物理化学综合考试试卷 4
班级 姓名 分数
一、选择题 ( 共 13 题 20分 )
1,2 分 (4086)
4086
对于德拜 -休克尔理论，下述哪一点说法是正确的？ 确 （ ）
(A) 认为离子严格讲不是独立单元
(B) 只适用于饱和溶液
(C) 只适用于过渡元素的离子
(D) 只适用于水溶液
2,2 分 (3286)
3286
在刚性密闭容器中，有下列理想气体的反应达到平衡
A(g) + B(g) ＝ C(g)
若在恒温下加入一定量的惰性气体，则平衡将 （ ）
(A) 向右移动
(B) 向左移动
(C) 不移动
(D) 无法确定
3,2 分 (7660)
7660
质均摩尔质量 M
w
和数均摩尔质量 M
n
的关系一般为,( )
(A)M
w
＝ M
n
(B)M
w
＞ M
n
(C)M
w
＜ M
n
(D)M
w
≠ M
n
4,2 分 (6907)
6907
表面压 的单位是,( )
(A) N· m
-2
(B) kg· m
-2
(C) N· m
-1
(D) J· m
-2
5,2 分 (0693)
0693
下列四种表述,
(1) 等温等压下的可逆相变过程中，体系的熵变Δ S =Δ H相变 /T相变
(2) 体系经历一自发过程总有 d S > 0
(3) 自发过程的方向就是混乱度增加的方向
(4) 在绝热可逆过程中，体系的熵变为零
两者都不正确者为,( )
(A) (1)，(2) (B) (3),(4)
(C) (2)，(3) (D) (1),(4)
6,2 分 (3608)
3608
电解时，主要承担电量迁移任务的离子与首先在电极上发生反应的离子间有什么关系？（ ）
（A ）没有任何关系 （B ）有某种关系
（C ）有无关系视相对电迁移率的大小而定 （D ）两者总是一致的
7,2 分 (4063)
4063
德拜- 休克尔理论及其导出的关系式是考虑了诸多因素的，但下列因素中哪点是它不曾包括的？
（ ）
(A) 强电解质在稀溶液中完全解离
(B) 每一个离子都是溶剂化的
(C) 每一个离子都被电荷符号相反的离子所包围
(D) 溶液与理想行为的偏差主要是由离子间静电引力所致
8,1 分 (4871)
4871
极谱分析的基本原理是根据滴汞电极的 ( )
(A) 电阻
(B) 浓差极化的形成
(C) 汞齐的形成
(D) 活化超电势
9,1 分 (6304)
6304
按 Lindeman 理论，当反应物的压力或浓度由高变低时,单分子反应常表现出, ( )
(A) 反应速率常数由大到小变化 (B) 反应速率常数不变
(C) 反应级数由二级变为一级 (D) 反应级数由一级变为二级，k 由小变到大
*,1 分 (3042)
3042
在通常温度下，NH
4
HCO
3
(s) 可发生下列分解反应,
NH
4
HCO
3
(s) ＝ NH
3
(g) + CO
2
(g) + H
2
O(g)
设在两个容积相等的密闭容器A 和B 中，分别加入纯 NH
4
HCO
3
(s) 1kg 及 20 kg，均保持在
298 K 达到平衡后，下列哪种说法是正确的？ ( )
(A) 两容器中压力相等
(B) A 内压力大于 B 内压力
(C) B 内压力大于 A 内压力
(D) 须经实际测定方能判别哪个容器中压力大
11,1 分 (7239)
7239
(1) As
2
O
3
(稀溶液) +3H
2
S ─→ As
2
S
3
(溶胶) +3H
2
O
(2) 2HAuCl
4
(稀溶液) +3HCHO(少量) +11KOH
加热
──→ 2Au( 溶胶) +3HCOOK +8KCl +8H
2
O
FeCl
3
(3) Fe(OH)
3
(新鲜沉淀) ───→ Fe(OH)
3
(溶胶)
(4) FeCl
3
+3H
2
O ──→ Fe(OH)
3
(溶胶) +3HCl
以上制备溶胶的方法中，属于化学凝聚法的是,( )
(A) (1)
(B) (2)
(C) (3)
(D) (1),(2)和(4)
12,1 分 (6803)
6803
若用 γ 和 a
2
分别表示溶液的表面张力和活度，则在定温下加入表面活性剂后,
( )
(A) dγ / da
2
＞ 0
(B) dγ / da
2
＜ 0
(C) dγ / da
2
＝ 0
(D) dγ / da
2
≥ 0
13,1 分 (1250)
1250
关于偏摩尔量,下面诸叙述中不正确的是,( )
(A) 偏摩尔量是状态函数,其值与物质的数量无关
(B) 在多组分多相体系中不存在偏摩尔量
(C) 体系的强度性质没有偏摩尔量
(D) 偏摩尔量的值只能大于或等于零
二、填空题 ( 共 10 题 20 分 )
14,2 分 (4154)
4154
将反应H
+
(a
1
)→H
+
(a
2
)设计成电池的表示式为：___________________________________________ 。
15,2 分 (5152)
5152
将一 Pb 酸蓄电池在 10.0 A 电流下充电 1.5 h，则 PbSO
4
分解的质量为
。
（已知 M(PbSO
4
)= 303 g· mol
-1
）
16,2 分 (6252)
6252
红外化学 发 光是指态-态 反应造成 产 物分子振 — 转激发以 辐 射形式失 掉 这些能量, 其波长 λ应大 于
__________，产生红外化学发光的条件应为 ____________________，从而使碰撞传能的概率几乎为零。
17,2 分 (4073)
4073
某一强电解质 MX
ν ν
+?
