西南科技大学物理化学期末考试题及答案2012

一、选择题
1. 真实气体在如下哪个条件下，可以近似作为理想气体处理。

( )
① 高温高压 ② 低温低压 ③ 高温低压 ④ 低温高压
2. 对于封闭体系来说，当过程的始态与终态确定后，下列各项中哪一个无确定值。

( )
① Q ② Q + W ③ W (当 Q = 0 时) ④ Q (当 W = 0 时)
3. 某理想气体进行了绝热自由膨胀过程，其ΔU 和ΔH 的值一定是（ ）。

① ΔU ＞0，ΔH ＞0 ② ΔU ＝0，ΔH ＝0 ③ ΔU ＜0，ΔH ＜0 ④ ΔU =0，ΔH 不确定
4. 等温等压下将二组分的理想气体混合，则（ ）。

① ΔS ＞0，ΔG ＞0 ② ΔS ＜0，ΔG ＜0
③ ΔS ＞0，ΔG ＜0 ④ Δ S ＜0，ΔG ＞0
5. 四份质量相等的水中，分别加入相等质量的下列物质，水溶液沸点最高的是（ ）。

① 葡萄糖（式量180） ② 甘油（式量92）
③ 蔗糖（式量342） ④ 尿素（式量60）
6. 下列偏导数中哪个是偏摩尔量？（ ）
① C B T,V,n G n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭ ②C B T,P,n H n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭ ③,,⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭C B S p n H n ④C
B T,V,n A n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭ 7. 在温度T 时，某化学反应的r m r m 0,0H S ΘΘ∆<∆>，
则其标准平衡常熟K Θ（ ），且随温度的升高而（ ）。

① 大于1，变小 ② 小于1，不变 ③ 大于1，不变 ④ 小于1，变大
8. 对于恒沸混合物，下列说法中错误的是（ ）。

① 不具有确定组成 ②平衡时气相和液相组成相同
③ 其沸点随外压的改变而改变 ④ 与化合物一样具有确定组成
9. 298K 时，在含下列离子的无限稀释的溶液中，离子摩尔电导率最大的是（ ）。

① Al 3+ ② Mg 2+ ③ H + ④ K +
10. 某反应进行完全所需时间是有限的，且等于c 0/k ，则该反应是（ ）。

① 零级反应 ② 一级反应 ③ 二级反应 ④ 三级反应
二、判断题
1. 1mol 水在101.325 kPa 、l00 ℃下恒温蒸发为同温同压的水蒸气。

若水蒸气可视为理想气体，那么由于过
程等温，所以该过程ΔU = 0。

（ ）
2. 1 mol 水在l01.325 kPa 下由25℃升温至120 ℃，其ΔH = ∫ ∑C p, m d T 。

（ ）
3. 绝热可逆过程的∆S = 0，绝热不可逆膨胀过程的∆S > 0，绝热不可逆压缩过程的∆S < 0。

（ ）
4. 在同一稀溶液中组分B 的浓度可用x （B ）、m （B ）、c （B ）表示，因而标准态的选择是不相同的，所以相应的化学势也不同。

（ ）
5. 设反应 A(s) = D(g) + G(g) 的∆r G m = [－4500 + 11(T /K)] J·mol -1，要防止反应发生，温度必须高于409K 。

