《物理化学》模拟题及参考答案

需测定什么数据，怎样用所测数据计算该反应的平衡常数？ 3．液体加热时有时会产生过热现象，简述其原因并说明怎样防止液体过热。 4．兰谬尔(Langmuir)吸附等温式的基本假设是什么？写出该等温式并指出式中各
项的物理意义。
5．A 与 B 构成的溶液对拉乌尔定律产生最大正偏差，已知一定温度下 pA* pB* ， 试画出其 T x y 相图的示意图，若想通过精馏得到纯 A 组分，对溶液组成
试题一
一、概念题（20 分，1 分/个）
1．实际气体全部液化应满足的条件是
（）
a. T TC , p pC
b. Tr 1, pr 1
c. Tr 1, p pT* ( pT* 为 T 温度下的饱和蒸气压) d. Tr 1, pr 1
2．理想气体经过焦-汤节流膨胀过程后，以下热力学函数的变化何者为零？（ ）
5．一定温度、压力下，化学反应
Ag(s)
1 2
O2
(g)
Ag 2O(s) 可能自动发生的条
件是
（）
a. S 0
b.反应体系的压力熵 Qp
K
p
c. vBB 0
d. rGm 0
6．下列电解质溶液中平均活度系数最小的是 a. 0.01molkg-1LaCl3 b. 0.01molkg-1CaCl2 c. 0.01molkg-1KCl d. 0.001molkg-1KCl
U T S p T p p
V T V T
T V
( p )V nRT
(1)
由： ( p )V n R T
得： p nR
(2)
T V V
把(2)代入(1)中,则得到： U
证毕
V T
U
V2 dV
V1
(V2
V1)
H U ( pV ) ( p2V2 p1V1 )
2. 解：
nRT V2 nRT V1 0
1mol.H 2O(l)
...p外0.... 1 m o l . H2O ( g )
373K,101325 Pa
3 7 3 K , 1 0 153P2 a
定温定压可逆相变
设计如上可逆过程，则
S
n vapH m T
1
40.6 373
10
3
J K 1
CO和 N 2 的摩尔熵的大小关系为
（）
a. Sm (CO) Sm (N 2 ) b. Sm (CO) Sm (N 2 )
c. Sm (CO) Sm (N 2 ) d. 不确定
二、简答题（20 分，4 分/个） 1．简述什么是链反应及其一般特征，直链反应速率方程的建立一般采用什么近 似方法？
2．试将反应 H2 ( p ) 2AgCl(s) 2Ag(s) 2HCl(m) 设计成原电池，说明
Zn2
' cd2
Zn
cd
0.7926
0.4028
8.314 298 2 96500
ln
a' Cd 2
解之：
a' Cd 2
6.50 1014
RT
H
1/2H2,Cd
F
ln aH H2
8.314 298 96500
ln
10 7
0.8V
1.214V Zn2 0.7926V Zn
故氢气并不影响 Zn 的析出。
0.836 103 mol dm3
∵ A、B 过量 ∴ 反应中 A、B 的浓度不改变
∴ cA cA0 4.09 103 mol dm3
cB cB0 0.836 103 mol dm3
(2)
dcA dt
kcAcB
2 104 4.09 103 0.836 103
mol dm3 s1
有什么要求？
三、计算题（60 分）
1．某气体的状态方程为 ( p )V nRT ，其中为常数项。
①试证明 U ； V T
② 求 1dm3、1mol 该气体经过恒温膨胀过程体积增加一倍时体系的U、H。
（10 分）
2．1mol 液态水在 373K、101325Pa 下向真空膨胀，成为相同温度压力下的水蒸气，
7．隔离体系中发生下列过程，一定可逆的过程是：
a. G 0 b. H 0 c. S 0 d. U 0
（） （）
8．将少量的 AgNO3 溶液逐渐滴加到 0.50dm3、0.02moldm-3 的 KCl 溶液中制成
AgCl 溶胶，在外电场作用下胶粒将
（）
a. 静止不动 b. 向负极移动 c. 向正极移动 d. 作自由热运动
试题二
一、选择和填空（每题 1 分，共 16 分）
1．理想气体的特点是[ ]
A．温度低于临界温度；
a. G b. U
c. F d. S
3．某化学反应恒温恒压下在可逆电池中完成时从环境吸热，则
（）
a. G 0 b. U 0 c. H 0 d. S 0
4．化学反应
Ag(s)
1 2
O2
(g)
Ag
2O(s) 的平衡体系中，可能平衡共存的相数最
多有
（）
a. 2 相
b. 3 相
c. 4 相 d. 5 相
分别为 10.133kPa 和 2.072kPa，
试求：①A 与 B 在气相的浓度 cA、cB；②25C 下反应掉 0.5molA 时所需要的时间
t =?
