物理化学B卷(2011)正式稿(1)

徐州工程学院试卷
2011 — 2012 学年第 一 学期 课程名称 物理化学 试卷类型 期末B 考试形式 闭卷 考试时间 120 分钟
命 题 人 杨万根 2011年 12月 3 日 使用班级10食品质量、营养、食科1,2、生工1、2 教研室主任 年 月 日 教学院长 年 月 日 姓 名 班 级 学 号
一、选择题（共 11 小题，每题2 分，共计22分）
1、焓变等于过程热值（H Q ∆=）的前提条件是（ B ）。

A. 封闭体系、ΔV =0、W ’=0；
B. 绝热体系、Δp =0、W ’=0；
C. 封闭体系、Δp =0、ΔV =0；
D. 绝热体系、ΔT =0、Δp =0
2、任意量的NH 3(g)和H 2S(g)与NH 4HS(S)成平衡，则自由度数F 为（ B ）。

A. 1；
B.2；
C. 3；
D. 4
3、100 g 某液状物质中加入15g 联苯（C 6H 5C 6H 5），所形成溶液的沸点为83.6 ℃。

已知该物质的沸点为80.1 ℃，则该物质的沸点升高系数为（ C ）。

A. 1.362 K •mol -1•kg ；
B. 2.587 K •mol -1•kg ；
C. 3.593 K •mol -1•kg ；
D. 4.622 K •mol -1•kg 4、K ө <J p ，则（ D ）。

A. ∆r G m < 0，反应向左自发进行；
B. ∆r G m > 0，反应向右自发进行；
C. ∆r G m < 0，反应向右自发进行；
D. ∆r G m > 0，反应向左自发进行
5、有反应432NH HS(s)NH (g)H S(g)=+，解离压力为32(NH )(H S)p p p =+，则热力学平衡常数K $为（ A ）。

A.
214(/)p
p $； B. 216(/)p p $； C. 2(/)p p $； D. 212
(/)p p $
6、下面表示迁移数的式子为（ C ）。

A. u E ++=v ；
B. Q ∝ m ；
C. B B
def I t I ； D. A
G l
∝ 7、一抽成真空的球形容器，质量为10.0000 g ，充以4 ℃的水之后，总质量为110.0000 g 。

若改充以25 ℃，27.78 kPa 的某碳氢化合物气体，则总质量为10.0263 g 。

该气体的摩尔质量是（ D ）。

水的密度按1 g •cm -3计算。

A. 30.30 g •mol -1；
B. 40.24 g •mol -1；
C. 19.89 g •mol -1；
D. 23.47 g •mol -1 8、直线关系为
1
A
c
~ t 的反应是（ C ）级反应。

A. 0；
B. 1；
C. 2；
D. 3
9、设有一级反应2A 2B + C ，在324秒钟后完成35%，此反应的t 1/2为 （ D ）。

A.6.24 min ；
B. 7.98 min ；
C. 7.43 min ；
D. 8.69 min
10、已知373.15 K 时水的表面张力为58.91×10-3 N •m -1，当水中存在半径为0.2 μm 的小气泡时，此情况下弯曲液面承受的附加压力是（ B ）。

A. 1.146×103 kPa ；
B. 0.589×103 kPa ；
C. 1.545×103 kPa ；
D. 1.178×103 kPa 11、根据德拜-休克尔极限公式，25 ℃，0.005 mol •kg -1的CaCl 2水溶液的平均离子活度因子γ±为（ D ）。

已知在25 ℃水溶液中A = 0.509 （mol •kg -1）-1/2。

A. 0.250；
B. 0.480；
C. 0.560；
D. 0.750
二、填空题（共 10 小题，每题3分，共计30分）
1、范德华考察了实际气体分子间有相互作用 和分子本身有体积 这两本质问题对PVT 行为的影响，修正了理想气体方程，建立了范德华方程。