的整体活度为 a
B
，则其平 均活度 a ± 与 a
B
之间的关系是：
____________________________________________________。
18,2 分 (3181)
3181
对于化学反应 0 = B,请 以最简明的形式表达,由各反应物分子的光谱解离能 D
求算?U
ν
B
B
∑
0
,
m
的公式是?U
0
,
m
= _________；由表册的 (G
m
$
- U
0,
)/T函数求得的
m
$
[(G
m
$
-U )/T] = _______ ； 由 (G
m
$
- U
0,
)/T 函数和Δ U
0,
求得的反应的标准吉布斯自由能变化Δ
0,m
$
m
$
m
$
r
G
m
$
(T) = __________ 。由分子的标 准 配分函数 q 表达的平 衡 常 数 K
p
$
=
_________ 。
B
$
19,2 分 (7238)
7238
用化学凝聚法制成 Fe(OH)
3
胶体的反应如下,
FeCl
3
+3H
2
O =Fe(OH)
3
(溶胶 ) +3HCl
溶液中一部分 Fe(OH)
3
有如下反应,
Fe(OH)
3
+HCl =FeOCl +2H
2
O
FeOCl =FeO
+
+Cl
-
则 Fe(OH)
3
溶胶的胶团结构为 _______________________________。
20,2 分 (6681)
6681
室温时，水在一根粗细均匀的玻璃毛细管中，将上升到高度 h，如将毛细管折断
至 h/2 处，水将沿壁升至 _______ 处，此时管中水面的曲率半径将 _________ 。
21,2 分 (1092)
1092
某气体 服从状态方程 pV
m
= RT + αp （ α＞ 0的常数）, 若该气体经恒温可逆膨胀，其内能变化Δ U
m
= _________ J。
22,2 分 (5157)
5157
酸性介质的氢 -氧燃料电池,其正极反应为 ________________________________,
负极反应为 _____________________________________。
23,2 分 (6052)
6052
简单碰撞 理论的速 率常数公 式为
(
1
2
C
exp /kAT ERT=?)，则该反应的 实验活化 能 E
a
应为
______________________。
三、计算题 ( 共 4题 40分 )
24,15 分 (1104)
1104
某气体 状态方程为 pV = n(RT + Bp),始态为 p
1
T
1
,该气体经绝热真空膨胀后终态压力为
p
2
，试求该过程的 Q,W及气体的Δ U，Δ H，Δ F，Δ G，Δ S。
25,10 分 (9302)
9302
苯溶 液含 有 5%(质 量分数 )非挥 发性溶 质,在 等温下 以一 定量干 燥气 体通入 此溶 液,然后再通入苯,测得该溶液失重 1.24 g,纯 苯失重 0.04 g,试计算,(1) 该液中溶质的摩尔分数,(2) 溶质的摩尔质量。
已知苯的摩尔质量为 0.078 kg·mol
-1
。
26,10 分 (1007)
1007
在 298 K时,将 1mol N
2
从 p
绝热可逆压缩到 10p
,求 Q,W,?U,?H,?F,?G,?S和?S
ISC
。
已知 C
p,m
(N
2
)=(7/2)R,在 298 K,p
下,N
2
的标准摩尔熵为 191.5 J·K
-1
·mol
-1
。
设 N
2
为理想气体。
27,5 分 (1586)
1586
计算 25℃和 101 325 Pa下,I
2
(g) 的振动摩尔熵 S
v,m
在总摩 尔熵 S
m
中所 占的百分数,选定最低振动 能 级的能值 ε
0
= 0。已 知 I
2
(g) 的振动特 征温度 Θ
v
= 308.3 K，总 摩尔熵 S
m
= 260.2
J?K
-1
mol
-1
。
四、问答题 ( 共 3题 20分 )
28,10 分 (5591)
5591
已知气相对峙反应
A B
k,E
k
',
E
'
k,E, k’,E’ 分别为速率常数及活化能，设初始浓度 [A]
0
= a,[B]
0
= b,
x 为 A 转化了的浓度。
T
m
(x) 为浓度固定 (即 x 一定 )，使反应速率 r 最大时之温度
T
e
(x) 为浓度固定 (即 x 一定 )，使体系恰好处于化学平衡时的温度。
试证明
me m
11
ln
() ()
'R E
Tx Tx H E
=
$
29,5 分 (2647)
2647
指出下面二组分凝聚体系相图中各部分中的平衡相态。
30,5 分 (4325)
4325
298 K 时,p
压力下测得下列电池的电动势为 1.228 V,
Pt│ H
2
(p
)│ H
2
SO
4
(a)│ O
2
(p
)│ Pt
其 (?E/?T)
p
＝ -8.5× 10
-4
V· K
-1
。由此算得 (设有 2 mol电子得失 )
r
H
m
＝－ zE
F＋ zFT(?E/?T)
p
＝－ 285.84 kJ· mol
-1
问,(1) 这?
