物理化学3答案

1、物理化学试卷班级 姓名 分数 一、选择题 ( 共 8题 15分 )1. 2 分 (5553)5553 1-1 级对峙反应 由纯 A 开始反应，当进行到 A 和 B 浓度相等的时间为： (正、逆向反应速率常数分别为 k1 ，k2) ( ) (A) t = ln (B) t = (C) t = (D) 2. 2 分 (9109)9108 吉布斯自由能判据可以写作： ( ) （A）(dG)T, p, W=0 0 （B）(dG)0 （C）(dG)T, p, W=0 0 （D）(dG)03. 2 分 (2184)2184 在310 K,纯H2O(l)的蒸气压为6.275 kPa,现有1 mol不挥发物质

2、B(s)溶于4 mol H2O(l)形成溶液,若溶液中水的活度为0.41(以纯水为标准态),则溶解过程中1 mol H2O(l)的Gibbs自由能变化为： ( ) (A) -557 J×mol-1 (B) -2298 J×mol-1 (C) -4148 J×mol-1 (D) 4148 J×mol-1 4. 2 分 (0186)0186 一定量的理想气体从同一始态出发，分别经 (1) 等温压缩，(2) 绝热压缩到具有相同 压力的终态，以H1，H2分别表示两个终态的焓值，则有： ( ) (A) H1> H2 (B) H1= H2 (C) H1<

3、 H2 (D) H1H2 5. 2 分 (0847)0847 101.325 kPa，-5 时，H2O(s) H2O(l)，其体系熵变： ( ) (A) fusS体系 0 (B) fusS体系 0 (C) fusS体系 0 (D) fusS体系 0 6. 2 分 (1704)1704 有关化学势与物质流动方向的关系中下述哪种说法是不正确的。( )（A） 重结晶制取纯盐过程中，析出的纯盐的化学势与母液中该盐的化学势相等（B） 糖溶于水过程中，固体糖的化学势大于溶液中糖的化学势（C） 自然界中，风总是从化学势高的地域吹向化学势低的地域（D） 自然界中，水总是从化学势高的高地流向化学势低的低地7.

4、2 分 (0960)0960 正常沸点时液体气化为蒸气的过程在定压下升高温度时体系的vapG$值应如何 变化？ ( ) (A) vapG$ 0 (B) vapG$ 0 (C) vapG$ 0 (D) vapG$ 0 8. 1 分 (5289)5289 已知某反应的级数为一级，则可确定该反应一定是： ( ) (A) 简单反应 (B) 单分子反应 (C) 复杂反应 (D) 上述都有可能 二、填空题 ( 共 5题 10分 )9. 2 分 (5314)5314 某一级反应在 35 min内反应 30%，则其速率常数为 ，在 5 h后，此反应物反应掉 _ %。 *. 2 分 (6176)6176 基元反

5、应A+BAB，A为单原子，B为双原子分子，AB为非线性过渡态。若每个自由度的摩尔熵为S(平)50 J·K-1·mol-1， S(转)30 K·J-1·mol-1， S(振)1 J·K-1·mol-1，则该反应的标准摩尔活化熵变DS为_J·K-1·mol-1。11. 2 分 (0943)0943 理想气体等温过程的 G。（填> 、< 、=）12. 2 分 (2095)2095在25 °C下，1gNaCl溶于1kg水中，此液的渗透压为： _。 已知Mr(NaCl)=58.45。13. 2 分 (0

6、577)0577 从统计热力学观点看，功的微观本质是 _ 。 热的微观本质是 _ 。 三、计算题 ( 共 6题 60分 )14. 10 分 (7043)7043 A，B二容器用细玻管联接，A中放入1 g云母片，其表面积为5756 cm2，A的容积为0.593 dm3（已除去云母的骨架体积），B的容积为0.773 dm3，先将两容器放在高温中脱气清洁云母片，然后将A放入90 K的液氮空气中，B保持在20，将一定量甲烷引入B，测其压力为15.78 Pa，然后打开与A连通的活塞，测其平衡压力，B为1.35 Pa，A为0.91 Pa，若此时甲烷在云母片上已单分子层盖满，求甲烷分子的截面积。15. 10

7、 分 (3037)3037 答： 平衡时：3(1 mol-n) 1 mol-n 2n nB=4 mol-2n （2分） 2n/(4 mol-2n)=0.08 求得n=0.148 mol （3分） x(H2)=3(1 mol-n)/(4 mol-2n)=0.6901 （1分） x(N2)=(1 mol-n)/(4 mol-2n)=0.23 （1分） (kPa)-2 （3分）16. 10 分 (4482)4482 在 298 K 时，分别用金属 Fe 和 Cd 插入下述溶液中，组成电池，试判断何种金 属首先被氧化？ (a) 溶液中含Fe2+ 和Cd2+ 的浓度都是 0.1 mol·kg-

