成绩 物理化学(本科)试卷
试卷号:B260176
校名___________ 系名___________ 专业___________ 姓名___________ 学号___________ 日期___________
(请考生注意:本试卷共 页)
大题 成绩 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 十一 十二 十三 十四 十五
一、填作图题。 ( 本 大 题5分 ) 已知A, B两种液体完全互溶,且p*B?p*A,在常压下具有最低恒沸混合物组成为D。 (1) 试画出该系统的T-x图,p-x图;
(2) 若有一组成介于B与D之间的A,B二组分溶液,经精馏后,在塔顶和塔底各得什么产物?
二、填空题。在题中“____”处填上答案。 (本大题共3小题,总计3分) 1、(本小题1分)
在温度T时,将NH2COONH4 (s) 置于抽空的容器中 ,当反应 NH2COONH4 (s) 2NH3 (g) + CO2 (g) 达平衡时,测得总压力为 p ,则反应的标准平衡常数K =????????????。
2、(本小题1分)
溶入水中能显著降低水的表面张力的物质通常称为???????????物质。
3、(本小题1分)
某一化学反应在温度为300 K与310K,标准状态下,其?rG分别为121.34 kJ·mol -1及123.43 kJ·mol -1。已知该反应在此温度内 ??B Cp,m,(B)=0 ,则此反应的?rS 为 。(填入具体数值)
三、填空题。在题中“____”处填上答案。 (本大题共10小题,总计20分) 1、(本小题2分) 化学反应
N2(g) + 3 H2(g) 2NH3(g)
中三种物质的化学计量数ν(N2)= ,ν( H2) = ,ν(NH3) = 。 2、(本小题2分)
1
50℃时,液体A的饱和蒸气压是液体B的饱和蒸气压的3倍。A,B两液体形成液态混合物,气液平衡时,液相中A的摩尔分数为0.5,则在气相中B的摩尔分数为?????。
3、(本小题2分)
20℃时,O2(g)在水中溶解的亨利常数为4.06×109 Pa,则1吨与空气成平衡的水中最多可溶解?????????mol O2(g)。已知空气的压力为101 325 Pa,O2(g)的摩尔分数为?(O2)= 0.21。
4、(本小题2分)
气态的N2 ,O2溶于水中且达到相平衡,此多相系统的组分数(独立)为________;自由度数为_______。 5、(本小题2分)
反应A + 3B2Y各组分的反应速率系(常)数关系为kA=???????kB??????kY。
6、(本小题2分)
已知K-Rb 二组分系统相图如图所示,今将系统S 经精炼分离,则在固相可得到____纯组分,在液相可得到溶体_____。
7、(本小题2分) 在一定T,p下,反应 A(g) == Y(g) + Z(g) ,达平衡时解离度为?1,当加入惰性气体而保持T,p不变时,解离度为?2, 则?2 ?1,( )(选填大于、小于、等于)。这是因为 。
8、(本小题2分)
bp朗缪尔吸附等温式Γ?Γ?的直线形式是????????????,或??????????????。
1?bp
9、(本小题2分)
铺展系数? 与? (气/液),? (气/固),? (液/固)的关系是?=???????????????;若液体在固体表面上发生铺展,则?????????0。(选填 ?,=,? )
10、(本小题2分)
k??2Y, 则dcY/ d t = ,-dcA/ d t = 。 对元反应 A?
四、选择题。在题后括号内,填上正确答案代号。
(本大题分2小题, 每小题1分, 共2分)
1、 等温等压下,某反应的?rG=5 kJ·mol-1 该反应:( )。
(1)能正向自发进行; (2)能反向自发进行; (3)方向无法判断; (4)不能进行。
2
??2Y,则在动力学研究中:2、 对于任意给定的化学反应A+B?( )。
(1)表明它为二级反应;
(2)表明了它是双分子反应;
(3)表明了反应物与产物分子间的计量关系; (4)表明它为元反应。
五、是非题。在题后括号内,正确的打“√”,错误的打“×”。 (本大题分10小题, 每小题1分, 共10分)
1、热力学第三定律能斯特说法是:随着绝对温度趋于零, 凝聚系统等温可逆反应的熵变趋于零。是不是?( )
2、 热力学标准状态的温度指定为25℃。是不是?( )
3、理想混合气体中任意组分B的化学势表达式为:?B = ?B(g , T) +RTln(pB / p)。是不是?( )
4、 在相同温度与外压力下,水在干净的玻璃毛细管中呈凹液面,故管中饱和蒸气压应小于水平液面的蒸气压力。是不是?( )
-
5、已知25℃时,0.2 mol·kg1的HCl水溶液离子平均活度因子(系数)γ±=0.768,则a±=0.154。是不是?( )
6、偏摩尔量与化学势是同一个公式的两种不同表示方式。是不是? ( )
7、分子间力越大的液体,其表面张力越小。是不是?( ) 8、金属导体的电阻随温度升高而增大,电解质溶液的电阻随温度升高而减少。是不是?( )
-1
9、一个化学反应进行时,?rGm=-220.0 kJ·mol。如将该化学反应安排在电池中进行,则需要环境对系统作功。( )
10、根据电池的电动势和电动势的温度系数求的的反应焓变?H,也就是电池工作时所吸收或放出的热量。是不是?( )
六、问答题。请回答下列各题。
(本大题分2小题, 每小题2分, 共4分) 1、 举出两类?U = 0的过程。
2、 在白磷(亦称黄磷)和红磷中,25℃,100 kPa下热力学稳定的状态为红磷,但目前在不同手册中有的定义?fH(白磷) = 0,有的定义?fH(红磷) = 0 。试问:
