2006物理化学试题及答案

200601A物理化学试题及答案注意：1.请将答案写在答题纸上，请勿写在试卷上；2.可以使用计算器。一、选择题。每题1分，共30分。1.理想气体模型的基本特征是（a）分子不断地作无规则运动、它们均匀分布在整个容器中（b）各种分子间的作用相等,各种分子的体积大小相等（c）所有分子都可看作一个质点,并且它们具有相等的能量（d）分子间无作用力,分子本身无体积2.一容器的容积为V1=162.4m3，内有压力为94430Pa，温度为288.65K的空气。当把容器加热至Tx时，从容器中逸出气体在压力为92834Pa，温度为289.15K下，占体积114.3m3；求Tx=?(a)1038.15K(b)948.15K(c)849.15K(d)840.15K3.若气体能通过加压而被液化，则其对比温度应满足（a）Tr1（b）Tr＝1（c）Tr1（d）Tr为任意值4.x为状态函数，下列表述中不正确的是(a)dx为全微分(b)当状态确定，x的值确定(c)∆x=∫dx的积分与路经无关，只与始终态有关(d)当体系状态变化，x值一定变化5.对热力学可逆过程，下列说法中正确的是(a)过程进行的速度无限慢(b)没有功的损失(c)系统和环境可同时复原(d)不需环境做功6.凡是在孤立体系中进行的变化，其ΔU和ΔH的值一定是(a)ΔU0,ΔH0(b)ΔU=0,ΔH=0(c)ΔU0,ΔH0(d)ΔU=0,ΔH大于、小于或等于零不确定7.如图，A→B和A→C均为理想气体变化过程，若B、C在同一条绝热线上，那么∆UAB与∆UAC的关系是：(a)∆UAB∆UAC(b)∆UAB∆UAC(c)∆UAB=∆UAC(d)无法比较两者大小。8.理想气体卡诺循环的图为下列四种情况中的哪一种?9.把下列化学势与偏摩尔量区别开来(1)cbB,,TpnSn(2)cbB,,SpnHn(3)cbB,,TVnUn(4)cbB,,TVnAn(a)(1)、(4)偏摩尔量；(2)、(3)化学势(b)(1)偏摩尔量；(2)化学势；(3)、(4)都不是(c)(1)偏摩尔量；(2)、(4)化学势；(3)都不是(d)(2)化学势；(3)、(4)偏摩尔量；(1)都不是10.液体B比液体A易于挥发，在一定温度下向纯A液体中加入少量纯B液体形成稀溶液，下列几种说法中正确的是（a）该溶液的饱和蒸气压必高于同温度下纯液体A的饱和蒸气压。（b）该液体的沸点必低于相同压力下纯液体A的沸点。（c）该液体的凝固点必低于相同压力下纯液体A的凝固点(溶液凝固时析出纯固态A)。（d）该溶液的渗透压为负值。11.下列叙述中哪一句是错误的(a)气体标准态的逸度为p(b)逸度等于p的状态是气体的标准态(c)气体的标准态是逸度等于p的理想气体(d)实际气体的标准状态是不可以实现的状态12.在一定温度压力下，对于只有体积功的任一化学反应，能用于判断其反应方向的是（a）rmG（b）K（c）mrG（d）mrH13.在302K时，标准压力下，A→B过程rH=-102kJ,rS=-330J/K，可判断该过程（a）自发（b）非自发（c）平衡（d）无法判断14.在一刚性密闭容器内，某温度下，反应CaO十CO2(g)＝CaCO3已达平衡，如再投入CaO或CaCO3，那么C02的浓度分别怎样变化？（a）减少，增加（b）减少，不变（c）不变，不变（d）不变，增加15.关于相的说法正确的是（a）不同的相间存在界面（b）同一相间不存在界面（c）同一物质形成的固体一定是单相（d）两种物质形成的固体混合物一定是两相体系16.Clapeyron方程适用于（a）单组分两相平衡体系（b）单组分三相平衡体系（c）多组分两相平衡体系（d）多组分三相平衡体系17.在373.15K时，某有机液体A和B的蒸气压分别为p和3p，A和B的某混合物为理想液体混合物，并在373.15K，2p时沸腾，那么A在平衡蒸气相中的摩尔分数是多少？（a）1/3（b）1/4（c）1/2（d）3/418.下面关于恒沸物特点的描述，哪一点不正确（a）压力恒定时，其组成一定（b）若其在T~x图上是最低点，那么在p~x图上是最高点（c）有确定的组成（d）能形成恒沸物的双液系蒸馏时不能同时得到两个纯组分19.一个溶液的导电能力决定于溶液中所含离子的（a）离子数目，价数（b）离子移动速率（c）离子数目，移动速率（d）离子数目，移动速率和价数20在电导实验测定中，需用交流电源，其原因是（a）防止在电极附近溶液浓度的变化（b）准确测定电流的平衡点（c）简化测量电阻的线路（d）保持溶液不致升温21.用铜作电极电解硫酸铜稀溶液，其阴极区,阳极区中溶液变色的情况分别为:（a）变浅，加深（b）加深，变浅（c）变浅，不变（d）不变，不变22.纯液体温度升高时，表面张力（a）随温度升高指数增大（b）随温度升高线性降低（c）随温度呈对数变化（d）不变23.20℃时，水的表面张力为3172.810Nm－，汞的表面张力为3148310Nm，而汞和水的界面张力为3137510Nm，则水在汞表面上（a）能铺展开（b）不能铺展开（c）形成液滴状（d）无法确定24.关于反应速率r，表达不正确的是（a）与体系的大小无关而与浓度大小有关（b）与各物质浓度标度选择有关（c）可为正值也可为负值（d）随反应时间的变化而变化25.关于光化学反应的特点，以下说法不正确的是（a）无需活化能（b）具有良好的选择性（c）m0rG的反应也能发生（d）温度系数小26.