大学物理化学模拟试卷(2)及答案

物理化学模拟试卷（2）答案一、名词解释（每题2分，共16分）1、可逆过程：体系经过某一过程从初态变到终态后，体系和环境都恢复到原来的状态而未留下任何永久性的变化，称为热力学可逆过程。

2、第二类电极：将一种金属及其相应的难溶性盐浸入含有该难溶性盐的负离子的溶液中，达成平衡后，所构成的电极。

3、标准摩尔生成自由能：在标准压力下，由稳定单质生成1 mol化合物时吉布斯自由能的变化值，称为该化合物的标准生成吉布斯自由能。

4、自由度：确定平衡体系的状态所必须的压力、温度和浓度等独立强度性质的数目称为自由度。

5、电导率：相距为1m, 面积为1m2的两个平行板电极之间充满电介质溶液时的电导，即相当于单位体积电解质溶液所表现出来的电导。

6、理论分解电压：使某电解质溶液能连续不断发生电解反应时所必须外加的最小电压称为理论分解电压。

7、理想溶液：任一组分在全部浓度范围内都符合拉乌尔定律和亨利定律的溶液叫做理想溶液。

8、反应的速率系数：速率方程中的比例系数k称为反应的速率常数。

它的物理意义是各反应物的浓度等于1时的反应速率，其值大小与浓度无关，而与反应温度、反应本性、催化剂、溶剂等因素有关。

二、判断题（共10题，每题1分，共10分）：（×）1、升高温度，使吸热反应的反应速率增大，放热反应的反应速率减小。

（√）2、电流密度越大超电势越大，阴极电势越小（√）3、电池反应中，ΔG > 0的反应不能自发进行。

（×）4、液体在等温蒸发过程中的内能变化为零。

（×）5、熵增加的过程一定是自发过程（×）6、根据相律，单组分体系相图只能有唯一的一个三相共存点。

（√）7、在等温、等压、W’ = 0的条件下，系统总是向着吉布斯函数减小的方向进行。

（√）8、非缔合电解质一定是强电解质。

（×）9、液体在毛细管内上升或下降决定于该液体的表面张力的大小。

（×）10、溶胶在热力学和动力学上都是稳定系统。

三、选择题（共10题，每题2分，共20分）：（C ）1、下面各式中可称为偏摩尔量的是A 、,,()B V S nC C B U n ≠⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭ B 、,,()B p S nC C B H n ≠⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭ C 、,,()B p V nC C B G n ≠⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭D 、,,()B T p nC C B V n ≠⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭ （D ）2、质量摩尔浓度为m 的H 3PO 4溶液，离子平均活度系数为γ±，则溶液中H 3PO 4的活度a B 为：A 、 4m 4γ±4 ；B 、 4mγ±4 ；C 、 27mγ±4 ；D 、 27m 4γ±4 。

（C ）3．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 ),PtB 、Zn| ZnCl 2(aq)| KCl (aq)| AgCl,Ag ；C 、Ag,AgCl| KCl(aq)| Cl 2(p ),PtD 、Pt,H 2( p )| HCl (aq)| Cl 2(p ),Pt（D ）4、对理想混合物，下列关系中不正确的是、A 、 Δmix V =0B 、 Δmix U =0C 、 Δmix H =0D 、 Δmix S =0（A ）5. 一定量的理想气体向真空作绝热自由膨胀，体积由1V 增至2V ，在此过程中气体的A 、 内能不变，熵增加B 、 内能不变，熵减少C 、 内能不变，熵不变D 、 内能增加，熵不变（D ）6、合成氨反应)(3)(22g H g N +ƒ)(23g NH 达平衡后加入惰性气体，且保持体系温度、总压不变（气体为理想气体），则：A 、 2N n 减少，2H n 减少，3NH n 增加，θp K 不变。

B 、 2N n 减少，2H n 减少，3NH n 增加，θp K 增加。

C 、 2N n 不变，2H n 不变，3NH n 不变，θp K 不变。

D 、 2N n 增加，2H n 增加，3NH n 减少，θp K 不变。

（B ）7．已知FeO(s)+C(s)=CO(g)+Fe(s)，反应的ΔrH m 0为正，Δr S m 0为正（设ΔrH m 0和Δr S m 0不随温度而变化），欲使反应正向进行，则一定A 、低温有利B 、高温有利C 、与温度无关D 、与压力有关（A ）8．反应3O 2=2O 3，其速率方程 -d[O 2]/d t = k [O 3]2[O 2] 或 d[O 3]/d t = k '[O 3]2[O 2]，那么k 与k '的关系是：A 、 2k = 3k ' ；B 、 k = k ' ；C 、 3k = 2k ' ；D 、 ½k = ⅓k '（C ）9. CuSO 4 与水可生成CuSO 4·H 2O, CuSO 4·3H 2O , CuSO 4·5H 2O 三种水合物，则在一定压力下和CuSO 4 水溶液及冰共存的含水盐有：A 、 3种B 、 2种C 、 1种D 、 不可能有共存的含水盐（A ）10、气相中的大小相邻液泡相碰, 两泡将发生的变化是：A 、 大泡变大, 小泡变小B 、 大泡变小, 小泡变大C 、 大泡、小泡均不变D 、 两泡将分离开四、填空题（共20空，每空１分，共20分）1、在含有C(s)、 H 2O(g) 、CO(g) 、CO 2(g)、 H 2(g)五种物质中, 建立了如下三个平衡 C(s) + H 2O(g) = H 2(g) + CO(g)CO 2(g) + H 2(g) = H 2O(g) + CO(g)C(s) + CO 2(g) = 2CO(g)则此体系的独立组分数C= 3 自由度数f= 3 和相数Ф = 22、反应)HCl(Ag(s)AgCl(s))(H 2H 2a p +=+可设计成电池：Pt , H 2(p )∣HCl(a )∣Ag(s) , AgCl(s)_。

