四川理工学院2011-2012物理化学试卷A

四川理工学院试卷（2011 至2012 学年第2学期）

一、单项选择题

1. 如图所示，Q A →B →C = a (J)、W A →B →C = b (J)、

Q C →A = c (J) ，那么 W A →C 等于多少 （ ） A. a – b + c B. – (a + b + c) C. a + b – c D. a + b + c

2. 3mol 冰在27

3.15K ，101325Pa 下，可逆相变成水，已知冰的熔化焓

fus m

H θ

? =6024J/mol ，则过程的?S 应为 ( ) A. 66.16 J ／K B. 0 C. -66.16 J ／K D.3.69J ／K

3. 当以5 mol H 2气与4 mol Cl 2气混合，最后生成2 mol HCl 气。若以下式为基本单元，则反应进度ξ应是 H 2(g) + Cl 2(g) ----> 2HCl(g) （ ）

A. 1mol

B. 2mol

C. 4mol

D. 5mol

4. 下列哪个是化学势 ( ) A.()j n ,p ,T i n U/?? B.()

j n ,p ,T i n H/??

C.()j n ,p ,T i n A/??

D.()j n ,p ,T i n G/??

5. 已知反应 2NH 3= N 2+ 3H 2 在等温条件下，标准平衡常数为 0.25 ，那么，在此条件下，氨的合成反应 (1/2) N 2+(3/2) H 2= NH 3 的标准平衡常数为 ( ) A. 4 B.0.5 C.2 D.1

6. 克劳修斯－克拉伯龙方程导出中，忽略了液态体积。此方程使用时，对体系所处的温度要求 ( ) A. 大于临界温度

B. 在三相点与沸点之间

C. 在三相点与临界温度之间 ；

D. 小于沸点温度 。

7. 在温度为T 时，A(l) 与B(l) 的饱和蒸气压分别为30.0kPa 和35.0kPa ，A 与B 完全互溶且可形成最高恒沸混合物，则此二元液系常压下的T ～x 相图为 （ ）

8. 科尔劳乌施定律(1)m m A c ∞Λ=Λ-适用于 （ ） A.弱电解质 B.强电解质 C.无限稀释溶液 D.强电解质稀溶液

9. 298K时，下列两电极反应的标准电极电势为:

Fe3+ + 3e-→ Fe Eθ(Fe3+/Fe)= -0.036V

Fe2+ + 2e-→ Fe Eθ(Fe2+/Fe)= -0.439V

则反应Fe3+ + e-→ Fe2+ 的Eθ(Pt/Fe3+, Fe2+)等于( )

A.0.184V

B.0.352V

C. -0.184V

D.0.770V

10. 在25℃，0.002mol·kg-1的CaCl2溶液的离子平均活度系数(γ±)1，0.02mol·kg-1CaSO4溶

液的离子平均活度系数(γ±)2，那么( )

A. (γ±)1 < (γ±)2

B. (γ±)1 > (γ±)2

C. (γ±)1 = (γ±)2

D. 无法比较大小

11. 某反应的速率常数为0.08 mol·dm-3·min-1，反应物的初始浓度为0.2mol·dm-3，则反

应的半衰期为 ( )

A. 1.25min

B. 2.50min

C. 8.66min

D. 62.5min

12. 一根毛细管插入水中，液面上升的高度为h，当在水中加入少量的NaCl，这时毛细管

中液面的高度为( )

A. 等于h

B. 大于h

C. 小于h

D. 无法确定。

13. 在相同温度下，同一液体被分散成具有不同曲率半径的物系时，将具有不同饱和蒸气

压。以p(平)、p(凹)、p(凸)分别表示平面、凹面和凸面液体上的饱和蒸气压，则三者之间的关系是( )

