【高等教育】华南理工大学期末考试物理化学试卷A及答案

华南理工大学期末考试

《物理化学》试卷A

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答题纸上 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 得 分 评卷人 三 四 五 六 总分 一、选择题 ( 每题2分，共20分 ) 1、对于理想气体的内能有下述四种理解：

(1) 状态一定，内能也一定 (2) 对应于某一状态的内能是可以直接测定的 (3) 对应于某一状态，内能只有一个数值，不可能有两个或两个以上的数值 (4) 状态改变时，内能一定跟着改变

其中正确的是： ( )

(A) (1),(2) (B) (3),(4) (C) (2),(4) (D) (1),(3) 2、下列的过程可应用公式ΔH=Q进行计算的是： ( ) (A) 不做非体积功，终态压力相同但中间压力有变化的过程 (B) 不做非体积功，一直保持体积不变的过程 (C) 273.15 K，p下液态水结成冰的过程 (D) 恒容下加热实际气体 3、某理想气体从同一始态(p1,V1,T1)出发,分别经恒温可逆压缩和绝热可逆压缩至同一体积V2,若环境所做功的绝对值分别为WT和WA,问WT和WA的关系如何?

( ) (A) WT>WA (B) WT H2O(g) + C(s) ＝H2(g) + CO(g)

《物理化学》试卷A第 1 页 共 8 页

_____________ ________ 姓名 学号 CO2(g) + H2(g)＝ H2O(g) + CO(g) CO2(g) + C(s)＝ 2CO(g)

则该体系的独立组分数 C 为: ( ) (A) C=3 (B) C=2 (C) C=1 (D) C=4

-1

6、已知反应3O2(g) = 2O3(g) 在25℃时，ΔrH $m=-280 Jmol,则对该反应有利的条件是：

( ) (A) 升温升压 (B) 升温降压 (C) 降温升压 (D) 降温降压

7、298标K，当 H2SO4溶液的浓度从 0.01 mol·kg-1 增加到 0.1 mol·kg-1时，其电 导率 k 和摩尔电导率 m将： ( ) (A) k减小 , m增加 (B) k增加 , m增加 (C) k减小 , m减小 (D) k增加 , m减小

8、对于亲水性固体表面，其表面张力间的关系是： ( ) (A) 固-水 > 固-空气

(B) 固-水 < 固-空气 (C) 固-水 = 固-空气

(D) 不能确定 其液固间的接触角值为： ( ) (A)  > 90° (B)  = 90° (C)  = 180° (D)  < 90°

9、已知 ECl-Cl = 243 kJ/mol，EH-H= 436 kJ·mol-1，用光照引发下面反应： H2+ Cl2  2HCl

所用光的波长约为：( h=6.626×10-34 J·s C=2.998×10 8m·s-1) ( ) (A) 4.92×10-4 m (B) 4.92×10-7 m (C) 2.74×10-7 m (D) 1.76×10-7 m

10、对于 AgI 的水溶胶，当以 KI 为稳定剂时，其结构式可以写成 ： [(AgI)m·nI-,(n-x)K+]x-·xK+，则被称为胶粒的是指： ( ) (A) (AgI)m·nI- (B) (AgI)m (C) [(AgI)m·nI-,(n-x)K+]x-·xK+ (D) [(AgI)m·nI-,(n-x)K+]x-

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二、填空题 (每题2分，共10分 )

1、 1kg水中分别加入相同数量(0.01mol)的溶质：葡萄糖, NaCl, CaCl2和乙醇溶液。相应的沸点为Tb（水），Tb（糖），Tb(NaCl) , Tb(CaCl2) , Tb（乙）。试将其沸点的次序由高到低排列： 。

2、一般说来，物理吸附的吸附量随温度增高而 ___________ ，化学吸附的吸附量随 温度增高而 ____________ 。

3、有理想气体反应达化学平衡 A(g) + B(g) ＝ 3C(g)，在等温下维持体系总压不变，向体系中加入惰性气体，平衡 _____ 移动；若将气体置于钢筒内加入惰性气体后平衡 __________移动。

