大学物理化学试题及答案汇总Word文档格式.docx
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8.硫酸与水可形成H24·
H2O(s)、H24·
2H2O(s)、H24·
4H2O(s)三种水合物,问在101325的压力下,能与硫酸水溶液及冰平衡共存的硫酸水合物最多可有多少种?
(A)3种(B)2种
(C)1种(D)不可能有硫酸水合物与之平衡共存。
*S=5,R=3,R'
=05-3=2
f*=2-Φ+1=0,最大的Φ=3,除去硫酸水溶液与冰还可有一种硫酸水含物与之共存。
9.已知A和B可构成固溶体,在A中,若加入B可使A的熔点提高,则B在此固溶体中的含量必B在液相中的含量。
(A)
(A)大于(B)小于
(C)等于(D)不能确定
10.已知反应23=N2+3H2在等温条件下,标准平衡常数为0.25,那么,在此条件下,氨的合成反应(1/2)N2+(3/2)H2=3的标准平衡常数为:
(A)4(B)0.5
(C)2K(D)1
*$p
(2)=[K$p
(1)]-=(0.25)-=2
11.若298K时,反应N2O4(g)=22(g)的K$0.1132,则:
(1)当p(N2O4)=p
(2)=1时,反应将(B);
(2)当p(N2O4)=10,p
(2)=1时,反应将(A)。
(A)向生成2的方向进行(B)向生成N2O4的方向进行
(C)正好达化学平衡状态(D)难于判断其进行方向
12.在一定温度和压力下,对于一个化学反应,能用以判断其反应方向的是(C)
(A)Δ$m(B)(C)Δ(D)Δ
13.
(1)处于标准态的2(g)和O2(g),其标准燃烧焓值为零
(2)因为Δ$$p,而K$p是由平衡时的组成表示的,所以Δ$m表示平衡时产物的吉布斯自由能与反应物的吉布斯自由能之差
(3)水在25℃,p$下蒸发,求算熵变的公式为ΔS$(ΔH$m-ΔG$m)/T
(4)在恒温,恒压下可逆电池反应,求算熵变的公式为ΔΔT
上述说法正确的是:
(C)
(A)1,2(B)2,3(C)1,3(D)3,4
14.在T,p时,理想气体反应C2H6(g)=H2(g)+C2H4(g)的为:
(D)
(A)(B)1/()
(C)(D)()
15.标准态的选择对下列物理量有影响的是:
(A)f,m,Δ$m(B)m,m$,ΔF$m
(C)a,m$,Δ(D)a,m,(¶
x)=0
二、填空题(共5题10分)
16.某理想气体,等温(25℃)可逆地从1.53膨胀到103时,吸热9414.5J,则此气体的物质的量为(V21),2摩尔。
17.化学位μB就是B物质的偏摩尔吉布斯自由能。
18.N2(g),O2(g)体系中加入一种固体催化剂,可生成几种气态氮的氧化物,则体系的自由度为f=3。
19.完全互溶的二组分溶液,在0.6处平衡蒸气压有最高值,那么组成0.4的溶液在气-液平衡时(g),(l),(总)的大小顺序为(g)>
(总)>
(l)_。
将0.4的溶液进行精镏,塔顶将得到_0.6恒沸混合物。
20.低压气相反应的平衡常数与温度,压力的关系分别是:
只是温度的函数,是的函数,是_T,p的函数。
三、计算题(共5题60分)
21.计算1(理想气体)在下列状态变化过程中的ΔH和ΔG。
(101.325,673K)(101.325,473K)¾
¾
已知:
m[(g)]=(5/2)R,473K时S$m[(g)]=135.1J·
1·
1。
ò
答]ΔH=T2T1=4.157(2分)
ΔS=T2)=(T21)
=7.3J·
1(4分)S2=ΔS+S1=142.4J·
1(2分)ΔG=ΔH-Δ()=ΔH-T2S2+T1S1
=27.780
22.某气体状态方程为=n(+),始态为p1T1,该气体经绝热真空膨胀后终态压力为p2,试求该过程的Q,W及气体的ΔU,ΔH,ΔF,ΔG,ΔS。
[答]Q=0,W=0,ΔU=0(3分)
(¶
V)T=T(¶
T)V=0=+(¶
V)==0温度不变ΔH=ΔU+Δ()=(p2-p1)(5分)
p2T1(nò
Δ=(¶
T)=(p12)
Δ==0Δ=(p12)(3分)ΔF=ΔΔS=1(p12)(2分)ΔG=ΔΔS=(p21)1(p12)
23.10分(1809)
两液体A,B形成理想液体混合物。
在320K,溶液I含3A和1B,总蒸气压为:
5.33×
104。
再加入2B形成理想液体混合物,总蒸气压为6.13×
(1)计算纯液体的蒸气压pA*,*;
(2)理想液体混合物I的平衡气相组成;
(3)理想液体混合物I的混合过程自由能变化Δ;
(4)若在理想液体混合物中加入3B形成理想液体混合物Ⅲ,总蒸气压为多少?
