大學(xué)物理化學(xué)試題及答案

1、真誠為您提供優(yōu)質(zhì)參考資料，若有不當(dāng)之處，請(qǐng)指正。物理化學(xué)試卷一一、選擇題 ( 共15題 30分 )1. 下列諸過程可應(yīng)用公式 dU = (Cp- nR)dT進(jìn)行計(jì)算的是： ( C )(A) 實(shí)際氣體等壓可逆冷卻(B) 恒容攪拌某液體以升高溫度(C) 理想氣體絕熱可逆膨脹(D) 量熱彈中的燃燒過程2. 理想氣體經(jīng)可逆與不可逆兩種絕熱過程： ( B )(A) 可以從同一始態(tài)出發(fā)達(dá)到同一終態(tài) 因?yàn)?絕熱可逆S = 0(B) 從同一始態(tài)出發(fā)，不可能達(dá)到同一終態(tài) 絕熱不可逆DS 0(C) 不能斷定 (A)、(B) 中哪一種正確 所以 狀態(tài)函數(shù) S 不同(D) 可以達(dá)到同一終態(tài)，視絕熱膨脹還是絕熱壓縮而定

2、 故終態(tài)不能相同3. 理想氣體等溫過程的F。 ( C )(A)G (B) (s) (B) (l) = (s)(C) (l) (糖水中水) ,水從(B) 杯向(A) 杯轉(zhuǎn)移 ) ( A )(A) A 杯高于 B 杯 (B) A 杯等于 B 杯(C) A 杯低于 B 杯 (D) 視溫度而定7. 在通常情況下,對(duì)于二組分物系能平衡共存的最多相為： ( D )(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 * =C+2-f=2+2-0=48. 硫酸與水可形成H2SO4H2O(s)、H2SO42H2O(s)、H2SO44H2O(s)三種水合物,問在 101325 Pa 的壓力下，能與硫酸水溶液及冰平衡共

3、存的硫酸水合物最多可有多少種? ( C )(A) 3 種 (B) 2 種(C) 1 種 (D) 不可能有硫酸水合物與之平衡共存。* S = 5 , R = 3 , R = 0,C= 5 - 3 = 2 f*= 2 -+ 1 = 0, 最大的= 3 , 除去硫酸水溶液與冰還可有一種硫酸水含物與之共存。9. 已知 A 和 B 可構(gòu)成固溶體，在 A 中，若加入 B 可使 A 的熔點(diǎn)提高，則B在此固溶體中的含量必 _ B 在液相中的含量。 ( A )(A) 大于 (B) 小于(C) 等于 (D)不能確定10. 已知反應(yīng) 2NH3= N2+ 3H2在等溫條件下，標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)為 0.25，那么，在此條件下

4、，氨的合成反應(yīng) (1/2) N2+(3/2) H2= NH3 的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)為： ( C )(A) 4 (B) 0.5(C) 2 K (D) 1* $p(2) = K $p(1)-= (0.25)-= 2 11. 若 298 K 時(shí)，反應(yīng) N2O4(g) 2NO2(g) 的 K $p= 0.1132，則：(1) 當(dāng) p (N2O4) = p (NO2) = 1 kPa 時(shí)，反應(yīng)將 _( B )_； (2) 當(dāng) p (N2O4) = 10 kPa，p (NO2) = 1 kPa 時(shí)，反應(yīng)將 _( A )_ 。 (A) 向生成 NO2的方向進(jìn)行 (B) 向生成 N2O4的方向進(jìn)行(C) 正好達(dá)化學(xué)

5、平衡狀態(tài) (D) 難于判斷其進(jìn)行方向12. 在一定溫度和壓力下，對(duì)于一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，能用以判斷其反應(yīng)方向的是( C )(A) rG $m (B) Kp (C) rGm (D) rHm13. （1) 處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的 CO2(g) 和 O2 (g)，其標(biāo)準(zhǔn)燃燒焓值為零 (2) 因?yàn)閞G $m= -RT lnK $p，而K $p是由平衡時(shí)的組成表示的，所以rG $m表示平衡時(shí)產(chǎn)物的吉布斯自由能與反應(yīng)物的吉布斯自由能之差 (3) 水在25, p$下蒸發(fā)，求算熵變的公式為S $m=(H $m -G $m)/ T (4) 在恒溫，恒壓下可逆電池反應(yīng)，求算熵變的公式為rSm= rHm/ T上述說法正確的是： （