4、已知 18℃时，Ba(OH)2，BaCl2，NH4Cl 溶液的无限稀释摩尔电导率分别为 2.88×10-2，1.203×10-2，1.298×10-2 S·m2·mol-1，那么 18℃时 NH3·H2O 的 m= ____________ 。

5、活度等于1，这状态的化学势就是标准态化学势。此结论 。 标准化学势所处的状态活度等于1。此结论 。 （填正确或错误）

三、计算题 ( 共 5题 60分 )

1、1mol 理想气体在 273.15 K 等温地从 10p 膨胀到p，如果膨胀是可逆的，试计算此过程的Q，W以及气体的ΔU，ΔH，ΔS，ΔG，ΔF 。（15分）

2、为除去氮气中的杂质氧气，将氮气在 101.325kPa 压力下通过 600℃的铜粉进行脱氧： 2Cu(s)＋(1/2)O2(g)＝Cu2O(s) 若气流缓慢能使反应达到平衡，求经此纯化后在氮气中残余氧的体积分数。已知 298 K 时： ΔfHm(CuO2)＝-166.5 kJmol-1 S m(CuO2)＝93.72 JK-1mol-1 S m(Cu)＝33.47 JK-1mol-1 S m(O2)＝205.0 JK-1mol-1 反应的 ΔCp＝2.092 JK-1mol-1，且不随温度改变。 （10分）

3、由实验得酚-水体系的数据列于下表：

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表中w1,w2分别代表酚在水层和酚层中的质量分数。

（1）根据表中数据绘制T-x图；

（2）确定临界溶解温度和临界浓度；

（3）若在312.0 K时，将50 g水和50 g酚混合，达平衡后水层和酚层的质量各为多少？水层中水和酚的质量各为多少？（15分）

4、试设计一个电池，在其中进行下述反应 Fe2+(a2) + Ag+(a1) ─→ Ag(s) + Fe3+(a3)

(1) 写出电池的表达式 (2) 计算上述电池反应在 298 K时的平衡常数 K (3) 设将过量磨细银粉加到浓度为 0.05 mol·kg-1的 Fe(NO3)3溶液中，当

反应达平衡后 Ag+ 的浓度为多少？ （设活度系数均等于 1） 已知 E  (Ag+,Ag) = 0.7991 V , E (Fe3+, Fe2+) = 0.771 V . (10分)

5、(1) 某溶液含有 NaOH 和 CH3COOC2H5 浓度均为 0.01 mol·dm-3，设为二级反 应，在 298 K时，10 min 内有 39% 的 CH3COOC2H5分解，而在 308 K 时，10 min

分解55%，粗略估计 288 K时， 在 10 min 内能分解多少？ (2) 293 K 时，若有 50% 的 CH3COOC2H5 分解，需时若干？（10分）

四、问答题 ( 每题5分 共10分 )

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1、水在玻璃毛细管 A 中可上升到 h 处, 若将毛细管 B 中部扩大(如图), 水在毛细管 中上升情况如何? 若将水抽到 h 以上 b 处, 再让其自动下降, 结果又如何? 为什么?

2、在迁移数测定装置中，电解在100 g水里含有0.650 g NaCl的溶液。利用银作阳极，把放电的Cl - 去掉而变为AgCl固体。电解后，在阳极部的80.09 g溶液中含有NaCl 0.372 g，并且在串联连接的银量计上析出的银为0.692 g，试从这些结果求在NaCl溶液中Na+ 及Cl- 的迁移数。

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《物理化学》试卷A答案

一、选择题

DCBBACDBDBD

二、填空题

1、Tb(CaCl2)Tb(NaCl)Tb(糖)Tb(水)Tb(乙)

