华南理工大学物化试卷AB+作业.doc

姓名 学号 学院 专业 班上编号 ( 密 封 线 内 不 答 题 )密封线线_ _ 诚信应考,考试作弊将带来严重后果！ 华南理工大学期末考试 物理化学 (64学时)试卷(B)注意事项：1. 考前请将密封线内容(特别是姓名和班内编号)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 三 大题，满分100分，考试时间120分钟。题 号一二三总分12345612得 分评卷人一、选择题(10题，每题2分，共20分)1. 一定量的理想气体从同一初态分别经历等温可逆膨胀、绝热可逆膨胀到具有相同压力的终态，终态体积分别为V1，V2，则： ( ) (A) V1 V2 (B) V10，DS环=0 (B) DS系0，DS环0 (D) DS系03. 冬季建筑施工中，为了保证施工质量，通常在浇注混凝土时加入少量盐类，其主要作用是( ) (A) 吸收混凝土中的水分 (B) 防止建筑物被腐蚀(C) 增加混凝土的强度 (D) 降低混凝土的固化温度4. 某温度时，反应2NO2(g) = N2O4(g) 的K$=8，则当p(NO2)=100 kPa, p(N2O4)=200 kPa时，反应将( ) (A) 向生成N2O4方向进行 (B) 向生成NO2方向进行 (C) 反应恰好达到平衡 (D) 不能判断其进行的方向5. 硫酸与水可形成H2SO4H2O(s)、H2SO42H2O(s)、H2SO44H2O(s)三种水合物，问在 101325 Pa 的压力下，能与硫酸水溶液及冰平衡共存的硫酸水合物最多可有多少种? ( ) (A) 3种 (B) 2种 (C) 1 种 (D) 不可能有硫酸水合物与之平衡共存6. 电池反应达平衡时，电池的电动势E有( ) (A) E0 (B) EO，W0，UO (B) Q=0，W=0，U=0 (C) Q=0，W0，U0，W=0，U08. 一定体积的水，当聚成一个大水球或分散成许多水滴时，在同温度下，两种状态相比，以下性质保持不变的有( ) (A) 表面能 (B) 表面张力 (C) 比表面 (D) 液面下的附加压力9对某基元反应 A+2B3D ,用A、B、D的浓度变化表示的反应速率常数分别为 kA、kB、kD,它们之间的关系为( )(A) kA =kB =kD (B) kA =2kB =3kD (C) kA =(1/2)kB =(1/3)kD (D) (1/2)kA =kB =(2/3)kD 10某反应速率系数与各基元反应速率系数的关系为，则该反应的表观活化能Ea与各基元反应活化能的关系是： ( )(A) Ea=E2+(1/2)E1-E4 (B) Ea=E2+(1/2)(E1-E4)(C) Ea=E2+ (E1-E4)1/2 (D) Ea=E2+E1-E4二、计算题(6题，共65分)1. 甲醇在101.325kPa下的沸点为64.65，在此条件下的摩尔蒸发焓vapHm = 35.32 kJ mol-1。求在上述温度和压力下，1kg液态甲醇全部变成甲醇蒸气时的Q, W, U, H，S，A、G。(12分)2. 1kg 纯水中，溶解不挥发性溶质B 2.22g，B在水中不电离，假设此溶液具有稀溶液的性质。已知B的摩尔质量为111.0gmol1, 水的Kb=0.52Kmol1kg，DvapHm(H2O)=40.67 kJmol1 为常数，该溶液的密度近似为1 kgdm3。试求：(1) 此溶液的沸点升高值。(2) 此溶液在25 时的渗透压P。(3) 纯水和此溶液25 时的饱和蒸气压。已知纯水100 的饱和蒸气压为101325Pa。(10分)3. 银(熔点为960)和铜(熔点为1083)在779时形成一最低共熔混合物，其组成为含铜的摩尔分数x(Cu)=0.399。该系统有a 和b 两个固溶体，在不同温度时其组成如下表所示： (1) 绘制该系统的温度-组成图； (2) 指出各相区的相态和自由度数；(3) 画出含Cu的摩尔分数为x(Cu)=0.20的溶液从1100C冷却时的冷却曲线，并指明相态变化。 (12分)4. 有一原电池Ag(s) | AgCl(s) |Cl-(=1)Cu2+(=0.01) | Cu(s)(1) 写出上述原电池的电极反应和电池反应式。(2) 计算该原电池在25时的电动势E。(3) 求25时原电池反应的吉布斯函数变rGm和标准平衡常数K$ ？已知：E$Cu2+|Cu=0.3402V，E$AgCl(s) |Ag(s) |Cl-=0.2223V，F=96485C . mol-1。 (12分)5. 在一定温度下，N2在某催化剂上的吸附服从Langmuir方程，已知催化剂的比表面为21.77m2.g1 ，N2分子的截面积为16102 0 m2。(1) 求饱和吸附量(每克催化剂的吸附体积Va)。已知1摩尔气体的标准体积为22.4dm3。(2) 已知平衡压力为101.325kPa，每克催化剂吸附N2的量为2 cm3 (已换算成标准状态的体积)。