物理化学期末考试试题库(附答案与解析)

物理化学期末考试试题库(附答案与解析)答案：不一定。根据热力学第一定律，系统经一个循环后，内能的变化量ΔU等于系统所吸收的热量Q减去系统所做的功W，即ΔU=Q-W。而焓的变化量ΔH等于系统所吸收的热量Q加上系统所做的体积功pΔV，即ΔH=Q+pΔV。因此，如果系统在循环过程中发生了体积变化，则ΔH不一定等于零。15.理想气体自由膨胀不做功，也不换热，因此可以用熵变ΔS来判断该过程的自发性，答案为C。16.在α，β两相中均含有A和B两种物质，当达到平衡时，正确的情况是物质A的化学势相等，即μA=μA，答案为B。17.热力学第三定律可以表示为：在0K时，任何完整晶体的熵等于零，答案为B。18.一个过程系统的熵变为△S，而另一个过程的始终态与前过程相同，但路径不同，则此过程系统的熵变应为△S，因为熵是状态函数，与过程无关，答案为△S。19.(1)对于保持压力不变的过程，根据焓的定义，Q=△H=40.71kJ，根据功的定义，W=-p△V=-101.3×103×(3.02×102-18.8×10-6)=-3.06kJ，因此△U=Q+W=40.71-3.06=37.65kJ，根据熵的定义，△S=Q/T=40.71×103/373=109.1J/K，根据自由能的定义，△A=△U-T△S=37.65-373×109.1×10-3=-3.06kJ，根据吉布斯自由能的定义，△G=0。由于在沸点下蒸发，该过程为可逆过程。(2)对于向真空膨胀的过程，根据热力学第一定律，W=0，因此Q=△U=37.65kJ，根据熵的定义，△S=-Q/T=-△U/T=-37.65×103/373=-100.9J/K，根据吉布斯自由能的定义，△G=0。该过程同样为可逆过程。题目：求乙醚混合气体中乙醚的分压，以及氮气和乙醚的热力学参数。根据题目给出的数据和条件，可以得出以下解答：1.乙醚混合气体中乙醚的分压为25.62kPa。解析：根据理想气体状态方程，可以求出乙醚在容器中的分压为0.2×8.314×308.15/20=25621Pa=25.62kPa。2.氮气和乙醚的热力学参数如下：氮气：△H=0J，△S=0J·K－1，△G=0J。乙醚：△H=5.02kJ，△S=18.56J·K－1，△G=－697.8J。解析：根据乙醚的变化过程，可以将其划分为两个阶段：(1)乙醚(l)→乙醚(g)，△H=0.2×25.10=5.02kJ，△S根据公式计算得到18.56J·K－1；(2)乙醚(g)与氮气混合，△H=0J，△S=0J·K－1，根据△G=△H－T△S公式计算得到△G=－697.8J。氮气的热力学参数为0，因为其在变化过程中温度和分压都没有变化。(C)三相点的存在保证了系统的稳定性(D)三相点的温度和压力可以通过实验测定得到答案：A。纯物质有一个三相点，多组分系统中每个组分都有一个三相点。37．以下哪种情况下不满足吉布斯相律(A)单相气体(B)单相液体(C)单相固体(D)多相系统答案：D。吉布斯相律适用于任何单相系统，但对于多相系统需要考虑相平衡关系。38．下列哪个条件不属于使化学反应达到平衡的条件(A)反应物浓度相等(B)反应物浓度不变(C)反应物浓度之比等于平衡常数(D)反应物浓度之比不等于平衡常数答案：D。反应物浓度之比等于平衡常数是化学反应达到平衡的条件之一。三相点是纯物质的三个相平衡共存时的温度和压力所决定的相点。用相律和Clapeyron方程分析常压下水的相图可以得出以下结论：在每条曲线上，自由度F=1；在每个单相区，自由度F=2；在水的凝固点曲线上，ΔHm(相变)和ΔVm的正负号相反；在水的沸点曲线上任一点，压力随温度的变化率都小于零。二组分系统的最大自由度是F=3。含有H2O、H2SO4·4H2O、H2SO4·2H2O、H2SO4·H2O、H2SO4的体系组分数为2。在410K，Ag2O(s)部分分解成Ag(s)和O2(g)的平衡体系的自由度为1。