西北农林科技大学本科课程考试试卷2005—2006学年第二学期《 物理化学 》课程B 卷专业年级： 应化04级 命题教师： 杨亚提 审题教师： 考生姓名： 学 号： 考试成绩： 一、选择题（每题1 分,共20分）1.理想气体的内能由U 1增加到U 2，若分别按Ⅰ等压、Ⅱ等容和Ⅲ绝热过程来完成这一变化，则 （ ） A.△T Ⅲ>△T Ⅱ>△T Ⅰ B.Q Ⅰ>Q Ⅱ>Q Ⅲ C. Q Ⅲ>Q Ⅱ>Q Ⅰ D. △H Ⅲ>△H Ⅱ>△H Ⅰ2.下列各式属于化学势的是 （ ） A ．Z n P T B n U ,,)(∂∂ B. Z n P T B n H ,,)(∂∂ C. P H B n S T ,)(∂∂ D. Z n P T Bn G,,)(∂∂ 3.通常在定温定压下气-固吸附过程应满足 （ ） A.△G>0,△S>0,△H>0 B.△G<0,△S<0,△H<0 C.△G>0,△S<0,△H<0 D.△G<0,△S>0,△H>04.所谓溶胶的沉降平衡是指 （ ） A.各处浓度均匀一致 B.粒子恒速下沉 C.粒子重力=阻力 D.粒子以浓度梯度分布5.表面活性剂溶液浓度达到临界胶束浓度以后，再增加浓度，溶液表面吸附量将（ ）A.维持不变B.略有增加C.略有减少D.明显增加 6.溶胶稳定性中起主导作用的是 （ ） A.布郎运动 B.聚结稳定性 C.动力稳定性 D.扩散运动 7.乳状液的形成类型取决于 （ ） A.媒剂的多少 B.媒剂的性质 C.媒质的性质 D.乳化剂的性质 8.恒温恒压下，纯液体A 、B 混合成理想溶液时 （ ） A. △mix V = 0 B. △mix H < 0 C. △mix S < 0 D. △mix G = 0 9.可以应用dG = -SdT + Vdp 的过程是 （ ） A.恒温下烧杯中进行的溶液反应 B.组成一定的混合气体膨胀 C.可逆电池中恒温恒压下化学反应 D.恒温恒压相变10.将一定浓度的强电解质溶液逐渐稀释，其摩尔电导率 （ ） A.不变 B.减小 C.增大 D.先增后减 11.若液体对毛细管壁的润湿角大于900，则当毛细管插入该液体时，毛细管中将发生： A.液面上升 B.蒸气压小于平面时的饱和蒸气压 （ ）C.液面突起D.液体能润湿毛细管壁12.某大分子溶液存在Donnan 平衡时，其渗透压 （ ） A.由大分子的浓度决定 B.由大分子溶液中各种粒子的浓度之和决定 C.由除大分子外其它粒子的浓度决定 D.由半透膜两侧粒子的浓度之差决定13．正丁醇溶于水，在溶液表面 （ ） A.正吸附 B.负吸附 C.不吸附 D.使水的表面张力增大 14.恒温恒压下，化学反应达平衡，则必有 （ ）A.0=∆θm r GB. 0=∆θm r HC. 0=∆θm r SD.0=∑B B μν15．任一均相单组分封闭体系S V U)(∂∂ 等于 （ ） A. V B. T P G )(∂∂ C.T D. T VF)(∂∂16．n mol 某理想气体在恒容下由T 1加热到T 2 ，其熵变为△S 1，相同量的该气体在恒压下 由T 1加热到T 2，其熵变为△S 2 ,则△S 1与△S 2的关系 （ ） A. △S 1 >△S 2 B. △S 1 = △S 2 C. △S 1 < △S 2 D. △S 1 = △S 2 = 0 17．最概然分布时，i ε能级上分布的粒子数N i 为 （ ） A. Ti ieg κε- B.Ti Ti iieg eg κεκε--∑C. T i e q N κε-D. T i ie g qN κε-18. 将0.001mol 的某电解质溶于100克水中形成稀溶液，其凝固点为273.094K 。
如果这个电解质完全电离，则此电解质可能的分子式为（水K f = 1.86K.kg.mol -1） （ ） A. A 2B B. A 3B C.AB D.A 2B 319．Na 2CO 3（s ）和H 2O(l)可以形成的水合物有Na 2CO 3.H 2O(s), Na 2CO 3.7H 2O(s)和Na 2CO 3.10H 2O(s)，在101.325kPa 下，该体系中与Na 2CO 3水溶液及冰平衡共存的含水盐最多可有 （ ） A.一种 B.两种 C.三种 D 四种. k 1 B20．平行反应 A 若频率因子A 1 = A 2，活化能E a,1 > E a,2 ,则升高温度时 （ ） k 2 CA.可使k 1 > k 2B.可使（1）加快，（2）减慢C.可使k 1/k 2 比值增大D.可使C B > C D 二、填空题(1个空格1分，共20分)1.理想气体真空膨胀时∆U =_________。
2.理想液体混合物的混合焓 ∆mix H m =_________。
3.二元金属相图一般用______________法测定，水－盐系统（如水－硫酸铵系统）相图使用_____________法测定。