问要使N2的吸附量增加一倍，则平衡压力为多大? (9分)6镤的同位素进行放射时，经14天后，此同位素的放射性降低了6.86%。试求：(1) 此同位素的蜕变速率常数；(2) 100天后，放射性降低了多少？(3) 此同位素的放射性降低90%需要多少时间？假定此放射性同位素的蜕变反应为一级反应。 (10分三、简答题(2题，共15分)1. 对于反应 C2H6 + H2 2CH4 ，其可能的机理为 (1) C2H6 2CH3 K (2) CH3 + H2 CH4 + H k2 (3) H + C2H6 CH4 + CH3 k3 设反应(1)为快速对行反应，对H和CH3可作稳态近似处理，试证明 dCH4/dt = 2k2 K1/2C2H61/2H2。(5分)2. 简单解释有关概念或其应用 (任选五个问题，多答选前5题)。(10分)(1) 热力学第2定律要解决的问题。(2) 拉乌尔定律。(3) 亨利定律。(4) 水与其它单组分系统的相图中熔点曲线的差别。(5) 固溶体与低共熔混合物。(6) 法拉第定律。(7) 化学吸附与物理吸附的本质差别。 (8) 阿累尼乌斯关系式。(9) 范特霍夫规则。 (10) 过冷蒸气。姓名 学号 学院 专业 班上编号 ( 密 封 线 内 不 答 题 )密封线线_ _ 诚信应考,考试作弊将带来严重后果！ 华南理工大学期末考试 物理化学 (64学时)试卷(A)注意事项：1. 考前请将密封线内容(特别是姓名和班内编号)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 三 大题，满分100分，考试时间120分钟。题 号一二三总分12345612得 分评卷人一、选择题(10题，每题2分，共20分)1. 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，始末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) 273.15K， p$下水结成冰的过程 (D) 恒容下加热实际气体2. 理想气体绝热向真空膨胀，则( ) (A) DS = 0，W = 0 (B) DH = 0，DU = 0 (C) DG = 0，DH = 0 (D) DU = 0，DG = 03. 冬季建筑施工中，为了保证施工质量，通常在浇注混凝土时加入少量盐类，其主要作用是( ) (A) 吸收混凝土中的水分 (B) 防止建筑物被腐蚀(C) 增加混凝土的强度 (D) 降低混凝土的固化温度4. 在300 K时，A(g) + 2B(g) C(g) 的K $ = 1。在一抽成真空的容器中，通入A、B、C三种理想气体，在300 K时它们的分压为pA=pB=pC=100 kPa，在此条件下，反应：( )(A) 从右向左进行 (B) 从左向右进行 (C) 反应处于平衡状态 (D) 无法判断5. 当克劳修斯克拉贝龙方程应用于凝聚相转变为蒸气时，则： ( ) (A) p必随T之升高而降低 (B) p必不随T而变 (C) p必随T之升高而变大 (D) p随T之升高可变大或减少 6. 已知NaCl、NaAc、HCl的无限稀释时的摩尔电导分别为L1、L2、L3，则HAc的无限稀释时的摩尔电导为( )(A) L1+L2+L3 (B) L2+L3-L1 (C) L1+L2-L3 (D) L1+L3-L27. 在一个绝热的刚壁容器中，发生一个化学反应，使系统的温度从T1升高到T2，压力从p1升高到p2，则( ) (A) QO，W0，UO (B) Q=0，W=0，U=0 (C) Q=0，W0，U0，W=0，U08. 人工降雨时将AgI微细晶粒喷洒在积雨云层中，目的是为了( )(A) 冷却降温 (B) 增加湿度 (C) 提供晶核 (D) 降低水的表面张力9若某反应的反应物能在一定时间内完全反应掉，则该反应极可能为( ) (A) 零级反应 (B) 一级反应 (C) 二级反应 (D) 三级反应10. 氢和氧的反应发展为爆炸是因为( ) (A) 大量的引发剂的引发(B) 直链传递的速度增加(C) 自由基被消除(D) 生成双自由基形成支链二、计算题(6题，共65分)1. 将装有0.2mol液体乙醚的小玻璃瓶放入容积为20dm3的恒容密闭的真空容器中，并在35.51的恒温槽中恒温。35.51为乙醚在101.325kPa下的沸点。已知在此条件下乙醚的摩尔蒸发焓vapHm = 25.104 kJ . mol-1。今将小玻璃瓶打破，乙醚蒸发至平衡态。求：(1) 乙醚蒸气的压力；(2) 过程的Q，W， U，H，S及G。 (12分)2. 在293K时将6.84g蔗糖(C12H22O11)溶于1kg的水中。已知293K时此溶液的密度为1.02g . cm-3，纯水的饱和蒸气压为2.339kPa，蔗糖的摩尔质量为342g，试求：(1) 此溶液的蒸气压。(2) 此溶液的沸点升高值。已知水的沸点升高常数Kb=0.52K.mol-1.kg 。(3) 此溶液的渗透压。