物理化学试题及答案解析.doc

物理化学试题

一、 单项选择题（每小题2分，共30分）
1、下面说法错误的是
(A)系统的同一状态可具有不同的体积
(B)系统的不同状态可具有相同的体积
(C)系统的状态改变了，可能所有的状态函数都要发生改变
(D)系统的某一状态改变了，其状态必定发生改变
2、理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程,则
(A)可以从同一始态出发达到同一终态。
(B)不可以达到同一终态。
(C)不能确定以上A、B中哪一种正确。
(D)可以达到同一终态，视绝热膨胀还是绝热压缩而定
3、下述说法何者确……………………………………………( )
(A)水的生成热即是氧气的燃烧热
(B)水蒸汽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)水蒸汽的生成热即是氢气的燃烧热
4、反应2A+B=C中,反应物A从6mol变到2mol,则反应进度为
(A)1mol (B)-2mol (C)4mol (D)2mol
5、苯和甲苯在恒温恒压条件下混合形成理想液体混合物，
其△mixS… ( )
(A) >0 (B) <0 (C) =0 (D)0

6、在刚性的密闭容器中，有下列理想气体反应达到平衡A(g)＋2 B(g) C(g)，若在恒温下加入一定惰性气体，则平衡将
(A) 向右移动 (B) 向左移动 (C) 不移动 (D) 无法确定
7、 纯水的凝固点为Tf*，沸点为Tb*，食盐稀溶液的凝固点为Tf，沸点为Tb 则
(A) Tf*>Tf，Tb*<Tb (B) Tf*<Tf，Tb*>Tb
(C) Tf*>Tf，Tb*>Tb (D) Tf*<Tf，Tb*<Tb
8、反应A=2B在温度T时的速率方程为，则此反应的半衰期为
(A) ln2/kB (B) 21n2/kB (C) kBln2 (D) 2kB ln2
9、下列各式哪一个是对化学势的正确表示
(A) (B)
(C) (D)
10、在讨论稀溶液的蒸气压降低规律时，溶质必须是
(A) 挥发性物质 (B) 电解质
(C) 非挥发性物质 (D) 气体物质
11、在732K时反应NH4Cl(s) = NH3(g) + HCl(g)的△rGmy为－20.8kJ· mol-1，△rHmy为154kJ·mol-1，则反应的△rSmy为
(A)239J·K-1·mol-1 　　　 (B) 0.239J·K-1·mol-1
(C) 182J·K-1·mol-1 　　　 (D) 0.182J·K-1·mol-1
12、已知温度为T时反应H2O(g) = H2(g)+1/2O2(g) 的K1q和反应
CO2(g) = CO(g)+1/2 O2 (g)的K2q，则反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)的Kq为
(A) K =K1q+K2q (B) Kq =K1q×K2q
(C) Kq =K1q/K2q (D) Kq =K2q/K1q
13、在相图上，当系统处于下列哪一点时只存在一个相
(A)恒沸点 (B) 熔点 (C) 临界点 (D) 低共熔点
14、一球形肥皂泡半径为r，肥皂水溶液的表面张力为，则泡内的附加压力为
(A) (B)
(C) (D)
15、在、两相中都含有A和B两种物质，当达到相平衡时
(A) (B)
(C) (D)
二、填空题（每小题2分，共10分）

1、理想气体在定温下向真空膨胀，
ΔU 0，ΔH 0，W 0，ΔS 0
（填>、< 或 = 符号）
2、已知18℃时，Ba(OH)2、BaCl2、NH4Cl溶液的极限摩尔电导率分别为、、 ，那么18℃时NH4OH的 。
3、NH4HS(s) 和任意量的 NH3(g) 及 H2S(g) 达平衡时有C= ,P= ,F= 。
4、对于含0.5mol乙醇和0.5mol水的溶液体积为V，已知水的偏摩尔体积为V水，则乙醇的偏摩尔体积V乙醇为_________________。
5、表面张力随温度升高而 。（选填增大、不变、减小），当液体到临界温度时，表面张力等于 。
.
三、（本题12分）1mol 理想气体从300K，100kPa下等压加热到600K，求此过程的Q、W、△U、△H、△S、△G。已知此理想气体300K时的Smq=150.0J·K－1·mol－1，Cp,m=30.0 J·K－1·mol－1。

四、（本题8分）乙醇和甲醇组成理想混合物，在293K时纯乙醇的饱和蒸气压为5933Pa，纯甲醇的饱和蒸气压为11826Pa。已知甲醇和乙醇的相对分子质量为32和46。(1) 计算甲醇和乙醇各100g所组成的混合物中，乙醇的物质的量分数x乙 ；（2分）
(2) 求混合物的总蒸气压p总与两物质的分压p甲、p乙 (Pa) ；（4分）
(3) 求甲醇在气相中的物质的量分数y甲。（2分）

五、（本题9分）有一电池可用表示为：Cu(s)|Cu(Ac)2(a =1)|AgAc(s)|Ag(s)
已知298K时，该电池的电动势E1y=0.372V，308K时, E2y=0.374V。设该电池电动势的温度系数为常数。
（1）写出电极反应及电池反应（以电子转移数z＝2计）；（3分）
（2）计算298K时该电池反应的ΔrGmy, ΔrSmy, ΔrHmy，以及电池恒温放电时的可逆热Qr,，m。（6分）

