物理化学试卷A卷及答案

物理化学试卷（2010 至2011 学年第2学期）A 卷

考试 共 5 页

一、单项选择题（每小题2分，共30分） 1. 理想气体作绝热自由膨胀时 （ ）

A. △S=0

B. △G ＝0

C. △U=0

D. △A=0

2. 在两个热源之间工作的热机，下面说法中正确的是 （ ） A. 以可逆热机的效率最大 B. 可逆热机的效率为100% C. 不可逆热机效率相同 D. 不同的可逆热机效率不同

3. 在热力学基本方程中表达正确的是 （ ） A. dU=TdS+pdV B. dH=TdS －Vdp C. dA=－SdT －pdV D. dG=－SdT ＋pdV

4. 25℃时有反应(g)6CO O(l)3H (g)O 2

15

(l)H C 22266+→+

若反应中各气体物质均可视为理想气体，则其反应的标准摩尔焓变?r H 与反应的标

准摩尔热力学能变?r U 之差约为 （ ） A. －3.7 kJ·mol -1 B. 1.2 kJ·mol -1 C. －1.2 kJ·mol -1

D. 3.7 kJ·mol -1

5. 在下列各式中，称作偏摩尔量的是（ ） A.

,,C B S p n U n ??? ???? B.

,,C B T p n H n ??

? ????

C. ,,C

B T V n G n ??? ???? D. ,,C

B T V n A n ??? ????

6. 由A 及B 二种液体组成理想溶液，A 、B 的饱和蒸气压分别为p *A 、p *B ，x 为液相组成，y 为气相组成，若p *A < p *B ，则：（ ）

A. x A > x B

B. x A < x B B. x A < y A D. x A > y A

7. A 、B 、C 均为理想气体，恒温下，在刚性密闭容器中反应2A + B→2C 达到平衡后加入惰性气体，则：（ ）

A. 平衡向右移动

B. 平衡向左移动

C. 平衡不移动

D. 无法确定

8. 如图A 与B 是两组分恒压下固相部分互溶凝聚体系相图， 图中有几个两相区：（ ） A. 1个 B. 2个 ；

C. 3个

D. 4个

9. Ca(OH)

2(s) 与CaO(s)和 H 2O (g)呈平衡，则系统的自由度数F 为：（ ） A. 0 B. 1 C. 2 D. 3

10. Na 2CO 3可形成三种水合盐：Na 2CO 3·H 2O 、Na 2CO 3·7H 2O 、NaCO 3·10H 2O ，在常压下，将Na 2CO 3投入冰－水混合物中达三相平衡时，若一相是冰，一相是Na 2CO 3水溶液，则另一相是：（ ）

A. Na 2CO 3

B. Na 2CO 3·H 2O

C. Na 2CO 3·7H 2O

D. Na 2CO 3·10H 2O

11. 用同一电导池测定浓度为0.01和0.1mol·dm -3的同一电解质溶液的电阻，前者是后者的10倍，则两种浓度溶液的摩尔电导率之比为（ ） A. 1:1 B. 1:2 C ．2:1 D ．3:1

12. 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 )|Pt B. Zn| ZnCl 2(aq)| AgCl|Ag C. Ag|AgCl| KCl(aq)| Cl 2(p ) |Pt D. Pt|H 2( p )| HCl (aq)| Cl 2(p )|Pt

13. 附加压力与液面曲率半径和表面张力的关系为：（ ） A. r

p γ

=

? B. r p γ2=

? C. r p 2γ=? D. r

p γ

4=? 14. 将一玻璃毛细管分别插入水和汞中，下列叙述不正确的是：（ ） A. 管内水面为凹球面 B. 管内汞面为凸球面 C. 管内水面高于水平面 D. 管内汞面与汞平面一致

15. 反应A + B → C + D 的速率方程为r = k [A][B] ，则反应：（ ）

A. 是二分子反应

B. 是二级反应但不一定是二分子反应

C. 不是二分子反应

D. 是对A 、B 各为一级的二分子反应

二、填空题（每小题2分，共10分）

1. 已知在298.15K 下，()()()l s g OH H C C H 522,和 的标准摩尔燃烧焓分别为－285.83kJ·mol -1，－393.15kJ·mol -1 ，－1366.8kJ·mol -1，根据上述数据计算()l OH H C 52在298.15K 下的f m H Θ

? = kJ·mol -1。

2. 稀溶液的依数性包括溶液中溶剂的蒸气压下降 、 、 和渗透压的数值这四个方面。

3. 已知在1395K 时下列反应的标准平衡常数分别为： (1) 2H 2O(g) → 2H 2(g) + O 2(g) K θ1 (2) 2CO 2(g) → 2CO(g) + O 2(g) K θ2

则反应 (3) CO 2(g) + H 2(g) → H 2O(g) + CO(g)的标准平衡常数K θ3=___________。 I ＝ mol·kg -1。

5. 恒温恒压下，向纯水中加入少量表面活性剂，表面活性剂在溶液表面层中的浓度 将 在溶液本体的浓度，此时溶液的表面张力 纯水的表面张力（选填>、<或=）。

三、计算、综合题（共60分）

1. (10分)273.2Ｋ、压力为500kPa 的某理想气体2dm 3，在外压为100kPa 下等温膨胀，直到气体的压力也等于100kPa 为止。求过程中的Q 、W 、ΔU 、ΔH 、ΔS 、ΔA 、ΔG 。

