各大高校物理化学期末考试试题及答案合集考试必备突击必取.docx
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各大高校物理化学期末考试试题及答案合集考试必备突击必取
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华南理工大学期末考试
《物理化学》(48、56、64学时)试卷(B)
注意事项:
1.考前请将密封线内填写清楚;
2.所有答案请直接答在试卷上;
3.考试形式:
闭卷;
4.本试卷共四大题,满分100分,考试时间120分钟。
题号
一
二
三
四
总分
得分
评卷人
一、选择题.(每题2分,10题共20分)
1.已知反应CO(g)+1/2O2(g)→CO2(g)的焓变为△H,下列说法中何者是不正确?
A.△H是CO2(g)的生成焓B.△H是CO(g)的燃烧焓
C.△H是负值D.△H与反应△U的数值不等
2.室温下,10pO?
的理想气体绝热节流膨胀至5pO?
的过程有:
(1)W<0;
(2)T1>T2;(3)Q=0;(4)△S>0
其正确的答案应是:
A.(3)、(4)B.
(2)、(3)C.
(1)、(3)D.
(1)、
(2)
3.反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)可视为理想气体间反应,在反应达平衡后,若维持系统温度与压力不变,而于系统中加入惰性气体,则
A.Kp?
不变,平衡时N2和H2的量将增加,而NH3的量减少
B.Kp?
不变,且N2,H2,NH3的量均不变
C.Kp?
不变,平衡时N2和H2的量将减少,而NH3的量增加
D.Kp?
?
增加,平衡时N2和H2的量将减少,NH3的量增加
4.298K时A和B两种气体在某一溶剂中溶解的享利系数分别为kA和kB,且知kA>kB,则当A和B压力相同时,在该溶剂中所溶解的量是()
A.A的量大于B的量B.A的量小于B的量
C.A的量等于B的量C.A的量与B的量无法比较
5.NH4HS(s)和任意量的NH3(g)及H2S(g)达平衡时有()
A.C=2,P=2,F=2;B.C=1,P=2,F=1;
C.C=2,P=3,F=2;D.C=3,P=2,F=3;
6.下列纯物质两相平衡有关的描述,不正确的是()
A.沸点将随压力增加而升高B.熔点将随压力增加而升高
C.蒸气压将随温度升高而加大D.升华温度将随压力增大而升高
7.同一温度、压力下,一定量某纯物质的熵值______________。
A.S(气)>S(液)>S(固)B.S(固)>S(液)>S(气)
C.S(气)=S(液)=S(固)D.S(液)>S(气)>S(固)
8.101325Pa,373.15K下,水蒸发为水气,这过程系统哪一种热力学函数变化为零。
______________。
A.ΔUBΔHCΔSDΔG
9.温度T时某一级反应A--→B,为了使A的浓度改变1/5,需时4s,则反应的半衰期为
A.12.42sB.15.53sC.4.14sD.6.21s
10.在外加电场作用下胶体粒子在分散介质中移动的现象称为
(A)电渗(B)电泳(C)流动电势(D)沉降
二、填空题或选择:
(8小题,共14分)
1.已知某纯液体在两种温度T1、T2下对应的饱和蒸气压分别为p1、p2,则该液体的平均摩尔气化焓△Hm为________________________________________________。
(2分)
2.液固相图的实验测定方法通常有(蒸气压法、热分析法)______________和(测折光率法、测溶解度法)______________。
(2分)
3.ΔG作为过程方向与限度判据的条件是()。
(2分)
4.在温度为T时反应C(s)+O2(g)=CO2(g)、C(s)+(1/2)O2(g)=CO(g)的平衡常数分别为K1、K2,则反应CO(g)+O2(g)=CO2(g)的平衡常数为_____________________。
(1分)
5.产生物理吸附的作用力是(),产生化学吸附的作用力是()。
(2分)
6.化学反应aA+bB→gG+hH用各组分表示的速率关系式存在的关系为
dcA/(__)dt=dcB/(__)dt=dcG/(__)dt=dcH/(__)dt(2分)
7.一般情况下,温度升高10K,反应速率约为原来的____倍。
(1分)
8.丁达尔效应的本质是__________________________________。
(2分)
三、计算题:
(6小题,选做5小题,共56分)(48学时做1-5小题,58或64学时做2-6小题)
1.25℃、100kPa下,金刚石和石墨的标准熵分别为2.38J·K-1·mol-1和5.74J·K-1·mol-1,其标准燃烧焓分别为-395.407kJ·mol-1和–393.510kJ·mol-1,根据25℃、100kPa下石墨→金刚石的?
rGm值判断何种晶型稳定。
(10分)
2.1mol理想气体始态为27℃、1MPa,令其反抗恒定的0.2MPa外压,膨胀到体积为原来的
5倍,压力与外压相同,计算此过程的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS、ΔA及Δ-1.K-1)(12分)
4.某药物分解30%即为失效。
若放置在3℃的冰箱中保存期为两年,某人购回此新药物,因故在室温(25℃)下搁置了两周,试通过计算说明此药物是否已经失效?
