物理化学综合考试试卷 6
班级 姓名 分数
一、选择题 ( 共 10 题 20分 )
1,2 分 (4315)
4315
某燃料电池的反应为,
H
2
(g)＋
1
2
O
2
(g)─→ H
2
O(g)
在 400 K 时的?
r
H
m
和?
r
S
m
分别为 -251.6 kJ· mol
-1
和 –50 J· K
-1
· mol
-1
,则该
电池的电动势为,( )
(A) 1.2 V (B) 2.4 V
(C) 1.4 V (D) 2.8 V
2,2 分 (3675)
3675
在 Hittorff 法测迁移数的实验中，用 Ag 电极电解 AgNO
3
溶液，测出在阳极部
AgNO
3
的浓度增加了 x mol，而串联在电路中的 Ag 库仑计上有 y mol 的 Ag 析出,
则 Ag
+
离子迁移数为,( )
(A) x/y (B) y/x
(C) (x-y)/x (D) (y-x)/y
3,2 分 (1879)
1879
下述体系中的组分 B，选择假想标准态的是 （ ）
（ A）混合理想气体中的组分 B
（ B）混合非理想气体中的组分 B
（ C）理想溶液中的组分 B
（ D）稀溶液中的溶剂
4,2 分 (0845)
0845
室温下,10p
的理想气体绝热节流膨胀至 5p
的过程有,
(1) W > 0 (2) T
1
> T
2
(3) Q = 0 (4)?S > 0
其正确的答案应是,( )
(A) (3),(4)
(B) (2),(3)
(C) (1),(3)
(D) (1),(2)
5,2 分 (6031)
6031
相同分 子 B 反应,其单位时间,单位体积内 的碰撞数为,( )
(A) 2d
B
2
(πRT／ M
B
)
1/2
(B)
1
2
d
B
2
（ πRT／ M
B
）
1/2
(C) 2N
B
2
d
B
2
（ πRT／ M
B
）
1/2
(D) ４ LN
B
2
d
B
2
（ πRT／ M
B
）
1/2
式中 L是阿伏伽德罗常数,N
B
是 B分子的数密度。
6,2 分 (2400)
2400
某一水 溶液中有 n种溶质，其 摩尔分数分 别是 x
1
,x
2
,...,x
n
,若使用只允许水出 入的半透膜将此溶液与纯水分开,当达到渗 透平衡时水面上的外压为 p
w
,溶液 面上外压为 p
s
，则 该体系的自由度数为,
( )
(A) f=n
(B) f=n+1
(C) f=n+2
(D) f=n+3
7,2 分 (4205)
4205
下列对原电池的描述哪个是不准确的, ( )
(A) 在阳极上发生氧化反应
(B) 电池内部由离子输送电荷
(C) 在电池外线路上电子从阴极流向阳极
(D) 当电动势为正值时电池反应是自发的
8,2 分 (4039)
4039
在饱和 AgCl 溶液中 加入 NaNO
3
,AgCl 的饱 和浓度如何变化？ ( )
(A) 变大
(B) 变小
(C) 不变
(D) 无法判定
9,2 分 (2058)
2058
已知 H
2
O(l)在正常沸点时的气化热为 40.67 kJ?mol
-1
,某非挥发性物质 B溶于 H
2
O(l)后,其沸点升高 10 K,则该物质 B在溶液中的摩尔分数为 ( )
(A) 0.290 (B) 0.710
(C) 0.530 (D) 0.467
*,2 分 (0074)
0074
在一绝 热箱中装有水,水中通一电阻丝,由蓄电池供电,通电后水及电阻丝的温度均略有升高,今以 水和电 阻丝为 体系,其余为 环境,则有,
( )
(A) Q < 0,W = 0,Δ U < 0
(B) Q = 0,W < 0,Δ U > 0
(C) Q > 0,W = 0,Δ U > 0
(D) Q < 0,W = 0,Δ U > 0
二、填空题 ( 共 10 题 20分 )
11,2 分 (4387)
4387
已知 E
(Cu
2+
|Cu)=0.337 V,E
(Cu
+
|Cu)=0.521 V，则 E
(Cu
2+
|Cu
+
)=_________________。
12,2 分 (4069)
4069
0.3 mol· kg
-1
Na
2
HPO
4
水溶液的离子强度是 __________________ mol· kg
-1
。
13,2 分 (4858)
4858
电池放电时，随电流密度增加阳极电位变 ________，阴极电位变 ________，正
极变 ________,负极变 _____。
