洛理-3物理化学答案及评分标准

洛阳理工学院20 /20 学年第一学期物理化学期末考试试题卷（）
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一、填空题（每题2分，共20分）
1．方向和限度
2．1～1000nm
3．ln2/k
4．小于
5．反
6．0K
7．大
8．小于
9．减小
10．吉布斯
二、选择题(每小题2分，共20分)
1-5 BCCAB 6-10 BCBAC
三、计算题（每小题10分，共50分）
1 第一步：恒温可逆压缩：T1=T2
T1=P1V1/ nR= (100 ×75)/(3×8.315)= 300.66 K
P2= nRT2/ V2 =(3×8.315×300.66)/ 50= 150 KPa [1分] W1 =－nRTln (V2/V1) =－3×8.315×300.66ln (50/75)= 3041 J [1分] 因为：温度没变，△U1 = 0
所以：Q1=－W1= －3041 J [1分] 第二步：恒压加热：P2=P3
T3=P3V3/ nR= (150 ×100)/ (3×8.315)= 601.32 K [1分] Q2=△H2= nCp,m (T3－T2) =3×3.5R×(601.32－300.66)= 26250 J [1分] △U2= n C V,m (T3－T2 ) = 3×2.5R×（601.32－300.66）= 18750 J [1分] W2=△U2－Q2=18750－26250=－7500J [1分] 整个过程：
Q=Q1+ Q2=－3041+26250= 23.21KJ
W=W1+W2=3041－7500=－4.46 KJ
△U= n C V,m (T3－T1 ) = 3×2.5R×(601.32－300.66) = 18.75 KJ
△H= n Cp,m (T3－T1) =3×3.5R×(601.32－300.66) = 26.25 J [1分] △S= n C V,m ln(T3/T1) +nRln(V2/V1) =3×2.5R×ln(601.32/300.66) +3×R×ln(100/75) = 50.40KJ [2分]
2因为：Δr G m o=－RTln K o[3分] Δr G m o =Δr H m o－T Δr S m o[3分] 所以：Δr H m o－T Δr S m o =－RTln K o[2分] 105×1000－(273.15+100) ×Δr S m o =－8.315×(273.15+100) ×ln6.37 X10-5
Δr S m o =361.7 J/K [2分]
3．解：（1）电极与电池反应为
反应a: H 2 （p ） → 2H + （a H+） + 2e -
反应b: 2
1O 2（p ）+ 2H + （a H+） + 2e - → H 2O (l) 由反应a 、b 得： H 2 （p ）+ 2
1O 2（p ） = H 2O (l) r ∆H m = －zFE + zFT p
E T ∂⎛⎫ ⎪∂⎝⎭得 （2分） p
E T ∂⎛⎫ ⎪∂⎝⎭ = T E + nFT H m r ∆ = K V 298228.1 + K
mol C mol J 2989650021006.28611
3⨯⋅⨯⋅⨯--- （2分） = －8.54×10-4V ·K -1
（1分）
（2）将（r ∆G m ）T,p = －zFE 式代入吉布斯-亥姆霍兹等式方程式 r ∆G m = r ∆H m + T(
r m G T
∂∆∂) （2分） 移项积分后得 zF ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-112
2T E T E = r ∆H m ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-2111T T （2分） 将数据代入求得E 1=1.249V （1分）
4一级反应的定积分式：
ln1/(1－x) =kt [3分]
反应掉30%时，
ln1/(1－30%) =k×10
k=(1/10)ln(10/7) [2分]
反应掉50%时，
ln1/(1－50%) =kt
ln1/(1－50%) =(1/10)ln(10/7) ×t （3分）
t =19.4min （2分）
5. 将p 0= 2.337kPa γ= 0.07275 N·m -1 T=293.15k r=1×10-9m ==ρkg M 018.0998.3kg·m -3 代入下式
ρ
γγr M r V p p RT 22ln m 0r == （5分） 解得 r p =6.865kPa （5分）
四、 三相线的上的相平衡关系：
[2分]
[5分]
[3分]。