華南理工大學(xué)期末考試物理化學(xué)試卷2008.643

1、華南理工大學(xué)物理化學(xué)64-3試卷  (參考答案 其它試題)專業(yè)_ 班級(jí)       編號(hào)_ 姓名               分?jǐn)?shù)         一、選擇體(每題2分，共20分)    1.      在恒t、pq 下，c(石墨) + o

2、2 (g)co2(g) 的反應(yīng)焓為rhmq，下列哪種說法是錯(cuò)誤的(   ) a. rhmq是co2(g)的標(biāo)準(zhǔn)生成焓      b. rumq< rhmq c. rhmq是石墨的燃燒焓        d. rhmq=rumq       2.      1mol的純液體在其正常沸點(diǎn)時(shí)汽化為蒸氣，該過程中增大的量是(   ) a. 蒸

3、氣壓           b. 汽化焓         c. 系統(tǒng)熵          d. 吉氏函數(shù)    3.      根據(jù)依數(shù)性以滲透壓法來測定化合物的摩爾質(zhì)量時(shí)，最廣泛被用來測定的化合物是(   )a. 無機(jī)非電解質(zhì) &

4、#160;   b.低分子的有機(jī)物   c.無機(jī)的電解質(zhì)        d.大分子化合物    4.      反應(yīng) co(g) + h2o(g) = co2(g) + h2(g) 在 600、100kpa下達(dá)到化學(xué)平衡，當(dāng)壓力增大到 5000kpa 時(shí)，各氣體的逸度系數(shù)為：j(co2) = 1.90  j(h2) = 1.10  j(co) = 1.23  j(h2o) = 0.77則

5、平衡點(diǎn)(   )a. 向右移動(dòng)   b. 不移動(dòng) c. 向左移動(dòng)     d. 無法確定    5.      將nh4cl(s)置于抽空容器中， 加熱到597k， 使nh4cl(s)分解， nh4cl(s)=nh3(g)+hcl(g)達(dá)平衡時(shí)系統(tǒng)總壓力為100kpa， 則熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)kpq 為(   ) a. 0.5    b. 0.025 

6、0;c. 0.05   d. 0.25        6.   下列各電池中，其電池電動(dòng)勢與氯離子的活度a(cl)無關(guān)的是(   )   a.     zn |zncl2(aq) | cl2(p)，pt                  b. zn | zncl2(aq

7、) kcl(aq) | agcl(s) | ag   c.    pt，h2(p1) | hcl(aq)| cl2 (p2)，pt        d.  ag | agcl(s) | kcl(aq) | cl2(p)，pt    7.      當(dāng)表面活性物質(zhì)加入溶劑后，所產(chǎn)生的結(jié)果是(   )    a.     dg/dc

8、< 0，正吸附     b. dg/dc <0，負(fù)吸附    c.  dg/dc > 0，正吸附     d. dg/dc >0，負(fù)吸附    8.      微小晶體與普通晶體相比較，那一種性質(zhì)不確?(   )    a.     微小晶體的飽和蒸氣壓大  

9、60;b. 微小晶體的溶解度大     c.  微小晶體的熔點(diǎn)較低   d. 微小晶體的溶解度較小   9.      反應(yīng)速率常數(shù)隨溫度變化的阿累尼烏斯(arrhenius)經(jīng)驗(yàn)公式適用于(   )    a.     基元反應(yīng)  b. 基元反應(yīng)和大部分非基元反應(yīng)    c.  對(duì)行反應(yīng)  

10、60;   d.  所有化學(xué)反應(yīng)   10. 憎液溶膠是熱力學(xué)上的(   )   a.     不穩(wěn)定、可逆的系統(tǒng)    b. 不穩(wěn)定、不可逆系統(tǒng)      c.  穩(wěn)定、可逆的系統(tǒng)                 &#

