大学物理化学试题及答案.docx
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大学物理化学试题及答案
物理化学
试卷一
一、选择题（共15题30分）
1.下列诸过程可应用公式dU=（Cp-nR）dT进行计算的是：
（C）
（A）实际气体等压可逆冷却
（B）恒容搅拌某液体以升高温度
（C）理想气体绝热可逆膨胀
（D）量热弹中的燃烧过程
2.理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程：
（B）
（A）可以从同一始态出发达到同一终态因为绝热可逆ΔS=0
（B）从同一始态出发，不可能达到同一终态绝热不可逆S>0
（C）不能断定（A）、（B）中哪一种正确所以状态函数S不同
（D）可以达到同一终态，视绝热膨胀还是绝热压缩而定故终态不能相同
3.理想气体等温过程的ΔF。
（C）
（A）>ΔG（B）<ΔG（C）=ΔG（D）不能确定
4.下列函数中为强度性质的是：
（C）
（A）S（B）（G/p）T
（C）（U/V）T容量性质除以容量性质为强度性质（D）CV
5.273K，10p下，液态水和固态水（即冰）的化学势分别为μ（l）和μ（s），两者的关系为：
（C）
（A）μ（l）>μ（s）（B）μ（l）=μ（s）
（C）μ（l）<μ（s）（D）不能确定
6.在恒温抽空的玻璃罩中封入两杯液面相同的糖水（A）和纯水（B）。
经历若干
时间后，两杯液面的高度将是（μ（纯水）>μ（糖水中水）,水从（B）杯向（A）杯转移）（A）
（A）A杯高于B杯（B）A杯等于B杯
（C）A杯低于B杯（D）视温度而定
7.在通常情况下,对于二组分物系能平衡共存的最多相为：
（D）
（A）1（B）2（C）3（D）4*Φ=C+2-f=2+2-0=4
8.硫酸与水可形成H2SO4·H2O（s）、H2SO4·2H2O（s）、H2SO4·4H2O（s）三种水合物,问在101325Pa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?
（C）
（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。
*S=5,R=3,R'=0,C=5-3=2
f*=2-Φ+1=0,最大的Φ=3,除去硫酸水溶液与冰还可有一种硫酸水含物与之共存。
9.已知A和B可构成固溶体，在A中，若加入B可使A的熔点提高，则B在此固溶体中的含量必_______B在液相中的含量。
（A）
（A）大于（B）小于
（C）等于（D）不能确定
10.已知反应2NH3=N2+3H2在等温条件下，标准平衡常数为0.25，那么，在此条件下，氨的合成反应（1/2）N2+（3/2）H2=NH3的标准平衡常数为：
（C）
（A）4（B）0.5
（C）2K（D）1
*$p
（2）=[K$p
（1）]=（0.25）=2
11.若298K时，反应N2O4（g）＝2NO2（g）的K$p=0.1132，则：
（1）当p（N2O4）=p（NO2）=1kPa时，反应将_____（B）_____；
（2）当p（N2O4）=10kPa，p（NO2）=1kPa时，反应将____（A）____。
（A）向生成NO2的方向进行（B）向生成N2O4的方向进行
（C）正好达化学平衡状态（D）难于判断其进行方向
12.在一定温度和压力下，对于一个化学反应，能用以判断其反应方向的是（C）
（A）ΔrG$m（B）Kp（C）ΔrGm（D）ΔrHm
13.