6、 C ） (A) 1 , 2 (B) 2 , 3 (C) 1 , 3 (D) 3 , 414. 在 T，p 時(shí)，理想氣體反應(yīng) C2H6(g) H2(g) + C2H4(g)的 Kc/Kx為： ( D)(A) RT (B) 1/(RT)(C) RT/p (D) p/(RT)15. 標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的選擇對(duì)下列物理量有影響的是： ( C )(A) f，m，rG $m (B) m，m$，F(xiàn)$m (C) a，m$，rG (D) a，m，(G/x)T,p,wf=0二、填空題 ( 共 5題 10分 )16. 某理想氣體，等溫(25)可逆地從1.5 dm3膨脹到10 dm3時(shí)，吸熱9414.5 J，則此氣體的物質(zhì)的量

7、為 Q=W=nRTln(V2/V1)，n=2 mol 摩爾。17. 化學(xué)位B就是 B 物質(zhì)的偏摩爾 吉布斯自由能 。18. N2(g)，O2(g) 體系中加入一種固體催化劑，可生成幾種氣態(tài)氮的氧化物，則體系的自由度為 f = 3 。19. 完全互溶的二組分溶液，在xB= 0.6 處平衡蒸氣壓有最高值，那么組成xB=0.4的溶液在氣-液平衡時(shí),xB(g)，xB(l)，xB(總)的大小順序?yàn)開 xB(g) xB(總) xB(l) _ 。將xB=0.4 的溶液進(jìn)行精鎦，塔頂將得到 _ xB= 0.6 恒沸混合物 。20. 低壓氣相反應(yīng)的平衡常數(shù)與溫度，壓力的關(guān)系分別是：Kp只是溫度的函數(shù), Kc是

8、_T_的函數(shù)，Kx是 _ T, p _ 的函數(shù)。三、計(jì)算題 ( 共 5題 60分 )21. 計(jì)算 1mol He(理想氣體) 在下列狀態(tài)變化過程中的H和G。He (101.325 kPa,673 K) He (101.325 kPa,473 K)已知：Cp, m He(g) = (5/2)R ，473K 時(shí) S $mHe(g) = 135.1 JK-1mol-1 。答 H = T2T1nCp,m dT = 4.157 kJ (2分) S = T2Cp,m /T)dT = nCp,m ln(T2/T1)= 7.3 JK-1 (4分) S2= S + S1= 142.4 JK-1 (2分) G =

9、H -(TS) = H - T2S2+ T1S1= 27.780 kJ22.某氣體狀態(tài)方程為 pV = n(RT + Bp)，始態(tài)為p1T1，該氣體經(jīng)絕熱真空膨脹后終態(tài)壓力為p2，試求該過程的Q，W及氣體的U，H，F(xiàn)，G，S。答 Q = 0 , W = 0 , U = 0 (3分)(U/V)T = T(p/T)V -p = 0 dU = CVdT + (U/V)TdV = CVdT = 0 溫度不變 H =U +(pV) = nB(p2- p1) (5分)p2T1(n SySS = (V/T)pdp = nRln(p1/p2)surrS = -Q/T = 0 isoS = nRln(p1/p2

10、) (3分) F =U-TS = -nRT1ln(p1/p2) (2分) G =H-TS = nB(p2-p1)-nRT1ln(p1/p2)23. 10 分 (1809)兩液體A, B形成理想液體混合物。在320 K，溶液I含3 mol A和1 mol B，總蒸氣壓為：5.33104 Pa。再加入2 mol B 形成理想液體混合物II，總蒸氣壓為 6.13104 Pa。(1) 計(jì)算純液體的蒸氣壓 p A*，pB*；(2) 理想液體混合物I的平衡氣相組成 yB；(3) 理想液體混合物I的混合過程自由能變化mixGm；(4) 若在理想液體混合物II中加入3 mol B形成理想液體混合物，總蒸氣壓為

11、多少？答 (a) p = p*AxA+ p*BxB5.33104 Pa = 0.75 p*A+ 0.25 p*B - (1)6.13104 Pa = 0.5 p*A+ 0.5 p*B - (2)聯(lián)立 (1) 式與 (2) 式得： p*A= 4.53104 Pa p*B= 7.73104 Pa (2.5分) (b) yB(I) =p*BxB(I)/p(I) = 0.36 (2.5分) p1- (c)DmixGm(I)=RTnBBlnxB = -5984 Jmol (2.5分)(d) p()=p*AxA() +p*BxB()= 6.66104 Pa (2.5分)24.固體 CO2的蒸氣壓與溫度間的