14,2 分 (6680)
6680
300 K 时，水的表面张力 γ = 0.0728 N· m
-1
，密度 ρ 为 0.9965× 10
3
kg· m
-3
。在
该温度下，一个球形水滴的饱和蒸气压是相同温度平面水饱和蒸气压的 2 倍，这个小
水滴的半径是 ____________________ 。
15,2 分 (1830)
1830
298 K时,纯碘 (I
2
,固 )在水中的溶解度为 0.001 32 mol·dm
-3
,今以 1 mol·dm
-3
浓度的 I
2
的水溶液为参考态,并假设此溶 液中 I
2
遵守亨利定律,则在此参考态 时 I
2
的摩尔生成 Gibbs自由能为
____________。
16,2 分 (0079)
0079
10 mol单原子理想气体,在恒外压 0.987p
下由 400 K,2p
等温膨胀至 0.987p
,物体对环境作功
kJ。
17,2 分 (3907)
3907
298 K时，无限稀释的 NH
4
Cl水溶液中，正离子迁移数 t
+
=0.491。已知 0.0150 =
∞
Cl)NH(
4m
Λ
-12
molmS,则 Cl
-
离子的电迁移率 ________________________。 =
∞
=
Cl
U
18,2 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
）
19,2 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 _________ 。
20,2 分 (1883)
1883
稀溶液中，当溶质用物质的量分数 x
B
表示浓度时，其化学势的表达式为
其中第一项化学势 μ
B
*的物理意义是,
。
三、计算题 ( 共 4题 40分 )
21,15 分 (0957)
0957
4 g Ar（ 可视为理想气体,其摩尔 质量 M(Ar)=39.95 g·mol
-1
） 在 300 K时,压力为 506.6 kPa，
今在等温下反抗 202.6 kPa的恒定外压进行膨胀。试分别求下列两种过程的 Q,W,Δ U,Δ H,Δ
S,Δ F和Δ G。
（ 1）若变化为可逆过程；
（ 2）若变化为不可逆过程。
22,10 分 (0464)
0464
在 298.15 K 时，草酸的标准摩尔燃烧焓为 -251.9 kJ·mol
-1
，根据下表示计算,
(1) 298.15 K 时，草酸的标准摩尔生成焓Δ
f
H
m
(298.15 K)
(2) 318.15 K 时，草酸的标准摩尔生成焓Δ
f
H
m
(318.15 K)
(3) 298.15 K 时，草酸燃烧时的内能变化Δ
c
U
m
(298.15 K)
Δ
f
H (298.15 K)/kJ·mol
m
$ -1
C
p
(298.15 K)/J·K
-1
·mol
-1
H
2
(g) 0 28.87
O
2
(g) 0 29.29
C(石墨 ) 0 8.79
H
2
O(l) -285.9 75.31
CO
2
(g) -393.5 37.24
(COOH)
2
(s)? 97.91
23,10 分 (5952)
5952
(1) 在恒温下，许多金属的氧化过程满足下列抛物线方程
y
2
= k
1
t + k
2
其中 k
1
, k
2
只是温度的函数，当温度一定时都为常数。 y 为时刻 t 时的氧化膜厚
度，请写出金属氧化的速率方程 dy/dt =？，它是几级反应？对结果的意义加以说明。
(2) 假定反应 A → C + D 的历程为,
A B + C
1
2
k
k
B D
3
k
→
其中 B 为活性中间物。试证明产物 D 的生成速率必受产物 C 的抑制。并指出在什么
条件下 D 的生成速率与产物 C 无关 。
24,5 分 (9603)
9603
答：甘氨酸（ s） 甘氨酸（饱和液 m
s
）
G
1
0=
fm
(s)G
$
G
2
-1
fm
(aq,1 mol kg )Gm?=?
$
元素 甘氨酸（溶液,m = 1mol?kg
-1
）
（ 2 分）
-1
fm fm 1 2
(aq,m 1 mol kg ) ( )GGs?=?=?+?+
$$
G?
={,, ln[ / (,, )]}?+× × ×?
370 7 8 314 10 298 1 333 0 7298
31
kJ mol
=? （ 3 分）
-1
372.9 kJ mol?
