物理化学试题卷（A）
考试时间：2007年1月11日8:00-10:00
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一．填空（20分，每空1分）（可做在试题卷上，也可做在答题纸上）
1、 当液体饱和蒸汽压与外界压力相等时，出现_________的现象，此时相应的温度称
为液体的___________。
2、 每种气体都存在一个特殊的温度，在该温度以上，无论加多大压力，都不可能使气
体液化。这个温度称为___________；这个温度下的饱和蒸汽压称为__________。 3、 焦耳实验证明理想气体的热力学能____________有关。焦耳－汤姆逊实验证明，真
实气体的焓H不只是___________的函数。
4、 在高温、低温两热源间工作的所有可逆热机，其热效率必然______，与工质及其变
化的类型________。
5、 稀溶液中溶剂的蒸汽压下降、___________降低、_________升高和渗透压的数值，
仅与一定量溶液中溶质的质点数有关，而与溶质的本性无关，故称这些性质为稀溶液的依数性。
6、 理想气体混合物中组分B的化学势与其分压pB=yBp之间的关系式为?B(pg)=
??B(g)+RTln(pB/p?)。若真实气体混合物中组分B的逸度为fB，则其化学势可表示为_______________________，逸度因子定义为________________。
7、 相律表示式F=C-P+2中，F为自由度数，C为_____________，P为_____________。 8、 在稀溶液中，离子强度I定义为
I=??bBzB2
摩尔浓度为b的FeCl3溶液的离子强度为________。
9、 胶体系统透明或不透明，但均可发生_________，胶体粒子扩散速率______，不能
透过半透膜，有________的渗透压。 10、 如下图所示，管中液体对毛细管壁完全浸润，当加热管中水柱的右端时，右端
液面的表面张力 ，水柱将向 移动。
加热
二．简要回答下列问题（20分，每小题4分）
1、热带海洋中，表面上的热水与表面之下的冷水间有一定的温差，能否利用这一现象造成
一部热机？为什么没有看到使用这样的热机？
-42-1-42-1
2、 已知25℃时，?m?(NaAc) = 91.0×10 S·m·mol，?m? (HCl)=426.2×10 S·m·mol，
?m? (NaCl)=126.5×10-4 S·m2·mol-1，请问25℃时?m? (HAc)是多少？
3、 什么是催化剂？为什么加入催化剂，化学反应速率会加快？催化剂能否改变化学反应当
平衡状态？
4、已知95?C时，纯液态物质A(l)和纯液态物质B(l)的饱和蒸汽压分别为pA*=76.0kPa，
pB*=120.0kPa二者形成理想液态混合物。在一抽真空的容器中，注入A(l)和B(l)，恒温95?C，达到气－液平衡时，系统总压为103.0kPa。试求此平衡系统气、液两相的组成yB与xB各为多少？
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5、温度对反应速率的影响，可用速率常数k随温度T变化的函数来表示。写出定量表示k
与T的关系的最著名的方程，并指出其中各符号代表的物理量。它是否适用于光化反应？ 三．（15分）在一导热的气缸中盛有1mol理想气体，开始处于（p0, V0, T0）状态，分别经过下列三个过程达到末态（p0/2, 2V0, T0），环境温度保持在T0： （1）可逆等温膨胀过程
（2）外界压力为p0/2的等压过程 （3）自由膨胀过程
分别求出各过程的传热Q、热力学能的变化?U、焓变?H、系统熵变?Ssys、环境熵变?Samb和总熵变?Siso。最后将相应结果填入下表中，并对这些结果进行讨论。
过程 可逆等温 等压 自由膨胀 Q ?Ssys ?Samb ?Siso 四．（15分）现有如下化学反应：
CH4(g) + CO2(g) ? 2CO(g) + 2H2(g)
(1) 利用附表中各物质的标准摩尔熵Sm?，标准摩尔生成焓?fHm?数据，求上述反应在25?C
时的标准摩尔反应熵?rSm?和标准摩尔反应吉布斯函数?rGm?；
(2) 利用附表中各物质的标准摩尔生成吉布斯函数?fGm?数据，求上述反应在25?C时的
?rGm?； (3) 在25?C下，若始态CH4(g)和CO2(g) 的分压分别为150kPa, 末态CO(g) 和H2(g)的压力
均为50kPa，求反应的摩尔反应熵?rSm和摩尔反应吉布斯函数?rGm。(提示：设计一条途径，利用标准状态下反应的热力学函数变，计算在指定条件下的有关函数变。ln2=0.693, ln3=1.099, ln10=2.303, ln50=3.912, ln150=5.011)
附表：25?C时一些物质的热力学数据
?fHm?(kJ·mol-1) ?fGm?(kJ·mol-1) Sm?(J·mol-1·K-1)
CH4(g) -74.81
-50.72 186.264
CO2(g) -393.509 -394.359 213.74
CO(g) -110.525 -137.168 197.674
H2(g) 0 0
130.684
五．（10分）Ag可能受到H2S（气）的腐蚀而发生如下反应：
H2S(g) +2Ag(s)==Ag2S(s) +H2(g)
今在298K、100kPa下，将Ag放在等体积的H2和H2S组成的混合气体中。 试问：⑴ Ag是否可能发生腐蚀而生成Ag2S？
⑵ 在混合气体中，H2S的百分数低于多少才不致发生腐蚀(不必计算出具体数值)？ 已知298K时，Ag2S和H2S的标准生成吉布斯函数分别为–40.25和–32.93kJ／mol。
六．（10分）试计算25?C时下列反应当电动势。
Zn|ZnSO4( b=0.001 mol·kg-1)‖CuSO4 ( b=1.0 mol·kg-1)|Cu
已知25?C时0.001 mol·kg-1 ZnSO4水溶液的平均离子活度因子?? = 0.734，1.0 mol·kg-1 CuSO4
水溶液的 ?? =0.047；E?(Zn2+ |Zn)=-0.7630 V，E?(Cu2+ |Cu)=0.3400 V。（提示：纯固体的活度为1，离子活度a + = ? + (b+ /b? )，可近似认为 ?＋= ?－ = ?? 。ln0.743=-0.297, ln0.047=-3.058;
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lg0.743=-0.129, lg0.047=-1.328） 七．（10分）25?C时，酸催化蔗糖转化反应
C12H22O11 + H2O ? C6H12O6 + C6H12O6 （蔗糖） （葡萄糖） （果糖）
的动力学数据如下（蔗糖初始浓度c0为1.0023 mol·dm-3，时刻t的浓度为c ）：
t /min (c0-c)/(mol·dm-3) ln (c/ c0) 0 0 0 30 0.1001 -0.1052 60 0.1946 -0.2159 90 0.2770 -0.3235 130 0.3726 -0.4648 180 0.4678 -0.6287 试用作图法证明此反应为一级反应。求算速率常数和半衰期；问蔗糖转化95％需要多少时间？（ln2=0.693, ln10=2.303. 图可画在试题卷上）
0.0-0.1-0.2ln(c/c0)-0.3-0.4-0.5-0.6-0.7020406080100120140160180t (min)
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