2010-2011物理化学试卷A卷及答案

2010-2011物理化学试卷A卷及答案
D
C. dA=－SdT －pdV
D. dG=－SdT ＋pdV
4. 25℃时有反应(g)6CO O(l)3H (g)O 2
15 (l)H C 2
2
2
6
6
+→+ 若反应中各气体物质均可视为理想气体，则其反应的标准摩尔焓变∆r H 与反应的标准摩尔热力学能变∆r U 之差约为 （ ）
A. －3.7 kJ·mol -1
B. 1.2 kJ·mol -1
C. －1.2 kJ·mol -1
D. 3.7 kJ·mol -1 5. 在下列各式中，称作偏摩尔量的是（ ）
A. ,,C B S p n U n ⎛⎫
∂ ⎪∂⎝⎭ B.
,,C B T p n H n ⎛⎫
∂ ⎪∂⎝⎭ C.
,,C
B T V n G n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭ D.
,,C
B T V n A n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭
6. 由A 及B 二种液体组成理想溶液，A 、B 的饱和蒸气压分别为p *A 、p *B ，x 为液相组成，y 为气相组成，若p *A < p *B ，则：（ ）
A. x A > x B
B. x A < x B B. x A < y A D. x A > y A
7. A 、B 、C 均为理想气体，恒温下，在刚性密闭容器中反应2A + B→2C 达到平衡后加入惰性气体，则：（ ）
A. 平衡向右移动
B. 平衡向左
移动
C. 平衡不移动
D. 无法确定
8. 如图A 与B 是两组分恒压下固相部分互溶凝聚体系相图，
图中有几个两相区：（ ）
A. 1个
B. 2个 ；
C. 3个
D. 4个
9. Ca(OH)2(s) 与CaO(s)和 H 2O (g)呈平衡，则系统的自由度数F 为：（ ）
A. 0
B. 1
C. 2
D. 3
10. Na 2CO 3可形成三种水合盐：Na 2CO 3·H 2O 、Na 2CO 3·7H 2O 、NaCO 3·10H 2O ，在常压下，将Na 2CO 3投入冰－水混合物中达三相平衡时，若一相是冰，一相是Na 2CO 3水溶液，则另一相是：（ ）
A. Na 2CO 3
B.
Na 2CO 3·H 2O
C.
Na 2CO 3·7H 2O
D.
Na 2CO 3·10H 2O
系 专业 级 班
姓名
11. 用同一电导池测定浓度为0.01和
0.1mol·dm -3的同一电解质溶液的电阻，前者是后者的10倍，则两种浓度溶液的摩尔电导率之比为（ ）
A. 1:1
B. 1:2 C ．2:1 D ．3:1 12. 下列电池的电动势与氯离子活度无关的是：（ ）
A. Zn| ZnCl 2(aq)| Cl 2(p )|Pt
B. Zn| ZnCl 2(aq)| AgCl|Ag
C. Ag|AgCl| KCl(aq)| Cl 2(p ) |Pt
D. Pt|H 2( p )| HCl (aq)| Cl 2(p )|Pt
13. 附加压力与液面曲率半径和表面张力的关系为：（ ）
A. r p γ=∆
B.
r
p γ2=
∆ C.
r
p 2γ=
∆ D.
r
p γ4=
∆
14. 将一玻璃毛细管分别插入水和汞中，下列叙述不正确的是：（ ）
A. 管内水面为凹球面
B. 管内汞面为凸球面
C. 管内水面高于水平面
D. 管内汞面与汞平面一致
15. 反应A + B → C + D 的速率方程为r = k [A][B] ，则反应：（ ）
A. 是二分子反应
B. 是二级反应但不一定是二分子反应
C. 不是二分子反应
D. 是对A 、B 各为一级的二分子反应
二、填空题（每小题2分，共10分） 1. 已知在298.15K 下，()()()l
s
g
OH H C C H 5
2
2,和 的标准摩
尔燃烧焓分别为－285.83kJ·mol -1，－393.15kJ·mol -1 ，－1366.8kJ·mol -1，根据上述数据计算
()
l OH H C 52在298.15K 下的
f m
H Θ
∆ =
kJ·mol -1。

2. 稀溶液的依数性包括溶液中溶剂的蒸气压下降 、 、 和渗透压的数值这四个方面。

3. 已知在1395K 时下列反应的标准平衡常数分别为：
(1) 2H 2O(g) → 2H 2(g) + O 2(g) K θ1 (2) 2CO 2(g) → 2CO(g) + O 2(g) K θ2 则反应 (3) CO 2(g) + H 2(g) → H 2O(g) + CO(g)
的标准平衡常数K 3=___________。

I ＝ mol·kg -1。

5. 恒温恒压下，向纯水中加入少量表面活性剂，表面活性剂在溶液表面层中的浓度 将 在溶液本体的浓度，此时溶液的表面张力 纯水的表面张力（选填>、<或=）。

三、计算、综合题（共60分）
1. (10分)273.2Ｋ、压力为500kPa 的某理想气体2dm 3，在外压为100kPa 下等温膨胀，直到气体的压力也等于100kPa 为止。

求过程中的Q 、W 、ΔU 、ΔH 、ΔS 、ΔA 、ΔG 。

2. (10分)已知A 、B 在温度为90 °C 时纯液体的饱和蒸气压分别为54.22 kPa 和136.12 kPa 。

两者可形成理想液态混合物。

（1）一定压力下取含B 摩尔分数为0.5412的A-B 液态混合物置于带活塞的导热容器中，在恒温90 °C 下逐渐降低压力，问压力降到多少时，开始产生气相，求此气相B 的摩尔分数y B ；
系 专业 级 班
学号 姓名
(6分)
（2）若将A、B两液体混合，并使此混合物在100kPa，温度为90°C下开始沸腾，求该液态混合物B的摩尔分数x B。

