物理化学试题及答案解析

六、（本题10分）用丁烯脱氢制丁二烯的反应如下：

CH3CH2CH(g)?CH2?CHCH?CH2(g)?H2(g)Pa。已知298.15K下数据： ΔfHm?（kJ·mol-1） ΔfGm ?（kJ·mol-1） (A)丁烯（g） -0.13 71.29

(B)丁二烯（g）

110.16 150.67

反应过

程中通入水蒸气，丁烯与水蒸气的摩尔比为1;15，操作压力为2.0×105

????G?H?S（1）计算298.15K时反应的rm、rm和rm。（4分）

（2）问在什么温度下丁烯的平衡转化率为40%。假设反应热效应和过程熵变不随温度变化，气体视为理想气体。（设丁烯初始物质的量为1mol）（6分）

七、（本题8分）65 oC时N2O5气相分解的速率常数为0.292min-1，活化能为103.3kJ·mol-1，求80 oC时的速率常数k及半衰期t1/2。

八、（本题13分）下图为定压的As-Pb 相图，试从相图：

（1）推测w(Pb)为0 ，0.30，0.60，0.98 和 1.00的熔融物冷却时步冷曲线的形状；（5分）

（2）写出含w(Pb)= 0.60 的熔融物在冷却过程中相的变化；（4分） （3）从图上找出由100g固态砷与200g w(Pb)= 0.60的溶液平衡的系统的表示点，并说明系统的组成。（4分）

物理化学试卷（ 至 学年第 学期）

课程名称： 物理化学(A) 出题教师： 适用班级：

答案：

一．选择题

1－5 ABCDA； 6-10 CABBC； 11-15ACCDB

二．填空题 1、 =,=,=,＞

2、 2.137?10?2 S?m2?mol?1

3、 2,2,2 4、 2V-V水 5、 减小，零

三、解

W＝－p(V2-V1) = nR(T1-T2) =1×8.314×(300-600) = -2494.2J ?U= nCV,m (T2-T1) =1×(30.00-8.314)×(600-300) = 6506J ?H= nCp,m (T2-T1) =1×30.00×(600-300) = 9000J Qp=??H?=9000J ?S = nCp,m ln(T2/T1) =1×30.00×ln(600/300) = 20.79J·K－

1·mol－

1 由 Sm?(600K)=Sm?(300K)+?S =(150.0+20.79) =170.79J·K－

1·mol－

1 ?TS =n(T2S2－T1S1) =1×(600×170.79－300×150.0) ＝57474J ?G=??H－?TS ＝9000－57474 =－48474J

…………1分

…………0.5分 …………1分

…………0.5分 …………1分

…………0.5分 …………1分 …………1分

…………0.5分 …………1分

…………0.5分

…………1分

…………0.5分 …………1分 …………0.5分 …………0.5分 四、解：

(1) nA=100/32=3.125mol, n乙=100/46=2.17mol, ……………1分 x乙= n乙 /( n甲+ n乙)= 2.17/(3.125+2.17)= 0.41 ……………1分 (2)理想液态混合物，使用拉乌尔定律： …………1分 P甲= p甲*×x甲＝11826×（1－0.41）= 6977Pa; …………1分 p乙= p乙*×x乙＝5933×0.41=2433Pa… ………1分 p总＝p甲＋ p乙＝6977Pa＋2433kPa＝9410Pa …………1分 (3)根据分压定律，可求出气相中甲醇的物质的量分数

y甲＝p甲/p总=6977/9410=0.7414 …………2分

五、解

（1） 负极（阳极）：Cu - 2e -→Cu2+ …………1分

正极（阴极）：2AgAc+ 2e -→2Ag+2Ac …………1分 电池反应：Cu + 2AgAc→2Ag+2Ac-)+Cu2+ …………1分

（2）ΔrGm? = －zFE1??= －2×96500×0.372 = －71.796 kJ·mol

-1

-1

－

若F＝96485 则为-71.785kJ·mol …………2分 由于温度系数为常数，( ΔrSm? = zF (?E0.374?0.372)p??2?10?4V?K?1 …………1分 ?T308?298?E)p＝2×96500×2?10?4＝38.6 J·K-1·mol-1…………1分 ?T-1

ΔrHm?=ΔrGm?+TΔrSm?＝－60.29 kJ·molQr,m= TΔrSm?=298×38.6＝11.502 kJ·mol

…………1分

-1

…………1分

六、(10分)

解：

????(1)?rGm??fGm(B)??fGm(H2)??fGm(A)

?150.67?0?71.29?79.38kJ?mol …………1分

?????rHm??fHm(B)??fHm(H2)??fHm(A)

?1 ?110.16?0?(?0.13)?110.29kJ?mol …………1分

????rSm???rHm??rGm?T …………1分

?1?1?1 ?(110290?79380)298.15?103.7J?mol?K …………1分

(2) CH3CH2CH(g)?CH2?CHCH?CH2(g)?H2(g) H2O

t=0 1mol 0 mol 0 mol 15mol t (1-x) mol x mol x mol 15mol

总物质的量 (16+x) mol …………1分

0.42x2()p(16?0.4)22?总16?x?K?????()?0.0325 …………2分

1?x1?0.4p116?x16?0.4????rGm??RT?lnK???rHm?T??rSm …………1分