物理化学期末考试试题库(附答案与解析)
第一章热力学第一定律
选择题
。关于焓得性质, 下列说法中正确得就是（）
(Ａ)焓就是系统内含得热能，所以常称它为热焓(B）焓就是能量, 它遵守热力学第一定律
(C）系统得焓值等于内能加体积功(D) 焓得增量只与系统得始末态有关
答案：Ｄ。因焓就是状态函数。
．涉及焓得下列说法中正确得就是（)
(A）单质得焓值均等于零（Ｂ）在等温过程中焓变为零（C）在绝热可逆过程中焓变为零（Ｄ）化学反应中系统得焓变不一定大于内能变化
答案:D.因为焓变ΔＨ＝ΔＵ+Δ（pＶ)，可以瞧出若Δ(pV)＜0则ΔH＜ΔU。
1.与物质得生成热有关得下列表述中不正确得就是（)
(A）标准状态下单质得生成热都规定为零（B）化合物得生成热一定不为零(Ｃ）很多物质得生成热都不能用实验直接测量
（D) 通常所使用得物质得标准生成热数据实际上都就是相对值
答案：A。按规定，标准态下最稳定单质得生成热为零。
2。下面得说法符合热力学第一定律得就是()
(A)在一完全绝热且边界为刚性得密闭容器中发生化学反应时,其内能一定变化
（Ｂ) 在无功过程中, 内能变化等于过程热, 这表明内能增量不一定与热力学过程无关
（C)封闭系统在指定得两个平衡态之间经历绝热变化时，系统所做得功与途径无关
(D）气体在绝热膨胀或绝热压缩过程中，其内能得变化值与过程完成得方式无关
答案：C。因绝热时ΔＵ=Q＋W＝W.（A）中无热交换、无体积功故ΔU＝Ｑ+W＝０。（B）在无功过程中ΔU=Q,说明始末态相同热有定值,并不说明内能得变化与过程有关。（D)中若气体绝热可逆膨胀与绝热不可逆膨胀所做得功显然就是不同得，故ΔU亦就是不同得。这与内能为状态函数得性质并不矛盾,因从同一始态出发，经绝热可逆膨胀与绝热不可逆膨胀不可能到达同一终态。
．关于节流膨胀，下列说法正确得就是
(A)节流膨胀就是绝热可逆过程（B）节流膨胀中系统得内能变化（C)节流膨胀中系统得焓值改变（D）节流过程
中多孔塞两边得压力不断变化
答案：B
3。在实际气体得节流膨胀过程中,哪一组描述就是正确得:
(Ａ）Q〉0，H＝0，p < 0 (B）Ｑ＝0, Ｈ<0，p〉0 (C）Q＝0, H＝０，p〈0 (D）Ｑ〈0，H ＝0, p＜0
答案：C。节流膨胀过程恒焓绝热且压力降低。
4。系统经一个循环后,ΔH、ΔU、Q、Ｗ就是否皆等于零？
答:否。其中Ｈ与U为状态函数,系统恢复至原态后其值复原,即ΔH＝0、ΔU＝0。而热与功就是与途径有关得函数,一般不会正好抵消而复原，除非在特定条件下,例如可逆绝热膨胀后又可逆绝热压缩回至原态,或可逆恒温膨胀后又可逆恒温压缩回至原态等。
1、在温度T、容积V都恒定得容器中,含有A与B两种理想气体,它们得物质得量、分压与分体积分别为nＡ,pA，V A与ｎB,ｐB，VＢ，设容器中得总压为ｐ.试判断下列公式中哪个就是正确得（)。
（Ａ)（B)
（C) (D)
答：（Ａ）只有(Ａ）符合Daltｏｎ分压定律。
４、真实气体液化得必要条件就是（)。
(A）压力大于(B)温度低于
(C）体积等于(Ｄ）同时升高温度与压力
答：（B）就是能使气体液化得最高温度，温度再高无论加多大压力都无法使气体液化.