r
H
m
是否为电池反应时所吸收的热量?
(2)?
r
H
m
是否等于?
f
H (H
m
$
2
O(l))?
物理化学综合考试试卷 4 答案
一、选择题 ( 共 13 题 20分 )
1,2 分 (4086)
4086
[答 ] (A) （ 2 分）
2,2 分 (3286)
3286
[答] (C)
3,2 分 (7660)
7660
[答] (B) (2 分)
4,2 分 (6907)
6907
[答] (C)
5,2 分 (0693)
0693
[答] (C)
(2) 应改成“隔离体系经历一自发过程总是 d S > 0”。
(3) 应改成“自发过程的方向就是使隔离体系混乱度增加的方向”。
6,2 分 (3608)
3608
[答] (B) （2 分）
7,2 分 (4063)
4063
[答] (B) （2 分）
8,1 分 (4871)
4871
[答] (B)
9,1 分 (6304)
6304
[答] (A)
*,1 分 (3042)
3042
[答] (A)
11,1 分 (7239)
7239
[答] (D)
12,1 分 (6803)
6803
[答 ] (B)
13,1 分 (1250)
1250
[答 ] (D)
二、填空题 ( 共 10 题 20分 )
14,2 分 (4154)
4154
[答 ] Pt,H
2
(p
)|H
+
(a
2
)||H
+
(a
1
)|H
2
(p
),Pt （ 2 分）
15,2 分 (5152)
5152
[答 ]
PbO
2
+ Pb + 2H
2
SO
4
＝ 2PbSO
4
+ 2H
2
O (5分 )
(10 A× 1.5× 3600 s)/(96500 C· mol
-1
)× 1/2× 303 g· mol
-1
= 84.8g
16,2 分 (6252)
6252
[答 ] 800 nm，极低压力 （ 2 分）
17,2 分 (4073)
4073
[答 ]
1
1
BB
() (),aa a
νν
ν
ν νν
+
±
== =
+?
（ 2 分）
18,2 分 (3181)
3181
[答 ] Δ U
0,
= -N(A) D
m
$
ν
B
B
∑ B
(0.5分 )
Δ (G
m
$
- U
0,m
$
/T) = (G
m
$
- U ν
B
B
∑
0,m
$
/T)
B
(0.5分 )
Δ G
m
$
(T) = T×Δ (G
m
$
- U
0,m
$
/T) + Δ U
0,m
$
(0.5分 )
K
p
= [q
Π
B
(B)/N(A)] exp(-Δ U
B
ν
0,m
$
)/RT (0.5分 )
19,2 分 (7238)
7238
[答 ] {[Fe(OH)
3
]
m
· nFeO
+
· (n-x)Cl
-
}
x+
· xCl
-
20,2 分 (6681)
6681
[答 ] 管端，变大。
21,2 分 (1092)
1092
[答 ] 零
dU = TdS - pdV
(? U/ V)?
T
= T(? S/? V)
T
-p = T(? p/? T)
V
-p
= TR/(V-α )-RT/(V-α ) = 0
所以 Δ U = 0
22,2 分 (5157)
5157
[答 ] 正,
1
2
O
2
+2H
+
+2e
-
──→ H
2
O
负, H
2
-2e
-
──→ 2H
+
23,2 分 (6052)
6052
[答 ] E
a
=E
C
+RT/2 （ 2 分）
三、计算题 ( 共 4题 40分 )
24,15 分 (1104)
1104
[答 ] Q = 0,W = 0,Δ U = 0 (3分 )
(? U/ V)?
