1、物理化学试卷 A 第 1 页 共 18 页物理化学试卷 A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 H=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
2、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) WTWA (B) WT 固-空气 (B) 固-水 90 (B) = 90(C) = 180 (D) T2, T2, V2, S2 /(D) k(B)，据此推断他们是 什么样的酸碱 ? 并作简要说明？物理化学试卷 B 答案一、选择题 DBCDACADCC二、填空题1、 (2 分) kPa24.7 kPa24.7105.
3、9834.)2/1(6B VRTn2、ln( / ) =( rH /R)(1/T1-1/T2) K =137 (2 分) 3、2.38310 -2 Sm2mol-1 4、管端，变大。K$1m$5、(AgI) mnI-(n-x)K+x-x K+ (AgI)mnAg+(n-x)NO3-x+x NO3- 三、计算题1、 n=p1V1/RT=4.89 mol (2 分)H=0 (1 分)U=0 (1 分)QR=WR=nRTln(p1/p2)=8.45 kJ (2 分)V2=nRT/p2=244 dm3 (2 分)QIR=WIR=pV =6.10 kJ (2 分)S 体系 =QR/T=28.17 JK-
4、1 (2 分)S 环境 =-QIR/T=-20.33 JK-1 (2 分)S 孤立 = S 体系 + S 环境 =7.84 JK-1 (1 分)2、FeO(s) = Fe(s) + (1/2)O2(g) rS (298 K) =(1/2)S (298 K,O2)+S (298 K,Fe)-S (298 K,FeO) m$m$m$m$=70.88 JK-1mol-1 (1 分) rCp,m=(1/2)Cp,m(O2)+Cp,m(Fe)-Cp,m(FeO) =-3.20 JK-1mol-1 (1 分) rH (1473K)= rH (298 K)+ rCp,m(1473 K298 K) m$m$=
5、265.06103 Jmol-1 (1 分) rS (1473K)= rS (298 K)+ rCp,mln(1473 K)/(298 K) =65.77 JK-1mol-1 (2 分) 物理化学试卷 A 第 8 页 共 18 页 rG (1473K)= rH (1473 K) 1473 K rS (1473 K) m$m$m$=168.18103 Jmol-1 (2 分) K =exp- rG (1473 K)/RT =2.0210-6 (2 分) pK =p(O2)/p)1/2 求得 $p(O2) =4.1310-7 Pa (1 分) 3、答：根据题给数据绘制相图。A w B （3 分）(
6、)（1）由相图看出最高绘溶点的温度为 46C 。 （1 分）（2）加入 B 使体系的状态到达 点时，体系开始变浑浊，算得加入 B 的质量为 58.73 g。a（3 分）（3）10C 时，在 100 g A 中逐渐加入 B，加 100 g B 时，两共轭溶液的组成分别为： w =0.37 , w =0.90。 根据杠杆规则算出 , 层溶液的质量分别为： m( )=150.9 g , m(A A)=49.1 g 。 （3 分）（4）经计算，至少应向 100 g A 中加入 900 g B，才能使 A 层消失。 （2 分）（5）两共轭溶液的组成分别为：w =0.53 , w =0.84它们的质量比为
7、：m ( ):m( )=3.43 （2 分）（6）从相图可见，加热至大约 37C 时，体系由浑浊变清。 （1 分）4、答 (1) 设计电池 Cu(s) Cu+(a1)Cu 2+,Cu+(a1)Pt 电池反应 Cu(s) + Cu2+ 2Cu +(a1) E= - 0.368 V , lnK= zEF/RT=-14.333 , K=5.9610-7 (5 分) K= (2x)2/(0.1-x) = 5.96 10-7 x = 2.44610-4 molkg-1 (5 分) 5、答 (1) 令 CH3COOC2H5 = A NaOH = B 已知 A = B -dA/dt = kA2 1 1/A
