华南理工物理化学试卷

物理化学试卷80-1

校名：华南理工大学 系名： 专业： 得分: 班级： 本班中序号： 姓名： 日期： 年 月 日 三 题号 一 二 1 得分

一、选择题（共15小题，每题1分,共15分）

1. 对一化学反应，若知其△Cp,m =∑vBCp, m, B>0，则( ) A. △H随温度升高而减少 B.△H随温度升高而增大 C. △H不随温度改变而改变 D.△H随温度的变华没有规律 2． 对于纯物质的标准态的规定，下列说法中哪一种是不正确的? ( )

A. 气体的标准态就是温度为T压力为100kPa下具有理想气体性质的纯气体状态。 B. 纯凝聚物质的标准态就是温度为T及100kPa下的纯态。 C. 气体的标准态就是温度为T及压力为100kPa时的纯态。 D. 溶液中组分的标准态，若采用规定A，则指纯组分。 3. 下列的过程可应用公式 △H = Qp 进行计算的是( ) A. 不做非体积功，始末压力相同但中间压力有变化的过程 B. 不做非体积功，一直保持体积不变的过程 C. 273.15K，101.325kPa下液态水结成冰的过程 D. 恒容下加热实际气体

4. 对实际气体的节流膨胀过程，有( )

A. △H = 0 B. △S = 0 C. △G = 0 D. △U = 0 5. 下列各式中哪个是化学势？( ) A. (?H/?nB)T,p,nB

B. (?A/?nB)T,p,nB C. (?G/?nB)T,p,nB

D. (?U/?nB)T,p,nB

2 3 4 5 6 7 1 2 3 四 总分 6. 298K时A和B两种气体在某一溶剂中溶解的享利系数分别为kA和kB，且知kA>kB，则当A和B压力相同时，在该溶剂中所溶解的量是( ) A. A的量大于B的量 B. A的量小于B的量 C. A的量等于B的量 C. A的量与B的量无法比较 7. NH4HS(s) 和任意量的 NH3(g) 及 H2S(g) 达平衡时有( ) A. C = 2，P = 2，F = 2； B. C = 1，P = 2，F = 1； C. C = 2，P = 3，F = 2； D. C = 3，P = 2，F = 3； 8. 下列纯物两相平衡有关的描述，不正确的是( )

1

A.沸点将随压力增加而升高 B.熔点将随压力增加而升高 C.蒸气压将随温度升高而加大 D.升华温度将随压力增大而升高

9. 在一定的温度下，一定量的 PCl5(g) 在一密闭容器中达到分解平衡。若往容器中充入氮气，使系统的压力增加一倍（体积不变），则 PCl5的离解度将为( ) A. 增加 B. 减少 C. 不变 D. 不定

10. 已知温度为T时反应H2O(g) = H2(g)+1/2O2(g) 的K1?和反应( ) CO2(g) = CO(g)+1/2 O2 (g)

的K2?，则反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)的K?为 A. K??=K1?+K2? B. K? =K1?×K2? C. K? =K1?/K2? D. K? =K2?/K1?

11. 电解CuSO4水溶液时，当通过的电量为2F 时，在阴极上析出Cu的量为( ) A. 0.5mol B. 1 mol C. 1.5mol D. 2mol

12. 下列各电池中，其电池电动势与氯离子的活度a(Cl-))无关的是( ) A. Zn | ZnCl2(aq) | Cl2(p) | Pt B. Zn | ZnCl2 (aq)|| KCl(aq)|AgCl|Ag C. Pt，H2(p1) |HCl(aq) | Cl2(p2) | Pt D. Ag | AgCl | KCl(aq) | Cl2(p) | Pt

13. 若在固体表面上发生某气体的单分子层吸附，则随着气体压力的不断增大，吸附的量是：( )

A 成比例的增加； B 成倍的增加； C 恒定不变； D 逐渐趋向饱和。 14. 氢和氧的反应发展为爆炸是因为( )

A. 大量的引发剂的引发 B. 直链传递的速度增加 C. 自由基被消除 D. 生成双自由基形成支链 15. 下面描述的平行反应的特点，哪一点是不正确的? ( ) A. kA和kB比值不随温度而改变

B. 反应的总速率等于两个平行的反应速率之和

C. 反应产物B和C的量之比等于两个平行反应的速率比 D. 反应物消耗的速率主要决定于反应速率大的一个反应

二、（选择）填空题(共6题,1个空格1分，共9分)

1. 对于含0.5mol乙醇和0.5mol水的溶液体积为V，已知水的偏摩尔体积为V水，则乙醇的偏摩尔体积V乙醇为_________________。

2. 理想液体混合物的混合焓 ? mixHm=_________。

3．二元金属相图一般用______________法测定，水－盐系统（如水－硫酸铵系统）相图使用_____________法测定。

4．Langmuir吸附等温式为_______________________，适用于_____________(单分子层，

kAAkBBC 2

多分子层)吸附。

12??A2B2(慢)，A2B2???2AB(快)，中间物的浓度可用5．对于反应 A2+B2?kk______________(稳态近似法，平衡态近似法)处理得到，反应速率

?AB=____________________。

6. 对于连串反应，若中间物为主产物，为得到较多的主产物，应采取的手段是控制____________(反应温度，反应时间，反应物浓度)。

三. 计算题（共7题，共64分）

1. 1mol 理想气体从300K ,100kPa下恒压加热到600K，求此过程的Q、W、?U、?H、?S、?G。已知此理想气体300K时的Sm?=150.0J·K－1·mol－1，cp,m=30.00 J·K－1·mol－1。（10分）

2. 1kg 纯水中，溶解不挥发性溶质B 2.22g，B在水中不电离，假设此溶液具有稀溶液的性质。已知B的摩尔质量为111.0g·mol－1, 水的Kb=0.52K·mol－1·kg，?vapHm?(H2O)=40.67 kJ·mol－1 为常数，该溶液的密度近似为1 kg·dm－3。试求：

(1) 此溶液的沸点升高值。

(2) 此溶液在25 ℃ 时的渗透压?。

(3) 纯水和此溶液25 ℃时的饱和蒸气压。已知纯水100 ℃ 的饱和蒸气压为101325Pa。（10分）

3. 反应 2NaHCO3(s) = NaCO3(s) +H2O(g) +CO2(g)