T
= T(? p/? T)
V
-p = 0
dU = C
V
dT + ( U/ V)
T
dV = C
V
dT = 0 温度不变
Δ H =Δ U +Δ (pV) = nB(p
2
- p
1
) (5分 )
Δ
SyS
S = ( V/ T)
∫
2
1
p
p
p
dp = nRln(p
1
/p
2
)
Δ
surr
S = -Q/T = 0
Δ
iso
S = nRln(p
1
/p
2
) (3分 )
Δ F =Δ U-TΔ S = -nRT
1
ln(p
1
/p
2
) (2分 )
Δ G =Δ H-TΔ S
= nB(p
2
-p
1
)-nRT
1
ln(p
1
/p
2
) (2分 )
25,10 分 (9302)
9302
[答 ] (1) 最后出口处流出的气体中苯的分压实际上是该温度下苯的饱和蒸气压 p
*
A
(A=苯 ),设最后出口处气体中总体积为 V,通过溶液后的苯的分压为 p
A
,则,
p
A
=nRT/V=(m
A
/M
A
)RT/V=1.24g(RT/M
A
V)
p
*
A
=(n
1
+n
2
)RT/V=(1.24+0.04)g/(RT/M
A
V)
p
A
/ p
*
A
=1.24/1.28=0.9688
根据 Raoult's定律,x
A
=0.9688 (5 分 )
(2) x
B
=n
B
/(n
B
+n
A
)
=(m× 5%/M
B
)/[(m× 5%/M
B
)+(m× 95%/M
A
)]
0.0312=(5/M
B
)/[(5/M
B
)+(95/M
A
)]
M
B
=0.1275 kg·mol
-1
(5分 )
26,10 分 (1007)
1007
[答 ] 因是绝热可逆过程,所以 Q=0,且 S=0。利用方程D
11
11 22
p TpT
γ
=
γ
又知 γ =C
p
/C
V
=7/5,解得 T
2
=575.3 K (2 分 )
W=-U=nC
V,m
(T
1
-T
2
)=-5.764 kJ (2 分 )
Δ U=-W=5.764 kJ (1 分 )
Δ H=nC
p,m
(T
2
-T
1
)=8.069 kJ (1 分 )
Δ F=Δ U-SΔ T=-47.34 kJ (1分 )
Δ G=Δ H-SΔ T= -45.03 kJ (1分 )
Δ S=0 (1分 )
Δ S
ISC
=0 (1分 )
27,5 分 (1586)
1586
[答 ] q
v
= 1/(1-exp(-Θ
v
/T)) (2分 )
S
v,m
=Lklnq
v
+LkT(?lnq
v
/?T)
V,N
=8.410 J·K
-1
·mol
-1
(2分 )
S
v,m
/S
m
={(8.410 J·K
-1
·mol
-1
)/(260.2 J·K
-1
·mol
-1
)}× 100%=3.23% (1 分 )
四、问答题 ( 共 3题 20分 )
28,10 分 (5591)
5591
[答 ] r= k (a-x) – k' (b-x)
T
m
(x) 时 dr/dT = 0 可得,
(b-x)/(a-x) = kE/k'E'
或
'
ln ln ( ) ln
cm
bx E
KT
ax E
=+
= -?
r
H /RT
m
$
m
+ ln(E/E ') + C,....(1) (4 分 )
T
e
(x) 时,(b-x)/(a-x) = K
C
(T
e
)
ln(b-x)/(a-x) = ln K
C
(T
e
) = (-?
r
H /RT
m
$
e
) + C,....(2) (3 分 )
联立 (1) (2) 式，即得所证公式 (3分 )
29,5 分 (2647)
2647
答,1──液相 l 5── s
C
+l
2──固溶体 α 6── s
Pb
+l
3── α +l 7── α +s
C
4── s
C
（稳定化合物） +l 8── s
C
+s
Pb
（ 5 分）
30,5 分 (4325)
4325
[答 ](1)?
r
H
m
≠ Q
R
电池反应时还作了电功。
Q
R
= T?
r
S
m
= zFT(?E/?T)
p
= - 48.89 kJ· mol
-1
(2分 )
(2) 电池反应为 H
2
(p
)＋
1
2
O
2
(p
)＝ H
2
O(l)
所以?
r
H
m
=?
