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物理化学

物理化学参考答案

一、选择题

1.对于稀溶液，下列说法正确的是：

（C）

（A）溶剂和溶质都服从拉乌尔定律（B）溶剂和溶质都服从亨利定律

（C）溶剂服从拉乌尔定律（D）溶剂服从亨利定律

溶质服从亨利定律溶质服从拉乌尔定律

2、关于亨利定律,下面的表述中不正确的是：

（C）

（A）若溶液中溶剂在某浓度区间遵从拉乌尔定律,则在该浓度区间组

分B必遵从亨利定律

（B）温度越高、压力越低,亨利定律越正确

（C）因为亨利定律是稀溶液定律,所以任何溶质在稀溶液范围内都遵

守亨利定律

（D）温度一定时,在一定体积的溶液中溶解的气体体积与该气体的分

压力无关

3、下述说法哪一个正确?

某物质在临界点的性质：

（D）

（A）与外界温度有关（B）与外界压力有关

（C）与外界物质有关（D）是该物质本身特性

4、以下现象属于溶胶的电动现象的是：

（A）

（A）电泳（B）布朗运动（C）丁铎尔现象（D）沉降平衡

5、在恒温恒压下形成理想液体混合物的混合吉布斯自由能ΔmixG≠

0，恒温下ΔmixG对温度T进行微商,则：

（C）

（A）（αΔmixG/αT）T<0（B）（αΔmixG/αT）T>0

（C）（αΔmixG/αT）T=0（D）（αΔmixG/αT）T≠0

6、涉及焓的下列说法中正确的是：

（D）

（A）单质的焓值均为零（B）在等温过程中焓变为零

（C）在绝热可逆过程中焓变为零（D）化学反应中体系的焓

7、已知某反应的速率常数k为5.0×10–7mol-1·dm3·s-1，则该反应反应级数n是：

（C）

（A）0（B）1（C）2（D）3

8、在体系温度恒定的变化过程中，体系与环境之间：

（D）

（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

9、热力学基本关系之一

适用的条件是：

（D）

（A）理想气体（B）等温等压下

（C）封闭体系（D）除膨胀功外无其它功的封闭体系

10、任意量的NH4Cl（s）、NH3（g）及HCl（g），平衡时该体系的独立组分

数和相数应为（D）

（A）1；1（B）2；1（C）1；2（D）2；2

11、在讨论稀溶液蒸气压降低规律时，溶质必须是：

（C）

（A）挥发性溶质（B）电解质（C）非挥发性溶质（D）气体物质

12、气相反应

是放热反应。

当反应达到平衡时，可采用下列那组条件，使平衡向右移动？

（D）

（A）降低温度和降低压力（B）升高温度和增大压力

（C）升高温度和降低压力（D）降低温度和增大压力

13、反应2A+B=C的rHmθ的求算公式是：

（B）

（A）

（B）

（C）

（D）

14、在一定温度和压力下，化学反应吉布斯自由能

与标准化学反应吉布斯自由能

相等的条件是：

（D）

（A）反应体系处于平衡（B）反应体系的压力为标准压力

（C）反应可以进行到底（D）参与反应的各物质均处于标准态

15、已知25℃时，

=－0.7628V、

=－0.4029V、

=0.5355V、

=0.7991V。

则当以Zn/Zn2+为阳极组成电池时，标准电动势最大的电池是：

（D）

（A）Zn|Zn2+||Cd2+|Cd（B）Zn|Zn2+||H+|H2,Pt

（C）Zn|Zn2+||I－|I2,Pt（D）Zn|Zn2+||Ag+|Ag

16、298K时电池Pt,H2（pθ）|HCl（a=0.01）|AgCl（s）+Ag（s）的标准电动势Eθ为：

（A）

（已知

，

）

（A）0.2224V（B）–0.2224V（C）0.3406V（D）–0.1042V

17、某一电池反应，如果计算得出其电池电动势为负值，表示此电池反应是：

（B）

（A）正向进行（B）逆向进行（C）不可能进行（D）反应方向不确定

18、实际电解时，在阴极上首先发生还原作用而放电的是：

（C）

（A）标准还原电极电位最大者

（B）标准还原电极电位最小者

（C）考虑极化后实际上的不可逆还原电位最大者

（D）考虑极化后实际上的不可逆还原电位最小者

19、反应PCl5（g）=PCl3（g）+Cl2（g），一定温度下，要使平衡向生成产物的方向移动，应采取的措施是：

（C）

（A）增加压力（B）体积不变，通入氮气使压力增大

