物化试题.docx

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物化试题

绍兴文理学院   学年第  学期

一.填空题（共30分，每小题2分）

1.在110℃，1大气压下，水的化学势μ（l）与水蒸气的化学势μ（g）的大小关系应为                          。

2.设373K时，液体A的饱和蒸气压为286kPa，液体B的为106kPa，若A与B完全不互溶，当由1molA和2molB在恒温下构成双液系统时，系统的总蒸气压为              .

3．公式＝常数的适用范围是理想气体的                  过程，其中γ＝　　　　。

4.  Ag2O（s）分解反应Ag2O（s）=2Ag（s）+O2（g），体系的组分数C为　　　，自由度f为     。

5.已知反应C（s）＋O2（g）＝CO2（g）的平衡常数为K1；反应CO（g）＋O2（g）＝CO2（g）的平衡常数为K2；反应2C（s）＋O2（g）＝2CO（g）的平衡常数为K3，则K3与K1、K2的关系为　　　　 　　.

6．对有纯态凝聚相参加的理想气体反应，平衡压力商中只出现　　　　    ，而与　　　              无关。

7.由标准状态下元素的　　       　　完全反应生成1mol纯物质的焓变叫做该物质的　　　         　　　　。

8.在373K时，2mol某理想气体的亥姆霍兹函数A与吉布斯函数G的差值为                。

9.欲测定有机物燃烧热Qp,一般使反应在氧弹中进行,实测得热效应为QV，则Qp=         ，其中Δn为                    　　　　　　　。

10.某组分B在气液两相中达到平衡的条件是，该组分在气液两相中的              相等.

11.某温度下，若物质A（s）的分解压力为pkPa，则此时分解反应A（s）=B（s）+C（g）的的表达式为               。

12.对任何一个化学变化，平衡常数Kp数值的影响因素有           和　　　　　　。

13.化学反应若遵循体系的“摩尔吉布斯自由能（G）－反应进度（ξ）”的曲线进行，则该反应最终处于曲线的              .

14.温度一定时，粒子在能级上的分布服从玻尔兹曼分布。

当能级εj=2εi、简并度gj=2gi时，在两能级上分布的粒子数之比Nj/Ni为      .

15.已知A（s）＝B（g）＋C（g）的（J.mol-1）=－5264+7（T/K），要防止反应发生，温度必须              .

二、问答题：

（共20分）

1.下列物理量中哪些是强度性质？

哪些是容量性质？

哪些不是状态函数？

（7分）

Um,H,Q,V,T,p,Vm,W,Hm,U,Cp,Cv,Cp,m,Cv,m

2.一个绝热圆筒上有一个理想的（无摩擦无重量的）绝热活塞，其内有理想气体，内壁绕有电炉丝。

当通电时气体就慢慢膨胀，因为这是个恒压过程，，又因为是绝热体系，所以，这个结论是否正确，为什么?

     （6分）    

3.北方人冬天吃冻梨前，将冻梨放入凉水中浸泡，过一段时间后冻梨内部解冻了，但表面结了一层薄冰。

试解释原因。

（7分）

三.计算题（每题10分，共50分）

1．已知氢的Cp,m={29.07-0.836×10-3（T/K）+20.1×10-7（T/K）2}J·K-1·mol-1，求:

（1）恒压下1mol氢的温度从300K上升到1000K时需要多少热量？

（2） 若在恒容下需要多少热量？

（3） 求在这个温度范围内氢的平均恒压摩尔热容。

2．已知pΘ,298K下,C（s）,H2（g）和C6H6（l）的燃烧热分别为-393.3kJ·mol-1,-285.8kJ·mol-1和-3268kJ·mol-1。

求反应6C（s）+3H2（g）=C6H6（l）的热效应ΔrHmΘ。

3．若298K时反应N2O4（g）＝2NO2（g）的KΘ =0.1132，则当p（N2O4）=p（NO2）=1kPa时，试判断反应进行的方向并说明理由。

4．有10molCO2（视为理想气体）由25℃、1013.25kPa膨胀到25℃、101.325kPa。

计算下列过程中系统的△S，环境的△S环以及隔离系统的熵变△S隔。

假定过程是：

（1）可逆膨胀；

（2）自由膨胀；（3）对抗外压101.325kPa膨胀。

5．某二组分凝聚系统相图如下所示。

1、在图中标出各区域的稳定相；2、指出图中三相线及对应的平衡物质；3、分别绘出系统由a点和b点降温时的步冷曲线，并简述其相变化和自由度变化。

标准答案及评分标准

一.填空题（共30分，每小题2分）

1.μ（g）﹥μ（l）2.392kPa3.绝热可逆变化，Cp,m/Cv,m4.2,15.K3＝

6.各气相组分的压力项；各凝聚相的压力无关

7.稳定单质,标准摩尔生成焓8.-6202J9.QV+ΔnRT，生成物与反应物总物质的量之差10.化学势相等11.