f
H ( H
m
$
2
O(1) ) (3分 )
班级 姓名 分数
一、选择题 ( 共 13 题 20分 )
1,2 分 (4086)
4086
对于德拜 -休克尔理论，下述哪一点说法是正确的？ 确 （ ）
(A) 认为离子严格讲不是独立单元
(B) 只适用于饱和溶液
(C) 只适用于过渡元素的离子
(D) 只适用于水溶液
2,2 分 (3286)
3286
在刚性密闭容器中，有下列理想气体的反应达到平衡
A(g) + B(g) ＝ C(g)
若在恒温下加入一定量的惰性气体，则平衡将 （ ）
(A) 向右移动
(B) 向左移动
(C) 不移动
(D) 无法确定
3,2 分 (7660)
7660
质均摩尔质量 M
w
和数均摩尔质量 M
n
的关系一般为,( )
(A)M
w
＝ M
n
(B)M
w
＞ M
n
(C)M
w
＜ M
n
(D)M
w
≠ M
n
4,2 分 (6907)
6907
表面压 的单位是,( )
(A) N· m
-2
(B) kg· m
-2
(C) N· m
-1
(D) J· m
-2
5,2 分 (0693)
0693
下列四种表述,
(1) 等温等压下的可逆相变过程中，体系的熵变Δ S =Δ H相变 /T相变
(2) 体系经历一自发过程总有 d S > 0
(3) 自发过程的方向就是混乱度增加的方向
(4) 在绝热可逆过程中，体系的熵变为零
两者都不正确者为,( )
(A) (1)，(2) (B) (3),(4)
(C) (2)，(3) (D) (1),(4)
6,2 分 (3608)
3608
电解时，主要承担电量迁移任务的离子与首先在电极上发生反应的离子间有什么关系？（ ）
（A ）没有任何关系 （B ）有某种关系
（C ）有无关系视相对电迁移率的大小而定 （D ）两者总是一致的
7,2 分 (4063)
4063
德拜- 休克尔理论及其导出的关系式是考虑了诸多因素的，但下列因素中哪点是它不曾包括的？
（ ）
(A) 强电解质在稀溶液中完全解离
(B) 每一个离子都是溶剂化的
(C) 每一个离子都被电荷符号相反的离子所包围
(D) 溶液与理想行为的偏差主要是由离子间静电引力所致
8,1 分 (4871)
4871
极谱分析的基本原理是根据滴汞电极的 ( )
(A) 电阻
(B) 浓差极化的形成
(C) 汞齐的形成
(D) 活化超电势
9,1 分 (6304)
6304
按 Lindeman 理论，当反应物的压力或浓度由高变低时,单分子反应常表现出, ( )
(A) 反应速率常数由大到小变化 (B) 反应速率常数不变
(C) 反应级数由二级变为一级 (D) 反应级数由一级变为二级，k 由小变到大
*,1 分 (3042)
3042
在通常温度下，NH
4
HCO
3
(s) 可发生下列分解反应,
NH
4
HCO
3
(s) ＝ NH
3
(g) + CO
2
(g) + H
2
O(g)
设在两个容积相等的密闭容器A 和B 中，分别加入纯 NH
4
HCO
3
(s) 1kg 及 20 kg，均保持在
298 K 达到平衡后，下列哪种说法是正确的？ ( )
(A) 两容器中压力相等
(B) A 内压力大于 B 内压力
(C) B 内压力大于 A 内压力
(D) 须经实际测定方能判别哪个容器中压力大
11,1 分 (7239)
7239
(1) As
2
O
3
(稀溶液) +3H
2
S ─→ As
2
S
3
(溶胶) +3H
2
O
(2) 2HAuCl
4
(稀溶液) +3HCHO(少量) +11KOH
加热
──→ 2Au( 溶胶) +3HCOOK +8KCl +8H
2
O
FeCl
3
(3) Fe(OH)
3
(新鲜沉淀) ───→ Fe(OH)
3
(溶胶)
(4) FeCl
3
+3H
2
O ──→ Fe(OH)
3
(溶胶) +3HCl
以上制备溶胶的方法中，属于化学凝聚法的是,( )
(A) (1)
(B) (2)
(C) (3)
(D) (1),(2)和(4)
12,1 分 (6803)
6803
若用 γ 和 a
2
分别表示溶液的表面张力和活度，则在定温下加入表面活性剂后,
( )
(A) dγ / da
2
＞ 0
(B) dγ / da
2
＜ 0
(C) dγ / da
2
＝ 0
(D) dγ / da
2
≥ 0
13,1 分 (1250)
1250
关于偏摩尔量,下面诸叙述中不正确的是,( )
(A) 偏摩尔量是状态函数,其值与物质的数量无关
(B) 在多组分多相体系中不存在偏摩尔量
(C) 体系的强度性质没有偏摩尔量
(D) 偏摩尔量的值只能大于或等于零
二、填空题 ( 共 10 题 20 分 )
14,2 分 (4154)
4154
将反应H
+
(a
1
)→H
+
(a
2
)设计成电池的表示式为：___________________________________________ 。
15,2 分 (5152)
5152
将一 Pb 酸蓄电池在 10.0 A 电流下充电 1.5 h，则 PbSO
4
分解的质量为
。
（已知 M(PbSO
4
)= 303 g· mol
-1
）
16,2 分 (6252)
6252
红外化学 发 光是指态-态 反应造成 产 物分子振 — 转激发以 辐 射形式失 掉 这些能量, 其波长 λ应大 于
__________，产生红外化学发光的条件应为 ____________________，从而使碰撞传能的概率几乎为零。
17,2 分 (4073)
4073
某一强电解质 MX
ν ν
+?