四、问答题 ( 共 3题 20分 )
25,10 分 (0391)
0391
判断以 下各过程中 Q,W,Δ U,Δ H是否为零？若不为零,能否判断是大于零还是小于零？
(1) 理想气体恒温可逆膨胀
(2) 理想气体节流膨胀
(3) 理想气体绝热、反抗恒外压膨胀
(4) 1mol 实际气体恒容升温
(5) 在绝热恒容器中,H
2
(g) 与 Cl
2
(g) 生成 HCl(g) (理想气体反应 )
26,5 分 (7474)
7474
混合等体积的 0.08 mol· dm
-3
KI 和 0.1 mol· dm
-3
AgNO
3
溶液所得的溶胶。
(1) 试写出胶团结构式
(2) 指明电泳方向
(3) 比较 MgSO
4
,Na
2
SO
4
,CaCl
2
电解质对溶胶聚沉能力的大小。
27,5 分 (1604)
1604
对 异 核 双原子分子,试确定分子 能量处于振 动能级 v=0 及转动能级 J=1,2,3 时的概 率,用
Θ
v
,Θ
r
表示。
物理化学综合考试试卷 6 答案
一、选择题 ( 共 10 题 20分 )
1,2 分 (4315)
4315
[答 ] (A) (2分 )
2,2 分 (3675)
3675
[答 ] (D)
3,2 分 (1879)
1879
[答 ] （ B） (2分 )
4,2 分 (0845)
0845
[答 ] (A)
因为绝热，所以 Q = 0
由于理想气体节流膨胀后 T 不变
又 W = -p
1
V
1
+ p
2
V
2
= nRT
2
- nRT
1
= 0
因此 dS = (dU + pdV) /T = C
V
dT/T + pdV/T = nRdV/V
故Δ S = = nRln(V()
2
1
1/ d
V
V
nR V V
∫
2
/V
1
) > 0 (因 V
2
> V
1
)
故答案为 (A)
5,2 分 (6031)
6031
[答 ] (C)
6,2 分 (2400)
2400
[答 ] (C)
S = n + 1,R = 0,R' = 0
又 C= n + 1,Φ = 2 f = C + 3 -Φ = n + 1 + 3 - 2 = n + 2
7,2 分 (4205)
4205
[答 ] (C) (2分 )
8,2 分 (4039)
4039
[答 ] (A)
9,2 分 (2058)
2058
[答 ] (A)
- ln x =(?
OH
2
vap
H
m
/R)(1/ T
b
*
-1/ T
b
)
= (40.67× 10
3
J·mol
-1
/8.314 J·K
-1
·mol
-1
)(1/373.15 K-1/383.15 K)
x = 0.710,x
OH
2
B
= 0.290
*,2 分 (0074)
0074
[答 ] (B) (2分 )
二、填空题 ( 共 10 题 20分 )
11,2 分 (4387)
4387
[答 ] 0.153 V （ 2 分）
12,2 分 (4069)
4069
[答 ] 0.9 （ 2 分）
13,2 分 (4858)
4858
[答 ] 正，负，负，正
14,2 分 (6680)
6680
[答 ] R' = 1.52× 10
-9
m
15,2 分 (1830)
1830
[答 ] 16 427 J·mol
-1
在饱和液中,
μ (I
2
,s)=μ (I
2
,sln)=μ
(T,p)+RTln(c/c
)
Δ fG
m
=Δ μ =RTln(c/c
)
=(8.314 J·K
-1
·mol
-1
)(298 K)ln(1mol·dm
-3
/0.00132 mol·dm
-3
)
=16 427 J·mol
-1
(2分 )
16,2 分 (0079)
0079
[答 ] 16.85 kJ
17,2 分 (3907)
3907
[答 ] 7.92× 10
-8 2-1 -1
ms V （ 2 分）
18,2 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
19,2 分 (6681)
6681
[答 ] 管端，变大。
20,2 分 (1883)
1883
[答 ] （ 1） (1分 )
BBB
ln),( xRTpT +=
μμ
（ 2） 是在温度 T，压力 p，当 时，还能服从亨利定律的那个假想状态的化学 势。
(1 分 )
B
μ 1
B
→x
三、计算题 ( 共 4题 40分 )
21,15 分 (0957)
0957
[答 ] （ 1）Δ U=Δ H=0 (2分 )
Q
R