12、經(jīng)驗(yàn)式為：ln(p/Pa)=-3116 K/T + 27.537已知熔化焓DfusHm= 8326 Jmol-1，三相點(diǎn)的溫度為 217 K。試求出液體 CO2的蒸氣壓與溫度的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式。答： 已知 ln(p/Pa) = -3116 K/T + 27.537對(duì)固氣平衡： dln(p/Pa)/dT =subHm/RT2dln(p/Pa)/dT = 3116 K/T2=subHm/RT2subHm= 25 906 Jmol-1 (4分)vapHm=subHm-fusHm= 17 580 Jmol-1 (4分)-vapHm/RT + B = -3116 K/T + 27.537 B = 22.922

13、 (4分)所以液體 CO2的蒸氣壓與溫度的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系為： ln(p/Pa) = -vapHm/RT + 22.922 = -2115 K/T + 22.922 (3分)25. 3H2+ N2= 2NH3在 350的Kp= 6.81810-8(kPa)-2，并設(shè)與壓力無關(guān)，從3:1的 H2，N2混合物出發(fā)，在 350下要獲得物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為 0.08 的 NH3，壓力至少要多大？答 3H2(g) + N2(g) 2NH3(g) (2分) 平衡時(shí)：3 mol-3n 1 mol-n 2nB= 4 mol- 2n (1分) 2n/(4 mol-2n) = 0.08 n = 0.148 mol (2分)故

14、x(H2) = 0.69 x(N2) = 0.23 (2分) Kp =(xNH3p)2/(xH2p)3(xN2p)= 6.81810-8 kPa2解得 p = 1115 kPa (3分) nB試卷二一、選擇題(每題2分，共50分,將唯一的答案填進(jìn)括號(hào)內(nèi))1. 下列公式中只適用于理想氣體的是. BA. U=QV B. W=nRTln(p2/p1) C. U=2. H是體系的什么. CA. 反應(yīng)熱 B. 吸收的熱量 C. 焓的變化 D. 生成熱3. 2000K時(shí)反應(yīng)CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)的Kp為6.443,則在同溫度下反應(yīng)為2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)的Kp應(yīng)為.

15、CA. 1/6.443 B. (6.443) C. (1/6.443) D. 1/(6.443)4. 固態(tài)的NH4HS放入一抽空的容器中，并達(dá)到化學(xué)平衡，其組分?jǐn)?shù)、獨(dú)立組分?jǐn)?shù)、相數(shù)及自由度分別是 . CA. 1，1，1，2 B. 1，1，3，0 C. 3，1，2，1 D. 3，2，2，25. 下列各量稱做化學(xué)勢(shì)的是 .D 1/221/22TT1CV,mdT D. H=U+pVpmU)S,V,nji()T,V,nji()T,p,nji()S,V,nji A. ni B. ni C. ni D. ni (6. A和B能形成理想溶液。已知在100時(shí)純液體A的飽和蒸汽壓為133.3kPa, 純液體B的

16、飽和蒸汽壓為66.7 kPa, 當(dāng)A和B的二元溶液中A的摩爾分?jǐn)?shù)為0.5時(shí)，與溶液平衡的蒸氣中A的摩爾分?jǐn)?shù)是.CA. 1 B. 0.75 C. 0.667 D. 0.57. 理想氣體的真空自由膨脹，哪個(gè)函數(shù)不變？DA. S=0 B. V=0 C. G=0 D. H=0 8. A、B兩組分的氣液平衡T-x圖上，有一最低恒沸點(diǎn)，恒沸物組成為xA=0.7?，F(xiàn)有一組成為xA=0.5的AB液體混合物，將其精餾可得到 。BA. 純A和恒沸混合物 B. 純B和恒沸混合物 C. 只得恒沸混合物 D. 得純A和純B9. 實(shí)驗(yàn)測(cè)得濃度為0.200moldm-3的HAc溶液的電導(dǎo)率為0.07138Sm-1，該溶液的

17、摩爾電導(dǎo)率m(HAc)為 .BA. 0.3569Smmol B. 0.0003569SmmolC. 356.9Smmol D. 0.01428Smmol10. 表面活性物質(zhì)溶于水時(shí)，關(guān)于溶液的表面張力和溶液表面的描述正確的是 .DA. 表面張力升高，正吸附 B. 表面張力降低，正吸附C. 表面張力升高，負(fù)吸附 D. 表面張力顯著降低，正吸附11. 一體積的氫氣在0，101.3kPa下等溫膨脹至原來體積的3倍，其內(nèi)能變化是多少？(設(shè)氫氣是理想氣體).BA. 0.4J B. 0 C. 6J D.0.04J12. 已知反應(yīng)CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)的H，下列說法中何者不正確。AA.

