东大物理化学试题及答案(两份题)

物理化学试题之一

一、选择题(每题2分，共50分, 将唯一的答案填进括号内) @( b )1. 下列公式中只适用于理想气体的是1. B

A. ΔU=QV B. W=nRTln(p2/p1) C. ΔU=@( c )2. ΔH 是体系的什么 2. C

A. 反应热 B. 吸收的热量 C. 焓的变化 D. 生成热

( )3. 2000K时反应CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)的K p 为6.443, 则在同温度下反应为2CO 2(g)=2CO(g)+O2(g)的K p 应为3. C

A. 1/6.443 B. (6.443) C. (1/6.443) D. 1/(6.443)

( ) 4. 固态的NH 4HS 放入一抽空的容器中，并达到化学平衡，其组分数、独立组分数、相数及自由度分别是 4. C

A. 1，1，1，2 B. 1，1，3，0 C. 3，1，2，1 D. 3，2，2，2 @( c) 5. 下列各量称做化学势的是 5.D

1/2

2

1/2

2⎰T T 1C V , m dT

D. ΔH=ΔU+pΔV

∂μ∂p ∂μ∂U

) S , V , n j ≠i () T , V , n j ≠i () T , p , n j ≠i () S , V , n j ≠i

A. ∂n i B. ∂n i C. ∂n i D. ∂n i

(

( ) 6. A和B 能形成理想溶液。已知在100℃时纯液体A 的饱和蒸汽压为133.3kPa, 纯液体B 的饱和蒸汽压为66.7 kPa, 当A 和B 的二元溶液中A 的摩尔分数为0.5时，与溶液平衡的蒸气中A 的摩尔分数是6.C

A. 1 B. 0.75 C. 0.667 D. 0.5 @( ) 7. 理想气体的真空自由膨胀，哪个函数不变？ A. ΔS=0 B. V=0 C. ΔG=0 D. ΔH=0 7. D

( ) 8. A、B 两组分的气液平衡T-x 图上，有一最低恒沸点，恒沸物组成为x A =0.7。现有一组成为x A =0.5的AB 液体混合物，将其精馏可得到

A. 纯A 和恒沸混合物 B. 纯B 和恒沸混合物 C. 只得恒沸混合物 D. 得纯A 和纯B 8. B

( ) 9. 实验测得浓度为0.200mol ·dm -3的HAc 溶液的电导率为0.07138S ·m -1，该溶液的摩尔电导率Λm (HAc)为 9.B

A. 0.3569S ·m ·mol B. 0.0003569S ·m ·mol C. 356.9S ·m ·mol D. 0.01428S ·m ·mol

@( D ) 10. 表面活性物质溶于水时，关于溶液的表面张力和溶液表面的描述正确的是

A. 表面张力升高，正吸附 B. 表面张力降低，正吸附

C. 表面张力升高，负吸附 D. 表面张力显著降低，正吸附

( B ) 11. 一体积的氢气在0℃，101.3kPa 下等温膨胀至原来体积的3倍，其内能变化是多少？(设氢气是理想气体)

A. 0.4J B. 0 C. 6J D.0.04J

( A ) 12. 已知反应CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)的ΔH ，下列说法中何者不正确 A. ΔH 是CO 2(g)的生成热 B. ΔH 是CO(g)的燃烧热

C. ΔH 是负值 D. ΔH 与反应ΔU 的数值不等

( A ) 13. 对于0.002mol/kg的Na 2SO 4溶液，其平均质量摩尔浓度m ±=0.219是 A. 3.175×10 B. 2.828×10 C. 1.789×10 D. 4×10 @( ) 14. 对弯曲液面所产生的附加压力14.B

A. 一定等于零 B. 一定不等于零 C. 一定大于零 D. 一定小于零 @( ) 15. 已知下列反应的平衡常数： 15.A H 2(g) + S(s) = H2S(g) K 1 S(s) + O2(g) = SO2(g) K 2

则反应H 2S(g) + O2(g)= H2(g) + SO2(g) 的平衡常数为

A. K2/K1 B. K1—K 2 C. K1×K 2 D. K1/K2

( ) 16. 对于N 2和H 2混合气体的绝热可逆压缩(没有生产NH 3) ，则 16.C A. ΔU=0 B. ΔH=0 C. ΔS=0 D. ΔG=0 @( ) 17. 温度升高溶胶的稳定性17.B