8、1 (b) 溶液中含Fe2+ 为 0.1 mol·kg-1，而Cd2+ 为 0.0036 mol·kg-1 已知： f$ (Fe2+,Fe) = -0.4402 V， f$ (Cd2+,Cd) = -0.4029 V ，设所有的活度系数均为 1。 17. 10 分 (0500)0500 1 mol H2SO4与n mol水在25混合的DH由下述经验方程给出： H/kJ=-75.6n/(n+1.80) (n20) 试计算n =10的溶液之微分溶解热及微分稀释热。 18. 10 分 (6169)6169 设N2O5(g) 的分解为基元反应，在不同的温度下测得的速率常数k值如下表

9、所示： T / K 273 298 318 338 k / min-1 4.7×10-5 2.0×10-3 3.0×10-2 0.30试从这些数据求：阿仑尼乌斯经验式中的指数前因子A，实验活化能Ea， 273 K时过渡态理论中的DSm和 DHm。19. 10 分 (2350)2350 试求下列体系的自由度，并指出此变量是什么？ (1)在标准压力下，水与水蒸气达平衡； (2)水与水蒸气达平衡； (3)在标准压力下，在无固体I2存在时，I2在水和CCl4中的分配已达平衡； (4)在25°C时，NaOH和H3PO4的水溶液达平衡； (5)在标准压力下，H2SO

10、4水溶液与H2SO42H2O(s)已达平衡。四、问答题 ( 共 3题 15分 )20. 5 分 (2349)2349 Na2CO3与水可形成三种化合物：Na2CO3H2O(s)，Na2CO37H2O(s)和Na2CO310H2O(s)。试说明 (1)在101.325 kPa下，能与Na2CO3水溶液及冰平衡共存的含水盐最多可以有几种？ (2)在303 K时，与水蒸气平衡共存的含水盐最多可以有几种？21. 5 分 (3889)3889从手册中查出298 K时，AgCl的溶度积为1.6×10-10 mol2·dm-6。试计算AgCl在0.01 mol·dm-3 NaC

11、l水溶液的溶解度（25），并与纯水下溶解度1.25×10-5 mol·dm-3相比较，说明什么？22. 5 分 (3388)3388 试用相律分析用C还原ZnO的反应体系中能否通过控制温度来控制Zn蒸气的压力。 一、选择题 ( 共 8题 15分 )1. 2 分 (5553)5553 答 (C) 2. 2 分 (9109)9108答 (B) (1分)3. 2 分 (2184)2184答 (B) Gm=- = RTln =(-8.314 J·K-1·mol-1) (310 K) ln0.41 =-2298 J·mol-1 4. 2 分 (0186)

12、0186答 (C) (2分)5. 2 分 (0847)0847答 (A) 6. 2 分 (1704)1704答 (D) (2分) 7. 2 分 (0960)0960答 (C) 因为 (G/T)p= -S，当液体汽化时，vapS $> 0 所以 T 增大时，必定有VapG$<0。 8. 1 分 (5289)5289 答 (D) 二、填空题 ( 共 5题 10分 )9. 2 分 (5314)5314 答 k = 1/t ln(c0/c) = 1.7×10-4 s-1 ln 1/(1-x) = kt x = 0.95 = 95% *. 2 分 (6176)6176 答 119

13、J·K-1·mol-1 DS=S (AB)-S (A)+S (B) =3S$(平)+3S$(转)+2S$(振)-6S$(平)+2S$(转)+S$(振) =S$(转)+S$(振)-3S$(平) =-119 J·K-1·mol-111. 2 分 (0943)0943答 = (2分)12. 2 分 (2095)2095答 (2分) 13. 2 分 (0577)0577答 改变分子的能级；改变在分子能级上的分子数 (2分)三、计算题 ( 共 6题 60分 )14. 10 分 (7043)7043答 （2分） （5分） （3分）15. 10 分 (3037)303