在温度为30 ℃ 和100 ℃ 时的平衡总压分别为0.827kPa和97.47kPa。设反应焓?rHm?与温度无关。试求：

(1) (1) 该反应的反应焓 ?rHm? 。

(2) (2) NaHCO3(s)的分解温度（平衡总压等于外压101.325kPa）。（8分）

3

4. 已知乙醇和乙酸乙酯在100kPa下气液相的组成如下表： 温度/℃ x乙酸乙酯 y乙酸乙酯

78.3 0 0

76.4 0.058 0.120

72.8 0.290 0.400

71.6 0.538 0.538

71.8 0.640 0.602

75.0 0.900 0.836

77.1 1.000 1.000

(1) (1) 根据表中数据绘出t－x(y)相图并指出各相区的相态。

(2) (2) 将6.90g乙醇和74.8g乙酸乙酯的溶液加热到75℃时分析存在那些相，各相

的组成和量为多少? 乙醇和乙酸乙酯的相对分子质量分别为46和88。（10分）

5.某金属M的氯化物MCl2是一强电解质，设下列电池：

M | MCl2(1mol·kg-1

) | AgCl | Ag 的电动势与温度的关系为

E/V=1.200+4.00×10－5(t/℃) +9.00×10－7(t/℃)2

25℃时的E?(M2+/M)=－0.9636V，E?(AgCl,Ag|Cl－)=0.2223V。F=96500C·mol－1。 (1) 写出电极反应与电池反应。

(2) 计算25 ℃ 时上述电池反应的E?，?rGm，?rSm，?rHm及可逆热Qr。（8分）

4

6. 25 ℃时乙醇水溶液的表面张力??乙醇浓度的关系如下

??/ (10－3N·m)=72－0.5(c/c?)+0.2(c/c?)2

试解决下列问题：

(1) 25 ℃时将一个半径为10-5m的毛细管插入水溶液中，试计算毛细管中的液面将升高多少？假设润湿角为0°，纯水的密度为1.00kg·dm-3, g=9.80m·s－2。

(2) 计算25 ℃时乙醇浓度为0.1mol·dm-3的表面吸附量。 (8分)

7.已知反应 NO2(g) =NO(g) + (1/2)O2(g) 以NO2的消耗速率表示的反应速率常数与温度的关系为

ln(k/dm3·mol－1·s－1)＝－12884K/T +20.2664

(1) (1) 试求反应的级数，活化能Ea及指前因子A。

(2) 若在400 ℃ 时将压力为26664Pa的NO2(g)通入反应器中，使之发生分解反应，试计算反应器的压力达到31997Pa时所需时间。（10分） 四. 简答题(共3题, 12分)

1. 1. 简述热力学三个定律及其应用。(4分) 2. 简述微小晶体溶解度大的原因。(4分)

3. 将反应 H2(g)+(1/2)O2(g) =H2O(l) 设计成电池(用碱性电解质)。若知H2O(l)的?fGm? 为－285.830 kJ·mol1 ，则该电池的标准电动势E?应为多少？(4分)

－

华南理工大学《物理化学》64-1试卷

专业________ 班级 编号______ 姓名 分数

一、选择题 ( 共 10题, 15分 )

1. 下列的过程可应用公式 △H = Q 进行计算的是 ( ) (2分) A. 不做非体积功，始末态压力相同但中间压力有变化的过程 B. 不做非体积功，一直保持体积不变的过程 C. 273.15K， p?下液态水结成冰的过程

D. 恒容下加热实际气体

2. 苯和甲苯在恒温恒压条件下混合形成理想液体混合物，其△mixS ( ) (1分) A. ＞0 B. ＜0 C. ＝0 D. ≠0

3． N2(g)、O2(g)系统中加入一种固体催化剂， 可生成一种气态氮氧化物，则系统的自由度为( ) (2分)

A. A. 1 B. 2 C. 3 D. 4

4. 纯水的表面张力为 ?1，某溶质的表面张力为?2 ，且 ?2> ?1，制成水溶液后，溶质的表面浓度为 cs，本体浓度为 c，则 ( ) (2分)

A. cs> c B. cs< c C. cs= c D. cs= 0

5. 在400 K时，液体A和B的蒸气压分别为40 kPa和60 kPa，两者组成理想液体混合物。当气-液平衡时，溶液中A的摩尔分数为0.6，则在气相中B的摩尔分数应为 ( ) (2分)

(A) 0.31 B. 0.40 C. 0.50 D. 0.60

6. 电解CuSO4溶液时，当通过溶液的电量为2F时，则在阴极上将析出Cu的量为( )

5

(1分)

(A) 0.5 mol B. 1 mol C. 1.5 mol D. 2 mol

7. 同外压恒温下，微小液滴的蒸气压比平面液体的蒸气压： ( ) (1分) (A) 大 B. 一样 C. 小 D. 不定

8. 在相图上,当系统处于下列哪一点时只存在一个相? ( ) (1分) (A) 恒沸点 B. 熔点 C. 临界点 D. 低共熔点

9．反应A ? 2B在温度T时的速率方程为dcB / dt = kBcA，则此反应的半衰期为： A．ln2/kB B．21n2/kB C．kBln2 D．2kB ln2

10．下列哪一种不属胶系统统的电动现象? ( ) (1分)

A．电导 B．电泳 C．电渗 D．沉降电位

二、填空题 ( 共 6题，10分)

1.

1. 稀溶液的依数性计算公式有__________, __________, __________,

__________。(2分)

2.