(4分)
3.（10分）在288K将适量CO2（g）引入某容器测得其压力为0.0259pө，若再在此容器中加入
过量)(
2
4s
COONH
NH，平衡后测得系统总压为0.0639pө，求
（1）288K时反应)(
)
(
2
)
(
2
3
2
4g
CO
g
NH
s
COONH
NH+
⇔的ΘK。

（7分）
（2）288K时上述反应的Θ
∆
m
r
G。

（3分）
4.（8分）某物质的水解为一级反应。

100°C时速率常数为7.92d-1，活化能为56.484kJ·mol-1．求在30°C时，水解70％所需时间以及此温度下的半衰期。

5. (10分）某原电池Pt|H2)
(Θp|H+)1
(=
a|O2)
(Θp|Pt ，
已知在298K时，()
22
, 1.228
E H H O O Pt
Θ+=V，H2O(l)的
标准摩尔生成焓Θ
∆
m
f
H= －286.06 kJ·mol-1。

（1）写出该电池的电极反应和电池反应。

（4分）
（2）求该温度下电池的温度系数。

（6分）
6. （12分)已知A和B二组分凝聚态系统相图如下，其中C为稳定化合物，D为不稳定化合物。

相区 1 2 3 4 5
(1)
标出2~9相区内的稳定相（对固体物质名称的统一要求：若是固溶体，请用α、β、γ等符号表示；若是纯物质，请在物质名称后加(s)表示固体，如用A(s)表示固体A ）。

(4分)
（2）图中有几条三相线，并写出每条三相线上的相平衡关系式。

(4分)
(3)画出系统点a 、b 的冷却曲线，并说明b 曲线冷却过程相变化情况。

(4分)
稳定相态 l 相区 6 7 8 9 稳定相态
时间
T/K
T/K
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学号 姓名
2010-2011物理化学本科A 卷参考答案及评分标准
一、选择题（20分，每小题2分）
1、 CACAB 6、DCCBD 11、ACBDB 二、填空题(10分) 1、 －276.99（2分）
2、 凝固点降低、沸点升高（共2分，每空1分）
3、
1/2
21
K K ΘΘ⎛⎫ ⎪⎝⎭
（2分）
4、 0.025（2分）
5、 >， <（2分） 三、计算题（60分） 1、32
1
12
01.0m p V p V
==
mol RT
V p n 44.01
1==
（1
分）
=∆=∆H U （2分） J
V V p
W 800)(12-=--=外
（2
分）
J
W Q 800=-= （1分）
11
2
89.5ln
-⋅==∆K J V V nR S
（2分）
J
S T U A 1609-=∆-∆=∆（1分）
J
S T H G 1609-=∆-∆=∆
（ 1分）
2、解：（1）刚开始出现气相时，可认为液相的组成不变，因此 0.458854.220.5412136.1298.54A
B
A B
A B
p p p p x p x
kPa
*
*
=+=+=⨯+⨯=
（4分）
0.5412136.120.7476
98.54
B B B B p p x x p p *
⨯====（2分）
（2）混合物在100kPa ，温度为90°C 下开始沸腾，则 (1)100A B A B
A
B A B A A p p p p x p x p x p x kPa ****
=+=+=+-=，故
(100136.12)0.4410,
(54.22136.12)10.5590
B
A B
A B A p p kPa
x p p p kPa
x x *
**
--=
=
=--=-=（4分）
3、（1）)
()(2)(232
4
g CO g NH s COONH
NH +⇔
开始 0.0259p ө 平衡 2p 0.0259p ө+ p （2分） 平
衡
时总压 ΘΘΘ=⇒=+=p p p p p p 01267.00639.030259.0总（2
分）
53
2
1048.2)(3
2-ΘΘ⨯==
p p p K NH
CO （3分）
（2）mol kJ K RT G m
r
/39.25ln -=-=∆ΘΘ（3
分）
4、1221
1
2
0433.011ln -=⇒⎪
⎪⎭⎫ ⎝⎛-=
d k T T R
E k
k
a
（4分）
d x
k t 16.2111ln 12=-=
（2分）
1/22
ln 2
16.01t d k =
=（2分）
5、电极反应 负极：-
++→e H H
222
正极：)
(222122
l O H e H O
→++-+
电池反应 )
(2
1
222l O H O H →+（3分） （2）mol kJ H H
m f B
B m
r
/06.286-=∆=∆Θ
Θ∑ν（2分）
2
2
2
, 1.228V H H O O
Pt
H H
Pt
E E E +
+
ΘΘ
Θ=-=（2分） K V T E T E ZFT F ZE S T G H p
p m r m r m r /1053.84-ΘΘ
ΘΘ⨯-=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⇒
⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+-=∆+∆=∆（3分）
6、（1）
（共4分，每空0.5分）
（2）三条 （1分）
EF ：()()A s C s l +（1分）GH ：()()C s D s l +（1分）IJ ：
相区
1
2
3
4
5
稳定相态 l A(s)+ l C(s)+ l C(s)+ l D(s)+
l
相区 6 7 8 9
稳定相态 B(s)+ l A(s)+ C(s) C(s)+ D(s) D(s)+ B(s)
()()
（1分）
l B s D s
（3）略（共4分：画冷却曲线2分，每条1分；描述相变化情况2分）。