[答](a)p=p*p*
104=0.75p*0.25p*B
(1)
6.13×
104=0.5p*0.5p*B
(2)
联立
(1)式与
(2)式得:
p*4.53×
104p*7.73×
104(2.5分)(b)(I)*(I)(I)=0.36(2.5分)p1-(c)D(I)=å
=-5984J·
(2.5分)
(d)p(Ⅲ)*(Ⅲ)*(Ⅲ)=6.66×
104(2.5分)
24.固体2的蒸气压与温度间的经验式为:
()3116+27.537
已知熔化焓D8326J·
1,三相点的温度为217K。
试求出液体2的蒸气压与温度的经验关系式。
答:
已知()=-3116+27.537
对固气平衡:
[()]=Δ2
[()]=31162=Δ2
Δ25906J·
1(4分)
ΔΔΔ17580J·
-Δ+B=-3116+27.537B=22.922(4分)
所以液体2的蒸气压与温度的经验关系为:
()=-Δ+22.922=-2115+22.922(3分)
25.3H2+N2=23在350℃的6.818×
10-8()-2,并设与压力无关,从3:
1的H2,N2混合物出发,在350℃下要获得物质的量分数为0.08的3,压力至少要多大?
[答]3H2(g)+N2(g)=23(g)(2分)平衡时:
33n12n
42n(1分)2(42n)=0.08n=0.148(2分)
故x(H2)=0.69x(N2)=0.23(2分)=(3p)2/(2p)3(2p)=6.818×
10-82
解得p=1115(3分)å
试卷二
一、选择题(每题2分,共50分,将唯一的答案填进括号内)
1.下列公式中只适用于理想气体的是.B
A.ΔB.(p21)C.Δ
2.ΔH是体系的什么.C
A.反应热B.吸收的热量C.焓的变化D.生成热
3.2000K时反应(g)+1/2O2(g)2(g)的为6.443,则在同温度下反应为
22(g)=2(g)2(g)的应为.C
A.1/6.443B.(6.443)C.(1/6.443)D.1/(6.443)
4.固态的4放入一抽空的容器中,并达到化学平衡,其组分数、独立组分数、相数及自由度分别是.C
A.1,1,1,2B.1,1,3,0C.3,1,2,1D.3,2,2,2
5.下列各量称做化学势的是1/221/22ò
1D.ΔΔΔV
p¶
m¶
U)¹
i()¹
iA.¶
B.¶
C.¶
D.¶
(
6.A和B能形成理想溶液。
已知在100℃时纯液体A的饱和蒸汽压为133.3,纯液体B的饱和蒸汽压为66.7,当A和B的二元溶液中A的摩尔分数为0.5时,与溶液平衡的蒸气中A的摩尔分数是
A.1B.0.75C.0.667D.0.5
7.理想气体的真空自由膨胀,哪个函数不变?