（15 分）
4．葡萄糖（不挥发）溶于水形成稀溶液，其凝固点为 -4C，求此溶液在 25C 时的
蒸气压。已知 25C 纯水的饱和蒸气压为 3.167kPa，水的凝固点降低常数
108.8J K 1
G H TS 0
F U TS H ( pV) TS
3.解：
p2V2 nRT (1 8.314 373)J 3101J 0
S外
Q外 T
Q体 T
U T
H
( pV) T
H
nRT T
40.6 103
1 8.314 373
373
J
K
xH2O 1000 /18 2.15 0.963
由于溶质不挥发，则：
p
pH2O
p x H2O H2O
(3.167 0.963)kPa
3.05kPa
5. 解： (1)
Zn2 Zn
Zn2 Zn
RT 2F
ln aZn2
0.7630
8.314 298 2 96500
ln
0.1V
0.7926V
16．电化学装置中常用饱和 KCl 溶液做盐桥是因为
（）
a. KCl 不易和其它物质反应
b. 受温度影响较小
c. K+和 Cl离子运动速度相近 d. KCl 是强电解质
17．硬脂酸钠加入水中后，溶液表面将发生 a. 正吸附 b. 负吸附 c. 不变化 d. 不能确定
18．真实气体化学反应的哪种平衡常数只与温度有关：
cd2 cd
cd2 cd
RT 2F
ln acd2
0.4028
8.314 298 2 96500
ln
0.1V
0.4324V
H 1/2H2 ,Pt
RT F
ln aH
H2
8.314 298 96500
ln 107
0.6V
1.014V
Cd2 2e Cd
首先反应析出。
(2) 第二种金属析出时
y
E
则
rGm zE F RT ln Ka 求出 Kα
3. 过热现象：沸点温度下液体不沸腾的现象。
原因：曲界面压力差使小汽泡难以形成。
Nb 。
防止办法：加沸石。
4. Langmuir 吸附基本假定：（1）固体表面是均匀的；（2）被吸附分子间无相互作用力； （3）吸附是单分子层的；（4）吸附是动态平衡。
6.84 1010 mol dm3 s1
若反应掉
A 的量： cA
0.5mol 5dm3
0.1.mol dm3
则所需时间为：
t
0.1 6.84 1010
sec
1.46
108
s
e
c
4.解：
Tf Tf Tf 4K
kf bB 1.86.K mol1 kg bB
解之： bB 2.15mol kg 1 1000 /18
1
100.5J K1
Siso S S外 8.3J K1 0
过程自发进行。
dcA dt
kcAcB
(1)
c A0
pA RT
10133 mol m3 8.314 298
4.09 10 3 mol dm3
c A0
pB RT
2072 mol m3 8.314 298
r
H
m
(400
K)
305.5kJ mol1 ，
则有
a. 2C p,m (A) C p,m (A2 ) b. 2C p,m (A) Cp,m (A2 )
（） （）
c. 2C p,m (A) C p,m (A2 ) d. Cp,m (A) Cp,m (A2 )
13．第二类永动机的热机效率
（）
试求该过程体系的S、F 及G,并应用合适的判据判断该过程的方向。已知水
的蒸发焓为 vapH m 40.6kJ mol1 。
（15 分）
3．反应 A 2B P 的速率方程为 dcA dt
kcAcB ，25C 时 k
2 104 dm3 mol1 s1 。
若将过量的反应物 A 与 B 的挥发性固体装入 5dm3 的密闭容器中，并知道 25C 时 A 与 B 的饱和蒸气压
吸附等温式：
ap 1 ap
式中： ——覆盖率； a ——吸附平衡常数； p ——吸附平衡压力。
5.
