物理化学习题4套含答案（大学期末复习资料）

习题一
一、选择题：（本题共5小题，每小题3分，共15分）
1、作为熵增原理,下述表述中,错误的是( )
A. 孤立体系的熵值永远增加
B. 在绝热条件下,趋向平衡的过程中封闭体系的熵值增加
C. 孤立体系的熵值永不减少
D. 可用体系的熵的增加或不变来判断过程是否可逆
2、溶液内任一组分的偏摩尔体积( )
A. 不可能是负
B. 总是正值
C. 可能是正值，也可能是负值
D. 必然和纯组分的摩尔体积相等
3、在T 时，一纯液体的蒸气压为8000 Pa，当0.2 mol 的非挥发性溶质溶于0.8 mol的该
液体中时，溶液的蒸气压为4000 Pa，若蒸气是理想的，则在该溶液中溶剂的活度系数是( )
A. 2.27
B. 0.625
C. 1.80
D. 0.230
4、同一温度下，微小晶粒的饱和蒸汽压和大块颗粒的饱和蒸汽压哪个大? ( )
A. 微小晶粒的大
B. 大块颗粒的大
C. 一样大
D. 无法比较
5、在10 cm3，1mol·dm-3的KOH溶液中加入10cm3水，其摩尔电导率将（）
A. 增加
B. 减小
C. 不变
D. 不能确定
二、填空题：（本题共6小题，每空1分，共15分）
1、状态函数的特征是，功、热、体积、
焓和熵中不是状态函数的有。

2、化学反应的等温方程式为，化学达平衡时等温方程式
为，判断化学反应的方向用参数，等温等压条件下若使反应逆向进行，则应满足条件。

3、形成负偏差的溶液，异种分子间的引力同类分子间的引力，使分子逸出
液面的倾向，实际蒸气压依拉乌尔定律计算值，且△mi x H
0，△mi x V0。

4、NH4HS(s)和任意量的NH3(g)及H2S(g)达平衡时,自由度f＝。

5、液滴越小，饱和蒸气压越__________；而液体中的气泡越小，气泡内液体的饱
和蒸气压越__________ 。

6、当一反应物的初始浓度为 0.04 mol ·dm -3
时，反应的半衰期为 360 s ，初始浓度为
0.024 mol ·dm -3时，半衰期为 600 s ，此反应级数n ＝ 。

三、计算题：（本题共4小题，共53分）
1、1mol 某单原子分子理想气体，从始态T 1＝298K ，p 1＝5p 0
，通过不同途径膨胀至终态
压力p 2＝p 0。

（1）恒温可逆膨胀；（2）恒外压p 外＝p 0
膨胀（等温）。

试计算上述二途径变化到终态时，各自到终态的温度T 2，Q ，W ，△U ，△H 。

（12分）
2、已知298K ，100kPa 时
1
-⋅∆mol kJ H m
f θ
1-⋅∆m o l
kJ G m
f θ
11--⋅⋅k mol J C p
θ CO （g ） -110.52 -137.17 29.12
H 2(g) 0 0 28.82
CH 3OH(g) -200.7 -162.0 43.89
求773K 时反应CO （g ）+2H 2(g)==CH 3OH(g)的标准平衡常数K θ，并给出反应的优化建议。

（16分）
3、在308.15 K, 乙醇(1)和氯仿(2)组成两组分溶液，该溶液的蒸气压与液相组成x ,气相组成y 之间的关系，由实验测得列表如下：
假定蒸气为理想气体，当乙醇在溶液中的摩尔分数为0.6 时， (1) 以纯液为标准态，计算乙醇和氯仿的活度及活度系数； (2) 以极稀溶液为标准态，计算氯仿的活度和活度系数。

