物理化學(xué)試題卷A2007年1月11日

1、PAGE 物理化學(xué)試題卷（A）考試時間：2007年1月11日8:00-10:00學(xué)號 姓名 一填空（20分，每空1分）（可做在試題卷上，也可做在答題紙上）當(dāng)液體飽和蒸汽壓與外界壓力相等時，出現(xiàn)_的現(xiàn)象，此時相應(yīng)的溫度稱為液體的_。每種氣體都存在一個特殊的溫度，在該溫度以上，無論加多大壓力，都不可能使氣體液化。這個溫度稱為_；這個溫度下的飽和蒸汽壓稱為_。焦耳實(shí)驗(yàn)證明理想氣體的熱力學(xué)能_有關(guān)。焦耳湯姆遜實(shí)驗(yàn)證明，真實(shí)氣體的焓H不只是_的函數(shù)。在高溫、低溫兩熱源間工作的所有可逆熱機(jī)，其熱效率必然_，與工質(zhì)及其變化的類型_。稀溶液中溶劑的蒸汽壓下降、_降低、_升高和滲透壓的數(shù)值，僅與一定量溶液中溶質(zhì)

2、的質(zhì)點(diǎn)數(shù)有關(guān)，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)，故稱這些性質(zhì)為稀溶液的依數(shù)性。理想氣體混合物中組分B的化學(xué)勢與其分壓pB=yBp之間的關(guān)系式為B(pg)= B(g)+RTln(pB/p)。若真實(shí)氣體混合物中組分B的逸度為fB，則其化學(xué)勢可表示為_，逸度因子定義為_。相律表示式F=C-P+2中，F(xiàn)為自由度數(shù)，C為_，P為_。在稀溶液中，離子強(qiáng)度I定義為I=bBzB2 摩爾濃度為b的FeCl3溶液的離子強(qiáng)度為_。膠體系統(tǒng)透明或不透明，但均可發(fā)生_，膠體粒子擴(kuò)散速率_，不能透過半透膜，有_的滲透壓。如下圖所示，管中液體對毛細(xì)管壁完全浸潤，當(dāng)加熱管中水柱的右端時，右端液面的表面張力 ，水柱將向 移動。加熱二簡要回答

3、下列問題（20分，每小題4分）1、熱帶海洋中，表面上的熱水與表面之下的冷水間有一定的溫差，能否利用這一現(xiàn)象造成一部熱機(jī)？為什么沒有看到使用這樣的熱機(jī)？已知25時，m(NaAc) = 91.010-4 Sm2mol-1，m (HCl)=426.210-4 Sm2mol-1，m (NaCl)=126.510-4 Sm2mol-1，請問25時m (HAc)是多少？什么是催化劑？為什么加入催化劑，化學(xué)反應(yīng)速率會加快？催化劑能否改變化學(xué)反應(yīng)當(dāng)平衡狀態(tài)？4、已知95C時，純液態(tài)物質(zhì)A(l)和純液態(tài)物質(zhì)B(l)的飽和蒸汽壓分別為pA*=76.0kPa，pB*=120.0kPa二者形成理想液態(tài)混合物。在一抽真

4、空的容器中，注入A(l)和B(l)，恒溫95C，達(dá)到氣液平衡時，系統(tǒng)總壓為103.0kPa。試求此平衡系統(tǒng)氣、液兩相的組成yB與xB各為多少？5、溫度對反應(yīng)速率的影響，可用速率常數(shù)k隨溫度T變化的函數(shù)來表示。寫出定量表示k與T的關(guān)系的最著名的方程，并指出其中各符號代表的物理量。它是否適用于光化反應(yīng)？三（15分）在一導(dǎo)熱的氣缸中盛有1mol理想氣體，開始處于（p0, V0, T0）狀態(tài)，分別經(jīng)過下列三個過程達(dá)到末態(tài)（p0/2, 2V0, T0），環(huán)境溫度保持在T0：（1）可逆等溫膨脹過程（2）外界壓力為p0/2的等壓過程（3）自由膨脹過程分別求出各過程的傳熱Q、熱力學(xué)能的變化U、焓變H、系統(tǒng)熵變

5、Ssys、環(huán)境熵變Samb和總熵變Siso。最后將相應(yīng)結(jié)果填入下表中，并對這些結(jié)果進(jìn)行討論。過程QSsysSambSiso可逆等溫等壓自由膨脹四（15分）現(xiàn)有如下化學(xué)反應(yīng)：CH4(g) + CO2(g) 2CO(g) + 2H2(g)利用附表中各物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵Sm，標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓fHm數(shù)據(jù)，求上述反應(yīng)在25C時的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)熵rSm和標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)吉布斯函數(shù)rGm；利用附表中各物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯函數(shù)fGm數(shù)據(jù)，求上述反應(yīng)在25C時的rGm；在25C下，若始態(tài)CH4(g)和CO2(g) 的分壓分別為150kPa, 末態(tài)CO(g) 和H2(g)的壓力均為50kPa，求反應(yīng)的摩爾反應(yīng)熵rSm和

6、摩爾反應(yīng)吉布斯函數(shù)rGm。(提示：設(shè)計(jì)一條途徑，利用標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下反應(yīng)的熱力學(xué)函數(shù)變，計(jì)算在指定條件下的有關(guān)函數(shù)變。ln2=0.693, ln3=1.099, ln10=2.303, ln50=3.912, ln150=5.011)附表：25C時一些物質(zhì)的熱力學(xué)數(shù)據(jù)CH4(g)CO2(g)CO(g)H2(g)fHm(kJmol-1)-74.81-393.509-110.5250fGm(kJmol-1)-50.72-394.359-137.1680Sm(Jmol-1K-1)186.264213.74197.674130.684五（10分）Ag可能受到H2S（氣）的腐蝕而發(fā)生如下反應(yīng)： H2S(g)

7、+2Ag(s)=Ag2S(s) +H2(g)今在298K、100kPa下，將Ag放在等體積的H2和H2S組成的混合氣體中。 試問： Ag是否可能發(fā)生腐蝕而生成Ag2S？ 在混合氣體中，H2S的百分?jǐn)?shù)低于多少才不致發(fā)生腐蝕(不必計(jì)算出具體數(shù)值)？ 已知298K時，Ag2S和H2S的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯函數(shù)分別為40.25和32.93kJmol。 六（10分）試計(jì)算25C時下列反應(yīng)當(dāng)電動勢。Zn|ZnSO4( b=0.001 molkg-1)CuSO4 ( b=1.0 molkg-1)|Cu已知25C時0.001 molkg-1 ZnSO4水溶液的平均離子活度因子 = 0.734，1.0 molkg-1

8、 CuSO4水溶液的 =0.047；E(Zn2+ |Zn)=-0.7630 V，E(Cu2+ |Cu)=0.3400 V。（提示：純固體的活度為1，離子活度a + = + (b+ /b )，可近似認(rèn)為 = = 。ln0.743=-0.297, ln0.047=-3.058; lg0.743=-0.129, lg0.047=-1.328）七（10分）25C時，酸催化蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6（蔗糖） （葡萄糖） （果糖）的動力學(xué)數(shù)據(jù)如下（蔗糖初始濃度c0為1.0023 moldm-3，時刻t的濃度為c ）：t /min0306090130180(c0-c)/(moldm-3)00.10010.19460.27700.37