=W
R
=nRTln（ p
1
/p
2
） =228.9 J (2 分 )
Δ S=nRln（ p
1
/p
2
） =0.763 J·K
-1
(2分 )
Δ F=Δ G= -nRTln（ p
1
/p
2
） = -228.9 J (2 分）
（ 2）状态函数的变化同（ 1）
Δ U=Δ H=0 (1分 )
Δ F=Δ G= -228.9 J (2 分 )
Δ S=0.763 J·K
-1
(1分 )
Q
IR
=W
IR
=p
2
(V
2
-V
1
)=nRT(1-p
2
/p
1
)=149.9 J (3 分）
22,10 分 (0464)
0464
[答 ] (1) C(石墨 )+O
2
(g)=CO
2
(g) ……①
H
2
(g)+(1/2)O
2
(g)=H
2
O(l) ……②
(COOH)
2
(s)+(1/2)O
2
(g)=2CO
2
(g)+H
2
O(l) ……③
②+ 2×① -③，得
2C(石墨 )+2O
2
(g)+H
2
(g)= (COOH)
2
(s) (4分 )
Δ
f
H
m
[(COOH)
2
,s]=-821.0 kJ·mol
-1
(2分 )
(2) Δ
f
H
m
[(COOH)
2
,s,318.15 K]
=Δ
f
H
m
[(COOH)
2
,s,298.15 K]+ =-821.1 kJ·mol
318.15K
298.15K
d
p
CT?
∫
-1
(3分 )
(3) Δ
c
U
m
[(COOH)
2
,s,318.15 K]=-255.6 kJ·mol
-1
(1 分 )
23,10 分 (5952)
5952
[答 ] (1) dy/dt = k
1
/2y
负一级反应，说明随着氧化膜厚度的增加，氧化速率下降。 (4分 )
(2) 由 d[D]/dt = k
3
[B] 和 0 = d[B]/dt = k
1
[A]- k
2
[B][C]-k
3
[B]
得 d[D]/dt = k
3
k
1
[A]/(k
2
[C] + k
3
)
反应受产物 C 的抑制,(4分 )
当 k
3
>> k
2
[C] 时,d[D]/dt ≈ k
1
[A]，与产物 C 无关 (2分 )
24,5 分 (9603)
9603
答：甘氨酸（ s） 甘氨酸（饱和液 m
s
）
G
1
0=
fm
(s)G?
$
G
2
-1
fm
(aq,1 mol kg )Gm?=?
$
元素 甘氨酸（溶液,m = 1mol?kg
-1
）
（ 2 分）
-1
fm fm 1 2
(aq,m 1 mol kg ) ( )GGs?=?=?+?+
$$
G?
={,, ln[ / (,, )]}?+× × ×?
370 7 8 314 10 298 1 3 33 0 7298
31
kJ mol （ 2 分）
= （ 1 分）
-1
372.9 kJ mol
四、问答题 ( 共 3题 20分 )
25,10 分 (0391)
0391
[答 ]
26,5 分 (7474)
7474
[答 ]
(1) ｛ [(AgI)
m
.nAg
+
],(n-x)NO ｝
3
x-
· x NO
3
(2) 往负极移动
(3) 聚沉能力 Na
2
SO
4
> MgSO
4
> CaCl
2
27,5 分 (1604)
1604
[答 ] 分子能量处于 υ=0 的概率 N
V
=n/N = exp(-
1
2
Θ
v
/T)/q
V
(1分 )
分子能量处于 J=1 的概率 N
J
=1/N=(2+1)exp(-2Θ
r
/T)/q
r
=3exp(-2Θ
r
/T)/q
r
(1分 )
J=2 的概率 N
J
=2/N=5exp(-6Θ
r
/T)/q
r
(1分 )
J=3 的概率 N
J
=3/N=7exp(-12Θ
r
/T)q
r
(1分 )
P=(N
υ=n
/ N)(N
J=1
/N + N
J=2
/N + N
J=3
/N)
=[exp(-
1
2
Θ
v
/T)/q
v
]{[3exp(-2Θ
r
/T)+5exp(-6Θ
r
/T)+7exp(-12Θ
r
/T)]/q
r
}
=[1-exp(-Θ
v
/T)] [3exp(-2Θ
r
/T)+5exp(-6Θ
r
/T)+7exp(-12Θ
r
/T)] (Θ
r
/T) (1 分 )
班级 姓名 分数
一、选择题 ( 共 10 题 20分 )
1,2 分 (4315)
4315
某燃料电池的反应为,
H
2
(g)＋
1
2
O
2
(g)─→ H
2
O(g)
在 400 K 时的?
