07应用化学物化试题A(定)
西北农林科技大学本科课程考试试卷
2006—2007学年第二学期《 物理化学 》课程A 卷 专业年级： 应化05级 命题教师： 杨亚提 审题教师： 考生姓名： 学 号： 考试成绩：
一、选择题（每题1 分,共20分）
1、一定量的理想气体从相同始态分别经等温可逆膨胀，绝热可逆膨胀达到具有相同压力的终态，终态体积分别为
V 1，V 2，则有 （ ）
A 、V 1>V 2
B 、V 1 C 、V 1=V 2 D 、无法确定 2 、下列公式中不正确的是 （ ） A 、S T G p -=??)( B 、V p G T =??)( C 、2)/(T U T T A V -=?? D 、2)/(T U T T G p -=?? 3、△r G m =△r G m O +RTln Q ，当选用不同的标准状态时，反应的△r G m O 改变，该反应 的 △r G m 和Q 将 （ ） A 、都变 B 、都不变 C 、Q 变，△r G m 不变 D 、Q 不变，△r G m 变 4、对于理想溶液，其形成过程的体系热力学函数的变化为 （ ） A 、△H =0，△S =0，△G <0 B 、△H =0，△G =0，△S >0 C 、△V =0，△H =0，△S >0 D 、△V =0，△S =0，△H =0 5、为马拉松运动员沿途准备的软饮料应该是哪一种 （ ） A.白开水 %的葡萄糖水 C.高能量饮料 D.含适量维生素的等渗饮料。 6、H 2SO 4与水可形成（s ），（s ），（s ）三种水合物，在下，能与硫酸水溶液和冰达平衡的硫酸水合物最多可有多少种 （ ） A 、3种 B 、2种 C 、1种 D 、0种 7 、克-克方程可用于 （ ） A 、I 2 (s) ==== I 2 (g) B 、C(石墨)====C(金刚石) C 、I 2 (g,T 1) ==== I 2 (g,T 2) D 、I 2 (s) ==== I 2 (l) 8、一定体积的水，当聚成一个大球，或分散成许多小水滴时，在相同温度下，这两种状态的性质保持不变的是 （ ） A 、表面能 B 、表面张力 C 、比表面积 D 、液面下的附加压力 9、理想气体是 （） A、独立的不可别粒子体系 B、相依的粒子体系 C、独立的可别粒子体系 D、定域的可别粒子体系 10、某体系有1molNO分子，每个分子有两种可能的排列方式，即NO和ON，也可将体系视为NO和ON的混合物。在0K下，该体系的熵值为（） A、S0=0 B、S0=k ln2 C、S0=Rln2 D、S0=2k ln2 11、在，下，摩尔平动熵最大的气体为（） A、H2 B、CH4 C、NO D、CO2 12、298K时A和B两种气体在某一溶剂中溶解的享利系数分别为k A和k B，且知k A>k B，则当A和B压力相同时，在该溶剂中所溶解的量是（）的量大于B的量的量小于B的量 的量等于B的量的量与B的量无法比较 13、有一放热反应：2A（g）+B（g）=C（g）+D（g），下列条件中哪一种可使反应向正向移动（） A、升高温度，降低压力 B、降低温度，降低压力 C、升高温度，升高压力 D、降低温度，升高压力 14、下列物质的水溶液，在一定浓度下，其正离子的迁移数（t B）如下所列，选用哪一种物质做盐桥，可使电池的液体接界电势减至最小（） A、BaCl2(t(Ba++)= B、NaCl(t(Na+)= C、KNO3(t(K+)= D、AgNO3(t(Ag+)= 15、，当H2SO4溶液的浓度在低浓度区增加时，其电导率k和摩尔电导率Λm将（） A、k减小，Λm增加 B、k增加，Λm增加 C、k减小，Λm减小 D、k增加，Λm减小 16、298 K时，已知Cu2+ +2e =Cu φ1 = , Cu++e = Cu φ2 = ,则反应Cu2+ + e =Cu+的φ3是（） A、B、C、D、 17、某反应的速率常数为，其反应物起始浓度为L，则其半衰期（） A、B、. C、. D、. 18、在,, μ（H2O）l与μ(H2O)g的关系是（） A.μ(H2O)l >μ(H2O)g B.μ(H2O)l =μ(H2O)g C.μ(H2O)l <μ(H2O)g D.