物理化学试题及答案解析

第1页共9页物理化学试题一、单项选择题（每小题2分，共30分）1、下面说法错误的是(A)系统的同一状态可具有不同的体积(B)系统的不同状态可具有相同的体积(C)系统的状态改变了，可能所有的状态函数都要发生改变(D)系统的某一状态改变了，其状态必定发生改变2、理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程,则(A)可以从同一始态出发达到同一终态。(B)不可以达到同一终态。(C)不能确定以上A、B中哪一种正确。(D)可以达到同一终态，视绝热膨胀还是绝热压缩而定3、下述说法何者确……………………………………………()(A)水的生成热即是氧气的燃烧热(B)水蒸汽的生成热即是氧气的燃烧热(C)水的生成热即是氢气的燃烧热(D)水蒸汽的生成热即是氢气的燃烧热4、反应2A+B=C中,反应物A从6mol变到2mol,则反应进度为(A)1mol(B)-2mol(C)4mol(D)2mol5、苯和甲苯在恒温恒压条件下混合形成理想液体混合物，其△mixS…()(A)0(B)0(C)=0(D)0第2页共9页6、在刚性的密闭容器中，有下列理想气体反应达到平衡A(g)＋2B(g)C(g)，若在恒温下加入一定惰性气体，则平衡将(A)向右移动(B)向左移动(C)不移动(D)无法确定7、纯水的凝固点为Tf*，沸点为Tb*，食盐稀溶液的凝固点为Tf，沸点为Tb则(A)Tf*Tf，Tb*Tb(B)Tf*Tf，Tb*Tb(C)Tf*Tf，Tb*Tb(D)Tf*Tf，Tb*Tb8、反应A=2B在温度T时的速率方程为BBAdcdtkc，则此反应的半衰期为(A)ln2/kB(B)21n2/kB(C)kBln2(D)2kBln29、下列各式哪一个是对化学势的正确表示(A)Cn,p,TBBnU(B)Cn,p,TBBnG(C)Cn,V,SBBnA(D)Cn,V,SBBnH10、在讨论稀溶液的蒸气压降低规律时，溶质必须是(A)挥发性物质(B)电解质(C)非挥发性物质(D)气体物质11、在732K时反应NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)的△rGm为－20.8kJ·mol-1，△rHm为154kJ·mol-1，则反应的△rSm为(A)239J·K-1·mol-1(B)0.239J·K-1·mol-1(C)182J·K-1·mol-1(D)0.182J·K-1·mol-112、已知温度为T时反应H2O(g)=H2(g)+1/2O2(g)的K1和反应第3页共9页CO2(g)=CO(g)+1/2O2(g)的K2，则反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)的K为(A)K=K1+K2(B)K=K1×K2(C)K=K1/K2(D)K=K2/K113、在相图上，当系统处于下列哪一点时只存在一个相(A)恒沸点(B)熔点(C)临界点(D)低共熔点14、一球形肥皂泡半径为r，肥皂水溶液的表面张力为，则泡内的附加压力为(A)2pr(B)4pr(C)2pr(D)4pr15、在、两相中都含有A和B两种物质，当达到相平衡时(A)()()BA(B)()()AA(C)()()BA(D)()()BA二、填空题（每小题2分，共10分）1、理想气体在定温下向真空膨胀，ΔU0，ΔH0，W0，ΔS0（填、或=符号）2、已知18℃时，Ba(OH)2、BaCl2、NH4Cl溶液的极限摩尔电导率分别为22.8810、21.20310、21.2981021Smmol，那么18℃时NH4OH的m。第4页共9页3、NH4HS(s)和任意量的NH3(g)及H2S(g)达平衡时有C=,P=,F=。4、对于含0.5mol乙醇和0.5mol水的溶液体积为V，已知水的偏摩尔体积为V水，则乙醇的偏摩尔体积V乙醇为_________________。5、表面张力随温度升高而。（选填增大、不变、减小），当液体到临界温度时，表面张力等于。.三、（本题12分）1mol理想气体从300K，100kPa下等压加热到600K，求此过程的Q、W、△U、△H、△S、△G。已知此理想气体300K时的Sm=150.0J·K－1·mol－1，Cp,m=30.0J·K－1·mol－1。四、（本题8分）乙醇和甲醇组成理想混合物，在293K时纯乙醇的饱和蒸气压为5933Pa，纯甲醇的饱和蒸气压为11826Pa。已知甲醇和乙醇的相对分子质量为32和46。(1)计算甲醇和乙醇各100g所组成的混合物中，乙醇的物质的量分数x乙；（2分）(2)求混合物的总蒸气压p总与两物质的分压p甲、p乙(Pa)；（4分）(3)求甲醇在气相中的物质的量分数y甲。（2分）五、（本题9分）有一电池可用表示为：Cu(s)|Cu(Ac)2(a=1)|AgAc(s)|Ag(s)已知298K时，该电池的电动势E1=0.372V，308K时,E2=0.374V。设该电池电动势的温度系数为常数。（1）写出电极反应及电池反应（以电子转移数z＝2计）；（3分）（2）计算298K时该电池反应的ΔrGm,ΔrSm,ΔrHm，以及电池恒温放电时的可逆热Qr,，m。（6分）第5页共9页六、（本题10分）用丁烯脱氢制丁二烯的反应如下：32222()()()CHCHCHgCHCHCHCHgHg反应过程中通入水蒸气，丁烯与水蒸气的摩尔比为1;15，操作压力为2.0×105Pa。