r
H
m
和?
r
S
m
分别为 -251.6 kJ· mol
-1
和 –50 J· K
-1
· mol
-1
,则该
电池的电动势为,( )
(A) 1.2 V (B) 2.4 V
(C) 1.4 V (D) 2.8 V
2,2 分 (3675)
3675
在 Hittorff 法测迁移数的实验中，用 Ag 电极电解 AgNO
3
溶液，测出在阳极部
AgNO
3
的浓度增加了 x mol，而串联在电路中的 Ag 库仑计上有 y mol 的 Ag 析出,
则 Ag
+
离子迁移数为,( )
(A) x/y (B) y/x
(C) (x-y)/x (D) (y-x)/y
3,2 分 (1879)
1879
下述体系中的组分 B，选择假想标准态的是 （ ）
（ A）混合理想气体中的组分 B
（ B）混合非理想气体中的组分 B
（ C）理想溶液中的组分 B
（ D）稀溶液中的溶剂
4,2 分 (0845)
0845
室温下,10p
的理想气体绝热节流膨胀至 5p
的过程有,
(1) W > 0 (2) T
1
> T
2
(3) Q = 0 (4)?S > 0
其正确的答案应是,( )
(A) (3),(4)
(B) (2),(3)
(C) (1),(3)
(D) (1),(2)
5,2 分 (6031)
6031
相同分 子 B 反应,其单位时间,单位体积内 的碰撞数为,( )
(A) 2d
B
2
(πRT／ M
B
)
1/2
(B)
1
2
d
B
2
（ πRT／ M
B
）
1/2
(C) 2N
B
2
d
B
2
（ πRT／ M
B
）
1/2
(D) ４ LN
B
2
d
B
2
（ πRT／ M
B
）
1/2
式中 L是阿伏伽德罗常数,N
B
是 B分子的数密度。
6,2 分 (2400)
2400
某一水 溶液中有 n种溶质，其 摩尔分数分 别是 x
1
,x
2
,...,x
n
,若使用只允许水出 入的半透膜将此溶液与纯水分开,当达到渗 透平衡时水面上的外压为 p
w
,溶液 面上外压为 p
s
，则 该体系的自由度数为,
( )
(A) f=n
(B) f=n+1
(C) f=n+2
(D) f=n+3
7,2 分 (4205)
4205
下列对原电池的描述哪个是不准确的, ( )
(A) 在阳极上发生氧化反应
(B) 电池内部由离子输送电荷
(C) 在电池外线路上电子从阴极流向阳极
(D) 当电动势为正值时电池反应是自发的
8,2 分 (4039)
4039
在饱和 AgCl 溶液中 加入 NaNO
3
,AgCl 的饱 和浓度如何变化？ ( )
(A) 变大
(B) 变小
(C) 不变
(D) 无法判定
9,2 分 (2058)
2058
已知 H
2
O(l)在正常沸点时的气化热为 40.67 kJ?mol
-1
,某非挥发性物质 B溶于 H
2
O(l)后,其沸点升高 10 K,则该物质 B在溶液中的摩尔分数为 ( )
(A) 0.290 (B) 0.710
(C) 0.530 (D) 0.467
*,2 分 (0074)
0074
在一绝 热箱中装有水,水中通一电阻丝,由蓄电池供电,通电后水及电阻丝的温度均略有升高,今以 水和电 阻丝为 体系,其余为 环境,则有,
( )
(A) Q < 0,W = 0,Δ U < 0
(B) Q = 0,W < 0,Δ U > 0
(C) Q > 0,W = 0,Δ U > 0
(D) Q < 0,W = 0,Δ U > 0
二、填空题 ( 共 10 题 20分 )
11,2 分 (4387)
4387
已知 E
(Cu
2+
|Cu)=0.337 V,E
(Cu
+
|Cu)=0.521 V，则 E
(Cu
2+
|Cu
+
)=_________________。
12,2 分 (4069)
4069
0.3 mol· kg
-1
Na
2
HPO
4
水溶液的离子强度是 __________________ mol· kg
-1
。
13,2 分 (4858)
4858
电池放电时，随电流密度增加阳极电位变 ________，阴极电位变 ________，正
极变 ________,负极变 _____。
14,2 分 (6680)
6680
300 K 时，水的表面张力 γ = 0.0728 N· m
-1