D
A.Δ0B.0C.Δ0D.Δ0
8.A、B两组分的气液平衡图上,有一最低恒沸点,恒沸物组成为0.7。
现有一组成为0.5的液体混合物,将其精馏可得到。
B
A.纯A和恒沸混合物B.纯B和恒沸混合物
C.只得恒沸混合物D.得纯A和纯B
9.实验测得浓度为0.200·
3的溶液的电导率为0.07138S·
1,该溶液的摩尔电导率Λm()为
A.0.3569S·
m·
B.0.0003569S·
C.356.9S·
D.0.01428S·
10.表面活性物质溶于水时,关于溶液的表面张力和溶液表面的描述正确的是
A.表面张力升高,正吸附B.表面张力降低,正吸附
C.表面张力升高,负吸附D.表面张力显著降低,正吸附
11.一体积的氢气在0℃,101.3下等温膨胀至原来体积的3倍,其内能变化是多少?
(设氢气是理想气体)
A.0.4JB.0C.6JD.0.04J
12.已知反应(g)+1/2O2(g)2(g)的ΔH,下列说法中何者不正确。
A
A.ΔH是2(g)的生成热B.ΔH是(g)的燃烧热
C.ΔH是负值D.ΔH与反应ΔU的数值不等
13.对于0.002的24溶液,其平均质量摩尔浓度m±
=0.219是A
A.3.175×
10B.2.828×
10C.1.789×
10D.4×
10
14.对弯曲液面所产生的附加压力
A.一定等于零B.一定不等于零C.一定大于零D.一定小于零
15.已知下列反应的平衡常数:
H2(g)+S(s)=H2S(g)K1
S(s)+O2(g)=2(g)K2
则反应H2S(g)+O2(g)=H2(g)+2(g)的平衡常数为
A.K21B.K1—K2C.K1×
K2D.K12
16.对于N2和H2混合气体的绝热可逆压缩(没有生产3),则
A.Δ0B.Δ0C.Δ0D.Δ0
17.温度升高溶胶的稳定性
A.增加B.下降C.不变D.先增加后下降
18.101℃时,水在多大外压下沸腾?
.C
A.101.3B.1013C.略高于101.3D.略低于101.3
19.在电离常数测定实验中,直接测定的物理量是不同浓度的溶液的B
A.电导率B.电阻C.摩尔电导D.电离度
20.定温下气相反应有什么特点?
.A
A.恒为常数B.恒等于C.随压力而变D.与体积有关
21.某化学反应其反应物消耗8/7所需的时间是它消耗掉4/3所需的时间的1.5倍,则反应的级数为
A.零级反应B.一级反应C.二级反应D.三级反应
22.在一定量溶胶中加入下列不同电解质溶液,则使溶胶在一定时间内完全聚沉所需电解质的量最少的是.B
A.(3)3B.(3)2C.3D.3
23.接触角可确定固体某种性质,若亲液固体表面能被液体润湿,其相应的接触角是.C
oooA.0B.90C.90D.为任意角
24.混合等体积0.08·
和0.1·
3溶液得到一溶胶体系,在该体系中分别加入下述三个电解质:
(1)4,
(2)2,(3)24,则其聚沉能力的大小为C
A.
(1)>
(2)>
(3)B.