2. 冰熔化时体积_______，熔化焓________0，故蒸汽压与温度关系

dp/dT____0。(2分)

3. 已知NaAc、NaCl、HCl水溶液无限稀释时的摩尔电导率分别为?1，?2，?3，则HAc的摩尔电导率为________________。(1分)

4. 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 _________ 。(2分)

5. Langmuir吸附等温式为__________________，适用于_______分子层吸附。(1分) 6．气体反应碰撞理论的要点：

(1) (1) ______________________________________________________________________，

(2) (2) ______________________________________________________________________，

(3) (3) ______________________________________________________________________。(2分)

三、计算题 ( 共 6题， 60分 )

1．已知水在0℃， 100 kPa下的熔化焓为6.009 kJ·mol—1; 冰和水的平均摩尔热容分别为37.6和75.3J·K—1·mol—1。试计算

H2O( s，—5℃， 100kPa) → H2O( l，—5℃， 100kPa)

的ΔH、ΔS和ΔG，并说明该过程能否自发进行? (10分))

2. 用丁烯脱氢制丁二烯的反应如下： (10分) CH3CH2CH＝CH2(g) = CH2＝CHCH＝CH2(g) + H2(g) 反应过程中通入水蒸气，丁烯与水蒸气的摩尔比为 1:15，操作压力为2.026×105 Pa。已知25℃时的热力学数据：

?fH m/kJ?mol-1 ΔfG m/kJ?mol-1 丁二烯 110.16 150.67

$$ 6

丁烯 -0.13 71.29

试求：(1) 反应在

$25℃时的?rH m$，?rS m$和 ?rG m。

(2) 问在什么温度下丁烯的平衡转化率为 40%。假设反应热效应和过程熵变不随温度变化，气体视为理想气体。

(3) 增加压力和水蒸汽是否对提高转化率有利？(10分)

7

3. 已知含Sb质量分数不同Pb-Sb系统的冷却曲线见下图，试绘制Pb-Sb相图，并指明各相区的相数、相态及自由度。(10分)

0.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0

4．25℃时电池 Pt | H2(g) | HCl(a)│AgCl(s)│Ag 的标准电动势为0.222V，实验测得氢气压力为p?时的电动势为 0.385V。(1) 请写出正、负极及电池的反应式；(2) 计算电池中 HCl 溶液的活度；(3) 计算电池反应的 △rGm 。(10分)

5. 某液体的表面张力与温度的关系如下：

??/ (10-3N·m-1) ＝ 21.50 － 0.086( t /℃)

今将10kg 该液体在80℃ 及101325Pa 下等温可逆分散成半径为1.00×10-7m的球形小液滴，计算：(1) 小液滴的附加压力。(2) 若将半径为1.00×10-7m 的毛细管插入该液体中，已知润湿角?为20°，则管中液面将上升多少?。(10分)

已知80℃ 及101325Pa时该液体的密度为882kg·m-3，摩尔质量为74×10－3 kg·mol-1，不考虑分散度对表面张力的影响。

6. 硝基异丙烷在水溶液中与碱中和反应的速率常数可用下式表示

ln {k/(min-1·mol-1·dm3)}=－7284.4/(T/K)＋27.383 试求：(1) 反应的级数。

(2) 反应的活化能 Ea。

(3) 反应在 283 K 时的半衰期, 已知硝基异丙烷与碱的浓度均为 0.008 mol·dm-3。(10 分)

四、问答题 ( 共 3题，15分 )

1．将反应2Ag+ +H2(g) = 2Ag + 2H+ 设计成电池，要求写出正负极反应，排出电池并列出电池电动势的计算式。(5分)

2. 混合等体积的0.1mo1.dm3 KBr和0.09 mol.dm3 AgNO3 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 MgSO4，Na2SO4，MgCl2电解质对溶胶的聚沉能力并简述原因。(5分)

－

－

3. 简单解释如下现象(任选两小题说明，共5分)

8

(1) (1) 植物能将营养水分从根部输送到几十米高的树冠上的原因？ (2) (2) 液体爆沸现象及其解决方法？ (3) (3) 表面活性剂的助洗原理？

(4) (4) 热力学三大定律主要解决什么问题？

华南理工大学《物理化学》48-1试卷

专业________ 班级 编号______ 姓名 分数

一、选择题（10小题，每题2分，共20分）

1. 下列关于生成焓的叙述中,哪条是不正确的?

A. 化合物的生成焓一定不为零.

B. 在298K的标准态下，任何单质的生成焓规定为零. C. 不是所有化合物的生成焓都用实验方法直接测定的.

D. 热力学数据表上所列某温度下化合物的标准生成焓数据，实际上都是一种相对值.

2. 在263K和101325Pa下，1mol的过冷水结成冰，则过程中

A. △S系>0 B.△S环<0 C.(△S系+△S环)>0 D.(△S系+△S环)<0 3. 在讨论稀溶液的蒸气压降低规律时，溶质必须是

A. 挥发性物质 B. 电解质 C. 非挥发性物质 D. 气体物质 4. 已知 373K 时，液体 A 的饱和蒸气压为5 kPa，液体 B 的饱和蒸气压为10kPa，A 和B 构成理想液体混合物，当 A 在溶液中的物质的量分数为 0.5 时，气相中 B 的物质的量分数为

A. 1/1.5 B. 1/2 C. 1/2.5 D. 1/3

5．某系统存在 C(s)、H2O(g)、CO(g)、CO2(g)、H2(g) 五种物质，相互建立了下述三个平衡：

H2O(g) + C(s) = H2(g) + CO(g) CO2(g) + H2(g) = H2O(g) + CO(g) CO2(g) + C(s) = 2CO(g) 则该系统的独立组分数 C 为:

A. C=3 B. C=2 C. C=1 D. C=4 6. 293K时反应H2+D2=2HD Kp?(1)=3.27 H2O+D2O=2HDO Kp?(2)=3.18 H2O+HD=HDO+H2 Kp?(3)=3.40

9

则H2O +D2 = D2O+H2 的Kp?为 ( )

A. 3.06 B. 11.89 C. 35.36 D. 3.50

7. 电解AgNO3水溶液时，当通过的电量为2F 时，在阴极上析出Ag的量为( )

A. 0.5mol B. 1 mol C. 1.5mol D. 2mol

8. 一定体积的水，当聚成一个大水球或分散成许多水滴时，在同温度下，两种状态相比，以下性质保持不变的有

A 表面能 B 表面张力 C 比表面 D 液面下的附加压力

kCkB9. 下面描述的平行反应(A???B, A???C)的特点，哪一点是不正确的? ( )