（C）压力不变，通入氮气使体积增大（D）体积不变，通入氯气使压力增大

20、当发生极化现象时，两电极的电极电势将发生如下变化：

（A）

（A）

变大，

变小（B）

变小，

变大（C）两者都变大（D）两者都变小

21、某反应其速度常数

＝2.31×10－2S－1.dm3.mol－1，对初始浓度为1.0mol.dm－3的反应物，则反应的半衰期为：

（A）

（A）43.29S（B）15.0S（C）30.0S（D）21.65S

22、已知在273K时，液体A的饱和蒸气压为66662Pa，液体B的饱和蒸气压为101325Pa，设A和B构成理想溶液，则当A在溶液中的摩尔分数xA=0.5时，气相中A的摩尔分数为（C）

（A）0.200（B）0.300（C）0.397（D）0.603

23、某反应的速度常数

为5.0×10－5S－1dm3.mol－1，若浓度单位改变为mol.cm－1，时间单位改变为min，则

的数值为：

（A）

（A）3（B）8.33×10－10

（C）8.33×10－4（D）3×10－3

24、某反应的速度常数为4.62×10－2min-1，若其反应物的初始浓度为0.1mol.dm-3，则反应的半衰期

为：

（B）

（A）216min（B）15min（C）30min（D）1.08min

25、水对玻璃润湿，汞对玻璃不润湿，将一玻璃毛细管分别插入水和汞中，下

列叙述不正确的是：

（D）

（A） 管内水面为凹球面；        （B）管内汞面为凸球面；

（C） 管内水面高于水平面；     （D）管内汞面与汞平面一致

26、质量作用定律适用于：

（D）

（A）对峙反应（B）平行反应（C）连串反应（D）基元反应

27、温度对化学反应速度影响很大，温度变化主要改变：

（D）

（A）活化能（B）指数前因子（C）物质浓度或分压（D）速度常数

28、甲酸在金表面上分解为CO2和H2的反应是一级反应，413K和458K的速

率常数分别为5.5×10-4ｓ-1和9.2×10-3ｓ-1，则分解反应的活化能Ea为：

（C）

（A）128.4kJ·mol-1（B）108.4kJ·mol-1（C）98.4kJ·mol-1（D）88.4kJ·mol-1

29、从化学反应的等温方程出发，要使该反应逆向自发进行必须符合（B）

（A）Qa>Kθ（B）Qa

30、化学反应的过渡状态理论的要点是：

（B）

（A）反应物通过简单碰撞就能变成产物

（B）反应物首先要形成活化络合物，反应速度决定于活化络合物分解为产物的分解速度

（C）在气体分子运动论的基础上提出来的

（D）引人了方位因子的概念，并认为它与熵变化有关

31、盖斯定律包含了两个重要问题，即：

（D）

（A）热力学第一定律和热力学第三定律（B）热力学第一定律和热的基本性质

（C）热力学第三定律和热的基本性质（D）热力学第一定律和状态函数的基本特性

32、冬季建筑施工中，为了保证施工质量，常在浇注混凝土时加入少

量盐类，其主要作用是？

（C）

（A）增加混凝土的强度（B）防止建筑物被腐蚀

（C）降低混凝土的固化温度（D）吸收混凝土中的水份

33、某温度下，下列哪些反应，增加压力能使反应向生成产物方向移（C）（A）H2（g）+I2（g）=2HI（g）（B）C（s）+1/2O2（g）=CO（g）

（C）SO2（g）+1/2O2（g）=SO3（g）（D）C（s）+O2（g）=CO2（g）

34、在273K和标准压力下，水的化学势

和水汽的化学势

的关系式：

（B）

（A）

=

（B）

<

（C）

>

（D）无法知道

35、若规定温度T、标准态下的稳定单质的焓值为零，则稳定单质的内能规定值将是：

（C）

（A）无法知道（B）总是正值（C）总是负值（D）总是零

36、一个复杂化学反应可以利用平衡浓度法近似处理的条件是：

（B）

（A）反应速度快，迅速达到化学平衡

（B）包含可逆反应且很快达到平衡，其后的基元步骤速率慢

（C）中间产物的浓度小，第二步反应慢

（D）第一步反应快，第二步反应慢

二、填空题

1、当有电流通过电极时，由于极化作用，使得阳极电极电势升高（填

“升高”或“降低”），阴极电极电势降低（填“升高”或“降低”）。

2、3mol的单原子理想气体，从初态T1＝300K、p1＝100kPa反抗恒定的外压50kPa作不可逆膨胀至终态T2＝300K、p2＝50kPa，对于这一过程的Q=3741J、W=－3741J、