2、 降低；先增加，后降低

3、 向右 不

4、 2.137×10-2 S·m2·mol-1 5、（1）错误 （2）正确

三、计算题

1、W = nRTln(p1/p2) = 5.230 kJ (1分) 因为 ΔT = 0 ，所以ΔU = 0， QR= W = 5.230 kJ (3分) ΔS = QR/T = 19.14 J·K-1 (1分) ΔH = =ΔU + Δ(pV) = ΔU + nRT = 0 (1分) ΔG =ΔH - TΔS = -5.230 kJ (2分) ΔF = ΔU - TΔS = -5.230 kJ (2分)

2、ΔrS m(298 K)=[93.72-2×33.47-(1/2)×205 ] J·K-1·mol-1=-75.72 J·K-1·mol-1 (1分) ΔrS m(873 K)=ΔrS m(298 K)+ΔCpln(873 K/298 K)=-73.47 J·K-1·mol-1 (2分) ΔrH m(873 K)=ΔrH m(298 K)+ΔCp(873 K-298 K) =-165.3×103 J·mol-1 (2分) ΔrG m(873 K)=ΔrH m(873 K)-873 KΔrS m(873 K)

=-101.2×103 J·mol-1 (1分) K p=exp[-ΔrG m(873 K)/RT] =1.13×106 (2分) K p=[p(O2)/ p]-1/2 求得 p(O2) =7.94×10-8 Pa (1分) y(O2) =p(O2)/p =7.94×10-8/101 325 =7.83×10-13 (1分)

3、答：（1）根据题给数据，绘制相图如下。

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H2O w(C6H5OH) C6H5OH （2）T=339.1K，组成w(酚)0.35 （3）根据杠杆规则求得：

m(酚层质量)=71.8 g

m(水层质量)=28.2 g m1(水层中水的质量)=26.0 g

m2(水层中酚的质量)=2.2 g

4、[答] (1) Pt│Fe3+,Fe2+‖Ag+│Ag(s) (2) E= ( (Ag+/Ag) -  (Fe3+/Fe2+) = 0.0281 V lnK$$a= zFE/RT Ka= 2.988 (3) Fe2+ + Ag+ ─→ Ag(s) + Fe3+ 平衡时 x x (0.05- x) mol·kg-1 K$a= (0.05-x)/x2 x = 0.0442 [Ag+] = 0.0442 mol·kg-1

5、[答] (1) 设分解百分数为 y，则二级反应 y/(1-y) = k2 a t ......(1) 298 K k298 = 1/ (at)× y/(1-y) = 6.4 dm3·mol-1·min-1 308 K k308 = 12.2 dm3·mol-1·min-1 k308/k298 = k(r+10)/kr= r = 1.91 （即温度每增加 10 K，k 增到 1.91 倍） k288 = k298/1.91 = 3.35 dm3·mol-1·min-1 据 (1) 得 y = 0.252 = 25.2% (2) ln(k2/k1) = Ea/R (1/T1- 1/T2) .......(2) 得 Ea= 4.92 kJ·mol-1 将 T1= 298 K，T2= 293 K 代入 (2) 式， 得k293 = 4.55 dm3·mol-1·min-1 由 (1) t = 1/(k2a)×y/(1-y) = 22 min 《物理化学》试卷A第 7 页 共 8 页

6分） 3分） （4分） （2分） (3分)

(3分) (4分) (3分) (3分) (3分)

(3分) (3分)

（ （

四、问答题

1、[答] (1):水将升到 a 处后不再上升。 因 B 中扩大部分无附加压力。 (2分)

(2):水下降稳定时,高度仍为 h 。因静压力与附加压力相等, 2/R＇=gh (3分)

2、[答] 阴极部失去的NaCl的量为：

80.090.3720.3720.6503100mol2.5010mol

（2分）

58.42.50103则：t0.692107.910.390 t1t0.610

（1分）

《物理化学》试卷A第 8 页 共 8 页

（2分）