A. kB和kC比值不随温度而改变

B. 反应的总速率等于两个平行的反应速率之和

C. 反应产物B和C的量之比等于两个平行反应的速率比 D. 反应物消耗的速率主要决定于反应速率大的一个反应

10. 某反应物在一定时间内完全转化为产物， 则反应的级数为 A. 0 B. 1 C. 2 D. 3

二、填空题或选择：(共12分)

1. 已知反应 A(g) + B(g) → C(g)+H2O(l) 在298.15K时的恒容摩尔反应热为100kJ·mol1 ，则在同温下该反应的恒压反应热Qp=____________________(计算

-

式)=______________。(2分)

2．气相反应A2(g)+2B2 (g)=2AB2 (g), 其△H= -200KJ·mol1, 采用 (降低，恒定，提

-

高)_______温度和(降低，恒定，提高)________压力措施可使平衡最有效地向右移动? (2分) 3. 假设某物质的熔化焓和蒸发焓分别为△fusHm?和△vapHm?， 那么其升华焓△subHm?为___________________。 (1分)

4. 在20℃、标准压力下各为0.5mol的水－乙醇混合物，水和乙醇的偏摩尔体积分别为17.0和57.4 cm3·mol1 ， 则该混合物的体积为________________________。 (2分)

－

5. 三组分系统的最大共存相数为__________(1分)

6．为了提高农药杀虫效果，应选择润湿角(>90°, <90°) _________的溶剂。(1分) 7．链反应分为___链反应和 ___链反应，爆炸的原因有___________和__________。(2分)

8．对连串反应，中间物为主产物时，为达到最大产量，反应应________。(1分) 三、计算题：(6小题，共 56分)

1. 1mol 理想气体从300K ,100kPa下等压加热到600K，求此过程的Q、W、?U、?H、

10

?S、?G。已知此理想气体300K时的Sm?=150.0J·K－1·mol－1，cp,m=30.00 J·K－1·mol－1。（10分）

2. 实验测得水在 373.15K 和 298.15K 下的蒸气压分别为 101.325kPa 和 3.17kPa，试计算水的平均摩尔气化焓。（6分）

3. 香烟中主要含有尼古丁(Nicotine)，是致癌物质。经元素分析得知其中含 9.3% 的 H，72% 的 C 和 18.7% 的 N。现将 0.6 克尼古丁溶于 12.0 克的水中，所得溶液在101325Pa 下的凝固点为 －0.62℃，求出该物质的摩尔质量MB并确定其分子式（已知水的摩尔质量凝固点降低常数为 1.86 K·kg·mol1）。（10分）

－

4. 反应 A(g) = B(g) + C(g) 在恒容容器中进行，453K 达平衡时系统总压为p?。若将此气体混合物加热到493K，反应重新达到平衡，反应系统总压为 4 p?，B 和 C的平衡组成各增加了一倍，而 A 减少了一半。假定该反应的反应焓与温度和压力无关，试求该反应系统在此温度范围内的标准摩尔反应焓。 （10分）

5. 某A－B二元凝聚系统相图如下。

(1) 标出图中各相区的稳定相(可填入图中)，指出图中的三相线及三相平衡关系，并用

相律分析各相区和三相线的自由度。 (2) 画出状态点为a的样品的冷却曲线。 (3) A和B能否一同析出？(10分)

t 恒压aKlDl + ?E?? + C(s)bl + ?HI? Jcl + C(s)FdGC(s) + ?eAxBCB

A－B二元凝聚系统相图

6. 某化合物的分解是一级反应，该反应活化能 Ea= 163.3 kJ.mol1，已知427K 时该反

－

应速率常数k = 4.3×102 s1，现在要控制此反应在 20 分钟内转化率达到 80％，试问反应

－

－

温度应为多少？（10分）

四、问答题：(共2小题， 共12分)

1. 简述利用电导法求弱电解质HAc的电离平衡常数的原理，并说明弱电解质的无限

11

稀释时的摩尔电导?∞(HAc)如何计算(列出相关公式即可)。(6分)

2. 两种固体物质A和B按一定的比例混合在一起，不用做实验，请简单说明如何通过查找有关数据手册或图表解决下列问题？

（1） 两种物质在常温常压下能否反应？

（2） 若两种物质根本不可能反应，能否分离或提纯其中一种物质？ （3） 若两种物质的相态不同，如何提高完成速率？(6分)

华南理工大学《物化试题80-1》参考答案

一、选择题（共15小题，每题1分,共15分）

1．B (?△rH/?T)p=△Cp,m, 当△Cp,m >0时,△rH随温度升高而变大. 2.C 3.C 4.A 5.C 6.B

由享利定律 pA= kA xA , pB= kB xB 因为 kA>kB，当 pA= pB 时则 xA < xB 7.A

8.B 熔化时体积的变化△V可以大于零或小于零,故压力增加时熔点不一定增高. 9.C

10.C 因为 反应＝(1)－(2) 11.B

12.D 对应的电池反应为 Ag+(1/2)Cl2 = AgCl

反应中并不出现Cl－, 故其E与a[Cl－

]]无关。 13．D 14．D 15．A

二、填空题(共6题,1个空格1分，共9分)

1. 2V－V水 2．0

3．热分析，溶解度

4． ?=bp/(1+bp)，单分子层 5．稳态近似法 ，2k1c(A2) c(B2) 6. 反应时间

三. 计算题（共6题，共63分）

1.解：W＝－p?V=－p(V2-V1) =－pV2+pV1= -nRT2+ nRT1= nR(T1-T2) =1mol×8.315J·K－1·mol－1×(300K-600K)= -2494.5J

?U= n cV,m (T2-T1) =1mol×(30.00-8.315)J·K－1·mol－1×(600K-300K)= 6506J ?H= n cp,m (T2-T1) =1mol×30.00J·K－1·mol－1×(600K-300K)= 9000J Qp=??H?=9000J

?S = n cp,m ln(T2/T1) =1mol×30.00J·K－1·mol－1×ln(600K/300K) = 20.79J·K－1·mol－1

由 Sm?(600K)=Sm?(300K)+?S=(150.0+20.79)J·K－1·mol－1

12

=170.79J·K－1·mol－1

?TS =n(T2S2－T1S1)