2、1850年， 焦耳 提出热力学第一定律，该定律主要研究 热和其他形式能量在相互转化过程中的守恒关系 。

3、卡诺热机的工作效率 ，该公式说明卡诺热机的工作效率 与气体(为工质
或工作物质)的性质 无关，仅决定于两热源的温度 。

4、冰点温度比三相点温度低0.01 K 是由两种因素造成的：①因外压增加，使凝固点下降 ，② 因水中溶有空气，使凝固点下降 。

5、有反应223()3()2()N g H g NH g +=，3()NH g 生成2mol ，ξ∆= 1mol ；若化学计量方
2
1
T
1T η=-
程式为22313
()()()22
N g H g NH g +=，2()N g 消耗掉2mol ，则ξ∆= 4mol 。

6、在293.15K 时，某有机酸在水和乙醚中的分配系数为0.4。

今有该有机酸5×10-3 kg 溶于0.100 dm 3水中，若每次用0.020 dm 3乙醚萃取，连续萃取两次（所用乙醚事先被水所饱和，因此萃取时不会有乙醚溶于水），水中还剩有机酸 2.22×10-3 kg 。

7、德拜-休克尔根据 离子氛 的概念，引入若干假定，推导出强电解质稀溶液中离子活
-休克尔极限定律。

8、基元反应是指反应物分子在碰撞中相互作用直接转化为生成物分子的化学反应 。

9、公式s s s d d d G A A γγ=+表明：系统可通过减少 界面面积 或降低 表面张力 两种方式来降低界面吉布斯函数。

10、表面过剩的物理意义是：在单位面积的表面层中，所含溶质的物质的量与具有相同数量溶剂的本体溶液中所含溶质的物质的量之差值 。

三、判断题，对打√，错打×。

（共 10 小题，每题1分，共计10分）
1、功可以全部转化为热而不留下其它变化，而热却不能全部转化为功而不留下其它变化。

（ √ ）
2、实际气体的压缩因子Z>1，说明气体本身体积因素和分子间斥力因素起主导作用，实际气体比理想气体难压缩。

（ √ ）
3、K ө受温度、压力与浓度等因素的影响。

（ × ）
4、焓表示体系所含的能量，没有绝对值，只能用始末态之间的变化值即焓变表示。

（ × ）
5、△相变H m (T)与Q p, m 相等。

（ √ ）
6、封闭体系在等温等压条件下，所能作的最大非体积功等于体系吉布斯函数的减少。

（ √ ）
7、任意可逆循环过程的热温商的总和等于零。

（ √ ）
8、原电池是借助电流使电解质溶液发生氧化还原反应的装置。

（ × ） 9、界面张力一般随压力的增大而增大。

（ × ）
10、反应级数可以是正数、负数、整数、分数或零，有的反应无法用简单的数字来表示级数。

（ √ ）
1、热力学可逆过程有哪些特点？
（1）可逆过程是以无限小的变化进行的，是由一连串无限接近于平衡的状态所组成。

是一种理想化过程的极限，只是一种科学的抽象，实际上并不存在。

（2分）
（2）若循原过程反方向进行，体系和环境都恢复到原态，而不留下任何痕迹。

（2分）（3）在等温可逆过程中，体系对环境做最大功；环境对体系做最小功。

（2分）
2、影响界面张力的因素有哪些？它们是怎样影响界面张力的？
（1）分子间相互作用力的影响。

对纯液体或纯固体，表面张力决定于分子间形成的化学键能的大小，一般化学键越强，表面张力越大。

（2分）
（2）温度的影响。

温度升高，表面张力下降。

（2分）
（3）压力的影响。

表面张力一般随压力的增加而下降。

因为压力增加，气相密度增加，表面分子受力不均匀性略有好转。

另外，若是气相中有别的物质，则压力增加，促使表面吸附增加，气体溶解度增加，也使表面张力下降。

（2分）
3、胶粒带电的原因是什么？
（1）胶粒在形成过程中，胶核优先吸附某种离子，使胶粒带电。

（2分）
（2）离子型固体电解质形成溶胶时，由于正、负离子溶解量不同，使胶粒带电。

（2分）（3）可电离的大分子溶胶，由于大分子本身发生电离，而使胶粒带电。

（2分）
1、已知常压下冰的熔点为0℃，摩尔熔化焓fus m H ∆（H 2O ）=6.004 kJ ·mol -1，苯的熔点为5.51℃，摩尔熔化焓fus m H ∆（C 6H 6）=9.832 kJ ·mol -1。