12.温度，压力13.曲线的最低点14.

15.高于752K

二、问答题：

（共20分）

1.（7分）强度性质

容量性质

非状态函数

2.（6分）结论错误。

等式使用条件为封闭体系、等压、

，在该体系中有电功存在，所以

。

3.（7分）答：

凉水温度比冻梨温度高，使冻梨解冻。

冻梨含有糖分，故其凝固点低于水的冰点，当冻梨解冻时，要吸收热量而解冻后的温度仍低于水的冰点，所以冻梨内部解冻了而表面上仍结一层冰。

三.计算题（每题10分，共50分）

1． 

（1）20620J·mol-1 

（2）QV=ΔU=ΔH-RΔT=14800J·mol-1    （3）Cp,m=ΔH/（T2-T1）=29.45J·K-1·mol-1 

2．解：

-50.8kJ·mol-1 

3．解：

向生成NO2的方向进行。

4．解：

因熵是状态函数，故三个过程中系统的△S相同。

由过程

（1）可求得：

△S＝

＝191.4J.K-1

（1）理想气体恒温可逆过程：

△S＝

＝191.4J.K-1，△U＝0，Q1＝W1＝

，△S环＝

＝

，△S隔＝0

5．解：

1、各区域稳定相态如图所示；2、三相线

：

；

三相线

：

；3、步冷曲线及自由度如下图所示。

绍兴文理学院   学年  学期

              专业    级《物理化学》期末试卷（答题卷）

一、选择题：

（每题2分，共10分）

1.298K时，KNO3水溶液的浓度由1mol·dm-3增大到2mol·dm-3，其摩尔电导率Λm将　（　　）

A.     增大　　B.　减小　　　C.　不变　　　D.　不确定

2.电解质溶液中的正、负离子的迁移数之和（　　）

A.等于1　　B.大于1　　　C.小于1　 　D.不确定

3.基元反应的分子数是个微观的概念，其值为 （　　）

A.0，1，2，3　　　　　  　B.只能是1，2，3这三个正整数

C.也可能小于1的数值　　　D.可正，可负，可为零  

4.溶胶的基本特性之一是（　　）

A.     热力学上和动力学上皆属不稳定系统

B.     热力学上为不稳定系统，动力学上为稳定系统

C.     热力学上为稳定系统，动力学上为不稳定系统

D.    热力学上与动力学上皆属稳定系统

5.下列哪一点不属于电动现象？

（ ）

A.电导　　B.电泳　　C.电渗  D.流动电势

二、填空题（每题2分，共24分）

1.向溶胶中加入少量可溶性高分子，可使溶胶    。

当高分子浓度足够高时，溶胶的聚结稳定性可显著提高，其聚结稳定作用主要是　　　　　　　　　　。

2.在TK时电池反应的标准电动势为，若反应的标准电动势为，则与的关系为　　　　　　　。

3.在电解池中，随着电流密度的增加，电解池的端电压　　　　　，消耗的能量___　___。

4.固体表面不能为液体润湿时，其相应的接触角θ　　90°；完全润湿时的接触角θ　　90°。

（填＜，＞或＝）

5.化学反应的过渡状态理论认为反应物首先要形成　　　　　　　　　　　　，反应速率决定于　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　的分解速率。

6.通电于含有且各离子浓度均为1mol.kg-1的电解质溶液中。

已知：

 ，当不考虑超电势时，在惰性电极上金属析出的次序是                    。

7.液滴的半径越小，饱和蒸气压越　　　，液体中的气泡半径越小，气泡内的饱和蒸气压越　　　。

8.润湿液体在毛细管中上升的高度与毛细管内径成　     　　　关系，与液体的表面张力成           关系。

9.表面活性剂能使水的表面张力　　　　；它在表面层的浓度　　　　　在溶液内部的浓度。

10.电解质溶液的离子强度为　　　　　　　　　。

11.兰格缪尔吸附等温式为，　　　　　对作图得一直线，其斜率为     。

12.电解质中能使溶胶聚沉的离子是与胶粒电荷　　　　　　　的离子。

随此离子价数的增高，聚沉能力　　　　　　　。

三、判断题（每小题4分，其中判断对错2分，说明理由2分，共16分）

1.对一级反应来说，完成某一进度所需要的时间长短与反应物起始浓度大小有关。

2.化学反应的速率等于各基元反应速率的总和。

3.对于只含单一电解质所电离的正负两种离子的溶液来说，离子运动的速率愈大，其迁移数也愈大。

4.反应物分子的能量高于产物分子的能量，则此反应就不需要活化能。

四、简答题（每题5分，共10分）

1.298K时，测得浓度为1.028×10-3mol·dm-3的醋酸溶液的电离度α=0.1232，电导率κ=4.950×10-3　S·m-1，当求此溶液的摩尔电导率Λm时，是否应考虑醋酸的电离?

