大学物理化学试题及答案汇总.pdf

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1、1物理化学物理化学试卷一一、选择题（共15题 30分）1.下列诸过程可应用公式 dU=（Cp nR）dT 进行计算的是：（C）（A）实际气体等压可逆冷却(B)恒容搅拌某液体以升高温度（C)理想气体绝热可逆膨胀(D)量热弹中的燃烧过程2.理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程：(B)（A）可以从同一始态出发达到同一终态 因为 绝热可逆 S=0(B）从同一始态出发,不可能达到同一终态 绝热不可逆S 0（C)不能断定（A)、(B）中哪一种正确 所以 状态函数 S 不同（D)可以达到同一终态，视绝热膨胀还是绝热压缩而定 故终态不能相同3。理想气体等温过程的 F。(C）(A)G（B)G(C)=G（D）不能确

2、定4.下列函数中为强度性质的是：(C)(A）S（B)(（C)(U/V)T 容量性质除以容量性质为强度性质 (D)CVG/p）T5.273 K，10p下，液态水和固态水(即冰）的化学势分别为(l）和(s)，两者的关系为：（C）(A）(l)（s）（B）（l）=（s)(C）(l）xB(总)xB（l)_.将 xB=0。4 的溶液进行精镏，塔顶将得到 _ xB=0。6 恒沸混合物。20。低压气相反应的平衡常数与温度，压力的关系分别是：Kp 只是温度的函数,Kc 是 _T_的函数,Kx 是 _ T,p _ 的函数。三、计算题(共 5题 60分）21.计算 1mol He(理想气体）在下列状态变化过程中的H

3、 和 G.He(101325 kPa,673 K）He（101325 kPa，473 K）已知：Cp,m He（g)=（5/2）R，473K 时 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 JK1（4分)S2=S+S1=142.4 JK1(2分)G=H(TS）=H T2S2+T1S1=27.780 kJ22。某气体状态方程为 pV=n(RT+Bp），始态为 p1T1，该气体经绝热真空膨胀后终态压力为 p2，试求该过程的 Q，W 及气体的 U，H,F，G,S.答 Q

4、=0，W=0，U=0(3分）（U/V）T=T（p/T）V p=0 dU=CVdT+（U/=0 温度不变 H=U+（pV）=nB（p2 p1)(5分)p2T1（nSySS=(V/T)pdp=nRln（p1/p2）V）TdV=CVdTsurrS=Q/T=0 isoS=nRln（p1/p2)(3分）F=UTS=nRT1ln（p1/p2)(2分)G=H-TS=nB(p2p1)nRT1ln(p1/p2)23.10 分（1809）两液体 A，B 形成理想液体混合物.在320 K，溶液 I 含3 mol A 和1 mol B，总蒸气压为:5。33104 Pa.再加入2 mol B 形成理想液体混合物 II,

5、总蒸气压为6.13104 Pa。(1）计算纯液体的蒸气压 p A*，pB*；(2)理想液体混合物 I 的平衡气相组成 yB；(3)理想液体混合物 I 的混合过程自由能变化 mixGm；（4）若在理想液体混合物 II 中加入3 mol B 形成理想液体混合物，总蒸气压为多少？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 pB-(2)联立（1)式与(2)式得:pA=4。53104 Pa p*B=7.73104 Pa（2.5分)(b）yB(I)=pBxB（I)/p(I）=0。36（2.5分）p1(c）m

6、ixGm(I）RTnBBlnxB=5984 Jmol（2。5分)（d)p(）=p*AxA()+p*BxB（）=6.66104 Pa（2.5分）24.固体 CO2的蒸气压与温度间的经验式为：ln(p/Pa）=-3116 K/T+27。537已知熔化焓fusHm=8326 Jmol-1，三相点的温度为 217 K。试求出液体 CO2的蒸气压与温度的经验关系式.答：已知 ln(p/Pa)=-3116 K/T+27.537对固气平衡：dln(p/Pa)/dT=subHm/RT2dln（p/Pa)/dT=3116 K/T2=subHm/RT2subHm=25 906 Jmol-1(4分)vapHm=su

7、bHm-fusHm=17 580 Jmol1(4分)-vapHm/RT+B=3116 K/T+27.537 B=22.922（4分)所以液体 CO2的蒸气压与温度的经验关系为：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，并设与压力无关，从3：1的 H2，N2混合物出发，在 350下要获得物质的量分数为 0。08 的 NH3，压力至少要多大?答 3H2（g)+N2(g）2NH3(g）（2分）平衡时：3 mol-3n 1 mol-n 2nB=4 mol 2n（1分）2n/

