西南科技大学2016-2017 物理化学- 答案 A卷

西南科技大学2016-2017-1学期

《物理化学C》本科期末考试试卷（A卷）

课程代码 1 1 1 9 9 0 0 7 0 命题单位 材料科学与工程学院：物理化学教研室 一、单项选择题（每题2分，共30分。答案必须写在答卷纸上，否则不给分。）

1、封闭系统是指系统与环境之间（D）

A. 既有物质交换 ，又有能量交换 B. 只有物质交换，没有能量交换 C. 既没有物质交换，也没有能量交换 D. 只有能量交换，没有物质交换

2、理想气体在自由膨胀过程中, 其值都不为零的一组热力学函数变化是 （ B）（所给条件应有利于各参量判断，你给条件只利于判断ΔV；因为计算题要求求这些参量，此题最好换题）

(A) ΔU、ΔH、ΔS、ΔV (B)ΔS、ΔA、ΔV、ΔG (C) ΔT、ΔG、ΔS、ΔV (D)ΔU、ΔA、ΔH、ΔV

3、石墨（C）和金刚石（C）的标准摩尔燃烧焓分别为-393.4kJ.mol-1，-395.3 kJ.mol-1 ，则金刚石（C）的标准摩尔生成焓为（ B ）kJ.mol-1

A. -393.4 B.1.9 C. 0 D.-395.3 4、下述过程，体系的ΔＧ为零的是（ C）

(A) 理想气体的等温膨胀 (B) 孤立体系的任意过程

(C) 在 100℃,101325Pa 下 1mol 水蒸发成水蒸汽 (D) 绝热可逆过程

5、热力学第三定律可以表示为 (B)

(A)在 0K 时，任何晶体的熵等于零 (B)在 0K 时，任何完整晶体的熵等于零 (C)在 0℃时，任何晶体的熵等于零 (D)在 0℃时，任何完整晶体的熵等于零

6、由水（1）与乙醇（2）组成的二组分溶液，下列各偏导数中是偏摩尔量的有（ B ）。

??H? A. ? B. ???n2?S,p,n1??G? C. ????n2?T,p,n1??A? D. ????n2?T,V,n1??U? ????n2?S,V,n17、从多孔硅胶的强烈吸水性能说明在多孔硅胶吸水过程中，自由水分子与吸附在硅胶表面的

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水分子比较，两者化学势的高低如何（A ）

(A) 前者高 (B) 前者低 (C) 相等 (D) 不可比较

8、已知 373K 时液体 A 的饱和蒸气压为 133.24kPa，液体 B 的饱和蒸气压为 66.62kPa。设 A 和 B 形成理想溶液，当溶液中 A 的物质的量分数为 0.5 时，在气相中 A 的物质的量分数为 ( C )

(A)1 (B) 1/2 (C) 2/3 (D) 1/3

9、已知反应 2NH3 = N2 + 3H2，在500K时，标准平衡常数为0.25，那么，在此条件下，氨的合成反应1/2 N2 + 3/2 H2 = NH3的标准平衡常数为 ( A) （作为反应，必须注明物质的相态）

(A) 2 (B) 0.5 (C) 4 (D) 1

10、下面的叙述中违背平衡移动原理的是 (C )（9、10保留一题）

(A) 升高温度平衡向吸热方向移动 (B) 增加压力平衡向体积缩小的方向移动

(C) 加入惰性气体平衡向气体分子数减少的方向移动 (D) 降低压力平衡向增加气体分子数的方向移动

11、 将过量的NaHCO3(S)放入一真空密封容器中，在50℃下，NaHCO3按下式进行分解： 2 NaHCO3(S)= Na2CO3(S)+ CO2(g)+H2O(g) 系统达到平衡后，则其组分数、自由度数为（C）。

A. 3，2 B. 3，1 C. 2，0 D. 2，1

12、电解质水溶液的离子平均活度系数受多种因素的影响, 当温度一定时, 其主要的影响因素是 (D)

(A) 离子的本性 (B) 电解质的强弱 (C) 共存的它种离子的性质 (D) 离子浓度及离子电荷数

13、某化学反应在300K，101.325kP下进行，放热60000J，若在相同条件下通过可逆电池来完成，则吸热6000J，该化学反应的ΔS为（ D）。

A. -200J·K-1 B.200J·K-1 C. -20J·K-1 D. 20J·K-1

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14、对于反应A?C+D，如果A的起始浓度减小一半，其半衰期也缩短一半，则反应的级数为（ C ）。

A.一级 B.二级 C. 零级 D. 1.5级

15、温度对反应速率的影响很大, 温度变化主要改变 (A ) (A) 活化能 (B) 速率常数 (C) 物质浓度或分压 (D) 指前因子

二、判断题（每题1分，共10分。答案必须写在答卷纸上，否则不给分。）

1、1mol液态乙醇在恒温下变为乙醇蒸气，假定乙醇蒸气为理想气体，因该过程温度未变，

故ΔU = 0，ΔH = 0。 （ ╳ ）

2、热力学第二定律的克劳修斯说法是：热从低温物体传给高温物体是不可能的。 （ ╳ ） 3、在同一稀溶液中组分B的浓度可用XB、mB、CB表示，因而标准态的选择是不相同的，所

