《物理化学》试卷(含答案)

1、物理化学试卷A一、选择题 ( 每题2分，共20分 )1、对于理想气体的内能有下述四种理解： (1) 状态一定，内能也一定 (2) 对应于某一状态的内能是可以直接测定的 (3) 对应于某一状态，内能只有一个数值，不可能有两个或两个以上的数值 (4) 状态改变时，内能一定跟着改变 其中正确的是： ( ) (A) (1),(2) (B) (3),(4) (C) (2),(4) (D) (1),(3) 2、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，终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) 273.15 K，p$下液态水结成冰

2、的过程 (D) 恒容下加热实际气体 3、某理想气体从同一始态(p1,V1,T1)出发,分别经恒温可逆压缩和绝热可逆压缩至同一体积V2,若环境所做功的绝对值分别为WT和WA,问WT和WA的关系如何? ( ) (A) WT>WA (B) WT <WA (C) WT =WA (D) WT和WA无确定关系 4、关于偏摩尔量，下面的叙述中不正确的是： （ ） (A) 偏摩尔量的数值可以是正数、负数和零 (B) 溶液中每一种广度性质都有偏摩尔量，而且都不等于其摩尔量 (C) 除偏摩尔吉布斯自由能外，其他偏摩尔量都不等于化学势 (D) 溶液中各组分的偏摩尔量之间符合吉布斯杜亥姆关系式 5、某体系

3、存在 C(s),H2O(g),CO(g),CO2(g),H2(g) 五种物质，相互建立了下述三个平衡： H2O(g) + C(s) H2(g) + CO(g) CO2(g) + H2(g) H2O(g) + CO(g) CO2(g) + C(s) 2CO(g) 则该体系的独立组分数 C 为: ( ) (A) C=3 (B) C=2 (C) C=1 (D) C=4 6、已知反应3O2(g) = 2O3(g) 在25时，rH =-280 J×mol-1,则对该反应有利的条件是： ( ) (A) 升温升压 (B) 升温降压 (C) 降温升压 (D) 降温降压 7、298标K，当 H2SO4

4、溶液的浓度从 0.01 mol·kg-1 增加到 0.1 mol·kg-1时，其电 导率 k 和摩尔电导率 Lm将： ( ) (A) k减小 , Lm增加 (B) k增加 , Lm增加 (C) k减小 , Lm减小 (D) k增加 , Lm减小 8、对于亲水性固体表面，其表面张力间的关系是： ( ) (A) g固-水 > g固-空气 (B) g固-水 < g固-空气 (C) g固-水 = g固-空气 (D) 不能确定 其液固间的接触角q 值为： ( ) (A) q > 90° (B) q = 90°(C) q = 180° (

5、D) q < 90° 9、已知 ECl-Cl = 243 kJ/mol，EH-H= 436 kJ·mol-1，用光照引发下面反应： H2+ Cl2 2HCl所用光的波长约为：( h=6.626×10-34 J·s C=2.998×10 8m·s-1) ( ) (A) 4.92×10-4 m (B) 4.92×10-7 m (C) 2.74×10-7 m (D) 1.76×10-7 m10、对于 AgI 的水溶胶，当以 KI 为稳定剂时，其结构式可以写成 ： (AgI)m·nI-,

6、(n-x)K+x-·xK+，则被称为胶粒的是指： ( ) (A) (AgI)m·nI- (B) (AgI)m (C) (AgI)m·nI-,(n-x)K+x-·xK+ (D) (AgI)m·nI-,(n-x)K+x-二、填空题 (每题2分，共10分 )1、 1kg水中分别加入相同数量(0.01mol)的溶质：葡萄糖, NaCl, CaCl2和乙醇溶液。相应的沸点为Tb（水），Tb（糖），Tb(NaCl) , Tb(CaCl2) , Tb（乙）。试将其沸点的次序由高到低排列： 。2、一般说来，物理吸附的吸附量随温度增高而 _ ，化学吸附的吸附量随