(10分)3. 在标准压力下，酚的熔点为40，1-萘胺的熔点为50，酚和1-萘胺系统的相图中有两个低共熔点，含酚的摩尔分数分别为0.75(17)和0.36(23)，在含酚的摩尔分数为0.50处生成稳定化合物，其熔点为28。(1) 已知上述二组份系统形成的液相完全互溶，试绘出该系统的t-x图。(2) 在图中标明各相区的相态。(3) 分析各相区的自由度数。(4) 描述含酚的摩尔分数为0.40的熔体从50冷却到10过程中的冷却曲线及相变情况。 (12分)4. 在25和100kPa时有关热力学数据如下(aq表示水溶液)： 物质 / (kJmol-1) / (JK-1mol-1) / (kJmol-1)Zn2+ (aq)-153.89-112.1-147.06Cu2+ (aq)64.77-99.665.49Zn(s)041.630Cu(s)033.150在100kPa和25时进行反应：Zn(s) + Cu2+(aq, a=1) = Zn2+(aq, a=1) + Cu(s)。(1) 计算反应的、。(2) 计算反应的平衡常数K$。(3) 计算反应平衡常数的温度系数 (K$/T)p。(4) 若反应以原电池方式进行，试计算该电池的标准电动势E$及电池温度系数。(12分)5. 在31时，实验测定乙醇水溶液的表面张力与浓度存在关系：g /(N.m-1) = 0.0025 (c/mol.dm-3)2-0.0162 (c/mol.dm-3)+0.0716试求：(1) 浓度为0.5 mol.dm-3 的乙醇水溶液的表面张力。(2) 将半径为0.1mm的毛细管插入上述溶液中将引起多大的附加压力？引起毛细管液面上升多少？假设润湿角为20，溶液密度为970kg.m-3。(3) 计算上述溶液的表面超量。(9分)6. 已知某化合物分解反应的活化能Ea=163.3kJ.mol-1, 在427K时，该反应的速率常数k=4.310-3s-1。试求：(1) 该反应的级数。(2) 现在要控制此反应在20min内转化率达到80%，试问反应温度应为多少? (10分)三、简答题(2题，共15分)1. 甲苯加氢脱烷基反应为: C6H5CH3+ H2 C6H6+ CH4若按下述历程进行： H2+ MM + 2H(1)H + C6H5CH3C6H6+ CH3 (2)CH3+ H2CH4+ H(3)H + H + MH2+ M(4)对机理中H和CH3的浓度可采用稳态近似法求取，试推导反应中苯的生成速率。(5分)2. 简单解释有关概念或其应用 (任选五个问题，多答选前5题，每题2分)。(10分)(1) 热力学第3定律。(2) 克劳修斯克拉贝龙方程及其应用。(3) 理想液态混合物的定义。(4) 固溶体与固体混合物。(5) 电导测定的一个应用。(6) 表面活性剂的一个应用。(7) 微小晶体溶解度较大的原因。 (8) 基元反应。(9) 反应分子数。 (10) 连串反应的中间物为主产物时如何控制产量？ 物理化学作业 第一章 气体的性质理想气体性质：单组分【15】：5混合组分【711，1617】：9，17实际气体性质【6，1215，1819】：6，（18） 第二章 热力学第一定律体积功与热计算1-5：2,4功热，内能，焓计算6-11: 7，10，12热容与过程热13-16：15绝热不可逆过程与绝热可逆过程17-26：18,22相变过程焓27-32：27,30,31反应过程焓33-42: 35,37,39 第三章 热力学第二定律热机效率【14】：1理想气体 Q，W，DU，DH，DS【518】：10，14混合熵变【1922】： 19，23相变过程【2332】： 28，31DA，DG【3341】 ：34，36，40克氏，克-克方程【4245】：42，43麦克斯韦关系【4650】： 46 第四章 多组分系统热力学浓度换算【12】偏摩尔量【3】：3理想液态混合物【45，910】：10亨利定律【68】：7理想液态混合物的热力学【1115】：13分配定律【1618】：16，17蒸气压下降【19】: 19沸点升高【20】：20凝固点下降【2224】：24渗透压【2527】：26活度【28】：28 第五章 化学平衡恒T,p下DG的计算与反应的方向性【13】：3相关反应平衡常数的计算【45】：由组成计算平衡常数【67】：7转化率及组成的计算【811】：10平衡常数及DG的综合计算【1216，20】：14，16离子反应的计算【1719】：温度对平衡的影响【2126】：22，26影响平衡的其他因素【27】：27同时平衡【28】：28溶液中的反应与逸度的计算【2829】： 第六章 相平衡相律应用【1】：1杠杆规则【2，4】：4单组分相图【3】：3双组分：气液相图压力-组成关系【5】：5温度-组成【6】：液相部分互溶【79】:8液相不互溶【10，11】：10液固相图：液相部分互溶，固相不互溶【12】：固相完全互溶【13】：液相完全互溶，固相部分互溶【14-17】：14，17固相形成稳定化合物（画固液相图）【18】：18固