液态水和固态苯的摩尔定压热容分别,p m C （H 2O ，l ）=75.37 J ·mol -1·K -1及,p m C （C 6H 6，s ）=122.59 J ·mol -1·K -1。

今有两个用绝热层包围的容器，一容器中为0℃的8 mol H 2O （s ）与2 mol H 2O （l ）成平衡，另一容器中为5.51℃的5 mol C 6H 6（l ）与5 mol C 6H 6（s ）成平衡。

现将两容器接触，去掉两容器间的绝热层，使两容器达到新的平衡态。

求过程的S ∆。

解：设A 代表2H O ，B 代表66C H ，粗略估算表明，5mol 66()C H l 完全凝固将使8mol 2()H O s 完全融化。

因此过程图示如下： ，b
此过程为恒压绝热过程， 所以0P H Q ∆==，即
.1.20()()n ()()()8()n ()()()B fus m B p m fus m A p m n s H B s C B T T H A l C A T T =-∆+-+∆+-
所以
11,2,1
,,()(,)()()()()(,)277.13()(,)()(,)
A fus m
B fus m A p m B p m A p m B p m n s H A l n L H B n l
C T n s C B s T T K n l C A l n s C B s -∆+∆++=
=+，得
出
..2
122
()()
()()(.)(.) 3.58B fus m A fus m B p m n
A p m n n l H
B n s H A T T
S n C B s l n C A l l J K T T T T -∆∆∆=
+++=
2、已知298.15 K ，CO （g ）和CH 3OH （g ）的f m H θ
∆分别为-110.525 kJ ·mol -1及-200.66 kJ ·mol -1，CO （g ），H 2（g ）
，CH 3OH （g ）的m S θ分别为197.64 J ·mol -1·K -1，130.684 J ·mol -1·K -1及126.8 J ·mol -1·K -1。

又知298.15 K 甲醇的饱和蒸汽压为16.59 kPa ，vap m H ∆=38.0
kJ ·mol -1，蒸汽可视为理想气体。

求298.15 K 时，下列反应的r m G θ∆及K θ。

23()2()()CO g H g CH OH g +=
解：据题意画出如下方框图：
1100a P KP = 216.59a P KP = 316.59a P KP = 4100a P
KP = 过程1恒温变压，压力变化不大，所以 10S ∆≈
过程2是可逆相变，所以-1
-11238.0J mol 127.45J mol 298.15m VapH K S K T K
-∆⋅∆=
==⋅⋅ 过程3是恒温变压，所以
-11-1132416.59ln(
)8.315J mol ln 14.937J mol 100P Kpa
S R K K P Kpa
--∆==⋅⋅=-⋅⋅ -1
1
33123[,](,)+=126.0+0127.45
14.935
239.
313J m o r m m
S C H O H
g S C H O H l S S S K θθ
-∆=+∆+∆∆+-=⋅⋅ -11
32(,)(,)90.135J mol r m r m r m H H CH OH g H H O g K θθθ-∆=∆-∆=-⋅⋅
-1132(,)2(,g)(,)219.695J mol r m m m m S S C HOH g S H S CO g K K θθθθ-∆=--=-⋅⋅
可以求出
-11-11-1
90.135J mol 298.15(219.695J mol )24.631J mol r m r m r m G H T S K K K K K K θθθ--∆=∆-∆=-⋅⋅-⨯-⋅⋅=-⋅
所以，424630
exp()exp() 2.06108.315298.15
r m G K RT θ
θ
∆-=-=-=⨯⨯。