（15分）
4、钢液含碳量低时，[C]+[O]=CO 为一级反应：-dCc/dt=k ·[%C]，k=0.015min -1。

（1）计算钢水中[C]的百倍质量分数[%C]分别为1.0，0.50，0.15时的反应速率。

（2）根据上述计算，如欲脱掉1%的[C]，需要多长时间？（10分） 四、问答题：（本题共2小题，共17分）
1、氧势图及其应用。

（8分）
2、说明朗格茂单分子层吸附理论的基本假设，并指出压力极低和压力极高时可简化为什么形式。

（9分）
重庆科技学院200 /200 学年第 学期
习题一参考答案及评分标准( 卷)
一、选择题：（本题共5小题，每小题3分，共15分）
1、（D ）
2、（C ）
3、（B ）
4、（A ）
5、（A ）
二、填空题：（本题共6小题，每空1分，共15分）
1、其值只与始末状态有关，与所经历的过程无关 功、热
2、ΔG=ΔGO+nRTLnJ ΔG=0 ΔG ΔG>0
3、大于；减小；小于；小于；小于
4、f= 2
5、大，小
6、2
三、计算题：（本题共4小题，共53分）
1、（12分）
（2分） （3分）
（2分） （2分） （3分）
2、(16分)
解：由实验数据计算298K 时：
CO （g ）+2H 2(g)==CH 3OH(g)
θ
θνm
f B m r H H ∆∑=∆=-200.7-(-110.52)-0=-90.18 1-⋅mol kJ
(1分)
θθνm
f B m r G G ∆∑=∆=-162.0-(-137.17)-0=-24.831-⋅mol kJ (1分)
θ
νm
p B m p r C C ,,∑=∆=-43.89-29.12-2×28.82=-42.87
11--⋅⋅K mol J
(1分)
dT C T K H T H m p r m r m r ⎰
∆+∆=∆θ
θθ298
)298()(=-90.180×103+（-42.87）
（T-298）×10-3
=(-77400-42.87T) 1
-⋅mol J (1
分)
代入方程
Hoff t Van -'2
ln RT H dT K d m
r θ
θ∆= 得：
2
87.4277400ln RT T
dT K d --=
θ 212217740042.87
ln T T K T dT K RT
θ
θ--=⎰ (3分)
由θm r G ∆=θK RT ln -先求出298K 时，411025.2⨯=θK (4
分) 从
而
得
773K
时
72106.7-⨯=θK
(1分)
优化建议：
（1）随压力增加， y K 的值增加，平衡向右移动。

(2分)
（2）随温度降低，标准平衡常数增加，平衡向右移动。

(2分) 3、(15分)
(1分)
(3分)
(1分)
(2分)
(1分)
(1分)
(2分)
(3分)
(1分)
4. (10分) 解：
（1）-dCc/dt=k ·[%C]，k=0.015min -1
[%C]为1.0时，求得r1=-dCc/dt=0.015% (2分) [%C]为0.50时，求得r2=-dCc/dt=0.0075% (2分) [%C]为0.15时，求得r3=-dCc/dt=0.00225% (2分)
（2）ln(C/C 0) =-kt (3
分)
t=0.67min (1
分)
四、问答题：（本题共2小题，共15分）
1、（6分）
答：计算氧化物的吉布斯自由能，(2分)比较氧化物的氧化还原顺序，(2分)求用碳还原的最低温度。

(2分) 2、（9分）
答：单分子吸附，吸附剂表面均匀，被吸附气体间没有作用力，为动态平衡。

（5分） 压力极低时：a ＝a ∞bp ，（2分） 压力极高时：a ＝a ∞。

（2分）
习题三
一、选择题：（本题共5小题，每小题3分，共15分） 1、理想气体的真空自由膨胀，哪个函数不变？( )
A. ΔS=0
B. ΔV=0
C. ΔG=0
D. ΔH=0
2、实验测得浓度为0.200mol ·dm -3的HAc 溶液的电导率为0.07138S ·m -1，
该溶液的摩尔电导率Λm (HAc)为( )
A. 0.3569S ·m 2·mol -1
B. 0.0003569S ·m 2·mol -1
C. 356.9S ·m 2·mol -1
D. 0.01428S ·m 2·mol -1 3、已知下列反应的平衡常数： H 2(g) + S(s) = H 2S(g) K 1 S(s) + O 2(g) = SO 2(g) K 2
则反应H 2S(g) + O 2(g)= H 2(g) + SO 2(g) 的平衡常数为( ) A. K 2/K 1 B. K 1—K 2 C. K 1×K 2 D. K 1/K 2
4、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( )
A.
0=θ B. 90>θ C. 90<θ D. θ为任意角
5、 已知100℃时液体A 的饱和蒸气压为133kPa ，液体B 的饱和蒸气压为
66.7kPa ，设A 和B 构成理想溶液，则当A 在溶液中的摩尔分数为0.5时，
气相中A的摩尔分数为( )
A. 1
B. 1/2
C. 2/3
D. 1/3
二、填空题：（本题共7小题，每空1分，共19分）
1、状态函数的特征是，功、热、
体积、焓和熵中不是状态函数的有。

