物理化学3答案资料.docx
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物理化学3答案资料
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)
≥0
3.2分(2184)
2184
在310K,纯H2O(l)的蒸气压为6.275kPa,现有1mol不挥发物质B(s)溶于4molH2O(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1molH2O(l)的Gibbs自由能变化为:
()
(A)-557Jmol-1(B)-2298Jmol-1
(C)-4148Jmol-1(D)4148Jmol-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
5.2分(0847)
0847
101325kPa,-5℃时,H2O(s)
H2O(l),其体系熵变:
()
(A)ΔfusS体系>0
(B)ΔfusS体系<0
(C)ΔfusS体系≤0
(D)ΔfusS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
7.2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ΔvapG值应如何
变化?
()
(A)ΔvapG=0
(B)ΔvapG≥0
(C)ΔvapG<0
(D)ΔvapG>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35min内反应30%,则其速率常数为,在5h后,此反应物反应掉____%。
*.2分(6176)
6176
基元反应A+B
AB≠,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)~50J·K-1·mol-1,S
(转)~30K·J-1·mol-1,
S
(振)~1J·K-1·mol-1,则该反应的标准摩尔活化熵变≠S
为__________J·K-1·mol-1。
11.2分(0943)
0943
理想气体等温过程的
ΔG。
(填>、<、=)
12.2分(2095)
2095
在25C下,1gNaCl溶于1kg水中,此液的渗透压为:
__________________。
已知Mr(NaCl)=58.45。
13.2分(0577)
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1g云母片,其表面积为5756cm2,A的容积为0.593dm3(已除去云母的骨架体积),B的容积为0.773dm3,先将两容器放在高温中脱气清洁云母片,然后将A放入90K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15.78Pa,然后打开与A连通的活塞,测其平衡压力,B为1.35Pa,A为0.91Pa,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分(3037)
3037
答:
平衡时:
3(1mol-n)1mol-n2n
nB=4mol-2n(2分)
2n/(4mol-2n)=0.08求得n=0.148mol(3分)
x(H2)=3(1mol-n)/(4mol-2n)=0.6901(1分)
x(N2)=(1mol-n)/(4mol-2n)=0.23(1分)
(kPa)-2(3分)
16.10分(4482)
4482
在298K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0.1mol·kg-1
(b)溶液中含Fe2+为0.1mol·kg-1,而Cd2+为0.0036mol·kg-1
已知:
(Fe2+,Fe)=-0.4402V,(Cd2+,Cd)=-0.4029V,设所有的活度系数均为1。
17.10分(0500)
0500
1molH2SO4与nmol水在25℃混合的H由下述经验方程给出:
ΔH/kJ=-75.6n/(n+1.80)(n≤20)
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值如下表所示:
T/K273298318338
k/min-14.7×10-52.0×10-33.0×10-20.30
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,273K时过渡态理论中的
Sm和
Hm。
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25C时,NaOH和H3PO4的水溶液达平衡;
(5)在标准压力下,H2SO4水溶液与H2SO4•2H2O(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:
Na2CO3•H2O(s),Na2CO3•7H2O(s)和Na2CO3•10H2O(s)。
试说明
(1)在101.325kPa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303K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298K时,AgCl的溶度积为1.6×10-10mol2·dm-6。
试计算AgCl在0.01mol·dm-3NaCl水溶液的溶解度(25℃),并与纯水下溶解度1.25×10-5mol·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)
ΔGm=μ
-
=RTln
=(-8.314J·K-1·mol-1)(310K)ln0.41
=-2298J·mol-1
4.2分(0186)
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(
ΔG/
T)p=-ΔS,当液体汽化时,ΔvapS>0
所以T增大时,必定有ΔVapG<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/tln(c0/c)=1.7×10-4s-1
ln1/(1-x)=kt
x=0.95=95%
*.2分(6176)
6176
[答]–119J·K-1·mol-1
≠S
=S
(AB≠)-[S
(A)+S
(B)]
=[3S(平)+3S(转)+2S(振)]-[6S(平)+2S(转)+S(振)]
=S(转)+S(振)-3S(平)
=-119J·K-1·mol-1
11.2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)
3037
答:
平衡时:
3(1mol-n)1mol-n2n
nB=4mol-2n(2分)
2n/(4mol-2n)=0.08求得n=0.148mol(3分)
x(H2)=3(1mol-n)/(4mol-2n)=0.6901(1分)
