物理化學(xué)期末考試試題庫(kù)(附答案與解析)

物理化學(xué)期末考試試題庫(kù)(附答案與解析)答案：不一定。根據(jù)熱力學(xué)第一定律，系統(tǒng)經(jīng)一個(gè)循環(huán)后，內(nèi)能的變化量ΔU等于系統(tǒng)所吸收的熱量Q減去系統(tǒng)所做的功W，即ΔU=Q-W。而焓的變化量ΔH等于系統(tǒng)所吸收的熱量Q加上系統(tǒng)所做的體積功pΔV，即ΔH=Q+pΔV。因此，如果系統(tǒng)在循環(huán)過程中發(fā)生了體積變化，則ΔH不一定等于零。15.理想氣體自由膨脹不做功，也不換熱，因此可以用熵變?chǔ)來判斷該過程的自發(fā)性，答案為C。16.在α，β兩相中均含有A和B兩種物質(zhì)，當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，正確的情況是物質(zhì)A的化學(xué)勢(shì)相等，即μA=μA，答案為B。17.熱力學(xué)第三定律可以表示為：在0K時(shí)，任何完整晶體的熵等于零，答案為B。18.一個(gè)過程系統(tǒng)的熵變?yōu)椤鱏，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△S，因?yàn)殪厥菭顟B(tài)函數(shù)，與過程無關(guān)，答案為△S。19.(1)對(duì)于保持壓力不變的過程，根據(jù)焓的定義，Q=△H=40.71kJ，根據(jù)功的定義，W=-p△V=-101.3×103×(3.02×102-18.8×10-6)=-3.06kJ，因此△U=Q+W=40.71-3.06=37.65kJ，根據(jù)熵的定義，△S=Q/T=40.71×103/373=109.1J/K，根據(jù)自由能的定義，△A=△U-T△S=37.65-373×109.1×10-3=-3.06kJ，根據(jù)吉布斯自由能的定義，△G=0。由于在沸點(diǎn)下蒸發(fā)，該過程為可逆過程。(2)對(duì)于向真空膨脹的過程，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，W=0，因此Q=△U=37.65kJ，根據(jù)熵的定義，△S=-Q/T=-△U/T=-37.65×103/373=-100.9J/K，根據(jù)吉布斯自由能的定義，△G=0。該過程同樣為可逆過程。題目：求乙醚混合氣體中乙醚的分壓，以及氮?dú)夂鸵颐训臒崃W(xué)參數(shù)。根據(jù)題目給出的數(shù)據(jù)和條件，可以得出以下解答：1.乙醚混合氣體中乙醚的分壓為25.62kPa。解析：根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，可以求出乙醚在容器中的分壓為0.2×8.314×308.15/20=25621Pa=25.62kPa。2.氮?dú)夂鸵颐训臒崃W(xué)參數(shù)如下：氮?dú)猓骸鱄=0J，△S=0J·K－1，△G=0J。乙醚：△H=5.02kJ，△S=18.56J·K－1，△G=－697.8J。解析：根據(jù)乙醚的變化過程，可以將其劃分為兩個(gè)階段：(1)乙醚(l)→乙醚(g)，△H=0.2×25.10=5.02kJ，△S根據(jù)公式計(jì)算得到18.56J·K－1；(2)乙醚(g)與氮?dú)饣旌?，△H=0J，△S=0J·K－1，根據(jù)△G=△H－T△S公式計(jì)算得到△G=－697.8J。氮?dú)獾臒崃W(xué)參數(shù)為0，因?yàn)槠湓谧兓^程中溫度和分壓都沒有變化。(C)三相點(diǎn)的存在保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性(D)三相點(diǎn)的溫度和壓力可以通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定得到答案：A。純物質(zhì)有一個(gè)三相點(diǎn)，多組分系統(tǒng)中每個(gè)組分都有一個(gè)三相點(diǎn)。37．以下哪種情況下不滿足吉布斯相律(A)單相氣體(B)單相液體(C)單相固體(D)多相系統(tǒng)答案：D。吉布斯相律適用于任何單相系統(tǒng)，但對(duì)于多相系統(tǒng)需要考慮相平衡關(guān)系。38．下列哪個(gè)條件不屬于使化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡的條件(A)反應(yīng)物濃度相等(B)反應(yīng)物濃度不變(C)反應(yīng)物濃度之比等于平衡常數(shù)(D)反應(yīng)物濃度之比不等于平衡常數(shù)答案：D。反應(yīng)物濃度之比等于平衡常數(shù)是化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡的條件之一。三相點(diǎn)是純物質(zhì)的三個(gè)相平衡共存時(shí)的溫度和壓力所決定的相點(diǎn)。