，密度 ρ 为 0.9965× 10
3
kg· m
-3
。在
该温度下，一个球形水滴的饱和蒸气压是相同温度平面水饱和蒸气压的 2 倍，这个小
水滴的半径是 ____________________ 。
15,2 分 (1830)
1830
298 K时,纯碘 (I
2
,固 )在水中的溶解度为 0.001 32 mol·dm
-3
,今以 1 mol·dm
-3
浓度的 I
2
的水溶液为参考态,并假设此溶 液中 I
2
遵守亨利定律,则在此参考态 时 I
2
的摩尔生成 Gibbs自由能为
____________。
16,2 分 (0079)
0079
10 mol单原子理想气体,在恒外压 0.987p
下由 400 K,2p
等温膨胀至 0.987p
,物体对环境作功
kJ。
17,2 分 (3907)
3907
298 K时，无限稀释的 NH
4
Cl水溶液中，正离子迁移数 t
+
=0.491。已知 0.0150 =
∞
Cl)NH(
4m
Λ
-12
molmS,则 Cl
-
离子的电迁移率 ________________________。 =
∞
=
Cl
U
18,2 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
）
19,2 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 _________ 。
20,2 分 (1883)
1883
稀溶液中，当溶质用物质的量分数 x
B
表示浓度时，其化学势的表达式为
其中第一项化学势 μ
B
*的物理意义是,
。
三、计算题 ( 共 4题 40分 )
21,15 分 (0957)
0957
4 g Ar（ 可视为理想气体,其摩尔 质量 M(Ar)=39.95 g·mol
-1
） 在 300 K时,压力为 506.6 kPa，
今在等温下反抗 202.6 kPa的恒定外压进行膨胀。试分别求下列两种过程的 Q,W,Δ U,Δ H,Δ
S,Δ F和Δ G。
（ 1）若变化为可逆过程；
（ 2）若变化为不可逆过程。
22,10 分 (0464)
0464
在 298.15 K 时，草酸的标准摩尔燃烧焓为 -251.9 kJ·mol
-1
，根据下表示计算,
(1) 298.15 K 时，草酸的标准摩尔生成焓Δ
f
H
m
(298.15 K)
(2) 318.15 K 时，草酸的标准摩尔生成焓Δ
f
H
m
(318.15 K)
(3) 298.15 K 时，草酸燃烧时的内能变化Δ
c
U
m
(298.15 K)
Δ
f
H (298.15 K)/kJ·mol
m
$ -1
C
p
(298.15 K)/J·K
-1
·mol
-1
H
2
(g) 0 28.87
O
2
(g) 0 29.29
C(石墨 ) 0 8.79
H
2
O(l) -285.9 75.31
CO
2
(g) -393.5 37.24
(COOH)
2
(s)? 97.91
23,10 分 (5952)
5952
(1) 在恒温下，许多金属的氧化过程满足下列抛物线方程
y
2
= k
1
t + k
2
其中 k
1
, k
2
只是温度的函数，当温度一定时都为常数。 y 为时刻 t 时的氧化膜厚
度，请写出金属氧化的速率方程 dy/dt =？，它是几级反应？对结果的意义加以说明。
(2) 假定反应 A → C + D 的历程为,
A B + C
1
2
k
k
B D
3
k
→
其中 B 为活性中间物。试证明产物 D 的生成速率必受产物 C 的抑制。并指出在什么
条件下 D 的生成速率与产物 C 无关 。
24,5 分 (9603)
9603
答：甘氨酸（ s） 甘氨酸（饱和液 m
s
）
G
1
0=
fm
(s)G
$
G
2
-1
fm
(aq,1 mol kg )Gm?=?
$
元素 甘氨酸（溶液,m = 1mol?kg
-1
）
（ 2 分）
-1
fm fm 1 2
(aq,m 1 mol kg ) ( )GGs?=?=?+?+
$$
G?
={,, ln[ / (,, )]}?+× × ×?
370 7 8 314 10 298 1 333 0 7298
31
kJ mol
=? （ 3 分）
-1
372.9 kJ mol?
