华工本科物理化学48学时试卷A及参考答案.pdf

物理化学物理化学 试卷 试卷第第 1 1 页页 共共 8 8 页页 诚信应考诚信应考 考试作弊将带来严重后果 考试作弊将带来严重后果 华南理工大学期末考试华南理工大学期末考试 物理化学物理化学 48 48 48 48 学时学时 试卷试卷 A A A A 注意事项 注意事项 1 1 1 1 考前请将密封线内填写清楚 考前请将密封线内填写清楚 2 2 2 2 所有答案请直接答在试卷上 所有答案请直接答在试卷上 3 3 3 3 考试形式 闭卷 考试形式 闭卷 4 4 4 4 本试卷共本试卷共 四四 大题 满分大题 满分 100100100 100 分 分 考试时间考试时间 120120120 120 分钟分钟 一 选择题一 选择题一 选择题 一 选择题 10 10 10 10 题 每题题 每题题 每题 题 每题 2 2 2 2 分 共分 共分 共 分 共 202020 20 分分分 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 已知一个系统过程的熵变为 10 J K 1 则该过程为 A 自发过程 B 平衡过程 C 非自发过程 D 无法判断 3 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 若 298K 时 N2O4 g 2NO2 g 的K 0 1132 则当时 反应将 k Pa1 242 NOON pp A 向正反向进行 B 向逆反向进行 C 正好达到化学平衡 D 无法判断反应的反向 5 NH4HS s 放入一抽空的容器中 并与其分解产物 NH3 g 和 H2S g 成平衡 则有 A C 1 P 2 F 1 B C 1 P 2 F 2 C C 2 P 2 F 2 D C 2 P 2 F 3 题题 号号一一二二三三四四总分总分 得得 分分 评卷人评卷人 姓名学号学院专业班上编号 密 封 线 内 不 答 题 密 封 线 线 物理化学物理化学 试卷 试卷第第 2 2 页页 共共 8 8 页页 6 电池反应达平衡时 电池的电动势E有 A E 0 B EO W 0 U O B Q 0 W 0 U 0 C Q 0 W 0 U0 W 0 U 0 8 对于大多数液体 其表面张力随温度的变化率 d dT是 A A A A 0 B 0 C 0 D 不确定 9 某反应反应完全所需时间为c0 k 则该反应为 A 零级反应 B 一级反应 C 二级反应 D 三级反应 10 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 填空题二 填空题二 填空题 二 填空题 7 7 7 7 小题 共小题 共小题 共 小题 共 101010 10 分分分 分 1 已知 CO2 g 在温度T时的标准摩尔生成焓为x 则石墨在该温度下的标准燃烧焓为 1 分 2 热力学第 3 定律的数学表达式为 1 分 3 判断过程方向式 G 0 的使用条件为 1 分 4 已知某纯液体在两温度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 使用的关系式称为 2 分 5 拉乌尔定律的数学表达式为 适用于稀溶液的 稀溶液的渗透压公式为 凝固点降低公式为 2 分 6 已知 NaCl NaAc HCl 无限稀释时的摩尔电导率分别为 1 2 3 则 HAc 无限 稀释时的摩尔电导率为 1 分 7 在 AgNO3溶液中 加入稍过量的 KBr 制得溶胶 其胶团结构为 该溶胶通电时 朝 极移动 2 分 物理化学物理化学 试卷 试卷第第 3 3 页页 共共 8 8 页页 三 计算题三 计算题三 计算题 三 计算题 6 6 6 6 题 每题题 每题题 每题 题 每题 101010 10 分 共分 共分 共 分 共 606060 60 分分分 分 1 1 0mol 理想气体由 500K 1 0MPa 反抗恒外压绝热膨胀到 0 1MPa 达平衡 然后恒 容升温至 500K 求整个过程的W Q U和 H 已知CV m 20 786J K 1 mol 1 10 分 物理化学物理化学 试卷 试卷第第 4 4 页页 共共 8 8 页页 2 已知在 298K 100 kPa 下 反应 C2H4 g H2O l C2H5OH l 数据如下 C2H4 g 视为理想气体 1 试求在 298K 下 反应的标准平衡常数K 2 在 298K 时 当乙烯的压力为 200kPa 