8、（4 mol-2n)=0。08 n=0.148 mol（2分)故 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试卷二一、选择题(每题2分，共50分,将唯一的答案填进括号内）1。下列公式中只适用于理想气体的是.BA.U=QV B。W=nRTln(p2/p1）C。U=2。H 是体系的什么。CA。反应热 B.吸收的热量 C。焓的变化 D.生成热3.2000K 时反应 CO（g)+1/2O2（g）=CO2(g）的 Kp 为6.443，则在同温度下反应为2CO2（g)=2CO（g）

9、+O2(g）的 Kp 应为。CA.1/6。443 B。(6.443)C.（1/6.443）D.1/（6.443）4。固态的 NH4HS 放入一抽空的容器中,并达到化学平衡，其组分数、独立组分数、相数及自由度分别是。CA.1,1,1，2 B。1,1，3，0 C。3，1，2，1 D。3，2，2，25.下列各量称做化学势的是.D 1/221/22pU)S，V,njni C.ni D.i（)T，V,njni(TT1CV,mdT D。H=U+pVi()S，V，nji A。ni B。i(）T,p，nj6.A 和 B 能形成理想溶液。已知在100时纯液体 A 的饱和蒸汽压为133.3kPa，纯液体 B 的饱

10、和蒸汽压为66。7 kPa,当 A 和 B 的二元溶液中 A 的摩尔分数为0.5时，与溶液平衡的蒸气中 A 的摩尔分数是.CA.1 B。0。75 C。0.667 D.0.57。理想气体的真空自由膨胀，哪个函数不变?DA。S=0 B。V=0 C。G=0 D。H=08。A、B 两组分的气液平衡 Tx 图上，有一最低恒沸点，恒沸物组成为 xA=0.7.现有一组成为 xA=0.5的 AB 液体混合物，将其精馏可得到。BA。纯 A 和恒沸混合物 B.纯 B 和恒沸混合物C。只得恒沸混合物 D.得纯 A 和纯 B9.实验测得浓度为0。200moldm-3的 HAc 溶液的电导率为0。07138Sm-1，该

11、溶液的摩尔电导率 m（HAc）为。BA。0。3569Smmol B。0。0003569SmmolC.356.9SmmolD.0.01428Smmol10。表面活性物质溶于水时，关于溶液的表面张力和溶液表面的描述正确的是.DA.表面张力升高，正吸附 B.表面张力降低，正吸附C。表面张力升高，负吸附 D.表面张力显著降低，正吸附11。一体积的氢气在0,101。3kPa 下等温膨胀至原来体积的3倍，其内能变化是多少?（设氢气是理想气体）。BA.0.4J B。0 C.6J D。0.04J12。已知反应 CO（g)+1/2O2(g)=CO2(g）的 H,下列说法中何者不正确。AA.H 是 CO2(g）的

12、生成热 B。H 是 CO（g)的燃烧热C.H 是负值 D。H 与反应 U 的数值不等13。对于0.002mol/kg 的 Na2SO4溶液,其平均质量摩尔浓度 m=0.219是 AA。3。17510 B。2。82810 C。1。78910D.41014。对弯曲液面所产生的附加压力。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.已知下列反应的平衡常数：。AH2（g)+S（s)=H2S（g)K1S（s）+O2（g)=SO2（g)K2则反应 H2S(g）+O2(g）=H2(g)+SO2（g）的平衡常数为A.K2/K1 B。K1K2C.K1K2 D.K1/K216。对于 N2

13、和 H2混合气体的绝热可逆压缩（没有生产 NH3），则。CA.U=0 B。H=0C.S=0 D。G=017.温度升高溶胶的稳定性。BA.增加 B.下降 C.不变 D.先增加后下降18.101时,水在多大外压下沸腾？.CA。101.3kPa B。1013kPa C.略高于101。3kPa D。略低于101。3kPa19。在 HAc 电离常数测定实验中，直接测定的物理量是不同浓度的 HAc 溶液的BA.电导率 B。电阻 C。摩尔电导 D。电离度20。定温下气相反应 Kp 有什么特点?.AA.恒为常数 B.恒等于 Kc C。随压力而变 D.与体积有关21。某化学反应其反应物消耗8/7所需的时间是它消

14、耗掉4/3所需的时间的1。5倍，则反应的级数为。BA。零级反应 B。一级反应 C。二级反应 D。三级反应22.在一定量 AgI 溶胶中加入下列不同电解质溶液，则使溶胶在一定时间内完全聚沉所需电解质的量最少的是。BA.La（NO3）3 B。Mg（NO3)2 C.NaNO3 D.KNO323.接触角可确定固体某种性质，若亲液固体表面能被液体润湿，其相应的接触角是.C A.0 B。90 C。90 D.为任意角24。混合等体积0。08moldmKI 和0.1moldmAgNO3溶液得到一溶胶体系，在该体系中分别加入下述三个电解质:(1)MgSO4,(2)CaCl2，（3）Na2SO4,则其聚沉能力的大