(1)这种不同选择对含磷化合物B的标准摩尔生成焓?fH(B)值有无影响? (2)对含磷化合物间化学反应的标准摩尔反应焓?rH值有无影响? 七、计算题。请计算下列各题。 ( 本 大 题4分 )
3
已知25℃时,NaAc,HCl和NaCl无限稀释摩尔电导率分别是91 S·cm2·mol1,426
----
S·cm2·mol1和126 S·cm2·mol1,H+ 无限稀释摩尔电导率是350 S·cm2·mol1。计算Ac无限稀释离子电迁移率。
八、选择题。在题后括号内,填上正确答案代号。 (本大题分9小题, 每小题2分, 共18分)
1、 对一个化学反应,若知其∑?BCp, m(B) > 0 ,则:( )。
-
(1)?rH(2)?rH(3)?rH(4)?rH随温度升高而减小; 随温度升高而增大; 不随温度升高而改变; 随温度变化没有规律;
2、今有冰水两相系统,则在一定T,p下H2O(s),H2O(l)两相相转变的条件是:( )。 (1)?(s)>?(l); (2)?(s)<?(l); (3)?(s)=?(l)。
3、已知反应 CuO(s) == Cu(s) + 1/2 O2(g) 的?rS (T) ? 0 ,则该反应的?rG(T) 将随温度的升高而:( ) (1)增大; (2)减小; (3)不变; (4)无法确定。
4、若某液体在毛细管内呈凹液面,则该液体在该毛细管中将( )。 (1) 沿毛细管上升; (2) 沿毛细管下降;(3)不上升也不下降。
5、 欲比较各种电解质的导电能力的大小,更为合理的应取用:( )。 (1)电解质的电导率值; (2)电解质的摩尔电导率值; (3)电解质的电导值;
(4)电解质的极限摩尔电导率值。
6、电解金属盐水溶液时:( )。
(1)还原电势越正的粒子越容易析出; (2)还原电势越负的粒子越容易析出;
(3)还原电势与其超电势之和越正的粒子越容易析出; (4)还原电势与其超电势之和越负的粒子越容易析出。
7、一些可以作干燥剂的物质在20℃的饱和蒸气压如下:
①NaOH (饱和溶液〕== NaOH (s) + H2O (g), p (H2O) = 140 Pa; ②CaCl2 (饱和溶液)== CaCl2·6H2O + H2O(g), p (H2O) =808 Pa ; ③ NaBr(饱和溶液)== NaBr·2H2O + H2O(g), p (H2O) =1 373 Pa ; ④NaCl ( 饱和溶液)== NaCl (s) + H2O (g), p(H2O)=1 753 Pa; ⑤ w(H2SO4) = 0.90的水溶液, p (H2O) = 0.7 Pa。 已知与硼砂有关的两个平衡的平衡蒸气压:
4
Na2B4O7·10 H2O(饱和溶液) == Na2B4O7·10 H2O(s) + H2O (g),p(H2O) = 2 314 Pa ; Na2B4O7·10 H2O(s) == Na2B4O7·5H2O(s) + H2O(g), p(H2O) = 912 Pa。 为了使硼砂[ Na2B4O7·10H2O (s) ] 保持稳定,最适合的干燥剂是:( )。 (1)①和⑤; (2)②和③; (3)③和④; (4)①和④; (5)②和⑤。
8、在一般情况下不考虑表面的存在对系统性质的影响是因为:( ) (1)表面状态复杂; (2)表面不重要;
(3)表面分子数比内部分子少的多,表面效应不明显; (4)表面分子与内部分子状态一样。
9、25℃时,电池Pt|H2(10 kPa)|HCl(b)| H2(100 kPa)|Pt的电动势E为:( )。 (1)2×0.059 V; (2)?0.059 V; (3)0.0295 V; (4)?0.0295。
九、问答题。请回答下列各题。 ( 本 大 题5分 ) 水的相图如下,由图可知,冰的熔点线OA向左倾斜,为什么?
十、计算题。请计算下列各题。 ( 本 大 题5分 )
已知苯的正常凝固点为5.33℃,摩尔凝固焓?固点降低系数kf = ?(已知苯的Mr = 78.11。) 十一、计算题。请计算下列各题。 ( 本 大 题5分 )
fusHm = 9.95 kJ·mol
?1,计算苯的摩尔凝
二级反应A + BY 在A,B初浓度相等时,经500 s后A有20%反应掉,试问需多长时间才能反应掉60%的A。
十二、计算题。请计算下列各题。 ( 本 大 题6分 )
??Y的速率系(常)数k与温度T具有如下关系式: 等容气相反应A? 5
9622 T/K ( 1 ) 计算此反应的活化能;
( 2 ) 欲使A在10 min内转化率达到90%,则反应温度应控制在多少? 十三、计算题。请计算下列各题。 ( 本 大 题8分 )
在恒定的101?325 kPa下,2 mol,-40℃的液态氨变成为200℃的气态氨,其熵变为多少?已知:Cp?m ( NH3, l)= 75?00 J·K-1·mol-1,Cp?m ( NH3, g ) = [33?64 + 29?27 ? 10-4( T/K )+ 21?34 ? 10-6( T/K )2] J·K-1·mol-1,氨的气化焓?H ( 气化 ) = 24?200 kJ·mol-1,氨的正常沸点为239?7 K。 十四、证明题。 ( 本 大 题1分 )
在等压条件下,将物质的量为n的理想气体加热,使其温度升高1 K,试证明其所作的功为-nRK。
十五、证明题。 ( 本 大 题4分 )
TV及Cp,m?CV,m?R,求证: 已知理想气体系统符合CV,mln(2)??Rln(2)T1V1 lnk/s?1?24.00???Cp,mln(T2p)?Rln(2)。 T1p1
6