(2)>
(1)>
(3)C.(3)>
(2)D.(3)>
(1)
25.298K时反应22的E0为0.323V,则其平衡常数为B
A.2.89×
105B.8.34×
1010C.5.53×
104D.2.35×
102
二、计算题:
(共50分)
1.(10分)A(熔点651℃)和B(熔点419℃)的相图具有一个低共熔点,为368℃(42%A,质量百分数,下同)。
(1)绘出该二组分系统的示意相图,标出各相区相态,及自由度。
(2)分别指出80%A和30%A的系统从700℃冷却到300℃的过程的相变。
(3)画出49%A的溶液的步冷曲线。
33
单相区为
B(s)
2、(20分)某抗菌素施于人体后在血液中的反应呈现一级反应。
如在人体中注射0.5克某抗菌素,然后在不同时间测其在血液中的浓度,得到下列数据:
t(h)(血液中药含量100)
40.48
80.31
120.24
160.15
的直线斜率为-0.0979,,00.14。
(1)求反应速率常数。
(2)计算半衰期(3)若使血液中某抗菌素浓度不低于0.37100,问需几小时后注射第二针。
解:
设,0为抗菌素开始浓度
(1)反应速率方程积分形式0.09790.09791
(2),0
0斜率为t1=27.08h
(3)0时,,00.141
01/0.0979(0.72/0.37)=6.8h约需6.8小时后注射第二针。
3、(20分)5过冷水在-5℃,101.3下凝结为冰,计算过程的ΔG,并判断过程在此条件下能否发生。
已知水在0℃,101.3下凝固热Δ,凝6.009J·
1,水的平均热容为75.3J·
1,冰的平均热容为37.6J·
1。
解:
H2O(l)H2O(s)5.00,5.00,t1=-5℃t1=-5℃101.3101.325
ΔG1
ΔG3
H2O(l)H2O(s)5.00,ΔG35.00,t1=0℃t1=0℃101.3101.3ΔΔH1+ΔH2+ΔH3=1883-32J,ΔS1,水12=5×
75.3273.2/268.2=6.93J·
K,ΔS2=Δ,凝5×
(-6009×
10)/273.2110.0J·
KΔS3,冰21=5×
37.6268.2/273.2=3.47J·
K,ΔΔS1+ΔS2+ΔS3=6.95-110.0-3.47106.5J·
KΔΔΔ29102-268.2×
(-106.5)539J<
00,等温,等压,ΔG〈0,水可以自动结冰。
试卷三
一、判断题。
判断下列说法的正误,在正确的说法后面打“√”,错误的说法后面打“×
”。
1、温度一定的时候,气体的体积与压力的乘积等于常数。
(x)
2、热力学过程中W的值应由具体过程决定(√)
3、系统的混乱度增加,则其熵值减小。
4、处于标准状态的(g),其标准燃烧热为零。
(x)
5、1理想气体从同一始态经过不同的循环途径后回到初始状态,其热力学能不变。
(√)
6、吉布斯判据适用于理想气体的任意过程。
7、四个热力学基本方程适用于所有封闭体系的可逆过程。
8、在纯溶剂中加入少量不挥发的溶质后形成的稀溶液沸点将升高。
9、惰性组分的加入将使反应的平衡转化率降低。
10、只受温度影响的平衡系统自由度1。
二、选择题
1.一定压力下,当2L理想气体从0℃升温到273℃时,其体积变为(b)。
A.5LB.4LC.6LD.1L
2、A、B两种理想气体的混合物总压力为100,其中气体A的摩尔分数0.6,则气体B的分压为(c)。
A.100B.60C.40D.不确定
3、当实际气体的压缩因子Z大于1的时候表明该气体(b)。
A.易于压缩B.不易压缩C.易于液化D.不易液化
4、如图,将4水溶液置于绝热箱中,插入两个铜电极,以蓄电池为电源进行电解,可以看作封闭体系的是(a)。
A.绝热箱中所有物质B.两个铜电极C.蓄电池和铜电极D.4水溶液
5、在体系温度恒定的变化中,体系与环境之间(c)。
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
6、下列定义式中,表达正确的是(b)。
A.+B.+C.+D.—
7、在一个绝热钢瓶中,发生一个放热的分子数增加的化学反应,那么(c)。
A.Q>
0,W>
0,ΔU>
0B.ΔQ=0,W=0,ΔU<