=1mol×(600K×170.79J·K－1·mol－1－300K×150.0J·K－1·mol－1) ＝57474J

?G=??H－?TS＝9000J－57474J =－48474J

2.解：(1) bB=(2.22g/111.0 g·mol－1)/1kg=0.02mol·kg－1 ?Tb=KbbB=0.52K·mol－1·kg×0.02mol·kg－1 =0.01K (2) cB≈bB ? ≈0.02mol·kg－1×1 kg·dm－3=0.02mol·dm－3

?= cB RT=0.02×1000 mol·m－3×8.315J·K－1·mol－1×298.15K=49.58kPa

(3) 已知T=373.15K时水饱和蒸气压p＝101325Pa，利用克－克方程求T’=298.15K时的饱和蒸气压p’：

ln(p’/p)= －[?vapHm?(H2O)/R](1/T’－1/T)

ln(p’/101325Pa)=－(40670 J·mol－1/8.315J·K－1·mol－1)×(1/298.15K－1/373.15K) p’=3747Pa

xA= nA/(nA+ nB)=(1000/18)mol/[(1000/18)+(2.22/111)]mol =0.9996 此溶液的饱和蒸气压＝pA= p’xA= 3747Pa×0.9996＝3745Pa

3.解：(1) 平衡时H2O和CO2的分压p=p总/2，K?= p(H2O) p(CO2)/p?2=( p总/2 p?)2 所以 T1=303.15K时，K1?= [0.827kPa/(2×100kPa)]2 =1.71×10－5

T2=373.15K时，K2?= [97.47kPa/(2×100kPa)]2 =0.2375 ?rHm??=RT1T2ln(K2?/ K1?)/(T2－T1)

=8.315J·K－1·mol－1×303.15K×373.15K×ln(0.2375/1.71×10－5)/(373.15-303.15)K =128.2kJ·mol－1

(2) 在分解温度T时K?= [101.325kPa/(2×100kPa)]2 =0.2567 代入等压方程积分式：

ln(K?/ K1?)＝－(?rHm??/R)(1/T－1/T1)

ln(0.2567/1.71×10－5) =－(128.2kJ·mol－1/8.315J·K－1·mol－1)(1/T－1/303.15K) 得 T=373.8K

4. 解：(1) 根据表中数据，可绘出乙醇－乙酸乙酯的t－x(y)相图如下。

78p = 100kPa76gt / ℃74l + gg + l72l0.00.20.40.60.81.0乙醇x乙酸乙酯乙酸乙酯乙醇－乙酸乙酯的t－x(y)相图

(2) (2) 存在气液相，气液相祖成xg、xl分别为0.836和0.900，

13

系统组成为xo=(74.8/88)/[ (6.90/46)+(74.8/88)]=0.85 各相的量利用杠杆规则得：

nl×0.900+ng×0.836=n×0.85

nl +ng =n=(6.90/46)mol+(74.8/88)mol=1mol

可得： ng＝0.781mol，nl＝0.219mol

5. 解：(1)

正极反应 2AgCl(s) +2e－→ 2Ag(s) +2Cl－(2mol·kg-1) 负极反应 M→ M2+(mol·kg-1) +2e－

电池反应 2AgCl(s) +M→ 2Ag(s) +MCl2(1mol·kg-1)

(2) E＝(1.200+4.00×10－5×25 +9.00×10－7×252)V=1.2016V

?rGm= －zFE =－2×96500C·mol－1×1.2016V= －231.9kJ·mol－1 (?E/?T)p=(4.00×10－5 +2×9.00×10－7×25)V·K－1＝8.5×10－5V·K－1 ?rSm= zF(?E/?T)p=2×96500C·mol－1×8.5×10－5V·K－1

= 16.41J·K－1·mol－1

?rHm=??rGm+T??rSm=－231.9kJ·mol－1+298K×16.41J·K－1·mol－1

=－227.0kJ·mol－1

Qr=???rSm=298K×16.41J·K－1·mol－1＝4.89kJ·mol－1 6．解：(1) 纯水的表面张力 ??=72×10－3N·m－1 升高高度 h=2???cos?/?gr

= 2×72×10－3N·m－1×cos0°/(1000kg·m-3×9.80 m·s－2×10－5m) ＝1.47m

(2) ??=－(c/RT)d?/dc

=－[0.1mol·dm－3/(8.315J·K－1·mol－1×298.2K)](－0.5+0.4×0.1)×10－3mol－1·dm3 ＝1.86×10－8mol－1·m－2

7．解：(1) 速率常数k的单位为dm3·mol－1·s－1，所以反应为2级。与阿累尼乌斯方程的对数式 ln (k/ dm3·mol－1·s－1)= －Ea/RT + ln(A/ dm3·mol－1·s－1) 对比，可得

Ea＝12884K×R＝12884K×8.315J·K－1·mol－1＝107.1kJ·mol－1 A= exp(20.2664) dm3·mol－1·s－1 =6.33×108 dm3·mol－1·s－1 注：代入两种温度分别计算k，再算Ea亦可。 (2) (1) 400 ℃ 时的速率常数

ln(k/dm3·mol－1·s－1)＝－12884K/673.15K +20.2664=1.1265 k=3.085dm3·mol－1·s－1

设NO2(g)=A, 对于二级反应，反应时间与浓度的关系如下 t=(1/cA-1/cA0)/k

需知道浓度，可通过压力进行计算：

NO2(g) = NO(g) + (1/2)O2(g) t=0 p0=26664Pa 0 0

14

t=t 26664Pa－px px (1/2) px 总压p=26664Pa+px/2=31997Pa 所以 px＝10666Pa

cA=(26664-10666)Pa/RT=15998Pa/RT ，cA0=26664Pa/RT t=(1/cA-1/cA0)/k＝RT(1/15998Pa－1/26664Pa)/k

=8.315J·K－1·mol－1×673.15K×(1/15998Pa－1/26664Pa)/ (3.085×10－3m3·mol－1·s－1 ) ＝45.37s

四. 简答题(共3题, 12分)

1. 答：热力学第1定律：能量守恒定律, ?U=Q+W，解决能量交换问题。

热力学第2定律：热变成功不引起其他变化是不可能的, ?S(隔)>=0，解决过程方向。 热力学第3定律：完美晶体0K时的S=0，解决熵的绝对值。

2. 因为微小晶体溶解度的饱和蒸气压较大，根据亨利定律p=kc, 平衡时c较大，即溶解度较大。或利用公式ln(cr/c)=2?M /?rRT，晶粒径r越小，溶解度cr越大。