3、写出定义式：A.化学势,,()C B B S p n C B H n ≠⎛⎫∂μ= ⎪∂⎝⎭ B.偏摩尔焓：,,()C B B T p n C B H H n ≠⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ 4、电极电势的高低代表了电极反应物质得到或失去电子的能力的大小，所以还原电极电势越负（9）越易失去电子；还原电极电势越正（10）越易得到电子。

5、理想气体恒温可逆膨胀，H _=_0，W __<__0。

（<;>）6、反应2A→3B 则A dC dt-和B dC dt 之间的关系是（6）132A B dC dC dt dt -=。

7、已知反应2 H 2(g) + O 2(g) 2 H 2O(l)在298 K 时恒容反应热Q V =-564 kJ·mol -1，则−−→H 2(g)在298 K 时标准摩尔燃烧焓Δc H °m = __-571.4_kJ·mol -1。

8、在10 cm 3 1mol·dm -3 KOH 溶液中加入10 cm 3水，其电导率将__减小__，摩尔电导率将__增加__。

(填入增加、减小、不能确定)9、请填写下面的空格：化学反应条件的改变对E 、k 的影响活化能Ea速率常数k 升高温度降低 增加 加入正催化剂 降低 无影响10、在恒温恒容只做体积功的封闭体系里,当热力学函数 A 到达最小值时,体系处于平衡状态；等熵条件下体系的内能随体积的增大而 减小 。

五、简答题（共3题，每题4分，共12分）1、电导率与摩尔电导概念有何不同? 它们各与哪些因素有关?答：电导率κ是：两极面积各为1m 2，并相距1m 时，其间溶液所呈的电导；而摩尔电导是在相距1m 的两电极间含有1mol 溶质的溶液所呈的电导，摩尔电导用Λm 表示Λm ＝κ/c ，电导率κ与电解质本性有关，与温度有关，与电解质浓度有关；摩尔电导与电解质本性有关，与温度有关，与电解质浓度有关。

2、证明： ； 。

证明： (在U 不变下，同除d V ：∴“ΔG T ，p ，W '=0≤0 说明ΔG<0 的过程只能在T ，p 一定，且W '=0 的条件下才能发生”，这种说法对吗? 为什么?答：不对。

ΔG T ，p ，W '=0＜0，说明在T ，p 一定时，无非体积功的条件下ΔG ＜0的过程可以自发进行，但该过程并非只有在 W '＝0条件下发生，有非体积功 W ' 时，只要所作非体积功的绝对值小于吉布斯自由能的降低值条件下也能发生。

U T V T V V U C ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=()T T U V V U U V T f U V T d d d ,⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂==U V T V T T U V U ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=0U T V T V V U T U ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂U T V T V V U C ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=六、计算题（共4题，第一二题每题5分，第三四题每题6分，共26分）1、电池 Cd│Cd(OH)2(s)│NaOH(0.01 mol·kg -1)│H 2(p ∃)│Pt 298 K 时 E =0 V , φ∃ (Cd 2+/Cd)＝0.40 V 。

求298 K 时K sp (Cd(OH)2)的值。

解:电池反应: Cd(s)＋2H +(0.01 mol·kg -1 NaOH 中)─→Cd 2+＋H 2(p ∃) E ＝E ∃－RT /(2F )×ln{a (Cd 2+)·f(H 2)/[a 2(H +)·a (Cd,s)]f (H 2)＝1, a (Cd,s)＝1 0＝0.40 V －0.0296×lg{a (Cd 2+)a 2(OH -)/[a 2(H +)·a 2(OH -)]} ＝0.40－0.0296lg(K sp /K w 2)K sp ＝3.266×10-142、环氧乙烷的热分解反应是一级反应。

在651K 时此反应的半衰期为365分钟，反应的活化能是219.2 kJ·mol -1。

试估算环氧乙烷在723K 时分解75%所需用的时间。

解：3、分析相图，指出各区的相态、独立组分数、相数及自由度。

4、将1 mol O 2由298.15 K ，的压强下经恒温可逆压缩增至压强为607950 Pa 的末态，试求、、、、、、体，及隔。

如改为恒外压 (607950 Pa)压缩至同一末态，上述各热力学量又为多少?（答案：① Q = -4.44 kJ ，△H =△U = 0，W =△G =△A= 4.44 kJ ，△S = 14.9 J ·K -1，△S 隔= 0， ② Q = -12.4，W = 12.4 kJ ，△S 隔= 26.67 J ·K -1，其余同①）解：(1) 将O 2视为理想气体，因是恒温可逆压缩，故==0Q r = -W= nRTln(P 1/P 2)=1×8.314×298.15ln(101325/607950)= -4441 J= -4.44 kJ =-T = - Q r = 4.44 kJ=-T = - Qr= 4.44 kJ体= Q r /T= -4441/298.15= -14.9 J ·K -1m in 13ln m in 11.0)651723651723(10314.82.219)(ln 7230172311312112651723≈==⨯-⋅⋅⨯⋅=-=-----t t cc KK K K K mol kJ mol kJ T T T T R E a κκκκΘp W Q U ∆H ∆A ∆G ∆S ∆∆A S ∆U ∆H ∆G ∆H ∆S ∆∆A U ∆S ∆S ∆外= 4441/298.15= 14.9 J·K-1隔=体+外= 0(2) 因恒外压压缩，则Q= -W= -P=607950(R×298.15/607950-R×298.15/101325) = -12394J= -12.4 kJ外=Q/T=12394/298.15=41.57 J·K-1隔=体+外=-14.9+41.57=26.67 J，，，及均与(1)同。