物理化学试卷及答案3套.doc

第 9 页 共 9 页物理化学 试题 1一、选择题 ( 共15题 30分 )1. 2 分 (0236) 下列诸过程可应用公式 dU = (Cp- nR)dT进行计算的是： ( ) (A) 实际气体等压可逆冷却 (B) 恒容搅拌某液体以升高温度 (C) 理想气体绝热可逆膨胀 (D) 量热弹中的燃烧过程 2. 2 分 (0696) 理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程： ( ) (A) 可以从同一始态出发达到同一终态 (B) 从同一始态出发，不可能达到同一终态 (C) 不能断定 (A)、(B) 中哪一种正确 (D) 可以达到同一终态，视绝热膨胀还是绝热压缩而定 3. 2 分 (0935) 理想气体等温过程的F。 ( ) (A) G (B) (s) (B) (l) = (s) (C) (l) (s) (D) 不能确定 6. 2 分 (1783) 在恒温抽空的玻璃罩中封入两杯液面相同的糖水 (A) 和纯水 (B)。经历若干时间后，两杯液面的高度将是： ( ) (A) A 杯高于 B 杯 (B) A 杯等于 B 杯 (C) A 杯低于 B 杯 (D) 视温度而定 7. 2 分 (2437) 在通常情况下,对于二组分物系能平衡共存的最多相为： ( ) (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 8. 2 分 (2396)硫酸与水可形成H2SO4H2O(s)、H2SO42H2O(s)、H2SO44H2O(s)三种水合物,问在 101 325 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。 9. 2 分 (2568) 已知 A 和 B 可构成固溶体，在 A 中，若加入 B 可使 A 的熔点提高，则B在此固溶体中的含量必 _ B 在液相中的含量。 ( ) (A) 大于 (B) 小于 (C) 等于 (D)不能确定 10. 2 分 (2843) 已知反应 2NH3= N2+ 3H2在等温条件下，标准平衡常数为 0.25，那么，在此条件下，氨的合成反应 (1/2) N2+(3/2) H2= NH3 的标准平衡常数为： ( ) (A) 4 (B) 0.5 (C) 2 (D) 1 11. 2 分 (2864) 若 298 K 时，反应 N2O4(g) 2NO2(g) 的 K = 0.1132，则： (1) 当 p (N2O4) = p (NO2) = 1 kPa 时，反应将 _； ( ) (2) 当 p (N2O4) = 10 kPa，p (NO2) = 1 kPa 时，反应将 _ 。 ( ) (A) 向生成 NO2的方向进行 (B) 向生成 N2O4的方向进行 (C) 正好达化学平衡状态 (D) 难于判断其进行方向 12. 2 分 (2894) 在一定温度和压力下，对于一个化学反应，能用以判断其反应方向的是 ( ) (1) rG (2) Kp (3) rGm (4) rHm 13. 2 分 (2866) (1) 处于标准态的 CO2(g) 和 O2 (g)，其标准燃烧焓值为零 (2) 因为rG = -RT lnK ，而K 是由平衡时的组成表示的，所以rG 表示平衡时产物的吉布斯自由能与反应物的吉布斯自由能之差 (3) 水在25, p$下蒸发，求算熵变的公式为 S =(H -G )/ T (4) 在恒温，恒压下可逆电池反应，求算熵变的公式为 rSm= rHm/ T 上述说法正确的是： （ ） (A) 1 , 2 (B) 2 , 3 (C) 1 , 3 (D) 3 , 4 14. 2 分 (2942) 在 T，p 时，理想气体反应 C2H6(g) H2(g) + C2H4(g)的 Kc/Kx为： ( ) (A) RT (B) 1/(RT) (C) RT/p (D) p/(RT) 15. 2 分 (3136) 标准态的选择对下列物理量有影响的是： ( ) (A) f，m，rG (B) m，m$，F (C) a，m$，rG (D) a，m，(G/x)二、填空题 ( 共 5题 10分 )16. 2 分 (0285) 某理想气体，等温(25)可逆地从1.5 dm3膨胀到10 dm3时，吸热9414.5 J，则此气体的物质的量为 摩尔。 17. 2 分 (1202) 化学位mB就是 B 物质的偏摩尔 _ 。 18. 2 分 (2422) N2(g)，O2(g) 体系中加入一种固体催化剂，可生成几种气态氮的氧化物，则体系的自由度为 。 