,考试作弊将带来严重后果!华南理工大学期末考试《 物理化学 》(48、56、64学时)试卷(B)1. 考前请将密封线内填写清楚; 所有答案请直接答在试卷上; .考试形式:闭卷;本试卷共 四 大题,满分100分, 考试时间120分钟。
选择题.(每题2分, 10题共20分)1. 已知反应CO(g)+1/2O 2(g) → CO 2(g) 的焓变为△H ,下列说法中何△H 是CO 2(g) 的生成焓 B. △H 是CO(g)的燃烧焓 △H 是负值 D. △H 与反应△U 的数值不等2. 室温下,10 p O 的理想气体绝热节流膨胀至 5p O 的过程有:(1) W < 0 ; (2) T 1> T 2; (3) Q = 0 ; (4) △S > 0A. (3)、(4)B. (2)、(3)C. (1)、(3)D. 、(2)3. 反应N 2(g) + 3H 2(g) = 2NH 3(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. K p不变,平衡时N2和H2的量将增加,而NH3的量减少B. K p不变,且N2, H2, NH3的量均不变C. K p不变,平衡时N2和H2的量将减少,而NH3的量增加D. K p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k A 和k B,且知k A>k B,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, 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. ΔU B ΔH C ΔS D ΔG9. 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. B. C. D.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△H m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a A + b B →g G + h H 用各组分表示的速率关系式存在的关系为d c A/(__)d t = d c B /(__)d t =d c G /(__)d t = d c H /(__)d t (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 ℃ 、100 kPa 下,金刚石和石墨的标准熵分别为 J ·K -1·mol -1 和 J ·K -1·mol -1 , 其标准燃烧焓分别为·mol -1 和 –·mol -1 , 根据25 ℃ 、100 kPa 下石墨→金刚石的r G m 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ΔG 。
(已知理想气体的定容摩尔热容为)(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E a 为 kJ . 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A 2B 和AB 2, 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: %, 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和. (10分)6.电池:Ag ︱AgCl(s)︱KCl(aq)︱Hg 2Cl 2(s)︱Hg(l)在298K 时的电动势E=, (dE/dT)p=*.(1)写出该电池的电极与电池反应。
(2)求出Δr G m 、Δr H m、Δr S m及Q r.(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 +WΔH =QW=nRT ln(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 = nR ln(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p A= k A x A , p B= k B x B因为k A>k B,当p A= p B时则x A < x 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。
对一级反应,ln(c A,0/c A)=kt, c A =(1-1/5)c A,0或k=(1/t)ln[1/(1-x A)] k=(1/t)ln{c A,0/[(1-1/5)c A,0]}=(1/4s)ln(5/4)=t1/2=ln2/ k==电泳二 . 填空题:(共9小题,共14分)1. △H m =R T1 T2 ln( p2 / p1 ) / ( T2 - T1 )2. 热分析法、测溶解度法3. L2+L3 - L14. K1/K25. 水-苯=水-汞+苯-苯cosa,-b,g,h 7. 2~48. 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)S m (金)-S m(石) = J·K-1·mol-1 J·K-1·mol-1= ·K-1·mol-1 . 答:r S m =H m(石) -f H m(金) = –·mol-1+·mol-1 = ·mol-1r H m =fH m -r S m =·×·K-1·mol-1)= ·mol-1r G m =rr G m >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) += * mol) = -△U =△H - △pV=△H - p3V3+ p1V1= △H - [( n’(H2O,g)+n(N2))- ( n(H2O,g)+n(N2))]RT= - = kJ△S =△S(N2) +△S(H2O)== =△G=△H - T△S =[ * ] kJ = kJ△A=△U - T△S = [ * ] kJ = kJ过程恒温可逆:Q = T△S = * kJ = kJW=△U - Q = kJ + kJ = kJ3.解:(1) b B= g·mol-1)/1kg=·kg-1T b=K b b B=·mol-1·kg×·kg-1 =(2) c B≈b B≈·kg-1×1 kg·dm-3=·dm-3= c B RT=×1000 mol·m-3×·K-1·mol-1×=(3) 已知T=时水饱和蒸气压p=101325Pa,利用克-克方程求T’=时的饱和蒸气压p’:ln(p’/p)= -[vap H m(H2O)/R](1/T’-1/T)ln(p’/101325Pa)=-(40670 J·mol-1/·K-1·mol-1)×(1/-1/p’=3747Pax A= n A/(n A+ n B)=(1000/18)mol/[(1000/18)+111)]mol =此溶液的饱和蒸气压=p A= p’x A= 3747Pa×=3745Pa4.解:(1) 平衡时H2O和CO2的分压p=p总/2,K= p(H2O) p(CO2)/p2=( p总/2 p)2所以T1=时,K1= [(2×100kPa)]2 =×10-5T2=时,K2= [(2×100kPa)]2 =r H m=RT1T2ln(K2/ K1)/(T2-T1)=·K-1·mol-1×××ln×10-5)/ =·mol-1 (2) 在分解温度T时K= [(2×100kPa)]2 =代入等压方程积分式:ln(K/ K1)=-(r H m/R)(1/T-1/T1)ln ×10-5) =-·mol -1/·K -1·mol -1)(1/T -1/ 得 T =5. 解:C=2(双组分), 恒压时 F = C + 1 - P = 3 - P , A 2B w B % = +2* % = %, AB 2 w B % = 2*(2*+ % = %,单相区F =2, 两相平衡区F =1, 三相线(CDE, FGH, IJK) F =04006008001000相 图AB 2A 2BBAt / ℃w B / %W B =50时的冷却曲线t / ℃时间t / s6. (1) 在恒容下,硝酰胺的分解量(浓度)与N 2O 气体的分压成正比。