能否生成 C2H5OH l 3 在 500K 100kPa 下 反应的 rHm rSm rGm 为多少 此时反应能否进行 本题 10 分 C2H4 g H2O l C2H5OH l fHm kJ mol 152 26 285 83 277 7 Sm J mol 1 K 1219 669 91161 Cp m J mol 1 K 143 5675 291111 5 物理化学物理化学 试卷 试卷第第 5 5 页页 共共 8 8 页页 3 3 3 3 实验测得 100kPa 压力下水 苯酚系统的水层 1 和酚层 2 的溶解度 酚的质量百分比 与温度的变化关系如下表 1 画出水 苯酚系统的相图并标注各区域的相态和自由度 2 找出最高会溶温度及其对应的组成 3 将 1kg 水和 1kg 苯酚混合 加热到大约什么温度时变成单一液层 10 分 0102030405060708090100 0 10 20 30 40 50 60 70 80 t 2 623 932 538 845 750 055 559 860 561 865 0 w1 6 97 88 07 89 711 512 013 614 015 118 5 w2 75 571 169 066 564 562 060 057 655 454 050 0 物理化学物理化学 试卷 试卷第第 6 6 页页 共共 8 8 页页 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 10 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 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 10 分 物理化学物理化学 试卷 试卷第第 7 7 页页 共共 8 8 页页 6 在一恒容均相反应系统中 某化合物分解 50 所经过的时间与起始压力成反比 在 不同起始压力和温度下 测得分解反应的半哀期为 1 求反应的级数和活化能 2 求初压为 60 00kPa 温度为 1000K 时反应的半衰期 10 分 T K9671030 po kPa39 2048 00 t1 2 s1520212 物理化学物理化学 试卷 试卷第第 8 8 页页 共共 8 8 页页 四 简答题四 简答题四 简答题 四 简答题 2 2 2 2 题 共题 共题 共 题 共 101010 10 分分分 分 1 工业合成氨的反应 N2 g 3H2 g 2NH3 g 298 时的标准摩尔反应焓 rHm 46 11kJ mol 1 rGm 16 45 kJ mol 1 假设近似与温度无关 试讨论下列因素对反应的影响 请简要说明原因 1 提高反应温度 2 增加系统总压力 3 维持总压下增加水蒸气 4 增加 N2分压 5 常温常压下反应能否进行 实际是否能进行 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 5 分 1 电导测定的一个应用 2 表面活性剂的应用 3 微小晶体溶解度较大 4 基元反应 5 反应分子数 6 理想液态混合物 7 固溶体与固体混合物 8 布 朗运动 物理化学物理化学 试卷 试卷第第 9 9 页页 共共 8 8 页页 物理化学 48 学时 试卷 A 参考答案 2007 12 一 选择题一 选择题一 选择题 一 选择题 10 10 10 10 题 每题题 每题题 每题 题 每题 2 2 2 2 分 共分 共分 共 分 共 202020 20 分分分 分 1 C 2 D 非隔离系统 3 D 4 AJ 0 01 2 0 01 0 01 K 正反向进行 5 A C 3 1 1 1 P 2 F 1 2 2 1 6 D 7 B 绝热Q 0 刚性壁恒容 W 0 U Q W 0 8 B 表面张力随温度上升而下降 9 A 10 B 二 填空题二 填空题二 填空题 二 填空题 每题每题每题 每题 1 1 1 1 分 共分 共分 共 分 共 101010 10 分分分 分 答 1 x 2 S 0K 完美晶体 0 3 恒温 恒压 不做非体积功 4 Hm R T1T2ln p2 p1 T2 T1 克 克方程 5 pA pA xA 溶剂 cRT Tf KfbB 6 1 3 3 7 AgBr mnBr n x K x xK 阳极或正极 三 计算题三 计算题三 计算题 三 计算题 6 6 6 6 题 每题题 每题题 每题 题 每题 101010 10 分 共分 