2.表面浓度、表面吸附量和表面超量三者的概念有什么区别？

五、计算题（每题10分，共40分）

1.300.2K，101325Pa下，用5.00A的直流电来电解极稀的硫酸溶液，问:

（1）欲获得1.00×10-3m3氧气，需通电多少时间?

（2）欲获得1.00×10-3m3氢气，需通电多少时间?

2. 电池 Zn│ZnCl2（0.05mol·kg-1）│AgCl（s）│Ag（s） 的电动势与温度的关系为:

        E/V=1.015－4.92×10-4（T/K－298）                                 

（1）写出电池反应 ；

（2）计算298K时上述电池可逆输出2F电量时，电池反应的 △rGm、ΔrSm、ΔrHm、ΔrUm、ΔrAm以及该电池的热效应QR；

   （3）若将该电池短路，上述各值为多少？

   （4）若该电池以0.8V工作电压放电，上述各值又为多少？

3.某一级反应，在298.15K时的半衰期为160s，在348.15K时的半衰期为20s，试求反应的活化能为多少？

4.在298K、下，电解含Zn2+溶液，希望当Zn2+浓度降至1×10-4mol·kg-1时，仍不会有H2（g）析出，问溶液的pH值应控制为何值?

已知H2（g）在Zn电极上的超电势η（H2）=0.72V，且与浓度无关；金属析出时超电势很小，可略去；φθ（Zn2+/Zn）=-0.7628V；设所有活度系数均为1。

绍兴文理学院学年学期

专业级《物理化学》期末试卷

标准答案及评分标准

一、选择题：

（每题2分，共12分）

1.B2.A3.B4.B5.A

二、填空题（每题2分，共24分）

1.答：

聚沉；空间稳定效应2.答：

3.答：

增大；增加

4.答：

θ＞90°；θ﹤90°5.答：

活化络合物；活化络合物分解为产物

6.答：

7.答：

大;小8.答：

反比例;正比例

9.答：

减小;大于10.答：

0.4mol.kg-111.答：

;

。

12.答：

相反;增强

三、判断题（每小题3分，其中判断对错1分，说明理由2分，共12分）

1.答：

错。

对一级反应来说，完成任一进度所需要的时间长短都与反应物起始浓度大小无关。

2.答：

错。

总反应速率与各基元反应速率的关系与反应机理有关。

3.答：

对。

4.答：

错。

反应需要活化能，只是该反应是一放热反应。

四、简答题（每题4分，共12分）

1.解：

不必考虑。

根据公式

=

如果将上述浓度乘以

值后，求已离解部分的浓度，再代入公式计算

就错了。

对于弱电解质，不必考虑电离度，应采用总计量浓度计算

。

因为摩尔电导率

是指相距1m的两平行电极间含有1mol溶质的溶液所具有的电导，这1mol溶质可能全部电解，也可能部分离解，故均以总计量浓度来计算

。

2.答：

表面浓度是溶液表面层单位面积所含溶质的物质的量。

表面吸附量是单位面积的表面层中所含溶质的物质的量与本体溶液中同量溶剂所含溶质的物质的量之差。

所以表面吸附量与表面浓度不同，而与表面超量是同一概念。

五、计算题（每题10分，共40分）

1.解：

（1）阳极反应为：

由

可得：

（2）阴极反应为：

由

可得：

2.[答] 

（1） Zn（s）+2AgCl（s）=2Ag（s）+ZnCl2 （0.05mol·kg-1）

（2） ΔrGm=-zFE=-195.9kJ·mol-1 ΔrSm=zF（əE/əT）p=-94.96J·K-1·mol-1 

ΔrHm=ΔrGm+TΔrSm=-224.2kJ·mol-1  ΔrUm=ΔrHm-Δ（pV）=ΔrHm=-224.2kJ·mol-1      

ΔrAm=ΔrGm=-195.9kJ·mol-1   Qr=TΔrSm=-28.30kJ·mol-1  

（3） Qp=ΔrUm+W=ΔrUm=-224.2kJ·mol-1    热力学函数变化值同上

 （4） Qp=ΔrUm+Wf=ΔrUm+zFE'=-69.8kJ·mol-1   热力学函数变化值同上    

3.解：

一级反应，

，

由Arrhenius方程：

4.解：

欲使H2不析出，必须满足

，由于金属析出时超电势很小，可略去，故