;填空题
．节流膨胀过程又称为＿恒焓＿_＿过程，多数气体经此过程后引起温度__下降____＿、（2分)
5。25 ℃下，1mol N(可视为理想气体）由1 dｍ3膨胀到５dm3,吸热２ｋJ，则对外作功W =
2 kJ(按系统得功为正得规定)、
第二章 热力学第二定律
;选择题 6．对任一过程，与反应途径无关得就是
(Ａ) 体系得内能变化 (B) 体系对外作得功 （C ） 体系得到得功 （D ） 体系吸收得热
答案：Ａ.只有内能为状态函数与途径无关,仅取决于始态与终态。
．在绝热条件下，迅速推动活塞压缩气筒内空气，此过程得熵变 (Ａ) 大于零 （Ｂ) 小于零 （C) 等于零 (Ｄ） 无法确定
答案:Ａ.绝热不可逆过程熵要增加.
一卡诺热机在两个不同温度之间得热源之间运转， 当工作物质为气体时, 热机效率为42%, 若改用液体工作物质, 则其效率应当
(A ） 减少 (Ｂ） 增加 （C ） 不变 （D) 无法判断 答案：C
． 在标准压力下，100℃得液态水气化为100℃得水蒸汽，体系得熵变为:
（Ａ)ΔS 体>0 （B)ΔS 体＜０ (C ）ΔS 体=０ （D)难以确定
答案:A.液态变为气态时,混乱度增加,故熵增加。
.26３K 得过冷水凝结成263K 得冰，则:
（Ａ）ΔS ＜ 0 （Ｂ)ΔS > 0 (C ） ΔS ＝ 0 （D ） 无法确定 答案:Ａ。恒温下液体变固体熵减少。
.理想气体从状态I 经自由膨胀到状态II,可用哪个热力学判据来判断该过程得自发性?
（A ）ΔＨ （B) ΔＧ (C ）ΔＳ隔离 （D) ΔU 答案:C.理想气体自由膨胀不做功，亦不换热，故为隔离系统。
． 在α，β两相中均含有Ａ与B 两种物质，当达到平衡时,下列种哪情况就是正确得：
A B A A A B A B (A) (B) (C) (D) αααβαβββμμμμμμμμ==== 答案：Ｂ
7．热力学第三定律可以表示为：
(A)在０K 时，任何晶体得熵等于零 (Ｂ）在0K 时，任何完整晶体得熵等于零
(C ）在0℃时，任何晶体得熵等于零 (D)在0℃时，任何完整晶体得熵等于零 答案：B
；问答题
；填空题
8。一个过程系统得熵变为△S ， 而另一个过程得始终态与前过程相同，但路径不同，则此过程系统得熵变应为__△Ｓ___。(1分）
因为状态函数与过程无关
；计算题
.(15分）１0１、３ ｋPa 下， 1 mol 得 1００ ℃水与 10０ ℃得大热源相接触, 经过两种不同得过程到达终态 100 ℃, 1０1、3 kPa 得水蒸气: （1）保持压力不变; （2)向真空膨胀、试分别计算这两种过程得 Ｑ， Ｗ，△U,△H ，△Ｓ,△A 及△G 并判断过程就是否可逆、已知 １0０℃,101、3 kPa 下水得气化热
△vapH Θm = ４０、７1 ｋJ 、mol —1
， V (ｌ) = 18、8×10—6 m 3、mol －1， V （ｇ) = ３、02×
１０－２ m ３、mol -1、 解： (１) W ＝ － p △V = - 101、3×1０３×(3、02×10－2-18、8×１0—６) ＝ - 3、06 kJ Q = △H = 40、71 k Ｊ △U ＝ Q + Ｗ ＝ 40、71 - 3、06 = 3７、65 ｋJ △S = Q ／Ｔ = ４0、7１×１0－３/３７3 = 1０９、１ J 、Ｋ △A = △U － T △S ＝ 37、６5 - 40、７1 = — 3、06 kJ △G = 0 ∵ 在沸点下蒸发，故为可逆过程、由 △Ｇ = 0 也可判断、