11、160;      d. 穩(wěn)定、不可逆系統(tǒng)二、填空題(共12分)      1.   一個(gè)過程系統(tǒng)的熵變?yōu)閟， 而另一個(gè)過程的始終態(tài)與前過程相同，但路徑不同，則此過程系統(tǒng)的熵變應(yīng)為_。(1分)2.節(jié)流膨脹過程又稱為 _ 過程，多數(shù)氣體經(jīng)此過程后引起溫度_. (2分)3.      化學(xué)勢mb就是 b 物質(zhì)的偏摩爾 _ 。(1分)4.      在封閉系統(tǒng)中，只做體積功，恒溫、恒壓條件下，某化學(xué)反應(yīng)算得 (&

12、#182;g/¶x)t ，p= 0，表示該反應(yīng)已達(dá)平衡，即反應(yīng)系統(tǒng)的熵到達(dá)最大值。此說法( 正確， 不正確)_。 (1分)5.      已知18時(shí)， ba(oh)2、bacl2、nh4cl 溶液的極限摩爾電導(dǎo)率分別為2.88×102、1.203×102、1.298×102 s·m2·mol1，那么 18時(shí)nh4oh 的 = (計(jì)算式)_ = _ 。 (2分)6.      配置農(nóng)藥時(shí)，為了提高農(nóng)藥的利用率，通常配成乳狀液，越分散越好。根據(jù)學(xué)到的

13、表面化學(xué)知識(shí)，該乳狀液在作物表面上的潤濕角應(yīng)為_，它與_  有關(guān).7. 對(duì)復(fù)合反應(yīng) a  b  c ，若b是目標(biāo)產(chǎn)物，為提高b的產(chǎn)量，應(yīng)該控制_。若a b的活化能比b c的活化能小，同時(shí)還應(yīng)控制_。8. 丁達(dá)爾效應(yīng)是_現(xiàn)象。三 . 計(jì)算題(共6題，60分)    1.  在一杜瓦瓶（絕熱恒壓容器）中 ，將 5 摩爾 40 的水與 5 摩爾0的冰混合，求平衡后的溫度，以及此系統(tǒng)的 h 和 s。已知冰的摩爾熔化焓為 6024 j·mol 1，水的等壓摩爾熱容為 75.3 j·k1·mol1。(10分

14、）    2.  用丁烯脫氫制丁二烯的反應(yīng)如下：      ch3ch2ch = ch2(g) = ch2 = chch = ch2(g) + h2(g)反應(yīng)過程中通入水蒸氣，丁烯與水蒸氣的摩爾比為 1:15，操作壓力為 2.000×105 pa。問在什么溫度下丁烯的平衡轉(zhuǎn)化率為 40%。假設(shè)反應(yīng)焓和過程熵變不隨溫度變化，氣體視為理想氣體。已知298.15k時(shí)有關(guān)數(shù)據(jù)如下： (10分) fhmq /(kj·mol1)fgmq/(kj·mol1)丁二烯110.1615

15、0.67丁烯0.1371.29    3.naclh2o所組成的二組分系統(tǒng)，在252k時(shí)有一個(gè)低共熔點(diǎn)，此時(shí)冰、不穩(wěn)定化合物nacl·2h2o(s)和濃度為22.3%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)的nacl水溶液平衡共存。在264k時(shí)nac1·2h2o分解，生成無水nacl和27%的nacl水溶液。已知無水nac1在水中的溶解度受溫度的影響不大(當(dāng)溫度升高時(shí)，溶解度略有增加)。已知nacl的相對(duì)分子質(zhì)量為58.45，h2o的為18.02。（1）    試?yán)L出相圖示意圖。（2）    分析各組分存在

16、的相平衡(相態(tài)、自由度數(shù)及三相線)。     (3)  若有 l.00kg 30% 的nacl溶液，由433k冷到264k，問在此過程中最多能析出多少純nac1？  (10分)    4.  正丁烷在298.15k、100 kpa時(shí)完全氧化         c4h10(g) + 13/2 o2(g) 4co2(g) + 5h2o(l)       