19. 2 分 (2573) 完全互溶的二组分溶液，在 xB= 0.6 处平衡蒸气压有最高值，那么组成xB=0.4的溶液在气-液平衡时,xB(g)，xB(l)，xB(总)的大小顺序为_ 。将 xB=0.4 的溶液进行精镏，塔顶将得到 _ 。 20. 2 分 (2948)2948 低压气相反应的平衡常数与温度，压力的关系分别是：Kp只是温度的函数, Kc是 _的函数，Kx是 _ 的函数。 三、计算题 ( 共 5题 60分 )21. 10 分 (0824) 计算 1mol He(理想气体) 在下列状态变化过程中的H和G。 He (101.325 kPa,473 K)He (101.325 kPa,673 K) 已知：Cp, m He(g) = (5/2)R ，473K 时 S He(g) = 135.1 JK-1mol-1 。 22. 15 分 (1104) 某气体状态方程为 pV = n(RT + Bp)，始态为p1T1，该气体经绝热真空膨胀后终态压力为p2，试求该过程的Q，W及气体的U，H，F，G，S。 23. 10 分 (1809)两液体A, B形成理想液体混合物。在320 K，溶液I含3 mol A和1 mol B，总蒸气压为：5.33104 Pa。再加入2 mol B 形成理想液体混合物II，总蒸气压为 6.13104 Pa。 (1) 计算纯液体的蒸气压 p A*，pB*； (2) 理想液体混合物I的平衡气相组成 yB； (3) 理想液体混合物I的混合过程自由能变化mixGm； (4) 若在理想液体混合物II中加入3 mol B形成理想液体混合物，总蒸气压为多少？ 24. 15 分 (2419) 固体 CO2的蒸气压与温度间的经验式为： ln(p/Pa)=-3116 K/T + 27.537 已知熔化焓DfusHm= 8326 Jmol-1，三相点的温度为 217 K。试求出液体 CO2的蒸气压与温度的经验关系式。 25. 10 分 (2965) 3H2+ N2= 2NH3在 350的Kp= 6.81810-8(kPa)-2，并设与压力无关，从3:1的 H2，N2混合物出发，在 350下要获得物质的量分数为 0.08 的 NH3，压力至少要多大？ 物理化学 试题2 2一、选择题 ( 共19题 38分 )1. 2 分 (0263) 1 mol单原子分子理想气体，从始态p1= 202 650 Pa，T1= 273 K沿着p/V=常数的途径可逆变化到终态为p2=405 300 Pa 则H为: ( ) (A) 17.02 kJ (B) -10.21 kJ (C) -17.02 kJ (D) 10.21 kJ 2. 2 分 (0742) H2和 O2在绝热钢瓶中生成水的过程： ( ) (A) H = 0 (B) U = 0 (C) S = 0 (D) G = 0 3. 2 分 (0744) 选择正确答案，将其标号字母填入括号内。 理想气体恒压膨胀，其熵值如何变化？ ( ) (A) 不变 (B) 增大 (C) 减小 (D) 不能确定 4. 2 分 (0776)在 N2和 O2混合气体的绝热可逆压缩过程中，体系的热力学函数变化值在下列结论中正确的是: ( ) (A) U = 0 (B) F = 0 (C) S = 0 (D) G = 0 5. 2 分 (0854) 用 1 mol 理想气体进行焦耳实验（自由膨胀），求得 S = 19.16 J K-1，则体系的吉布斯自由能变化为： ( ) (A) G = 19.16 J (B) G 19.16 J (D) G = 0 6. 2分 (1101) 恒压下纯物质当温度升高时其吉布斯自由能： ( ) (A) 上升 (B) 下降 (C) 不变 (D) 无法确定 7. 2 分 (1132) 在下列状态变化中,哪些可以应用公式dU=TdS-pdV? (A) NO2气体缓慢膨胀，始终保持化学平衡NO2=NO+O2 (B) NO2气体以一定速度膨胀,解离出来的NO+O2总是落后于平衡组成 (C) SO3气体在不解离为SO2+O2的条件下膨胀 (D) 水在-10时等温结冰 8. 2 分 (1213) 把下列化学势与偏摩尔量区别开来： ( ) (1) (S/nB (2) (H/nB)S,p, (3) (U/nB)T,V, (4) (F/nB)T,V, (A) (1)、(4) 偏摩尔量；(2)、(3) 化学势 (B) (1) 偏摩尔量；(2) 化学势； (3)、(4) 都不是 (C) (1) 偏摩尔量；(2)、(4) 化学势；(3) 都不是 (D) (2) 化学势；(3)、(4) 偏摩尔量；(1) 都不是 9. 