A. 增加 B. 下降 C. 不变 D. 先增加后下降 ( ) 18. 101℃时，水在多大外压下沸腾？18. C

A. 101.3kPa B. 1013kPa C. 略高于101.3kPa D. 略低于101.3kPa ( ) 19. 在HAc 电离常数测定实验中，直接测定的物理量是不同浓度的HAc 溶液的 A. 电导率 B. 电阻 C. 摩尔电导 D. 电离度 19. B ( ) 20. 定温下气相反应K p 有什么特点？20. A

A. 恒为常数 B. 恒等于K c C. 随压力而变 D. 与体积有关 ( ) 21. 某化学反应其反应物消耗8/7所需的时间是它消耗掉4/3所需的时间的1.5倍，则

-3

-3

-4

-3

2

-1

2

-1

2

-1

2

-1

反应的级数为 21.B

A. 零级反应 B. 一级反应 C. 二级反应 D. 三级反应

( ) 22. 在一定量AgI 溶胶中加入下列不同电解质溶液，则使溶胶在一定时间内完全聚沉所需电解质的量最少的是 22. B

A. La(NO3) 3 B. Mg(NO3) 2 C. NaNO3 D. KNO3

@( a ) 23. 接触角可确定固体某种性质，若亲液固体表面能被液体润湿，其相应的接触角是 23. C

A. θ=0 B. θ>90 C. θ

( ) 24. 混合等体积0.08mol ·dm KI 和0.1mol ·dm AgNO 3溶液得到一溶胶体系，在该体系中分别加入下述三个电解质：(1) MgSO4, (2) CaCl2, (3) Na2SO 4, 则其聚沉能力的大小为 A. (1)>(2)>(3) B. (2)>(1)>(3) C. (3)>(1)>(2) D. (3)>(2)>(1) ( ) 25. 298K时反应Zn+Fe2+=Zn2++Fe的E 0为0.323V ，则其平衡常数为 A. 2.89×105 B. 8.34×1010 C. 5.53×104 D. 2.35×102

一、二、计算题：(共50分)

1．(10分) A(熔点651℃) 和B(熔点419℃) 的相图具有一个低共熔点，为368℃(42% A,质量百分数，下同) 。

(1) (1) 绘出该二组分系统的示意相图，标出各相区相态，及自由度。 (2) (2) 分别指出80% A和30% A的系统从700℃冷却到300℃的过程的相变。 (3) (3) 画出49% A的溶液的步冷曲线。

2、(20分) 某抗菌素施于人体后在血液中的反应呈现一级反应。如在人体中注射0.5克某抗菌素，然后在不同时间测其在血液中的浓度，得到下列数据：

t (h)

C A (血液中药含量mg/100ml)

lnc A -t 的直线斜率为-0.0979, lncA,0=-0.14 (1) (1) 求反应速率常数。 (2) (2) 计算半衰期

(3) 若使血液中某抗菌素浓度不低于0.37mg/100ml，问需几小时后注射第二针。

3、(20分) 5mol过冷水在-5℃, 101.3kPa下凝结为冰，计算过程的ΔG, 并判断过程在此条件下能否发生。已知水在0℃, 101.3kPa 下凝固热ΔH m, 凝=-6.009J·K -1·mol -1，水的平均热容为75.3 J·K -1·mol -1, 冰的平均热容为37.6 J·K -1·mol -1。

答案：一、1. B 2. C 3. C 4. C 5.D 6.C 7. D 8. B 9.B 10.D 11.B 12.A 13.A

4 0.48

8 0.31

12 0.24

16 0.15

3 3

14.B 15.A 16.C 17.B 18. C 19. B 20. A 21.B 22. B 23. C 24. C 25.B 3、(20分) 5mol过冷水在-5℃, 101.3kPa下凝结为冰，计算过程的ΔG, 并判断过程在此条件下能否发生。已知水在0℃, 101.3kPa 下凝固热ΔH m, 凝=-6.009J·K -1·mol -1，水的平均热容为75.3 J·K -1·mol -1, 冰的平均热容为37.6 J·K -1·mol -1。

(2) H 2O(l) H 2O(s)

ΔG

n=5.00mol, n=5.00mol, t 1= -5℃ t 1= -5℃ p=101.3kPa p=101.325kPa

H 2O(l) H 2O(s) n=5.00mol, Δ G 3 n=5.00mol, t 1= 0℃ t 1=0℃ P =101.3kPa p =101.3kPa