x(N2)=(1mol-n)/(4mol-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+(0.1mol·kg-1),Fe2+(0.1mol·kg-1)│Fe(s)
电池反应Cd(s)+Fe2+(0.1mol/kg)→Fe(s)+Cd2+(0.1mol/kg)
E=((Fe2+/Fe)-(Cd2+/Cd)-RT/2F×ln[a(Cd2+)/a(Fe2+)]
=-0.0383V
E<0说明Fe(s)首先氧化成Fe2+(5分)
(2)E=E-RT/2F×ln[a(Cd2+)/a(Fe2+)]=0.0054V
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ΔH=-75.6(1/n’)/[(1/n’)+1.80]
d(ΔH)/dn’={-(1/n’+1.80)×75.6×[-(1/n’)2]+75.6×(1/n’)[-(1/n’)2]}/[(1/n’)+1.80]2
=130.08n2/(n+1.80)2(4分)
当n=10,d(ΔH)/dn’=97.73kJ(微分溶解焓)(2分)
d(ΔH)/dn=[-75.6(n+1.80)+75.6n]/(n+1.80)2=-136.08/(n+1.80)2(2分)
当n=10,d(ΔH)/dn=-0.977kJ(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=4.17×1013s-1(2分)
Ea=103kJ·mol-1(2分)
Hm=Ea-RT=100.7kJ·mol-1(3分)
在273K时,k=7.83×10-7s-1
k=(kBT/h)exp(
Sm/R)exp(-
Hm/RT)
Sm=7.8J·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)
(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xmol·dm-3,则
,因为x<<0.01mol·dm-3,γ±≈1,所以:
x=1.6×10-10/0.01mol·dm-3=1.6×10-6mol·dm-3(3分)
这个值比AgCl在纯水下的溶解度1.25×10-5mol·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;=3
所以f=C-+2=(S-R-R')-+2=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=100kJ·mol-1,那么活化能Ea将:
()
(A)Ea≠100kJ·mol-1(B)Ea≥100kJ·mol-1
(C)Ea≤100kJ·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,体系的熵变将:
()
(A)ΔS体>0(B)ΔS体<0
(C)ΔS体=0(D)难以确定
3.2分(2245)
2245
在300K时,液体A和B部分互溶形成和两个平衡相,在相,A的摩尔分数为0.85,纯A的饱和蒸气压是22kPa,在相中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)25.88kPa(B)200kPa
(C)170kPa(D)721.2kPa
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)ΔU(B)ΔH
(C)ΔS(D)ΔG
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)101.3kPa
(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GE0。
(填>,<或=)
13.2分(0079)
0079
10mol单原子理想气体,在恒外压0.987p下由400K,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:
718K经100min时吸附量为0.050cm3·(1g催化剂)-1,120min为0.056cm3·(1g催化剂)-1
798K经15min时吸附量为0.050cm3·(1g催化剂)-1,20min为0.061cm3·(1g催化剂)-1
(1)求吸附量为0.050cm3·(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=16.72JK-1mol-1,在457.4K时,K
=0.36,在298.15K时的ΔrH
=61.5kJmol-1。
(1)写出lnK
=f(T)的函数关系
(2)求500K时的K
值。
16.10分(4278)
4278
求298K时下列电池的电动势和温度系数:
Pt│H2(g,p)│H2SO4(aq)│O2(g,p)│Pt
已知H2O(l)的生成热为-285.84kJ·mol-1,生成吉布斯自由能为-237.19kJ·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,研究得到如下的方程:
k=ka[Co3+]1/2[Co2+]-1+kb[Co3+]2
即Co3+在两项中均为正催化效应,而Co2+为阻化效应,今由实验测得下列数据:
k/10-5s-10.4455.68
[Co3+]/mol·dm-30.01790.1185
[Co2+]/mol·dm-30.04460.1315
请计算ka、kb值。
19.10分(9406)
9406
在标准压力下,酚的熔点为40C,1-萘胺的熔点为50C,酚和萘胺体系的相图中有两个低共熔点,含酚的摩尔分数分别为0.75(17C)和0.36(23C),在含酚的摩尔分数为0.50处生成化合物,其熔点为28C。
(1)根据上述数据绘制T-x图;
(2)描述含酚的摩尔分数为0.40的熔体从50C冷却到10C过程中的变化情况。
四、问答题(共3题15分)
20.5分(2615)
2615
已知Ag与Sb能形成化合物Ag3Sb,Sb能溶于固体Ag中,其最大溶解度为15%Sb(质量分数)。
(1)试完成下述Ag-Sb相图,Mr(Ag)=107.88;Mr(Sb)=121.76;
(2)标明各相平衡区域的相态;
(3)画出从M点冷却的步冷曲线,并标明每段的相态。
21.5分(3682)
3682
在一定温度和外加电压下,在希托夫管中用两个银电极电解AgNO3水溶液。
通电一定时间后,测得阳极区AgNO3的物质的量的增量为∆n(AgNO3),阳极上Ag减少的物质的量为n(Ag)。
(1)试写出AgNO3的正、负离子迁移数的计算式;
(2)在相同温度下,用上述同一设备测定同样浓度的AgNO3溶液正、负离子的迁移数,通电时间相同,但外加电压增加,∆n(AgNO3),n(Ag)及迁移数是否发生变化?
22.5分(3360)
3360
N2O4部分解离为NO2,在恒温恒压下建立下面的平衡:
N2O4(g)=2NO2(g),试讨论温度一定,改变总压时平衡的移动(设体系为理想气体反应体系).
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