3．阴极：(1/2)O2＋H2O(l)＋2e= 2OH 阳极： H2＋2OH= 2H2O(l) + 2e 电池：Pt|H2|OH|O2|Pt

E?＝?fGm? /zF=－285830 J·mol1 /(2×98500C·mol1)=1.4810V

华南理工大学《物理化学》64-1试卷参考答案

－

－

－

－

－

－

－

一、选择题 ( 共 10题, 15分 )

1. C

2 . A △mix S > 0

3. C P=2, C=4－1－0=3, f=C+2-P=3 4. B. 溶质是非表面活性物质

5. C. yB=pB/p总= pB*xB/(pA*xA+ pB*xB) = 0.50 6. B. 7. A 8. C.

9. B.

10．A. 电动现象指带电的固体表面与带反离子的流体之间的相对运动。 二、填空题 ( 共 6题，10分)

????pA=pA*xB，?Tb=KbbB，?Tf=KfbB，?=cbRT 2．减少，>，< 3. 管端，变大

4．独立子， 平衡(概然) 5. ?1??2+?3

6. ?=?? /?∞=bp/(1+bp)，单 三、计算题 ( 共 7题， 60分 )

1. 解：系统的变化过程 根据理想气体状态方程

p1V1/T1 = p2 V2 / T2 可得T1=T2 = 300.15K

15

?dcAdcBkB??cA ， t1?ln2?2ln2dt2dt2kAkB 2

即为等温过程( 这是解本题的关键! 若先算出V1， 再算T2值， 因为保留有效位数的不同引起计算误差， 有可能出现T1?T2)。 根据理想气体恒温时有

? H =△U = 0

W = － p外(V2－V1) = － (p1 /5)(5V1 － V1) = － 0.8 p1V1 = －0.8 nRT1 = －[ 0.8 × 1×8.134 × 300.15] J = －1996 J 由第一定律可得Q = ? U － W = 1996 J

－－

? S = nRln(V2/V1) = (1×8.314) J·K1×ln(5/1) = 13.38 J·K1 ? G = ? H － T?? S = ? A = －4016J 注意: 若要计算△G ，但没有给出绝对熵数值的过程，必然是等温过程。 2. 解：(1)? rG m?= ?BvB?fG?m,B = 79.38 kJ·mol-1 (1分)

?

? rH ?m,B = 110.29 kJ·mol-1 (1分) m = ?BvB?fH

? rS m? = (? rH m??? rG m?)/T=0.104 J·K-1·mol-1 (1分)

(2) CH3CH2CH=CH2(g) ＝ CH2=CHCH=CH2(g) + H2(g) H2O(g) t = 0时： 1 mol 0 0 15 mol 平衡时： (1-0.4)mol 0.4 mol 0.4 mol 15 mol

?nBB,e= 16.4 mol

νB

B (2分)

$K p= ?nB??B(p/p$)/?nB,e]B$$ =0.0325 (2分)

$

$- RTlnK p=ΔrG m(T) =ΔrH m- TΔrS m

$$ (1分)

T =ΔrH m/(ΔrS m-RlnK p) = 833 K (2分) (3) 加压不利，增加水蒸气有利。 (2分)

3. 已知含Sb质量分数不同Pb-Sb系统的冷却曲线见下图，试绘制Pb-Sb相图，并指明各相区的相数、相态及自由度。(10分)

$t l Pb(s)+l l+Sb(s) Pb(s)+Sb(s) 0.00.10.20.3Sb

wSb

单相，两相区，三相线对应的F=2,1,0

4．解：(1) 正极反应: 2AgCl (s)+ 2e? →2Ag + 2Cl? 负极反应: H2 (g) →2H+ + 2e?

电池反应: 2AgCl (s)+ H2 (g) → 2Ag +2 Cl? + 2H+ Pb

(2) (2) E = E? ? (0.05916V/2) lg{ a2HCl / ( aHCl = 0.001756

0.40.50.60.70.80.91.0 pH2/p?)}

16

(3) △rGm = ?zEF = ?2×0.385×96500 = ?74.3kJ·mol?1

5. 解：80℃时溶液的表面张力 ?/(10-3N·m-1) ＝ 21.50 － 0.086×80 =14.62 (1) ?p = 2??/r = 2×14.62×10-3N·m-1/ 1.00×10-7m = 2.924×105Pa (2) ?p= 2?/r ＝2??cos??/r’ = ?gh h =2??cos??/??gr’

= 2×14.62×10-3N·m-1×cos20°/(882kg·m-3×9.80m·s-2×1.00×10-7m)

= 31.8m

6. 解：(1) 根据k的单位可知为二级。

(2) lnk=lnA-Ea/(RT), 对照已知条件 Ea/R=7284.4 K

Ea=60.56 kJ·mol-1 (5分) (3) ln k=1.643 k=5.17 mol-1·dm3·min-1 t1/2=1/(k2cA0)=24.18 min (5分)

(6.626?10?34J?s)2h2?r?2?8?Ik8?3.1422?4.28?10?47kg?m?2?1.380?10?23J?K?1= 9.41K 7．解：

qr?T/??r=298K/（1×9.41K）= 31.7

四、问答题 ( 共 3题，15分 )

1. 正极反应： 2 Ag+ + 2e—→2 Ag

负极反应 H2(g) →2H+ + 2e— 电池：Pt | H2（g）| H+ Ag+ |Ag

2θ?H?pRTE?E?ln22F?Ag?pH2θ电动势

2. 解：AgNO3稍过量，为稳定剂，所以胶团结构为

[(AgCl)m n Ag+ . ( n – x ) NO3- ] x+ . x NO3-

胶粒带正电，电泳朝负极移动。若要使该溶胶聚沉，起聚沉作用的主要是电解质中的负离子，价数越高，聚沉能力越大；而同样负离子时，电解质中的正离子起消弱聚沉作用，且价数越高消弱越大，所以聚沉能力大小为

