東華理工大學(xué) 物理化學(xué)試題和答案

第第頁(yè)物理化學(xué)模擬題物理化學(xué)模擬題△fG為一237.19kJmol_i,則水蒸氣的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯自由能為:Im?(A)—245.76kJ.moLi(C)—245.04kJ.mo1—i(B)—229.34kJ.mo1—i(D)—228.60kJ.mo1_i一、選擇題(30分，每題2分)TOC\o"1-5"\h\z熱力學(xué)第三定律可以表示為()8.已知反應(yīng)3O2(g)=2O3(g)在25C時(shí)AH0=-280J.mol-i，則對(duì)該反應(yīng)有利的23rm條件是：()4.方程d4.方程dP二^HmdT砂Vm適用于以下哪個(gè)過(guò)程?(B).NH4C1(s)溶于水形成溶液(D).H2和O2化合為水.在0K時(shí)，任何晶體的熵等于零.在0K時(shí)，任何完整晶體的熵等于零.在0°C時(shí)，任何晶體的熵等于零.在0C時(shí)，任何完整晶體的熵等于零TOC\o"1-5"\h\z2.理想氣體從狀態(tài)P],V],T等溫膨脹到p2,V2,T，此過(guò)程的厶A與氐G的關(guān)系為一()(A).△A>△G(B).△A<△G(C).△A=△G(D).無(wú)法確定一定量的理想氣體，從同一初態(tài)分別經(jīng)歷等溫可逆膨脹、絕熱可逆膨脹到具有相同壓力的終態(tài)，終態(tài)體積分別為V]、v2。()(A).V]<V2(B).V]=V2(C).V]>V2(D).無(wú)法確定(A).NH4C1(s)=NH3(g)+HCl(g)(c).h2o(s)=h2o(1)兩液體的飽和蒸汽壓分別為p*A，P*B，它們混合形成理想溶液，液相組成為x,氣相組成為y，若p*A>P*B，貝【J：()(A)升溫升壓(B)升溫降壓(C)降溫升壓(D)降溫降壓298KO.Olmolkg-i的CaC12水溶液中，CaC12的離子平均活度系數(shù)Y為()(A)0.847(B)0.79I(C)0.889(D)0.666k丄某反應(yīng)表觀速率常數(shù)k與基元步驟速率常數(shù)間的關(guān)系為k=k(ki)2，則表觀2k4活化能與各基元步驟活化能的關(guān)系為()ii(A)e=e2+2(e1—e4)(B)e=e2+2(e1+e4)Ei(C)e=e2+e1—e4(d)e=e2(蘆)24由MgCO3(s)、BaCO3(s)、BaO(s)、MgO(s)及CO2(g)構(gòu)成的一個(gè)平衡系統(tǒng)，其TOC\o"1-5"\h\z獨(dú)立組分?jǐn)?shù)和自由度分別為()(A)5，3(B)4，2(C)3，1(D)3，0同一溫度和壓力下，一定量某物質(zhì)的熵值存在()(A).S〈S〈S(B).S〉S〉Sglsgls(C).S二S二S(D).S〉S二Sglsgls某反應(yīng)物的速率常數(shù)為0.099min-1,反應(yīng)物初始濃度為0.2mo1?dm-3,則反應(yīng)的半衰期為()(A).7min(B).1.01min(C).4.04min(D).50.5min(A)U(A)U>XA(B)月A>(C)XA>(D)『B>正確的是()(A).Ra二p,a(B).Ra二|LlP(C).卩卩二Ra(D).卩卩二卩卩ABAAABAB14.在a、0這兩相中均含有A、B兩種物質(zhì)，當(dāng)達(dá)到相平衡時(shí)下列化學(xué)勢(shì)關(guān)系中在通常情況下，對(duì)于二組分物系能平衡共存的最多相為:()(A)1(B)2(C)3(D)425C時(shí)水的飽和蒸氣壓為3.168kPa,此時(shí)液態(tài)水的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯自由能第二頁(yè)共第二頁(yè)共5、(5分)證明:TdS=5、(5分)證明:TdS=CVdp+Cp15.已知電極反應(yīng)⑴Cu2++2eTCu,E1=0.34V(2)Cu2++eTCu+,E2=0.167VTOC\o"1-5"\h\z則Cu++eTCu的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)E3為()(A).0.507V(B).0.513V(C).0.173V(D).0.267V二、填空題(10分，每題2分)1、25°C時(shí),0.5molA與0.5molB形成理想液態(tài)混合物，則混合過(guò)程的S=。