17、  rhmq= 2877 kj·mol1       rsmq = 432.7 j· k1·moll假定可以利用此反應(yīng)建立起一個(gè)完全有效的燃料電池，試解決如下問題：    (1)  計(jì)算298.15k時(shí)最大的電功。    (2)  計(jì)算298.15k時(shí)最大的總功。    (3)  把反應(yīng)設(shè)計(jì)成電池，寫出電極反應(yīng)并計(jì)算電池的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢。（10分） 5.  &#

18、160;   在一定溫度下，n2在某催化劑上的吸附服從langmuir方程，已知催化劑的比表面為21.77m2×g1 ，n2分子的截面積為16×102 0 m2。(1)   求飽和吸附量(每克催化劑的吸附體積)。已知1摩爾氣體的標(biāo)準(zhǔn)體積為22.4dm3。(2)   已知平衡壓力為101.325kpa，每克催化劑吸附n2的量為2 cm3 (已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的體積)。問要使n2的吸附量增加一倍，則平衡壓力為多大? (8分)    6.      在433k氣相反應(yīng)n2o

19、5  2no2 +  o2是一級(jí)反應(yīng)   (1)   在恒容容器中最初引入純的n2o5，3秒鐘后容器壓力增大一倍，求此時(shí)n2o5的分解百分?jǐn)?shù)和求速率常數(shù)。    (2) 若反應(yīng)發(fā)生在同樣容器中但溫度為t2，在3秒鐘后容器的壓力增大到最初的1.5倍，已知活化能是103 kj×mol1。求溫度t2時(shí)反應(yīng)的半衰期及溫度t2。 ( 12分)四.  問答題(共 8分)1.      在常溫常壓下不可能進(jìn)行的分解反應(yīng)，高溫下通?？梢赃M(jìn)行。請(qǐng)用學(xué)到的熱力學(xué)知識(shí)解釋之。(

20、3分)    2.  通過電動(dòng)勢的測定，可以求得難溶鹽的活度積.  試用ag， agno3(aq)， hcl(aq) 和agcl(s)等材料設(shè)計(jì)出一個(gè)電池，求agcl(s)的活度積并寫出設(shè)計(jì)思想及計(jì)算式。(5分)華南理工大學(xué)物理化學(xué)64-3試卷參考答案 一、選擇題   1.  b  rhmq=rumq+(pv) =rumq+nrt=rumq   2.      c   在正常沸點(diǎn)時(shí)汽化，汽化焓和蒸氣壓皆恒定不變，汽化

21、過程是t、p恒定，故       g=0，但要吸熱，熵增大。   3.      d   滲透法主要用于測定大分子化合物   4.     c  kj = =1.90*1.10/1.23/0.77 2.21 > 1       kf q= kp q×kj ，kpq下降，而d g = rtln（kp q/ jp），kp q< jp，d g

22、> 0         反應(yīng)向左進(jìn)行到新平衡點(diǎn)   5.     d   kpq  = (1/2)·(1/2)=0.25   6.  d  ag | agcl(s) | kcl(aq) | cl2(p) | pt  所對(duì)應(yīng)的電池反應(yīng)為          ag  +  (1/

23、2) cl2(g) = agcl(s)        反應(yīng)中并不出現(xiàn)cl， 故其e與 a(cl)無關(guān).     7. a     8.  d 微小晶體的飽和蒸氣壓較大，故溶解度較大，熔點(diǎn)較低  9. b  10.b 二、填空題1.   s，因?yàn)闋顟B(tài)函數(shù)與過程無關(guān)。2.      等焓，  下降3.     

24、不正確。用熵判斷方向需ds總= ds系統(tǒng)+ds環(huán)境 。4.      吉布斯函數(shù)(自由能)。5.      = ( ba(oh)2 + 2nh4cl bacl2 )/2     = ( 2.88+2×1.298 1.203)× 102 s·m2·mol1 / 2      = 2.137×102 s·m2·mol 16.     