Na3PO4 > Na2SO4 > NaCl > BaCl2

3. 答：(1) 植物中有许多毛细管，植物营养属稀溶液，毛细管和渗透现象两者共同作用可引起几十米的压力差，促使植物营养从根部输送到几十米甚至上百米的树冠中。

(2) 因液体沸腾产生气相，开始时产生气泡，气泡逸出除需克服外压外，还需克服附加压力，气泡越小，附加压力越大，所以对正常平液面已达气液平衡时，微小气泡内气液相仍未平衡，需提高温度才达到平衡，这时是非平衡态，一旦沸腾，很容易爆沸。为此可加入沸石，内有气孔，作为气相中心，可减少过热现象。

(3) (3) 降低表面张力使油污不润湿衣物，乳化作用使油污分散而起助洗作用。

热力学第一定律解决能量交换问题；热力学第二定律解决过程的方向性和限度问题；热力学第三定律解决熵的绝对值计算问题。

华南理工大学《物理化学》48-1试卷参考答案

17

一、选择题 ( 共 10题, 29分 )

1. B。 在298K及标准态下，只有稳定相态的单质的生成焓才规定为零。 2. C。 过冷水结成冰为自发过程，总熵变大于0。

3. C。 非挥发性物质

*pBpBxB10?0.51 ?*??4. A。 yB?*pA?pBpAxA?pBxB5?0.5?10?0..51.55. 虽然有3个反应, 但只有两个是独立的(任两个反应可组合出第3个反应) 即R=2, C = S - R - R' = 5 - 2 - 0 = 3. 6. B。 反应=2×反应(3) + 反应(1)－反应(2)

Kp?= [Kp? (3)]2·Kp? (1)/ Kp?(2)= (3.40)2 × (3.27) /3.1 8=11.89

7. D. 8. B 9. A

10. A

二 . 填空题：(共12分)

1. Qp= QV+?vBRT=100kJ·mol-1+(-1)×8.3145×10-3kJ·K-1·mol-1×298.15K=102.5kJ·mol-1 2. 降低，提高. 放热反应，△vB>0, 故降低温度，提高压力有利于反应向右移动。 3. △fusH m?+ △vapH m?。升华过程可设想为s→l→g过程。 4.

4. (0.5×17.0+0.5×57.4) cm3·mol1 = 37.2 cm3·mol1

－

－

5． 4 6. <90°

7．直、支，热爆炸、支链反应 8．控制时间

三、三、计算题：(6小题，共 56分)

1.解：W＝－p?V=－p(V2-V1) =－pV2+pV1= -nRT2+ nRT1= nR(T1-T2) =1mol×8.315J·K－1·mol－1×(300K-600K)= -2494.5J

?U= nCV,m (T2-T1) =1mol×(30.00-8.315)J·K－1·mol－1×(600K-300K)= 6506J ?H= nCp,m (T2-T1) =1mol×30.00J·K－1·mol－1×(600K-300K)= 9000J Qp=??H?=9000J

?S = nCp,m ln(T2/T1) =1mol×30.00J·K－1·mol－1×ln(600K/300K) = 20.79J·K－1·mol－1

由 Sm?(600K)=Sm?(300K)+?S=(150.0+20.79)J·K－1·mol－1

=170.79J·K－1·mol－1

?TS =n(T2S2－T1S1)

=1mol×(600K×170.79J·K－1·mol－1－300K×150.0J·K－1·mol－1) ＝57474J

?G=??H－?TS＝9000J－57474J =－48474J

18

2. 根据克－克方程可得

???????

RTpvapHm = 1T2ln1*T1?T2* p2 = 8.3145J?K?1?mol?1?298.15K?373.15K298.15K?373.15Kln3.17kPa101.325kPa

= 42731 J·mol－

1 = 42.73 kJ·mol－

1

3. 假设尼古丁的摩尔质量为MB，根据凝固点下降公式 △Tf =Kf bB

则有 0.62K?1.86K?kg?mol?1?6?10-4kg/MB0.012kg

MB = 150 g·mol－

1

可算出各原子数

C：Mr(B) w(C)/Ar(C)= 150×0.72/12 = 9.0 N：Mr(B) w(N)/Ar(N)= 150×0.1870/14 = 2.0 H：Mr(B) w(H)/Ar(H)= 150×0.093/1 = 13.9 所以分子式为 (C9N2H14)

4. A(g) = B(g) + C(g) 平衡时的摩尔分数 yA yB yC 453K时 K? = pBpC/(pA p?)=( yByC/yA)(p总/ p?)= yCyB/yA 493K时 K?＇= p’Bp’C/(p’A p?)=( y’By’C/y’A)(p’总/ p?) = 4 y’By’C/y’A = 4×2 yB×2yC/(yA/2) = 32 K?

所以θ'?1?1 △ rHm = RTT'lnK8.3145J?K?mol?453K?493KT'?TKθ?493K?453Kln32

= 160885J·mol－

1 = 161 kJ·mol

－1

5. (1) 各相区的稳定相见相图（?、? 为固溶体，l为液相，C为不稳定化合物）。 三相线 EFG ： a、C、液相三相 JHI：?、C、液相三相

自由度F= C－P+1 = 3－P。单相区F=2，两相区F=1，三相线F=0。

19

t 恒压aKablDl + ?E?? + C(s)bl + ?HI? Jcdcl + C(s)FdGC(s) + ?eeAxBCB

A－B凝聚系统相图

(2) (2) 冷却曲线见上图。

冷却曲线

(3) (3) 从相图上看，A和B不存在共存区，故不能一同析出。

6. 已知 T1=427K 时 k1=4.3×102s1，Ea=163.3kJ.mol1。 求T2，需先计算

－

－

－

k2= －ln(1－x)/t = －ln(1－0.80)/1200s = 0.001341 s1

kEa11ln2?(?)k1RT1T2

0.001341s?1163.3?1000J?mol?111ln?(?)0.043s?18.3145J?K?1?mol?1427KT2－

解得：T2 = 397 K

四、问答题：(共2小题， 共12分)

1. 答：测?，? =?/c，?=???∞，K=(c/c)?? 2/(1-??)。

?∞(HAc)=??∞(NaAc)+??∞(HCl)-??∞(NaCl)