用相律和Clapeyron方程分析常壓下水的相圖可以得出以下結(jié)論：在每條曲線上，自由度F=1；在每個(gè)單相區(qū)，自由度F=2；在水的凝固點(diǎn)曲線上，ΔHm(相變)和ΔVm的正負(fù)號(hào)相反；在水的沸點(diǎn)曲線上任一點(diǎn)，壓力隨溫度的變化率都小于零。二組分系統(tǒng)的最大自由度是F=3。含有H2O、H2SO4·4H2O、H2SO4·2H2O、H2SO4·H2O、H2SO4的體系組分?jǐn)?shù)為2。在410K，Ag2O(s)部分分解成Ag(s)和O2(g)的平衡體系的自由度為1。由CaCO3(s)、CaO(s)、BaCO3(s)、BaO(s)及CO2(g)構(gòu)成的平衡物系，其組分?jǐn)?shù)為3。由CaCO3(s)、CaO(s)、BaCO3(s)、BaO(s)及CO2(s)構(gòu)成的平衡體系的自由度為0。三相點(diǎn)是固體、液體和氣體可以平衡共存時(shí)的溫度和壓力。離子獨(dú)立運(yùn)動(dòng)定律適用于無限稀電解質(zhì)溶液。已知18℃時(shí)，Ba(OH)2、BaCl2、NH4Cl溶液的極限摩爾電導(dǎo)率分別為2.88×10^-2、1.203×10^-2、1.298×10^-2S·m·mol，那么18℃時(shí)NH4OH的極限摩爾電導(dǎo)率為2.382×10^-2S·m·mol。1.計(jì)算式中的空格和符號(hào)都需要調(diào)整，改寫為：m=([Ba(OH)2]+2m[NH4Cl])/(m[BaCl2])，計(jì)算結(jié)果為m=2.137×10—2S·m2·mol－1。2.刪除明顯有問題的段落。3.改寫第46段話為：已知ZnCl2水溶液的平均活度為a±，則ZnCl2的活度為a=(a±)3。4.改寫第47段話為：在25℃下，反應(yīng)2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)所對(duì)應(yīng)電池的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)E°為-1.229V。反應(yīng)H2(g)+1/2O2=H2O(l)所對(duì)應(yīng)的電池標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)應(yīng)為1.229V。5.改寫第48段話為：質(zhì)量摩爾濃度為b的LaCl3水溶液的平均質(zhì)量摩爾濃度為b±=2.28b。6.改寫第49段話為：雙液電池中不同電解質(zhì)溶液間或不同濃度的同一種電解質(zhì)溶液的接界處存在液界電勢(shì)，可以通過加鹽橋的方法減少或消除液界電勢(shì)。7.改寫第50段話為：（1）正極反應(yīng)：Cu2+(a=1)+2e-→Cu(s)；負(fù)極反應(yīng)：Zn(s)→Zn2+(a=1)+2e-，電池表達(dá)式為Zn|Zn2+(a=1)||Cu2+(a=1)|Cu。（2）根據(jù)能斯特公式，有E=E°-(0.05916a/n)logQ，其中n為電子數(shù)，a為活度，Q為反應(yīng)商。代入數(shù)據(jù)可得△rGmΘ=-210993.398J·mol-1，△rSmΘ=-82.78J·K-1·mol-1，△rHmΘ=-235661.838J·mol-1，Qr=(a[Zn2+]/a[Cu2+])^2。在298.15K時(shí)，測(cè)得下列電池的電動(dòng)勢(shì)E為1.228V：Pt,H2(p)｜H2SO4(0.01mol·kg-1)｜O2(p)，Pt－。已知ΔfHm[H2O(l)]=-285.83kJ·mol-1。⑴該電池的正、負(fù)極反應(yīng)及電池反應(yīng)為：負(fù)極：H2(p)→2H+(mH+=2×0.01mol·kg-1)+2e正極：O2(p)+2H+(mH+=2×0.01mol·kg-1)+2e→H2O(l)電池反應(yīng)：H2(p)+O2(p)====H2O(l)⑵ΔrGm=-zEF=-2×1.228×96485=-236967.16J·mol-1，ΔrHm=ΔfHm[H2O(l)]=-285.83kJ·mol-1，ΔrSm=-(ΔrGm/T-ΔrHm/T)=-163.89J·K-1·mol-1。由于ΔrSm=2F·(?E/?T)p，電池的溫度系數(shù)為：?E/?T=-8.493×10-4V·K-1，Qr=TΔrSm=-48825.04J·mol-1。⑶若反應(yīng)熱不隨溫度變化，則ΔrSm也不隨溫度變化，故：ΔE=ΔrSm·ΔT/2F=-2.123×10-2V。因此，該電池在273.15K時(shí)的電動(dòng)勢(shì)為：E273.15=E298.15+ΔE=1.206V。52.對(duì)于以下兩個(gè)電池，請(qǐng)寫出它們的電極和電池反應(yīng)式，并計(jì)算它們?cè)?5℃時(shí)的電動(dòng)勢(shì)：（1）Zn|Zn2+(a=0.01)||Fe2+(a=0.001)，F(xiàn)e3+(a=0.1)|Pt（2）Pt|H2(1.5p)|HCl(b=0.1mol·kg-1)|H2(0.5p)|Pt已知E(Zn2+|Zn)=-0.7628V，E(Fe3+,Fe2+|Pt)=0.771V。解