各大高校物理化学期末考试试题及答案.pdf
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1、诚信应考,考试作弊将带来严重后果!华南理工大学期末考试物 理 化 学(48、56、64学时)试卷(B)就注意事项:1.考前请将密封线内填写清楚;2.所有答案请直接答在试卷上;3.考试形式:闭卷;4.本 试 卷 共 四 大 题,满 分 100夕 卜,考试时上间120分朝 o题号一三四总分得 分评卷人选择题.(每 题 2 分,10题 共 20分)阳1.已知反应C O(g)+l/2 02(g)f C O2(g)的 焰 变 为 下 列 说 法 中 何 者 是 不 正 确?A.是 C O2(g)的生成焰B.,是 C O(g)的燃烧焰运卦C.”是负值D.与 反 应 的 数 值 不 等鼠:题:1/:-:d
2、ig端:葡:邂:2 .室温下,1 0 p的理想气体绝热节流膨胀至5 P。的过程有:(1)卬 T2;(3)2 =0;其正确的答案应是:A.(3)、(4)B.(2)、(3)C.、(3)3 .反应N 2(g)+3 H 2(g)=2 N H 3(g)可视为理想气体间反应,(4)A 5 0D.(1)、(2)在反应达平衡后,若维持系统温度与压力不变,而于系统中加入惰性气体,则A.I 不变,平衡时N2和 丛 的量将增加,而 N H3的量减少B.不变,且 N 2,H2,N%的量均不变C.不变,平衡时N2和H2的量将减少,而NH3的量增加D.与e 增加,平衡时N 2 和 H 2 的量将减少,N H 3 的量增加
3、中料4.2 9 8 K 时 A和 B两种气体在某一溶剂中溶解的享利系数分别为心和品,国 以乂B,则当A和 B压力相同时,在该溶剂中所溶解的量是()A.A的量大于B的量B.A的量小于B的量C.A的量等于B的量C.A的量与B的量无法比较5.NH4HS(S)和任意量的N H3(g)及 H2S(g)达平衡时有()A.C =2,P =2,F=2;B.C=1,P =2,F=1;超C.C=2,P =3,尸=2;D.C =3,P =2,F =3;6 .下列纯物质两相平衡有关的描述,不正确的是()A.沸点将随压力增加而升高 B.熔点将随压力增加而升高C.蒸气压将随温度升高而加大 D.升华温度将随压力增大而升高7
4、 .同一温度、压力下,一定量某纯物质的嫡值_。A.S(气)S(液)S(固)B.S(固)S(液)S(气)C.S (气)=S(液)=S (固)D.S (液)S (气)S (固)8.1 01 3 2 5 Pa,3 7 3.1 5 K下,水蒸发为水气,这过程系统哪一一种热力学函数变化为零。_ A.A U B A H C A S D A G9 .温度T时某一级反应A-B,为了使A的浓度改变1/5,需时4 s,则反应的半衰期为A.1 2.4 2 s B.1 5.5 3 s C.4.1 4 s D.6.2 1 s1 0 .在外加电场作用下胶体粒子在分散介质中移动的现象称为(A)电渗(B)电泳(C)流动电势(
5、D)沉降二、填空题或选择:(8 小题,共 14分)1 .已知某纯液体在两种温度7 1、下对应的饱和蒸气压分别为P l、P 2,则该液体的平均摩尔气化焙为。(2分)2 .液固相图的实验测定方法通常有(蒸气压法、热分析法)和(测折光率法、测溶解度法)。(2分)3 .A G作为过程方向与限度判据的条件是()。(2分)4 .在温度为7时反应C(s)+C 2(g)=C O 2(g)、C(s)+(1 O?(g)=C O(g)的平衡常数分别为K、K2,则反应C O(g)+O 2(g)=C C 2(g)的平衡常数为。(1分)5 .产生物理吸附的作用力是(),产生化学吸附的作用力是()。(2 分)6.化 学 反
6、 应“A +g一 gG+h H用各组分表示的速率关系式存在的关系为d e,(_)d/=d cB/(_)d/=d cG/(_)d/=d cH/(_)d/(2分)7 .一般情况下,温度升高1 0 K,反应速率约为原来的 倍。(1分)8 .丁达尔效应的本质是 o (2分)三、计算题:(6小题,选做5小题,共5 6分)(4 8学时做1-5小题,5 8或6 4学时做2-6小题)1.2 5 、1 0 0 k P a下,金刚石和石墨的标准熠分别为2.3 8 J K-1 m o l 1和5.7 4J -K 1 m o f1,其标准燃烧焰分别为-3 9 5.4 0 7 k J m o 和-3 9 3.5 1 0