四、问答题 ( 共 3题 20分 )
25,10 分 (0391)
0391
判断以 下各过程中 Q,W,Δ U,Δ H是否为零？若不为零,能否判断是大于零还是小于零？
(1) 理想气体恒温可逆膨胀
(2) 理想气体节流膨胀
(3) 理想气体绝热、反抗恒外压膨胀
(4) 1mol 实际气体恒容升温
(5) 在绝热恒容器中,H
2
(g) 与 Cl
2
(g) 生成 HCl(g) (理想气体反应 )
26,5 分 (7474)
7474
混合等体积的 0.08 mol· dm
-3
KI 和 0.1 mol· dm
-3
AgNO
3
溶液所得的溶胶。
(1) 试写出胶团结构式
(2) 指明电泳方向
(3) 比较 MgSO
4
,Na
2
SO
4
,CaCl
2
电解质对溶胶聚沉能力的大小。
27,5 分 (1604)
1604
对 异 核 双原子分子,试确定分子 能量处于振 动能级 v=0 及转动能级 J=1,2,3 时的概 率,用
Θ
v
,Θ
r
表示。
物理化学综合考试试卷 6 答案
一、选择题 ( 共 10 题 20分 )
1,2 分 (4315)
4315
[答 ] (A) (2分 )
2,2 分 (3675)
3675
[答 ] (D)
3,2 分 (1879)
1879
[答 ] （ B） (2分 )
4,2 分 (0845)
0845
[答 ] (A)
因为绝热，所以 Q = 0
由于理想气体节流膨胀后 T 不变
又 W = -p
1
V
1
+ p
2
V
2
= nRT
2
- nRT
1
= 0
因此 dS = (dU + pdV) /T = C
V
dT/T + pdV/T = nRdV/V
故Δ S = = nRln(V()
2
1
1/ d
V
V
nR V V
∫
2
/V
1
) > 0 (因 V
2
> V
1
)
故答案为 (A)
5,2 分 (6031)
6031
[答 ] (C)
6,2 分 (2400)
2400
[答 ] (C)
S = n + 1,R = 0,R' = 0
又 C= n + 1,Φ = 2 f = C + 3 -Φ = n + 1 + 3 - 2 = n + 2
7,2 分 (4205)
4205
[答 ] (C) (2分 )
8,2 分 (4039)
4039
[答 ] (A)
9,2 分 (2058)
2058
[答 ] (A)
- ln x =(?
OH
2
vap
H
m
/R)(1/ T
b
*
-1/ T
b
)
= (40.67× 10
3
J·mol
-1
/8.314 J·K
-1
·mol
-1
)(1/373.15 K-1/383.15 K)
x = 0.710,x
OH
2
B
= 0.290
*,2 分 (0074)
0074
[答 ] (B) (2分 )
二、填空题 ( 共 10 题 20分 )
11,2 分 (4387)
4387
[答 ] 0.153 V （ 2 分）
12,2 分 (4069)
4069
[答 ] 0.9 （ 2 分）
13,2 分 (4858)
4858
[答 ] 正，负，负，正
14,2 分 (6680)
6680
[答 ] R' = 1.52× 10
-9
m
15,2 分 (1830)
1830
[答 ] 16 427 J·mol
-1
在饱和液中,
μ (I
2
,s)=μ (I
2
,sln)=μ
(T,p)+RTln(c/c
)
Δ fG
m
=Δ μ =RTln(c/c
)
=(8.314 J·K
-1
·mol
-1
)(298 K)ln(1mol·dm
-3
/0.00132 mol·dm
-3
)
=16 427 J·mol
-1
(2分 )
16,2 分 (0079)
0079
[答 ] 16.85 kJ
17,2 分 (3907)
3907
[答 ] 7.92× 10
-8 2-1 -1
ms V （ 2 分）
18,2 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
19,2 分 (6681)
6681
[答 ] 管端，变大。
20,2 分 (1883)
1883
[答 ] （ 1） (1分 )
BBB
ln),( xRTpT +=
μμ
（ 2） 是在温度 T，压力 p，当 时，还能服从亨利定律的那个假想状态的化学 势。
(1 分 )
B
μ 1
B
→x
三、计算题 ( 共 4题 40分 )