4.一定温度T、p下气体在固体表面的物理吸附过程的△H_____0，△G_____0，△S______ 0。
（填入>,<,=）5.对于连串反应，若中间物为主产物，为得到较多的主产物，应采取的手段是控制___________(反应温度，反应时间，反应物浓度)。
6.凝胶在放置过程中分离出液体的现象称为_____________；溶胀是指干凝胶_________________ 。
7.电池反应中，当反应达到化学平衡时，其电池电动势为________(填入>0，<0或=0)，若计算得某电池电动势为负值时，则表示此反应向 ________ 移动。
8.一定量的高分子加入溶胶中可使溶胶絮凝，其絮凝机理是_________________。
9.氯仿-丙酮双液系具有最高恒沸点，在标准压力下，恒沸混合物含21.5%丙酮，78.5%氯仿，现将含 18.15%氯仿的丙酮溶液进行分馏，馏出物为____________，剩余物为____________。
10.不论是电解池或是原电池，极化的结果都是使阳极电势________，阴极电势________。
11.液体在固体表面的润湿程度用_________衡量，当_________时，称为不润湿。
12.当达到Donnan平衡时，体系中的任一电解质（如NaCl），其组成离子在膜内的浓度积与膜外的浓度积的关系为_________________。
三、是非题（下述各小题中的说法，你认为正确的在括号中填“√”，错误的填“×”；每小题1分，共10分）( )1.绝热过程都是定熵过程。
( )2.100℃、Pa下水向真空变成同温同压下的水蒸气，因为是自发过程，所以其△G<0。
( )3.反应级数不可能为负值。
( )4.某溶质在某液体表面的表面过剩量即可以是正值，也可以是负值。
( )5.夏天将室内电冰箱的门打开，接通电源，并紧闭门窗（设门窗均不传热），这可降低室内温度。
( )6.玻兹曼分布可以代表平衡分布。
( )7.弯曲液面产生的附加压力的方向总是指向曲面中心。
( )8.溶胶和高分子溶液属于牛顿型液体。
( )9.离子独立运动定律，即可应用于无限稀释强电解质溶液，又可应用于无限稀释弱电解质溶液。
( )10.乳状液的形成类型取决于媒剂的多少。
三. 计算题（共50分）1.1mol 理想气体从300K ,100kPa下等压加热到600K，求此过程的Q、W、△U、△H、△S、△A、△G 。
已知此理想气体300K时的S m=150.0J.K－1.mol－1，C p,m= 30.00J.K－1.mol－1。
（12分）2. 反应 2NaHCO3(s) = NaCO3(s) +H2O(g) +CO2(g)在温度为30℃和100℃时的平衡总压分别为0.827kPa和97.47kPa。
设反应焓△r Hm与温度无关。
试求：(1)该反应的反应焓△r Hm 。
(2)NaHCO3(s)的分解温度（平衡总压等于外压101.325kPa时的温度）。
（8分）3. 某金属M的氯化物MCl2是一强电解质，设下列电池：M(s) | MCl2(1mol.kg-1) | AgCl(s),Ag(s)的电动势与温度的关系为E/V = 1.200 + 4.00×10－5(t/℃) + 9.00×10－7(t/℃)225℃时的φӨ(M2+/M)=－0.9636V，φӨ(AgCl/Ag,Cl－) = 0.2223V，φӨ（Ag+/Ag）= 0.8V。
F = 96500C.mol－1。
(1) 写出电极反应与电池反应。
(2) 计算25 ℃时上述电池反应的E，△r G m，△r S m，△r H m及可逆热效应Q R。
（3）求AgCl（s）的溶度积K sp（设活度系数均为1）。
（12分）4.已知反应 NO2(g) = NO(g) + (1/2)O2(g),以NO2的消耗速率表示的反应速率常数与温度的关系为ln(k/dm3.mol－1.s－1)＝－12884/T + 20.2664(1) 试求反应的级数，活化能E a及指前因子A。
(2) 若在400 ℃时将压力为26664Pa的NO2(g)通入反应器中，使之发生分解反应，试计算反应器的压力达到31997Pa时所需时间。
（10分）5．下图为水盐体系(NH4)2SO4-H2O的溶解度图，(1)指出各相区分别由那些相组成；(2)图中的点A、线LA、AN代表哪些相平衡共存；（3）根据相图说明从30%的(NH4)2SO4溶液中提制(NH4)2SO4晶体的过程。