ΔH=ΔH 1+ΔH 2+ΔH 3=1883-30045-940=-29102J， ΔS 1=nCp,m, 水lnT 1/T2=5×75.3ln273.2/268.2=6.93J·K ， ΔS 2=ΔH m, 凝/T=5×(-6009×10)/273.2=-110.0 J·K ΔS 3=nCp,m, 冰lnT 2/T1=5×37.6ln268.2/273.2=3.47J·K ， ΔS=ΔS 1+ΔS 2+ΔS 3=6.95-110.0-3.47=-106.5 J·K ΔG=ΔH-T ΔS=-29102-268.2×(-106.5)=-539 J

1. × 2. √ 3. × 4. × 5. √ 6. × 7. √ 8. √ 9. × 10. √

ˊ

-1-1

3

-1-1

ˊ

ˊ

ΔG 1

ΔG 3

物理化学试题之二

一、判断题。判断下列说法的正误，在正确的说法后面打“√”，错误的说法后面打“×”。（每小题1分，共10分）

1、温度一定的时候，气体的体积与压力的乘积等于常数。( ) 2、热力学过程中W 的值应由具体过程决定 ( ) 3、系统的混乱度增加，则其熵值减小。( )

4、处于标准状态的CO (g)，其标准燃烧热为零。( )

5、1mol 理想气体从同一始态经过不同的循环途径后回到初始状态，其热力学能不变。( ) 6、吉布斯判据适用于理想气体的任意过程。( )

7、四个热力学基本方程适用于所有封闭体系的可逆过程。( ) 8、在纯溶剂中加入少量不挥发的溶质后形成的稀溶液沸点将升高。( ) 9、惰性组分的加入将使反应的平衡转化率降低。（ ） 10、只受温度影响的平衡系统自由度F=C-P+1。( )

二、选择题。以下各题，只有一个正确选项，请将正确的选项填在相应位置。（每小题3分，共45分）

1. 一定压力下，当2 L理想气体从0℃升温到273℃时，其体积变为（ ）。

A. 5 L B. 4 L C. 6 L D. 1 L

2、A 、B 两种理想气体的混合物总压力为100kPa ，其中气体A 的摩尔分数0.6，则气体B

的分压为（ ）。

A. 100kPa B. 60kPa C. 40kPa D. 不确定 3、当实际气体的压缩因子Z 大于1的时候表明该气体( ) 。 A. 易于压缩 B. 不易压缩 C. 易于液化 D. 不易液化

4、如图，将CuSO 4水溶液置于绝热箱中，插入两个铜电极，以蓄电池为电源进行电解，可

以看作封闭体系的是（ ）。 A. 绝热箱中所有物质 B. 两个铜电极

C. 蓄电池和铜电极 D. CuSO4水溶液

5、在体系温度恒定的变化中, 体系与环境之间（ ）。

A. 一定产生热交换 B. 一定不产生热交换 C. 不一定产生热交换 D. 温度恒定与热交换无关 6、下列定义式中，表达正确的是（ ）。

A. G=H＋TS B. G=A＋PV C. A=U＋TS C. H=U—PV

7、在一个绝热钢瓶中，发生一个放热的分子数增加的化学反应，那么（A. Q > 0，W > 0，ΔU > 0 B. ΔQ = 0，W = 0，ΔU 0，ΔU

8、ΔH =Q p , 此式适用于下列哪个过程： ( ) 。

A. 理想气体从106 Pa反抗恒外压105 Pa膨胀到105 Pa B. 0℃ , 105 Pa 下冰融化成水 C. 电解 CuSO 4水溶液

D. 气体从 (298 K, 105 Pa) 可逆变化到 (373 K, 104 Pa) 9、下述说法中，哪一种不正确：( )。

A. 焓是体系能与环境进行交换的能量

B. 焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量 C. 焓是体系状态函数

D. 焓只有在某些特定条件下，才与体系吸热相等 10、凝固热在数值上与下列哪一种热相等：( )。

A. 升华热 B. 溶解热 C. 汽化热 D. 熔化热 11、在 100℃ 和 25℃ 之间工作的热机，其最大效率为( )。

A. 100 % B. 75 % C. 25 % D. 20 %

12、在等压下，进行一个反应 A + B=C，若Δr H m > 0，则该反应一定是：（A. 吸热反应 B. 放热反应 C. 温度升高 D. 无法确定）。

）。

13、将1mol H 2O(l)（100℃、101.325kPa ）置于密闭真空容器中，蒸发为同温同压的水蒸气

并达平衡，该过程的△G （ ）。

A. 大于0 B. 小于0 C. 等于0 D. 不能确定 14、1mol 双原子理想气体的C p 是：（ ）。

A. 1.5R B. 2.5R C. 3.5R D. 2R

15、 2mol 理想气体B 在300K 时等温膨胀，W =0时体积增加一倍，则其∆S (J·K ) 为（ ）。

A. -5.76 B. 331 C. 5.76 D. 11.52

三、填空题：以下各题，请将正确的答案填在空白处。（每小题3分，共15分） 1、已知稀溶液中溶质的摩尔分数为0.03，纯溶剂的饱和蒸汽压为91.3kPa ，则该溶液中溶剂