=0、

=0。

3、人的血浆可视为稀溶液。

其凝固点为－0.56℃。

已知水的摩尔凝固点降低常数

为1.86，则37℃时血浆的渗透压为

Pa。

4、可逆电池所必须具备的条件是

（1）电池反应互为可逆

（2）通过电池的电流无限小

5、已知稀溶液中溶质的摩尔分数为0.03，纯溶剂的饱和蒸汽压为91.3kPa，则该溶液中溶剂的蒸汽压为88.561kPa。

6、理想气体真空自由膨胀过程：

Q=0、W=0、ΔU=0、

ΔH=0。

（填入“<”、“>”或“=”）

7、化学式的定义式为μB=GB（或者

）。

8、已知下列反应的平衡常数：

H2（g）+S（s）=H2S（s）为K1；S（s）+O2（g）=SO2（g）为K2。

则反应H2（g）+SO2（g）=O2（g）+H2S（g）的平衡常数为____K1/K2____。

9、写出下列气相反应的标准平衡常数Kpθ，平衡常数Kp和Kx表达式：

N2O4（g）=2NO2（g）

Kpθ=

；Kp=

；

Kx=

。

10、NH4HS（s）放入真空容器中，并与其分解产物NH3（g）和H2S（g）达到平衡，则该系统中组分数C=2；相数P=2；自由度F=2。

11、能够发生有效碰撞的反应物分子一定是活化分子

12、发生有效碰撞时，反应物分子必须具备的条件是

（1）足够的能量，

（2）合适的碰撞时方向

13、相律的表达式为f=C—Φ+2，其中f为自由度，C为独立组分数，Φ为相数。

若固定温度数值，则相律的表达式应为f*=C—Φ+1。

14、1mol温度为TK的理想气体，经绝热不可逆膨胀，体积增加一倍，没有对外作功，则环境的熵变⊿S为0J·K-1，与此同时，理想气体的温度将降低

15、玻璃毛细管插入水中，管内水面__高于__水平面（高于，低于），管内水面呈_凹___面（凹，凸，平），在细毛管中的高度__大__于粗毛细管中的高度。

16、表面活性剂加入水后，水溶液的表面张力减小

17、对于电化学装置中的电极，按惯例把电势高的称为正极，电势

低的称为负极；发生氧化反应的称为阳极，发生还原反应

的称为阴极。

18、卡诺热机的效率只与冷源、热源的温度有关，而与工作物质无关。

19、Arrhenius经验式的微分式为

，若把活化能Ea看作与温度无关

的常数，可写出Arrhenius经验式的对数式和指数式，分别表示为：

；

。

20、用一电池测定KCl溶液的电阻为23.78Ω，κ＝1.289S·m－1。

HAc溶液的电阻为3832Ω，则此HAc溶液的电导率κ＝8×10－3S·m－1

21、所有自发过程都具有三个重要特征：

单向性单向性；不可逆性；具有可作功的能力。

三、计算题

1、设1molHe服从理想气体行为，由始态T1=273.2K，p1=304000Pa经恒温抗外压202700Pa（不可逆）的过程转变为p2=202700Pa，体积为V2的终态。

