06应用化学物化试题A.doc

西北农林科技大学本科课程考试试卷20052006学年第二学期 物理化学 课程A卷专业年级：应化04级 命题教师：杨 亚 提 审题教师： 考生姓名： 学 号： 考试成绩： 一、单项选择（每题1 分,共20分 ）1、以下叙述中不正确的是（ ） A体系的同一状态具有相同的体积； B、体系的不同状态可具有相同的体积；C、状态改变，体系的所有状态函数都改变D、体系的某状态函数改变了，其状态一定改变2、下列公式中不正确的是（ ）A、 B、 C、. D、3、下列关系式中哪一个不需要理想气体的假设？（ ）A、Cp-Cv = nR B、dlnp/dT=H/RT2 C、H=U+pV；（恒压过程） D、绝热可逆过程，pVr=常数4、在20和1atm下，1mol的过冷水结成冰，则物系、环境及总熵变应该是 （ ）A、S系0、 S环0、S总0 B、 S系0、S总0 C、S系0、S总0 D、 S系0、 S环0、S总E2，为有利于产物D的生成，原则上选择（ ）A、升高温度 B、 降低温度 C、 维持温度不变 D、及时移走副产物G16、物质A与B可形成低共沸混合物E，已知纯A的沸点小于纯B的沸点，若将任意比例的A + B混合物在一个精馏塔中精馏，在塔顶的馏出物是A、纯A B、纯B C、低共沸混合物 D、都有可能。17、在总压不变的条件下，加入惰性气体对哪一反应能增大其平衡转化率 （ ）A、2N2(g)+3H2(g)=2NO3(g) B、CH3COOH(1)+C2H5OH(1)=H2O(1) + C2H5COOCH3(1)C、CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) D、2SO3(g)=2SO2(g)+O2(g)18、下列物质的水溶液，在一定浓度下，其正离子的迁移数（tB）如下所列，选用哪一种物质做盐桥，可使电池的液体接界电势减至最小？（ ）A、BaCl2(t(Ba2+)=0.4253)； B、BaCl(t(Ba+)=0.3854)；C、KNO3（t(K+)=0.5103）； D、AgNO3（t(Ag+)=0.4682）19、298.15K，当H2SO4溶液的浓度从0.01mol/kg增至0.1mol/kg时，其电导率k和摩尔电导率m将（ ）。A、k减小，m增加 B、k增加，m增加C、k减小，m减小 D、k增加，m减小20、对于催化剂特征的描述，哪一点是不正确的 （ ）A、催化剂不能实现热力学上不可能实现的反应 B、催化剂有“中毒”现象。C、催化剂有选择性，不同类型的反应需用不同的催化剂，相同类型的反应需用相同的催化剂。D、催化剂能改变反应达到平衡的时间。二、填空题(1个空格1分，共20分)1.有过程：（1）水在冰点时变成同温、同压的冰；（2）摩擦生热；（3）用干电池使灯泡发光。上述过程看作可逆过程的是_。2.只有系统的_性质才有偏摩尔量。多组分系统中B组分的偏摩尔Gibbs自由能可表示为_。3.冬季下雪时，通常要在路面上撒盐，其作用是_。4.一定温度压力下气体在固体表面的物理吸附过程的H_0，G_0， S_ 0。（填入,0，所以要寻找合适的催化剂，使反应得以进行。( )10.在相同温度、压力下，浓度都是0.01 mol.kg-1的食糖和食盐水溶液的渗透压相等。( )11.无限稀释电解质溶液的摩尔电导率可以看成是正、负离子无限稀释摩尔电导率之和，这一规律只适用于强电解质。( )12.相图中的点都是代表体系状态的点。( )13.产生物理吸附的力是范德华力，作用较弱，因而吸附速率慢，不易达到平衡。( )14.玻尔兹曼分布可以代表平衡分布。( )15.溶胶粒子因带有相同符号的电荷而相互排斥，因而在一定时间内能稳定存在。 四、ba在下列所给的二元固液平衡相图中标出每区的相态，画出从a到d 的步冷曲线并描述冷却过程自由度和相态的变化情况。（5分）c d BA五、计算题(40分)1、1mol单原子分子理想气体的始态为300K、500kPa。（1）在等温条件下向真空膨胀至100kPa，求此过程的Q、W、U、H、S、A、G；（2）在等压条件下体积增至原来的2倍（V2=2V1），求过程的Q、W、U、H、S。(12)2、乙烯与水的反应是：C2H4（g）+H2O（g）= C2H5OH（g），其吉布斯自由能改变值的表达式为：rGm0 =(-34585 + 26.4 T lnT + 45.19T )J.mol-1（1）求rHm0的表达式；（2）求573K时的反应平衡常数；（3）求573K时的rSm0。（8分）3、已知298K时，下列电池的电动势E = 0.372V，Cu（s）|Cu（Ac）2（0.1mol.kg-1）|AgAc（s）|Ag（s）在310K时，E = 0.3744V；又已知298 K时，= 0.7991V，= 0.337V，法拉第常数F = 96500C.mol-1。（1）写出电池反应和电极反应。（2）求298K时，电池反应的rGm、rHm、rSm。（3）求298K时，AgAc（s）的溶度积Ksp，设活度系数均为1。（12分）4、已知反应 NO2(g) = NO(g) + (1/2)O2(g),以NO2的消耗速率表示的反应速率常数与温度的关系为ln(k/dm3.mol1.s1)12884/T + 20.2664(1) 试求反应的级数，活化能Ea及指前因子A。(2) 若在673 K 时将压力为26664Pa的NO2(g)通入反应器中，使之发生分解反应，试计算反应器的压力达到31997Pa时所需时间。