14、7 答： 平衡时：3(1 mol-n) 1 mol-n 2n nB=4 mol-2n （2分） 2n/(4 mol-2n)=0.08 求得n=0.148 mol （3分） x(H2)=3(1 mol-n)/(4 mol-2n)=0.6901 （1分） x(N2)=(1 mol-n)/(4 mol-2n)=0.23 （1分） (kPa)-2 （3分）16. 10 分 (4482)4482 答 (1) 金属 Fe、Cd 与溶液组成电池 Cd(s)Cd2+(0.1 mol·kg-1), Fe2+(0.1 mol·kg-1)Fe(s) 电池反应 Cd(s) + Fe2+(0.1 m

15、ol/kg) Fe(s) + Cd2+(0.1 mol/kg) E = (f$ (Fe2+/Fe)- f $ (Cd2+/Cd) - RT/2F×lna(Cd2+)/a(Fe2+) = -0.0383 V E < 0 说明 Fe(s) 首先氧化成 Fe2+ (5分) (2) E = E$ - RT/2F×lna(Cd2+)/a(Fe2+) = 0.0054 V E > 0 说明 Cd(s) 首先氧化成 Cd2+ (5分) 17. 10 分 (0500)0500答 令n=1/n, 则H=-75.6(1/n)/(1/n)+1.80 d(H)/dn=-(1/n+1.8

16、0)×75.6×-(1/n)2+75.6×(1/n)-(1/n)2/(1/n)+1.802=130.08n2/(n+1.80)2 (4分)当n=10,d(H)/dn=97.73 kJ (微分溶解焓) (2分)d(H)/dn=-75.6(n+1.80)+75.6n/(n+1.80)2=-136.08/(n+1.80)2 (2分)当n=10,d(H)/dn= -0.977 kJ (2分)18. 10 分 (6169)6169 答 根据阿累尼乌斯公式 k = Aexp(-Ea/RT) 代入实验数据求 A 和 Ea 的值，最后取平均值。 A = 4.17×101

17、3 s-1 (2分) Ea = 103 kJ·mol-1 (2分) DHm= Ea - RT = 100.7 kJ·mol-1 (3分) 在 273 K 时，k = 7.83×10-7 s-1 k = (kBT/h)exp(DSm/R)exp(-DHm/RT) DSm= 7.8 J·K-1·mol-1 (3分)19. 10 分 (2350)2350 答：（1） 该体系为无变量体系。 （1分） （2） 该体系为单变量体系，变量是温度或压力。 （2分） （3） 该体系为双变量体系，变量是温度和I2在水中的浓度（或I2在CCl4中的 浓度）。 （2分

18、） （4）S，R和电 中性条件。故，变量是压力、Na+和的浓 度。 （3分） （5）S， R， ，变量为温度或H2SO4的浓度。 （2分）四、问答题 ( 共 3题 15分 )20. 5 分 (2349)2349 答： 当时相数最多，即 （1）现已有水溶液及冰存在，故平衡共存的含水盐最多只有一种。 （2）现已有水蒸气存在，故平衡共存的含水盐最多有二种。 （5分）21. 5 分 (3889)3889答 设AgCl溶解度为 x mol·dm-3，则，因为x<<0.01 mol·dm-3，g± »1，所以：x = 1.6×10-10/0.0

19、1 mol·dm-3=1.6×10-6 mol·dm-3 （3分）这个值比AgCl在纯水下的溶解度1.25×10-5 mol·dm-3 要小得多。这种难溶性盐溶解度由于共同离子（此处为Cl-）的存在而显著减少。（2分）22. 5 分 (3388)3388答 该反应体系有如下反应： C(s) + ZnO(s) = CO(g) + Zn(g) 2CO(g) = CO2(g) + C(s) p(Zn)=p(CO)+2p(CO2) 因为 S=5 ; R=2 ; R'=1 ; F = 3 所以 f=C-F +2=(S-R-R')-F +2

20、=1 (3分) 自由度为1 说明平衡时T,p及各物种的浓度中只有一个物理量可独立变化, 其他变量随之而变,所以当指定某温度时平衡气相中各组分分压也随之而 定,故可通过温度控制Zn的蒸气压。 (2分) 一、选择题 ( 共 8题 15分 )1. 2 分 (5714)5714 如果某反应的 rHm= 100J·mol-1，那么活化能 Ea 将： ( ) (A) Ea 100J·mol-1 (B) Ea 100J·mol-1 (C) Ea 100J·mol-1 (D) 都可以 2. 2 分 (9030)9030 在标准压力下,90的液态水汽化为90的水蒸气,体系