7、 k J -m o r1,根据 2 5 、1 0 0 k P a 下石墨一金刚石的&Gm值判断何种晶型稳定。(1 0 分)2.I m o l 理想气体始态为2 7、I M P a,令其反抗恒定的0.2 M P a 外压,膨胀到体积为原来的5 倍,压力与外压相同,计算此过程的Q、W、A U、A H、A S、AA及 A G。(已知理想气体的定容摩尔热容为1 2.4 7 1 J.m o l T.K T)(1 2 分)4.某药物分解3 0%即为失效。若放置在3 的冰箱中保存期为两年,某人购回此新药物,因故在室温(2 5)下搁置了两周,试通过计算说明此药物是否已经失效?已知该药物分解为级反应,且分解活化
8、能J 为 13 0.0 k J m o l L(12 分)5.已知金属A和 B的熔点分别为648 和 10 8 5,两者可形成两种稳定化合物A2B和 A B2,其熔点分别为5 8 0,8 0 0,两种金属与两种化合物四者之间形成三种低共熔混合物.低共熔混合物的组成 含 B%(质量)及低共熔点对应为:B:3 5%,3 8 0;B:66%,5 60;B:9 0.6%,68 0 .利用上述数据绘出A-B 两组分凝聚系统相图,并标出各区的稳定相和自由度.已知A 和 B的相对原子质量分别为2 4.3 和 63.5 5.(10 分)6.电池:A g|A g C l(s)I K C l(a q)I H g2
9、C l2(s)|H g 在 2 9 8 K 时的电动势 E=0.45 5 V,(d E/d T)p=3.3 8*10 3 K )(1)写出该电池的电极与电池反应。(2)求出&、岛、A r S m 及 Q r.(10 分)四、问答题:(共 2 小题,共 10分)1.请说明下列公式的使用条件(6 分)U =0 +WW=M/?7 1n(V,/V2)2.在稀的A g N。,溶液中,滴加少量K C 1溶 液(A g N。,稍过量)形 成 A g C l 溶胶,请写出其胶团结构表示式。(4 分)参考答案一、选 择 题(10小题,每 题2分,共20分)1.A。按生成熔定义,反应物必须为稳定相态的单质。2.A
10、o 绝热/.2 =0V 理想气体节流膨胀后T 不变W=PV-p2M2=nRTrnRT2=0S=nR ln(%/%)0(V2 V,)3.A o 加入惰性气体相当于降低总压,该反应为气体体积减少的反应,故对正反应不利。4.B 由享利定律 PA=%A/A,PB=BRB因 为 g k B,当PA=PB时 则 xA 0,又 1/=(),Q=-W 0,石墨稳定。2.系统所经过程如下(N2)H(N2)n(H2o.g)H(H2O,g)dT=0 d T=0T=37 3.1 5 Kr =37 3.1 5 K Pi=1 40 k Pa/72(H2O)=IO1.32 5 k PaV,=0.40 0 m3其中:2仆2)
11、(七)=y(N2)=0.45 *;献豫=8.1 2 2 8 mo l3,g)=(1 y)*瑞=(1 0.45)*8煮簪!=9.9 2 7 9 mo lP2(总压)=P 2(H2。)101.325kPay(H2 O)0.55184.227kPaV,=园 =0.304m3Pi终态:匕 2(2)匕 _(184.227-101.325)kPa*0.304m 3P3(N2)0.252m3lOOkPan (H2o.g)=匕 _ 8.2305mol RTn(H2o.i)=(9.9279-8.2305)mol=1.6974mol气体当作理想气体处理,整个过程恒温,所 以 H(N2)=A C/(N2)=O,H=
12、A/(N2)+A/(H2O)=A/(H2O)=A(H2O)+AW(H2O)=0 (理想气体)+H(H2O,1)*-Av a pHm(H2O)=1.6974mol*(-40.67kJ/mol)=-69.03kJ=-pV=AW-p3V3+p1V|=Z/-(,(H2O,g)+n(N2)-(n(H2O,g)+n(N2)7?r=-69.03kJ-R In 会 堂 +/?(H2o,g)7?In 台 岛 +-J-=.1228*8.31 4 In W糕”+回.9 2 7 9 *8,31 31 1 1 雷耀+血,;晨)670)j I =-238.86 J.K“G=A/-TAS=-69.03-373.15*(-0
13、.23886)kJ=20.10 kJ A=/U-T/XS=-63.76-373.15*(-0.23886)kJ=25.37 kJ过程恒温可逆:Q=T/S=373.15*(-0.23886)kJ=-89.13 kJW=/U-Q=-63.76 kJ+89.13 kJ=25.37 kJ3.解:加=(2.22g/lH.0g-mor)/lkg=0.02mol-kg1A7场加=0$2K-m ol1-kg-0.02moi-k g1=0.0IK(2)p R 0.02mol-kg 1 x 1 kg-dm,=0.02mol-dm 377=CB R7=0O2 x 1000 mol-n fU 8.315J-K 1-m
