(完整word版)物理化学期末试卷A卷

(完整word 版)物理化学期末试卷A 卷

学院 专业班级 姓名 学号 任课教师姓名 上课班级 考试座位号

密 封 线 内 不 得 答

昆 明 理 工 大 学 试 卷 (A)

考试科目： 物理化学 考试日期：2013。 1。 08 命题教师：物化命题小组

题 号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分

评 分

阅卷

人

一、选择题 （每小题2分，共30分）

1、一定量的某理想气体等容下由T 1升温到T 2，相同量的该气体等压下也由T 1升温到

T 2，两个过程热量的关系和热力学能变化的关系：（ ）

（ A ) Q V = Q p ，U V = U p ； ( B ) Q V Q p ,U V = U p ； ( C ) Q V

Q p ，

U V U p ； （ D ) Q V Q p ，U V U p 。

2、物质的量为n 的理想气体等温压缩，当压力由p 1变到p 2时,其G 是: （ ) （A ） nRT p p ln

1

2

； （B ） n

RT

p p p p d 1

2

⎰

； (C ） Vp p ()21

-; (D) nRT p p ln 21

3、CH 4（g)在298 K 且反应物及产物均在标准压力下完全燃烧，反应进度=1 mol ，［CH 4

（g ）] =－1，放出的热为890。7 kJ,其热化学方程式写法正确的是： （ ）

（A ）CH 4(g ）+ 2O 2（g) == CO 2(g)+ 2H 2O （l)，

r

H （298 K) = 890.7 kJ ·mol —1；

（B ）CH 4(g)+ 2O 2(g) == CO 2（g ）+ 2H 2O(g)，r

H （298 K ） = 890.7 kJ ·mol -1;

（C ）CH 4(g ）+ 2O 2(g) == CO 2（g)+ 2H 2O(l ），

r

H (298 K) = 890.7 kJ ·mol -1；

(D)CH 4(g）+ 2O2（g) == CO2（g）+ 2H2O（g），r H（g) = 890.7 kJ·mol—1

4、一封闭系统,当状态从A到B发生变化时,经历了两条任意不同的途径,则下列四式正确的是：（）

( A ) Q1 = Q2；( B ）W1 = W2；

( C ) Q1 +W1 = W2 +Q2; （D ）Q1W1 = W2 Q2.

5、在温度一定的抽空容器中，分别加入0。3 mol N2，0。1 mol O2及0.1 mol Ar,容器内总压力为101。325 kPa,则此时O2的分压力为: ( )

（A）20。265 kPa；（B）40。53 kPa；

（C）60。795 kPa; （D）33。775 kPa.

6、298.15K时反应N

2O4(g) == 2NO2(g)的K= 0.1132。当p(N2O4) = p(NO2) = 1kPa，反应：( ）

（A ）向生成NO2方向进行；（B）向生成N2O4方向进行；

（C)正好达到平衡；(D）难以判断反应进行的方向。

7、下列说法错误的是（）

（A）没有零分子反应; （B）基元反应的级数一定是正整数；

(C）反应物的初始浓度越大，其半衰期也一定越长；

（D)反应的活化能越大，升高温度时反应速度增加得越快。

8、下列各式可称为狭义的化学势的是: （)

( A ）)

B C (,,B c

≠⎪⎪⎭⎫

⎝⎛∂∂n

V S n G ； （B ）)

B C (,,B c

≠⎪⎪⎭⎫

⎝⎛∂∂n

p T n G ；

（C ）c

B ,,(

C B)

T V n

G n ≠⎛⎫

∂

⎪∂⎝⎭； （D ）c

,,(C B)

V p n G T ≠∂⎛⎫

⎪∂⎝⎭。

9、形成理想液态混合物过程的混合性质是： ( )

（A)mix ∆V=0 ，mix ∆H =0 ， mix ∆S ＞0 , mix ∆G ＜0 ； （B ）mix ∆V ＞0 ，mix ∆H ＜0， mix ∆S =0 ， mix ∆G =0 ； （C ）mix ∆V ＞0 ，mix ∆H ＞0 ， mix ∆S ＜0 ， mix ∆G ＞0 ; （D ）mix ∆V ＜0 ，mix ∆H ＜0 ， mix ∆S =0 ， mix ∆G =0 。 10、在一定温度下系统中如下反应均达到平衡： NiO （s ）＋CO(g)＝ Ni （s ）＋CO 2（g ） H 2O （l)＋CO （g ）＝ H 2（g ）＋CO 2(g)

