东华理工大学 物理化学试题和答案

第第页物理化学模拟题物理化学模拟题△fG为一237.19kJmol_i,则水蒸气的标准生成吉布斯自由能为:Im•(A)—245.76kJ.moLi(C)—245.04kJ.mo1—i(B)—229.34kJ.mo1—i(D)—228.60kJ.mo1_i一、选择题(30分，每题2分)TOC\o"1-5"\h\z热力学第三定律可以表示为()8.已知反应3O2(g)=2O3(g)在25C时AH0=-280J.mol-i，则对该反应有利的23rm条件是：()4.方程d4.方程dP二^HmdT砂Vm适用于以下哪个过程•(B).NH4C1(s)溶于水形成溶液(D).H2和O2化合为水.在0K时，任何晶体的熵等于零.在0K时，任何完整晶体的熵等于零.在0°C时，任何晶体的熵等于零.在0C时，任何完整晶体的熵等于零TOC\o"1-5"\h\z2.理想气体从状态P],V],T等温膨胀到p2,V2,T，此过程的厶A与氐G的关系为一()(A).△A>△G(B).△A<△G(C).△A=△G(D).无法确定一定量的理想气体，从同一初态分别经历等温可逆膨胀、绝热可逆膨胀到具有相同压力的终态，终态体积分别为V]、v2。()(A).V]<V2(B).V]=V2(C).V]>V2(D).无法确定(A).NH4C1(s)=NH3(g)+HCl(g)(c).h2o(s)=h2o(1)两液体的饱和蒸汽压分别为p*A，P*B，它们混合形成理想溶液，液相组成为x,气相组成为y，若p*A>P*B，贝【J：()(A)升温升压(B)升温降压(C)降温升压(D)降温降压298KO.Olmolkg-i的CaC12水溶液中，CaC12的离子平均活度系数Y为()(A)0.847(B)0.79I(C)0.889(D)0.666k丄某反应表观速率常数k与基元步骤速率常数间的关系为k=k(ki)2，则表观2k4活化能与各基元步骤活化能的关系为()ii(A)e=e2+2(e1—e4)(B)e=e2+2(e1+e4)Ei(C)e=e2+e1—e4(d)e=e2(芦)24由MgCO3(s)、BaCO3(s)、BaO(s)、MgO(s)及CO2(g)构成的一个平衡系统，其TOC\o"1-5"\h\z独立组分数和自由度分别为()(A)5，3(B)4，2(C)3，1(D)3，0同一温度和压力下，一定量某物质的熵值存在()(A).S〈S〈S(B).S〉S〉Sglsgls(C).S二S二S(D).S〉S二Sglsgls某反应物的速率常数为0.099min-1,反应物初始浓度为0.2mo1・dm-3,则反应的半衰期为()(A).7min(B).1.01min(C).4.04min(D).50.5min(A)U(A)U>XA(B)月A>(C)XA>(D)『B>正确的是()(A).Ra二p,a(B).Ra二|LlP(C).卩卩二Ra(D).卩卩二卩卩ABAAABAB14.在a、0这两相中均含有A、B两种物质，当达到相平衡时下列化学势关系中在通常情况下，对于二组分物系能平衡共存的最多相为:()(A)1(B)2(C)3(D)425C时水的饱和蒸气压为3.168kPa,此时液态水的标准生成吉布斯自由能第二页共第二页共5、(5分)证明:TdS=5、(5分)证明:TdS=CVdp+Cp15.已知电极反应⑴Cu2++2eTCu,E1=0.34V(2)Cu2++eTCu+,E2=0.167VTOC\o"1-5"\h\z则Cu++eTCu的标准电极电势E3为()(A).0.507V(B).0.513V(C).0.173V(D).0.267V二、填空题(10分，每题2分)1、25°C时,0.5molA与0.5molB形成理想液态混合物，则混合过程的S=。2、有相同活度的Fe2+,Ca2+,Zn2+,Cu2+的电解质溶液，已知E(Fe2+/Fe)=-0.440V,E(Ca2+/Ca)=-2.861V,E(Zn2+/Zn)=-0.763V，E(Cw+/Cu)=0.340V,则溶液中它们的析出先后顺序为。3、水平放置的毛细管中间放有一段液体，液体完全润湿，在右端对液)//7777/77^体加热，则液体会向移动(左，右,不)△4、在393K时，水的表面张力O=0.0727N・m-1，—根毛细管插入其中，管内液面上升了2.97cm，。设水的密度p=1.0X103kg•m-3。设接触角为0o，已知g=9.81m・s-1。毛细管半径为m。5、一定量的理想气体经历某过程变化到终态，若变化过程中,PVy不变，则状态函数不变。三、计算题1、(12分)5mol单原子理想气体，从始态300K，50kPa先绝热可逆压缩至100kPa,再恒压冷却至体积85dm3的末态，求整个过程的Q、W、U、△H、△S、△G°(已知300K、50kPa下该气体的摩尔熵为100J•K-1•mol-1)2、(13分)已知298.15K以下数据：物质SO(g)3SO(g)2O(g)2A,H0/kJ•mol-1fm-395.2-296.10S0/J•K-1•mol-1m256.2248.5205.03(1)、求298.15K，p9下反应SO(g)+1O(g)=SO(g)的K0；2223(2)、设AH0，AS9不随温度变化，反应物按反应计量系数比进料，在什rmrm么温度下，SO的平衡转化率可以达到80%?23、(12分)在298K时，已知AgBr的溶度积K(AgBr)=4.88x10-i3,E0(AgBrlAg)=O.O715V,spE0(Br2lBr-)=1.065V。将AgBr(s)的生成反应:Ag(s)+1/2Br2(l)=AgBr(s),设计成原电池。求出上电池的标准电动势和AgBr(s)标准生成吉布斯函数。若上电池电动势的温度系数(dE/dTp=1x10-4V・K-1，计算该电池反应的AH0,AS0,Q。rmrm~r,m⑷计算银电极的标准电极电势E0(Ag+|Ag)。4、(6分)在300K时若某物质A的分解反应为一级反应，初速率为1.00X10-5mol•dm-3•s-1,1小时后的速率为3.26X10-6mol•dm-3•s-1,求300K时反应的速率常数和反应的半衰期t。1/2分解率达80%时，所需的时间？6、(12分)下图为一二组分凝聚系统相图，(1)在图中标明各相区；(2)画出由状态点W和I冷却的步冷曲线；(3)将物系点W的熔体100g进行冷却，可得到何种纯固体，最多得到多少克纯固体。第三页第三页物理化学本1参考答案物理化学本1参考答案AGe=(-99.1)-298.15x(-94.82)x10-3=-70.83kJ-mol-1(2分)rm选择题BCCCA填空题DDCDADBABB70830Ke=exp()=e28.57=2.56x1012(8.314x298.151、5.76J・K-i2、Cu-Fe-Zn-Ca3、左水4、0.5x10-3m5、熵或S三、1、解：n=5mol②.SO+1/2O=SO2(g)2(g)3(g)t=0时mol10.50t=8时mol1-a0.5-1/2aan=1.5—1/2a2分)总V二85dm33p二100kPa2T2p二50kPa—T二300Kii单原子理想气体Cv,m=1.5R,Cp,m=2.5RQr=OX(1分)p1,pV3nRRCp,m300Kx(100\0.450丿K=395.85K(1.5分)P1x(pt)2(100x85、、5x8.314丿K=204.46K(1.5分)a1.5-1a2丿1—a1.5-1a20.5-.05a1.5-1a2丿整个过程AU二n-Cv.m-(T-T)=[5x1.5x8.314x(204.46-300)]J=—5.958KJ(1.5分)1a(3-a)2AH二n-Cp.m-(T3-T1)=—9・930KJ(1.5分)1(1-a)(1-a)210.8x2.221327=13.2/10.2x0.22因AS]=0所以AS=AS+AS121T=AS=nCp,mxln3=2t2[5X2.5X8.314XAHerm