的整体活度为 a
B
，则其平 均活度 a ± 与 a
B
之间的关系是：
____________________________________________________。
18,2 分 (3181)
3181
对于化学反应 0 = B,请 以最简明的形式表达,由各反应物分子的光谱解离能 D
求算?U
ν
B
B
∑
0
,
m
的公式是?U
0
,
m
= _________；由表册的 (G
m
$
- U
0,
)/T函数求得的
m
$
[(G
m
$
-U )/T] = _______ ； 由 (G
m
$
- U
0,
)/T 函数和Δ U
0,
求得的反应的标准吉布斯自由能变化Δ
0,m
$
m
$
m
$
r
G
m
$
(T) = __________ 。由分子的标 准 配分函数 q 表达的平 衡 常 数 K
p
$
=
_________ 。
B
$
19,2 分 (7238)
7238
用化学凝聚法制成 Fe(OH)
3
胶体的反应如下,
FeCl
3
+3H
2
O =Fe(OH)
3
(溶胶 ) +3HCl
溶液中一部分 Fe(OH)
3
有如下反应,
Fe(OH)
3
+HCl =FeOCl +2H
2
O
FeOCl =FeO
+
+Cl
-
则 Fe(OH)
3
溶胶的胶团结构为 _______________________________。
20,2 分 (6681)
6681
室温时，水在一根粗细均匀的玻璃毛细管中，将上升到高度 h，如将毛细管折断
至 h/2 处，水将沿壁升至 _______ 处，此时管中水面的曲率半径将 _________ 。
21,2 分 (1092)
1092
某气体 服从状态方程 pV
m
= RT + αp （ α＞ 0的常数）, 若该气体经恒温可逆膨胀，其内能变化Δ U
m
= _________ J。
22,2 分 (5157)
5157
酸性介质的氢 -氧燃料电池,其正极反应为 ________________________________,
负极反应为 _____________________________________。
23,2 分 (6052)
6052
简单碰撞 理论的速 率常数公 式为
(
1
2
C
exp /kAT ERT=?)，则该反应的 实验活化 能 E
a
应为
______________________。
三、计算题 ( 共 4题 40分 )
24,15 分 (1104)
1104
某气体 状态方程为 pV = n(RT + Bp),始态为 p
1
T
1
,该气体经绝热真空膨胀后终态压力为
p
2
，试求该过程的 Q,W及气体的Δ U，Δ H，Δ F，Δ G，Δ S。
25,10 分 (9302)
9302
苯溶 液含 有 5%(质 量分数 )非挥 发性溶 质,在 等温下 以一 定量干 燥气 体通入 此溶 液,然后再通入苯,测得该溶液失重 1.24 g,纯 苯失重 0.04 g,试计算,(1) 该液中溶质的摩尔分数,(2) 溶质的摩尔质量。
已知苯的摩尔质量为 0.078 kg·mol
-1
。
26,10 分 (1007)
1007
在 298 K时,将 1mol N
2
从 p
绝热可逆压缩到 10p
,求 Q,W,?U,?H,?F,?G,?S和?S
ISC
。
已知 C
p,m
(N
2
)=(7/2)R,在 298 K,p
下,N
2
的标准摩尔熵为 191.5 J·K
-1
·mol
-1
。
设 N
2
为理想气体。
27,5 分 (1586)
1586
计算 25℃和 101 325 Pa下,I
2
(g) 的振动摩尔熵 S
v,m
在总摩 尔熵 S
m
中所 占的百分数,选定最低振动 能 级的能值 ε
0
= 0。已 知 I
2
(g) 的振动特 征温度 Θ
v
= 308.3 K，总 摩尔熵 S
m
= 260.2
J?K
-1
mol
-1
。
四、问答题 ( 共 3题 20分 )
28,10 分 (5591)
5591
已知气相对峙反应
A B
k,E
k
',
E
'
k,E, k’,E’ 分别为速率常数及活化能，设初始浓度 [A]
0
= a,[B]
0
= b,
x 为 A 转化了的浓度。
T
m
(x) 为浓度固定 (即 x 一定 )，使反应速率 r 最大时之温度
T
e
(x) 为浓度固定 (即 x 一定 )，使体系恰好处于化学平衡时的温度。
试证明
me m
11
ln
() ()
'R E
Tx Tx H E
=
$
29,5 分 (2647)
2647
指出下面二组分凝聚体系相图中各部分中的平衡相态。
30,5 分 (4325)
4325
298 K 时,p
压力下测得下列电池的电动势为 1.228 V,
Pt│ H
2
(p
)│ H
2
SO
4
(a)│ O
2
(p
)│ Pt
其 (?E/?T)
p
＝ -8.5× 10
-4
V· K
-1
。由此算得 (设有 2 mol电子得失 )
r
H
m
＝－ zE
F＋ zFT(?E/?T)
p
＝－ 285.84 kJ· mol
-1
问,(1) 这?