的蒸汽压为 kPa 。 2、化学式的定义式为μB =

3、已知下列反应的平衡常数：H 2(g) + S(s) = H2S(s)为K 1 ；S(s) + O2(g) = SO2(g)为K 2 。则反应 H2(g) + SO2(g) = O2(g) + H2S(g)的平衡常数为________ 。

4、NH 4HS(s)放入真空容器中，并与其分解产物NH 3(g) 和H 2S(g)达到平衡，则该系统中组分数C= ；相数P= ；自由度F= 。

5、A 及B 二组分组成的凝聚体系能生成三种稳定的化合物，则于常压下在液相开始冷却的过程中，最多有 种固相同时析出？

四、计算题。（1小题6分，2、3小题各12分，共30分）

1、在一定压力p 和温度298.2 K的条件下，1molC 2H 5OH(l)完全燃烧时所做的功是多少？设体系中气体服从理想气体行为。

2、101325Pa 下将一盛有100℃、1mol 的密闭玻璃球放在100dm 3的容器中，整个容器放在

100℃的恒温槽内。将玻璃小球击破，水即发生气化（设蒸气为理想气体），计算该过程的Q ，W ，∆U ，∆H ，∆S ，∆A ，和∆G 。已知100℃水的气化热为40.59 kJ·mol –1。 3、已知甲苯的摩尔质量为 92⨯10-3 kg ·mol-1，沸点为383.15K ，平均摩尔气化焓为

33.84kJ ·mol -1；苯的摩尔质量为 78⨯10-3 kg·mol -1，沸点为353.15K ，平均摩尔气化焓为 30.03kJ ·mol -1。有一含苯 100g 和甲苯 200g 的理想液态混合物，在373.15K ，101.325

-1

kPa 下达气液平衡。求

（1）373.15K 时苯和甲苯的饱和蒸气压； （2）平衡时液相和气相的组成；

（3）由两组分物质形成该理想液态混合物时的混合焓和混合熵。

1. × 2. √ 3. × 4. × 5. √ 6. × 7. √ 8. √ 9. × 10. √

参考答案及评分标准

三、填空题：每小题3分，共15分。 1、88.561 2、G B （或者

⎛∂G

⎝∂n B

⎫⎪） 3、K 1/K 2 4、2，2，2 5、2 ⎪⎭T , p , n c

四、计算题：（1小题6分，2、3小题各12分，共30分）。 1、

解：反应方程

C 2H 5OH (l ) +3O 2(g ) −−−→2CO 2(g ) +H 2O (l ) 这是等温、等压下的化学反应：

（1分）

W =-p (V 2-V 1)

n 1RT 3RT n RT 2RT

=V 2=2=p p p p

2RT 3RT

W =-p (-) =-(2-3

) ⨯RT

p p

=RT =8. 314⨯298. 2=2479J V 1=

2、

解： 首先判断水是否全部气化，在101325Pa 下，1mol 水全部气化应占体积：

（2分）

（1分）

V =

8.315⨯373.153

m=30.62 dm3

1013258.315⨯373.15

Pa=31025.7 Pa

100⨯10-3

或在恒容下，1mol 水全部气化后的压力：

（2分）

体积和压力均小于始态，表明能全部气化，末态压力应为31025.7Pa 选择整个容器为系统，设计下过程

p =

理想气体恒温过程 ∆H 2=0， ∆U 2=0 ∆H = ∆H 1+ ∆H 2= ∆H 1=40.59 kJ （2分） ∆U= ∆U 1+ ∆U 2= ∆U 1= ∆H 1–∆(pV )= ∆H 1–RT =37.47 kJ （2分） 因对整个容器系统 ∆V =0，故W=0，Q= ∆U = 37.47 kJ （2分） ∆S = ∆S 1+ ∆S 2= ∆H 1/T – nR ln(p 2/p 1) =118.60 J·K –1 （2分） ∆A= ∆U –T ∆S =37.49kJ –118.60⨯373.15 J = –6.771 kJ （1分） ∆G= ∆H –T ∆S =40.59kJ –118.60⨯373.15 J = –3.672 kJ （1分）

3、

（2分）

（1分）

（1分）

（2分）

（2分）

（2分）

（2分）