华南理工大物理化学学期末考试.doc

华南理工大物理化学学期末考试 华南理工大学期末考试 物理化学 (48、56、64学时)试卷(B)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试卷上； 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 号一二三四总分得 分评卷人一、 选择题.（每题2分, 10题共20分）1. 已知反应CO(g)+1/2O2(g) CO2(g) 的焓变为H,下列说法中何者是不正确? A. H是CO2(g) 的生成焓 B. H是CO(g)的燃烧焓 C. H是负值 D. H与反应U的数值不等2. 室温下,10 pO - 的理想气体绝热节流膨胀至 5pO - 的过程有：(1) W T2； (3) Q = 0 ； (4) S 0其正确的答案应是： A. (3)、(4) B. (2)、(3) C. (1)、(3) D. (1)、(2)3. 反应N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g) 可视为理想气体间反应,在反应达平衡后,若维持系统温度与压力不变,而于系统中加入惰性气体,则 A. Kpq不变,平衡时N2和H2的量将增加,而NH3的量减少 B. Kpq不变,且N2, H2, NH3的量均不变 C. Kpq不变,平衡时N2和H2的量将减少,而NH3的量增加 D. Kpq 增加,平衡时N2和H2的量将减少,NH3的量增加4. 298K时A和B两种气体在某一溶剂中溶解的享利系数分别为kA和kB,且知kAkB,则当A和B压力相同时,在该溶剂中所溶解的量是( ) A. A的量大于B的量 B. A的量小于B的量 C. A的量等于B的量 C. A的量与B的量无法比较5. NH4HS(s) 和任意量的 NH3(g) 及 H2S(g) 达平衡时有( ) A. C = 2,P = 2,F = 2； B. C = 1,P = 2,F = 1； C. C = 2,P = 3,F = 2； D. C = 3,P = 2,F = 3；6. 下列纯物质两相平衡有关的描述,不正确的是( ) A.沸点将随压力增加而升高 B. 熔点将随压力增加而升高 C.蒸气压将随温度升高而加大 D. 升华温度将随压力增大而升高7. 同一温度、压力下,一定量某纯物质的熵值_ 。 A. S(气)S(液)S(固) B. S(固)S(液)S(气)C. S(气)=S(液)=S(固) D. S(液)S(气)S(固) 8. 101325Pa,373.15K 下,水蒸发为水气,这过程系统哪一种热力学函数变化为零。_ 。A. U B H C S D G9. 温度T时某一级反应A-B,为了使A的浓度改变1/5, 需时4s, 则反应的半衰期为 A. 12.42s B. 15.53s C. 4.14s D. 6.21s10在外加电场作用下胶体粒子在分散介质中移动的现象称为 (A) 电渗 (B) 电泳 (C) 流动电势 (D) 沉降二、填空题或选择：(8小题, 共14分)1. 已知某纯液体在两种温度T1、T2下对应的饱和蒸气压分别为p1、p2,则该液体的平均摩尔气化焓Hm为_。(2分) 2. 液固相图的实验测定方法通常有（蒸气压法、热分析法）_和（测折光率法、测溶解度法）_ 。(2分)3. G作为过程方向与限度判据的条件是（ ）。(2分) 4. 在温度为T时反应C(s)+O2 (g) = CO2(g)、C(s)+(1/2)O2 (g) = CO(g) 的平衡常数分别为K1、K2,则反应CO(g)+O2 (g) = CO2(g)的平衡常数为_。(1分)5. 产生物理吸附的作用力是（ ）,产生化学吸附的作用力是（ ）。(2分)6化学反应 aA + bB gG + hH 用各组分表示的速率关系式存在的关系为 dcA /（_）dt = dcB /（_）dt =dcG /（_）dt = dcH /（_）dt (2分) 7. 一般情况下,温度升高10K,反应速率约为原来的_ 倍。 (1分)8. 丁达尔效应的本质是_。(2分) 三、计算题：(6小题,选做5小题,共 56分)（48学时做1-5小题,58或64学时做2-6小题）1. 25 、100 kPa下,金刚石和石墨的标准熵分别为2.38 JK-1mol-1 和5.74 JK-1mol-1 , 其标准燃烧焓分别为-395.407kJmol-1 和 393.510kJmol-1 , 根据25 、100 kPa下石墨金刚石的DrGm 值判断何种晶型稳定。(10分)2. 1mol 理想气体始态为27、1MPa,令其反抗恒定的0.2MPa外压,膨胀到体积为原来的5倍,压力与外压相同,计算此过程的Q、W、U、H、S、A及G。（已知理想气体的定容摩尔热容为12.471J.mol-1.K-1）（12分）4. 某药物分解30%即为失效。若放置在3的冰箱中保存期为两年,某人购回此新药物,因故在室温(25)下搁置了两周,试通过计算说明此药物是否已经失效?已知该药物分解为一级反应,且分解活化能Ea为130.0 kJ. mol1。(12分)5. 已知金属A和B的熔点分别为648和1085. 两者可形成两种稳定化合物A2B和AB2, 其熔点分别为580, 800, 两种金属与两种化合物四者之间形成三种低共熔混合物. 低共熔混合物的组成含B%(质量)及低共熔点对应为: B:35%, 380; B: 66%, 560; B: 90.6%, 680. 