华南理工大学本科生期末考试2015年物理化学考题及答案

(10) 法拉第定律不受温度,压力,电解质浓度,电极材料和溶剂性质诸因素的影响。(
三、计算题(7 题，共 65 分)
1. 将 1mol H2O(g) 在 373 K 下小心恒温压缩，在没有灰尘情况下获得了压力为 2×101.325 kPa 的过热蒸气，但不久全凝结为液态水，请计算该凝聚过程的 Q，W，H， S，G。 H2O(g, 373 K, 2×101.325 kPa) H2O(l, 373 K, 2×101.325 kPa) 已知在 373 K， 101.325 kPa 下， 水的汽化热为 46.024 kJ·mol-1， 设气体为理想气体， 水的密度为 1000 kgm-3，液体体积不受压力影响。 (1 0 分)
7. 对于反应 A + B → G + H，其动力学方程形式为(
8. 电解质溶液的电导率随浓度变化的规律为：( (A) 随浓度增大而单调地增大 (C) 随浓度增大而先增大后减小 9. 液体在毛细管中上升的原因是( (A) 渗透压 (A) 中间物浓度为 0 (C) 中间物浓度随时间的变化近似为 0 (B) 扩散 )。
7. 对于反应 A + B → G + H，其动力学方程形式为(
8. 电解质溶液的电导率随浓度变化的规律为：( (A) 随浓度增大而单调地增大 (C) 随浓度增大而先增大后减小 9. 液体在毛细管中上升的原因是( (A) 渗透压 (A) 中间物浓度为 0 (C) 中间物浓度随时间的变化近似为 0 (B) 扩散 )。
《物理化学》48 学时试卷 A 第 2 页 共 8 页
2. 判断下列问题是否正确(使用√或×。每题 1 分,共 10 分) (1) 平衡常数值改变了， 平衡一定会移动； 反之， 平衡移动了， 平衡常数值一定会改变。 ( ) )
(2) 在水的相图中，冰熔化曲线的斜率为负，即压力随温度升高而下降。( (3) 任何一个偏摩尔量均是温度，压力，组成的函数。( (4) 稀溶液中溶剂服从拉乌尔定律，溶质必服从亨利定律。( (5) 同温度下，小液滴的饱和蒸气压恒大于平液面的蒸气压。( ) ) )
(6) 25℃， ( 电极 ZnSO4(a)|Zn 电极电势为 E(Zn2+|Zn),这就是该电极的标准电动势。
)
(7) 因为熵是状态函数,熵变与过程无关,因而绝热可逆过程和绝热不可逆过程的熵变亦 相等。( ) ) ) )
(8) 克拉佩龙方程适用于纯物质的任何两相平衡。( (9) 理想气体的内能和焓都仅是温度的函数。(
6. MgCO3(s)与其分解产物 MgO(s)和 CO2(g)达到平衡，该情况下系统的组分数 C、 相数 P 和自由度数 F 分别为( (A) C=3, P=3, F=2 (C) C=1, P=3, F=0 (A) = kcAcB (C) = kcAcB /(1+KAcAcB) )。 (B) C=2, P=3, F=1 (D) C=1, P=2, F=1 )。 (B) = kcAcB (D) 无法直接确定 ) 。
《物理化学》48 学时试卷 A 第 7 页 共 8 页
7. 在一定温度下，N2 在某催化剂上的吸附服从 Langmuir 方程，已知催化剂的比 表面为 21.77m2.g－1 ，N2 分子的截面积为 16×10－2 0 m2。 (1) 求饱和吸附量 ( 每克催化剂的吸附体积 Va∞) 。已知 1 摩尔气体的标准体积为 22.4dm3。 (2) 已知平衡压力为 101.325kPa，每克催化剂吸附 N2 的量为 2 cm3 (已换算成标准 状态的体积)。问要使 N2 的吸附量增加一倍，则平衡压力为多大? (10 分)
Fra Baidu bibliotek
3. 某理想气体从同一始态(p1,V1,T1)出发,分别经恒温可逆压缩和绝热可逆压缩至同 一体积 V2,若环境所做功的绝对值分别为 WT 和 WA, 则有 ( (A) WT>WA (C) WT =WA ( )。 (A) 凝固点下降 (B) 沸点降低 (C) 蒸汽压升高 (D) 化学势不变 (B) WT <WA (D) WT 和 WA 无确定关系