求此过程的W、Q、ΔU、ΔH、ΔS、ΔG和ΔA。

解：

ΔU=ΔH=0

Q=－W=p外ΔV=p2（

－

）

=202700×（

－

）

=756.88（J）

ΔG=ΔA=nRTln（p2/p1）

=1×8.314×273.2×ln（202700/304000）

=-920.60（J）

ΔS=nRln（p2/p1）=－3.37J·K－1

2、某物质按一级反应分解，已知反应完成40%需时间50min，试求

（1）以s为单位的速率常数值；

（2）完成80%反应所需的时间。

解：

（1）

（2）

3、将NH4HS（s）放入抽空的瓶中发生分解反应：

NH4HS（s）=NH3（g）+H2S（g）

298K时测得体系平衡时的总压为6.665×104Pa，若气体视为理想气体，求

反应的标准平衡常数Kpθ。

解：

假设原有NH4HS（s）为1mol，平衡时分解掉xmol，则

NH4HS（s）=NH3（g）+H2S（g）

　　开始t=0100

平衡t=te1-xxxn总=（1+x）

p（NH3）=p（H2S）=（6.665×104Pa）/2=3.332×104Pa

4、在压力为101.325kPa下，反应

在电池中进行时，在1375K和1275K的

分别是—20.92和—28.48kJ.mol-1。

（1）计算电池反应在1375K的

、

、

和

，并计算电池在该温度恒温可逆操作时的

和

。

（2）计算在101.325kPa时

还原

所需的最低温度。

解：

（1）1375K时：

（2）

5、某抗菌素在人体内的代谢反应为一级反应，若服药后每24小时药物代谢一半，而药物代谢20%则必须补充该药，问第二次服药时间？

解：

t1/2＝0.693/k

k＝0.693/24

＝0.028875（小时）－1

ln（C0/CA）＝kt

t＝7.73（小时）

6、Zn－Hg（含Zn10%）∣ZnSO4·7H2O（s）饱和溶液‖Hg2SO4（s）（饱和溶液）∣Hg（l）。

Eθ＝1.4328－1.19×10－3（T－288）－7.0×10－6（T－288）2，（аE/аT）P＝－1.19×10－3－2×7.0×10－6（T－288）

（1）写出电极反应和电池反应。

（2）求300K时电池反应的ΔrGmθ、ΔrSmθ、ΔrHmθ以及QR。

解：

（1）电极反应：

正极：

Hg2SO4（s）＋2e＝2Hg（l）＋SO42－

负极：

Zn（Hg）＝Zn2＋＋2e

电池反应：

Zn（Hg）＋Hg2SO4（s）＝2Hg（l）＋Zn2＋＋SO42－

（2）T＝300K时：

Eθ＝1.4328－1.19×（300－288）－7.0×10－6（300－288）2

＝1.4175（V）

ΔrGmθ＝－zEθF

＝－2×1.4175×96500

＝－273.58（KJ/mol）

（аE/аT）P＝－1.19×10－3－2×7.0×10－6（300－288）

＝－1.358×10－3（V/K）

ΔrSmθ＝zF（аE/аT）P

＝2×96500×（－1.358×10－3）

＝－262.1（J/K·mol）

ΔrHmθ＝ΔrGmθ＋TΔrSmθ

＝－273.58×103＋300×（－262.1）

＝－352.21（KJ/mol）

QR＝TΔrSmθ

＝300×（－262.1）

＝－78.628（KJ/mol）

7、某理想气体反应A（g）+2B（g）＝D（g）+4E（g），在298.15K时，已知有关数据如下：

（假设以下数据均不受温度影响）

物质

A（g）

B（g）

D（g）

E（g）

ΔfHmθ/kJ·mol-1

-74.84

-241.84

-393.42

0

Smθ/J.mol-1·K-1

186.0

188.0

214.0

130.0

经计算说明：

当A、B、D和E的摩尔分数分别为0.3、0.2、0.3和0.2，T＝600K，P＝100kPa时反应的方向如何？

解：

ΔrHmθ＝[（－393.42）＋4×0]－[（-74.84）＋2×（-241.84）]

＝165.1（kJ·mol-1）

ΔrSmθ＝（214.0＋4×130.0）－（186.0＋2×188.0）

＝172.0（J.mol-1·K-1）

ΔrGmθ＝ΔrHmθ－TΔrSmθ

＝165.1－600×172.0×10－3

＝61.9（kJ·mol-1）

由ΔrGmθ＝－RTlnKpθ得：

Kpθ＝4.0×10－6

Qp＝[（0.3×0.24）/（0.22×0.3）]×（P/Pθ）

＝4.0×10－2

ΔrGm＝ΔrGmθ＋RTlnQp

＝4.0×10－6＋8.314×600×ln（4.0×10－2）

＝45.84（kJ·mol-1）＞0，反应向左进行

8、反应SO2Cl2

SO2+Cl2是一级的气相反应。

在320℃时，k=2.2×10－5s－1。

问反应经过90min后SO2Cl2的分解百分数是多少？

解：

=kt=2.2×10－5s－1×90min×60s·min－1=0.1188

=1.1261x=0.112=11.2%

9、已知298K时，E

（Ag+|Ag）=0.7996V,AgCl的活度积：

Ksp

=a（Ag+）a（Cl）=1.75×1010，试求298K时E

（Cl|AgCl|Ag）。

解：

设计电池：

Ag|Ag+||Cl|AgCl（s）|Ag

电池反应：

AgCl（s）===Ag++Cl

E

=

E

（Cl|AgCl|Ag）=E

（Ag+|Ag）+E

=E

（Ag+|Ag）+

=0.2227V