25、; 0或<90°，或三個(gè)表面張力7.      反應(yīng)時(shí)間，較低的反應(yīng)溫度8.   膠體的光散射現(xiàn)象三、計(jì)算題     1.      系統(tǒng)恒壓絕熱且不做非體積功，過程 h = qp =0若冰全部熔化   h1 = n熔化hm = 5mol×6024j·mol1 = 30120 j， 水降溫到0時(shí) h2= ncp,m(t2 t1) = 5mol×75.3j·k·mol1&#

26、215;(40k) = 15060j因h1+h2 =  15060 j  >0 ，  故冰不會(huì)全熔化， 系統(tǒng)溫度為0。( 或者假設(shè)冰全部熔化并升溫至t.  根據(jù)h=0， 可算出t<0，故合理值應(yīng)為0)。 設(shè)冰的熔化量為n mol，過程的變化如下：        則  h =h1+h2 = n (6024 j·mol1) 15060j = 0， 得    n = 2.5 mol 所以冰熔化熵變 =55.12 j·k1

27、水冷卻過程的熵變    s 2= 51.44 j·k1所以 s=s1 + s2 = 3.68 j·k1   2.  轉(zhuǎn)化率x=0.40時(shí),   反應(yīng)簡記為               a     =     b  +  h2    

28、;     h2o        t =0   1 mol       0 mol  0 mol       15 mol        t = t   (1x)mol   x mol  x mol  

29、;     15 mol   n總 = (16 + x) mol       kpq =  = 0.0325     t=298.15k時(shí)， rgmq = fgmqb+ fgmqh2 fgmqa    = (150.67+071.29) kj·mol1= 79.38kj·mol1 rhmq= 110.16+0(0.13) kj·mol1 = 110.29 k

30、j·.mol1  rsmq =(rhmq rgmq)/ t=(11029079380)/298.15 j·mol1·k1       =103.7 j·mol1·k1  因此   rgmq = rt ln(kpq) =  rhmq  t rsmq        t =  rhmq/   rsmqrln(kpq) =110290k

31、/(103.78.314ln0.0325) = 834k   3. 解：(1)  nacl·2h2o  wnacl=58.45 / ( 58.45 + 2×18.02 ) = 0.619nacl與h2o二組分系統(tǒng)恒壓相圖   (2)   各區(qū)域的相態(tài)見相圖中，其中l(wèi)為溶液。各區(qū)域的自由度f=cp+1 =3p單相區(qū)f=2，雙相區(qū)f=1，三相線f=0。   (3)   含30% nacl的水溶液，從溫度433k降到264k以上時(shí)析出的是nacl，當(dāng)溫度繼續(xù)降低時(shí)，析出二水鹽。在此

32、過程中，析出最多的nacl的量可用t無限靠近264k時(shí)用杠桿原理來計(jì)算，即          wl +wnacl = 1.00 kg，          wl(3027)=wnacl(10030)求解可得  wnacl = 3.00kg / 73 =   0.0411kg     4.      (1)  r

33、gmq= rhmq trsmq          = 2877 kj·mol1 298.15 k×(432.7×103 kj·k1·mol1)           = 2748 kj·mol1       最大電功為wr = g = 2748 kj·mol 1(2)  總功是wr

34、 = (a)t = g (pv)  = g vrt             = 2748 (3.5)×8.314×298.15×103 kj·mol1             = 2739 kj·mol1(3)  反應(yīng)設(shè)計(jì)成燃料電池時(shí)的電極過程:   

35、0;   負(fù)極:   c4h10 (g) +13 o2 ® 4co2 (g) +5 h2o (l)+ 26 e       正極:    (13/2) o2 (g)+ 26 e   ®13 o2           其中電解質(zhì)由熔融氧化物組成， 故z=26     eq = rgmq/ zf = 2

36、748×1000 j /(26×96500 c) = 1.095v      5.      (1) 比表面 ，            =      (2)   ，可計(jì)算得到           b=  =6.45×10

37、 6 pa 1。 當(dāng)v2 = 4×106m2時(shí)，可得            p2 =  = 5.85 ×105 pa.        6.      (1)  設(shè)a表示n2o5 ，對(duì)于恒容反應(yīng)，可直接用分壓處理          

38、  n2o5  2no2   +   1/2 o2       t =0    p0        0          0       t=t     pa     2(p0 pa)      0.5(p0 pa)