14、ol-1 x 298.15K=49.58kPa(3)已知7=373.15K时水饱和蒸气压。=101325Pa,利用克-克方程求=298.15K时的饱和蒸气压炉:ln(p/p)=Avapffm9(H2O)/?(l/r-1/7)ln(p7101325Pa)=-(40670 J-mol 78.315J-K 1-mol-1)x(1/298.15K-1/373.15K)p=3747PaXA=A/(A+B)=(1000/18)mol/|(1000/18)+(2.22/111)|mol=0.9996此溶液的夕包和蒸气压=P A=P*A=3747Pa x 0.9996=3745Pa4.解:平衡时 H2O 和
15、CO2 的分压 p=p 总/2,内=p(H2O)p(CC2)/p呢=(p 总/2 p9)2所以 7303.15K 时,K=0.827kPa/(2X 100kPa)2=1.71 X 105T2=373.15K 时,&=97.47kPa/(2X lOOkPa)2=0.2375 冉=R/T21n(枪 /代 )/(72-=8.315J-K 1-m o f1X 303.15KX 373.15KX ln(0.2375/l.71 X 10 s)/(373.15-303.15)K=128.2kJ-m o l1(2)在分解温度 T 时 内=101.325kPa/(2X lOOkPa)2=0.2567代入等压方程
16、积分式:ln(K/K,)=-(Ar/7m/?)(1/?-l/Ti)ln(0.2567/1.71X 10-5)=-(128.2kJ-mol/8.315J-K 1-mol I T-1/303,15K)得 7=373.8K5.解:C=2(双组分),恒 压 时 F=C+1-P =3-P,A2B WB%=63.55/(63.55+2*24.3)%=56.7%,AB2 WB%=2*63.55/(2*63.55+24.3)%=83.9%,单相区尸=2,两相平衡区尸=1,三相线(CDE,FGH,IJK)F=O相图4/%1000liquidlicpd+aB(s)600-/800-监=5 0时的冷却曲线6.(1)
17、在恒容下,硝酰胺的分解量(浓度)与N 2 O气体的分压成正比。因为开始时没有N2O,p o=O,根据实验结果 lgp /(p -p)=kt,即有 lg(p e p o)/(P -P i)=kt,此式为一级反应式lg(PA.6 A)=f,故反应对硝酰胺为1级反应;(2)根据实验结果:lgf“2=lg(竺史)-p H =lg(型)+电 际.,即1/2 一_0_._6_9_3_。”H.0.6 9 3可知反应对。()为 负1级反应,所以反应速率的微分方程应为V=CNO2NH2=CNO,NH,CH,四、问答题:(共2 小题,共 1 0 分)1 .答:d S=8Q/dT:可逆过程A/=n C,m(7 2-
18、7 i):恒压且热容与温度无关 G =A”-7 A S :恒温2 .答:已知水在1 0 0 时的饱和蒸气压为1 0 1.32 5 Pa,根据克-克方程ln(P7/7)=-(Av a pHm/?)(l/r-l/7)即 l n(6 9 k P a/1 0 1.3 2 5 k P a)=-(4 1 0 5 0 J m o l1/8.3 1 4 5 J K“m o l 1)(1/F-1/3 7 3.1 5 K)T=3 6 2.6 2 K教学重点:电解质溶液的电性质,给出电池写电池反应及相关的热力学、电化学性质的计算,设计电池为次要内容。2 0 0 1 2 0 0 2 学年第1 学期期末考试物理化学 试
19、题 2 0 0 2 年 1 月 1 7 日说明:1、全部答案写在答题纸上,标明题号,不抄题。2、考试时间为2.5小时。3、考试结束时,请将试题、答题纸、草纸上交。一、选 择 题(共 1 5 题3 0 分)I.2 分(0 2 3 6)下列诸过程可应用公式dU=(G,-R)d7进行计算的是:()(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2.2 分(0 6 9 6)理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程:()(A)可以从同一始态出发达到同一终态(B)从同一始态出发,不可能达到同一终态(C)不能断定(A)、(B)中哪一种正确(D)可以达到同一