以相应的化学势也不同。 （ ╳ ）

4、某化学反应的熵变ΔS可用反应热效应Q除于温度T求得，即 ?S?Q 。 （ ╳ ） T5、在298K时，0.01mol·kg-1糖水的渗透压与0.01mol·kg-1食盐水的渗透压不相等。 （ √ ） 6、由纯组分混合成理想液态混合物时没有热效应，故混合熵等于零。 （ ╳ ） 7、水在相图上的冰点位置就是其三相点的位置。 （ ╳ ） 8、电解质溶液中各离子迁移数之和为1。 （ √） 9、电解池通过1F电量时，可以使1mol物质电解。 （ ╳ ）

10、一级反应半衰期与反应物起始浓度无关。 （ √ ）（最好换一题，这部分内容选择题中已有两题）

三、填空题（每空1分，共16分。答案必须写在答卷纸上，否则不给分。）

1、写出封闭系统热力学的四个基本方程式中的任意三个 ， ， 。

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2、已知反应B→A和B→C所对应的等压反应热分别为ΔH1和ΔH2，则反应A→C的ΔH3= 。 3、在298K，101.325kPa下，将0.5mol苯和0.5mol甲苯混合形成理想液体混合物，该过程的ΔmixH 0，ΔmixS 0，ΔmixG 0（填“大于” 或“小于”或“等于”）。

4、稀溶液的依数性包括 、 、 和 。（不要给这样的填空题，因为每一结论都有条件限制。）（计算第二题有该部分内容也不宜多考）

5、在稀溶液中摩尔电导率Λm随浓度的增加而 ，电导率κ随浓度的增加而 。 6、对于基元反应2A?B?C，该反应的反应分子数为 ，反应的级数 。

速率方程式为 。（去掉一空，补一相平衡的题） 选择题

1-5 D B B C B 6-10 B A C A C 11-15 C D D C A 判断题

（1）×, (2) ×, (3) ×, (4) ×, (5) √, (6) ×, (7)×, (8) √, (9) ×, (10) √. 填空题

1、(任意三个)dU = TdS-PdV, dH = TdS+VdP, dA = -SdT-PdV, dG = -SdT+VdP 2、ΔH2-ΔH1 3、Δ

mix

H = 0，Δ

mix

S > 0，Δ

mix

G < 0

4、蒸气压下降、沸点升高、凝固点降低、渗透压现象 5、减小，增加 6、3、3、r=k cA2 cB

四、计算题（共44分）

1、(12分) 1mol单原子理想气体，从始态273K，100kPa经绝热可逆膨胀到50kPa。求末态温度、过程的Q、 W、ΔU、ΔH、ΔS、ΔA和ΔG，已知该气体的恒容摩尔热容Cv,m=3R/2，在始态时的摩尔熵为100J·K·mol-1。

-1

解：单原子理想气体绝热可逆变化，则

由

可得 （2分）

K

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（二答案分开些） （2分）

（2分）

（2分）

由因为

可得

，且恒熵，故有 （4分）

2、（6分）65℃时N2O5气相分解的速率常数为0.292min?1，分解反应的活化能Ea=103.3kJ?mol?1，求：

（1）80℃时的速率常数。

（2）80℃时使N2O5分解90%所需时间。 解：

ln（1）

E11k2??a(?)k1RT2T1 （1分）

k2/min?1103.3?10311ln??(?)0.2928.314353.15338.15

?1k2?16.31min（2分）

?1（1?0.9）?16.31mint （2）ln（1?x）??kt ln t?0.1402min （3分）

3、（6分）在101.325kPa的水中，加入一定量的非挥发性溶质，且溶质不与溶剂形成固溶体析出，其沸点升高0.2573 K。问该溶液的凝固点应降低多少？已知水的沸点升高常数Kb和凝固点降低常数Kf分别为 0.52 K?mol?1?kg和1.86K?mol?1?kg。

解： ?Tb?KbmB （2分）

?Tf?KfmB （2分）

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?Tf?

KfKb?Tb?1.86?0.2573K?0.92K （2分） 0.524、（8分）在298K时，反应C4H8(g)θ⑴ 计算298K时上述反应的?rGm。

C4H6(g)?H2(g)中各组分的热力学数据如下表所示。

⑵ 如果该反应?rCp,m?0，则400K下的标准平衡常数。 解：

??1?1???1?S?103.82J?mol?K（1）?rHm （2分） ???B?fHm?110.29kJ?molrm,B????rGm??rHm?T?rSm=（110.29-298.15×103.82×10-3）kJ?mol?1=79.34kJ?mol?1（2分）

-3???kJ?mol?1=68.76kJ?mol?1 ?rGm??rHm?T?rSm（2） 400K：=（110.29-400×103.82×10）

物质

θΔfHm/(kJ?mol?1)

C4H8(g) C4H6(g)

H2(g)

0 130.68

-0.13 305.71

110.16 278.85

θSm/(J?K?1?mol?1)

（2分）

??rGm??RTlnK? lnK?=-20.68 K?=1.04×10-9 （2分）

5、（12分）二组分凝聚物系在一定压力下的相图所示。（2014） ⑴ 指出Ⅰ～Ⅳ的平衡相及自由度数。

⑵ 绘制出物系点a和b的步冷曲线。 ⑶ 指出其中的三相线及平衡相。

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解：⑴ （6分）

相区 平衡相 自由度数 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ l 2 A(s)+l C(s)+l C(s)+B(s) 1 1 1 ⑵ 物系点a和b的步冷曲线 （3分）

温度a b 时间

MEN C(s)

A(s)?l

⑶ 三相线及平衡相 （3分）

KFH C(s)?B(s)l

注：对第一章应在概念题中有所体现。电化学部分应有计算。

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