C.Q=0,W=0,ΔU=0D.Q<
0,ΔU<
8、ΔH,此式适用于下列哪个过程:
(b)。
A.理想气体从106反抗恒外压105膨胀到105
B.0℃,105下冰融化成水
C.电解4水溶液
D.气体从(298K,105)可逆变化到(373K,104)
9、下述说法中,哪一种不正确:
(a)。
A.焓是体系能与环境进行交换的能量
B.焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量
C.焓是体系状态函数
D.焓只有在某些特定条件下,才与体系吸热相等
10、凝固热在数值上与下列哪一种热相等:
(d)。
A.升华热B.溶解热C.汽化热D.熔化热
11、在100℃和25℃之间工作的热机,其最大效率为(d)。
A.100%B.75%C.25%D.20%
12、在等压下,进行一个反应A+,若Δ>
0,则该反应一定是:
(d)。
A.吸热反应B.放热反应C.温度升高D.无法确定
13、将1H2O(l)(100℃、101.325)置于密闭真空容器中,蒸发为同温同压的水蒸气并达平衡,该过程的△G(b)。
A.大于0B.小于0C.等于0D.不能确定
14、1双原子理想气体的是:
(c)。
A.1.5RB.2.5RC.3.5RD.2R
15、2理想气体B在300K时等温膨胀,W=0时体积增加一倍,则其∆S(J·
K)为(d)。
A.-5.76B.331C.5.76D.11.52
三、填空题:
以下各题,请将正确的答案填在空白处。
1、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91.3,则该溶液中溶剂的蒸汽压为88.561。
2、化学式的定义式为μ
3、已知下列反应的平衡常数:
H2(g)+S(s)=H2S(s)为K1;
S(s)+O2(g)=2(g)为K2。
则反应H2(g)+2(g)=O2(g)+H2S(g)的平衡常数为K12。
4、4(s)放入真空容器中,并与其分解产物3(g)和H2S(g)达到平衡,则该系统中组分数2;
相数Ф=2;
自由度2。
5、A及B二组分组成的凝聚体系能生成三种稳定的化合物,则于常压下在液相开始冷却的过程中,最多有2种固相同时析出?
四、计算题。
(1小题6分,2、3小题各12分,共30分)
1、在一定压力p和温度298.2K的条件下,12H5(l)完全燃烧时所做的功是多少?
设体系中气体服从理想气体行为。
反应方程
C2H5(l)++3O2(g)¾
®
22(g)2O(l)
这是等温、等压下的化学反应:
(V21)132=V2=2=
23=-p(-)=-(2-3)´
==8.314´
298.2=24791=
2、101325下将一盛有100℃、1的密闭玻璃球放在1003的容器中,整个容器放在100℃的恒温槽内。
将玻璃小球击破,水即发生气化(设蒸气为理想气体),计算该过程的Q,W,DU,DH,DS,DA,和DG。
已知100℃水的气化热为40.59·
–1。
首先判断水是否全部气化,在101325下,1水全部气化应占体积:
V=8.315´
373.153m=30.623101325
或在恒容下,1水全部气化后的压力:
p=8.315´
373.15=31025.7100´
10-3(2分)
体积和压力均小于始态,表明能全部气化,末态压力应为31025.7
选择整个容器为系统,设计下过程
理想气体恒温过程DH2=0,DU2=0
DDH1+DH2=DH1=40.59(2分)DDU1+DU2=DU1=DH1–D()=DH1–37.47(2分)因对整个容器系统D0,故0,DU=37.47(2分)DDS1+DS2=DH1–(p21)=118.60J·
K–1(2分)DDU–TD37.49–118.60´
373.15J=–6.771(1分)
DDH–TD40.59–118.60´
373.15J=–3.672(1分)
3、已知甲苯的摩尔质量为92´
10-3·
1,沸点为383.15K,平均摩尔气化焓为33.84·
1;
苯的摩尔质量为78´
1,沸点为353.15K,平均摩尔气化焓为30.03·
有一含苯100g和甲
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