2. (1) 查找A和B及其它可能产物的标准生成吉布斯函数，然后计算反应的吉布斯函数变化，△rGm? (T) =Σ△fGm?(T，产物) －Σ△fGm?(T，反应物)。 若△rGm?(T)<0，说明反应可以进行

(2) 通过查阅A和B两组分系统的相图。根据相图的特征，可判断能否分离或提纯。 (3) 若是固体，尽可能磨成粉，提高表面积和接触面积，可提高反应速率。

852物理化学(二)考试大纲

《物理化学》（二）考试大纲 一. 绪论与气体性质

(1) 了解物理化学的研究对象、方法和学习目的

(2) 掌握理想气体状态方程和混合气体的性质（分压和道尔顿定律、分容和阿马格定律）。

20

(3) 了解实际气体的状态方程（范德华方程）。 (4) 了解实际气体的液化和临界性质。 二. 热力学第一定律 (1) 热力学基本慨念和术语

理解下列热力学基本概念：平衡状态，状态函数，可逆过程，热力学标准态 (2) 热力学第一定律

理解热力学第一定律的叙述及数学表达式。掌握内能、功、热的计算 (3) 热函(焓)

明了热力学焓、标准摩尔生成焓、标准摩尔燃烧焓、标准摩尔反应焓等概念及掌握其计算方法 (4) 掌握标准摩尔反应焓与温度关系。

(5) 掌握理想气体绝热可逆过程的PVT关系及理解其功的计算。 (6) 了解节流膨胀。 三. 热力学第二定律 (1)了解卡诺循环。

(2)热力学第二定律: 理解热力学第二定律的叙述及数学表达式，掌握熵增原理

(3)熵: 掌握理想气体PVT变化、相变化和化学变化过程中系统熵变的计算方法和环境熵变的计算方法，以及掌握用总熵变判断过程的方法 (4)了解热力学第三定律。

(5)亥姆霍兹和吉布斯函数: 明了Helmholtz函数和Gibbs函数以及标准生成Gibbs函数等概念并掌握其计算方法和各种平衡依据。明了热力学公式的适用条件. (6)理解热力学基本方程和Maxwell关系。

(7)热力学第二定律应用—Clapeyron(克拉佩龙)方程。会从相平衡条件推导Clapeyron方程和Clapeyron-Clausius方程，并能应用这些方程进行有关的计算。 四. 多组分系统热力学

(1) 掌握Raoult定律和Henry定律以及它们的应用。

(2) 理解偏摩尔量和化学势的概念。理解理想系统(理想溶体及理想稀溶体)中各组分化学势的表达式。

(3) 理解能斯特分配定律。 (4) 了解稀溶液的依数性。

21

(5) 了解逸度和活度的概念。 五. 化学平衡

(1)等温方程及标准平衡常数。

明了标准平衡常数的定义。会用热力学数据计算标准平衡常数。了解等温方程的推导。 掌握用等温方程判断化学反应的方向和限度的方法。

(2)理解平衡常数的测定，掌握平衡组成的计算。 (3)温度对标准平衡常数的影响。

了解等压方程的推导。理解温度对标准平衡常数的影响。 会用等压方程计算不同温度下的标准平衡常数。

(4)影响理想气体反应平衡的其它因素。 了解压力和惰性气体对化学平衡组成的影响 六. 相平衡

(1)理解相律的推导和定义。

(2)掌握单组分系统相图的特点和应用。

(3)掌握二组分系统气—液平衡相图的特点(包括温度—组成图，压力—组成图，气相组成—液相组成图)。

(4)掌握二组分液态部分互溶系统及完全不互溶系统的气—液平衡相图。

(5)掌握二组分系统固—液平衡相图(包括生成稳定，不稳定化合物及固态部分互溶相图) 相图部分要求会填写相图中各区域存在的物质;能用相律分析相图和计算自由度数;能从实验数据绘制相图。 七. 电化学

(1)了解电解质溶液的导电机理和法拉第定律。 (2)理解离子迁移数。

(3)理解表征电解质溶液导电能力的物理量(电导率, 摩尔电导率)。 (4)了解离子独立运动定律。 (5)理解电导测定的应用。

(6)理解电解质活度和离子平均活度系数的概念。 (7)理解可逆电池及韦斯顿标准电池 (8)理解原电池电动势与热力学函数的关系。

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(9)掌握Nernst方程及其计算。 (10)掌握各种类型电极的特征。 (11)掌握电动势测定的主要应用。 (12)掌握把一般的电池反应设计成电池。 八. 表面现象

(1)理解表面张力和表面Gibbs函数的概念。

(2)了解铺展和铺展系数。了解润湿、接触角和Young方程。 (3)理解弯曲界面的附加压力概念和Laplace方程。

(4)理解Kelvin公式及其应用。解释亚稳状态和新相生成现象

(5)了解物理吸附与化学吸附的含义和区别。掌握Langmuir吸附、单分子层吸附模型和吸附等温式。

(6)了解溶液界面的吸附及表面活性物质的作用。理解Gibbs吸附等温式。 九. 化学动力学及其应用

(1)明了化学反应速率定义及测定方法。

(2)明了反应速率常数及反应级数的概念。理解基元反应及反应分子数的概念。 (3)掌握零级、一级和二级反应的速率方程的积分式及其应用。 (4)掌握通过实验建立速率方程的方法。

(5)掌握Arrhennius方程及其应用。明了活化能及指前因子的定义和物理意义。 (6)理解对行反应、连串反应和平行反应的动力学特征。 (7)了解单分子反应的Lindemann(林德曼)机理。 (8)了解链反应机理的特点及支链反应与爆炸的关系。 (9)了解简单碰撞理论的基本思想和结果。 十. 胶体化学

(1) 了解胶体的制备方法。

(2) 了解胶体的若干重要性质: Tyndall效应，Brown运动，沉降平衡，电泳和电渗。 (3) 明了胶团的结构和扩散双电层概念和憎液溶胶的聚沉。

(4) 了解憎液溶胶的DLVO理论，理解电解质对溶胶和高分子溶液稳定性的作用。 (5) 了解乳状液的类型及稳定和破坏的方法。

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