海南大学物理化学期末试题

海南大学2010-2011学年度第2学期试卷

科目：《物理化学C》试题(A卷)

适用于 高分子材料与工程、材料科学与工程、生物工程、制药 专业

姓名： 学 号： 学院： 专业班级：

成绩登记表（由阅卷教师用红色笔填写） 大题号 得分

一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 阅卷教师： 年 月 日

考试说明：本课程为闭卷考试，可携带 计算器 。

得分 阅卷教师 一、判断题（每小题1分，共10分，对的在括号里打“√”，错的打“×”）

1、在一定温度下，一定量的理想气体进行可逆膨胀过程，其对外做最大功。 （ ） 2、功和热都是途径函数，对应某一状态有一确定值。

（ ）

3、H2和O2经绝热恒容反应，此过程的ΔU、ΔH、ΔA、ΔG均不为0。 （ ） 4、基于热力学第二、三定律，某气体的规定熵Sm > 0。

（ ）

5、标准平衡常数Kθ的数值只与温度有关，与反应平衡系统的总压及组成无关。 （ ） 6、在110℃及101.325kPa下，水的化学势大于水蒸汽的化学势。 （ ） 7、阿伦尼乌斯方程式主要是研究浓度对反应速率的影响。 （ ） 8、一定条件下，某反应的?rGm>0，所以要选用合适的催化剂，使反应得以进行。 （ ） 9、溶胶系统是高度分散的多相系统，是热力学的不稳定系统。 （ ） 10、胶体系统产生丁铎尔现象的原因是胶粒带电所引起的。 （ ）

得分 阅卷教师 二、选择题（每题2分，共20分 选择正确答案的编号，填在各题前的括号内）

1

1、在恒压、绝热、w′=0的条件下，发生某化学反应，使系统的温度上升，体积变大，则此过程

的ΔH（ ）；ΔU（ ）。选择填入： A、> 0

B、= 0

C、< 0

D、无法确定

2、在相同温度条件下，大液滴分散成小液滴后，其饱和蒸气压将（ ）

A、变小

B、不变 C、变大

D、无法判断

3、0℃ 5个大气压下，H2O(S)→H2O(1)其体系熵变（ ）

A、ΔS体>0

B、ΔS体<0

C、ΔS体=0

4、合成氨反应N2(g)+3H2(g) == 2NH3(g)，达到平衡后，加入惰性气体，且保持体系温度，总压不

变（气体为理想气体），则（ ） A、平衡向右移动

B、平衡向左移动

C、平衡不受影响

5、通常称为表面活性剂的物质，是指当其加入少量后就能 的物质。

A、增加溶液的表面张力

B、改变溶液的导电能力 D、使溶液表面发生负吸附

C、显著降低溶液的表面张力

6、某反应的总的速率常数与各基元反应的速率常数有如下关系：k=k2(k1/k3)1/2，则表观活化能与基

元反应的活化能关系为 ( )

11A、Ea=E2+E1- E3 B、Ea = E2 +( E1- 2E3)1/2 C、Ea= E2 +(E1- E3)

227、两反应均为一级的平行反应A

k1B(1)k2C(2)，B为所需产物，而C为副产物，已知两反应的指前因子

A1=A2，Ea1=100KJ·mol-1，Ea2=70KJ·mol-1，今欲加快反应(1)的反应速度，应 。 A、提高反应温度 C、升高压力

B、降低反应温度 D、降低压力

8、胶体系统的电泳现象表明 。

A、分散介质不带电 C、胶团带电

B、胶体粒子处于等电状态 D、胶体粒子带有大量的电荷

9、在农药中通常都要加入一定量的表面活性物质，如烷基苯磺酸盐，其主要目的是 。

A、增加农药的杀虫药性 C、防止农药挥发

B、消除药液的泡沫

D、提高农药对植物表面的润湿能力

10、在化学动力学中，质量作用定律只适用于 。

A、反应级数为正整数的反应 C、 恒温恒容反应

2

B、基元反应 D、理想气体反应

得分 阅卷教师 三、填空题：（每题2分，共20分）在以下各小题中画有_______处填上答案。

1、热力学第一定律的数学表达式是 ，其实质上是 。 2、拉乌尔定律的数学表达式为 ，亨利定律的数学表达式为 。 3、反应NH3(g)+H2S(g) == NH4HS(S) Kθ表达式为 。 4、在一真空容器中，将CaCO3加热，发生下列分解反应并达到平衡： CaCO3(s) = CaO(s)+ CO2(g) 则此系统的组分数C= ；自由度数F= 。