2、有相同活度的Fe2+,Ca2+,Zn2+,Cu2+的電解質(zhì)溶液，已知E(Fe2+/Fe)=-0.440V,E(Ca2+/Ca)=-2.861V,E(Zn2+/Zn)=-0.763V，E(Cw+/Cu)=0.340V,則溶液中它們的析出先后順序?yàn)椤?、水平放置的毛細(xì)管中間放有一段液體，液體完全潤(rùn)濕，在右端對(duì)液)//7777/77^體加熱，則液體會(huì)向移動(dòng)(左，右,不)△4、在393K時(shí)，水的表面張力O=0.0727N?m-1，—根毛細(xì)管插入其中，管內(nèi)液面上升了2.97cm，。設(shè)水的密度p=1.0X103kg?m-3。設(shè)接觸角為0o，已知g=9.81m?s-1。毛細(xì)管半徑為m。5、一定量的理想氣體經(jīng)歷某過(guò)程變化到終態(tài)，若變化過(guò)程中,PVy不變，則狀態(tài)函數(shù)不變。三、計(jì)算題1、(12分)5mol單原子理想氣體，從始態(tài)300K，50kPa先絕熱可逆壓縮至100kPa,再恒壓冷卻至體積85dm3的末態(tài)，求整個(gè)過(guò)程的Q、W、U、△H、△S、△G°(已知300K、50kPa下該氣體的摩爾熵為100J?K-1?mol-1)2、(13分)已知298.15K以下數(shù)據(jù)：物質(zhì)SO(g)3SO(g)2O(g)2A,H0/kJ?mol-1fm-395.2-296.10S0/J?K-1?mol-1m256.2248.5205.03(1)、求298.15K，p9下反應(yīng)SO(g)+1O(g)=SO(g)的K0；2223(2)、設(shè)AH0，AS9不隨溫度變化，反應(yīng)物按反應(yīng)計(jì)量系數(shù)比進(jìn)料，在什rmrm么溫度下，SO的平衡轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到80%?23、(12分)在298K時(shí)，已知AgBr的溶度積K(AgBr)=4.88x10-i3,E0(AgBrlAg)=O.O715V,spE0(Br2lBr-)=1.065V。將AgBr(s)的生成反應(yīng):Ag(s)+1/2Br2(l)=AgBr(s),設(shè)計(jì)成原電池。求出上電池的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)和AgBr(s)標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯函數(shù)。若上電池電動(dòng)勢(shì)的溫度系數(shù)(dE/dTp=1x10-4V?K-1，計(jì)算該電池反應(yīng)的AH0,AS0,Q。rmrm~r,m⑷計(jì)算銀電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)E0(Ag+|Ag)。4、(6分)在300K時(shí)若某物質(zhì)A的分解反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)，初速率為1.00X10-5mol?dm-3?s-1,1小時(shí)后的速率為3.26X10-6mol?dm-3?s-1,求300K時(shí)反應(yīng)的速率常數(shù)和反應(yīng)的半衰期t。1/2分解率達(dá)80%時(shí)，所需的時(shí)間？6、(12分)下圖為一二組分凝聚系統(tǒng)相圖，(1)在圖中標(biāo)明各相區(qū)；(2)畫出由狀態(tài)點(diǎn)W和I冷卻的步冷曲線；(3)將物系點(diǎn)W的熔體100g進(jìn)行冷卻，可得到何種純固體，最多得到多少克純固體。