大学物理化学试题及答案一. 填空题（每题2分，共14分）1. 20 ℃下，含25.6％O2 、4.4％CO2和70％N2( 质量百分比) 的混合气体的压力为200 kPa ，则O2的分压为47 kPa.2. 在300 K下2 mol理想气体从300 kPa不可逆地压缩至1.66 dm ，并放热10 kJ，此过程的ΔS = -38.3 J.K .3. 乙苯脱氢制苯乙烯的反应: C6H6C2H5(g) C6H5C2H3(g) + H2(g). 保持温度不变的情况下，要提高乙苯的平衡转化率可采取的措施是降压 或通入惰性气体 .4. 将1摩尔的H2(g) 与1摩尔的I2(g) 放在真空容器中, 发生反应H2(g)＋I2(g) ＝2HI(g) , 达到平衡时, 系统的独立组分数C = 1 , 自由度数f =2.5. 质量摩尔浓度为1 mol·kg 的Na2SO4水溶液, 平均活度系数为γ ，该溶液的平均活度a ＝ 或1.59γ .6. 已知25 ℃时下列物质的无限稀释摩尔电导率Λ /(S.cm .mol ): 氯化铵＝149.8、氢氧化钠＝248.11、氯化钠＝26.5，则氢氧化氨的Λ = 271.4 S.cm .mol .7. 在一定温度下, 弯曲液面的附加压力与液体的表面张力成正比, 与液面的曲率半径成反比。
二.选择题(从下列选项中选择一个正确答案，共14分，每题2分)1. 下列过程中, ΔU = 0 的是C .A. 气体节流膨胀过程B. 封闭系统的任何可逆过程C. 封闭系统的任何循环过程D. 在密闭的刚性容器中进行的化学反应2. 理想气体反应的平衡常数可用Ky和K 表示,温度和压力对Ky和K 的影响为D.A. 温度和压力对Ky, K 均有影响B. 温度和压力对Ky, K 均无影响C. 温度对Ky, K 有影响, 压力对Ky无影响而对K 有影响D. 温度对Ky, K 有影响, 压力对Ky有影响而对K 无影响3. 以下定律中不属于稀溶液依数性的是 A .A.亨利定律B.沸点升高定律C.凝固点下降定律D.渗透压定律.4. 用等体积、等摩尔浓度的LiCl, NaCl, CaCl2和AlCl3电解质溶液使As2S3溶胶聚沉, 加入AlCl3溶液聚沉得最快, 此溶胶的电性为 B .A. 正B. 负C. 中性 D 不确定5. 用96485 C电量最多可从CuSO4溶液中电解出Cu B 克(Cu的摩尔质量为63.54 g/mol).A. 16B. 32C. 64D. 128.6. 某反应的速率常数k = 3.0 mol .dm .min , 此反应为 C 级反应.A. 2B. 1.5C. 0.5D. 零7. 固体糖可以溶解在水中, 这说明固体糖的化学势 B 于水溶液中糖的化学势.A.等B. 高C. 低D. 无法判断.三.(14分)1 mol双原子分子理想气体在0 ℃、101.3 kPa下恒温可逆膨胀到0.224 m ,试计算此过程Q, W, ΔU,ΔH, ΔS, ΔS(环)及ΔG。
解：U = H = 0V = 1×8.314×273.2/(101.3×10 ) = 22.4×10 mQ = － W = 1×8.314×273.2 ln (0.224/22.4×10 ) = 5.23 kJΔS = Q/T = 5.23×10 /273.2 = 19.15 J/KΔG = ΔH - TΔS = - 273.2×19.15 = - 5.23×10 JΔS(环) = - Q(可)/T = - 5230/273.2 = - 19.15 J/K四.（14分）500 ℃时光气(COCl2)发生离解反应COCl2(g)＝CO(g)＋Cl2(g). 在此温度下于抽空容器内充入压力为252.1 kPa的光气，当反应达到平衡时，容器的压力为267.5 kPa, 设气体为理想气体,计算: (1) 500 ℃时光气的解离度α; (2) 500 ℃时解离反应的平衡常数K . (3) 光气合成反应在500 ℃时的ΔrG解:(1) 500 ℃时光气不分解压力:p ＝ 94.6×(500＋273.2)/(17＋273.2) ＝ 252.1 kPap总＝ (1＋α) pα＝ p(总) / p － 1 ＝ 267.5 / 252.1 － 1 ＝ 0.061(2) K ＝ p(CO)p(Cl ) / [p( COCl )p ]＝[α / (1－α)]p / p＝(0.061 / 0.939)×252.1 / 100 ＝ 9.99×10(3) G ＝－ G (分) ＝ RT ln K＝ 8.314×773.2×ln (9.99×10 ) = － 29.6 kJ/mol.五.(12分)在101.3kPa下, Sb和Cd可形成稳定化合物Sb2Cd3, Sb(A)和Cd(B)组成的二元系统熔点-组成图如下.(1) 指明图中各区域、点O及P的相态及自由度数;(2) 画出图上a点所示系统的步冷曲线形状, 并说明从a→b→c→d→e各点的相态变化;(3) 计算500℃下,10kg含20％Cd的Sb-Cd混合物析出固体物的质量及降温至300℃时此混合物各相的质量。