7、温度增高而 _ 。 3、有理想气体反应达化学平衡 A(g) + B(g) 3C(g)，在等温下维持体系总压不变，向体系中加入惰性气体，平衡 _ 移动；若将气体置于钢筒内加入惰性气体后平衡 _移动。 4、已知 18时，Ba(OH)2，BaCl2，NH4Cl 溶液的无限稀释摩尔电导率分别为 2.88×10-2，1.203×10-2，1.298×10-2 S·m2·mol-1，那么 18时 NH3·H2O 的 L= _ 。 5、活度等于1，这状态的化学势就是标准态化学势。此结论 。标准化学势所处的状态活度等于1。此结论 。（填正确或错误）

8、三、计算题 ( 共 5题 60分 )1、1mol 理想气体在 273.15 K 等温地从 10p$ 膨胀到p$，如果膨胀是可逆的，试计算此过程的Q，W以及气体的U，H，S，G，F 。（15分）2、为除去氮气中的杂质氧气，将氮气在 101.325kPa 压力下通过 600的铜粉进行脱氧： 2Cu(s)(1/2)O2(g)Cu2O(s) 若气流缓慢能使反应达到平衡，求经此纯化后在氮气中残余氧的体积分数。已知 298 K 时： fH(CuO2)-166.5 kJ×mol-1 S (CuO2)93.72 J×K-1×mol-1 S (Cu)33.47 J×K-1

9、×mol-1 S (O2)205.0 J×K-1×mol-1 反应的 Cp2.092 J×K-1×mol-1，且不随温度改变。 （10分）3、由实验得酚-水体系的数据列于下表： 表中分别代表酚在水层和酚层中的质量分数。 （1）根据表中数据绘制T-x图； （2）确定临界溶解温度和临界浓度； （3）若在312.0 K时，将50 g水和50 g酚混合，达平衡后水层和酚层的质量各为多少？水层中水和酚的质量各为多少？（15分） 4、试设计一个电池，在其中进行下述反应 Fe2+(a2) + Ag+(a1) Ag(s) + Fe3+(a3) (1) 写出电池

10、的表达式 (2) 计算上述电池反应在 298 K时的平衡常数 K$ (3) 设将过量磨细银粉加到浓度为 0.05 mol·kg-1的 Fe(NO3)3溶液中，当 反应达平衡后 Ag+ 的浓度为多少？ （设活度系数均等于 1） 已知 E $ (Ag+,Ag) = 0.7991 V , E$ (Fe3+, Fe2+) = 0.771 V . (10分)5、(1) 某溶液含有 NaOH 和 CH3COOC2H5 浓度均为 0.01 mol·dm-3，设为二级反 应，在 298 K时，10 min 内有 39% 的 CH3COOC2H5分解，而在 308 K 时，10 min分解5

11、5%，粗略估计 288 K时， 在 10 min 内能分解多少？ (2) 293 K 时，若有 50% 的 CH3COOC2H5 分解，需时若干？（10分）四、问答题 ( 每题5分 共10分 )1、水在玻璃毛细管 A 中可上升到 h 处, 若将毛细管 B 中部扩大(如图), 水在毛细管 中上升情况如何? 若将水抽到 h 以上 b 处, 再让其自动下降, 结果又如何? 为什么? 2、在迁移数测定装置中，电解在100 g水里含有0.650 g NaCl的溶液。利用银作阳极，把放电的Cl - 去掉而变为AgCl固体。电解后，在阳极部的80.09 g溶液中含有NaCl 0.372 g，并且在串联连接的

12、银量计上析出的银为0.692 g，试从这些结果求在NaCl溶液中Na+ 及Cl- 的迁移数。物理化学试卷A答案一、选择题DCBBACDBDBD二、填空题1、2、 降低；先增加，后降低 3、 向右 不 4、 2.137×10-2 S·m2·mol-1 5、（1）错误 （2）正确 三、计算题1、W = nRTln(p1/p2) = 5.230 kJ (1分) 因为 T = 0 ，所以U = 0， QR= W = 5.230 kJ (3分) S = QR/T = 19.14 J·K-1 (1分) H = =U + (pV) = U + nRT = 0 (1分)

13、 G =H - TS = -5.230 kJ (2分) F = U - TS = -5.230 kJ (2分) 2、rS (298 K)=93.72-2×33.47-(1/2)×205 J·K-1·mol-1=-75.72 J·K-1·mol-1 (1分) rS (873 K)=rS (298 K)+Cpln(873 K/298 K)=-73.47 J·K-1·mol-1 (2分) rH (873 K)=rH (298 K)+Cp(873 K-298 K) =-165.3×103 J·mol-1