已知该药物分解为一级反应,且分解活化能Ea为130.0kJ.mol-1。
(12分)
5.已知金属A和B的熔点分别为648℃和1085℃.两者可形成两种稳定化合物A2B和AB2,其熔点分别为580,800,两种金属与两种化合物四者之间形成三种低共熔混合物.低共熔混合物的组成[含B%(质量)]及低共熔点对应为:
B:
35%,380℃;B:
66%,560℃;B:
90.6%,680℃.利用上述数据绘出A-B两组分凝聚系统相图,并标出各区的稳定相和自由度.已知A和B的相对原子质量分别为24.3和63.55.(10分)
6.电池:
Ag︱AgCl(s)︱KCl(aq)︱Hg2Cl2(s)︱Hg(l)在298K时的电动势E=0.455V,(dE/dT)p=3.38*10-4V.K-1.
(1)写出该电池的电极与电池反应。
(2)求出ΔrGm、ΔrHm、ΔrSm及Qr.(10分)
四、问答题:
(共2小题,共10分)
1.请说明下列公式的使用条件(6分)
ΔU=Q+W
ΔH=Q
W=nRTln(V1/V2)
2.在稀的AgNO3溶液中,滴加少量KCl溶液(AgNO3稍过量)形成AgCl溶胶,请写出其胶团结构表示式。
(4分)
参考答案
一、选择题(10小题,每题2分,共20分)
1.A。
按生成焓定义,反应物必须为稳定相态的单质。
2.A。
∵绝热∴Q=0
∵理想气体节流膨胀后T不变
∴W=p1V1-p2V2=nRT1-nRT2=0
△S=nRln(V2/V1)>0(V2>V1)
3.A。
加入惰性气体相当于降低总压,该反应为气体体积减少的反应,故对正反应不利。
4.B由享利定律pA=kAxA,pB=kBxB
因为kA>kB,当pA=pB时则xA 5.A 6.B熔化时体积的变化△V可以大于零或小于零,故压力增加时熔点不一定增高. 7.D。 电池充电电压比放电电压高,所得功比对外所做的功多,故W>0,又△U=0, Q=-W<0。 8.C 9.A对一级反应,ln(cA,0/cA)=kt,cA=(1-1/5)cA,0或k=(1/t)ln[1/(1-xA)] k=(1/t)ln{cA,0/[(1-1/5)cA,0]}=(1/4s)ln(5/4)=0.0558s-1 t1/2=ln2/k=0.693/0.0558s-1=12.42s 10.B电泳 二.填空题: (共9小题,共14分) 1.△Hm=RT1T2ln(p2/p1)/(T2-T1)2.热分析法、测溶解度法 3.? 2+? 3-? 14.? K1/K25.? 水-苯=? ? 水-汞+? 苯-苯cos? 6.-a,-b,g,h7.2~4 8.溶胶对光的散射现象9.胶粒在分散介质中的不规则的运动 三、计算题: (6小题,共56分) ? .答: ? rSm=? Sm(金)-? Sm(石)=2.38J·K-1·mol-1-5.74J·K-1·mol-1=-3.36J·K-1·mol-1 ? rHm=? ? ? fHm(石)-? ? fHm(金)=–393.510kJ·mol-1+395.407kJ·mol-1=1.897kJ·mol-1 ? rGm=? ? rHm-? ? ? rSm=1.897kJ·mol-1-298.15K×(-3.36J·K-1·mol-1)=2.90kJ·mol-1 ? rGm>0,石墨稳定。 2.系统所经过程如下 其中: 终态: 气体当作理想气体处理,整个过程恒温,所以△H(N2)=△U(N2)=0, △H=△H(N2)+△H(H2O)=△H(H2O) = =0(理想气体)+ =1.6974mol*(-40.67kJ/mol)=-69.03kJ △U=△H-△pV=△H-p3V3+p1V1 =△H-[(n’(H2O,g)+n(N2))-(n(H2O,g)+n(N2))]RT =-69.03kJ-(8.2305-9.9279)*8.314*373.15kJ/1000=-63.76kJ △S=△S(N2)+△S(H2O) = = J.K-1=-238.86J.K-1 △G=△H-T△S=[-69.03-373.15*(-0.23886)]kJ=20.10kJ △A=△U-T△S=[-63.76-373.15*(-0.23886)]kJ=25.37kJ 过程恒温可逆: Q=T△S=373.15*(-0.23886)kJ=-89.13kJ W=△U-Q=-63.76kJ+89.13kJ=25.37kJ 3.解: (1)bB=(2.22g/111.0g·mol-1)/1kg=0.02mol·kg-1 ? Tb=KbbB=0.52K·mol-1·kg×0.02mol·kg-1=0.01K (2)cB≈bB? ≈0.02mol·kg-1×1kg·dm-3=0.02mol·dm-3 ? =cBRT=0.02×1000mol·m-3×8.315J·K-1·mol-1×298.15K=49.58kPa (3)已知T=373.15K时水饱和蒸气压p=101325Pa,利用克-克方程求T’=298.15K时的饱和蒸气压p’: ln(p’/p)=-[? vapHm? (H2O)/R](1/T’-1/T) ln(p’/101325Pa)=-(40670J·mol-1/8.315J·K-1·mol-1)×(1/298.15K-1/373.15K) p’=3747Pa xA=nA/(nA+nB)=(1000/18)mol/[(1000/18)+(2.22/111)]mol=0.9996 此溶液的饱和蒸气压=pA=p’xA=3747Pa×0.9996=3745Pa 4.