（8分）定压NT/K Ⅰ273 L ⅢⅡ253 AⅣ0 20 40 60 80 100H2O (NH4)2SO4的质量百分数(NH4)2SO4西北农林科技大学本科课程考试参考答案与评分标准考试课程：物理化学学年学期：2004-2005-2试卷类型：A 卷考试时间：2005-07-08专业年级：应化03级一、选择题（每题1.5分,共30分）1.B2.D3.A4.C5.B6.A7.B8.C9.D 10.C11.A 12.A 13.B 14.B 15.A 16.A 17.A 18.D 19A 20.C二、填空题(1个空格1分，共20分)1. 02. 03.热分析，溶解度4. <,<,<5.反应时间6.离浆（脱液收缩），吸收液体体积增加的现象7. =0，逆向8. 桥联9. 丙酮，恒沸物10.升高，降低11.接触角，>90°12.相等三、判断题（每小题1分，共10分）1. ×2.×3.×4.√5.×6. √7.√8.×9.√ 10. ×四. 计算题（共40分）1.(12分)解：W＝－p∆V=－p(V2-V1) =－pV2+pV1= -nRT2+ nRT1= nR(T1-T2)=1mol×8.315J.K－1.mol－1×(300K-600K)= -2494.5J(2分)∆U=nC V,m(T2-T1) =1mol×(30.00-8.315)J.K－1.mol－1×(600K-300K)= 6506J(2分)∆H= nC p,m (T2-T1) =1mol×30.00J.K－1.mol－1×(600K-300K)= 9000J(1分)Q p= ∆H =9000J(1分)∆S = n C p,m ln(T2/T1) =1mol×30.00J.K－1.mol－1×ln(600K/300K)= 20.79J.K－1.mol－1 (2分)由S mθ(600K)=S mθ(300K)+∆S = (150.0+20.79)J.K－1.mol－1=170.79J.K－1.mol－1(1分)∆TS = n(T2S2－T1S1) (1分)=1mol×(600K×170.79J.K－1.mol－1－300K×150.0J.K－1.mol－1)＝57474J∆A = ∆U－∆TS＝6506－57474J =－50968J (1分)∆G = ∆H－∆TS＝9000J－57474J =－48474J (1分)2.解：(6分)(1) 平衡时H2O和CO2的分压p=p总/2(1分)Kθ = p(H2O) p(CO2)/pθ2=( p总/2 pθ)2 (1分)所以T1=303.15K时，K1θ= [0.827kPa/(2×100kPa)]2 = 1.71×10－5(0.5分) T2=373.15K时，K2θ= [97.47kPa/(2×100kPa)]2 = 0.2375 (0.5分)∆r H mθ =RT1T2ln(K2θ/ K1θ)/(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 (1分)(2) 在分解温度T时Kθ= [101.325kPa/(2×100kPa)]2 =0.2567 (1分)代入等压方程积分式：ln(Kθ/ K1θ)＝－(∆r H mθ /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 (1分)3.(12分)解：(1) 正极反应2AgCl(s) +2e－→2Ag(s) +2Cl－(2mol.kg-1) (0.5分)负极反应M→M2+(1mol.kg-1) + 2e－(0.5分)电池反应2AgCl(s) +M→2Ag(s) +MCl2(1mol.kg-1) (1分)(2) E＝(1.200 + 4.00×10－5×25 + 9.00×10－7×252)V=1.2016V (1分)∆r G m= －nFE =－2×96500C.mol－1×1.2016V= －231.9kJ.mol－1 (1分)(d E/d T)p=(4.00×10－5+ 2×9.00×10－7×25)V.K－1＝8.5×10－5V.K－1(1分)∆r S m= nF(d E/d T)p= 2×96500C.mol－1×8.5×10－5V.K－1 (2分)= 16.41J.K－1.mol－1∆r H m= ∆r G m+T ∆r S m=－231.9kJ.mol－1+298K×16.41J.K－1.mol－1=－227.0kJ.mol－1 (1分)Q r= T∆r S m=298K×16.41J.K－1.mol－1＝4.89kJ.mol－1(1分)(3)设计电池Ag（s）|Ag+（1mol.kg-1）||KCl（1mol.kg-1）|AgCl（s）,Ag（s）(1分)电池反应AgCl (s)→Ag+ + Cl-lnK sp = nE0F/RT= 1×(0.2223-0.8)V×96500C.mol-1/8.314J.K-1.mol-1×298K=-22.50(2分)K sp = 1.69×10-104．（10分）解：(1) 速率常数k的单位为dm3.mol－1.s－1，所以反应为2级。