14、 (2分) rG (873 K)=rH (873 K)-873 KrS (873 K) =-101.2×103 J·mol-1 (1分) K =exp-rG (873 K)/RT =1.13×106 (2分) K =p(O2)/ p$-1/2 求得 p(O2) =7.94×10-8 Pa (1分) y(O2) =p(O2)/p =7.94×10-8/101 325 =7.83×10-13 (1分) 3、答：（1）根据题给数据，绘制相图如下。 H2O w(C6H5OH) C6H5OH （6分） （2）T=339.1K，组成 （3分） （

15、3）根据杠杆规则求得： 酚层质量)=71.8 g 水层质量)=28.2 g （4分） 水层中水的质量)=26.0 g 水层中酚的质量)=2.2 g （2分）4、答 (1) PtFe3+,Fe2+Ag+Ag(s) (3分) (2) E$= (f$ (Ag+/Ag) - f$ (Fe3+/Fe2+) = 0.0281 V lnK= zFE$/RT K= 2.988 (3分) (3) Fe2+ + Ag+ Ag(s) + Fe3+ 平衡时 x x (0.05- x) mol·kg-1 K= (0.05-x)/x2 x = 0.0442 Ag+ = 0.0442 mol·kg-1

16、(4分) 5、答 (1) 设分解百分数为 y，则二级反应 y/(1-y) = k2 a t .(1) 298 K k298 = 1/ (at)× y/(1-y) = 6.4 dm3·mol-1·min-1 308 K k308 = 12.2 dm3·mol-1·min-1 (3分) k308/k298 = k(r+10)/kr= r = 1.91 （即温度每增加 10 K，k 增到 1.91 倍） k288 = k298/1.91 = 3.35 dm3·mol-1·min-1 (3分) 据 (1) 得 y = 0.252 =

17、 25.2% (3分) (2) ln(k2/k1) = Ea/R (1/T1- 1/T2) .(2) 得 Ea= 4.92 kJ·mol-1 将 T1= 298 K，T2= 293 K 代入 (2) 式， 得k293 = 4.55 dm3·mol-1·min-1 (3分) 由 (1) t = 1/(k2a)×y/(1-y) = 22 min (3分) 四、问答题1、答 (1):水将升到 a 处后不再上升。 因 B 中扩大部分无附加压力。 (2分) (2):水下降稳定时,高度仍为 h 。因静压力与附加压力相等, 2g/R=rgh (3分) 2、答 阴极部失

18、去的NaCl的量为： （2分）则： （2分）（1分）物理化学试卷B一、选择题 ( 每题2分，共20分 )1、1mol单原子分子理想气体，从273 K，202.65 kPa, 经pT=常数的可逆途径压缩到405.3 kPa的终态，该气体的U为： ( ) (A) 1702 J (B) -406.8 J (C) 406.8 J (D) -1702 J 2、理想气体卡诺循环的图为下列四种情况中的哪一种? ( ) 3、1mol理想气体从p1,V1,T1分别经： (1) 绝热可逆膨胀到p2,V2,T2 (2) 绝热恒外压下膨胀到, 若p2=,则： ( ) (A) =T2, =V2, =S2 (B) >

19、;T2, <V2, <S2 (C) >T2, >V2, >S2 (D) <T2, <V2, <S2 4、在未达平衡的多相体系中，组成B若在各相中的物质的量分数都相等，则 ( )（A）B组分在各相中的化学势相等（B）B组分在各相中的活度相等（C）B组分在气相中的分压相等（D）上述三种情况均不可确定。5、理想气体反应 CO(g) + 2H2(g) = CH3OH(g), 若起始原料CO与H2的分子比为1:2, 平衡时CO的转化率为,平衡常数为Kp,则 （ ） (A) 与p有关 (B) H2的转化率是2 (C) Kp= (3-2)2 / 4(1-)2p

20、2 (D) Kp与p2成反比 6、FeCl3和 H2O 能形成 FeCl3·6H2O，2FeCl3·7H2O，2FeCl3·5H2O， FeCl3·2H2O 四种水合物,则该体系的独立组分数C和在恒压下最多可能的平衡共存的相数 F分别为: ( ) (A) C= 3，F = 4 (B) C= 2，F = 4 (C) C= 2，F = 3 (D) C= 3，F = 5 7、在CuSO4溶液中用铂电极以0.1 A的电流通电10 min，在阴极上沉积的铜的质量是： （ ）(A) 19.9 mg (B) 29.0 mg(C) 39.8 mg (D) 60.0 mg