8、- 1/A0 = kt 2 令分解百分数为 y = (A0-A)/A0 代入 2 式， y/(1-y) = kA0t .3 298 K 时，k 298 = y/(1-y)1/(At) = 6.39 dm3mol-1min-1 同理： k308 = 12.2 dm3mol-1min-1 令 E ，A 不随 T 改变 k298/k288 k 308/k298 k288 3.35 mol -1dm3min-1 由3式： y = 25.1% (5 分) (2) ln(k1/k2) = Ea/R (T1-T2)/(T2T1) 4 得 Ea = 49.3 kJmol-1 物理化学试卷 A 第 9 页 共
9、18 页据 4 k293 = 4.56 dm3mol-1min-1 由 3 t = 22 min (5 分) 四、问答题1、答：已知水在 100 时的饱和蒸气压为 101.325Pa, 根据克-克方程ln(p/p)=-(vapHm/R)(1/T-1/T)即 ln(69kPa/101.325kPa)=-(41050Jmol-1 /8.3145JK-1mol-1 )(1/T-1/373.15K)T= 362.62K2、答 A 是弱酸， B 是较强的碱，两者物质的量相等。开始 B 离解度大，所以电导率 大；稀释后弱酸 A 离解度增大，所以 kA kB，因浓度降低时离解度增大， H+ 浓度下降不显著。
10、 物理化学试卷一 选择题（每题 2 分，共 20 分）1. 理想气体反应 CO(g) + 2H2(g) = CH3OH(g), 若起始原料 CO 与 H2 的分子比为 1:2,平衡时 CO 的转化率为 ,平衡常数为 Kp,则 （ ）(A) 与 p 有关 (B) H2 的转化率是 2 (C) Kp= (3-2)2 / 4(1-)2p2 (D) Kp 与 p2 成反比 2. 用铜电极电解 0.1molkg-1 的 CuCl2 水溶液，阳极上的反应为 ( ) (A) 2Cl- Cl 2+ 2e- (B) Cu Cu2+ 2e- (C) Cu Cu+ e- (D) 2OH- H 2O + O2+ 2e
11、- 13. 对于一个一级反应，如其半衰期 t 在 0.01 s 以下，即称为快速反应，此时它的速率常数 k 值在： 12(A) 69.32 s-1 以上 (B) 6.932 s-1 以上 (C) 0.06932 s-1 以上 (D) 6.932 s-1 以下 4. 在 H3AsO3 的稀溶液中，通入过量的 H2S 气体，生成 As2S3 溶胶。用下列物质聚沉，其聚沉值大小顺序是： (A) Al(NO3)3 MgSO4 K3Fe(CN)6 (B) K3Fe(CN)6 MgSO4 Al(NO3)3 (C) MgSO4 Al(NO3)3 K3Fe(CN)6 (D) MgSO4 K3Fe(CN)6 A
12、l(NO3)3 5. 已知 400 K 时，汞的饱和蒸气压为 p0，密度为 ，如果求在相同温度下，一个 直径为 10-7 m 的汞滴的蒸气压，应该用公式： ( ) (A) p = p0+ 2 /R (B) ln(p/p0) =VapHm(1/T0- 1/T)/R (C) RTln(p/p0) = 2 M/ (D) p = nRT/V 6. 用铜电极电解 CuCl2 的水溶液，在阳极上会发生： ( ) (A) 析出氧气 (B) 析出氯气 (C) 析出铜 (D) 铜电极溶解7. 当一反应物的初始浓度为 0.04 moldm-3 时，反应的半衰期为 360 s，初始浓度为 0.024 moldm-3