利用上述数据绘出A-B两组分凝聚系统相图, 并标出各区的稳定相和自由度. 已知A和B的相对原子质量分别为24.3和63.55. (10分)6电池：AgAgCl(s)KCl(aq)Hg2Cl2(s)Hg(l)在298K时的电动势E=0.455V, (dE/dT)p=3.38*10-4V.K-1.（1） 写出该电池的电极与电池反应。（2） 求出rGm 、rHm、rSm及Qr.（10分）四、问答题：(共2小题, 共10分)1. 请说明下列公式的使用条件 (6分) U =Q +W H =Q W=nRTln(V1/V2)2. 在稀的AgNO3溶液中,滴加少量KCl溶液（AgNO3稍过量）形成AgCl溶胶,请写出其胶团结构表示式。 (4分) 参考答案一、选择题（10小题,每题2分,共20分）1. A。 按生成焓定义,反应物必须为稳定相态的单质。2. A。 绝热 Q = 0 理想气体节流膨胀后 T 不变 W = p1V1 - p2V2 = nRT1-nRT2= 0 S = nR ln(V2/V1) 0 ( V2 V1 )3. A。 加入惰性气体相当于降低总压,该反应为气体体积减少的反应,故对正反应不利。4. B 由享利定律 pA= kA xA , pB= kB xB 因为 kAkB,当 pA= pB 时则 xA 0,又 U = 0, Q = W0, 石墨稳定。2.系统所经过程如下 其中: 终态: 气体当作理想气体处理, 整个过程恒温, 所以 H(N2)= U(N2)=0, H =H(N2) +H(H2O)= H(H2O)= = 0 (理想气体) += 1.6974mol * (-40.67kJ/mol) = - 69.03kJ U =H - pV=H - p3V3+ p1V1 = H - ( n(H2O,g)+n(N2)- ( n(H2O,g)+n(N2)RT= -69.03kJ - (8.2305-9.9279)*8.314*373.15kJ/1000 = -63.76 kJ S =S(N2) +S(H2O) = = J.K-1 = -238.86 J.K-1 G=H - TS = -69.03 -373.15*(-0.23886) kJ =20.10 kJ A=U - TS = -63.76 -373.15*(-0.23886) kJ =25.37 kJ 过程恒温可逆: Q = TS = 373.15*(-0.23886) kJ =-89.13 kJ W=U - Q = -63.76 kJ +89.13 kJ = 25.37 kJ3.解：(1) bB=(2.22g/111.0 gmol1)/1kg=0.02molkg1 DTb=KbbB=0.52Kmol1kg0.02molkg1 =0.01K(2) cBbB r 0.02molkg11 kgdm3=0.02moldm3 P= cB RT=0.021000 molm38.315JK1mol1298.15K=49.58kPa(3) 已知T=373.15K时水饱和蒸气压p101325Pa,利用克克方程求T=298.15K时的饱和蒸气压p：ln(p/p)= DvapHmq(H2O)/R(1/T1/T)ln(p/101325Pa)=(40670 Jmol1/8.315JK1mol1)(1/298.15K1/373.15K) p=3747PaxA= nA/(nA+ nB)=(1000/18)mol/(1000/18)+(2.22/111)mol =0.9996此溶液的饱和蒸气压pA= pxA= 3747Pa0.99963745Pa4.解：(1) 平衡时H2O和CO2的分压p=p总/2,Kq= p(H2O) p(CO2)/pq2=( p总/2 pq)2所以 T1=303.15K时,K1q= 0.827kPa/(2100kPa)2 =1.71105 T2=373.15K时,K2q= 97.47kPa/(2100kPa)2 =0.2375 DrHmq =RT1T2ln(K2q/ K1q)/(T2T1) =8.315JK1mol1303.15K373.15Kln(0.2375/1.71105)/(373.15-303.15)K =128.2kJmol1 (2) 在分解温度T时Kq= 101.325kPa/(2100kPa)2 =0.2567代入等压方程积分式： ln(Kq/ K1q)(DrHmq /R)(1/T1/T1) ln(0.2567/1.71105) =(128.2kJmol1/8.315JK1mol1)(1/T1/303.15K)得 T=373.8K5. 解：C=2(双组分), 恒压时 F = C + 1 - P = 3 - P , A2B wB% = 63.55/(63.55+2*24.3) % = 56.7 %, AB2 wB% = 2*63.55/(2*63.55+24.3) % = 83.9%, 单相区F =2, 两相平衡区F=1, 三相线(CDE, FGH, IJK) F =06. (1) 在恒容下,硝酰胺的分解量（浓度）与N2O气体的分压成正比。因为开始时没有N2O,p0=0,根据实验结果 lgp/(p p) = k t,即有lg(p p0)/(p pt) = k t,此式为一级反应式lg(pA,0/pA)= k t,故反应对硝酰胺为1级反应；(2) 根据实验结果：,即,可知反应对a(H+)为负1级反应,所以反应速率的微分方程应为四、问答题：(共2小题, 共10分)1. 答： dS = dQ/dT ：可逆过程 H =