(2） Ｗ ＝0
△Ｕ = ３7、65 kJ △Ｈ = ４0、71 kJ △S = 109、1 J 、Ｋ
△A= - 3、06kJ △G ＝0
Q＝△Ｕ-Ｗ=３7、65 kJ
△S（环) =—Ｑ/T= -(△Ｕ—W）/T= －3７、6５×10－3/373 = - １00、９Ｊ、K
△S（总) = △S + △S（环) ＝１０9、１—100、９＝８、2 Ｊ、K －1＞0 过程（2)为不可逆过程、
.将装有0、2 mol乙醚得微小玻璃泡放入３08、１5Ｋ、20 ｄm３得恒温密闭容器内,容器内充满１0０kPａ、x mｏl氮气。将小泡打碎,乙醚完全汽化并与氮气混合。已知乙醚在1０0 kPa下沸点为３08、15K,此时得蒸发焓为２5、10 ｋJ·ｍol-1.试求
(１)混合气体中乙醚得分压；
（2)分别计算氮气与乙醚得△H、△Ｓ、△G。(10分）
解：(１) ＝ =０、２*8、314*３08、15／２０25６2１Ｐａ＝25、６2kＰａ
（2) 变化过程中氮气得温度与分压没变,故△H＝0J、△Ｓ=０J·K－1、△G=0J.
乙醚得变化过程可设想为:
乙醚(l,３０8、15K，10０kPａ）乙醚（g,308、1５K,1０0kPａ）
乙醚(ｇ,308、1５K,p乙醚）
于就是:△H=△H1+△Ｈ2=(0、２×２５、10+０）kJ =5、02 kJ
Ｓ=△S1+△S2=
＝Ｊ·Ｋ—１
=18、56 J·K-1
G=△Ｇ1+△Ｇ2= 0+J
=—６97、8J
或者采用下式计算△G=△Ｈ－Ｔ△S
第三章多组分系统热力学
;选择题
. 两液体得饱与蒸汽压分别为ｐ＊A，p*B ,它们混合形成理想溶液,液相组成为x,气相组成为y，若p＊A〉p＊B ,则: (A）ｙA〉xＡ（B)ｙＡ＞y B（Ｃ）x A＞y A(D)y B〉y A 答案:Ａ
。已知373K时液体A得饱与蒸气压为1３3、2４kＰａ,液体B得饱与蒸气压为66、62kPa。设A与B形成理想溶液，当溶液中A得物质得量分数为0、５时，在气相中A得物质得量分数为:
(A)1 （Ｂ）1/２(C) 2/3 (D）１/3答案:C
；填空题
。在20℃、标准压力下各为0、8mｏｌ得水—乙醇混合物,水与乙醇得偏摩尔体积分别为17、0与57、４ｃm3·mol －1，则该混合物得体积为__(0、8×17、０＋0、8×５7、4) cm3·ｍol－１= 59、５2cm3·ｍol-１＿。(２分）
！第四章化学平衡
;选择题
.下面得叙述中违背平衡移动原理得就是
(Ａ）升高温度平衡向吸热方向移动(B) 增加压力平衡向体积缩小得方向移动
（C)加入惰性气体平衡向总压力减少得方向移动(D）降低压力平衡向增加分子数得方向移动
答案：C。加入惰性气体平衡向总压力增大得方向移动
．已知反应２NＨ3 ＝Ｎ2 +３H2，在等温条件下,标准平衡常数为0、25，那么,在此条件下，氨得合成反应1／２Ｎ2 +3/2 Ｈ２＝NＨ３得标准平衡常数为:N2+３H2=2NH3 标准平衡常数为4 所以答案为C （A）4(Ｂ）0、 5 (Ｃ）2(D）1
答案:C。
．某温度时，NH４Cｌ(s）分解压力就是ｐ ，则分解反应得平衡常数Kｐ 为:
（A） 1 （Ｂ)１/2(C）1/4 （D）1/8