（1）处于标准态的CO2（g）和O2（g），其标准燃烧焓值为零
（2）因为ΔrG$m=-RTlnK$p，而K$p是由平衡时的组成表示的，所以ΔrG$m表示平衡时产物的吉布斯自由能与反应物的吉布斯自由能之差
（3）水在25℃,p下蒸发，求算熵变的公式为ΔS$m=（ΔH$m-ΔG$m）/T
（4）在恒温，恒压下可逆电池反应，求算熵变的公式为ΔrSm=ΔrHm/T
上述说法正确的是：
（C）
（A）1,2（B）2,3（C）1,3（D）3,4
14.在T，p时，理想气体反应C2H6（g）＝H2（g）+C2H4（g）的Kc/Kx为：
（D）
（A）RT（B）1/（RT）
（C）RT/p（D）p/（RT）
15.标准态的选择对下列物理量有影响的是：
（C）
（A）f，，ΔrG$m（B）m，，ΔF$m
（C）a，，ΔrG（D）a，，（G/）T,p,wf0
二、填空题（共5题10分）
16.某理想气体，等温（25℃）可逆地从1.5dm3膨胀到10dm3时，吸热9414.5J，则此气体的物质的量为Q=W=nRTln（V2/V1），n=2mol摩尔。
17.化学位μB就是B物质的偏摩尔吉布斯自由能。
18.N2（g），O2（g）体系中加入一种固体催化剂，可生成几种气态氮的氧化物，则体系的自由度为f=3。
19.完全互溶的二组分溶液，在xB=0.6处平衡蒸气压有最高值，那么组成xB=0.4的溶液在气-液平衡时,xB（g），xB（l），xB（总）的大小顺序为__xB（g）>xB（总）>xB（l）_。
将xB=0.4的溶液进行精镏，塔顶将得到_xB=0.6恒沸混合物。
20.低压气相反应的平衡常数与温度，压力的关系分别是：
Kp只是温度的函数,Kc是_T___的函数，Kx是_T,p__的函数。
三、计算题（共5题60分）
21.计算1molHe（理想气体）在下列状态变化过程中的ΔH和ΔG。
He（101325kPa,673K）He（101325kPa,473K）已知：
Cp,m[He（g）]=（5/2）R，473K时S$m[He（g）]=135.1J·K-1·mol-1。
答]ΔH=T2T1nCp,mdT=4.157kJ（2分）
ΔS=T2Cp,m/T）dT=nCp,mln（T2/T1）
=7.3J·K-1（4分）S2=ΔS+S1=142.4J·K-1（2分）ΔG=ΔH-Δ（TS）=ΔH-T2S2+T1S1
=27.780kJ
22.某气体状态方程为pV=n（RT+Bp），始态为p1T1，该气体经绝热真空膨胀后终态压力为p2，试求该过程的Q，W及气体的ΔU，ΔH，ΔF，ΔG，ΔS。
[答]Q=0,W=0,ΔU=0（3分）
（U/V）T=T（p/T）V-p=0dU=CVdT+（U/V）TdV=CVdT=0温度不变ΔH=ΔU+Δ（pV）=nB（p2-p1）（5分）
p2T1（nΔSySS=（V/T）pdp=nRln（p1/p2）
ΔsurrS=-Q/T=0ΔisoS=nRln（p1/p2）（3分）ΔF=ΔU-TΔS=-nRT1ln（p1/p2）（2分）ΔG=ΔH-TΔS=nB（p2-p1）-nRT1ln（p1/p2）
23.10分（1809）
两液体A,B形成理想液体混合物。
在320K，溶液I含3molA和1molB，总蒸气压为：
5.33×104Pa。
再加入2molB形成理想液体混合物II，总蒸气压为6.13×104Pa。
（1）计算纯液体的蒸气压pA*，pB*；
（2）理想液体混合物I的平衡气相组成yB；
（3）理想液体混合物I的混合过程自由能变化ΔmixGm；
（4）若在理想液体混合物II中加入3molB形成理想液体混合物Ⅲ，总蒸气压为多少？
[答]（a）p=p*AxA+p*BxB
5.33×104Pa=0.75p*A+0.25p*B-------------
（1）
6.13×104Pa=0.5p*A+0.5p*B-------------
（2）
联立
（1）式与
（2）式得：
p*A=4.53×104Pap*B=7.73×104Pa（2.5分）（b）yB（I）=p*BxB（I）/p（I）=0.36（2.5分）p1（c）mixGm（I）RTnB
BlnxB=-5984J·mol（2.5分）
（d）p（Ⅲ）=p*AxA（Ⅲ）+p*BxB（Ⅲ）=6.66×104Pa（2.5分）
