2006-2007学年第二学期物理化学C期末试题(A)

南京工业大学 物理化学C 试题（A）卷（闭）

2006-2007学年第二学期 使用班级： 复材，高材，金属，安全

班级： 学号： 姓名：

题号 得分

一 二 三 四 总分 （请考生注意： 本试卷共 9页）

一．选择题。（共10题，每题2分，请在题后括号内填上正确答案代号。） 1、对封闭系统来说，当过程的始态和终态确定后，下列各项中没有确定值的是:( )。

A， Q； B， Q＋W； C, W( Q = 0 )； D， Q( W = 0 )。 2、H2 和 Br2 混合气体温度为298 K。在一个体积恒定的密闭绝热箱中用光引发，使其迅速化合为 HBr(g)（设光照能量忽略,气体为理想气体）。已知298 K时ΔfH(HBr,g,298 K)=－36.4 kJ·mol-1，则此过程的：（ ）。 A, ΔH< 0 , ΔU = 0； B, ΔH > 0 , ΔU < 0； C, ΔH > 0 , ΔU = 0； D, ΔH< 0 , ΔU > 0。

3、1 mol理想气体从相同的始态（P1，V1，T1）分别经（i）绝热可逆膨胀到达终态（P2，V2，T2）; (ii)经绝热不可逆膨胀到（P’2，V’2，T’2）,若P2 = P’2 ，则（ ）。

A, T’2 > T2 , V’2 < V2 ; B, T’2 > T2 , V’2 > V2 ; C, T’2 < T2 , V’2 > V2; D, T’2 < T2 , V’2 < V2 .

4、反应 FeO(s) + C(s) == CO(g) + Fe(s) 的ΔrH为正，ΔrS为正（假定ΔrH，ΔrS与温度无关），下列说法中正确的是：（ ）。

A,低温下自发过程，高温下非自发过程； B,任何温度下均为非自发过程； C,高温下自发过程，低温下非自发过程； D,任何温度下均为自发过程 。

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5、某反应A(s) == Y(g) + Z(g)的?rG与温度的关系为：

?rG= (－45 000＋110 T/K) J ·mol-1 ，

在标准压力下, 要防止该反应发生，温度必须 ： ( )。 A, 高于 136 ℃ ； B, 低于184 ℃ ； C, 高于184 ℃； D, 低于136 ℃；

E, 高于136 ℃而低于 184 ℃。

6、BaCO3(s)受热分解成 BaO(s) 和 CO2(g)，组分数 C 和自由度数 F 正确的是

A, C=3 F=2 ； B,C=2 F=2 ； C, C=2 F=1； D,C=1 F=0。

7、某反应，反应物反应掉7/8所需的时间恰好是它反应掉3/4所需时间的1.5倍，则该反应

的级数为：（ ）。

A, 零级； B, 一级； C, 二级； D, 三级。

8、反应 2NO(g) + O2(g) == 2NO2(g) 是放热的, 当反应在某温度、压力下达平衡时，若使平衡向右移动。则应采取的措施是：（ ）

A, 降低温度和增大压力； B, 降低温度和减小压力； C, 升高温度和减小压力； D, 升高温度和增大压力。 9、A物质在α相和β相的化学势分别为μAα 和μAβ，若发生A物质从α相自发地向

β相迁移，下列正确的是：（ ）

A，μAα ＝ μAβ；B，μAα ＞ μAβ；C，μAα ＜ μAβ ； D，无法判断。 10、在水平放置的玻璃毛细管中注入少许纯水（水润湿玻璃），在毛细管中水平水柱的两端呈凹液面，然后用微量注射器向液拄右恻注入少量NaCl水溶液，假若接触角不变，毛细管中的水柱向何端移动？（ ）

A, 向右移动； B, 向左移动； C,不动； D,难以确定。

二．填空题。（5题，每题2分，共10分，请在题中“ ”处填上答案。） 1、 已知 ?fH (CH3OH,l,298K)= -238.57kJ?mol-1 ?fH (CO,g,298K)= -110.525kJ?mol-1

则反应CO(g)+2H2(g)==CH3OH(l)的?rH (298K)= 。

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2、写出理想液态混合物任意组分B的化学势表达式：

?B ==???????????????????。

3、有二个反应：①SO2(g)+(1/2)O2(g)===SO3(g) , K1 ②2SO2(g)+O2(g)===2SO3(g) , K2 则K1与K2的关系是：

4、若反应A+2B?Y是元反应，则其反应的速率方程可以写成 。

5、今有一球形肥皂泡，半径为r， 肥皂水溶液的表面张力为? ，则肥皂泡内附加压力是： 。

三、判断题：（10题，每题一分共10分）

1、25℃时H2(g)的标准摩尔燃烧焓等于25℃时H2O(g)的标准摩尔生成焓。（ ）

2、一可逆循环过程的ΔS=0，则该过程的ΣδQ/T也一定为零。（ ） 3、理想稀溶液中的溶剂遵从亨利定律，溶质遵从拉乌尔定律。（ ） 4、二组分的理想液态混合物的蒸气总压力介于二纯组分的整齐压之间。（ ）