NiO （s)＋H 2(g)＝ H 2O （l ）＋Ni(s ），此系统的自由度数为： （ ）

（A) 0; （B ） 1； （C ） 2; （D ） 3。

11、二组分凝聚系统的步冷曲线上出现转折点处，相应系统处于何种状态:（ ） (A ）两相平衡; （B ）三相平衡； (C ）自由度数为零的; （D ）单相。

12、反应A+2B →3D 的反应速率-dcA/dt 等于： （ )

（A) —2dC B /dt （B) —3dC D /dt （C ）dC D /2dt （D) -dC B /2dt 13、欲测AgCl 的溶度积,应设计的原电池为: （ ) (A ）Pt | Cl 2（p ） |HCl （a 1）｜｜ AgNO 3(a 2）| Ag; （B ）Ag ，AgCl （s ） | HCl (a ）｜ Cl 2（p ）｜ Pt;

（C）Ag |Ag NO3(a1）｜| HCl（a2）｜AgCl（s),Ag；

（D）Ag,AgCl（s）｜HCl （a1）｜| AgNO3（a2)｜Ag；

14、0.10mol/kg AlCl3溶液的平均浓度m±为: （）

(A）0.10 mol/kg; （B）0。20 mol/kg; (C) 0。23 mol/kg；(D) 0。40 mol/kg 15、应用摩尔电导率这一概念时，就MgCl2溶液而言，正确的表述是：( )

（A）m(MgCl2）=2m（1

2MgCl2）；(B）2m（MgCl2）=m(1

2

MgCl2）；

（C）m（MgCl2）=m（1

2MgCl2）；（D）m(MgCl2）=4m(1

2

MgCl2)

二、是非题。在题后括号内，正确的打“√”，错误的打“×"。(本大题分5小题，每小题1分, 共5分)

1、反应分子数只能为正整数。( √)

2、气体经不可逆绝热膨胀后，因为Q = 0，故其熵变等于零。（×)

3、由rG=－RTlnK，因为K是平衡常数，所以rG是化学反应达到平衡时的摩尔吉布斯函数变化

值。（×）

4、偏摩尔量和化学势是同一公式的两种不同的表示方式。（×）

5、热力学第三定律的普朗克说法是:纯物质完美晶体在0 K 时的熵值为零。

( √）

三、填空题。(12分）

1、（2分）在相同的温度和压力下，反应B—→A 的反应焓是r H1，反应B —→C的反应焓是r H2，则反应A —→C 的反应焓是r H = rH2—rH1。

2、（2分）每公斤水中含有0.38摩尔甘油水溶液在101。3kPa 下的沸腾温度为 100.2℃ ℃（已知水的沸点升高常数K b =0.52K ·Kg ·mol -1）

3、（2分）某理想溶液的温度为T,压力为p,溶剂A 的摩尔分数为A x ,则组分A 的化学势表达式为：A μ＝μx ,A O (l ,

T ） + RT ln x A ;其标准态为：T, p θ的纯溶剂A(l)。

4、（2分）25 ℃下,反应 MgO （s ） ＋ Cl 2(g) ＝ MgCl 2（s ） ＋ 1/2O 2（g ） 达到平衡后,

若增大系统总压，则平衡向右方移动,标准平衡常数 (填 增大，减小

或 不变 )。

5、(2分） 右图为两组分，具有最高恒沸点的相图，若有组成为x 0的溶液,经过

精馏，则在塔顶得到纯B ，，塔底得到衡沸混合物。

6、（1分）原电池Ag ∣AgCl(s)∣Cl — ‖Ag +∣Ag(s ）应该用KNO 3、NH 4NO 3作盐桥。

7、（1分）恒温恒压可逆相变,哪一个状态函数为零：、△G .