24.固体CO2的蒸气压与温度间的经验式为：
ln（p/Pa）=-3116K/T+27.537
已知熔化焓fusHm=8326J·mol-1，三相点的温度为217K。
试求出液体CO2的蒸气压与温度的经验关系式。
答：
已知ln（p/Pa）=-3116K/T+27.537
对固气平衡：
[dln（p/Pa）/dT]=ΔsubHm/RT2
[dln（p/Pa）/dT]=3116K/T2=ΔsubHm/RT2
ΔsubHm=25906J·mol-1（4分）
ΔvapHm=ΔsubHm-ΔfusHm=17580J·mol-1（4分）
-ΔvapHm/RT+B=-3116K/T+27.537B=22.922（4分）
所以液体CO2的蒸气压与温度的经验关系为：
ln（p/Pa）=-ΔvapHm/RT+22.922=-2115K/T+22.922（3分）
25.3H2+N2=2NH3在350℃的Kp=6.818×10-8（kPa）-2，并设与压力无关，从3:
1的H2，N2混合物出发，在350℃下要获得物质的量分数为0.08的NH3，压力至少要多大？
[答]3H2（g）+N2（g）＝2NH3（g）（2分）平衡时：
3mol-3n1mol-n2n
B=4mol-2n（1分）2n/（4mol-2n）=0.08n=0.148mol（2分）
故x（H2）=0.69x（N2）=0.23（2分）Kp=（xNH3p）2/（xH2p）3（xN2p）=6.818×10-8kPa2
解得p=1115kPa（3分）nB
试卷二
一、选择题（每题2分，共50分,将唯一的答案填进括号内）
1.下列公式中只适用于理想气体的是.B
A.ΔU=QVB.W=nRTln（p2/p1）C.ΔU=
2.ΔH是体系的什么.C
A.反应热B.吸收的热量C.焓的变化D.生成热
3.2000K时反应CO（g）+1/2O2（g）=CO2（g）的Kp为6.443,则在同温度下反应为
2CO2（g）=2CO（g）+O2（g）的Kp应为.C
A.1/6.443B.（6.443）C.（1/6.443）D.1/（6.443）
4.固态的NH4HS放入一抽空的容器中，并达到化学平衡，其组分数、独立组分数、相数及自由度分别是.C
A.1，1，1，2B.1，1，3，0C.3，1，2，1D.3，2，2，2
5.下列各量称做化学势的是.D1/221/22TT1CV,mdTD.ΔH=ΔU+pΔV
pU）S,V,nji（）T,V,nji（）T,p,nji（）S,V,njiA.niB.niC.niD.ni（
6.A和B能形成理想溶液。
已知在100℃时纯液体A的饱和蒸汽压为133.3kPa,纯液体B的饱和蒸汽压为66.7kPa,当A和B的二元溶液中A的摩尔分数为0.5时，与溶液平衡的蒸气中A的摩尔分数是.C
A.1B.0.75C.0.667D.0.5
7.理想气体的真空自由膨胀，哪个函数不变？
D
A.ΔS=0B.V=0C.ΔG=0D.ΔH=0
8.A、B两组分的气液平衡T-x图上，有一最低恒沸点，恒沸物组成为xA=0.7。
现有一组成为xA=0.5的AB液体混合物，将其精馏可得到。
B
A.纯A和恒沸混合物B.纯B和恒沸混合物
C.只得恒沸混合物D.得纯A和纯B
9.实验测得浓度为0.200mol·dm-3的HAc溶液的电导率为0.07138S·m-1，该溶液的摩尔电导率Λm（HAc）为.B
A.0.3569S·m·molB.0.0003569S·m·mol
C.356.9S·m·molD.0.01428S·m·mol
10.表面活性物质溶于水时，关于溶液的表面张力和溶液表面的描述正确的是.D
A.表面张力升高，正吸附B.表面张力降低，正吸附
C.表面张力升高，负吸附D.表面张力显著降低，正吸附
11.一体积的氢气在0℃，101.3kPa下等温膨胀至原来体积的3倍，其内能变化是多少？
（设氢气是理想气体）.B
A.0.4JB.0C.6JD.0.04J
12.已知反应CO（g）+1/2O2（g）=CO2（g）的ΔH，下列说法中何者不正确。
A
A.ΔH是CO2（g）的生成热B.ΔH是CO（g）的燃烧热
C.ΔH是负值D.ΔH与反应ΔU的数值不等
13.对于0.002mol/kg的Na2SO4溶液，其平均质量摩尔浓度m±=0.219是A