答案：C。某温度不，固体分解为气体产物得平衡总压称为该固体得分解压力。此题中得分解压力为ｐ ,可见分解产物NH３与HCｌ得分压均为（１/2）ｐ 。
.在11０0℃时,发生下列反应：
(1) C(s）+2Ｓ(s)=ＣＳ2(g）Ｋ1 =０、25８
(2) Cu2S(s）+H2（ｇ）=2Cu（s)+H2S（g）K２ =3、9 1０-3
(3）２H2S（g）=2H2（ｇ)+２S(s）K3 =２、29 10－２
则１１00℃时反应C(s）+２Cu2S(s）＝4Cu(s)+ＣS2（g ）得K 为：
(A）8、9910－８(B）８、991０－５（C)3、6９×１０－5(Ｄ）3、69１0-8
答案:A 。反应(3)=(1）－2（2)+(３)故K K1 (K2 )２K３
。在298K时，气相反应H2+ Ｉ2= 2ＨI得r G m =-１6７７8J·mｏl－1，则反应得平衡常数Ｋp 为：
(Ａ）２、0 1012（Ｂ)5、９1 1０6（Ｃ）８７3 (D）18、9 答案：C。根据。
.加入惰性气体对哪一个反应能增大其平衡转化率？
(A)Ｃ6H５C2H5（ｇ)= C6H5C2H3(g）+ H2(g)（B）ＣＯ(g) ＋H2Ｏ（ｇ) ＝ＣＯ２(g）+ H2(g) （C）３/2 Ｈ2（g）＋1/２N2(ｇ) ＝NH3(g）(D）CH3ＣOOＨ(l）+ Ｃ２H5OH(l)= H2Ｏ(l）+ C２H5CＯOH3(l) 答案：Ａ
;填空题
.气相反应Ａ2(g）+2B2 (g）=2AB2 (g),其△H=—200ＫJ·mol－1，采用（降低，恒定，提高）＿降低_温度与（降低，恒定，提高）__提高＿_压力措施可使平衡最有效地向右移动？（2分)
放热反应,△vＢ＞0，故降低温度，提高压力有利于反应向右移动。
。在温度为T时反应C（ｓ）+O２（g）= ＣO２（ｇ）、C(s）+（1／2)O2（g) ＝ＣＯ(ｇ) 得平衡常数分别为K1、K2，则反应CＯ（g）+O2 (ｇ) =CO2(g）得平衡常数为＿__K1/K2______.（1分)
!第五章相平衡
；选择题
9.一单相体系, 如果有3种物质混合组成, 它们不发生化学反应，则描述该系统状态得独立变量数应为
（A）３个（B）4个（C）5个（D）6个答案:Ｂ.F＝Ｃ－P+２=3－1+2=４
.ＮａCl(s）, NaCｌ水溶液及水蒸汽平衡共存时, 系统得自由度
(A）Ｆ=０（B）F=１(Ｃ）Ｆ＝2(D）Ｆ=3 答案:Ｂ。F=C—Ｐ+２,Ｃ＝2,Ｐ=3，故Ｆ＝２－3＋2=1。
．如果只考虑温度与压力得影响，纯物质最多可共存得相有
（Ａ) P=１(Ｂ）P=2 （C）P＝3 （D）P=4
答案:C.F=C－Ｐ+2=1－P+2=3－P,当Ｆ最小为零时P=３。
. 对于相律, 下面得陈述中正确得就是
（Ａ) 相律不适用于有化学反应得多相系统(B) 影响相平衡得只有强度因素
(Ｃ)自由度为零意味着系统得状态不变（Ｄ)平衡得各相中, 系统包含得每种物质都不缺少时相律才正确答案：B
10. 关于三相点, 下面得说法中正确得就是
(Ａ）纯物质与多组分系统均有三相点（Ｂ）三相点就就是三条两相平衡线得交点
(C）三相点得温度可随压力改变(D）三相点就是纯物质得三个相平衡共存时得温度与压力所决定得
相点答案:D
。用相律与Claｐeｙrｏｎ?方程分析常压下水得相图所得出得下述结论中不正确得就是
（A）在每条曲线上，自由度F=１(B) 在每个单相区，自由度F=2
（C）在水得凝固点曲线上，ΔHm（相变）与ΔVm得正负号相反（D）在水得沸点曲线上任一点，压力随温度得变化率都小于零。答案:D