对于链反应,下面说法不正确的是（a）链反应的共同步骤为：链的引发、传递及终止三步（b）支链反应在一定条件下可引起爆炸（c）链反应的速率可用稳态近似法和平衡态近似法处理（d）链反应的速率极快,反应不需要活化能27.区别溶胶与真溶液及悬浮液最简单而灵敏的方法是(a)超显微镜测定粒子大小(b)乳光计测定粒子浓度(c)观察丁达尔现象(d)电子显微镜测定粒子大小28.胶体溶液在外加直流电场作用下，向某一电极作定向运动的是(a)胶核(b)胶粒(c)胶团(d)紧密层29向碘化银正溶胶中滴加过量的KI溶液，则所形成的新溶胶在外加直流电场中的移动方向为(a)向正极移动（b）向负极移动（c）不移动(d)无法判断30所谓乳状液是指(a)油、水互溶所形成的二组分系统(b)油分散在水中而不是水分散在油中所成的分散系统(c)水分散在油中而不是油分散在水中所成的分散系统(d)油分散在水中或水分散在油中所成的分散系统二、计算题1.2mol单原子理想气体，由600K，1.0MPa对抗恒外压p绝热膨胀到p。计算该过程的Q、W、ΔU和ΔH。(Cp,m=2.5R)（10分）2.1mol理想气体在等温下体积增加10倍,求体系的熵变（8分）(1)设为可逆过程；(2)设为何真空膨胀过程。3.纯金的结晶温度等于1335.5K。金从含Pb的质量分数0.055的Au-Pb溶液中开始结晶的温度等于1272.5K。求金的熔化焓。（7分）4.在1000K时，反应CO(g)＋H2O(g)─→CO2(g)＋H2(g)的Kp＝1.43，设有一反应体系，各物质的分压为：p(CO)＝506.625kPa，p(H2O)＝202.65kPa，p(CO2)＝303.975kPa，p(H2)＝303.975kPa。（10分）(1)试计算此条件下反应的自由能变化rmG；(2)已知在1200K时，Kp＝0.73，试判断反应的方向（设为理想气体）。5.相图分析与计算（15分）(1)试标出下列相图中1，2，3，4，5相区的相态；(2)若将30克恒沸混合物降温，先析出何种固体?求出最大析出量；(3)由图设计出一个将恒沸混合物分为纯A纯B的分离方案；6.用电解食盐法制备氯和碱时，在140dm3电解液中以1250A电流通电10小时，测得每dm3溶液中含氢氧化钠116.5g。试计算电解槽的电流效率。（6分）7.用最大泡压法测定丁醇水溶液的表面张力。已知20℃时实测最大泡压力为0.4217kPa，用同一毛细管测得水的最大泡压力为0.5472kPa。已知20℃时水的表面张力为3172.7510Nm，试计算该丁醇水溶液的表面张力。（7分）8.某化合物的分解是一级反应，该反应活化能51a=1.404310JmolE，已知557K时该反应速率系数2113.310sk，现在要控制此反应在10min内，转化率达到90%，试问反应温度应控制在多少度？（7分）答案：一、选择题：1d2b3c4d5c6d7a8b9c10c11b12c13.a14c15a16a17b18c19d20a21a22b23a24c25a26d27c28b29a30d二、计算题1.解：理想气体绝热不可逆膨胀Q＝0。ΔU＝W，即nCV,m(T2-T1)=-p2(V2-V1)[4]因V2=nRT2/p2,V1=nRT1/p1，求出T2=384K。[2]ΔU＝W＝nCV,m(T2-T1)＝-5.39kJ[2]ΔH＝nCp,m(T2-T1)＝-8.98kJ[2]2.解：(1)因该过程系理想气体等温可逆膨胀过程,故S=nRln(V2/V1)=(1mol)(8.314J·K-1·mol-1)ln(10V1/V2)=19.14J·K-1[6](2)虽然与(1)的膨胀方式不同，但其始、终态相同，且熵是状态函数，所以该过程体系的熵变与(1)相同，即S=19.14J·K-1。[2]3.解:0.055/207Pb0.0524870.055/2070.945/197x[2]*(Pb)/fusmfffHRTTxT8.3141335.51272.50.05248/(1335.51272.5)-111770Jmol[5]4.[解]：(1)rmG=-RTlnK+RTlnQp=-RTln(K/Qp)=-8.314×1000ln{1.43/[(303.975)2/(506.625×202.65)]}=-3850(J·mol-1)0反应正向进行[5分](2)Qp=(303.975)2/(506.625×202.65)=0.900.73＝Kp∴rmG0,上述反应逆向进行。[5分]5.解：(1)1气相；2气相+溶液；3溶液；4溶液+固体A；5固体A+固体B[共5分](2)先析出A(S)析出最大量为WA/30=(70-40)/70WA=30X(30/70)=12.86(克)[共5分](3)将恒沸混合物冷至接近20℃时分离出A(s)，剩下低共溶混合物溶液中含B70%，将其升温蒸溜，釜底可得纯B，馏出液为恒沸混合物，重复上述操作，直到A，B完全分离。[5分]6.[解]理论上通电10小时可得W(NaOH)＝(1250×10×3600/96500)×40＝1.865×104g[2分]实际上得W'(NaOH)＝140×116.5＝1.631×104g[2分]故电流效率＝W/W'×100%＝87.5%[2分]7.解：由Laplace方程及最大泡压法的原理可知对丁醇水溶液112pr对于水222pr则313111220.421772.7510Nm56.110Nm0.5472pp[7]8.解：一级反应310201ln3.810s0.1cktc由a122111ln=EkkRTT，代入数据求得2520KT[7]