物理化学期末试卷A卷.doc

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密 封 线 内 不 得 答 题

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T1升温到T2，相同量的该气体等压下也由T1升温到T2，两个过程热量的关系和热力学能变化的关系：( )
( A ) QV = Qp，DUV = DUp； ( B ) QV < Qp，DUV = DUp；
( C ) QV > Qp，DUV < DUp； ( D ) QV < Qp，DUV < DUp。

2、物质的量为n的理想气体等温压缩，当压力由p1变到p2时，其DG是： （ ）
(A) ； (B) ； (C) ； (D)

3、CH4(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x=1 mol，n[CH4(g)] =－1，放出的热为890.7 kJ，其热化学方程式写法正确的是： （ ）
（A）CH4(g)+ 2O2(g) == CO2(g)+ 2H2O(l)，DrH(298 K) = -890.7 kJ·mol-1；
（B）CH4(g)+ 2O2(g) == CO2(g)+ 2H2O(g)，DrH(298 K) = -890.7 kJ·mol-1；
（C）CH4(g)+ 2O2(g) == CO2(g)+ 2H2O(l)，DrH(298 K) = 890.7 kJ·mol-1；
（D）CH4(g)+ 2O2(g) == CO2(g)+ 2H2O(g)，DrH(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 ) Q1 -W1 = 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 N2O4(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）； （D）。
9、形成理想液态混合物过程的混合性质是： （ ）
（A）V=0 ，H=0 ， S＞0 ， G＜0 ；
（B）V＞0 ，H＜0， S=0 ， G=0 ；
（C）V＞0 ，H＞0 ， S＜0 ， G＞0 ；
（D）V＜0 ，H＜0 ， S=0 ， 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)＋CO2(g)
H2O(l)＋CO(g)＝ H2(g)＋CO2(g)
NiO(s)＋H2(g)＝ H2O（l)＋Ni(s)，此系统的自由度数为： 　　　（　　）
（A） 0； （B） 1； （C） 2； （D） 3。
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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) -2dCB/dt (B) -3dCD/dt (C)dCD/2dt (D) -dCB/2dt
13、欲测AgCl的溶度积，应设计的原电池为： （ ）
（A）Pt | Cl2（p） |HCl（a1）|| AgNO3（a2）| Ag；
（B）Ag，AgCl(s) | HCl （a）| Cl2（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）Lm(MgCl2）=2Lm(MgCl2）； （B）2Lm(MgCl2）=Lm(MgCl2）；
（C）Lm(MgCl2）=Lm(MgCl2）； （D）Lm(MgCl2）=4Lm(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DrG=－RTlnK，因为K是平衡常数，所以DrG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 DrH1，反应 B —→ C的反应焓是DrH2 ，则反应 A —→ C 的反应焓是DrH = DrH2—DrH1。

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Kb=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，则组分A的化学势表达式为：＝(l , T ) + RTlnxA ；其标准态为：T， pθ的纯溶剂A(l)。
4、（2分）25 ℃下,反应 MgO(s) ＋ Cl2(g) ＝ MgCl2(s) ＋ 1/2O2(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x0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KNO3、NH4NO3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O2由298.15 K，100 kPa的压力下经等温可逆压缩增至 600 kPa的终态。（1）求DU，DH，DG，DA，DS，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）DU = 0，DH = 0， （1分）
（3分）
（4分）
（5分）
（6分） （2）DU = 0，DH = 0 （7分）
DS = -14.9 J·K-1 （8分）
DA=4.44kJ， DG=4.44k （9分）
因恒外压压缩，则Q = -W = p(环)·DV = -12394 J （10分）

2、（8分）银可能受到H2S的腐蚀而发生下面的反应:
H2S(g) + 2Ag(s) Ag2S(s) + H2(g)
在25 ℃和101 325 Pa下, 将Ag (s)放在等体积的H2和H2S组成的混合气体中，(1) 能否发生腐蚀而生成 Ag2S?
(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Ag2S(s) 和H2S(g)的 DfG分别为－40.25 kJ·mol -1和－32.93 kJ·mol -1。

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3、( 10分 ) 原电池Ag(s) | AgCl(s) | Cl-（a=1）||Cu2+（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DrG m和平衡常数K各为多少？
( 已知：298K时(Cu2+/Cu(s)) = 0.3402V，(AgCl(s)/Ag(s)) =0.2223 V)
3、（10分）
解：（1）
（+）： Cu2+（α=0.01）+2e- →Cu(s) ； （1分）（-)： 2Ag(s) +2 Cl-（α=1.00）-2 e→ 2AgCl(s) ； （2分）
net：Cu2+（α=0.01）+ 2Ag(s)+2 Cl-（α=1.00）→2AgCl(s) + Cu(s)(3分)
（2）E=[0.3402－0.2223－] V = 0.05875 V (5分)
（3）DrG m=－zFE=[－2×96485×0.05875] J·mol-1=－11.337 kJ·mol-1
DrG=－zFE=－RTlnK
lnK=－zFE/RT==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）
（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(xB)。
（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。

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