21、的熵变将： ( ) (A) S体>0 (B) S体<0 (C) S体=0 (D) 难以确定 3. 2 分 (2245)2245 在300 K时，液体A和B部分互溶形成a和b两个平衡相,在a相,A的摩尔分数为0.85,纯A的饱和蒸气压是22 kPa,在b相中B的摩尔分数为0.89,将两层液相视为稀溶液,则A的亨利常数为： ( ) (A) 25.88 kPa (B) 200 kPa (C) 170 kPa (D) 721.2 kPa 4. 2 分 (0746)0746 恒温恒压条件下，某化学反应若在电池中可逆进行时吸热，据此可以判断下列热力学量中何者一定大于零？ ( ) (A) U (

22、B) H (C) S (D) G 5. 2 分 (0869)0869 (1) NaOH 溶解于水 (2) 水溶液中，Ag+ 2NH3(g) Ag(NH3)2+ (3) HCl 气体溶于水，生成盐酸 (4) 2KClO3(s) 2KCl(s) + 3O2(g) (5) NH4Cl(s) NH3(g) + HCl(g) 上述各体系在等温等压过程中熵值减少的是： ( ) (A) (2)，(3) (B) (1)，(4) (C) (4)，(5) (D) (1)，(2) 6. 2 分 (1132)1132 在下列状态变化中,哪些可以应用公式dU=TdS-pdV? (A) NO2气体缓慢膨胀，始终保持化学平

23、衡NO2=NO+O2 (B) NO2气体以一定速度膨胀,解离出来的NO+O2总是落后于平衡组成 (C) SO3气体在不解离为SO2+O2的条件下膨胀 (D) 水在-10时等温结冰 7. 2 分 (1193)1193 对于平衡态的凝聚相体系,压力p表示什么含义? ( ) (A) 101.3 kPa (B) 外压 (C) 分子间引力总和 (D) 分子运动动量改变量的统计平均值 8. 1 分 (5309)5309 A 产物 为一级反应，A 反应掉 3/4 所需时间为 A 反应掉 1/2 所需时间 的： ( ) (A) 2 倍 (B) 3/2 倍 (C) 3 倍 (D) 不能确定 二、填空题 ( 共

24、5题 10分 )9. 2 分 (5310)5310 反应 aA P，已知反应物消耗 5/9 所需时间是它消耗 1/3 所需时间的 2 倍， 则该反应的级数为 _ ，其计算式为 。*. 2 分 (1043)1043 有个学生对理想气体的某个公式记得不太真切了，他只模糊地记得是(¶S/¶X)y= -nR/p，按你的看法，这个公式的正确表达式中,X应为 _ , y 应为 _ 。 11. 2 分 (1273)1273 热力学温标是以 为基础的。12. 2 分 (1740)1740 某二组分溶液中组分A和B对Raoult定律均产生正偏差。则活度系数 0; 0; 其超额Gibbs自由能

25、GE 0。（填 >，< 或 = ）13. 2 分 (0079)007910 mol单原子理想气体,在恒外压0.987p$下由400 K,2p$等温膨胀至0.987p$,物体对环境作功 kJ。三、计算题 ( 共 6题 60分 )14. 10 分 (7135)7135测得氢在氧化铝催化剂上吸附数据如下： 718 K 经100 min时吸附量为0.050 cm3·(1g催化剂)-1，120 min为0.056 cm3·(1g催化剂)-1 798 K 经 15 min时吸附量为0.050 cm3·(1g催化剂)-1， 20 min为0.061 cm3·

26、;(1g催化剂)-1 （1） 求吸附量为0.050 cm3·(1g催化剂)-1附近的吸附速率；（2） 假设氧的压力不变，并且脱附速率很小可以忽略，求吸附活化能。15. 10 分 (3362)3362 已知反应 (CH3)2CHOH(g)(CH3)2CO(g)H2(g)的Cp,m=16.72 J×K-1×mol-1，在457.4 K 时, K=0.36，在298.15 K 时的rH61.5 kJ×mol-1。 (1) 写出 lnKf(T) 的函数关系 (2) 求500 K时的 K值。 16. 10 分 (4278)4278 求 298 K 时下列电池的电动势和温度系数： PtH2(g,p$)H2SO4(aq)O2(g,p$)Pt 已知 H2O(l)的生成热为 -285.84 kJ·mol-1，生成吉布斯自由能为 -237.19 kJ·mol-1。 17. 10 分 (0224)0224 如图所示，1mol理想气体的始态为T1, p1，终态为T2, p2。设第一次过程沿ABC进 行，第二次过程沿AC进行。试求算两次过程中所作的功。(过程均为可逆) 18. 10 分 (6592)6592 在醋酸溶液中甲苯自氧化反应可被钴盐催化