15、小为 CA。(1)(2）(3）B。（2）（1)(3）C。(3）（1）(2)D。(3)（2）(1)25。298K 时反应 Zn+Fe2+=Zn2+Fe 的 E0为0。323V，则其平衡常数为 BA。2。89105 B。8。341010 C。5.53104 D。2.35102二、计算题:（共50分)1(10分)A(熔点651）和B(熔点419)的相图具有一个低共熔点，为368(42 A,质量百分数，下同)。（1）绘出该二组分系统的示意相图，标出各相区相态,及自由度.（2）分别指出80%A 和30%A 的系统从700冷却到300的过程的相变.(3)画出49 A 的溶液的步冷曲线。3 3单相区为B（s

16、）+l2、（20分）某抗菌素施于人体后在血液中的反应呈现一级反应.如在人体中注射0.5克某抗菌素，然后在不同时间测其在血液中的浓度,得到下列数据：t(h)CA(血液中药含量 mg/100ml）4 0.488 0。3112 0.2416 0.15lncAt 的直线斜率为-0.0979，lncA，0=0.14。（1）求反应速率常数。（2)计算半衰期（3)若使血液中某抗菌素浓度不低于0。37mg/100ml,问需几小时后注射第二针。解：设 cA,0为抗菌素开始浓度ln（1）反应速率方程积分形式 k=0.0979。k=0.0979h-1(2）cA,0cA ktlncA=kt+lncA，0 斜率为 t1

17、ln2k=7.08h（3）t=0时，ln cA=ln cA，0=-0.14lnt=1/kcA，0cA=1/0。0979ln（0。72/0.37)=6.8h 约需6。8小时后注射第二针.3、(20分）5mol 过冷水在-5,101。3kPa 下凝结为冰，计算过程的 G，并判断过程在此条件下能否发生.已知水在0,101.3kPa 下凝固热 Hm,凝=6。009JK1mol1,水的平均热容为75。3 JK-1mol1,冰的平均热容为37.6 JK-1mol-1.解：H2O（l）H2O(s)n=5。00mol，n=5.00mol,t1=-5 t1=5 p=101.3kPap=101。325kPaG1G

18、3H2O(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=188330045-940=29102J,S1=nCp，m，水 lnT1/T2=575。3ln273.2/268.2=6。93JK，S2=Hm，凝/T=5（-600910）/273。2=-110。0JKS3=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=HTS=-29102-268.2(-106.5）=-539 J 0 w=0

19、,等温，等压，G 0，水可以自动结冰。试卷三一、判断题.判断下列说法的正误，在正确的说法后面打“”，错误的说法后面打“”。1、温度一定的时候，气体的体积与压力的乘积等于常数.(x)2、热力学过程中 W 的值应由具体过程决定()3、系统的混乱度增加，则其熵值减小。(x）4、处于标准状态的 CO(g），其标准燃烧热为零。（x）5、1mol 理想气体从同一始态经过不同的循环途径后回到初始状态，其热力学能不变。(）6、吉布斯判据适用于理想气体的任意过程。（x)7、四个热力学基本方程适用于所有封闭体系的可逆过程.（）8、在纯溶剂中加入少量不挥发的溶质后形成的稀溶液沸点将升高.（）9、惰性组分的加入将使反

20、应的平衡转化率降低。(x）10、只受温度影响的平衡系统自由度 F=CP+1.（)二、选择题1.一定压力下,当2 L 理想气体从0升温到273时，其体积变为（b）.A。5 L B.4 L C.6 L D。1 L2、A、B 两种理想气体的混合物总压力为100kPa，其中气体 A 的摩尔分数0。6,则气体 B 的分压为（c）。A。100kPa B.60kPa C.40kPa D.不确定3、当实际气体的压缩因子 Z 大于1的时候表明该气体（b）。A.易于压缩 B.不易压缩 C。易于液化 D。不易液化4、如图,将 CuSO4水溶液置于绝热箱中,插入两个铜电极，以蓄电池为电源进行电解，可以看作封闭体系的是

21、(a）。A。绝热箱中所有物质 B。两个铜电极 C.蓄电池和铜电极 D。CuSO4水溶液5、在体系温度恒定的变化中,体系与环境之间(c）.A。一定产生热交换 B.一定不产生热交换C.不一定产生热交换 D。温度恒定与热交换无关6、下列定义式中，表达正确的是(b)。A。G=HTS B.G=APV C。A=UTS D。H=UPV7、在一个绝热钢瓶中，发生一个放热的分子数增加的化学反应，那么(c）。A.Q 0,W 0，U 0B.Q=0，W=0,U 0C。Q=0，W=0，U=0 D.Q 0，W 0，U 08、H=Qp，此式适用于下列哪个过程：(b）.A.理想气体从106 Pa 反抗恒外压105 Pa 膨胀