2、有一个系统，在某一过程中放热为45焦耳，对外做功30焦耳，其内能
变化为。

3、化学反应的等温方程式为，化学达平衡时等温
方程式为，判断化学反应的方向用参数，等温等压条
件下若使反应逆向进行，则应满足条件。

4、吸附作用发生的热力学原因是，露珠呈球状的原因
是。

5、电解池是把______能转化为______能的装置，原电池是把______能转化
为______能的装置。

6、某一体系中，有s种物质，φ个相，s种物质间有R个独立的化学反应，
则此体系中独立组分数为，自由度数为。

7、对于吸热反应，温度升高，平衡常数K，反应速率系数
k；对于放热反应，温度升高, 平衡常数K，反应速
率系数k。

三、计算题：（本题共4小题，共51分）
1、已知在263.15K时H2O(s)和H2O(l)的饱和蒸气压p s分别为552Pa和
611Pa，分别求(1) 273.15K, 101.325kPa；(2)263.15K ,101.325kPa下1mol
H2O(l)结冰过程的ΔG，并判断过程是否发生。

(12分)
2、已知四氧化二氮的分解反应N2O4(g)=2NO2(g)，在298.15时，Δ
G m0=4.75kJ/mol。

试判断在此温度及下列条件下，反应进行的方向：
r
(1) N2O4(100kPa), NO2(1000kPa);
(2) N2O4(1000kPa), NO2(100kPa);
(3) N2O4(300kPa), NO2(200kPa)。

（12分）
3、25℃时，电池Zn(s) | ZnCl 2 (a ＝0.555) | AgCl(s) | Ag(s) 的E θ(Zn 2+/Zn)＝-0.7630V , E θ(AgCl/Ag,Cl -)=0.2220V 。

(1) 写出电池反应。

(2) 求上述反应的平衡常数K 和电动势E 。

（12分）
4、某反应 A →B+D 中反应物A 的起始浓度c A,0=1.00mol ·dm -3，起始反应速率r 0=0.01mol ·dm -3·s -1。

如果假定此反应对A 的级数为 (1) 零级，(2) 一级，试分别求各不同级数的速率常数k ，半衰期t 1/2和反应物A 消耗掉90%所需的时间。

(15分)
四、问答题：（本题共1小题，共15分） 下图为二组分凝聚系统相图： （1）说明各区域相态及自由度。

（2）做出系统x 、y 、z 的冷却曲线。

A B
C
G
重庆科技学院20_08 /20_09 学年第 2学期
习题三参考答案及评分标准( B 卷)
课程名称： 物理化学 选课课号：(2008-2009-2)-1101045-320303-1 适用专业/年级： 冶金普/2007 抽（命）题人： 张生芹 考试方式： 闭卷笔试 卷面总分： 100 分
一、选择题：（本题共5小题，每小题3分，共15分） 1、（D ） 2、（B ） 3、（A ） 4、（C ） 5、（C ） 二、填空题：（本题共7小题，每空1分，共19分）
1、其值只与始末状态有关，与所经历的过程无关 功、热
2、 -75焦耳
3、ΔG=ΔG O +nRTLnJ ΔG=0 ΔG ΔG>0
4、降低表面张力 缩小表面积
5、电能， 化学能；化学能，电能
6、C=s-R f=C-φ+2
7、增大 增大 减小 增大 三、计算题：（本题共4小题，共51分）
1、（12分）
(1)
等
温
等
压
，
w
ˊ
=0, ΔG=0
（2分）
(2) H 2O(l) H 2O(s) n=1.00mol, n=1.00mol, T 1=263.15 T 1=263.15 p 1=101.325kPa p 1=101.325kPa
H 2O(l) H 2O(s)
n=1.00mol, n=1.00mol, T 1=263.15 T 1=263.15
ΔG ΔG 1 ΔG 5
P 1ˊ=611Pa p 2ˊ=552kPa
H 2O(g) H 2O(g)
n=1.00mol, n=1.00mol, T 1=263.15 T 1=263.15 p 1ˊ=611Pa p 2ˊ=552kPa Δ
G 1=0，ΔG 2=0，ΔG 4=0，ΔG 5=0
（6分） ΔG=ΔG 1+ΔG 2+ΔG 3+ΔG 4+ΔG 5≈ΔG 3=nRTlnp 2/p 1=-222J
（2分）
w
ˊ
=0,等温，等压，ΔG < 0，水可以自动结冰。