r
H
m
是否为电池反应时所吸收的热量?
(2)?
r
H
m
是否等于?
f
H (H
m
$
2
O(l))?
物理化学综合考试试卷 4 答案
一、选择题 ( 共 13 题 20分 )
1,2 分 (4086)
4086
[答 ] (A) （ 2 分）
2,2 分 (3286)
3286
[答] (C)
3,2 分 (7660)
7660
[答] (B) (2 分)
4,2 分 (6907)
6907
[答] (C)
5,2 分 (0693)
0693
[答] (C)
(2) 应改成“隔离体系经历一自发过程总是 d S > 0”。
(3) 应改成“自发过程的方向就是使隔离体系混乱度增加的方向”。
6,2 分 (3608)
3608
[答] (B) （2 分）
7,2 分 (4063)
4063
[答] (B) （2 分）
8,1 分 (4871)
4871
[答] (B)
9,1 分 (6304)
6304
[答] (A)
*,1 分 (3042)
3042
[答] (A)
11,1 分 (7239)
7239
[答] (D)
12,1 分 (6803)
6803
[答 ] (B)
13,1 分 (1250)
1250
[答 ] (D)
二、填空题 ( 共 10 题 20分 )
14,2 分 (4154)
4154
[答 ] Pt,H
2
(p
)|H
+
(a
2
)||H
+
(a
1
)|H
2
(p
),Pt （ 2 分）
15,2 分 (5152)
5152
[答 ]
PbO
2
+ Pb + 2H
2
SO
4
＝ 2PbSO
4
+ 2H
2
O (5分 )
(10 A× 1.5× 3600 s)/(96500 C· mol
-1
)× 1/2× 303 g· mol
-1
= 84.8g
16,2 分 (6252)
6252
[答 ] 800 nm，极低压力 （ 2 分）
17,2 分 (4073)
4073
[答 ]
1
1
BB
() (),aa a
νν
ν
ν νν
+
±
== =
+?
（ 2 分）
18,2 分 (3181)
3181
[答 ] Δ U
0,
= -N(A) D
m
$
ν
B
B
∑ B
(0.5分 )
Δ (G
m
$
- U
0,m
$
/T) = (G
m
$
- U ν
B
B
∑
0,m
$
/T)
B
(0.5分 )
Δ G
m
$
(T) = T×Δ (G
m
$
- U
0,m
$
/T) + Δ U
0,m
$
(0.5分 )
K
p
= [q
Π
B
(B)/N(A)] exp(-Δ U
B
ν
0,m
$
)/RT (0.5分 )
19,2 分 (7238)
7238
[答 ] {[Fe(OH)
3
]
m
· nFeO
+
· (n-x)Cl
-
}
x+
· xCl
-
20,2 分 (6681)
6681
[答 ] 管端，变大。
21,2 分 (1092)
1092
[答 ] 零
dU = TdS - pdV
(? U/ V)?
T
= T(? S/? V)
T
-p = T(? p/? T)
V
-p
= TR/(V-α )-RT/(V-α ) = 0
所以 Δ U = 0
22,2 分 (5157)
5157
[答 ] 正,
1
2
O
2
+2H
+
+2e
-
──→ H
2
O
负, H
2
-2e
-
──→ 2H
+
23,2 分 (6052)
6052
[答 ] E
a
=E
C
+RT/2 （ 2 分）
三、计算题 ( 共 4题 40分 )
24,15 分 (1104)
1104
[答 ] Q = 0,W = 0,Δ U = 0 (3分 )
(? U/ V)?