A.3.175×10B.2.828×10C.1.789×10D.4×10
14.对弯曲液面所产生的附加压力.B
A.一定等于零B.一定不等于零C.一定大于零D.一定小于零
15.已知下列反应的平衡常数：
.A
H2（g）+S（s）=H2S（g）K1
S（s）+O2（g）=SO2（g）K2
则反应H2S（g）+O2（g）=H2（g）+SO2（g）的平衡常数为
A.K2/K1B.K1—K2C.K1×K2D.K1/K2
16.对于N2和H2混合气体的绝热可逆压缩（没有生产NH3），则.C
A.ΔU=0B.ΔH=0C.ΔS=0D.ΔG=0
17.温度升高溶胶的稳定性.B
A.增加B.下降C.不变D.先增加后下降
18.101℃时，水在多大外压下沸腾？
.C
A.101.3kPaB.1013kPaC.略高于101.3kPaD.略低于101.3kPa
19.在HAc电离常数测定实验中，直接测定的物理量是不同浓度的HAc溶液的B
A.电导率B.电阻C.摩尔电导D.电离度
20.定温下气相反应Kp有什么特点？
.A
A.恒为常数B.恒等于KcC.随压力而变D.与体积有关
21.某化学反应其反应物消耗8/7所需的时间是它消耗掉4/3所需的时间的1.5倍，则反应的级数为.B
A.零级反应B.一级反应C.二级反应D.三级反应
22.在一定量AgI溶胶中加入下列不同电解质溶液，则使溶胶在一定时间内完全聚沉所需电解质的量最少的是.B
A.La（NO3）3B.Mg（NO3）2C.NaNO3D.KNO3
23.接触角可确定固体某种性质，若亲液固体表面能被液体润湿，其相应的接触角是.C
A.0B.90C.90D.为任意角
24.混合等体积0.08mol·dmKI和0.1mol·dmAgNO3溶液得到一溶胶体系，在该体系中分别加入下述三个电解质：
（1）MgSO4,
（2）CaCl2,（3）Na2SO4,则其聚沉能力的大小为C
A.
（1）>
（2）>（3）B.
（2）>
（1）>（3）C.（3）>
（1）>
（2）D.（3）>
（2）>
（1）
25.298K时反应Zn+Fe2+=Zn2++Fe的E0为0.323V，则其平衡常数为B
A.2.89×105B.8.34×1010C.5.53×104D.2.35×102
二、计算题：
（共50分）
1．（10分）A（熔点651℃）和B（熔点419℃）的相图具有一个低共熔点，为368℃（42%A,质量百分数，下同）。
（1）绘出该二组分系统的示意相图，标出各相区相态，及自由度。
（2）分别指出80%A和30%A的系统从700℃冷却到300℃的过程的相变。
（3）画出49%A的溶液的步冷曲线。
33
单相区为
B（s）+l
2、（20分）某抗菌素施于人体后在血液中的反应呈现一级反应。
如在人体中注射0.5克某抗菌素，然后在不同时间测其在血液中的浓度，得到下列数据：
t（h）CA（血液中药含量mg/100ml）
40.48
80.31
120.24
160.15
lncA-t的直线斜率为-0.0979,lncA,0=-0.14。
（1）求反应速率常数。
（2）计算半衰期（3）若使血液中某抗菌素浓度不低于0.37mg/100ml，问需几小时后注射第二针。
解：
设cA,0为抗菌素开始浓度
ln
（1）反应速率方程积分形式-k=-0.0979.k=0.0979h-1
（2）cA,0cAkt
lncA=-kt+lncA,0斜率为t1ln2k=7.08h
（3）t=0时，lncA=lncA,0=-0.14lnt=1/k
cA,0cA=1/0.0979ln（0.72/0.37）=6.8h约需6.8小时后注射第二针。
3、（20分）5mol过冷水在-5℃,101.3kPa下凝结为冰，计算过程的ΔG,并判断过程在此条件下能否发生。
已知水在0℃,101.3kPa下凝固热ΔHm,凝=-6.009J·K-1·mol-1，水的平均热容为75.3J·K-1·mol-1,冰的平均热容为37.6J·K-1·mol-1。
解：
H2O（l）H2O（s）n=5.00mol,n=5.00mol,t1=-5℃t1=-5℃p=101.3kPap=101.325kPa
ΔG1
ΔG3