2. (10分)已知A 、B 在温度为90 °C 时纯液体的饱和蒸气压分别为54.22 kPa 和136.12 kPa 。两者可形成理想液态混合物。

（1）一定压力下取含B 摩尔分数为0.5412的A-B 液态混合物置于带活塞的导热容器中，在恒温90 °C 下逐渐降低压力，问压力降到多少时，开始产生气相，求此气相B 的摩尔分数y B ；(6分)

（2） 若将A 、B 两液体混合，并使此混合物在100kPa ，温度为90°C 下开始沸腾，求该液态混合物B 的摩尔分数x B 。(4分)

3.（10分）在288K 将适量CO 2（g ）引入某容器测得其压力为0.0259p ?，若再在此容器中加入过量)(24s COONH NH ，平衡后测得系统总压为0.0639p ?，求 （1）288K 时反应)()(2)(2324g CO g NH s COONH NH +?的Θ

K 。（7分）

（2）288K 时上述反应的Θ

?m r G 。（3分）

4.（8分）某物质的水解为一级反应。100°C 时速率常数为7.92d -1，活化能为56.484kJ·mol -1．求在30°C 时，水解70％所需时间以及此温度下的半衰期。

5. (10分）某原电池Pt|H 2)(Θ

p |H +)1(=a |O 2)(Θ

p |Pt ，已知在298K 时，()

22, 1.228E H H O O Pt Θ+=V ，H 2O(l)的标准摩尔生成焓Θ

?m f H = －286.06 kJ·mol -1。 （1）写出该电池的电极反应和电池反应。（4分） （2）求该温度下电池的温度系数。（6分）

6. （12分)已知A 和B 二组分凝聚态系统相图如下，其中C 为稳定化合物，D 为不稳定化合物。

(1)标出2~9相区内的稳定相（对固体物质名称的统一要求：若是固溶体，请用α、β、γ等符号表示；若是纯物质，请在物质名称后加(s)表示固体，如用A(s)表示固体A ）。(4分)

（2）图中有几条三相线，并写出每条三相线上的相平衡关系式。(4分)

(3)画出系统点a 、b 的冷却曲线，并说明b 曲线冷却过程相变化情况。(4分)

时间T/K

T/K

2010-2011物理化学本科A 卷参考答案及评分标准 一、选择题（20分，每小题2分）

1、 CACAB 6、DCCBD 11、ACBDB 二、填空题(10分) 1、 －276.99（2分）

2、 凝固点降低、沸点升高（共2分，每空1分）

3、 1/2

21K K ΘΘ?? ???

（2分）

4、 0.025（2分）

5、 >， <（2分） 三、计算题（60分） 1、3211201.0m p V p V ==

mol RT

V

p n 44.011== （1分） 0=?=?H U （2分） J V V p W 800)(12-=--=外 （2分）

J W Q 800=-= （1分） 11

2

89.5ln

-?==?K J V V nR S （2分） J S T U A 1609-=?-?=?（1分） J S T H G 1609-=?-?=? （ 1分）

2、解：（1）刚开始出现气相时，可认为液相的组成不变，因此 0.4588

54.220.5412136.12A B A B A B p p p p x p x kPa *

*

=+=+=?+?= （4分）

0.5412136.12

0.747698.54

B B B B p p x x p p *?====（2分） （2）混合物在100kPa ，温度为90°

C 下开始沸腾，则

(1)100A B A B A B A B A A p p p p x p x p x p x kPa *

*

*

*

=+=+=+-=，故

(100136.12)0.4410,

(54.22136.12)10.5590

B

A B

A B A p p kPa

x p p p kPa x x *

**

--=

=

=--=-=（4分）

3、（1）)()(2)(2324g CO g NH s COONH NH +? 开始 0.0259p ?

平衡 2p 0.0259p ?+ p （2分） 平衡时总压

ΘΘΘ=?=+=p p p p p p 01267.00639.030259.0总（2分）

53

2

1048.2)(3

2-ΘΘ?==

p p p K NH

CO （3分）

（2）mol kJ K RT G m r /39.25ln -=-=?ΘΘ

（3分）

4、1221120433.011ln

-=????

?

??-=d k T T R E k k a （4分） d x

k t 16.2111

ln 12=-=

（2分） 1/22

ln 2

16.01t d k =

=（2分） 5、电极反应 负极：-

+

+→e H H 222

正极：

)(2221

22l O H e H O →++-+ 电池反应 )(2

1

222l O H O H →+（3分）

（2）mol kJ H H m f B

B m r /06.286-=?=?Θ

Θ∑ν（2分）

2

2

2

, 1.228V H H O O

Pt

H H

Pt

E E E +

+

ΘΘ

Θ=-=（2分）

K V T E T E ZFT F ZE S T G H p

p m r m r m r /1053.84-ΘΘ

ΘΘ?-=??? ?????

??? ????+-=?+?=?（3分）

6、（1）

（共4分，每空0.5分） （2）三条 （1分）

EF ：()()A s C s l +?（1分）GH ：()()C s D s l +?（1分）IJ ：()()l B s D s +?（1分） （3）略（共4分：画冷却曲线2分，每条1分；描述相变化情况2分）