物理化学试题2016.doc

华中科技大学环境学院《物理化学》
考试试卷B（闭卷）
班级 姓名
学号 时间 2016年9月20日 成绩

一、填空题（每题 2分，共 30 分）
得分

1． 体系下列各组物理量中，都是状态函数的是 C
A. T, p, V, Q B. m, Vm, Cp, DV
C. T, p, V, n D. T, p, U, W

2. 298K时，二氧化碳的标准摩尔生成焓 C
A．等于零 B．大于零 C．小于零 D．不能确定

3. 以10 ml 0.02 mol·dm-3 的 KCl溶液和10 ml 0.01 mol·dm-3 的 AgNO3溶液混合制备溶胶，其胶粒的电泳走向为 A
A. 向正极移动 B. 向负极移动
C. 因温度而异 D. 因电位梯度而异

4． 已知某反应反应掉3/4 所需的时间是它反应掉1/2 所需时间的2倍，这个反应的反应级数是 B
A. 0 级； B. 1 级； C. 2 级； D. 无法确定

5. 已知某反应的活化能为80 kJ·mol-1，当反应温度由1000C增加到1100C时，其反应速率常数约为原来的 B
A. 1倍 B. 2倍 C. 3倍 D. 4倍

6. 在一真空容器中，将CaCO3加热，并达到平衡CaCO3(s) = CaO(s) +CO2 (g)，该体系的自由度是 A

A.0 B. 1 C.2 D.3

7. 在下列溶液，其中摩尔电导率最大的是 C

A. 0.001 mol/kg KCl B. 0.001 mol/kg KOH
C. 0.001 mol/kg HCl D. 0.001 mol/kg NaCl

8. 金属与溶液间电势差的大小和符号主要取决于 D

A.金属的表面性质 B.溶液中金属离子的浓度
C.金属与溶液的接触面积 D.金属的本性和溶液中原有的金属离子浓度

9．已知某气相反应A+B→C是放热的，当反应达到平衡时，要使平衡向左移动，可采用 D
A．降温和增压 B．降温和减压
C．升温和增压 D．升温和降压

10．电池在恒温恒压下可逆放电时，与环境交换的热量为 C
A．零 B．ΔH C．TΔS D．－nFE

11．在胶体体系中，ξ电势 C 的状态，称为等电状态。
A．大于零 B．小于零 C．等于零 D．等于外加电势差

12.设反应CaCO3(S) = CaO(S)+CO2(g)已达平衡，在其他条件不变的情况下将CaCO3进一步粉碎，平衡 B
A．向左移动 B．向右移动 C．不移动 D．不能确定
13．溶胶不能用热力学状态函数描述的原因是 C
A．溶胶是微多相体系 B．溶胶的胶粒带电
C．溶胶是热力学不稳定体系 D．溶胶的胶粒有布朗运动

14.化学反应的反应级数是个宏观的概念，是实验的结果，其值 D
A．只能是正整数 B．只能是整数
C．只能是正数 D．以上都不对

15. 理想气体从同一始态出发分别经等温可逆和绝热可逆压缩至相同的终态体积V2，两过程的功分为W1和W2则 C
A．|W1|>|W2| B．|W1|=|W2|
C．|W1|<|W2| D．无法比较

二、是非判断题（每个1分，共10分）
得分

1. 质量作用定律适用于基元反应。（ y ）
2. 测定电解质溶液的电导时，要用交流电源。（ y ）
3. 298K时，H2(g)的标准燃烧热与H20(l)的标准生成热数值上相等。（ y ）
4．若A、B二组分混合物中A为易挥发组分，则XA (g) >XA（l）。（对）
5. 只要始、终态一定，不管由始态到终态进行的过程是否可逆，熵变是一定的。（ y ）
6. 电解质溶液的电导率随浓度增大而增大。（ n ）
7．Langmuir等温吸附理论可用于多分子层的吸附。（ N ）
8. 二组分理想溶液的总蒸气压大于任一组分的蒸气压。（Y）
9. 1mol理想气体从0℃等容加热至100℃和从0℃等压加热至100℃, 前者的ΔU小于后者的ΔU。（n）
10. 在定温定压下，CO2由饱和液体转变为饱和蒸气，因温度不变，CO2的热力学能和焓也不变。（n）