22、到105 PaB。0,105 Pa 下冰融化成水C。电解 CuSO4水溶液D.气体从（298 K,105 Pa)可逆变化到(373 K，104 Pa）9、下述说法中,哪一种不正确：（a)。A。焓是体系能与环境进行交换的能量B。焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量C。焓是体系状态函数D.焓只有在某些特定条件下,才与体系吸热相等10、凝固热在数值上与下列哪一种热相等：（d)。A.升华热 B.溶解热 C。汽化热 D。熔化热11、在 100 和 25 之间工作的热机,其最大效率为(d）。A.100%B。75 C.25 D.20 12、在等压下,进行一个反应 A+B=C,若 rHm 0，则该反应一定

23、是：（d）.A。吸热反应 B.放热反应 C.温度升高 D。无法确定13、将1mol H2O(l)（100、101。325kPa)置于密闭真空容器中,蒸发为同温同压的水蒸气并达平衡，该过程的G（b)。A.大于0 B.小于0 C。等于0 D.不能确定14、1mol 双原子理想气体的 Cp 是：（c）。A。1.5R B。2。5R C。3.5R D.2R15、2mol 理想气体 B 在300K 时等温膨胀，W=0时体积增加一倍，则其 S(JK）为(d）。A。-5.76 B。331 C.5.76 D.11。52三、填空题：以下各题，请将正确的答案填在空白处.1、已知稀溶液中溶质的摩尔分数为0.03，纯溶

24、剂的饱和蒸汽压为91。3kPa，则该溶液中溶剂的蒸汽压为 88.561 kPa.2、化学式的定义式为 B=3、已知下列反应的平衡常数：H2（g)+S（s）=H2S(s）为 K1；S（s)+O2（g）=SO2（g)为 K2。则反应 H2（g）+SO2（g）=O2(g）+H2S（g)的平衡常数为_ K1/K2.4、NH4HS(s)放入真空容器中,并与其分解产物 NH3(g）和 H2S(g)达到平衡，则该系统中组分数 K=2；相数=2；自由度 F=2。5、A 及 B 二组分组成的凝聚体系能生成三种稳定的化合物，则于常压下在液相开始冷却的过程中,最多有 2种固相同时析出？四、计算题。（1小题6分，2、

25、3小题各12分,共30分）1、在一定压力 p 和温度298.2 K 的条件下，1molC2H5OH（l）完全燃烧时所做的功是多少?设体系中气体服从理想气体行为.解:反应方程C2H5OH（l)+3O2(g)2CO2(g）+H2O（l)这是等温、等压下的化学反应:W=-p（V2-V1)=n1RT3RTnRT2RT2RT3RTWRT8.314p()298.2(23)V22ppppRTpp2479JV12、101325Pa 下将一盛有100、1mol 的密闭玻璃球放在100dm3的容器中，整个容器放在100的恒温槽内。将玻璃小球击破，水即发生气化（设蒸气为理想气体），计算该过程的 Q，W，U，H，S,

26、A，和G.已知100水的气化热为40.59 kJmol1。解：首先判断水是否全部气化，在101325Pa 下，1mol 水全部气化应占体积：V8.315373。153 m30.62 dm3101325或在恒容下，1mol 水全部气化后的压力：p8。315373.15 Pa31025。7 Pa100103（2分）体积和压力均小于始态，表明能全部气化，末态压力应为31025.7Pa选择整个容器为系统，设计下过程理想气体恒温过程H2=0，U2=0H=H1+H2=H1=40。59 kJ（2分）U=U1+U2=U1=H1(pV）=H1RT=37.47 kJ（2分)因对整个容器系统V=0，故 W=0，Q=

27、U=37。47 kJ（2分）S=S1+S2=H1/T nRln（p2/p1)=118.60 JK1（2分）A=U TS=37。49kJ 118.60373.15 J=6.771 kJ（1分）G=H TS=40。59kJ 118.60373.15 J=3.672 kJ（1分）3、已知甲苯的摩尔质量为 9210-3 kgmol-1，沸点为383。15K，平均摩尔气化焓为 33.84kJmol-1;苯的摩尔质量为 78103 kgmol-1，沸点为353.15K，平均摩尔气化焓为 30.03kJmol1。有一含苯 100g 和甲苯 200g 的理想液态混合物，在373.15K，101.325 kPa 下达气液平衡。求（1）373.15K 时苯和甲苯的饱和蒸气压;（2）平衡时液相和气相的组成；(3）由两组分物质形成该理想液态混合物时的混合焓和混合熵。（2分）（2分）（2分)（2分）