无法确定 19、电解金属盐的水溶液时，其现象为（） A、还原电势愈正的金属离子愈容易析出 B、还原电势与超电势之和愈正的金属离子愈容易析出 C、还原电势愈负的金属离子愈容易析出 D、还原电势与超电势之和愈负的金属离子愈容易析出 20、溶胶的基本特征可归纳为（） A、高度分散和聚结不稳定性 B、多相性和聚结不稳定性 C、不均匀性和热力学不稳定性 D、高度分散，多相性和聚结不稳定性 二、填空题(1个空格1分，共20分) 1、理想气体经过节流过程，气体的△U________，△H________。（填入>0，<0或=0） 2、1mol甲苯在p0、383K（正常沸点）下与同温热源接触，使其向真空蒸发完全变成p0，383K下的苯蒸气，该过程的△G=________，该过程是一个_______过程。 3、对于宏观热力学体系，能级愈高，此能级量子态所具有的分子数________；体系温度愈高，高能级所具有的分子数________。 4、电池反应中，当反应达到化学平衡时，其电池电动势为________(填入>0，<0或=0)，若计算得某电池电动势为负值时，则表示此反应向________ 移动。 5、不论是电解池或是原电池，极化的结果都是使阳极电势________，阴极电势________；电解过程中极化作用使消耗的电能________。 6、表面活性剂的HLB值越小，其________性越强，适用于制备________型的乳状液。 7、ζ电势是当固液相发生相对移动时，_____________与溶液本体之间的电势差。在晴朗的日子里，天空是蓝色的，这是因为_____________。 8、对于连串反应，若中间物为主产物，为得到较多的主产物，应采取的手段是控制________。 9、凝胶在放置过程中分离出液体的现象称为________。 10、一定量的高分子加入溶胶中可使溶胶絮凝，其絮凝机理是________。 11、液体在固体表面的润湿程度用________衡量，当________时，称为不润湿。 三、是非题（下述各小题中的说法，你认为正确的在括号中填“√”，错误的填“×”；每小题1分，共10分） ( )1、夏天将室内电冰箱的门打开，接通电源，并紧闭门窗（设门窗均不传热），这可降低室内温度。 ( )2、因为可逆热机的效率最高，用可逆热机拖动火车，可加快火车的速度。 ( )3、相图中的点都是代表体系状态的点。 ( )4、偏摩尔量就是化学势。 ( )5、对不同反应来说，活化能大的反应其速率常数对温度的变化愈敏感。 ( )6、同温度、压力下，浓度都是 的食糖和食盐水溶液的渗透压相等。( )7、玻兹曼分布可以代表平衡分布。 ( )8、过量电解质的存在对溶胶起稳定作用，少量电解质的存在对溶胶起破坏作用。 ( )9、溶胶和高分子溶液属于牛顿型液体。 ( )10、离子独立运动定律，即可应用于无限稀释强电解质溶液，又可应用于无限稀释弱电解质溶液。 四、计算题（42分） 1、1mol 理想气体从300K,100kPa 下等压加热到600K ，求此过程的Q 、W 、△U 、△H 、△S 、△A 、△G 。已知此理想气体300K 时的S m =，C p ,m = 。（12分） 2、在，下，反应CO （g ）+H 2O （g ）=CO 2（g ）+H 2（g ）的数据如下： CO H 2O CO 2 H 2 1mol /-??kJ H O m f 11mol /--?K J S O m 11.mol /--?K J C m p 将各气体视为理想气体，试求： （1）时，反应的热力学平衡常数。 （2）596K 时，反应的△r H m 和△r S m 。 （3）596K 时反应的。（8分） 3、实验测得某气相反应2A →2B+D 的半衰期与初始压力成反比，且 p A ，0（kPa ） t 1/2（s ） T/K 1520 900 212 1000 （1）试确定此反应的级数和900K 、1000K 时的速率常数。（2）计算活化能。 （3）1000K 时，将A 放入真空容器，且使p A ，0= 54 kPa ，则计算系统总压达到时所需的时间。（10 分） 4、已知时，下列电池的电动势E =，Cu （s ）|Cu （Ac ）2（·kg -1）|AgAc （s ）|Ag （s ）在310K 时，E =，又已知时，Ag O Ag ,+?=，Cu O Cu ,2+?=，F = 96500C.mol －1 （1）写出电池反应和电极反应。 （2）求时，电池反应的△r G m 、△r H m 、△r S m 。 （3）求时，AgAc （s ）的溶度积K sp ，设活度系数均为1。