T
p
TB*
TA*
e
A
zB
B
欲得纯 A 组分：总组成 z zB 。
三．计算题
1.解：
1mol.r.g 恒T.V. ..U.H 1 m o l . r . g
1dm3
2 d m3
dU TdS pdV
氢离子浓度的变化。（2）第二种金属析出时，前一种金属剩下的浓度为多少？
已知
Zn2 /Zn
0.7630V,
Cd 2/Cd
0.4028V, 设活度系数均为 1。
（10 分）
参考答案
一．概念题
1.c;
2.b;
3.d;
4.c;
5.c;
6.a
7.c;
8.c;
9.c;
10.a;
11.a;
12.b;
13.d;
9．一定温度下，液体 A 和 B 饱和蒸气压的关系为 pA* 2 pB* ，已知 A 和 B 可形成理
想溶液，则相同温度下当体系达气液平衡时，若 A 在液相中的浓度 xA 0.50 时，
则 A 在气相中的浓度 yA 为
（）
a. 1
b. 0.33
c. 0.67
d. 0.50
10．相同质量的 A 与 B 形成理想溶液，已知某温度下 pA* pB* ，则体系在该温度
Kf 1.86K mol1 kg 。
（10 分）
5．298K 时，有一含 Zn2+和 Cd2+的浓度均为 0.1mol·kg -1 的中性溶液，用电解沉积法
把它们分离，问：（1）哪种金属首先在阴极析出？用铂作阴极， H 2 在铂上的超电势
为 0.6V，在 Cd 上的超电势为 0.8V，金属的超电势均为零，且不考虑析出金属引起的
H2 ( p ) 2AgCl(s) 2Ag(s) 2HCl(b)
E
E
RT 2F
ln
a2 HCl
E
2RT F
ln
b b
2RT F
ln γ
E
2RT F
ln
b b
E
2RT F
ln
γ
E
2RT F
2.303 A
b
令
y
E
ຫໍສະໝຸດ Baidu
2RT F
ln
b b
则 y E c b
给出 b,测出 E,可求知 y。做出 y ~~ b 图，外推至 b →0，求出 E 。
a. 等于 b. 等于 0 c. 小于 0 14．造成液体过热的主要原因是
d. 等于 1
（）
a. 气泡内压力下降 c. 液柱静压力使气泡难以形成
b. 小气泡受曲界面压力差p d. 过热时热力学上更稳定一些
15．下列各分散体系中丁铎尔（Tyndall）效应最强的是
（）
a. 食盐水溶液
b. 大分子溶液
c. 空气 d. SiO2 溶胶
14.b; 15.d;
16.c;
17.a;
二．简答题
18.d;
19.c;
20.a.
1.链反应：由大量的反复循环的连续反应（也包含一些对行和平行反应）组成的反应。
一般特征：链引发、传递、终止
建立其速率方程常用的近似方法：稳态近似法、速控步近似法。
2. Pt, H2 ( p ) | HCl(b) | AgCl(s) Ag(s)
() ()
a.
K
p
b.
K
c
c. K y
d.
K
f
19．1mol 理想气体 A，已知 298K 时其分子的配分函数为 1.6,假定基态能量ε 0 0,
基态简并度 g0 1，则分配在基态能级上的分子数 N0 为
（）
a. 0 b. 6.021023 c. 3.81023 d. 9.61023
20． CO和 N 2 的分子质量相同，两种分子的转动惯量相同，忽略振动对熵的贡献，
下加压时
（a ）
a. yA 增大， xA 增大 b. yB 增大， xB 增大
c. yA 增大， xA 减小 d. yB 增大， xB 减小
11．对纯水进行恒温加压，则其化学势将 a. 增大 b. 减小 c. 不变 d. 变化方向不能确定
12．某化学反应 A 2
2A
的
r
H
m
(300K)
400.5kJ mol1 ，