5、在温度一定和浓度比较小时，增大弱电解质溶液的浓度，则该弱电解质的电导率κ ，摩

尔电导率Λm 。（选填：增大、减小、不变） 6、亚稳状态包括 等四种现象。

7、产生亚稳状态的主要原因是 。

8、在恒温下，加入催化剂能加快反应速度的原因是因为 。

。消除亚稳状态最有效的方法是 9、在一定温度下，在含有NO3-、K+、Ag+的水溶液中，微小的AgI晶体粒子，最易于吸附

得分 阅卷教师 离子，而使胶体粒子带 电荷。

；(2) 。

10、理想气体在微观上具有两个特征：(1) 四、综合题（每小题10分，共50分）

（注意：答题时要列出详细运算步骤并计算出中间运算数值和最终计算结果。）

1、气相反应 N2(g) + O2 (g) =2NO(g)

已知(25℃)： N2(g) O2 (g) NO(g)

ΔfHmθ（kJ·mol-1） 0 0 90.25 Smθ（J· K-1·mol-1） 191.60 205.14 210.76

设反应的ΔrCp，m=0。计算当反应的ΔrGmθ=130.94 kJ·mol-1时反应的温度与Kθ。

3

2、工业上用乙苯脱氢制苯乙烯 C6H5C2H5(g) = C6H5C2H3(g) + H2(g)

如反应在900K下进行，其Kθ=1.51。试分别计算在下述情况下，乙苯的平衡转化率。 （1）反应压力为100KPa （2）反应压力为10KPa

（3）反应压力为10KPa，且加入水蒸气使原料气中水与乙苯蒸气的物质的量之比为10:1。

??E?3、已知298K时某电池E=1.0150V，????4.12?10?4V?K?1，计算328K时

??T?p（1） 该电池的E

（2） 电池反应的ΔrSm、ΔrHm、ΔrGm 及QR,m。（假设电池反应的电子数z=2）

2?4?2?3?4、在溶液中，反应S2O8的速率方程为?2M0(CN)8?2SO4?2M0(CN)84?d[M0(CN)8]4???k[S2O82?][M6(CN)8]，20℃时，反应开始时只有二反应物，其初始浓度依次为

dt0.01，0.02mol·dm-3。反应26h后，测定剩余的八氰基钼酸根离子的浓度

4?[M0(CN)8]=0.01562mol·dm-3。求k。

5．若反应A2+B2→2AB有如下机理：

k1(1)A2???2A（很慢）

(2)B2K 2B（快速平衡，平衡常数K很小）

k2??AB（快） (3)A?B?k1是以CA的变化表示反应速率的速率系数。试用稳态法导出以dc(AB)/dt表示的速率方程。

4

海南大学2010-2011学年度第2学期试卷

科目：《物理化学C》试题(B卷)

适用于 高分子材料与工程、材料科学与工程、生物工程、制药 专业

姓名： 学 号： 学院： 专业班级：

成绩登记表（由阅卷教师用红色笔填写） 大题号 得分

一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 阅卷教师： 年 月 日

考试说明：本课程为闭卷考试，可携带 计算器 。

得分 阅卷教师 一、判断题（每小题1分，共10分，对的在括号里打“√”，错的打“×”）

1、一定量的某理想气体，自始态经一系列变化后，回到原来的状态，则W，ΔU、ΔS、ΔA、ΔG

均为0。

（ ）

2、101.325kPa下，–10℃的过冷水的化学势大于同温同压下冰的化学势。 （ ） 3、绝热可逆过程为恒熵过程。

（ ）

（ ）

4、在恒温、恒压条件下，一切化学反应的进行，都是ΔG<0。

5、某理想气体自始态T1、P1、V1，变化到终态T1、P2、V2，其ΔU、ΔH均为0。 （ ） 6、标准平衡常数Kθ的数值只与温度有关，与反应平衡系统的总压及组成无关。 （ ） 7、朗缪尔吸附理论是多分子层吸附理论。

（ ） （ ）

8、在一定条件下，液体分子间的作用力越大，其表面张力越小。 9、一般来说，反应的活化能越大，其反应速率越小。

（ ）

10、溶胶系统是高度分散的多相系统，是热力学的稳定系统。 （ ）

得分 阅卷教师 二、选择题（每题2分，共20分 选择正确答案的编号，填在

5

各题前的括号内）

1、在恒容、绝热、w′=0的条件下，发生某化学反应，使系统的温度上升，压力变大，则此过程

的ΔH（ ）；ΔU（ ）。选择填入： A、> 0

B、= 0

C、< 0

D、无法确定

2、在一盛水的绝热箱内，一外皮绝缘电阻丝浸入水中，通以电流，若以水为体系，其余为环境，

则Q 0，ΔU 0。（ ） A、 >

B、= C、<

D、无法判断

3、在绝热密闭的耐压钢瓶中进行一化学反应，若已算出过程的ΔS、ΔA、ΔG，要判断该过程自

发进行与否，应采用（ ）作判据。 A、ΔS

B、ΔA

C、ΔG

D、无法判断

4、反应Zn(NH3)42++2H2NCH2CH2NH2=Zn(H2NOH2CH2NH2)22++4NH3（ ）

A、ΔS<0

B、ΔS>0

C、ΔS=0

5、混合物中，组分B的化学势定义为（ ）

A、?B?(?G)T.V.n ?nB?G)T.U.n ?nB

B、?B?(?G)T.S.n ?nB?G)T.P.n ?nBC、?B?(

D、?B?(6、将过量NaHCO3(s)放入一真空密封器中，在50℃下，NaHCO3按下式进行分解：2NaHCO3(s) ==

Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)，系统达到平衡后，其组分数为C = ( ); F = ( ) （ ） A、3, 2