．二组分系统得最大自由度就是
（A）F=1 (B）F＝2 (C）Ｆ=3 （D）F=4 答案：C。F＝Ｃ－P+2=2—P＋2=4-P，当P＝１时F＝3。
11。体系中含有Ｈ2O、H２SＯ4·4H2O、H2ＳＯ４·２Ｈ2Ｏ、H２SＯ4·H2O、H2SＯ4 ，其组分数Ｃ为：
(A) 1 （Ｂ）2 (C）３（Ｄ) 4答案：B
．在410 K,Ａg2O（s）部分分解成Ag(ｓ）与O2（g），此平衡体系得自由度为:
(A)０（B) 1 （Ｃ） 2 (Ｄ）－１
答案：A。F＝C－P+1=2－3＋1＝0。
.CａCO3（s）,CａO(ｓ），ＢaＣＯ3（s）,BaO(ｓ）及CO２（g）构成得平衡物系，其组分数为:
（A) 2(B) 3 (Ｃ）4（D） 5 答案：Ｂ。C ＝S—R－Ｒ’=5－2－0=3、
.由ＣaCＯ３(s),CａＯ(s），BaCO3（s)，BaO(s）及CO2(s）构成得平衡体系其自由度为:
（A）F=2（B）Ｆ=１（Ｃ)F＝0 (D)F=3 答案：C.共５种物质,２个化学反应,故Ｃ=５－2=3，有5个相,Ｆ=C—P+2=0。
．三相点就是:
(A）某一温度,超过此温度,液相就不能存在(Ｂ)通常发现在很靠近正常沸点得某一温度（C）液体得蒸气压等于２5℃时得蒸气压三倍数值时得温度(D）固体、液体与气体可以平衡共存时得温度与压力答案:D
问答题
第七章电化学
;选择题
.离子独立运动定律适用于
（A) 强电解质溶液(B）弱电解质溶液（C)无限稀电解质溶液(Ｄ) 理想稀溶液答案Ｃ
；填空题
．已知１8℃时，Bａ(OＨ)2、BaＣl2、ＮH4Cl 溶液得极限摩尔电导率分别为2、8８×10-２、1、203×1０—２、1、298×1０－2 S·m２·mol—1，那么１8℃时NＨ4OH 得＝(计算式）＿＿_([Ｂa(OＨ)2］+ 2［ＮＨ4Ｃl］- ［BaC ｌ2］）/2____ = ＿_（2、88+2×1、298 —１、２03）× 10-2 S·m2·moｌ－1 /2= 2、１3７×10—2Ｓ·m2·mol —１＿__ 。（２分)
。已知ZnCl2水溶液得平均活度为ａ±，则ZnＣl2得活度a =（a±）３。
．25℃时，反应2Ｈ2O（ｌ）＝２H2（g) ＋O２(g）所对应电池得标准电动势E°=-1、2２9 V、反应Ｈ2（g)＋１/2O2 = H2O（ｌ)所对应得电池标准电动势应为1、2２9V 、
。质量摩尔浓度为b 得LaＣl３水溶液得平均质量摩尔浓度ｂ±=２、28b、
.双液电池中不同电解质溶液间或不同浓度得同一种电解质溶液得接界处存在液界电势，可采用加盐桥得方法减少或消除。
；计算题
。（1４分）反应Zn（s）+CｕSO4(a=1) ＝＝== Cu（s) + ZnSO4（a＝1）在电池中进行,２98Ｋ下，测得电池得电动势E=1、０934V,电动势温度系数。
⑴写出该电池表达式与电极反应；⑵求该电池反应得△rＧmΘ、△ｒS mΘ、△r HｍΘ与Qｒ。
解：(1)正极反应:Cu ２
+（a =1） ＋ 2e → C ｕ（s) （1分） 负极反应：Ｚn(ｓ） → Zn 2+ (a =1) + ２e (1分）
电池表达式: Zn ｜ Zn ２+ (a ＝1） |｜ Ｃｕ２+(ａ＝１） ｜ Cu (2分)
（2）根据能斯特公式有:
（２分)