5、定温定压且无非体积功条件下，一切吸热且熵减少的反应，均不能自发发生。 ( )

6、因为 ΔrG=－RT lnK，所以ΔrG是在温度T时，化学反应达到平衡状态时的吉布斯函数变。（ ）

7、对同一反应，活化能一定，则反应的起始温度愈低，反应的速率系数对温度的变化愈敏感。 （ ）

8、兰缪尔定温吸附理论只适用于单分子层吸附。（ ） 9、任何一个偏摩尔量均是温度、压力和组成的函数。（ ） 10、弯曲液面的饱和蒸汽压总大于同温下平液面的蒸汽压。（ ）

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四、计算题。（6题共54分，请在各题下方计算。）

1、(8分) 5 mol理想气体（Cp?m = 29?10 J·K?1·mol?1），由始态400 K，200 kPa

定压冷却到300 K，试计算过程的Q，W，?U，?H及?S。

2、（10分）将一小玻璃瓶放入真空容器中，瓶中已封入1 mol液态水（100℃，

101?3 kPa），真空容器恰好能容纳1 mol水蒸气（100℃，101?3 kPa）。若保持整个系统的温度为100℃，将瓶击破后，水全部气化为水蒸气。试计算此过程的Q，W，?U，?S，?A，?G。已知水在100℃，101?3 kPa的摩尔气化焓为40?64 kJ·mol?1。设蒸气为理想气体。

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3、（8分）A，B二组分液态部分互溶系统的气—液平衡相图如下：且知C，E，

D三个相点的组成分别为xB,C = 0.20, yB,E = 0.60， xB,D = 0.80 （1）标明各区域中的稳定相；

（2）将14.4kg纯A液体和9.6kg纯B液体混

合后加热，当温度t无限接近t1(t=t1-dt)时，有哪几个相平衡共存？各相的质量是多少？当温度t刚刚离开t1(t=t1+dt)时有哪几个相平衡共存?各相的质量各是多少？

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4、（10分）在110 ℃下，于一密闭容器中保存Ag2CO3(s)，为了不令Ag2CO3(s)

发生如下分解反应： Ag2CO3(s) == Ag2O(s) + CO2(g) 此时容器中应放入的CO2(g)的压力至少应为多大? 设25 ～110 ℃之间 Σ

νBCp,m可视为常数。(p

物 质 ?fH(KJ·Mol-1) S(J·K-1·Mol-1) =100 kPa),已知 25 ℃时的有关数据如下 Ag2CO3(s) －501.7 167.4 109.6 Ag2O(s) －29.1 121.8 68.6 CO2(g) －393.4 213.8 41.0 Cp·m(J·K-1·Mol-1)

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5、（10分）气相反应A

Y + Z为一级反应。在675℃下，若A的转化率为0.05，

则反应时间为19.34 min，试计算： （1）此温度下的反应速率常数； （2）A的转化率为50%的反应时间；

（3）527℃时反应速率系(常数)为7.78×10－5 min－1，计算该反应的活化能 。

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6、（8分）200℃时测定O2 在某催化剂上的吸附作用，当平衡压力为 0.1 MPa

及1 MPa 时，1 g催化剂吸附O2的量分别为2.5 cm3及 4.2 cm3 (STP) 设吸附作用服从朗缪尔公式，计算当O2 的吸附量为饱和吸附量的一半时，平衡压力为多少。