由CaCO3(s)、CaO(s)、BaCO3(s)、BaO(s)及CO2(g)构成的平衡物系，其组分数为3。由CaCO3(s)、CaO(s)、BaCO3(s)、BaO(s)及CO2(s)构成的平衡体系的自由度为0。三相点是固体、液体和气体可以平衡共存时的温度和压力。离子独立运动定律适用于无限稀电解质溶液。已知18℃时，Ba(OH)2、BaCl2、NH4Cl溶液的极限摩尔电导率分别为2.88×10^-2、1.203×10^-2、1.298×10^-2S·m·mol，那么18℃时NH4OH的极限摩尔电导率为2.382×10^-2S·m·mol。1.计算式中的空格和符号都需要调整，改写为：m=([Ba(OH)2]+2m[NH4Cl])/(m[BaCl2])，计算结果为m=2.137×10—2S·m2·mol－1。2.删除明显有问题的段落。3.改写第46段话为：已知ZnCl2水溶液的平均活度为a±，则ZnCl2的活度为a=(a±)3。4.改写第47段话为：在25℃下，反应2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)所对应电池的标准电动势E°为-1.229V。反应H2(g)+1/2O2=H2O(l)所对应的电池标准电动势应为1.229V。5.改写第48段话为：质量摩尔浓度为b的LaCl3水溶液的平均质量摩尔浓度为b±=2.28b。6.改写第49段话为：双液电池中不同电解质溶液间或不同浓度的同一种电解质溶液的接界处存在液界电势，可以通过加盐桥的方法减少或消除液界电势。7.改写第50段话为：（1）正极反应：Cu2+(a=1)+2e-→Cu(s)；负极反应：Zn(s)→Zn2+(a=1)+2e-，电池表达式为Zn|Zn2+(a=1)||Cu2+(a=1)|Cu。（2）根据能斯特公式，有E=E°-(0.05916a/n)logQ，其中n为电子数，a为活度，Q为反应商。代入数据可得△rGmΘ=-210993.398J·mol-1，△rSmΘ=-82.78J·K-1·mol-1，△rHmΘ=-235661.838J·mol-1，Qr=(a[Zn2+]/a[Cu2+])^2。在298.15K时，测得下列电池的电动势E为1.228V：Pt,H2(p)｜H2SO4(0.01mol·kg-1)｜O2(p)，Pt－。已知ΔfHm[H2O(l)]=-285.83kJ·mol-1。⑴该电池的正、负极反应及电池反应为：负极：H2(p)→2H+(mH+=2×0.01mol·kg-1)+2e正极：O2(p)+2H+(mH+=2×0.01mol·kg-1)+2e→H2O(l)电池反应：H2(p)+O2(p)====H2O(l)⑵ΔrGm=-zEF=-2×1.228×96485=-236967.16J·mol-1，ΔrHm=ΔfHm[H2O(l)]=-285.83kJ·mol-1，ΔrSm=-(ΔrGm/T-ΔrHm/T)=-163.89J·K-1·mol-1。由于ΔrSm=2F·(∂E/∂T)p，电池的温度系数为：∂E/∂T=-8.493×10-4V·K-1，Qr=TΔrSm=-48825.04J·mol-1。⑶若反应热不随温度变化，则ΔrSm也不随温度变化，故：ΔE=ΔrSm·ΔT/2F=-2.123×10-2V。因此，该电池在273.15K时的电动势为：E273.15=E298.15+ΔE=1.206V。52.对于以下两个电池，请写出它们的电极和电池反应式，并计算它们在25℃时的电动势：（1）Zn|Zn2+(a=0.01)||Fe2+(a=0.001)，Fe3+(a=0.1)|Pt（2）Pt|H2(1.5p)|HCl(b=0.1mol·kg-1)|H2(0.5p)|Pt已知E(Zn2+|Zn)=-0.7628V，E(Fe3+,Fe2+|Pt)=0.771V。解