（12分） 五、下图为水盐体系(NH 4)2SO 4-H 2O 的溶解度图， (1)指出各相区分别由那些相组成；(2)图中的点A 、线LA 、AN 代表哪些相平衡共存； (3)根据相图说明在从30%的(NH 4)2SO 4溶液中提制(NH 4)2SO 4晶体的过程。（8分） 定压 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 273K 253K N L T/K 下列公式可供选用： ΔU = Q + W V p W V V e d 21?-= ΔH = Q p ΔU = Q V ΔU = nC V ,m ΔT ΔH = nC p ,m ΔT C p,m ―C V,m = R ? ?+?=?21)()(12T T p m r m r dT C T H T H θθ ?=?T Q S R δ ??+?=?21)()(12T T p m r m r dT T C T S T S θθ ΔG = ΔH –Δ(TS) d G = –S d T + V d p 2)/(T H T T G m r p m r ?-=??? 2)ln (RT H T K m r p θθ?=?? B B B ln x RT +=*μμ Q RT G G m ln r m r +?=?θ θK RT G ln θm r -=? A A A x p p *= ΔT f =K f m B ΔT b =K b m B RT c B =π f = C – Φ + 2 A l G =κ c κ=Λm θθnFE G m r -=? θθθ??-+-=E Q nF RT E E ln -=θ t k c c A A A =0,ln t k c c A A A =-0,11 t k c c A A A,0=- )11(ln 2 1θm 12T T R H p p -?= RT E a Ae k -= r p σ2 =? r RT M p p r 12ln 0ρσ= T c RT c Γ)(??-=γ ap ap ΓΓ+=1m l g l s s g θcos ----=σσσ （4分） p m r T E n F S )(??=?1 2ln V V nRT W -=?=?21d m ,T T p T T nC S 西北农林科技大学本科课程考试 参考答案与评分标准 考试课程：物理化学学年学期：2006-2007-2 试卷类型：A 卷考试时间：2007-07-15 专业年级：应化05级 一、选择题（每题1 分,共20分） 19A 二、填空题(1个空格1分，共20分) 1、=0 ，=0 2、=0，自发 3、越少；越多 4、=0；逆向 5、越大，越小，越多。 6、亲油性，W/O 7、相对滑移面，光散射8、反应时间9、离浆（脱液收缩） 10、桥联11、接触角，>90° 三、判断题（每小题1分，共10分） 1. × 2.× 3. √ 4. × 5. × 6. × 7. √ 8.× 9. ×10. √ 四. 计算题（共42分） 1.(12分) 解：W＝－pV=－p(V2-V1) =－pV2+pV1= -nRT2+ nRT1= nR(T1-T2) =1mol×-(2分) U= nC V,m (T2-T1) =1mol×6506J(2分) H= nC p,m (T2-T1) =1mol×9000J(1分) Q p=H=9000J(1分) S = n C p,m ln(T2/T1) =1mol×(2分) 由S m(600K)=S m(300K)+S = +－－1 =分) TS = n(T2S2－T1S1) (1分) =1mol×(600K×=－50968J (1分) G =H－TS＝9000J－57474J =－48474J (1分) 2、（8分） 解：（1）时 △r H m0=++ = (1分) △C p =+ = = + = - 分) △r G m 0 = △r H m 0 - T △r S m 0 = – ×(- ×10-3 = (1分) (1分) (2) 596K 下 由基尔戈夫定律及△C p 为常数,可有 △r H m 0(T)= △H 0 + △C p T △H 0 = △r H m 0(298) - △C p = ×103 – × ×10-3= 则596K 时 △r H m 0(596K)= + ×596×10-3 = 或 (1分) (1分) （3）596K 时反应的 △r G m 0（596K ） = △r H m 0（596K ）- 596×△r S m 0（596K ） = – 596×(- ×10-3 = (1分) (1分) 3、(10分) 解：（1）根据半衰期与初压成反比可知该反应符合二级反应（1分） 且 t 1/2 = 1/p 0k （1分） 41 11 3001098.9)298..314.8.)10518.28(ex p()ex p()298(?