13、 时，半衰期为 600 s，此反应为： ( ) (A) 0 级反应 (B) 1.5 级反应 (C) 2 级反应 (D) 1 级反应8. 放射性 Pb201 的半衰期为 8 h，1 g 放射性 Pb201 在 24 h 后还剩下： ( ) 物理化学试卷 A 第 10 页 共 18 页(A) 1/8 g (B) 1/4 g (C) 1/3 g (D) 1/2 g9. 溶胶（憎液溶胶）在热力学上是： ( ) (A) 不稳定、可逆的体系 (B) 不稳定、不可逆体系 (C) 稳定、可逆体系 (D) 稳定、不可逆体系 10. 若在固体表面上发生某气体的单分子层吸附，则随着气体压力的不断增大，吸附的量是：
14、( ) (A) 成比例的增加 (B) 成倍的增加 (C) 恒定不变 (D) 逐渐趋向饱和 二. 填空题（每题 2 分，共 10 分）1 反应 3C(s)+2H2O(g)=CH4(g)+2CO(g)在恒温恒容条件下进行,达平衡后,气相各组分皆可看成理想气体,其平衡常数 Kp1,碳的转化率为 1;若向该体系内充入 N2,则反应体系压力升高,但气体组分仍可近似为理想气体,此时反应的平衡常数 Kp2,碳的转化率 2,则 Kp1 与 Kp2 的关系为_, 1 与 2 的关系为_。(大于,小于,等于的关系 ) 2 O3 分解反应为 2O33O 2，在一定温度下, 2.0 dm3 容器中反应。 实验测出 O
15、3每秒消耗 1.5010-2 mol, 则反应速率为_moldm -3s-1 ，氧的生成速率为_moldm-3s-1, d /dt 为_ moldm-3s-1. 3 液态汞的表面张力 = 0.4636 Nm-1 + 8.3210-3 Nm-1K-1T - 3.1310-7 Nm-1K-2T2 ，在 400 K 时，汞的 （U/ A） T, V = 。 4 憎液溶胶的三个最基本特性为 ， ， ， 。5 对于分散体系, 如果按照粒子的大小来区分, 则当粒子半径为_ 时, 称为分子(或离子)分散体系; 当粒子半径为_时, 称为胶体分散体系; 当粒子半径为_时, 称为粗分散体系。三计算题1苯乙烯工业化
16、生产是从石油裂解得到的乙烯与苯作用生成乙苯，在由乙苯直接脱氢而 制得： C6H5CH2CH3(g) C6H5CHCH 2(g)H 2(g) 乙苯直接脱氢的工艺条件为：温度：600800；压力：常压；原料：过热水蒸气与乙苯蒸气,物质的量比为 9:1 的混合气，已知数据如下： 乙苯(g) 苯乙烯 (g) 水(g) fH (298 K)/kJmol-1 29.79 146.9 -241.8 m$ fG (298 K)/kJmol-1 130.58 213.8 -228.6 (1)已知 700 K 时,上述乙苯脱氢反应的 rG 33.26 kJmol-1，7001100 K 之间反应热效应平均值 m$
17、 rH 124.4 kJmol -1,计算 1000 K 时乙苯的理论转化率。 $(2)试对本反应为什么采取高温常压，充入惰性气体等工艺条件，做热力学的分析说明。 (3)用蒸馏法从粗品中分离苯乙烯时，采用什么措施防止或减少其聚合作用。 (4)文献报道，有人建议可用乙苯氧化脱氢的办法来制取苯乙烯 C6H5CH2CH3(g)(1/2)O 2(g) = C6H5CHCH 2(g)H 2O(g) 从热力学角度估算一下，在 25、标准压力下有无实际的可能性，若可能实现,从理论上来讲比直接脱氢法具有什么优点。 （15 分） 2电池 Ag(s)|AgBr(s)|HBr(0.1 kJmol-1)|H2(0.0
18、1p),Pt，298 K 时，E=0.165 V，当电子得失为 1mol 时，rHm= - 50.0 kJmol-1，电池反应平衡常数 K=0.0301，E (Ag+|Ag)=0.800 V，设活度系数均为 1。(1) 写出电极与电池反应；(2) 计算 298 K 时 AgBr(s)的 Ksp；(3) 求电池反应的可逆反应热 QR；(4) 计算电池的温度系数。 （15 分）3. 水在 40下若以半径为 r=110-3 m 的小液滴存在，试计算其饱和蒸气压增加的百分率。已知液滴的附加物理化学试卷 A 第 11 页 共 18 页压力 ps=1.39107 Nm-2，水在 40的摩尔体积 Vm=1.