18、H是CO2(g)的生成熱 B. H是CO(g)的燃燒熱C. H是負(fù)值 D. H與反應(yīng)U的數(shù)值不等13. 對(duì)于0.002mol/kg的Na2SO4溶液，其平均質(zhì)量摩爾濃度m=0.219是 AA. 3.17510 B. 2.82810 C. 1.78910 D. 41014. 對(duì)彎曲液面所產(chǎn)生的附加壓力.BA. 一定等于零 B. 一定不等于零 C. 一定大于零 D. 一定小于零15. 已知下列反應(yīng)的平衡常數(shù)： .AH2(g) + S(s) = H2S(g) K1S(s) + O2(g) = SO2(g) K2則反應(yīng)H2S(g) + O2(g)= H2(g) + SO2(g) 的平衡常數(shù)為A. K2

19、/K1 B. K1K2 C. K1K2 D. K1/K216. 對(duì)于N2和H2混合氣體的絕熱可逆壓縮(沒有生產(chǎn)NH3)，則 .CA. U=0 B. H=0 C. S=0 D. G=017. 溫度升高溶膠的穩(wěn)定性.BA. 增加 B. 下降 C. 不變 D. 先增加后下降18. 101時(shí)，水在多大外壓下沸騰？. CA. 101.3kPa B. 1013kPa C. 略高于101.3kPa D. 略低于101.3kPa19. 在HAc電離常數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)中，直接測(cè)定的物理量是不同濃度的HAc溶液的BA. 電導(dǎo)率 B. 電阻 C. 摩爾電導(dǎo) D. 電離度20. 定溫下氣相反應(yīng)Kp有什么特點(diǎn)？. AA. 恒

20、為常數(shù) B. 恒等于Kc C. 隨壓力而變 D. 與體積有關(guān)21. 某化學(xué)反應(yīng)其反應(yīng)物消耗8/7所需的時(shí)間是它消耗掉4/3所需的時(shí)間的1.5倍，則反應(yīng)的級(jí)數(shù)為 .BA. 零級(jí)反應(yīng) B. 一級(jí)反應(yīng) C. 二級(jí)反應(yīng) D. 三級(jí)反應(yīng)22. 在一定量AgI溶膠中加入下列不同電解質(zhì)溶液，則使溶膠在一定時(shí)間內(nèi)完全聚沉所需電解質(zhì)的量最少的是 . BA. La(NO3)3 B. Mg(NO3)2 C. NaNO3 D. KNO323. 接觸角可確定固體某種性質(zhì)，若親液固體表面能被液體潤(rùn)濕，其相應(yīng)的接觸角是. Cooo A.0 B.90 C.90 D.為任意角24. 混合等體積0.08moldmKI和0.1mo

21、ldmAgNO3溶液得到一溶膠體系，在該體系中分別加入下述三個(gè)電解質(zhì)：(1) MgSO4, (2) CaCl2, (3) Na2SO4, 則其聚沉能力的大小為CA.(1)(2)(3) B.(2)(1)(3) C.(3)(1)(2) D.(3)(2)(1)25. 298K時(shí)反應(yīng)Zn+Fe2+=Zn2+Fe的E0為0.323V，則其平衡常數(shù)為BA. 2.89105 B. 8.341010 C. 5.53104 D. 2.35102二、計(jì)算題：(共50分)1 (10分) A(熔點(diǎn)651)和B(熔點(diǎn)419)的相圖具有一個(gè)低共熔點(diǎn)，為368(42% A,質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，下同)。(1) 繪出該二組分系統(tǒng)的示意

22、相圖，標(biāo)出各相區(qū)相態(tài)，及自由度。(2)分別指出80% A和30% A的系統(tǒng)從700冷卻到300的過程的相變。(3) 畫出49% A的溶液的步冷曲線。3 3單相區(qū)為B(s)+l2、(20分) 某抗菌素施于人體后在血液中的反應(yīng)呈現(xiàn)一級(jí)反應(yīng)。如在人體中注射0.5克某抗菌素，然后在不同時(shí)間測(cè)其在血液中的濃度，得到下列數(shù)據(jù)：t (h) CA (血液中藥含量mg/100ml)4 0.488 0.3112 0.2416 0.15lncA-t的直線斜率為-0.0979, lncA,0=-0.14。(1) 求反應(yīng)速率常數(shù)。(2) 計(jì)算半衰期（3）若使血液中某抗菌素濃度不低于0.37mg/100ml，問需幾小時(shí)后

