大学物理化学试题精选(附答案)

大学物理化学试题精选（附答案） 物 理 化 学 测 试 题 (一)

一. 填空题（每题2分，共14分）

1. 20 ℃下，含 25.6％ O 2 、4.4％CO 2和 70％ N 2 ( 质量百分比 ) 的混合气体的压力为200 kPa ，则O 2的分压为 kPa.

2. 在 300 K下2 mol理想气体从 300 kPa不可逆地压缩至 1.66 dm ，并放热 10 kJ，此过程的ΔS = J.K .

3. 乙苯脱氢制苯乙烯的反应: C6H 6C 2H 5(g) C 6H 5C 2H 3(g) + H2(g). 保持温度不变的情况下，要提高乙苯的平衡转化率可采取的措施是 或 .

4. 将1摩尔的 H 2(g) 与 1摩尔的 I 2(g) 放在真空容器中, 发生反应 H 2(g)＋I 2(g) ＝ 2HI(g) , 达到平衡时, 系统的独立组分数 C = , 自由度数 f = .

5. 质量摩尔浓度为 1 mol·kg 的 Na 2SO 4水溶液, 平均活度系数为 γ ， 该溶液的平均活

度 a ＝ γ .

6. 已知 25 ℃时下列物质的无限稀释摩尔电导率 Λ /(S.cm .mol ): 氯化铵＝149.8、氢氧化钠＝ 248.11、氯化钠＝26.5，则氢氧化氨的 Λ = S.cm .mol .

7. 在一定温度下, 弯曲液面的附加压力与 成正比, 与 成反比。

二. 选择题(从下列选项中选择一个正确答案，共14分，每题2分)

1. 下列过程中, ΔU = 0 的是 .

A. 气体节流膨胀过程 B. 封闭系统的任何可逆过程

C. 封闭系统的任何循环过程 D. 在密闭的刚性容器中进行的化学反应

2. 理想气体反应的平衡常数可用 Ky 和 K 表示, 温度和压力对 Ky 和 K 的影响为 .

A. 温度和压力对 Ky, K 均有影响 B. 温度和压力对 Ky, K 均无影响

C. 温度对 Ky, K 有影响, 压力对Ky 无影响而对K 有影响

D. 温度对 Ky, K 有影响, 压力对 Ky 有影响而对K 无影响 3. 以下定律中不属于稀溶液依数性的是 .

A. 亨利定律 B. 沸点升高定律 C. 凝固点下降定律 D. 渗透压定律.

4. 用等体积、等摩尔浓度的 LiCl, NaCl, CaCl2和 AlCl 3电解质溶液使 As 2S 3溶胶聚沉, 加入AlCl 3溶液聚沉得最快, 此溶胶的电性为 .

A. 正 B. 负 C. 中性 D 不确定

5. 用 96485 C电量最多可从 CuSO4溶液中电解出 Cu 克 (Cu的摩尔质量为 63.54 g/mol).

A. 16 B. 32 C. 64 D. 128.

6. 某反应的速率常数 k = 3.0 mol .dm .min , 此反应为 级反应.

A. 2 B. 1.5 C. 0.5 D. 零

7. 固体糖可以溶解在水中, 这说明固体糖的化学势 于水溶液中糖的化学势. A. 等 B. 高 C. 低 D. 无法判断.

三.(14分)

1 mol双原子分子理想气体在 0 ℃、101.3 kPa下恒温可逆膨胀到 0.224 m , 试计算此过程 Q, W, ΔU, ΔH, ΔS, ΔS(环) 及ΔG 。 四. （14分）

500 ℃时光气(COCl2) 发生离解反应 COCl 2(g)＝CO(g)＋Cl 2(g). 在此温度下于抽空容器内充入压力为 252.1 kPa的光气，当反应达到平衡时，容器的压力为267.5 kPa, 设气体为理想气体, 计算: (1) 500 ℃时光气的解离度α; (2) 500 ℃时解离反应的平衡常数 K . (3) 光气合成反应在 500 ℃时的ΔrG . 五.(12分)

在101.3kPa 下, Sb和Cd 可形成稳定化合物Sb 2Cd 3, Sb(A)和Cd(B)组成的二元系统熔点-组成图如下.