=??=?-=---K K mol J mol J RT G K m r 1.228.40) 15.298596(20.3167.41d )15.298()596(=? ?-=-?+-=?+?=??mol kJ T C K H K H T T p m r m r r 1159615.298..18.4015 .298596 ln 20.34.42d )15.298()596(--??-=?+-=?+?=??mol K kJ T T C K S K S p m r m r 71 .26)596..314.8.)10278.16(ex p()ex p()596(111 3 00=??=?-=---K K mol J mol J RT G K m r T = 900K k 1 = 1/t 1/2 p 0 = 1/(1520× = ×10-5kPa -1s -1（1分） T = 1000K k 2 = 1/ t 1/2 p 0 = 1/(212×48) = ×10-5kPa -1s -1 （1分） （2）根据 求得E a = （2分） (3) 2A → 2B + D t = 0 0 0 t kPa 2pkPa pkPa （1分） p 总 = 2p + 2p + p = p = 10kPa （1分） 根据二级反应动力方程 1/(54-2p) – 1/54 = k 2t （1分） t = （1分） 4、(12分) 解：(1) 正极反应 2AgAc(s) +2e －→ 2Ag(s) +2Ac － 分) 负极反应 Cu → Cu 2+ + 2e －分) 电池反应 2AgAc(s) +Cu → 2Ag(s) +CuAc 2 (1分) (2)已知298K 时，E 1 = 310K 时，E 2 = 则 (d E /d T )p = (E 2 – E 1)/(T 2-T 1) = = ×10－－1 (2分) r G m = －nFE =－2×96500C.mol －1×= － (1分) r S m = nF (d E /d T )p = 2×96500C.mol －1××10－－1 (1分) = (1分) (3)设计电池Ag （s ）|Ag +（）|| Ac -（）|AgAc （s ）,Ag （s ）(1分) 电池反应 AgAc (s) → Ag + + Ac - （1分） θ θθ??Ag Ag Ag AgAc E ,,+-= 根据（1）电池(2分) V a F RT E a F RT E Q nF RT E E Ac Cu Cu Cu Ag AgAc Ac Cu Cu Cu Ag AgAc 638.02.01.0ln 965002298 314.8337.0372.0ln 2ln 2ln 2 )(,,)(,,2 22 2=?? ?++=++=--=-=++θθ θθθ????) 9671 10301 (314.868.183.9ln ) 11 (ln 1 212--=-- =a a E T T R E k k 所以 （1分） 则 lnK sp = nE 0F/RT = 1××96500C.mol -1/ (1分) K sp = ×10-3 五、（8分） 解(1) Ⅰ：(NH 4)2SO 4水溶液，单相；Ⅱ：(NH 4)2SO 4水溶液+(NH 4)2SO 4(s)，两相； Ⅲ：(NH 4)2SO 4水溶液+冰(s)，两相；Ⅳ: (NH 4)2SO 4(s)+冰(s)，两相。（4分） (2) A: (NH 4)2SO 4(s)+冰(s)+溶液(l) ，三相平衡点；线LA ：H 2O(l)===H 2O(s)两相平衡线；AN ：(NH 4)2SO 4水溶液=====(NH 4)2SO 4(s 两相平衡线（3分） (3)先等温浓缩，再降温。（1分） V E Ag Ag Ag AgAc 161.0799.0638.0,,-=-=-=+θθ θ??