3. 已知 298 K 和 p时反应 C2H4(g) + H2O(l) = C2H5OH(l) 的有关数据如下： C2H5OH(l)
$ Δ f Hm /(kJ·mol1) $ Sm /(J·K1·mol1)
C2H4(g) 5226 2196 43.56
H2O(l) 285.83 69.91 75.291
(B) 随浓度增大而单调地减小 (D) 随浓度增大而先减小后增大
(C) 表面张力 )。
(D) 粘性
10．处理复杂反应动力学的稳态近似法要求条件为(
(B) 反应物浓度不变 (D) 中间物浓度不变
二、简答题(2 题，共 15 分)
1. 简要说明和解释下列系统将会出现何种现象： (1) 稀糖水溶液的凝固点和沸点。 (2) 非常纯的水的凝固点。 (3) 水中加表面活性剂。 (5 分)
277.7 161 111.5
Cp,m / (J·K1·mol1)
$ $ $ (1) 试求反应在 25℃时的 Δ r H m 、 Δ r Sm 和 Δ r Gm 及 K。
(2)
$ $ $ 计算 500K 和 p时反应的 Δ r H m 、 Δ r Sm 和 Δ r Gm ? 此时反应能否进行? (10 分)
_____________ ________ 学院
(A) 凝聚系统在恒温过程中的熵变, 随温度趋于 0K 而趋于 0 (B) 凝聚系统在恒温过程中的熵变为 0 (C) 纯物质完美晶体的熵, 随温度趋于 0K 而趋于 0 (D) 纯物质完美晶体的熵, 0K 时为 0 2. 工作在 393K 和 293K 的两个大热源的卡诺热机，其效率为( (A) 83% (B) 25% (C) 100% (D) 20% )。 )。
题号 得分
一
二 1 2 1 2 3
三 4 5 6 7
总分
专业班级
一、选择题(10 题，每题 2 分，共 20 分) 1. 热力学第三定律完善的描述为( )。
_____________ ________ 学院
(A) 凝聚系统在恒温过程中的熵变, 随温度趋于 0K 而趋于 0 (B) 凝聚系统在恒温过程中的熵变为 0 (C) 纯物质完美晶体的熵, 随温度趋于 0K 而趋于 0 (D) 纯物质完美晶体的熵, 0K 时为 0 2. 工作在 393K 和 293K 的两个大热源的卡诺热机，其效率为( (A) 83% (B) 25% (C) 100% (D) 20% )。 )。
5. 醋 酸 酐 的 分 解 反 应 活 化 能 Ea=144.4 kJ·mol-1, 已 知 284℃ 时 的 速 率 常 数 k=3.3×10-2s-1。试解决如下问题： (1) 反应的级数。 (2) 现在控制反应在 10 分内转化率达 90%,试求其速率常数。 (3) 满足条件(2)的反应温度? (10 分)
学号
4. 不挥发的溶质溶于溶剂中形成稀溶液之后，相对于溶剂而言将会引起溶液的
姓名
《物理化学》48 学时试卷 A 第 9 页 共 8 页
5. 某温度下，反应 CH3OH(g) =HCHO(g) + H2(g) 的 K=8.283，假设体系为理想 气体反应系统，则当 p(CH3OH)=1 kPa ， p(HCHO)=5 kPa ， p(H2)=10 kPa 时，反应将 ( ) 。 (A) 向正反应方向进行 (C) 刚好处于平衡状态 (B) 向逆反应方向进行 (D) 不能判断其进行的方向
( 密 封 线 内 不 答 题 ) ……………………………………………密………………………………………………封………………………………………线……………………………………
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班内编号
华南理工大学本科生期末考试
《物理化学》48 学时 A 卷
注意事项：1. 开考前请将密封线内各项信息填写清楚； 2. 所有答案请直接答在试卷上； 3．考试形式：闭卷； 4. 本试卷共三大题，满分 100 分，考试时间 120 分钟。
《物理化学》48 学时试卷 A 第 3 页 共 8 页