（8分）下列公式可供选用：U = Q + W H = Qp U = QV U = nCV,mT H = nCp,mT Cp,mCV,m = R G = H TS dG = SdT + Vdp Tf=Kf mB Tb=KbmB f = K + 2 西北农林科技大学本科课程考试参考答案与评分标准考试课程：物理化学 学年学期：2005-2006-2 试卷类型：A 卷 考试时间：2006-07-04专业年级：应化04级一、选择题（每题1 分,共20分）1.C 2.D 3.C 4. B 5. C 6. D 7. C 8.C 9. A 10. B11.A 12. B 13. A 14. A 15.A 16.C 17. D 18. C 19D 20.C二、填空题(1个空格1分，共20分)1. (1) 2. 容量性质， 3.降低冰的熔点4. ,90 8. 相对滑移面，大气分子对光的散射作用 9. 升高，降低 10. 0，自发 11.一级 12. 0，0三、判断题（每小题1分，共15分）1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 四、（5分） (1) 熔液，单相 固溶体1和熔液，两相 固溶体2和熔液，两相 固溶体1 ，单相 固溶体1和固溶体2 ，两相 固溶体2，单相 （3分）（2） 如左图 a ab,=1，f = 2 b b: =2，f = 1,开始析出固溶体1 c: =3，f = 0，固溶体1，固溶体2开始析出， c d: =2，f = 1, 固溶体1，固溶体2 （2分）五、 计算题（共40分） d1.(12分) 解：(1) 真空膨胀，W = 0，Q = 0， DU=0 ，DH = 0 (2分) 设计等温可逆过程： （2分） A = U -TS = -30013.38 = -4014J（1分） G= H -TS = -30013.38 = -4014J（1分）（2）p不变，V2 = 2V1, 则T2 = 2T1 (1分)W =pDV=p(V2-V1) =pV1= -nRT1=1mol8.314J.K1.mol1300K= -2494.5J(1分)DU = nCV,m (T2-T1) =1mol3/2R J.K1.mol1(600K-300K)= 3741J(1分)DH = nCp,m (T2-T1) =1mol5/2R J.K1.mol1(600K-300K)= 6235.5J(1分)Qp = DH = 6235.5J(1分)DS = n Cp,m ln(T2/T1) =1mol5/2R J.K1.mol1ln(600K/300K)= 14.4J.K1.mol1 (1分)2.解：(8分)(1) 根据 所以 (1分)已知 rGm0 =-34585 + 26.4 T lnT + 45.19T则 rGm0/T =-34585/T + 26.4 lnT + 45.19(1分) 即 (1分)（2） (1分)-RT lnK0 = -34585 + 26.4 T lnT + 45.19T 573K时 ln K0 = (34585 - 26.4 T lnT - 45.19T)/RT =(34585 - 26.4 573 ln573 - 45.19573)/8.314573 = -18.342 (1分) K0 = 1.0810-8 （3）573K 时 (1分)rGm0 =-34585 + 26.4 T lnT + 45.19T =-34585 + 26.4 573 ln573 +45.19573 = 87379.99J(1分)rSm0 = (rHm0 - rGm0)/T = (-49712.2 -87379.99)/573 = -239.25J.K-1(1分)3.(12分) 解：(1) 正极反应 2AgAc(s) +2e 2Ag(s) +2Ac(0.2mol.kg-1) (0.5分)负极反应 Cu Cu2+(0.1mol.kg-1) + 2e(0.5分)电池反应 2AgAc(s) +Cu 2Ag(s) +CuAc2(1mol.kg-1) (1分)(2)已知298K时，E1 = 0.372V 310K时，E2 = 0.3744V则 (dE/dT)p= (E2 E1)/(T2-T1) = (0.3744-0.372)/(310-298) = 2.4104V.K1 (1分)DrGm= nFE =296500C.mol10.372V= 71.796kJ.mol1 (1分)DrSm= nF(dE/dT)p= 296500C.mol12.4104V.K1 (1分)= 46.32J.K1.mol1DrHm= DrGm+T DrSm=71.796kJ.mol1+298K46.321J.K1.mol1=57.992kJ.mol1 (1分) (3)设计电池Ag（s）|Ag+（1mol.kg-1）| Ac-（1mol.kg-1）|AgAc（s）,Ag（s）(1分) 电池反应 AgAc (s) Ag+ + Ac- （1分）根据（1）电池(2分)所以 （1分） 则 lnKsp = nE0F/RT = 1(-0.161V)96500C.mol-1/8.314J.K-1.mol-1298K=-12.54 (1分) Ksp = 1.8910-3 4（10分）解：(1) 速率常数k的单位为dm3.mol1.s1，所以反应为2级。(1分)与阿斯方程的对数式 ln (k/ dm3.mol1.s1)= Ea/RT + ln (A/ dm3.mol1.s1) 对比，可得Ea12884KR12884K8.315J.K1.mol1107.1kJ.mol1 (1分)A= exp(20.2664) dm3.mol1.s1 =6.33108 dm3.mol1.s1 (1分)注：代入两种温度分别计算k，再算Ea亦可。(2) 673K 时的速率常数ln(k/dm3.mol1.s1) 12884K/673.15K +20.2664 = 1.1265k=3.085dm3.mol1.s1 (1分)设NO2(g) = A, 对于二级反应，反应时间与浓度的关系如下t=(1/cA-1/cA0)/k (2分)需知道浓度，可通过压力进行计算： NO2(g) = NO(g) + (1/2)O2(