解: (1)平衡时H2O和CO2的分压p=p总/2,K? =p(H2O)p(CO2)/p? 2=(p总/2p? )2 所以T1=303.15K时,K1? =[0.827kPa/(2×100kPa)]2=1.71×10-5 T2=373.15K时,K2? =[97.47kPa/(2×100kPa)]2=0.2375 ? rHm? ? =RT1T2ln(K2? /K1? )/(T2-T1) =8.315J·K-1·mol-1×303.15K×373.15K×ln(0.2375/1.71×10-5)/(373.15-303.15)K =128.2kJ·mol-1 (2)在分解温度T时K? =[101.325kPa/(2×100kPa)]2=0.2567 代入等压方程积分式: ln(K? /K1? )=-(? rHm? ? /R)(1/T-1/T1) ln(0.2567/1.71×10-5)=-(128.2kJ·mol-1/8.315J·K-1·mol-1)(1/T-1/303.15K) 得T=373.8K 5.解: C=2(双组分),恒压时F=C+1-P=3-P, A2BwB%=63.55/(63.55+2*24.3)%=56.7%, AB2wB%=2*63.55/(2*63.55+24.3)%=83.9%, 单相区F=2,两相平衡区F=1,三相线(CDE,FGH,IJK)F=0 6. (1)在恒容下,硝酰胺的分解量(浓度)与N2O气体的分压成正比。 因为开始时没有N2O,p0=0,根据实验结果lg[p∞/(p∞-p)]=k't,即有lg[(p∞-p0)/(p∞-pt)]=k't,此式为一级反应式lg(pA,0/pA)=k't,故反应对硝酰胺为1级反应; (2)根据实验结果: ,即 , , 可知反应对a(H+)为负1级反应,所以反应速率的微分方程应为 四、问答题: (共2小题,共10分) 1.答: dS=? Q/dT: 可逆过程 ΔH=nCp,m(T2-T1): 恒压且热容与温度无关 ΔG=ΔH–TΔS: 恒温 2.答: 已知水在100℃时的饱和蒸气压为101.325Pa,根据克-克方程 ln(p’/p)=-(? vapHm/R)(1/T’-1/T) 即ln(69kPa/101.325kPa)=-(41050J·mol-1/8.3145J·K-1·mol-1)(1/T’-1/373.15K) T’=362.62K 教学重点: 电解质溶液的电性质,给出电池写电池反应及相关的热力学、电化学性质的计算,设计电池为次要内容。 2001~2002学年第1学期期末考试 物理化学试题2002年1月17日 说明: 1、全部答案写在答题纸上,标明题号,不抄题。 2、考试时间为2.5小时。 3、考试结束时,请将试题、答题纸、草纸上交。 --------------------------------------------------------------------------------------------------- 一、选择题(共15题30分) 1.2分(0236) 下列诸过程可应用公式dU=(Cp-nR)dT进行计算的是: () (A)实际气体等压可逆冷却 (B)恒容搅拌某液体以升高温度 (C)理想气体绝热可逆膨胀 (D)量热弹中的燃烧过程 2.2分(0696) 理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程: () (A)可以从同一始态出发达到同一终态 (B)从同一始态出发,不可能达到同一终态 (C)不能断定(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 3.2分(0935) 理想气体等温过程的ΔF。 () (A)>ΔG (B)<ΔG (C)=ΔG (D)不能确定 4.2分(1026) 下列函数中为强度性质的是: () (A)S(B)(? G/? p)T (C)(? U/? V)T(D)CV 5.2分(1224) 273K,10p下,液态水和固态水(即冰)的化学势分别为μ(l)和μ(s),两者的关系为: () (A)μ(l)>μ(s)(B)μ(l)=μ(s) (C)μ(l)<μ(s)(D)不能确定 6.2分(1783) 在恒温抽空的玻璃罩中封入两杯液面相同的糖水(A)和纯水(B)。 经历若干时间后,两杯液面的高度将是: () (A)A杯高于B杯(B)A杯等于B杯 (C)A杯低于B杯(D)视温度而定 7.2分(2437) 在通常情况下,对于二组分物系能平衡共存的最多相为: () (A)1(B)2(C)3(D)4 8.2分(2396) 硫酸与水可形成H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)、H2SO4·4H2O(s)三种水合物,问在101325Pa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。 