H2O（l）H2O（s）n=5.00mol,ΔG3n=5.00mol,t1=0℃t1=0℃P=101.3kPap=101.3kPaΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3=1883-30045-940=-29102J，ΔS1=nCp,m,水lnT1/T2=5×75.3ln273.2/268.2=6.93J·K，ΔS2=ΔHm,凝/T=5×（-6009×10）/273.2=-110.0J·KΔS3=nCp,m,冰lnT2/T1=5×37.6ln268.2/273.2=3.47J·K，ΔS=ΔS1+ΔS2+ΔS3=6.95-110.0-3.47=-106.5J·KΔG=ΔH-TΔS=-29102-268.2×（-106.5）=-539J<0w=0,等温，等压，ΔG〈0，水可以自动结冰。
试卷三
一、判断题。
判断下列说法的正误，在正确的说法后面打“√”，错误的说法后面打“×”。
1、温度一定的时候，气体的体积与压力的乘积等于常数。
（x）
2、热力学过程中W的值应由具体过程决定（√）
3、系统的混乱度增加，则其熵值减小。
（x）
4、处于标准状态的CO（g），其标准燃烧热为零。
（x）
5、1mol理想气体从同一始态经过不同的循环途径后回到初始状态，其热力学能不变。
（√）
6、吉布斯判据适用于理想气体的任意过程。
（x）
7、四个热力学基本方程适用于所有封闭体系的可逆过程。
（√）
8、在纯溶剂中加入少量不挥发的溶质后形成的稀溶液沸点将升高。
（√）
9、惰性组分的加入将使反应的平衡转化率降低。
（x）
10、只受温度影响的平衡系统自由度F=C-P+1。
（√）
二、选择题
1.一定压力下，当2L理想气体从0℃升温到273℃时，其体积变为（b）。
A.5LB.4LC.6LD.1L
2、A、B两种理想气体的混合物总压力为100kPa，其中气体A的摩尔分数0.6，则气体B的分压为（c）。
A.100kPaB.60kPaC.40kPaD.不确定
3、当实际气体的压缩因子Z大于1的时候表明该气体（b）。
A.易于压缩B.不易压缩C.易于液化D.不易液化
4、如图，将CuSO4水溶液置于绝热箱中，插入两个铜电极，以蓄电池为电源进行电解，可以看作封闭体系的是（a）。
A.绝热箱中所有物质B.两个铜电极C.蓄电池和铜电极D.CuSO4水溶液
5、在体系温度恒定的变化中,体系与环境之间（c）。
A.一定产生热交换B.一定不产生热交换
C.不一定产生热交换D.温度恒定与热交换无关
6、下列定义式中，表达正确的是（b）。
A.G=H＋TSB.G=A＋PVC.A=U＋TSD.H=U—PV
7、在一个绝热钢瓶中，发生一个放热的分子数增加的化学反应，那么（c）。
A.Q>0，W>0，ΔU>0B.ΔQ=0，W=0，ΔU<0
C.Q=0，W=0，ΔU=0D.Q<0，W>0，ΔU<0
8、ΔH=Qp,此式适用于下列哪个过程：
（b）。
A.理想气体从106Pa反抗恒外压105Pa膨胀到105Pa
B.0℃,105Pa下冰融化成水
C.电解CuSO4水溶液
D.气体从（298K,105Pa）可逆变化到（373K,104Pa）
9、下述说法中，哪一种不正确：
（a）。
A.焓是体系能与环境进行交换的能量
B.焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量
C.焓是体系状态函数
D.焓只有在某些特定条件下，才与体系吸热相等
10、凝固热在数值上与下列哪一种热相等：
（d）。
A.升华热B.溶解热C.汽化热D.熔化热
11、在100℃和25℃之间工作的热机，其最大效率为（d）。
A.100%B.75%C.25%D.20%
12、在等压下，进行一个反应A+B=C，若ΔrHm>0，则该反应一定是：
（d）。
A.吸热反应B.放热反应C.温度升高D.无法确定
13、将1molH2O（l）（100℃、101.325kPa）置于密闭真空容器中，蒸发为同温同压的水蒸气并达平衡，该过程的△G（b）。
A.大于0B.小于0C.等于0D.不能确定
14、1mol双原子理想气体的Cp是：
（c）。
A.1.5RB.2.5RC.3.5RD.2R
15、2mol理想气体B在300K时等温膨胀，W=
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