物理化学试题卷A2007年1月11日

1、PAGE 物理化学试题卷（A）考试时间：2007年1月11日8:00-10:00学号 姓名 一填空（20分，每空1分）（可做在试题卷上，也可做在答题纸上）当液体饱和蒸汽压与外界压力相等时，出现_的现象，此时相应的温度称为液体的_。每种气体都存在一个特殊的温度，在该温度以上，无论加多大压力，都不可能使气体液化。这个温度称为_；这个温度下的饱和蒸汽压称为_。焦耳实验证明理想气体的热力学能_有关。焦耳汤姆逊实验证明，真实气体的焓H不只是_的函数。在高温、低温两热源间工作的所有可逆热机，其热效率必然_，与工质及其变化的类型_。稀溶液中溶剂的蒸汽压下降、_降低、_升高和渗透压的数值，仅与一定量溶液中溶质

2、的质点数有关，而与溶质的本性无关，故称这些性质为稀溶液的依数性。理想气体混合物中组分B的化学势与其分压pB=yBp之间的关系式为B(pg)= B(g)+RTln(pB/p)。若真实气体混合物中组分B的逸度为fB，则其化学势可表示为_，逸度因子定义为_。相律表示式F=C-P+2中，F为自由度数，C为_，P为_。在稀溶液中，离子强度I定义为I=bBzB2 摩尔浓度为b的FeCl3溶液的离子强度为_。胶体系统透明或不透明，但均可发生_，胶体粒子扩散速率_，不能透过半透膜，有_的渗透压。如下图所示，管中液体对毛细管壁完全浸润，当加热管中水柱的右端时，右端液面的表面张力 ，水柱将向 移动。加热二简要回答

3、下列问题（20分，每小题4分）1、热带海洋中，表面上的热水与表面之下的冷水间有一定的温差，能否利用这一现象造成一部热机？为什么没有看到使用这样的热机？已知25时，m(NaAc) = 91.010-4 Sm2mol-1，m (HCl)=426.210-4 Sm2mol-1，m (NaCl)=126.510-4 Sm2mol-1，请问25时m (HAc)是多少？什么是催化剂？为什么加入催化剂，化学反应速率会加快？催化剂能否改变化学反应当平衡状态？4、已知95C时，纯液态物质A(l)和纯液态物质B(l)的饱和蒸汽压分别为pA*=76.0kPa，pB*=120.0kPa二者形成理想液态混合物。在一抽真

4、空的容器中，注入A(l)和B(l)，恒温95C，达到气液平衡时，系统总压为103.0kPa。试求此平衡系统气、液两相的组成yB与xB各为多少？5、温度对反应速率的影响，可用速率常数k随温度T变化的函数来表示。写出定量表示k与T的关系的最著名的方程，并指出其中各符号代表的物理量。它是否适用于光化反应？三（15分）在一导热的气缸中盛有1mol理想气体，开始处于（p0, V0, T0）状态，分别经过下列三个过程达到末态（p0/2, 2V0, T0），环境温度保持在T0：（1）可逆等温膨胀过程（2）外界压力为p0/2的等压过程（3）自由膨胀过程分别求出各过程的传热Q、热力学能的变化U、焓变H、系统熵变

5、Ssys、环境熵变Samb和总熵变Siso。最后将相应结果填入下表中，并对这些结果进行讨论。过程QSsysSambSiso可逆等温等压自由膨胀四（15分）现有如下化学反应：CH4(g) + CO2(g) 2CO(g) + 2H2(g)利用附表中各物质的标准摩尔熵Sm，标准摩尔生成焓fHm数据，求上述反应在25C时的标准摩尔反应熵rSm和标准摩尔反应吉布斯函数rGm；利用附表中各物质的标准摩尔生成吉布斯函数fGm数据，求上述反应在25C时的rGm；在25C下，若始态CH4(g)和CO2(g) 的分压分别为150kPa, 末态CO(g) 和H2(g)的压力均为50kPa，求反应的摩尔反应熵rSm和

6、摩尔反应吉布斯函数rGm。(提示：设计一条途径，利用标准状态下反应的热力学函数变，计算在指定条件下的有关函数变。ln2=0.693, ln3=1.099, ln10=2.303, ln50=3.912, ln150=5.011)附表：25C时一些物质的热力学数据CH4(g)CO2(g)CO(g)H2(g)fHm(kJmol-1)-74.81-393.509-110.5250fGm(kJmol-1)-50.72-394.359-137.1680Sm(Jmol-1K-1)186.264213.74197.674130.684五（10分）Ag可能受到H2S（气）的腐蚀而发生如下反应： H2S(g)

7、+2Ag(s)=Ag2S(s) +H2(g)今在298K、100kPa下，将Ag放在等体积的H2和H2S组成的混合气体中。 试问： Ag是否可能发生腐蚀而生成Ag2S？ 在混合气体中，H2S的百分数低于多少才不致发生腐蚀(不必计算出具体数值)？ 已知298K时，Ag2S和H2S的标准生成吉布斯函数分别为40.25和32.93kJmol。 六（10分）试计算25C时下列反应当电动势。Zn|ZnSO4( b=0.001 molkg-1)CuSO4 ( b=1.0 molkg-1)|Cu已知25C时0.001 molkg-1 ZnSO4水溶液的平均离子活度因子 = 0.734，1.0 molkg-1

8、 CuSO4水溶液的 =0.047；E(Zn2+ |Zn)=-0.7630 V，E(Cu2+ |Cu)=0.3400 V。（提示：纯固体的活度为1，离子活度a + = + (b+ /b )，可近似认为 = = 。ln0.743=-0.297, ln0.047=-3.058; lg0.743=-0.129, lg0.047=-1.328）七（10分）25C时，酸催化蔗糖转化反应C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6（蔗糖） （葡萄糖） （果糖）的动力学数据如下（蔗糖初始浓度c0为1.0023 moldm-3，时刻t的浓度为c ）：t /min0306090130180(c0-c)/(moldm-3)00.10010.19460.27700.37