分 (1865)今有298 K, p$的N2气状态和323 K, p$的N2气状态各一瓶,问哪瓶N2气的化学势大? ( ) (A)() () (B) () () (C) ()= () (D) 不可比较 11. 2 分 (2031) 两只烧杯各有 1 kg水，向 A 杯中加入 0.01 mol 蔗糖，向 B 杯内溶入0.01 mol NaCl，两只烧杯按同样速度冷却降温，则有： ( ) (A) A 杯先结冰 (B) B 杯先结冰 (C) 两杯同时结冰 (D) 不能预测其结冰的先后次序 12. 2 分 (2051) 主要决定于溶解在溶液中粒子的数目，而不决定于这些粒子的性质的特性叫_。 (A) 一般特性 (B) 依数性特征 (C) 各向同性特性 (D) 等电子特性 13. 2 分 (2057) 含有非挥发性溶质B的水溶液,在 101 325 Pa 下,270.15 K时开始析出冰,已知水的Kf =1.86 Kkgmol-1,Kb=0.52 Kkgmol-1,该溶液的正常沸点是： ( ) (A) 370.84 K (B) 372.31 K (C) 373.99 K (D) 376.99 K 14. 2 分 (2155) 氯仿 (1) 和丙酮 (2) 形成非理想液体混合物,在T 时,测得总蒸气压为29 398 Pa，蒸气中丙酮的物质的量分数y2= 0.818 ,而该温度下纯氯仿的饱和蒸气压为29 571 Pa，则在溶液中氯仿的活度a1为： ( ) (A) 0.500 (B) 0.823 (C) 0.181 (D) 0.813 15. 2 分 (2205) 当某溶质溶于某溶剂中形成浓度一定的溶液时,若采用不同的标准浓度,则下列说法中正确的是： ( ) (A) 溶质的标准态化学势相同 (B) 溶质的活度相同 (C) 溶质的活度系数相同 (D) 溶质的化学势相同 16. 2 分 (2842) 在等温等压下，当反应的rG = 5 kJmol-1时，该反应能否进行？ ( ) (A) 能正向自发进行 (B) 能逆向自发进行 (C) 不能判断 (D) 不能进行 17. 2 分 (2985) 在温度为T、压力为p时，反应3O2(g)2O3(g) 的Kp与Kx的比值为 ( ) (A) RT (B) p (C) (RT)-1 (D) p-1 18. 2 分 (2396)硫酸与水可形成H2SO4H2O(s)、H2SO42H2O(s)、H2SO44H2O(s)三种水合物,问在 101 325 Pa 的压力下，能与硫酸水溶液及冰平衡共存的硫酸水合物最多可有多少种? ( ) (A) 3 种 (B) 2 种 (C) 1 种 (D) 不可能有硫酸水合物与之平衡共存。 19. 2 分 (3284) 某实际气体反应，用逸度表示的平衡常数K 随下列哪些因素而变： ( ) (A) 体系的总压力 (B) 催化剂 (C) 温度 (D) 惰性气体的量 20. 2 分 (3291) 理想气体反应 N2O5(g) = N2O4(g) + (1/2) O2(g) 的rH 为 41.84 kJmol-1，Cp= 0，试问增加 N2O4平衡产率的条件是： （ ） (A) 降低温度 (B) 提高温度 (C) 提高压力 (D) 等温等容加入惰性气体 二、填空题 ( 共 5题 10分 )21. 2 分 (0274)选择“”，“”，“”中的一个填入下列空格： 理想气体恒温可逆压缩，U 0，H 0。 22. 2 分 (1043) 有个学生对理想气体的某个公式记得不太真切了，他只模糊地记得是(S/X)y= -nR/p，按你的看法，这个公式的正确表达式中,X应为 _ , y 应为 _ 。 23. 2 分 (1901) 298 K, p$下，1 mol甲苯与1 mol苯混合形成理想溶液，混合过程的mixH = _ ，mixS = _ 。 24. 2 分 (2983) 反应CO(g) + 2H2(g) = CH3OH(g) 在300,1013.25 k Pa压力下进行,按理想气体反应处理时,其平衡常数 Kc=10 mol-2dm6, 则 Kx= _ 。 25. 2 分 (3352) 对于理想气体的化学反应 (lnKc/p)T_； (lnKx/p)T_ 。 三、计算题 ( 共 5题 52分 )26. 13 分 (0957) 4 g Ar（可视为理想气体，其摩尔质量M(Ar)=39.95 gmol-1）在300 K时,压力为506.6 kPa，今在等温下反抗202.6 kPa的恒定外压进行膨胀。