21、8、25时，水的表面张力为0.071 97 N·m-1，水的饱和蒸气压为3168 Pa，若此水中有一个半径为2×10-6 m的空气泡，则气泡中水蒸气的含量为： （ ）(A) x水=0.0440 (B) x水=0.0313 (C) x水=0.0215 (D) x水=0.01839、在光的作用下，O2可转变为O3，当1 mol O3生成时，吸收了3.01×1023个光子，则该反应之总量子效率F为： (L=6.022×1023mol-1) ( ) (A) F1 (B) F1.5 (C) F2 (D) F310、某一反应在一定条件下最大转化率为30%，在同样条件

22、下，当加入催化剂后，其转化率将： ( ) (A) 大于 30% (B) 小于 30% (C) 等于 30% (D) 不确定二、填空题 (每题2分，共10分 )1、25 °C 下,1g蔗糖溶液溶于1 kg水中。此液的渗透压为： 。已知Mr(C12H22O11)=342.3。2、在298 K时，磷酸酯结合到醛缩酶的平衡常数 K =540，直接测定焓的变化是-87.8 kJ×mol-1，若假定rH 与温度无关，则在310 K时平衡常数的值是 _ 。3、 已知 18时，Ba(OH)2，BaCl2，NH4Cl 溶液的无限稀释摩尔电导率分别为 2.88×10-2，1.203&

23、#215;10-2，1.298×10-2 S·m2·mol-1，那么 18时 NH3·H2O 的 L= _ 。4、室温时，水在一根粗细均匀的玻璃毛细管中，将上升到高度 h，如将毛细管折断 至 h/2处，水将沿壁升至 _ 处，此时管中水面的曲率半径将 _ 。 5、以 KI和AgNO3为原料制备AgI溶胶时, 如果KI过量, 则制得的AgI胶团结构为： ；若AgNO3过量, 则制得的AgI胶团结构为 。 三、计算题 ( 共 5题 60分 )1、物质的量为n的单原子分子理想气体，在300 K时从100 kPa,122 dm3反抗50 kPa的外压等温膨胀到50

24、 kPa，试计算过程的QR ,WR ,QIR , WIR ,V2 ,U ,S体,S 环,S孤。（15分）2、计算 1200时,固态 FeO 上氧的平衡压力，反应 FeO(s)Fe(s)(1/2)O2(g) 在 25时的 rH268.82 kJ×mol-1 , 且已知： FeO Fe O2 S (298 K)/J×K-1×mol-1 58.79 27.15 205.03 Cp,m/J×K-1×Mol-1 57.70 37.66 33.68 （10分）3、根据下表所列数据作出部分互溶液体A和B所形成的相图： （1）确定最高会溶温度； （2

25、）在10 °C时，往100 g A中慢慢的加入B，问加入多少克B时，体系开始变浑浊？ （3）在10 °C时，往100 g A中加入B的质量为100 g时，两共轭溶液的组成和质量各为多少？ （4）在10 °C时，至少应在100 g A中加入多少克B，才能使A层消失？ （5）将100 g A和150 g B的混合液加热至30 °C时，计算此时两共轭溶液的组成和质量之比m（A层）: m（B层）各为多少？ （6）若将（5）中的混合液在恒定压力下继续加热，问加热到什么温度时体系由浑浊变清？（15分） 4、298 K 时，下述反应达到平衡： Cu(s) + Cu2+

26、(a2) 2Cu+(a1) (a) 设计合适的电池，由 E $ 值求反应的平衡常数 K$ (b) 若将 Cu 粉与 0.1 mol·kg-1 的 CuSO4溶液在 298 K 共摇动，计算达平衡 时 Cu+的浓度。 已知: E $ (Cu2+,Cu+) = 0.153 V， E$ (Cu+,Cu) = 0.521 V . （10分）5、某溶液含有 NaOH 及 CH3COOC2H5，浓度均为 0.01 mol·dm-3。298 K时， 反应经 10 min 有 39% 的 CH3COOC2H5 分解，而在 308 K时， 反应 10 min 有 55% 分解， 该反应速率方