四、计算题(本大题共4题，共38分）

1、(10分 ） 1mol 理想气体O 2由29815 K ，100 kPa 的压力下经等温可逆压缩增至 600 kPa 的终态。（1）求

U ，H ，G ，A ，S ,W 和Q ?（2）若改在恒外压600 kPa 压缩至同一终态，再次计算上

述各热力学函数。

解：解：（1)U = 0，

H = 0， (1分）

Q W n R T p

p =-==-l n .12

444k J （3分）

∆∆∆G H T S Q =-=-=0444.k J （4分） ∆∆∆A U T S Q =-=-=0444.k J

（5分）

专业班级 姓名 学号 任课教师姓名 上课班级 考

封 线 内 不 得 答

∆S Q T ()...系·==-⨯=--44410298151493

1

J K

J K

（6分） （2）U = 0，H = 0

（7分）

S = 149 J ·K -1 （8分）

A =444kJ ， G =444k （9分)

因恒外压压缩,则Q = W = p （环)·V = 12394 J （10分）

2、（8分）银可能受到H 2S 的腐蚀而发生下面的反应:

H 2S （g ） + 2Ag(s) −→−

Ag 2S(s ） + H 2(g) 在25 ℃和101 325 Pa 下， 将Ag (s)放在等体积的H 2和H 2S 组成的混合气体中，(1) 能否发生腐蚀而生成 Ag 2S?

(2) 在混合气体中, 硫化氢的摩尔分数低于多少才不致发生腐蚀？已知25 ℃时Ag 2S(s ） 和H 2S （g ）的

f G

分别为－40。25 kJ ·mol —1和－32.93 kJ ·mol -1。

3、（ 10分 ) 原电池Ag(s) | AgCl(s ） ｜ Cl —（a =1）||Cu 2+（a =0。01）| Cu （s)。 （1)写出该原电池的电极反应及电池反应； （2）计算该原电池在25℃时的电动势E ； （3）计算25℃时，原电池反应的

r

G m 和平衡常数K 各为多少？

( 已知：298K 时θϕ(Cu 2+/Cu (s)) = 0。3402V ，θϕ（AgCl (s)/Ag （s ）） =0。2223 V ） 3、(10分）

解：（1）

（+）： Cu 2+(α=0。01）+2e

→Cu （s)

; （1分）（-)： 2Ag(s ）

+2 Cl -（α=1。00）-2 e → 2AgCl(s ） ； （2分)

net ：Cu 2+（α=0。01）+ 2Ag(s ）+2 Cl —（α=1。00）→2AgCl （s) + Cu(s ）(3分）

（2）E =［0.3402－0。2223－01

.011

lg 205916.02

⨯] V = 0.05875 V (5分) (3）r

G m =－zFE =［－2×96485×0.05875］ J ·mol -1=－11。337 kJ ·mol -1

r

G =－zFE =－RT ln K

ln K =－zFE /RT =

15

.298314.8)

2223.03402.0(964852⨯-⨯⨯=9。1782

K =9。68×103

4、( 10分） 25 ℃时反应A ＝ B ＋C 的半衰期与A 的初始浓度无关,为155。4min 。温度提高 10 ℃ 时，反应速率提高一倍，计算：

（1）该反应在 25 ℃时的速率常数;

（2)25 ℃时，初始浓度为 0.1 mol ·dm －3的 A 经 50分后，B 的浓度为多少 ？ （3）反应的活化能Ea 为多少？

(1)半衰期与A 的初始浓度无关，为一级反应 （1分)

132

1min 1046.4min

4.1556932

.02ln --⨯===

t k （3分）

五、填作图题。( 本大题15分 ）

下图为101。3kPa 下,A ，B 二组分凝聚系统的温度-组成图,纵坐标为温度（T),横坐标为物质B 的摩尔分数（x B ）。

（1)列表指出1～4区、J点及G点的相态和成分、条件自由度数；

（2）在相图的右边作溶液P的冷却曲线，并标明其相态及自由度数的变化；（3）相线GMC及HFD线上分别是发生了什么反应？写出反应式；

（4）将10。0 mol溶液P冷却，最初可得到何种固体纯物质？计算其最大值.