（ ）
6. 理想混合气体中任意组分B 的化学势表达式为：ln B
P
B B P RT μμΘΘ=+。

（ ） 7. 电解质的摩尔电导率可以看作是正、负离子的摩尔电导率之和，这一规律只适用于无限稀的溶液。

（ ）
8. 电池在恒温恒压及可逆条件下放电，则其与环境的热交换一定为零。

（ ）
9. 某一反应在一定条件下的平衡转化率为25%，当加入合适的催化剂后，反应速率提高10倍，则其平衡
转化率也将提高10倍。

（ ）
10. 活化能不同的两个化学反应，在相同的温度区间升温，具有高活化能的反应速率增加的
倍数比具有低活化能的反应速率增加的倍数大。

（ ）
三、填空题
1. 恒温下封闭系统中有理想气体参加的化学反应，其过程 △H = △U 的条件是 。

2. 在268K ，标准大气压力下，1 mol 过冷水结冰，其△H 0，△S 0，△G 0。

（填“＞”、“＜”或“=”符号）
3. 卡诺热机在T 1 = 900 K 的高温热源和T 2 = 300K 的低温热源间工作，该热机的效率η= 。

4. 一定量理想气体，恒温条件下熵随体积的变化率()T S V
∂∂= 。

5. 25 ℃下，各为0.5 mol 的A 和B 混合形成理想液态混合物，该过程的△mix H= ，
△mix G= 。

（填“＞”、“＜”或“=”符号）
6. 非挥发性溶质的稀溶液的凝固点 值与溶液的组成b B 成正比。

（填“上升”或“下降” ）
7. 恒温下，在反应2NO 2(g)== N 2O 4(g)达到平衡后的系统中加入惰性气体，保持总压不变时，平衡 移
动。

（填“向左”、“向右”或“不” ）
8. 0.002 mol ﹒kg -1 CaCl 2 的水溶液的离子强度为 mol ﹒kg -1。

9. 应用能斯特方程计算出电池的E ＜0，则表示该电池反应 进行。

（填“正向”、 “反向”或“平衡” ）
10. 实验测得某化学反应的速率常数为k = 0.25 (mol ﹒dm －3) －1﹒s －
1，则该反应的级数为 。

11. 某反应由相同初始浓度开始到转化率达20%所需时间，在40 ℃时为15 min ，60 ℃时为3 min 。

此反应
的活化能E a = kJ ﹒mol -1 。

四、简单计算
1. （5分）液体A 和液体B 形成理想液态混合物。

现有一含A 的摩尔分数为y A =0.4的蒸汽相，放在一个带有活塞的气缸内，恒温下将蒸汽慢慢压缩。

已知p A ＊和p B ＊
分别为0.4×p Θ和1.2×p Θ（p Θ为标准大气压）。

计算当液体开始凝聚出来时的蒸汽总压。

2. （6分）将1 mol 的SO 2与1 mol O 2的混合气体，在101.325 kPa 及903 K 下通过盛有铂丝的玻璃管，控
制气流速度，使反应达到平衡，把产生的气体急剧冷却，并用KOH 吸收SO 2及SO 3。

最后量得余下的
氧气在101.325 kPa ，273.15 K 下体积为13.78 dm 3，试计算下列反应在903 K 时的r m G Θ∆及K Θ。

SO 2(g) + 0.5 O 2(g)== SO 3(g)
3. （5分）298.15K 时，测得AgCl 饱和溶液及配制此溶液使用的水的电导率分别为3.41×10-4 1m S -⋅和
1.60×10-4 1
m S -⋅，试求AgCl 在该温度下的溶解度。

已知：421421m m (Ag )61.9210S m mol ,(Cl )76.3410S m mol ∞+--∞---Λ=⨯⋅⋅Λ=⨯⋅⋅） 4. （5分）298K 时，N 2O 5(g) == N 2O 4(g) + 0.5O 2(g)，该分解反应的半衰期t 1/2 = 0.57 h ，此值与N 2O 5(g)的
起始浓度无关。

试求：
（1）该反应的速率常数；
（2）N 2O 5(g)转化掉90%所需的时间。

5. （7分）有一原电池：Cd ∣Cd 2+{α(Cd 2+)=0.01} ‖Cl －{α(Cl -)=0.5}︱Cl 2{g,100kPa}︱Pt 。

已知：E Θ(Cl 2/Cl －) = 1.3579 V ，E Θ(Cd 2+/Cd) = -0.4032 V
（1）写电池反应；
（2）计算298.15K 时原电池反应的△r G m 及K Θ，并指出该电池反应能否自发进行。

五、计算题（共14分）
3mol 双原子理想气体从始态75dm 3，100kPa ，先恒温可逆压缩使体积缩小至50dm 3，再恒压加热至100dm 3。

求全过程的Q ，W ，△U ，△H ，△S ，△G 。

已知：该双原子理想气体始态的摩尔熵为210.5011K mol J --⋅⋅。

六、相图分析（共14分）
已知某二元凝聚物系在某一压力下的相图如下：
（1）指出图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ区的平衡相及自由度数；
（2）指出图中的三相线及其平衡相；
（3）画出物系点 a 、b 、c 的步冷曲线；
（4）若物系点由10 kg A 和10 kg B 构成，当物系点自b 点冷却到k 点时，物系由哪些相构成？ 其相
对量为多少？。