(1) 指明图中各区域、点O 及P 的相态及自由度数;

(2) 画出图上a 点所示系统的步冷曲线形状, 并说明从a →b →c →d →e 各点的相态变化; (3) 计算500℃下,10kg 含20％Cd 的Sb-Cd 混合物析出固体物的质量及降温至300℃时此混合

物各相的质量。

六.(12分)

25 ℃, 101.3 kPa下, 电池 Ag(s)│AgCl(s)│HCl(a＝0.1) │Hg 2Cl 2(s)│Hg(l)│Pt(s) E (Cl , AgCl/Ag) = 0.2223 V, E (Cl ,Hg Cl /Hg) = 0.268 V. (1)写出电极反应和电池反应; (2)求电池电动势;

(3) 25 ℃时,( E/ T) p = 0.338×10 V/K, 求电池反应的ΔrG , ΔrH 和ΔrS . 七.(8分)

20 ℃, 101.3 kPa下, 水的表面张力为 72.8×10-3 N.m , 有一球形水滴的蒸气压为通常水面(平液面) 蒸气压的1.02倍, 计算水滴的半径及水滴表面上受到的压力(水的密度按 1 g.cm 计). 八.(12分)

反应 A 是一级反应, 在25℃下反应进行 1小时后, A 反应掉 75 ％. 计算: (1) 计算A 的半衰期; (2) 2小时后 A 反应掉百分之几; (3) 若温度升高10℃，反应速率可提高一倍，此反应的活化能为多少？

参 考 答 案

一．

1、 47 2、- 38.3 3、降压，通入惰性气体 4、1，2 5、 或1.59 6、271.4 7、液体的表面张力, 液面的曲率半径

二. 1、C 2、d 3、 A 4、 B 5、b 6、 c 7、 b

三．解：

U = H = 0

V = 1×8.314×273.2/(101.3×10 ) = 22.4×10 m Q = － W = 1×8.314×273.2 ln (0.224/22.4×10 ) = 5.23 kJ ΔS = Q/T = 5.23×10 /273.2 = 19.15 J/K

ΔG = ΔH - TΔS = - 273.2×19.15 = - 5.23×10 J ΔS(环) = - Q(可)/T = - 5230/273.2 = - 19.15 J/K 四. 解:

(1) 500 ℃时光气不分解压力:

p ＝ 94.6×(500＋273.2)/(17＋273.2) ＝ 252.1 kPa p总＝ (1＋α) p

α＝ p(总) / p － 1 ＝ 267.5 / 252.1 － 1 ＝ 0.061 (2) K ＝ p(CO)p(Cl ) / [p( COCl )p ] ＝[α / (1－α)]p / p

＝(0.061 / 0.939)×252.1 / 100 ＝ 9.99×10 (3) G ＝－ G (分) ＝ RT ln K

＝ 8.314×773.2×ln (9.99×10 ) = － 29.6 kJ/mol 五 解:

(1)Ⅰ: 熔液, f=2;Ⅱ: Sb(s)+l,f=1; Ⅲ: Sb Cd (s)+l,f=1;

Ⅳ: Sb Cd (s)+Sb(s),f=1; Ⅴ: Sb Cd (s)+l,f=1;Ⅵ: Cd(s)+l,f=1 Ⅶ: Sb Cd (s)+Cd(s),f=1; O: Sb(s)+Sb Cd (s)+l,f=0

P: Cd(s)+Sb Cd (s)+l,f=0.

(2) a: 熔液, b时开始析出Sb Cd (s), c时Sb Cd (s)+l 共存, 至 d时 Sb Cd (s)及 Cd(s)同时析出, 并有饱和液体三相共存, 到 e 点时, 熔液己消失为 Sb Cd (s)及Cd(s)共存. (3) m ×(20-0) = m ×(33-20), m = 0.65m = 0.65×(10-m ) m = 3.94 kg

m ×(20-0) = m ×(60-20)

m = 2m = 2×(10-m ), m = 6.7 kg 六. 解:

(1) 阴极 Hg Cl (s) + 2e → 2Hg(l) + 2Cl 阳极 2Ag(s) + 2Cl → 2AgCl(s) + 2e

电池反应 Hg Cl (s) + 2Ag(s) = 2Hg(l) + 2AgCl(s) (2) E = E = E (Cl , Hg Cl /Hg) - E (Cl , AgCl/Ag) = 0.268 - 0.2223 = 0.0457 V

(3) S = zF( E/ T) = 2×96485×0.338×10 = 65.2 J/(K.mol) G = - zFE = - 2×0.0457×96485 = - 8819 J/mol

H = G + T S = - 8819 + 298×65.2 = 1.061×10 J/mol

七. 解:

2γM 2×72.8×10 ×18×10

r = ──────── = ─────────────── = 54.3 nm ρRTln(p /p ) 1×10 ×8.314×293×ln1.02 p = p ＋ p = p ＋(2γ/r)

= 101.3＋[2×72.8×10 /(54.3×10 )]×10 = 2.78×10 kPa 八. 解:

(1) k = (1/t)ln([A]。/[A]) = (1/1)ln{[A]0/(1-75%)[A]0} = 1.386 h t = 0.693/k = 0.693/1.386 = 0.5 h

(2)ln([A]0/[A])=kt=1.386×2＝2.772 [A]0/[A]=15.99 [A]=[A]0/15.99=0.0625[A]0 x%=(A)0-[A])/[A]0=(-0.0625)×100％＝93.8％ (3) ln[k(35) / k(25)]= Ea( T -T )/( RT T )