（2分）
2、（12分）
解：Δr G m =Δr G m 0+RTlnJ （3分）
(1) Δr G m =16.17kJ.mol -1>0, 向左 （3分） (2) Δr G m =-0.96kJ.mol -1<0, 向右 （3分） (3) Δr G m =5.46kJ.mol -1>0, 向左 （3分）
3、（12分）
解：(1) 电极反应：
Zn(s) → Zn 2+ + 2e —
AgCl(s) + e —→ Ag(s) + Cl —
电池反应： Zn(s) + 2AgCl(s) →2 Ag(s) + ZnCl 2(l) （4
分）
(2) K θ = exp(zFE θ/RT ) = exp[2×96500×(0.2220+0.7630)/8.315/298.2]
= 1.983×1033
（4分）
Zncl
a
F
RT
E E ln 2-
=O
＝
0.9926v
（4分）
4、（15分）
解： (1)零级反应：r=0A k =k （2分）
t=o 时，k=r 0=0.01mol ·dm -3·s -1 速率方程为：c A,0-c A =kt
半衰期即 c A = 1/2 c A,0 所需时间，所以 t 1/2=( c A,0- 1/2c A,0 )/k=(1-0.5)/0.01=50s
（3分）
当A 消耗掉90%时c A = 0.1 c A,0 t=( c A,0- 0.1c A,0 )/k=(1-0.1×1)/0.01=90s
（3分）
ΔG 2
ΔG 4 ΔG 3
(2) 一级反应
t=0时，k=r 0/c A,0=0.01/1=0.01s -1
反
应
速
率
方
程
积
分
形
式
kt
c c ln
A
0,A =
（2分）
t 1/2=1/k
k
2ln 2
/,c c ln
0A 0,A =
=0.693/0.01=69.3s
（3分）
当A 消耗掉90%时 t=1/k
k 10
ln c 1.0c ln
A 0,A =
=230.3s
(2分) 四、问答题：（本题共1小题，共15分） 解：（1）（12分,每空1分）
相区 相态 自由度数 Ⅰ
L f=2-1+1=2 Ⅱ L+A f=2-2+1=1 Ⅲ L+B f=2-2+1=1 Ⅳ L+C f=2-2+1=1 Ⅴ B+C f=2-2+1=1 Ⅵ
A+B
f=2-2+1=1
(2) 作出系统x 、y 、z 的冷却曲线,如图所示（3分）
C ．等温等容且非体积功为零的过程；
D ．绝热可逆过程。

3、如图，对于右边的步冷曲线对应是哪个物系点
A
B
C
的冷却过程：( )
A．a点物系；B．b点物系；
C．c点物系； D．d点物系。

4、一肥皂泡的半径为R，表面张力为γ，则肥皂泡的内外压力差∆P为（）
A．γ /2R； B．γ / R；C． 2γ/R； D． 4γ/R
5、若反应速率k的量纲是：[浓度] [时间]-1，则该反应是（）
A．三级反应； B．二级反应；
C．.一级反应； D．零级反应
二、填空题：（本题共6小题，每空1分，共17分）
1、4. 5 mol某理想气体由27℃，10 kPa恒温可逆压缩到100 kPa，则该过程的
∆U = ，∆H = ，Q = 。

2、化学反应的等温方程式为，化学达平衡时等温方程式
为，判断化学反应的方向用参数，等温等压条件下若使反应逆向进行，则应满足条件。

3、BaCO3（S）、BaO（S）和CO2（g）构成的多相平衡体系的组分数为、相
数为、自由度数为。

4、化学吸附与物理吸附的本质差别：前者是，后者
是。

5、一级反应的特征是____________ __________、和
________________________。

6、原电池是把______能转化为______能的装置。

三、计算题：（本题共4小题，共53分）
1、1 mol理想气体(C p,m = 5R / 2)从0.2 MPa，5 dm3等温(T1)可逆压缩到1 dm3；再等压膨
胀到原来的体积(即5 dm3)，同时温度从T1变为T2，最后在等容下冷却，使系统回到始态的温度T1和压力。

( 1 ) 计算T1和T2；
( 2 ) 计算每一步的Q，W，∆U和∆H。

（14分）
2、银可能受到的腐蚀而发生下列反应：H2S(g)+2Ag(s) = Ag2S(s)+H2(g)
今在298K 和标准压力P θ下，将银放在等体积的氢和H 2S 组成的混合气中。

已知：298K
时，Ag 2S(s)和H 2S(g)的标准生成吉布斯自由能分别为-40.26和-33.02kJ.mol -1。

（1） 试问是否可能发生腐蚀而生成硫化银。

（2） 在混合气中，硫化氢的百分数低于多少，才不致发生腐蚀？（12分）
3、在308.15 K, 乙醇(1)和氯仿(2)组成两组分溶液，该溶液的蒸气压与液相组成x ,气相组成
y 之间的关系，由实验测得列表如下：
假定蒸气为理想气体，当乙醇在溶液中的摩尔分数为0.6 时，
(1) 以纯物质为标准态，计算乙醇和氯仿的活度及活度系数；
(2) 以极稀溶液为标准态，计算氯仿的活度和活度系数。