27、程为 r = kNaOHCH3COOC2H5， (1) 估计 288 K 时，10 min 能分解多少？ (2) 293 K 时，若有 50% CH3COOC2H5分解，需时多少？（10分）四、问答题 ( 每题5分 共10分 )1、水的摩尔蒸发焓为41.05kJ· mol-1 , 试估计在4000m的高原上(大气压为69kPa)水的沸点？（水在外压为100kPa时的沸点为100）2、今有一种酸的水溶液 A 和一种碱的水溶液 B，用 A 滴定 B ，知道两者的浓度相等 ， 而测定电导则 B 大。将 A 和 B 都稀释 100 倍后发现k(A)>k(B)，据此推断他们是 什么样的酸

28、碱 ? 并作简要说明？物理化学试卷B答案一、选择题 DBCDACADCC二、填空题1、 (2分) 2、ln(/) =(rH /R)(1/T1-1/T2) K =137 (2分) 3、2.383×10-2 S·m2·mol-1 4、管端，变大。 5、(AgI)m·nI-·(n-x)K+x-·x K+ (AgI)m·nAg+·(n-x)NO3-x+·x NO3- 三、计算题1、 n=p1V1/RT=4.89 mol (2分) H=0 (1分) U=0 (1分) QR=WR=nRTln(p1/p2)=8.45

29、kJ (2分) V2=nRT/p2=244 dm3 (2分) QIR=WIR=pV=6.10 kJ (2分) S体系=QR/T=28.17 J·K-1 (2分) S环境=-QIR/T=-20.33 J·K-1 (2分) S孤立=S体系+S环境=7.84 J·K-1 (1分)2、FeO(s) = Fe(s) + (1/2)O2(g) rS (298 K) =(1/2)S (298 K,O2)+S (298 K,Fe)-S (298 K,FeO) =70.88 J·K-1·mol-1 (1分) rCp,m=(1/2)Cp,m(O2)+Cp,m(Fe

30、)-Cp,m(FeO) =-3.20 J·K-1·mol-1 (1分) rH (1473K)=rH (298 K)+rCp,m(1473 K298 K) =265.06×103 J·mol-1 (1分) rS (1473K)=rS (298 K)+rCp,mln(1473 K)/(298 K) =65.77 J·K-1·mol-1 (2分) rG (1473K)=rH (1473 K) 1473 KrS (1473 K) =168.18×103 J·mol-1 (2分) K =exp-rG (1473 K)/RT

31、=2.02×10-6 (2分) K =p(O2)/p$)1/2 求得 p(O2) =4.13×10-7 Pa (1分) 3、答：根据题给数据绘制相图。 A w B （3分） （1）由相图看出最高绘溶点的温度为46°C 。 （1分） （2）加入B使体系的状态到达点时，体系开始变浑浊，算得加入B的质量为58.73 g。 （3分） （3）10°C时，在100 g A中逐渐加入B，加100 g B时，两共轭溶液的组成分别为： w=0.37 , w=0.90。 根据杠杆规则算出, 层溶液的质量分别为：m()=150.9 g , m()=49.1 g 。 （3分）

32、（4）经计算，至少应向100 g A中加入900 g B，才能使A层消失。 （2分） （5）两共轭溶液的组成分别为：w=0.53 , w=0.84 它们的质量比为：m():m()=3.43 （2分） （6）从相图可见，加热至大约37°C时，体系由浑浊变清。 （1分）4、答 (1) 设计电池 Cu(s)Cu+(a1)Cu2+,Cu+(a1)Pt 电池反应 Cu(s) + Cu2+ 2Cu+(a1) E$= - 0.368 V , lnK$= zE$F/RT=-14.333 , K$=5.96×10-7 (5分) K$= (2x)2/(0.1-x) = 5.96 ×10-7 x = 2.446×10-4 mol·kg-1 (5分) 5、答 (1) 令 CH3COOC2H5 = A NaOH = B 已知 A = B -dA/dt = kA2 . 1 1/A - 1/A0 = kt . 2 令分解百分数为 y = (A0-A)/A0 代入 2 式， y/(1-y) = kA0t .3 298 K 时，k298 = y/(1-y)×1/(At) = 6.39 dm3·mol-1·min-1 同理： k308 = 12.2 dm3·