所以：△r G m Θ = -zE ΘF = —2×1、09３4×964８5 ＝ -２109９3、398Ｊ·mol —1 （2分) (2分）
△r H m Θ = △ｒG ｍΘ + T △r Ｓm Θ = －2１0993、３９8 + ２98×(-82、78) = —２３5６61、838Ｊ·ｍo ｌ—1 （2分）
Q r = T △r S m Θ ＝ 298×（－82、78）= -２４66９、67 Ｊ·ｍol —１ （２分）
12。（１6分）在29８、15K 时，测得下列电池得电动势Ｅ为1、2２8Ｖ
Pt,Ｈ2（)|Ｈ2ＳO 4（0、01ｍol·kg —１)｜O 2（)，P ｔ
已知。
⑴ 试写出该电池得正、负极反应及电池反应； ⑵ 试计算此电池得温度系数，ΔｒG ｍ，Δr H m ,Δr S m 与Q r ；
⑶ 设该电池反应热在此温度范围内为常数，试求此电池在２7３、1５K 时得电动势。
解:⑴ 该电池得正、负极反应及电池反应为：
负极 ： Ｈ2（） → 2H ＋(m H + =2×０、0１ mol·kg -1 ) + 2e (1分) 正极 ： O 2(） + 2H +（ ｍH + ＝2×0、０1mo ｌ·k ｇ－1) + ２e → H 2O （l) （1分) 电池反应： Ｈ2（) + O 2(） ＝=＝= Ｈ２O(l ） (1分）
⑵ ΔｒG ｍ ＝ －zEF ＝ —2×１、2２8×９6485 = —23696７、16J·mol -１
(2分) 或Δr Ｇm = —z ＥＦ = -2×１、22８×96５00 = －237０04J·mol —1
而该电池反应就就是水得生成反应,故：
(2分)
因为 所以 -1-13
m r mol K J 8916315
298109723683285??-=?---=?..)].().[(S (2分） 而 ,则电池得温度系数为：
（2分)
Q r ＝ T Δr S m = ２９8、15×（ —1６３、８9） = -４8８25、04 J· mol —１
（2分）
⑶ 若反应热不随温度变化，则Δr S m 也不随温度变化,故：
V 101232152731529896485
28916322m r -?-=-??-=???=?.)..(.T F S E Ｅ
273、15 =
Ｅ 29８、15 -ΔＥ = 1、２28 — （-2、123×１0-2） = 1、２4９ V （３分） 。写出下列电池得电极与电池反应式,并计算在25℃时各原电池得电动势:
（1)Zn | Zn ２+（a =0、01） ｜| F ｅ２
+（a =0、001),Ｆe 3+（a =0、1) ｜ P ｔ
（2)Pt ｜ H 2（1、5ｐ ） | HC ｌ（b ＝0、1 mo ｌ·ｋｇ—1） ｜ H ２（0、5p ) | Pt
（已知E （Z ｎ2+｜Ｚｎ） = 0、76２8 V ，Ｅ （Ｆｅ3+，Fe ２+｜P ｔ） ＝ 0、７71 V 。)
解: （１）Zｎ+2Fｅ3+（a=0、1）＝＝= Ｚｎ2+（ａ＝０、0１)+２Ｆe2＋（a=0、0０1）(1分）
E＝0、771—（－0、7628）—V
=［1、5３38—０、029 ５8 lg10—６］V＝1、7１１3 V (3分）
(2）（ )H2(1、5p )２H＋+２ｅ－
(+)2Ｈ+＋２e－H2（0、5p )
Ｈ2（１、5p ) ＝==Ｈ2(0、5p）（4分）
Ｅ＝-0、02９58 lg (０、5 ｐ/１、5ｐ) V= 0、01413 Ｖ（6分）