已知298.15K下数据：（1）计算298.15K时反应的rmH、rmS和rmG。（4分）（2）问在什么温度下丁烯的平衡转化率为40%。假设反应热效应和过程熵变不随温度变化，气体视为理想气体。（设丁烯初始物质的量为1mol）（6分）七、（本题8分）65ºC时N2O5气相分解的速率常数为0.292min-1，活化能为103.3kJ·mol-1，求80ºC时的速率常数k及半衰期t1/2。八、（本题13分）下图为定压的As-Pb相图，试从相图：(A)丁烯（g）(B)丁二烯（g）ΔfHm（kJ·mol-1）-0.13110.16ΔfGm（kJ·mol-1）71.29150.67第6页共9页（1）推测w(Pb)为0，0.30，0.60，0.98和1.00的熔融物冷却时步冷曲线的形状；（5分）（2）写出含w(Pb)=0.60的熔融物在冷却过程中相的变化；（4分）（3）从图上找出由100g固态砷与200gw(Pb)=0.60的溶液平衡的系统的表示点，并说明系统的组成。（4分）第7页共9页物理化学试卷（至学年第学期）课程名称：物理化学(A)出题教师：适用班级：答案：一．选择题1－5ABCDA；6-10CABBC；11-15ACCDB二．填空题1、=,=,=,＞2、22.1371021Smmol3、2,2,24、2V-V水5、减小，零三、解W＝－p(V2-V1)=nR(T1-T2)…………1分=1×8.314×(300-600)=-2494.2J…………0.5分U=nCV,m(T2-T1)…………1分=1×(30.00-8.314)×(600-300)=6506J…………0.5分H=nCp,m(T2-T1)…………1分=1×30.00×(600-300)=9000J…………0.5分Qp=H=9000J…………1分S=nCp,mln(T2/T1)…………1分=1×30.00×ln(600/300)=20.79J·K－1·mol－1…………0.5分由Sm(600K)=Sm(300K)+S…………1分=(150.0+20.79)=170.79J·K－1·mol－1…………0.5分TS=n(T2S2－T1S1)…………1分=1×(600×170.79－300×150.0)＝57474J…………0.5分G=H－TS…………1分＝9000－57474…………0.5分=－48474J…………0.5分第8页共9页四、解：(1)nA=100/32=3.125mol,n乙=100/46=2.17mol,……………1分x乙=n乙/(n甲+n乙)=2.17/(3.125+2.17)=0.41……………1分(2)理想液态混合物，使用拉乌尔定律：…………1分P甲=p甲*×x甲＝11826×（1－0.41）=6977Pa;…………1分p乙=p乙*×x乙＝5933×0.41=2433Pa…………1分p总＝p甲＋p乙＝6977Pa＋2433kPa＝9410Pa…………1分(3)根据分压定律，可求出气相中甲醇的物质的量分数y甲＝p甲/p总=6977/9410=0.7414…………2分五、解（1）负极（阳极）：Cu-2e-→Cu2+…………1分正极（阴极）：2AgAc+2e-→2Ag+2Ac－…………1分电池反应：Cu+2AgAc→2Ag+2Ac-)+Cu2+…………1分（2）ΔrGm=－zFE1=－2×96500×0.372=－71.796kJ·mol-1若F＝96485则为-71.785kJ·mol-1…………2分由于温度系数为常数，14102298308372.0374.0)(KVTEp…………1分ΔrSm=zFpTE)(＝2×96500×4102＝38.6J·K-1·mol-1…………1分ΔrHm=ΔrGm+TΔrSm＝－60.29kJ·mol-1…………1分Qr,m=TΔrSm=298×38.6＝11.502kJ·mol-1…………1分六、(10分)解：(1)2()()()rmfmfmfmGGBGHGA1150.67071.2979.38kJmol…………1分2()()()rmfmfmfmHHBHHHA1110.160(0.13)110.29kJmol…………1分rmrmrmSHGT…………1分11(11029079380)298.15103.7JmolK…………1分(2)32222()()()CHCHCHgCHCHCHCHgHg2HOt=01mol0mol0mol15molt(1-x)molxmolxmol15mol总物质的量(16+x)mol…………1分2220.4()2(160.4)16()0.0325110.4116160.4xpxKxpx总…………2分lnrmrmrmGRTKHTS…………1分第9页共9页lnrmrmTHSRK…………1分110290(103.78.314ln0.0325)834K…………1分七、解：解：根据Arrhenius公式…………3分…………2分根据k的单位，该反应为一级反应…………1分…………2分八、解：（1）步冷曲线如图：每条步冷曲线1分，共5分（2）w(Pb)=0.60的熔融物冷却到约560C时析出固体As，…………1分冷却曲线发生转折，液相组成由h向e移动，当冷却到约288C时，As，Pb以低共熔物比例同时析出，系统三相共存，冷却曲线水平，…………2分溶液干涸后，系统温度继续下降；…………1分（3）设系统组成为x，根据杠杆规则(l)200(s)0.6100mwmw，…………3分W=0.4,系统点O点w(Pb)=0.40…………1分