9.2分(2568) 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)大于(B)小于 (C)等于(D)不能确定 10.2分(2843) 已知反应2NH3=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=NH3的标准平衡常数为: () (A)4(B)0.5 (C)2(D)1 11.2分(2864) 若298K时,反应N2O4(g)=2NO2(g)的K =0.1132,则: (1)当p(N2O4)=p(NO2)=1kPa时,反应将___________;() (2)当p(N2O4)=10kPa,p(NO2)=1kPa时,反应将________。 () (A)向生成NO2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 12.2分(2894) 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() (1)ΔrG (2)Kp(3)ΔrGm(4)ΔrHm 13.2分(2866) (1)处于标准态的CO2(g)和O2(g),其标准燃烧焓值为零 (2)因为ΔrG =-RTlnK ,而K 是由平衡时的组成表示的,所以ΔrG 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 -ΔG )/T (4)在恒温,恒压下可逆电池反应,求算熵变的公式为 ΔrSm=ΔrHm/T 上述说法正确的是: () (A)1,2 (B)2,3 (C)1,3 (D)3,4 14.2分(2942) 在T,p时,理想气体反应C2H6(g)=H2(g)+C2H4(g)的Kc/Kx为: () (A)RT(B)1/(RT) (C)RT/p(D)p/(RT) 15.2分(3136) 标准态的选择对下列物理量有影响的是: () (A)f,? ,ΔrG (B)m,? ,ΔF (C)a,? ,ΔrG (D)a,? ,(? G/? ? ) 二、填空题(共5题10分) 16.2分(0285) 某理想气体,等温(25℃)可逆地从1.5dm3膨胀到10dm3时,吸热9414.5J,则此气体的物质的量为摩尔。 17.2分(1202) 化学位? B就是B物质的偏摩尔___________。 18.2分(2422) 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。 19.2分(2573) 完全互溶的二组分溶液,在xB=0.6处平衡蒸气压有最高值,那么组成xB=0.4的溶液在气-液平衡时,xB(g),xB(l),xB(总)的大小顺序为________________。 将xB=0.4的溶液进行精镏,塔顶将得到___________。 20.2分(2948) 2948 低压气相反应的平衡常数与温度,压力的关系分别是: Kp只是温度的函数,Kc是____________的函数,Kx是___________的函数。 三、计算题(共5题60分) 21.10分(0824) 计算1molHe(理想气体)在下列状态变化过程中的ΔH和ΔG。 He(101? 325kPa,473K) He(101? 325kPa,673K) 已知: Cp,m[He(g)]=(5/2)R,473K时S [He(g)]=135.1J·K-1·mol-1。 22.15分(1104) 某气体状态方程为pV=n(RT+Bp),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。 23.10分(1809) 两液体A,B形成理想液体混合物。 在320K,溶液I含3molA和1molB,总蒸气压为: 5.33×104Pa。 再加入2molB形成理想液体混合物II,总蒸气压为6.13×104Pa。 (1)计算纯液体的蒸气压pA*,pB*; (2)理想液体混合物I的平衡气相组成yB; (3)理想液体混合物I的混合过程自由能变化ΔmixGm; (4)若在理想液体混合物II中加入3molB形成理想液体混合物Ⅲ,总蒸气压为多少? 24.15分(2419) 固体CO2的蒸气压与温度间的经验式为: ln(p/Pa)=-3116K/T+27.537 已知熔化焓? fusHm=8326J·mol-1,三相点的温度为217K。 试求出液体CO2的蒸气压与温度的经验关系式。 25.10分(2965) 3H2+N2=2NH3在350℃的Kp=6.818×10-8(kPa)-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NH3,压力至少要多大? 物理化学试卷答案 一、选择题(共15题25分) 1.2分(0236) [答](C)(2分) 2.2分(0696) [
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