物理化学64学时试卷B.doc

《 物理化学 》(64学时)试卷(B)
一、选择题(10题，每题2分，共20分)
1. 一定量的理想气体从同一初态分别经历等温可逆膨胀、绝热可逆膨胀到具有相同压力的终态，终态体积分别为V1，V2，则： ( )
(A) V1> V2 (B) V1< V2 (C) V1= V2 (D) 无法确定
2. 理想气体在等温条件下反抗恒定外压膨胀，该变化过程中体系的熵变DS系及环境的熵变DS环应为： ( )
(A) DS系>0，DS环=0 (B) DS系<0，DS环=0
(C) DS系>0，DS环<0 (D) DS系<0，DS环>0
3. 冬季建筑施工中，为了保证施工质量，通常在浇注混凝土时加入少量盐类，其主要作用是( )
(A) 吸收混凝土中的水分 (B) 防止建筑物被腐蚀
(C) 增加混凝土的强度 (D) 降低混凝土的固化温度
4. 某温度时，反应2NO2(g) = N2O4(g) 的K$=8，则当p(NO2)=100 kPa, p(N2O4)=200 kPa时，反应将( )
(A) 向生成N2O4方向进行 (B) 向生成NO2方向进行
(C) 反应恰好达到平衡 (D) 不能判断其进行的方向
5. 硫酸与水可形成H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)、H2SO4·4H2O(s)三种水合物，问在 101325 Pa 的压力下，能与硫酸水溶液及冰平衡共存的硫酸水合物最多可有多少种? ( )
(A) 3种 (B) 2种 (C) 1 种 (D) 不可能有硫酸水合物与之平衡共存
6. 电池反应达平衡时，电池的电动势E有( )
(A) E>0 (B) E<0 (C) E= E$ (D) E=0
7. 在一个绝热的刚壁容器中，发生一个化学反应，使系统的温度从T1升高到T2，压力从p1升高到p2，则( )
(A) Q>O，W<0，△U<O (B) Q=0，W=0，△U=0
(C) Q=0，W<0，△U<0 (D) Q>0，W=0，△U>0
8. 一定体积的水，当聚成一个大水球或分散成许多水滴时，在同温度下，两种状态相比，以下性质保持不变的有( )
(A) 表面能 (B) 表面张力 (C) 比表面 (D) 液面下的附加压力
9．对某基元反应 A+2B→3D ,用A、B、D的浓度变化表示的反应速率常数分别为 kA、kB、kD,它们之间的关系为( )
(A) kA =kB =kD (B) kA =2kB =3kD
(C) kA =(1/2)kB =(1/3)kD (D) (1/2)kA =kB =(2/3)kD
10．某反应速率系数与各基元反应速率系数的关系为，则该反应的表观活化能Ea与各基元反应活化能的关系是： ( )
(A) Ea=E2+(1/2)E1-E4 (B) Ea=E2+(1/2)(E1-E4)
(C) Ea=E2+ (E1-E4)1/2 (D) Ea=E2+E1-E4

二、计算题(6题，共65分)
1. 甲醇在101.325kPa下的沸点为64.65℃，在此条件下的摩尔蒸发焓△vapHm = 35.32 kJ mol-1。求在上述温度和压力下，1kg液态甲醇全部变成甲醇蒸气时的Q, W, △U, △H，△S，△A、△G。(12分)
2. 1kg 纯水中，溶解不挥发性溶质B 2.22g，B在水中不电离，假设此溶液具有稀溶液的性质。已知B的摩尔质量为111.0g·mol－1, 水的Kb=0.52K·mol－1·kg，DvapHm(H2O)=40.67 kJ·mol－1 为常数，该溶液的密度近似为1 kg·dm－3。试求：
(1) 此溶液的沸点升高值。
(2) 此溶液在25℃ 时的渗透压P。
(3) 纯水和此溶液25 ℃时的饱和蒸气压。已知纯水100 ℃ 的饱和蒸气压为101325Pa。(10分)

3. 银(熔点为960℃)和铜(熔点为1083℃)在779℃时形成一最低共熔混合物，其组成为含铜的摩尔分数x(Cu)=0.399。该系统有a 和b 两个固溶体，在不同温度时其组成如下表所示：

(1) 绘制该系统的温度-组成图；
(2) 指出各相区的相态和自由度数；
(3) 画出含Cu的摩尔分数为x(Cu)=0.20的溶液从1100°C冷却时的冷却曲线，并指明相态变化。 (12分)

4. 有一原电池Ag(s) | AgCl(s) |Cl-(α=1)║Cu2+(α=0.01) | Cu(s)
(1) 写出上述原电池的电极反应和电池反应式。
(2) 计算该原电池在25℃时的电动势E。
(3) 求25℃时原电池反应的吉布斯函数变△rGm和标准平衡常数K$ ？
已知：E${Cu2+|Cu}=0.3402V，E${AgCl(s) |Ag(s) |Cl-}=0.2223V，F=96485C . mol-1。 (12分)

5. 在一定温度下，N2在某催化剂上的吸附服从Langmuir方程，已知催化剂的比表面为21.77m2.g－1 ，N2分子的截面积为16×10－2 0 m2。
(1) 求饱和吸附量(每克催化剂的吸附体积Va∞)。已知1摩尔气体的标准体积为22.4dm3。
(2) 已知平衡压力为101.325kPa，每克催化剂吸附N2的量为2 cm3 (已换算成标准状态的体积)。问要使N2的吸附量增加一倍，则平衡压力为多大? (9分)

6．镤的同位素进行β放射时，经14天后，此同位素的放射性降低了6.86%。试求：
(1) 此同位素的蜕变速率常数；
(2) 100天后，放射性降低了多少？
(3) 此同位素的放射性降低90%需要多少时间？假定此放射性同位素的蜕变反应为一级反应。 (10分)

三、简答题(2题，共15分)
1. 对于反应 C2H6 + H2 → 2CH4 ，其可能的机理为
(1) C2H6 2CH3 K
(2) CH3 + H2 → CH4 + H k2
(3) H + C2H6 → CH4 + CH3 k3
设反应(1)为快速对行反应，对H和CH3可作稳态近似处理，试证明
d[CH4]/dt = 2k2 K1/2[C2H6]1/2[H2]。(5分)

2. 简单解释有关概念或其应用 (任选五个问题，多答选前5题)。(10分)
(1) 热力学第2定律要解决的问题。(2) 拉乌尔定律。(3) 亨利定律。(4) 水与其它单组分系统的相图中熔点曲线的差别。(5) 固溶体与低共熔混合物。(6) 法拉第定律。(7) 化学吸附与物理吸附的本质差别。 (8) 阿累尼乌斯关系式。(9) 范特霍夫规则。 (10) 过冷蒸气。