六、（本题10分）用丁烯脱氢制丁二烯的反应如下：反应过程中通入水蒸气，丁烯与水蒸气的摩尔比为1;15，操作压力为2.0×105 Pa。已知298.15K下数据：

(A)丁烯（g）
(B)丁二烯（g）
ΔfHmy（kJ·mol-1）
-0.13
110.16
ΔfGm y（kJ·mol-1）
71.29
150.67

（1）计算298.15K时反应的、和。（4分）
（2）问在什么温度下丁烯的平衡转化率为40%。假设反应热效应和过程熵变不随温度变化，气体视为理想气体。（设丁烯初始物质的量为1mol）（6分）

七、（本题8分）65 ºC时N2O5气相分解的速率常数为0.292min-1，活化能为103.3kJ·mol-1，求80 ºC时的速率常数k及半衰期t1/2。

八、（本题13分）下图为定压的As-Pb 相图，试从相图：
（1）推测w(Pb)为0 ，0.30，0.60，0.98 和 1.00的熔融物冷却时步冷曲线的形状；（5分）
（2）写出含w(Pb)= 0.60 的熔融物在冷却过程中相的变化；（4分）
（3）从图上找出由100g固态砷与200g w(Pb)= 0.60的溶液平衡的系统的表示点，并说明系统的组成。（4分）

物理化学试卷（ 至 学年第 学期）
课程名称： 物理化学(A)
出题教师： 适用班级：
答案：

一． 选择题
1－5 ABCDA； 6-10 CABBC； 11-15ACCDB

二． 填空题
1、 =,=,=,＞
2、
3、 2,2,2
4、 2V-V水
5、 减小，零

三、解
W＝－p(V2-V1) = nR(T1-T2) …………1分
=1×8.314×(300-600)
= -2494.2J …………0.5分
DU= nCV,m (T2-T1) …………1分
=1×(30.00-8.314)×(600-300)
= 6506J …………0.5分
DH= nCp,m (T2-T1) …………1分
=1×30.00×(600-300)
= 9000J …………0.5分
Qp= DH =9000J …………1分
DS = nCp,m ln(T2/T1) …………1分
=1×30.00×ln(600/300)
= 20.79J·K－1·mol－1 …………0.5分
由 Smq(600K)=Smq(300K)+DS …………1分
=(150.0+20.79)
=170.79J·K－1·mol－1 …………0.5分
DTS =n(T2S2－T1S1) …………1分
=1×(600×170.79－300×150.0)
＝57474J …………0.5分
DG= DH－DTS …………1分
＝9000－57474 …………0.5分
=－48474J …………0.5分

四、解：
(1) nA=100/32=3.125mol, n乙=100/46=2.17mol, ……………1分
x乙= n乙 /( n甲+ n乙)= 2.17/(3.125+2.17)= 0.41 ……………1分
(2)理想液态混合物，使用拉乌尔定律： …………1分
P甲= p甲*×x甲＝11826×（1－0.41）= 6977Pa; …………1分
p乙= p乙*×x乙＝5933×0.41=2433Pa… ………1分
p总＝p甲＋ p乙＝6977Pa＋2433kPa＝9410Pa …………1分
(3)根据分压定律，可求出气相中甲醇的物质的量分数
y甲＝p甲/p总=6977/9410=0.7414 …………2分

五、解
（1） 负极（阳极）：Cu - 2e -→Cu2+ …………1分
正极（阴极）：2AgAc+ 2e -→2Ag+2Ac－ …………1分
电池反应：Cu + 2AgAc→2Ag+2Ac-)+Cu2+ …………1分
（2）ΔrGmy = －zFE1y = －2×96500×0.372 = －71.796 kJ·mol-1
若F＝96485 则为-71.785kJ·mol-1 …………2分
　由于温度系数为常数，　…………1分
　ΔrSmy = zF ＝2×96500×＝38.6 J·K-1·mol-1…………1分
ΔrHmy=ΔrGmy+TΔrSmy＝－60.29 kJ·mol-1 …………1分
Qr,m= TΔrSmy=298×38.6＝11.502 kJ·mol-1 …………1分

六、(10分)
解：
(1)
…………1分

…………1分
…………1分
…………1分
(2)
t=0 1mol 0 mol 0 mol 15mol
t (1-x) mol x mol x mol 15mol
总物质的量 (16+x) mol …………1分
…………2分
…………1分
…………1分
…………1分
七、解：
解：根据Arrhenius公式
 …………3分

…………2分
 根据k的单位，该反应为一级反应 …………1分

…………2分

八、解：
（1）步冷曲线如图：

每条步冷曲线1分，共5分
（2）w(Pb)= 0.60 的熔融物冷却到约560 °C时析出固体As， …………1分
冷却曲线发生转折，液相组成由h向e 移动，当冷却到约288 °C时，As，Pb以低共熔物比例同时析出，系统三相共存，冷却曲线水平， …………2分
溶液干涸后，系统温度继续下降； …………1分
（3）设系统组成为x，根据杠杆规则， …………3分
W= 0.4 ,
系统点O点w(Pb)= 0.40 …………1分