21,15 分 (0957)
0957
[答 ] （ 1）Δ U=Δ H=0 (2分 )
Q
R
=W
R
=nRTln（ p
1
/p
2
） =228.9 J (2 分 )
Δ S=nRln（ p
1
/p
2
） =0.763 J·K
-1
(2分 )
Δ F=Δ G= -nRTln（ p
1
/p
2
） = -228.9 J (2 分）
（ 2）状态函数的变化同（ 1）
Δ U=Δ H=0 (1分 )
Δ F=Δ G= -228.9 J (2 分 )
Δ S=0.763 J·K
-1
(1分 )
Q
IR
=W
IR
=p
2
(V
2
-V
1
)=nRT(1-p
2
/p
1
)=149.9 J (3 分）
22,10 分 (0464)
0464
[答 ] (1) C(石墨 )+O
2
(g)=CO
2
(g) ……①
H
2
(g)+(1/2)O
2
(g)=H
2
O(l) ……②
(COOH)
2
(s)+(1/2)O
2
(g)=2CO
2
(g)+H
2
O(l) ……③
②+ 2×① -③，得
2C(石墨 )+2O
2
(g)+H
2
(g)= (COOH)
2
(s) (4分 )
Δ
f
H
m
[(COOH)
2
,s]=-821.0 kJ·mol
-1
(2分 )
(2) Δ
f
H
m
[(COOH)
2
,s,318.15 K]
=Δ
f
H
m
[(COOH)
2
,s,298.15 K]+ =-821.1 kJ·mol
318.15K
298.15K
d
p
CT?
∫
-1
(3分 )
(3) Δ
c
U
m
[(COOH)
2
,s,318.15 K]=-255.6 kJ·mol
-1
(1 分 )
23,10 分 (5952)
5952
[答 ] (1) dy/dt = k
1
/2y
负一级反应，说明随着氧化膜厚度的增加，氧化速率下降。 (4分 )
(2) 由 d[D]/dt = k
3
[B] 和 0 = d[B]/dt = k
1
[A]- k
2
[B][C]-k
3
[B]
得 d[D]/dt = k
3
k
1
[A]/(k
2
[C] + k
3
)
反应受产物 C 的抑制,(4分 )
当 k
3
>> k
2
[C] 时,d[D]/dt ≈ k
1
[A]，与产物 C 无关 (2分 )
24,5 分 (9603)
9603
答：甘氨酸（ s） 甘氨酸（饱和液 m
s
）
G
1
0=
fm
(s)G?
$
G
2
-1
fm
(aq,1 mol kg )Gm?=?
$
元素 甘氨酸（溶液,m = 1mol?kg
-1
）
（ 2 分）
-1
fm fm 1 2
(aq,m 1 mol kg ) ( )GGs?=?=?+?+
$$
G?
={,, ln[ / (,, )]}?+× × ×?
370 7 8 314 10 298 1 3 33 0 7298
31
kJ mol （ 2 分）
= （ 1 分）
-1
372.9 kJ mol
四、问答题 ( 共 3题 20分 )
25,10 分 (0391)
0391
[答 ]
26,5 分 (7474)
7474
[答 ]
(1) ｛ [(AgI)
m
.nAg
+
],(n-x)NO ｝
3
x-
· x NO
3
(2) 往负极移动
(3) 聚沉能力 Na
2
SO
4
> MgSO
4
> CaCl
2
27,5 分 (1604)
1604
[答 ] 分子能量处于 υ=0 的概率 N
V
=n/N = exp(-
1
2
Θ
v
/T)/q
V
(1分 )
分子能量处于 J=1 的概率 N
J
=1/N=(2+1)exp(-2Θ
r
/T)/q
r
=3exp(-2Θ
r
/T)/q
r
(1分 )
J=2 的概率 N
J
=2/N=5exp(-6Θ
r
/T)/q
r
(1分 )
J=3 的概率 N
J
=3/N=7exp(-12Θ
r
/T)q
r
(1分 )
P=(N
υ=n
/ N)(N
J=1
/N + N
J=2
/N + N
J=3
/N)
=[exp(-
1
2
Θ
v
/T)/q
v
]{[3exp(-2Θ
r
/T)+5exp(-6Θ
r
/T)+7exp(-12Θ
r
/T)]/q
r
}
=[1-exp(-Θ
v
/T)] [3exp(-2Θ
r
/T)+5exp(-6Θ
r
/T)+7exp(-12Θ
r
/T)] (Θ
r
/T) (1 分 )