第三頁(yè)第三頁(yè)物理化學(xué)本1參考答案物理化學(xué)本1參考答案AGe=(-99.1)-298.15x(-94.82)x10-3=-70.83kJ-mol-1(2分)rm選擇題BCCCA填空題DDCDADBABB70830Ke=exp()=e28.57=2.56x1012(8.314x298.151、5.76J?K-i2、Cu-Fe-Zn-Ca3、左水4、0.5x10-3m5、熵或S三、1、解：n=5mol②.SO+1/2O=SO2(g)2(g)3(g)t=0時(shí)mol10.50t=8時(shí)mol1-a0.5-1/2aan=1.5—1/2a2分)總V二85dm33p二100kPa2T2p二50kPa—T二300Kii單原子理想氣體Cv,m=1.5R,Cp,m=2.5RQr=OX(1分)p1,pV3nRRCp,m300Kx(100\0.450丿K=395.85K(1.5分)P1x(pt)2(100x85、、5x8.314丿K=204.46K(1.5分)a1.5-1a2丿1—a1.5-1a20.5-.05a1.5-1a2丿整個(gè)過(guò)程AU二n-Cv.m-(T-T)=[5x1.5x8.314x(204.46-300)]J=—5.958KJ(1.5分)1a(3-a)2AH二n-Cp.m-(T3-T1)=—9?930KJ(1.5分)1(1-a)(1-a)210.8x2.221327=13.2/10.2x0.22因AS]=0所以AS=AS+AS121T=AS=nCp,mxln3=2t2[5X2.5X8.314XAHerm

ASe—RlnKe-99100-94.82-8.314xln13.27=852Kln204.46395.85]JKln204.46395.85]JK1=-68JK1(1.5分)Q=Q+Q=Q=AH=nCp,m{T-T)=[5x2.5x8.314x{204.46-395.85]]JTOC\o"1-5"\h\z122232T9.891kJ(1.5分)W=W+W=nCv,m(T-T)-P(V-V)=nR1.5(T-T)-(T-T)]=12212322132右x8.3141.5x(395.85-300)-(204.46-395.85)]J=13.93KJ(1分)S3=S1+AS=(5X100-68)=432JK1(1分)AG=AH-A(TS)=AH-(ST-ST)=-68.32kJ(1分)331112、解：①.AHe=(-395.2)-(-296.1)-—x0=-99.1kJ-mol-1(2分)rm21ASe=256.2-248.5-—x205.03=-94.82J-K-1——(2分)23、解：(1)將生成反應(yīng)Ag(s)+(1/2)Br2(l)—AgBr(s)設(shè)計(jì)成電池：正極：(1/2)Br2(l)+e-—Br-負(fù)極：Ag(s)+Br-—AgBr(s)+e-電池：Ag(s)IAgBrlBr-1Br2(l)(2分)Ee=Ee[Br2(l)/B「]—Ee[AgBr(s)/Ag]=1.065V—0.0715V=0.9935V(1分)ArGme=-zFEe=(-1X96500X0.9935)J?mol1=-95872J?mol】(1.5分)(2)ASe=zF(dE/dT)=1x96500C?mol-1x1x10-4V?K-1=9.65J?K-1?mol-1(1.5分)rmpQ=TASe=298Kx9.65J?K-1?mol-1=2876J?mol-1(1分)rrmAHe=AGe+TASe=AGe+Q=-(95872+2876)J?mol-1=-92996J?mol-1(1分)rmrmrmrmr(3)AgBr的沉淀反應(yīng)：Br-+Ag+—AgBr(s),K=K-1sp正極：Ag++e-—Ag(s)負(fù)極：Ag(s)+Br-—AgBr(s)+e-(2分)Ee=RTlnK-1/F=Ee(Ag+IAg)—Ee(AgBrIAg)sp所以Ee(Ag+IAg)=Ee(AgBrIAg)-RTlnK/Fsp=[0.0715V-8.315X298Xln(4.88X10-13)/96500]V=0.7994V(2分)第四頁(yè)共第四頁(yè)共T5、dS=(5分)證明：S=S(p,V)(as)dp+asdp丿V

、(dT)T5、dS=(5分)證明：S=S(p,V)(as)dp+asdp丿V

、(dT)dT丿\dpv'dT、C=—VT{dpdVdp+dVdVdVT{dV丿p(dT丿VCdp+TdS=CVdp+Cp{dV?丿vp6、每個(gè)相區(qū)1分，每條步冷曲線1分4、解：(1)uA=kcA=kcA0exp(