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四、实验简答题：（仅选二题回答，每题3分，共6分）

1、在蒸汽压测定实验中，升温过程中若等位计内液体发生爆沸应如何处理？为什么要将等位计A球中的空气排除？

2、在双液系相图的实验操作中，在加入不同数量的各组分时，如果发生了微小的偏差，对相图的绘制有影响吗？为什么？

3、蔗糖水解速率系数测定的实验中，用旋光仪测定的旋光度与哪些因素有关？蔗糖的转化速率与哪些因素有关？

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南京工业大学 物理化学C 试题 （A）卷

试题标准答案

2006-2007学年第二学期 使用班级： 复材，高材，金属，安全

一、 选择题：（每题二分）

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A

C B C D C B A B A 二、填空题：（每题二分共10分）

1、 2、 3、

-128.0 kJ?mol-1 ?B(l,T)+RTlnxB (K1)2= K2

dcA2 ?kAcAcBdt4、 ?4??p?r5、

三、判断题：（10题，每题一分共10分）

1 × 2 ? 3 × 4 ? 5 ? 6 × 7 ? 8 ? 9 ? 10 ×

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四、计算题：（共六题） 1、（8分）

解： T1 = 400 K，T2 = 300 K

QT2p??H??TnC1p,mdT??14.55kJ

?U??T2nCT2TV,mdT??Tn(Cp,m?R)dT11

??10.40kJW = ?U－Q = 4?15 kJ

或 W =－p?V = －nRT = 4?15 kJ

?S?nC?1p,mlnT2T??41.86J?K 1 2、（10分）

解： ?H = 40?64 kJ

?U = ?H－?( pV )≈?H－pVg≈?H－nRT

= ( 40?64－1×8314×37310?3) J = 37?54 kJ

?S??H?40.64?103J?109.0J·K?1T373K

?A = ?U－T?S = ( 37?54－40?64 ) J=－3?10 kJ ?G = ?H－T?S = 0 W = 0

Q = ?U－W = ?U = 37?54 kJ

3、（8分）

解：（1）相区 ①， ②， ③， ④，

相态及成分分别为 g(A+B)，L1(A+B)，g+L， g+L， L（2）系统总量为m

m=mA+mB=（14.4+9.6）kg=24kg

w.6B?924?0.40 南京工业大学 第 11 页 共 13 页

⑤， 2(A+B)，⑥ 1+L2 L

wA =0.60

当t无限接近t1时，有两液相共存，设含组分A较多的相的质量为mA，

另一相质量为mB由杠杆规则

mA(0.40－0.20)=mB?(0.80－0.40)

mB=8kg

mA=16kg

当t=t1+dt时，含B较多的液相消失，产生最低共沸点的气相，则气、液两

相质量各为12kg。

ml(0.40－0.20)=mg?(0.60－0.40)

ml=12kg

2

mg=12 kg

3

2

2

4、（10分）解：AgCO(s) == AgO(s) + CO(g)

ΔrH = ΔfH(CO2,g)+ ΔfH(Ag2O,s)－ΔfH(Ag2CO3,s) = 79.2 kJ ·mol ΔrS= S(CO2,g)+ S(Ag2O,s)－S(Ag2CO3,s) = 168.2 11molKJ ΔrG(T)= ΔrH(T)－T ΔrS(T)= 29076 J ·mol 而 ΔrG=－RT lnK ln K=－ΔrG/(RT)=－11.736 K( 25 ℃)= 8.14×10

- 6

-1

-1

根据数据计算得 ΣνBCp,m=0 ， 即Δr H与 T 无关 求 110 ℃ 下反应的K(110 ℃) ln [K2/ K

1

]= －ΔrH/ R·(1/T2 - 1/ T1)

K(110 ℃)= 0.009 64 而 K(110 ℃) = p (CO2)/p

则 p(CO2)= K(110 ℃)×p= 0.964 kPa 即应充入 p’ (CO2) ＞ 0.964 kPa

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5、（10）解：

1111k?ln?ln?2.652?10?3min?1

t1?xA19.34min1?0.05675℃时：

xA =0.50时：

t?1111ln?ln?2614.min k1?xA2.652?10?3min?11?050.

T1 =（527+273）K=800 K，k(T1)=7.78×10-5 min-1， T2 =（675+273）K=948 K，k(T2)=2.652×10-3 min-1

Ea?RT2T1k(T2)lnT2?T1k(T1)

?8.314J?K?1?mol?1?948K?800K2.652?10?3min?ln???5(948?800)K7.78?10min? =? =150.3×103 J·mol－1=150.3 kJ·mol－1

6、（8

bpΓ?分）解：Γ?1?bp

Γ1p11?bp2??Γp21?bp1 22.50.11?b1?106Pa??4.211?b0.1?106Pa 即

????所以 b = 12.2 ×10 -6 Pa -1

bpΓ? Γ?1?bp

Γ1bp1?? Γ?2 即 1?bp2

所以

p?113??82?10Pa?82kPab12.2?10?6Pa?1

四、实验简答题：（仅选二题回答，每题3分，共6分,参考答案）

1、可通过旋纽向系统放入一定量的空气，增大系统压强，沸点升高，防止爆沸。 只有将等位计A球中的空气通过U型管抽空排除，才能使A球和U型之间完全充满待测体系的气相组成即自身的饱和蒸汽，从而测定其蒸汽压。

2、无影响，因为当不同组分的体系完全达到恒沸形成气、液两相后，气液两相的组分含量完全是通过其折光率来确定，因而初始加入量发生了微小的偏差，对相图的绘制没有影响

3、 用旋光仪测定的旋光度的大小与溶液中被测物质的旋光性、溶剂的性质、溶 液浓度、光源的波长、光源所经过的厚度、测定时的温度等有关。

蔗糖的转化速率与蔗糖的浓度、催化剂H+ 的浓度，和反应温度有关。

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