ASe—RlnKe-99100-94.82-8.314xln13.27=852Kln204.46395.85]JKln204.46395.85]JK1=-68JK1(1.5分)Q=Q+Q=Q=AH=nCp,m{T-T)=[5x2.5x8.314x{204.46-395.85]]JTOC\o"1-5"\h\z122232T9.891kJ(1.5分)W=W+W=nCv,m(T-T)-P(V-V)=nR1.5(T-T)-(T-T)]=12212322132右x8.3141.5x(395.85-300)-(204.46-395.85)]J=13.93KJ(1分)S3=S1+AS=(5X100-68)=432JK1(1分)AG=AH-A(TS)=AH-(ST-ST)=-68.32kJ(1分)331112、解：①.AHe=(-395.2)-(-296.1)-—x0=-99.1kJ-mol-1(2分)rm21ASe=256.2-248.5-—x205.03=-94.82J-K-1——(2分)23、解：(1)将生成反应Ag(s)+(1/2)Br2(l)—AgBr(s)设计成电池：正极：(1/2)Br2(l)+e-—Br-负极：Ag(s)+Br-—AgBr(s)+e-电池：Ag(s)IAgBrlBr-1Br2(l)(2分)Ee=Ee[Br2(l)/B「]—Ee[AgBr(s)/Ag]=1.065V—0.0715V=0.9935V(1分)ArGme=-zFEe=(-1X96500X0.9935)J・mol1=-95872J・mol】(1.5分)(2)ASe=zF(dE/dT)=1x96500C・mol-1x1x10-4V・K-1=9.65J・K-1・mol-1(1.5分)rmpQ=TASe=298Kx9.65J・K-1・mol-1=2876J・mol-1(1分)rrmAHe=AGe+TASe=AGe+Q=-(95872+2876)J・mol-1=-92996J・mol-1(1分)rmrmrmrmr(3)AgBr的沉淀反应：Br-+Ag+—AgBr(s),K=K-1sp正极：Ag++e-—Ag(s)负极：Ag(s)+Br-—AgBr(s)+e-(2分)Ee=RTlnK-1/F=Ee(Ag+IAg)—Ee(AgBrIAg)sp所以Ee(Ag+IAg)=Ee(AgBrIAg)-RTlnK/Fsp=[0.0715V-8.315X298Xln(4.88X10-13)/96500]V=0.7994V(2分)第四页共第四页共T5、dS=(5分)证明：S=S(p,V)(as)dp+asdp丿V

、(dT)T5、dS=(5分)证明：S=S(p,V)(as)dp+asdp丿V

、(dT)dT丿\dpv'dT、C=—VT{dpdVdp+dVdVdVT{dV丿p(dT丿VCdp+TdS=CVdp+Cp{dV®丿vp6、每个相区1分，每条步冷曲线1分4、解：(1)uA=kcA=kcA0exp(