共分 共 分 共 606060 60 分分分 分 1 解 系统状态变化 500K 1 0MPa V1 T2 0 1MPa V2 500K p3 V2 对恒外压绝热过程 U W p2 V2 V1 p2V2 0 1p1V1 nCV m T2 T1 nRT2 0 1nRT1 所以 T2 T1 CV m 0 1R CV m R 500K 20 786 0 1 8 315 20 786 8 315 371 4K T 0 U 0 H 0 W U12 nCV m T2 T1 1 20 786 371 4 500 J 2673J Q U W 2673J 2 解 1 rHm vB fHm B 277 7 52 26 285 83 kJ mol 1 44 13 kJ mol 1 rSm vBSm B 161 219 6 69 91 J mol 1 K 1 128 51 J mol 1 K 1 rGm rHm T rSm 44130 298 128 51 J mol 1 5834 J mol 1 K exp rGm RT exp 5834 8 315 298 10 53 2 Jp p C2H4 p 1 200kPa 100kPa 1 0 50 反应不能进行 3 解 1 恒压下得温度 溶解度曲线图如下 0102030405060708090100 10 20 30 40 50 60 70 80 B H2O wB 70 1 wB 8 0 ONM 高会溶温度 68 5 临界浓度 34 7 C t 水 苯酚系统的溶解度曲线图 自由度 溶液单相区F C 1 P 2 1 1 2 两相区F 2 1 2 2 2 高会溶温度 68 5 临界浓度 34 7 3 大约 63 4 解 1 电池及电极反应 2Ag s 2 Cl 1 2 AgCl s 2 e Cu 2 0 01 2 e Cu s 2Ag s 2 Cl 1 Cu2 0 01 2AgCl s Cu s 2 E 0 3402 0 2223 0 05916 2 lg 1 12 0 01 V 0 05874V 3 rGm zF E 2 96485 0 05875 J mol 1 11 337kJ mol 1 rG m zF E RTlnK lnK zF E RT 2 96485 0 3402 0 2223 8 315 298 15 9 177 K 9673 5 解 1 0 0025 0 52 0 0162 0 5 0 0716 N m 1 0 06413 N m 1 2 r r cos 10 4m cos20 1 064 10 4m p 2 r 2 0 06413 1 064 10 4 Pa 1205Pa h p g 1205 970 9 80 m 0 127m 物理化学物理化学 试卷 试卷第第 1111 页页 共共 8 8 页页 6 解 1 反应的半衰期与起始压力 即浓度 成反比 说明反应为二级反应 对于二级反 应 速率常数与半衰期的关系式为 02 1 1 pt k T1 967K k1 1 1520s 39 20kPa 1 678 10 5s 1 kPa 1 T2 1030K k2 1 212s 48 00kPa 9 827 10 5s 1 kPa 1 反应的活化能为 1 1511 1 21 a 511 122 8 315J molK967K 1030K1 678 10 skPa lnln 967K1030K9 827 10 skPa RTTk E TTk 232355J mol 1 232 4 kJ mol 1 活化能一般使用kc 1 t1 2c0 RT t1 2p0计算 T1 967K k1 8 315 967 1520 39200 mol 1 m3 s 1 1 349 10 mol 1 m3 s 1 T1 1030K k2 8 315 1030 212 4800 mol 1 m3 s 1 8 416 10 mol 1 m3 s 1 1 13131 1 22 a 4131 211 8 315J molK967K 1030K8 416 10 molms lnln 1030K967K1 349 10 molms RTTk E TTk 240669J mol 1 240 7 kJ mol 1 2 先求 1000K 时的速率常数 11 exp 1 1 TTR E kk a 1 511 11 232341J mol11 1 678 10 skPaexp 1000K967K8 315J molK 4 354 10 5s 1 kPa 1 t1 2 1