物理化学测试题

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物理化学测试题 (一)

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 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 =  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 或.

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 =  , 自由度数 f =.

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＝ γ.

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 = S.cm.mol.

7. 在一定温度下, 弯曲液面的附加压力与成正比, 与 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  .

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  .

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.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  .

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克 (Cu的摩尔质量为 63.54 g/mol).

A. 16 B. 32 C. 64 D. 128.

6. 某反应的速率常数 k = 3.0 mol.dm.min, 此反应为  级反应.

A. 2 B. 1.5 C. 0.5 D. 零

7. 固体糖可以溶解在水中, 这说明固体糖的化学势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。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. 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。

0 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. 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). 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？

(A) 20 50 Sb2Cd3 80 100 (B) t /℃ 400 200 IV 600 II O III 101.3 kPa I · a b · V c · · d e VII ·VI P mB% 参考答案

一．

1、 47 2、- 38.3 3、降压，通入惰性气体 4、1，2 5、  或1.59 6、271.4 7、液体的表面张力, 液面的曲率半径

二. 1、C 2、d 3、 A 4、 B 5、b 6、 c 7、 b

三．解：

U = H = 0

V= 1×8.314×273.2/(101.3×10) = 22.4×10m Q = － W = 1×8.314×273.2 ln (0.224/22.4×10) = 5.23 kJ ΔS = Q/T = 5.23×10/273.2 = 19.15 J/K

ΔG = ΔH - TΔS = - 273.2×19.15 = - 5.23×10J ΔS(环) = - Q(可)/T = - 5230/273.2 = - 19.15 J/K 四.解:

(1) 500 ℃时光气不分解压力:

p＝ 94.6×(500＋273.2)/(17＋273.2) ＝ 252.1 kPa p总＝ (1＋α) p

α＝ 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 五解:

(1)Ⅰ: 熔液, f=2;Ⅱ: Sb(s)+l,f=1; Ⅲ: SbCd(s)+l,f=1;

Ⅳ: SbCd(s)+Sb(s),f=1; Ⅴ: SbCd(s)+l,f=1;Ⅵ: Cd(s)+l,f=1 Ⅶ: SbCd(s)+Cd(s),f=1; O: Sb(s)+SbCd(s)+l,f=0 P: 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 kg

m×(20-0) = m×(60-20)

m= 2m= 2×(10-m), m= 6.7 kg 六. 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/mol

H= G+ TS= - 8819 + 298×65.2 = 1.061×10J/mol

七. 解:

2γM 2×72.8×10×18×10

r = ──────── = ─────────────── = 54.3 nm ρRTln(p/p) 1×10×8.314×293×ln1.02 p = p＋p = p＋(2γ/r)

= 101.3＋[2×72.8×10/(54.3×10)]×10 = 2.78×10 kPa 八. 解:

(1) k = (1/t)ln([A]。/[A]) = (1/1)ln{[A]0/(1-75%)[A]0} = 1.386 h t = 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]0 x%=(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

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