23、注射第二針。 解： 設(shè)cA,0為抗菌素開始濃度ln(1)反應(yīng)速率方程積分形式 -k=-0.0979 .k=0.0979h-1(2)cA,0cA ktlncA=-kt+lncA,0 斜率為t1=ln2k=7.08h(3)t=0時(shí)，ln cA= ln cA,0=-0.14lnt=1/kcA,0cA=1/0.0979ln(0.72/0.37)=6.8h約需6.8小時(shí)后注射第二針。3、 (20分) 5mol過冷水在-5, 101.3kPa下凝結(jié)為冰，計(jì)算過程的G, 并判斷過程在此條件下能否發(fā)生。已知水在0, 101.3kPa下凝固熱Hm,凝=-6.009JK-1mol-1，水的平均熱容為75.3 JK

24、-1mol-1, 冰的平均熱容為37.6 JK-1mol-1。 解： H2O(l) H2O(s) n=5.00mol, n=5.00mol, t1= -5 t1= -5 p=101.3kPa p=101.325kPaG1G3H2O(l) H2O(s) n=5.00mol, G 3 n=5.00mol, t1= 0 t1=0 P=101.3kPa p=101.3kPa H=H1+H2+H3=1883-30045-940=-29102J， S1=nCp,m,水lnT1/T2=575.3ln273.2/268.2=6.93JK， S2=Hm,凝/T=5(-600910)/273.2=-110.0 J

25、K S3=nCp,m,冰lnT2/T1=537.6ln268.2/273.2=3.47JK， S=S1+S2+S3=6.95-110.0-3.47=-106.5 JK G=H-TS=-29102-268.2(-106.5)=-539 J 0，W 0，U 0 B. Q = 0，W = 0，U 0C. Q = 0，W = 0，U = 0 D. Q 0，U 0，則該反應(yīng)一定是：（d ）。A. 吸熱反應(yīng) B. 放熱反應(yīng) C. 溫度升高 D. 無法確定13、將1mol H2O(l)（100、101.325kPa）置于密閉真空容器中，蒸發(fā)為同溫同壓的水蒸氣并達(dá)平衡，該過程的G（ b ）。A.大于0 B.小

26、于0 C.等于0 D.不能確定14、1mol雙原子理想氣體的Cp是：（ c ）。A. 1.5R B. 2.5R C. 3.5R D. 2R15、 2mol理想氣體B在300K時(shí)等溫膨脹，W =0時(shí)體積增加一倍，則其S(JK)為（ d ）。A. -5.76 B. 331 C. 5.76 D. 11.52三、填空題：以下各題，請(qǐng)將正確的答案填在空白處。1、已知稀溶液中溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)為0.03，純?nèi)軇┑娘柡驼羝麎簽?1.3kPa，則該溶液中溶劑的蒸汽壓為 88.561 kPa。2、化學(xué)式的定義式為B= 3、已知下列反應(yīng)的平衡常數(shù)：H2(g) + S(s) = H2S(s)為K1 ；S(s) + O2

27、(g) = SO2(g)為K2 。則反應(yīng) H2(g) + SO2(g) = O2(g) + H2S(g)的平衡常數(shù)為_ K1/K2 。4、NH4HS(s)放入真空容器中，并與其分解產(chǎn)物NH3(g)和H2S(g)達(dá)到平衡，則該系統(tǒng)中組分?jǐn)?shù)K= 2 ；相數(shù)= 2 ；自由度F= 2 。5、A及B二組分組成的凝聚體系能生成三種穩(wěn)定的化合物，則于常壓下在液相開始冷卻的過程中，最多有 2 種固相同時(shí)析出？四、計(jì)算題。（1小題6分，2、3小題各12分，共30分）1、在一定壓力p和溫度298.2 K的條件下，1molC2H5OH(l)完全燃燒時(shí)所做的功是多少？設(shè)體系中氣體服從理想氣體行為。解：反應(yīng)方程C2H5OH(l) +3O2(g)2CO2(g)+H2O(l)這是等溫、等壓下的化學(xué)反應(yīng)：W=-p(V2-V1)=n1RT3RTnRT2RT=V2=2=pppp