A. p(平) > p(凹) > p(凸)

B. p(凹) > p(平) > p(凸)

C. p(凸) > p(平) > p(凹)

D. p(凸) > p(凹) > p(平)

14. n mol理想气体由同一始态出发，分别经(1) 等温可逆；(2) 绝热可逆两个过程压缩到达相同压力的终态，以V1和V2分别表示(1)和(2)过程终态的体积，则( )

A. V1 > V2

B. V1 < V2

C. V1 = V2

D. 上述三者都不对

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

得分阅卷人复核人

二、填空题（每小题2分，共10分）

1. 今将一定量的NaHCO3(s)放入一个真空容器中，加热

分解并建立平衡：2 NaHCO3(s) = Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g)

组分数C=____，自由度数F=______。

2. 已知在298.15K 下，225(),()()H g C s C H O H l 和 的标准摩尔燃烧焓分别为–285.83kJ·mol -1，–39

3.15kJ·mol -1 ，–1366.8kJ·mol -1，根据上述数据计算25()C H OH l 在

298.15K 下的f m H Θ? = kJ·mol -1。

3. 所谓热力学平衡，包括了 、 、 和 四大平 衡。

4. 卡诺热机在T 1=600K 的高温热源和T 2=150K 的低温热源间工作,其热机效率η=________。

5. 理想气体绝热向真空膨胀，则△U 0，△H 0（选填>、<或=）。

三、计算、综合题（共60分）

1. (10分) 将2 mol H 2(g)置于带活塞的气缸中，若活塞上的外压力无限缓慢地减小并与内压相等，使H 2(g)在25℃时从15 dm 3等温膨胀到50 dm 3，试求过程的Q ，W ，ΔU ，ΔH 、ΔS 、ΔA 、ΔG 。假设H 2(g)服从理想气体行为。

2. (8分) 在100℃时，己烷(A)的饱和蒸气压为245.21 kPa ，辛烷(B)的饱和蒸气压为47.12 kPa 。若由其组成的液态混合物于100℃时101.325 kPa 下沸腾并达到平衡，求： （1）液相的组成； （2）气相的组成。

（己烷，辛烷的混合物可看作理想液态混合物。）

3.（12分）反应432()=()()NH HS s NH g H S g +的△rHm (298K)＝85.27 KJ.mol -1，设△rHm 为常数，当置4()NH HS s 于一真空容器中，在298K 下测得容器内的平衡压力为100KPa 。 求(1)298K 时反应的标准平衡常数和△rSm ； (2)温度升至328K 时容器内的平衡压力。

4.（9分）气相反应A Y + Z 为一级反应。在675℃下，若A 的转化率为0.05，则反应时

间为19.34 min ，试计算此温度下的反应速率常数及A 的转化率为50%的反应时间。又527℃时反应速率常数为7.78×10－5

min -1，试计算该反应的活化能 。

5. (9分）电池Hg|Hg 2Br 2(s)| Br -(aq)|AgBr(s)|Ag ，在一定压力下，电池电动势与温度的关系是：E=68.04/mV+0.312×(T/K-298.15)/ mV , 写出的电极反应与电池反应，计算298K 时该电池反应的Δr G m ，Δr H m ，Δr S m 及Q r,m （以z=1计）。

6. （12分)已知A 和B 二组分凝聚态系统相图如下。

(1) 标出1~8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 ）。

(2) 图中有几条三相线，是哪几条，并写出每条三相线上的相平衡关系式。 (3) 画出系统点a 、b 、c 、d 的冷却曲线。

时间T/K

相区 1 2 3 4 稳定相态 相区 5 6 7 8 稳定相态

a

b c

d

1 2

6

3

4

5

7

8

E

F

G

H

2011-2012物理化学B （Ⅰ）参考答案及评分标准

一、选择题（30分，每小题2分）

1、 DAADC 6、CBDDB 11、ABCBB 二、填空题(10分)