19、8410-5 m3mol-1。 （10 分）4气相反应 2NO2+ F2 2NO 2F，当 2 mol NO2 和 3 mol F2 在 400 dm3 的反应釜中混合，已知 300 K 时，k = 38 dm3mol-1s-1，反应速率方程为： r = kNO2F2。试计算反应 10 s 后 ，NO 2 ，F 2 ，NO 2F 在反应釜中物质的量（10 分） 。 525时，TlCl 在纯水中的溶解度为 1.60710-2 moldm-3，在 0.100 moldm-3 NaCl 溶液中的溶解度是3.9510-3 moldm-3，TlCl 的活度积是 2.02210-4，试求在不含 NaCl
20、和含有 0.1000 moldm-3 NaCl 的TlCl 饱和溶液中离子平均活度系数。四问答题1写出下列两电极作为原电池正极时的电极反应: (1) Cl-(a-)AgCl(s)Ag(s) (2) Ag+(a+)Ag(s) 并说明它们的电极类型和电极电势是否相同?（5 分）2简述憎液溶胶能够稳定存在的原因。 （5 分）物理化学试卷 答案一、选择题 ( 共 10 题 20 分 ) ABABCDCAAD 二、填空题 ( 共 5 题 10 分 )1 Kp1=Kp2 1=2 2 0.7510-2, 2.2510-2, 1.5010-2. 3. dU = TdS - pdV + dA (U/A)T, V
21、 = T (S/A)T, V + = -T( /T)A, V + = 0.514 Jm-2 4 特有的分散程度 不均匀的（多相）性 聚结不稳定性 5 r10-9m, 10-9r10-7m, r10-7m 三、计算题 ( 共 5 题 60 分 )1答 (1) K =exp(-rG /RT) =3.310-3 p$m$lnK (1000 K)/K (700 K)=(124 400/8.314)(1000-700)/(1000700) p求得 K (1000 K) =2.013 p$C6H5CH2CH3(g) C6H5CH=CH2(g) + H2(g) + H2O(g) 平衡/mol 1- 9 =(
22、10+)mol BnK =Kn(p/p)/nB p$=2/(1-)1/(10+) =2.013 解得 =0.9584 (2) rH =(146.9-29.79) kJmol-1=117.11 kJmol-1 m$rG =(213.8-130.58) kJmol-1=83.22 kJmol-1 由于 rG 0,低压有利于苯乙烯生成 ,充入惰性气体,相当于降低体系总压, 采用上述措施利于提高乙苯转化率。 (3) 加入少量阻聚剂, 采用减压蒸馏, 以降低蒸馏温度 , 防止聚合。 (4)氧化脱氢 rG =-145.4 kJmol-10,低压有利于苯乙烯生成 ,充入惰性气体,相当于降低体系总压, 采用上
23、述措施利于提高乙苯转化率。 (3) 加入少量阻聚剂, 采用减压蒸馏, 以降低蒸馏温度 , 防止聚合。 (4)氧化脱氢 rG =-145.4 kJmol-10,表明在常温下反应能进行,且平衡常数 m$很大(K =3.041025), 乙苯几乎完全转化。 p$优点: 反应温度低 , 转化率高, 节约能源。 5 答 s2rmVM物理化学试卷 A 第 17 页 共 18 页smsr02lnprVpMRTRT751.39.8410.982pr0.r1%03.四、问答题 (2 题共 10 分 )1 (1) 以 Pt 为电极 阴极部变浅，中部不变，阳极部变浅 (2) 以 Cu 为电极 阴极部变浅，中部不变，阳极部变深 2 特有的分散程度 不均匀的（多相）性 聚结不稳定性1、经历下述可逆等压过程：此体系的 Cp= 20 JK-1，始态熵 S1= 30 JK-1。计算过程的 Q，W 及体系的 U， H， S，F ， G 的值。 物理化学试卷 A 第 18 页 共 18 页