20、终态,视绝热膨胀还是绝热压缩而定3.XJZ7XI/XJZABcDz(/IX/kzi2 分(0 9 3 5)理想气体等温过程的尺 A G A G=A G不能确定)4.2 分(1 0 2 6)下列函数中为强度性质的是:()(A)5(B)(8G/8PYT(C)(8U/8V)r(D)CV5.2 分(1 2 2 4)2 7 3 K,1 0 p 3 下,液态水和固态水(即冰)的化学势分别为(1)和 (s),两者的关系为:()(A)邛(s)(B)=(s)(C)H e (101.3 25 k P a,673 K)$已知:C p,m H e(g)=(5/?,4 73 K 时 S m H e(g)=13 5.1
21、J-K -m o l-1,22.15 分(1104)某气体状态方程为pV=n(RT +Bp),始态为p/i,该气体经绝热真空膨胀后终态压力为P 2,试求该过程的。,W及气体的A U,”,RF,A G,A S。23.10 分(1809)两液体A,B形成理想液体混合物。在 3 20 K,溶液I 含 3 m o l A和 1 m o l B,总蒸气压为:5.3 3 X 104P a o 再加入2 m o l B 形成理想液体混合物H,总蒸气压为6.13 X 104P a o(1)计算纯液体的蒸气压Pl,pi,(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Am
22、ixGm;(4)若在理想液体混合物H 中加入3 m o l B形成理想液体混合物W,总蒸气压为多少?2 4.1 5 分(2 4 1 9)固 体 C5的蒸气压与温度间的经验式为:l n(/?/Pa)=-3 1 1 6 K/T +2 7.5 3 7已知熔化焰 而”1 j 83 2 6 J-m o l1,三相点的温度为2 1 7 K。试求出液体C O2 的蒸气压与温度的经验关系式。2 5.1 0 分(2 9 65)3 H2+N2=2 NH3 在 3 5 0的&=6.81 8X1 0 8(k Pa)-2,并设与压力无关,从 3:1 的 H2,N2 混合物出发,在 3 5 0下要获得物质的量分数为0.0
23、8的 N%,压力至少要多大?物理化学试卷答案一、选 择 题(共 1 5 题2 5 分)1.2 分(02 3 6)匿(C)(2 分)2.2 分(069 6)答(B)因为 绝热可逆A S =0,绝热不可逆A S 0。所 以 状 态 函 数 S不同,故终态不能相同。3.2 分(09 3 5)答(C)4.2 分(1 02 6)答(C)容量性质除以容量性质为强度性质。5.2 分(1 2 2 4)匿 (C)6.2 分(1 783)答(A)(纯水)(糖水中水)水 从(B)杯 向(A)杯转移。7.2 分(2 4 3 7)答 (D)O=C+2 户 2+2-0=4 (2 分)8.2 分(2 3 9 6)阁 (QS
24、 =5,R =3,R =0,C=5-3 =2/=2 -0+1 =0,最大的0=3 ,除去硫酸水溶液与冰还可有一 -种硫酸水含物与之共存。9.2 分(2 5 68)匿 (A)1 0.2 分(2 84 3)答 (C)K P (2)=K P(1)(0.2 5)X2=21 1.2 分(2 864)匿 (B)向生成N2 O4 的方向进行(1 分)(2)(A)向生成NO2 的方向进行(1 分)1 2.2 分(2 8 9 4)答 (C)1 3.2 分(2 8 6 6)答(C)1 4.2 分(2 9 4 2)答(D)左 VB IVBKp=KRRT)B=K o 9 10 11 12 13 14 151 5.2
25、分(3 1 3 6)答(C)二、填 空 题(共 5题 9分)1 6.2 分(02 85)答 Q=W=R 71 n(V 2/%),n=2 m o l1 7.2 分(1 2 02)答 吉布斯自由能1 8.2 分(2 4 2 2)答/=31 9.2 分(2 5 73)答 XB(g)XB(总)&xtt=0.6恒沸混合物2 0.2 分(2 9 4 8)答T;T,P(1 分)(1 分)三、计 算 题(共 5 题60分)2 1.1 0 分(082 4)P n 答”=G m dT =4.1 5 7 k J S=f(n出 Cp.m/T)dT =nCl,mn(T2/Ti)=7.3 J-K-1S2=A S+S i=
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