《 物理化学 》练习题4注意事项：1. 考前请将密封线内容(特别是姓名和班内编号)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 三 大题，满分100分， 考试时间120分钟。

一、选择题(10题，每题2分，共20分)1. 下述说法哪一种不正确： （ ） （A ）一定量理想气体自由膨胀后，其∆U = 0 （B ）非理想气体经绝热自由膨胀后，其∆U ≠0 （C ）非理想气体经一不可逆循环，其∆U = 0 （D ）非理想气体自由膨胀，气体温度略有变化2. 水在 100℃、101325Pa 下沸腾时，下列各量何者增加？(A) 系统熵 (B) 汽化焓 (C) Gibbs 函数 (D) 蒸气压 3. 不挥发的溶质溶于溶剂中形成稀溶液之后，将会引起( )(A) 凝固点升高 (B) 沸点升高 (C) 蒸汽压升高 (D) 总是放出热量 4. 对于理想气体之间的任意一个化学反应，影响标准平衡常数K 的因素是( ) (A) 浓度 (B) 压力 (C) 温度 (D) 催化剂5. 固体Fe ，FeO ，Fe 3O 4与气体CO ，CO 2达到平衡时其组分数C 和自由度数F 分别为( )。

(A) C = 2, F = 0 (B) C = 1, F = 0 (C) C = 3, F = 1 (D) C = 4, F = 26.科尔劳施从实验中总结出电解质溶液的摩尔电导率与其浓度成线性关系m m ΛΛ∞=-，这一规律适用于( )(A) 弱电解质(B) 强电解质的稀溶液(C) 无限稀溶液(D) 浓度在一定范围的溶液7. 反应的标准平衡常数与温度T的关系为dln K /d T = ∆r H m /RT2，则( )(A) K 必随温度升高而加大(B) K 必随温度升高而减小(C) K 必随温度升高而改变(D) 随温度升高，K 可增大、减少或不变8. 一定体积的水，当聚成一个大水球或分散成许多水滴时，在同温度下，两种状态相比，以下性质保持不变的有( )(A) 表面能(B) 表面张力(C) 比表面(D) 液面下的附加压力9．某零级反应A = B+ C开始时反应物浓度为0.2 mol·dm-3，其速率常数k为1.25×10−5 mol·dm-3·s-1，则其反应完成所耗时间t为(A) 8000 s (B) 12000 s (C) 16000 s (D) 18000 s10．在一个绝热的刚性容器中发生一个化学反应，使系统的温度升高和压力增大，则有(A) Q>0，W<0，∆U < 0 (B) Q=0，W=0，∆U = 0(C) Q=0，W<0，∆U < 0 (D) Q>0，W=0，∆U > 0二、计算题(6题，共60分)1. 298 K，101.3 kPa下，Zn 和CuSO4溶液的置换反应在可逆电池中进行，做出电功200 kJ，放热6 kJ，求该反应的Δr U，Δr H，Δr S，Δr A，Δr G（设反应前后的体积变化可忽略不计）。

(10分)2. 纯C6H5Cl (A) 和C6H5Br (B) 在410 K 时饱和蒸气压分别为1.151×105 Pa 与6.04×104 Pa，若两者能形成理想液态混合物，试求：（1）1.013 ×105 Pa, 410 K 下，刚沸腾时气相组成。

（2）在410 K 下，当气相中两相组分分压相等时，混合物液相组成如何？3.银(Ag)和锡(Sn)构成的二元金属相图如下图所示，已知Ag和Sn的摩尔质量分别为108，118.7 g·mol-1。

根据相图请回答下列问题：(1) 标出各区的相态；(2) 指出三相平衡线并写出对应的三相平衡式(冷却过程)；(3) 绘出组成为a和b熔融液冷却至室温对应的冷却曲线，并标明相变过程；(4) D点对应的组分数和自由度数；(5) 在什么条件下，熔融液冷却可完全得到纯Ag3Sn(s)化合物？(10分)4. 电池Pt | H2(101.325kPa) | HCl(0.1mol·kg-1) | Hg2Cl2(s) | Hg 电动势与温度的关系为E / V = 0.0694 + 1.881×10-3 (T / K)-2.9×10-6 ( T / K )2(1)写出正、负极及电池的反应式；(2) 计算293K时该反应的∆r G m、∆r S m、∆r H m以及电池恒温放电时的可逆热Q r，m和最大电功W'。

5. 273K时用钨粉吸附正丁烷分子，压力为11kPa和23kPa时，对应的吸附体积(标准体积)分别为1.12dm3·kg-1和1.46dm3·kg-1，假设吸附服从Langmuir吸附等温式。

(1)计算吸附系数b和饱和吸附体积V∞a。

(2)若知钨粉的比表面积为1.55×104 m2·kg-1，计算在单分子层覆盖下吸附的正丁烷分子的截面积。

6．某化合物的分解为一级反应，在温度为600 K，反应物浓度为0.1 mol·dm-3时，其反应速率为5.3×10-3 mol·dm-3·s-1。

已知该反应的活化能为E a=183.3 kJ·mol-1。

(1) 求600 K时该反应的速率常数；(2) 若起始浓度为0.2 mol·dm-3，求反应时间为15 s时反应物的浓度；(3) 若反应温度为630 K，反应时间为15 s，其转化率可达多少？三、简答题(3题，共20分)1. 将0.010 mol·dm-3 AgNO3与0.011 mol·dm-3 KBr溶液等体积混合，形成AgBr 溶胶。