2. 两种挥发性液体 A 和 B 混合形成理想液态混合物， 某温度时液面的蒸汽总压为 5.41×104 Pa，气相中 A 物质的量分数为 0.450，液相中为 0.650。试求此温度时纯 A 和 纯 B 的蒸汽压？(5 分)
《物理化学》48 学时试卷 A 第 4 页 共 8 页
学号
4. 不挥发的溶质溶于溶剂中形成稀溶液之后，相对于溶剂而言将会引起溶液的
姓名
《物理化学》48 学时试卷 A 第 1 页 共 8 页
5. 某温度下，反应 CH3OH(g) =HCHO(g) + H2(g) 的 K=8.283，假设体系为理想 气体反应系统，则当 p(CH3OH)=1 kPa ， p(HCHO)=5 kPa ， p(H2)=10 kPa 时，反应将 ( ) 。 (A) 向正反应方向进行 (C) 刚好处于平衡状态 (B) 向逆反应方向进行 (D) 不能判断其进行的方向
《物理化学》48 学时试卷 A 第 8 页 共 8 页
( 密 封 线 内 不 答 题 ) ……………………………………………密………………………………………………封………………………………………线……………………………………
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班内编号
华南理工大学本科生期末考试
《物理化学》48 学时 A 卷
(1) 绘制该系统的温度-组成图； (2) 在图中标出各相区的相态和自由度数； (3) 画出含 Cu 的摩尔分数为 x(Cu)=0.60 的溶液从 1100℃冷却时的冷却曲线， 并指 明相态变化。 (10 分)
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
《物理化学》48 学时试卷 A 第 6 页 共 8 页
《物理化学》48 学时试卷 A 第 5 页 共 8 页
4. 银(熔点为 960℃)和铜(熔点为 1083℃)在 779℃时形成一最低共熔混合物，其组 成为含铜的摩尔分数 x(Cu)=0.399。该系统有 和 两个固溶体，在不同温度时其组成 如下表所示： t/ ℃ 779 500 200 xCu(固溶体) 0.141 0.031 0.0035 0.951 0.990 0.999
注意事项：1. 开考前请将密封线内各项信息填写清楚； 2. 所有答案请直接答在试卷上； 3．考试形式：闭卷； 4. 本试卷共三大题，满分 100 分，考试时间 120 分钟。
题号 得分
一
二 1 2 1 2 3
三 4 5 6 7
总分
专业班级
一、选择题(10 题，每题 2 分，共 20 分) 1. 热力学第三定律完善的描述为( )。
6. MgCO3(s)与其分解产物 MgO(s)和 CO2(g)达到平衡，该情况下系统的组分数 C、 相数 P 和自由度数 F 分别为( (A) C=3, P=3, F=2 (C) C=1, P=3, F=0 (A) = kcAcB (C) = kcAcB /(1+KAcAcB) )。 (B) C=2, P=3, F=1 (D) C=1, P=2, F=1 )。 (B) = kcAcB (D) 无法直接确定 ) 。
6. 对于同一下电池 Pb(s) | Pb(NO3)2(a(Pb2+)=1) || AgNO3(a(Ag+)=0.5) | Ag(s) 已知：E (Pb2+/Pb) = 0.1265 V，E (Ag+|Ag) = 0.7994 V，F=96485 C . mol1。 解决下 列问题： (1) 写出电极反应及电池反应式。 (2) 计算电动势 E 及rGm，K 。 (3) 判断电池反应能否自发进行？ (10 分)
3. 某理想气体从同一始态(p1,V1,T1)出发,分别经恒温可逆压缩和绝热可逆压缩至同 一体积 V2,若环境所做功的绝对值分别为 WT 和 WA, 则有 ( (A) WT>WA (C) WT =WA ( )。 (A) 凝固点下降 (B) 沸点降低 (C) 蒸汽压升高 (D) 化学势不变 (B) WT <WA (D) WT 和 WA 无确定关系