(1)Ⅰ: 熔液, f=2;ⅡⅣ: Sb Cd (s)+Sb(s),f=1; Ⅴ: Sb Cd (s)+l,f=1;Ⅵ: Cd(s)+l,f=1Ⅶ: Sb Cd (s)+Cd(s),f=1; O: Sb(s)+Sb Cd (s)+l,f=0P: Cd(s)+Sb Cd (s)+l,f=0.(2) a: 熔液, b时开始析出Sb Cd (s), c时Sb Cd (s)+l 共存,至 d时 Sb Cd (s)及 Cd(s)同时析出,并有饱和液体三相共存,到 e 点时,熔液己消失为 Sb Cd (s)及Cd(s)共存.(3) m ×(20-0) = m ×(33-20),m = 0.65m = 0.65×(10-m )m = 3.94 kgm ×(20-0) = m ×(60-20)m = 2m = 2×(10-m ), m = 6.7 kg六.(12分)25 ℃, 101.3 kPa下,电池Ag(s)│AgCl(s)│HCl(a＝0.1)│Hg2Cl2(s)│Hg(l)│Pt(s)E (Cl , AgCl/Ag) = 0.2223 V, E (Cl ,Hg Cl /Hg) = 0.268 V.(1)写出电极反应和电池反应; (2)求电池电动势;(3) 25 ℃时,( E/ T)p = 0.338×10 V/K, 求电池反应的ΔrG , ΔrH 和ΔrS .解:(1) 阴极 Hg Cl (s) + 2e → 2Hg(l) + 2Cl阳极 2Ag(s) + 2Cl → 2AgCl(s) + 2e电池反应 Hg Cl (s) + 2Ag(s) = 2Hg(l) + 2AgCl(s)(2) E = E = E (Cl , Hg Cl /Hg) - E (Cl , AgCl/Ag)= 0.268 - 0.2223 = 0.0457 V(3) S = zF( E/ T) = 2×96485×0.338×10 = 65.2 J/(K.mol)G = - zFE = - 2×0.0457×96485 = - 8819 J/molH = G + T S = - 8819 + 298×65.2 = 1.061×10 J/mol七.(8分)20 ℃, 101.3 kPa下, 水的表面张力为72.8×10-3 N.m , 有一球形水滴的蒸气压为通常水面(平液面)蒸气压的1.02倍, 计算水滴的半径及水滴表面上受到的压力(水的密度按1 g.cm 计). 解:2γM 2×72.8×10 ×18×10r = ──────── = ─────────────── = 54.3 nmρRTln(p /p ) 1×10 ×8.314×293×ln1.02p = p ＋ p = p ＋(2γ/r)= 101.3＋[2×72.8×10 /(54.3×10 )]×10 = 2.78×10 kPa八.(12分)反应A B是一级反应, 在25℃下反应进行1小时后, A 反应掉75 ％.计算:(1) 计算A的半衰期; (2) 2小时后A 反应掉百分之几;(3) 若温度升高10℃，反应速率可提高一倍，此反应的活化能为多少？(1) k = (1/t)ln([A]。
/[A]) = (1/1)ln{[A]0/(1-75%)[A]0} = 1.386 ht = 0.693/k = 0.693/1.386 = 0.5 h(2)ln([A]0/[A])=kt=1.386×2＝2.772[A]0/[A]=15.99 [A]=[A]0/15.99=0.0625[A]0x%=(A)0-[A])/[A]0=(-0.0625)×100％＝93.8％(3) ln[k(35) / k(25)]= Ea( T -T )/( RT T )= Ea 10/(8.314×298×308)Ea=52.9kJ.mol-1。