试分别求下列两种过程的Q,W,U,H,S,F和G。 （1）若变化为可逆过程； （2）若变化为不可逆过程。27. 8 分 (1822) 液体A和液体B形成理想混合物,含40%(摩尔分数)A的混合蒸气被密封在一带活塞的圆筒中,恒温T下慢慢压缩上述混合蒸气。已知T时两液体的饱和蒸气压为pA*=0.4p$, pB* =1.2p$。 (1) 求刚出现液体凝结时体系的总压p及液体的组成xA； (2) 求正常沸点为T时溶液的组成xA。 28. 9 分 (2491) 某物质的熔化热为 4526 Jmol-1，其液态和固态的蒸气压方程分别为: ln(pi/p$) = A1/(T/K) +3.162 ln(ps /p$) = A2/(T/K)+5.676 求该物质三相点的温度及三相点的熔化熵。 29. 10 分 (3442)Ag2CO3(s) 分解反应方程为 Ag2CO3(s) Ag2O(s) + CO2(g)，设气相为理想气体，298 K 时各物质的 fH ，S 如下： fH /kJmol-1 S /JK-1mol-1 Ag2CO3(s) -506.14 167.36 Ag2O(s) -30.57 121.71 CO2(g) -393.15 213.64 (1) 求 298 K，101 352 Pa 下，1mol Ag2CO3(s) 完全分解时吸收的热量； (2) 求 298 K 下，Ag2CO3(s) 分解压力； (3) 假设反应焓变与温度无关，求 383 K下 Ag2CO3分解时平衡压力； (4) 体系组分数与自由度。 30. 12 分 (2586) 已知两组分 A和B 体系的相图如下: (1) 在图右部画出 a，b，c 表示的三个体系由 t1温度冷却到 t2的步冷曲线； (2) 标出各相区的相态，水平线 EF，GH 及垂直线 DS 上体系的自由度； (3) 使体系 P降温，说明达到 M，N，Q，R 点时体系的相态和相数； (4) 已知纯 A 的凝固焓 DfusHm=-18027 Jmol-1 (设不随温度变化)，低共熔点时组成 xA= 0.6 (摩尔分数)，当把 A 作为非理想溶液中的溶剂时,求该溶液中组分 A 的活度系数。 物理化学 试题 3 (玻兹曼常数kB=1.380610-23 J.K-1; 普朗克常数h = 6.626210-34 J.s; NA=6.0231023; F=96500; 摩尔质量: O 16.00; Kr 83.80; He 4.0026)一、计算题 ( 共10题 100分 )(1). 10 分 (1636) 已知 N2分子的转动惯量 I= 13.910-47kgm2，求1mol N2分子在 25时各转动热力学函数Gm(r),Fm(r),Hm(r),Um(r),Sm(r)。 (2). 10 分 (1570) 有1 mol Kr，温度为300 K、体积为V，有1 mol He具有同样的体积V，如要使这两种气体具有相同的熵值（忽略电子运动的贡献），则He的温度应多高？并用熵的统计意义解释此结果。 （Mr(Kr) = 83.8, Mr(He) = 4.0026） (3). 10 分 (5447) 含有相同物质量的A, B溶液，等体积相混合，发生反应 A+B=C, 在反应 1 h后, A的75%已反应掉, 当反应时间为2 h时, 在下列情况下, A有多少未反应? 1 当该反应对A为一级, 对B为零级 2 当对A, B均为一级 3 当A, B均为零级 (4). 10 分 (5416) 碳的放射性同位素14C，在自然界树木中的分布基本保持为总碳量的1.1010-13。 某考古队在一山洞中，发现一些古代木头燃烧的灰烬, 经分析14C的含量为总碳量的9.5710-14, 已知14C的半衰期为 5700 a (年), 试计算这灰距今约有多少年? (5). 10 分 (5371) 300 K 时，研究反应 A2+ 2B 2C + 2D 有下列实验事实： 1 当按化学计量比进料时，测得下列数据 t / s 0 90 217 B /moldm-3 0.02 0.010 0.0050 2 当二次实验中 B0相同，A0增加一倍时，反应速率增大至 1.4 倍，假设反应速率方程为 r = kA2xBy，请求 x ，y，并求算反应速率常数。 (6). 10 分 (6127)由实验得知下述单分子气相重排反应 A B ,在393.2 K时，k1= 1.80610-4 s-1；在413.2 K时，k2= 9.1410-4 s-1。请计算该反应的活化能Ea，393.2 K 时的活化焓DH和活化熵DS，该