T
= T(? p/? T)
V
-p = 0
dU = C
V
dT + ( U/ V)
T
dV = C
V
dT = 0 温度不变
Δ H =Δ U +Δ (pV) = nB(p
2
- p
1
) (5分 )
Δ
SyS
S = ( V/ T)
∫
2
1
p
p
p
dp = nRln(p
1
/p
2
)
Δ
surr
S = -Q/T = 0
Δ
iso
S = nRln(p
1
/p
2
) (3分 )
Δ F =Δ U-TΔ S = -nRT
1
ln(p
1
/p
2
) (2分 )
Δ G =Δ H-TΔ S
= nB(p
2
-p
1
)-nRT
1
ln(p
1
/p
2
) (2分 )
25,10 分 (9302)
9302
[答 ] (1) 最后出口处流出的气体中苯的分压实际上是该温度下苯的饱和蒸气压 p
*
A
(A=苯 ),设最后出口处气体中总体积为 V,通过溶液后的苯的分压为 p
A
,则,
p
A
=nRT/V=(m
A
/M
A
)RT/V=1.24g(RT/M
A
V)
p
*
A
=(n
1
+n
2
)RT/V=(1.24+0.04)g/(RT/M
A
V)
p
A
/ p
*
A
=1.24/1.28=0.9688
根据 Raoult's定律,x
A
=0.9688 (5 分 )
(2) x
B
=n
B
/(n
B
+n
A
)
=(m× 5%/M
B
)/[(m× 5%/M
B
)+(m× 95%/M
A
)]
0.0312=(5/M
B
)/[(5/M
B
)+(95/M
A
)]
M
B
=0.1275 kg·mol
-1
(5分 )
26,10 分 (1007)
1007
[答 ] 因是绝热可逆过程,所以 Q=0,且 S=0。利用方程D
11
11 22
p TpT
γ
=
γ
又知 γ =C
p
/C
V
=7/5,解得 T
2
=575.3 K (2 分 )
W=-U=nC
V,m
(T
1
-T
2
)=-5.764 kJ (2 分 )
Δ U=-W=5.764 kJ (1 分 )
Δ H=nC
p,m
(T
2
-T
1
)=8.069 kJ (1 分 )
Δ F=Δ U-SΔ T=-47.34 kJ (1分 )
Δ G=Δ H-SΔ T= -45.03 kJ (1分 )
Δ S=0 (1分 )
Δ S
ISC
=0 (1分 )
27,5 分 (1586)
1586
[答 ] q
v
= 1/(1-exp(-Θ
v
/T)) (2分 )
S
v,m
=Lklnq
v
+LkT(?lnq
v
/?T)
V,N
=8.410 J·K
-1
·mol
-1
(2分 )
S
v,m
/S
m
={(8.410 J·K
-1
·mol
-1
)/(260.2 J·K
-1
·mol
-1
)}× 100%=3.23% (1 分 )
四、问答题 ( 共 3题 20分 )
28,10 分 (5591)
5591
[答 ] r= k (a-x) – k' (b-x)
T
m
(x) 时 dr/dT = 0 可得,
(b-x)/(a-x) = kE/k'E'
或
'
ln ln ( ) ln
cm
bx E
KT
ax E
=+
= -?
r
H /RT
m
$
m
+ ln(E/E ') + C,....(1) (4 分 )
T
e
(x) 时,(b-x)/(a-x) = K
C
(T
e
)
ln(b-x)/(a-x) = ln K
C
(T
e
) = (-?
r
H /RT
m
$
e
) + C,....(2) (3 分 )
联立 (1) (2) 式，即得所证公式 (3分 )
29,5 分 (2647)
2647
答,1──液相 l 5── s
C
+l
2──固溶体 α 6── s
Pb
+l
3── α +l 7── α +s
C
4── s
C
（稳定化合物） +l 8── s
C
+s
Pb
（ 5 分）
30,5 分 (4325)
4325
[答 ](1)?
r
H
m
≠ Q
R
电池反应时还作了电功。
Q
R
= T?
r
S
m
= zFT(?E/?T)
p
= - 48.89 kJ· mol
-1
(2分 )
(2) 电池反应为 H
2
(p
)＋
1
2
O
2
(p
)＝ H
2
O(l)
所以?
r
H
m
=?
f
H ( H
m
$
2
O(1) ) (3分 )