试解决如下问题：(1)写出AgBr溶胶的胶团结构；(2) 电泳时胶粒移向正极还是负极？原因?(5分)2. 对于反应CO(g) + 2 H2(g) = CH3OH(g) ，已知数据∆f H m错误!未找到引用源。

(298S m (298 K)/J·K-1·mol-1物质K)/ kJ·mol-1CO(g) -110.53 197.67H2(g) 0 130.68CH3OH(g) -200.66 239.81(1) 估计298 K时各组分压力处于p 时反应能否进行?(2) 反应升温或降压是否有利? (5分)3. 简单解释有关概念或其应用(每题2分，任选五个问题。

多答只计算前5题得分)。

(10分)(1) 热力学第3定律解决了什么问题? (2) 拉乌尔定律。

(3) 亨利定律。

(4) 水与其它单组分系统的相图中熔点曲线的差别。

(5) 固溶体与低共熔混合物。

(6) 离子独立运动定律有何应用? (7) 化学吸附与物理吸附的本质差别。

(8) 反应分子数。

(9) 过冷现象。

(10) 胶体的光学性质。

《物理化学》练习题4参考答案一、选择题(10题，每题2分，共20分)1.B2.A3.B4. C5.C6.B7.D8. B9.C 10. B二、计算题(6题，共66分)1. W f = 200 kJ ， W v = 0， W = W f + W v = 200 kJ (2分)Δr U = Q - W = -206 kJ (1分) Δr H = Δr U + Δ(pV ) = Δr U + p ΔV = -206 kJ (2分) Δr S = Q R /T = -20.1 J·K -1 (1分) Δr A = Δr U - T Δr S = -200 kJ (2分) Δr G = Δr H - T Δr S = -200 kJ (2分)) 2. 解：(1) p = p A +p B = p A * x A + p B * x B = p A * x A + p B * (1-x A ) x A = 0.748, x B = 0.252 y A = p A / p = 0.85 y B = 0.15 (2) p A =p Bp A * x A = p B * (1-x A ) x A =0.3443. 解：l+固溶体 ll+ Ag 3Sn(s)Sn(s)+ Ag 3Sn(s)l+Ag 3Sn(s)+固溶体Sn(s)+l+ Ag 3Sn(s)ll+固溶体固溶体解：(1) 1: Sn(s)+l ；2:Sn(s)+Ag 3Sn(s)；3:l+Ag 3Sn(s)；4:Ag 3Sn(s)+固溶体；5: l+固溶体；6：固溶体。

(2) CGH : l+固溶体→Ag 3Sn(s)；MON : l →Sn(s)+Ag 3Sn(s) (3) 见图。

(4) 点D 为Ag(s)的熔点，C=1;F =C +1-P =1+1-2=0 (5) 在3区。

4. 解：(1) 正极反应： Hg 2Cl 2(s) + 2e -−−→2Hg(s) + 2Cl - 负极反应： H 2(g)−−→2H + +2 e - 电池反应： Hg 2Cl 2(s) + H 2(g)2Hg(s) + 2Cl - + 2 H +(2) 293K 时电池的电动势E / V = 0.0694 + 1.881×10-3 ×293K / K - 2.9×10-6 ( 293K / K )2 = 0.3716 ∆r G m = -zFE = - 2 × 96500C ·mol -1×0.3716V = -71718.8J = -71.72kJ ·mol -1 ∆r S m = - (∂∆r G m / ∂T )p = zF (∂E / ∂T )p = zF (1.881×10-3 - 5.8×10-6 T / K ) V ·K -1 = 2×96500C ·mol -1×(1.881×10-3 - 5.8×10-6 ×293K/ K ) V ·K -1 = 35.05 J ·K -1·mol -1∆r H m =∆r G m +T ∆r S m = -71720J ·mol -1 + 293K×35.05J ·K -1·mol -1 = - 61450J ·mol -1 = 61.45kJ ·mol -15. 解：(1) Langmuir 吸附等温式 ：a a 1/V V ∞= bp 1/(1+bp 1) a a 2/V V ∞= bp 2/(1+bp 2) 得： b = [(a 1V p 2/a 2V p 1)-1] / [ p 2(1-a 1V /a 2V )]= [(1.12dm 3·kg -1×23kPa)/( 1.46dm 3·kg -1×11kPa)-1]/ [23kPa ×(1-1.12dm 3·kg -1/1.46dm 3·kg -1)] = 0.1128kPa -1a V ∞= a 1V (1+bp 1)/ bp 1 = 1.12dm 3·kg -1(1+0.1128kPa -1×11kPa)/ 0.1128kPa -1×11kPa = 2.02 dm 3·kg -1(2) 1kg 催化剂单分子层吸附的分子数= L a V ∞ /22.4dm 3·mol -1 = 6.022×1023mol -1×2.02 dm 3·kg -1/22.4dm 3·mol -1= 5.43×1022 kg-1正丁烷分子的截面积= 1.55×104 m2·kg-1/5.43×1022kg-1 = 28.5×10-20 m26. 解：（1）由一级反应的微分式：υ = kc A，得反应速率常数为k =υ/c A=5.3×10-2 s-1（2）由ln（c A，0/c A）= kt得ln（0.2/c A）=5.3×10-2Χ15c A=0.09 mol·dm-3(3) 根据阿雷尼乌斯关系式可得：ln(k’/k) = -(E a/R)[(1/T’)-(1/T)]ln(k’/5.3×10-2 )= -(183300/8.315)* [(1/630)-(1/600)]k’= 0.3047 s-1ln(1-x) =- k’t = - 0.3047*15可得x =90 %三、简答题(2题，共14分)1. 答：(1) KBr过量，为稳定剂。