（12分）
4、已知某一级反应B →Y+Z 在一定温度范围内,其速率与温度的关系式为 000.7/4000)min /lg(1+-=-K
T k B （1） 求该反应的活化能E a 及指前参量k 0；
（2） 若需反应在30s 时B 反应掉50%。

问反应温度应控制在多少度？（15分）
四、问答题：（本题共1小题，共15分）
下图是SiO 2-Al 2O 3 体系在高温区间的相图，本相图在耐火材料工业上具有重要的意义，在高温下，SiO 2 有白硅石和磷石英两种变体，AB 是这两种变体的转晶线，AB 线上为白硅石，之下为磷石英。

（莫莱石的组成为2Al 2O 3.3SiO 2）
（1）指出各相区分别由哪些相组成；
（2）图中除AB 线外的另两条水平线分别代表哪些相平衡共存；
（3）画出从x 、y 、z 点冷却的步冷曲线。

A SiO 2(D) 莫来石(C) Al 2O 3(E)
重庆科技学院20_08 /20_09 学年第 2学期
习题四参考答案及评分标准( A 卷)课程名称：物理化学选课课号：(2008-2009-2)-1101045-320303-1适用专业/年级：冶金普/2007 抽（命）题人：张生芹
考试方式：闭卷笔试卷面总分：100 分
一、选择题：（本题共5小题，每小题3分，共15分）
1、（C）
2、（B）
3、（A）
4、（D）
5、（B）
二、填空题：（本题共6小题，每空1分，共17分）
1、0，0，-28.72kJ。

2、ΔG=ΔGO+nRTLnJ ΔG=0 ΔG ΔG>0。

3、2 3 1
4、范德华力化学键
5、单位是[时间]-1，LnC－t是直线，半衰期与初始浓度无关。

6、化学，电
三、计算题：（本题共4小题，共53分）
1、（14分）
解：( 1 )T1 = 0.2 MPa×5 dm3 / nR = 120.3 K （1分）
T2 = 1×106 Pa×5×10-3 m3 / nR = 601.4 K （1分）
( 2 )A → B：∆H = 0，（1分）∆U = 0。

（1分）
W nRT V V
==
－ln2
1 1.61kJ，（1分）Q = －1.61 kJ。

（1分）
B → C：∆H = n
C p,m( T C－T B) = 10.0 kJ，（1分）
∆U = n C V,m( T C－T B ) = 6.0 kJ（1分）
W = －p B( V C－V B ) = －4.0 kJ（1分）
Q p = ∆H = 10.0 kJ （1分）
C → A：∆H = n C p,m( T A－T C) = －10 kJ，（1分）
∆U = n C V,m(T A－T C) = －6.0 kJ（1分）
W = 0，（1分）Q = ∆U = －6.0 kJ （1分）
2、（12分）
(3分)
（3分）
（3分）
3、（12分）
解： (a) 以纯液体为标准态：x B = 1 B = 1 a B = 1 (1分)
a 1= p 1/ p *= p (1-y 2)/p *
= 34 291 Pa(1-0.7446)/13 706 Pa = 0.6390 (2分) a 2= p 2/ p *= 0.6490 (1分)
γ1= a 1/x 1= 0.6390/0.6 = 1.065 (2分)
γ2= a 2/x 2= 0.6490/0.4 = 1.6225 (1分)
(b) 以极稀溶液为标准态：当 x B → 0 B = a B /x B → 1
k B = (p B /x B )x B 取 x 2= 0.0100 实验值
k =p 2/x 2=py 2/x 2 =(14159Pa ×0.0414)/0.0100 = 58618 Pa (2分)
当 x 2= 0.4 时
a 2= p 2/k = 34 291 Pa ×0.7446/58 618 Pa = 0.4356 (2分)
γ2= a 2/x 2= 0.4356/0.40 = 1.09 (1分)
4、（15分）
解：（1）依阿累尼乌斯公式k ＝Aexp （－Ea/RT ） (3分)
得 E a =76.5 kJ.mol -1, (2分)
k 0=107 min -1 (2分)
(2) 反应在30s 时B 反应掉50%，所以t 1/2=30s (3分)
根据t 1/2=ln2/k, (3分)
得T=583.3K (2分)
四、问答题：（本题共1小题，共15分）
解：（1）各相区的相组成见相图（7分）
（2）上面的三相线为l 、莫来石(s)和Al2O3(s)三相（1分）；下面的三相线为l 、莫来石(s)和白灰石(s) 三相（1分）。

（6分）
（3分）。