝热可逆和绝热不可逆过程不可能到达相同的终态。6 错,环境的熵变应加在一起考虑。 8.错。14.错。未计算环境的熵变;15.错,条件 16.错,必须在等温等压,W’= 0的条件下才有此结论。24.(1) ΔU = ΔH = 0;(2) ΔH = 0; (3) ΔS = 0; (4) ΔU = 0;(5) ΔG = 0;6) ΔU、ΔH、ΔS、ΔA、ΔG都为 0。 二、单选题: 2.可逆热机的效率最高,因此由可逆热机带动的火车: (A) 跑的最快;(B)跑的最慢; (C) 夏天跑的快; (D) 冬天跑的快。 12.2mol理想气体B,在300K时等温膨胀,W = 0时体积增加一倍,则其?S(J·K-1)为: (A) -5.76 ; (B) 331 ; (C) 5.76 ; (D) 11.52 。 13.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。

物理化学期末考试试题库

物理化学期末考试试题库 第一章热力学第一定律选择题、热力学第一定律ΔU=Q+W 只适用于() (A) 单纯状态变化 (B) 相变化 (C) 化学变化 (D) 封闭物系的任何变化答案:D 2、关于热和功, 下面的说法中, 不正确的是 (A) 功和热只出现于系统状态变化的过程中, 只存在于系统和环境间的界面上 (B) 只有在封闭系统发生的过程中, 功和热才有明确的意义 (C) 功和热不是能量, 而是能量传递的两种形式, 可称之为被交换的能量 (D) 在封闭系统中发生的过程中, 如果内能不变, 则功和热对系统的影响必互相抵消答案:B 、关于焓的性质, 下列说法中正确的是() (A) 焓是系统内含的热能, 所以常称它为热焓 (B) 焓是能量, 它遵守热力学第一定律 (C) 系统的焓值等于内能加体积功 (D) 焓的增量只与系统的始末态有关答案:D。因焓是状态函数。、涉及焓的下列说法中正确的是() (A)

单质的焓值均等于零 (B) 在等温过程中焓变为零 (C) 在绝热可逆过程中焓变为零 (D) 化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化答案:D。因为焓变ΔH=ΔU+Δ(pV),可以看出若Δ(pV)<0则ΔH<ΔU。、下列哪个封闭体系的内能和焓仅是温度的函数() (A) 理想溶液 (B) 稀溶液 (C) 所有气体 (D) 理想气体答案:D 、与物质的生成热有关的下列表述中不正确的是() (A) 标准状态下单质的生成热都规定为零 (B) 化合物的生成热一定不为零 (C) 很多物质的生成热都不能用实验直接测量 (D) 通常所使用的物质的标准生成热数据实际上都是相对值答案:A。按规定,标准态下最稳定单质的生成热为零。、dU=CvdT 及dUm=Cv,mdT适用的条件完整地说应当是() (A) 等容过程 (B)无化学反应和相变的等容过程 (C) 组成不变的均相系统的等容过程 (D) 无化学反应和相变且不做非体积功的任何等容过程及无反应和相变而且系统内能只与温度有关的非等容过程答案:D 、下列过程中, 系统内能变化不为零的是() (A)

物理化学试卷

物理化学模拟试卷一 一、判断题(每小题2分,其中正确的写“对”,错误的写“错”) 1.在一定温度、压力下,pV = nRT,( ?U/?V ) = 0的气体为理想气体。 ( 对) 2.H2O(l,100℃,101325 Pa) → H2O(g,100℃,101325 Pa)的ΔG<0。 (错) 3.若一个过程是可逆过程,则该过程的每一步都是可逆过程。 ( 对) 4.CO2的标准生成焓就是同温同压下,石墨的标准燃烧热。 ( 对) 5.Ag|AgNO3(m')||AgNO3(m")|Ag浓差电池,m较小的一端为负极。 (对) 6.1mol理想气体,在273K,从p 定温可逆膨胀到0.1p ,该过程的ΔG 为?5226 J。( 对) 7.已知298K时,反应N2O4 (g) ═ 2NO2 (g)的K为0.1132,今在定温且N2O4 (g)及NO2(g)的分压各为101325 Pa时反应向右进行。 ( 对) 8.定温、定压下,ΔG>0的反应不能自发进行。(错) 9.虽然Qp=ΔH,Qv=ΔU,但Qp、Qv不是状态函数。( 对) 10.定温时,电解质溶液的浓度增大时,其摩尔电导率总是减小的。( 对) 11.溶胶是多组分多相体系。 (对) 12.比表面Gibbs自由能和表面张力是两个根本不同的概念。. (错) 13.表面活性物质是指那些加入到溶液中,可以降低溶液表面张力的物质。( 错) 14.溶胶和真溶液是均相体系。(错) 15.若天空中的水滴要起变化,一定是较大水滴进行蒸发,水汽凝结在小水滴上,使大小不等的小水滴相等。( 错) 二、选择题(每小题给出一个正确答案,请把它的序号填在括号中,每小题2分) 1.298K及101325Pa条件下,1mol过冷水蒸气变成1mol的液态水则ΔG A 。 A. ΔG < 0 B.ΔG > 0 C.ΔG = 0 D.不一定2.某体系经历一个不可逆循环后,下列关系式中不能成立的是 A 。 A. Q = 0 B. ΔCp = 0 C. ΔU = 0 D. ΔH = 0 3.当某溶质溶于某溶剂形成浓度一定的溶液时,若采用不同的浓度表示方法,则下列描述溶质的各种说法中正确的是 C 。 A. 活度数据相同 B. 浓度数据相同 C. 化学势相同 D. 前三个都相同 4.下列体系的状态性质中,不是强度性质的是A 。

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