三、简答题（每题4分，共12分）
得分

1. 简述超电势（或过电位）对电极和电池反应的影响，并说明原因。

答：

2、在一定的温度、压力且不做非体积功的条件下，若某反应的∆rGm＞0，能否研制出一种催化剂使反应正向进行？（3分）
答案： 不能

3、什么是渗透压，试说明反渗透净化水原理。
答案：半渗透膜两侧离子浓度的差异所引起的压强的差异。

四、计算题（共48分）
得分

1．在298.15 K，101.325 kPa下， 1 mol 过冷水蒸气变为298.15 K，101.325 kPa的液态水，求此过程的ΔS和ΔG 。已知298.15 K时水的饱和蒸气压为3.1674 kPa，汽化热为39.906 kJ· mol-1。上述过程能否自发进行？（14分）

H2O(g)
H2O(l)
H2O(g)
H2O(l)
298.15 K, 3.1674 kPa (饱和蒸气压)
298.15 K, 3.1674 kPa (饱和蒸气压)
298.15 K, 101.325 kPa
298.15 K, 101.325 kPa
过程1， 等温变压
过程3， 等温变压
过程2， 可逆相变
∆ S = ?
∆ G = ?

∆S2 = -∆H2/T = 39906 / 298.15 = -133.85 J K-1mol-1
过程3为凝聚相的等温变压过程∆S3≈0
过程1为气相（理想气体）的等温变压过程
∆S1 = nRln(p1/p2) = 8.314×ln(101.325/3.1674) = +28.812 J K-1mol-1

∆S = ∆S1 + ∆S2 + ∆S3 = -133.85 +21.812 = -105.03 J K-1mol-1

∆G = ∆G1 + ∆G2 + ∆G3 = nRTln(p2/p1) = -28.812×298.15 =-8590.2 J mol-1

自发过程

2、在17℃下，将COCl2g)引入密封真空容器中，直到压力达9.466×104 Pa，在此温度下COCl2(g)不发生解离。当将气体加热至500℃时，则COCl2(g)发生解离，其解离反应如下：
COCl2 (g)CO (g) + Cl2 (g)
反应达到平衡后容器的压力为2.6×105 Pa。
（1） 求在500℃下COCl2(g)的解离度。
（2） 求该温度下CO (g) + Cl2 (g)COCl2(g)反应的平衡常数K。(12分)
解答: (1) Kθ = 2.465×10-3
解离度 = 0.03077
(2)K = 4.057×103

3. 25℃时纯水的电导率为ƙ （水） = 5.500×10-6 S m-1,由此水配制的饱和AgBr溶液的电导率ƙ （溶液） = 1.664×10-5 S m-1， 此溶液的Lm =Lm∞= 140.32×10-4 S·m2·mol-1。 求25℃时AgBr的溶度积 Ksp。(10分)（6.30×10-13）
解：
ƙ （溶液）= ƙ （水）+ ƙ （AgBr）
ƙ （AgBr）= ƙ （溶液）- ƙ （水）=(16.64-5.50) ×10-6 = 11.14 ×10-6 S m-1
C = ƙ （AgBr）/Lm = 7.94 ×10-4 mol m3 = 7.94×10-7 mol dm3
Ksp = C2 =6.30 ×10-13

4.已知电池 Pt︱H2 (1atm)︱ HCl (a(HCl)＝0.1)︱Cl2 (1atm)︱Pt (已知φ°(Cl- /Cl2 )＝+1.3583V) 。①写出电极及电池反应；②计算298K时电池电动势；③计算电池反应的△Ｇ。(12分)
答: (1) (4分) 负极：H2-2e = 2H+ 正极：Cl2+ 2e =2Cl- 电池反应：H2 + Cl2 =2HCl
(2) (4分) E = 1.3583- 0.059 lg(0.01/1.01325) = 1.4766V　
(3) (4分) △G=-nFE = -284.9395 KJ/mol