1. 2，1（共2分，每空1分）

2. -276.99（共2分）

3. 热平衡、力平衡、化学平衡、相平衡（共2分，每空0.5分）

4. 75%（共2分）

5. =， =（共2分，每空1分） 三、计算题（60分）

1、（10分）理想气体等温膨胀，故?U = 0，?H = 0 （2分） 该过程为可逆过程。

W p V nRT V V =-==

?d ln

－2

1－2×8.314×298ln( 50.0 / 15.0 ) J = －5.97 kJ （2分）

Q = －W = 5.97 kJ （1分）

12150

ln

28.314ln 20.0215

V S nR J K V -?==??=? （2分） =-29820.02 5.97G T S kJ ??=-?=- （2分） 5.97A G kJ ?=?=- （1分）

2、（8分）解：(1)p A =*

A p x A =245.21 kPa·x A （1分）

p B =*

B p x B =47.12 kPa·(1－x A ) （1分） p A ＋ p B =101.325 kPa （1分）

x A =0.274

x B =0.726 （2分）

663

.0325.101274.021.245A *

A A =?==p x p y （2分）

y B = 0.337 （1分）

3、（12分）解：

(1) )()()(234g S H g NH s HS NH +?

起始/ kPa 0 0 平衡/ kPa p e,1 p e,1

298.15K 时，系统平衡总压 p = 2 p e,1 =100KPa （1分） ∴ p e ,,1 = 50 kPa

K 1 = ( p e,1/ p )2 = 0.25 （2分） △

rGm = －RTlnK

1 = 3434.6J·mol -1 （2分）

3

11

85.27103434.6274.6..298

rHm rGm rSm T

J mol K θθθ

--?-??=

?-== （2分） (2)升温至328K 时，由 ???? ??-?-

=12

1

211ln

T T R

rHm K K θθ

θ

＝3.148 （2分）

得 K

2 =5,82 （1分）

K

2 = ( Pe,2/ P )2 = 5.82 p e,2 = 241.2 kPa （1分） p 总= 2p e,2 =482.4 kPa （1分）

4、（9分）解：675℃时 k t x =-=111ln A 119341100526521031.min ln ..min -=?-- （3

分）

x A =0.50，

t k x =

-=111ln A 126521011050261431.min ln ..min ?-=--

（2分）

T 1 =（527+273）K=800 K ，k (T 1)=7.78×10-5 min -1， T 2 =（675+273）K=948 K ，k (T 2)=2.652×10-3 min -1

E RT T T T k T k T a =

-212121ln

()

()

=8314948800948800265210778101135

.()ln .min .min J K mol K K K ????-????

??

??---- =150.3×103 J ·mol －

1=150.3 kJ ·mol

－1

（4分）

5、（9分）解:

通过1F 电量时，z=1

电极反应: (-)Hg(l) + Br -(aq)→1/2Hg 2Br 2(s) + e - （1分） (+)AgBr(s) + e -→Ag(s) + Br -(aq) （1分） 电池反应: Hg(l)+ AgBr(s)→1/2 Hg 2Br 2(s)+ Ag(s) （1分） 25℃时, 268.04 6.80410E mV V -==? （1分）

211196500 6.80410 6.56r m G zFE J mol kJ mol ---?=-=-????=-? （1分） 31

0.31210p

E V k T --???=?? ????，

则 （1分） 31111

1965000.3121030.108r m p E S zF J mol K J mol K T -----????==?????=?? ???? （1分）

11656629830.1032406.18r m r m r m H G T S J mol J mol --?=?+?=-+??=?（） （1分）

`1,29830.1088.97r m r m Q T S kJ mol -=?=?=? （1分）

6、（12分）

（1）共4分，每空0.5分

（2）两条

EF ：()C s l α+?（2分） GH ：()l C s β+?（2分）

（3）略（共4分：每条冷却曲线1分）

相区 1 2 3 4 稳定相态 l α l+α l +C(s) 相区 5 6 7 8 稳定相态 l+β

α+C(s)

β+C(s)

β