B、3, 1

C、2, 0

D、2, 1

7、在一定温度下，液体在能被它完全润湿的毛细管中上升的高度反比于 。

A．大气的压力

B．毛细管的半径 D．液体的表面张力

C． 固—液的界面张力

8、连串反应A→B→C，实验测得B为非常活泼的中间产物；当反应稳定后，则B的生成速度 B

的消耗速度。 A．大于

B． 小于

C．等于

9、某反应进行时，反应物浓度与时间成线性关系，则此反应的半衰期与反应物初始浓度 。

A．成反比

B．成正比

C．平方成正比

D．无关

10、以KI为稳定剂的一定量的AgI溶液中，分别加入下列物质的量浓度C相同的不同电解质溶液，

在一定时间范围内，能使溶胶完全聚沉所需电解质的浓度最小者为 。

6

A．KNO3

得分 阅卷教师 B．NaNO3 C．Mg(NO3)2 D．La(NO3)3

三、填空题：（每题2分，共20分）在以下各小题中画有_______处填上答案。

1、T、P、V、H、S、A、G中属广度量（广延量）的是 ，属

强度量的是 。

2、在一定T，p下，由纯A(l) 与B(l)混合而成理想液态混合物，此过程的?mixHm ；?mixUm ；

?mixSm ；?mixGm 。（选填：>0, =0, <0）

3、吉布斯函数判据为 ，其适用的条件是 。

4、具有最大正偏差的液态混合物具有最 恒沸点，具有最大负偏差的液态混合物具有最

恒沸点。（选择填入：高，低）

5、反应级数为分数的反应一定 基元反应。（选填：不是、是）

6、溶胶的动力学性质表现为 、 和 三种运动。 7、亚稳状态包括

等四种现象，产生这

。

。

。

些现象的主要原因是

8、在化学动力学中，质量作用定律只适用于 9、在化学动力学理论中，最重要的反应理论包括(1) (2) 10、在一定温度下，在含有NO3-、K+、I-的水溶液中，微小的AgI晶体粒子，最易于吸附

得分 阅卷教师 离子，而使胶体粒子带 电荷。

四、综合题（每小题10分，共50分）

（注意：答题时要列出详细运算步骤并计算出中间运算数值和最终计算结果。）

1、在300K的标准状态下，A2(g)+B2(g)→2AB(g)。此反应的ΔrHmθ=50.00 KJ·mol-1，ΔrSmθ

=-40.00J·K-1·mol-1，ΔrCp、m =0.5R。试求此反应400K时的ΔrHmθ、ΔrSmθ及ΔrGmθ各为若干。此反应在400K的标准状态下能否自发进行？

7

2、某气相反应：A(g) = B(g) + C(g) 。如反应在900K下进行，其Kθ=1.51。试分别计算在下述情况下，A(g)的平衡转化率。

（1）反应压力为100KPa （2）反应压力为10KPa

3、已知电池：Ag(s)∣AgCl(s) ∣HCl(a±= 0.8) ∣Hg2Cl2∣Hg(l)。298K时，E=0.0459V，

??E??4?1（a）写出电极反应和电池反应；（b）计算298K、z=2时，电池反应的???3.38?10V?K。

?T??pΔrSm、ΔrHm、ΔrGm。

4、某一级反应，在298K及308K时的速率系数分别为3.19×10-4s-1和9.86×10-4s-1。试根据阿伦

尼乌斯方程计算反应的活化能及表现频率因子。

5、对于两平行反应A

8

k1Bk2C，若总反应的活化能为E，试证明：E?k1E1?k2E2

k1?k2海南大学2010-2011学年度第2学期试卷

科目：《物理化学C》试题(A卷)

参考答案及评分标准

一、判断题（每小题1分，共10分）

1、√ 6、√

2、× 7、×

3、× 8、×

4、√ 9、√

5、√ 10、×

二、选择题（每小题2分，共20分）

1、B、C 6、C

2、C 7、A

3、A 8、D

4、B 9、D

5、C 10、B

三、填空题（每小题2分，共20分）

1、 ΔU = Q + W 能量守恒定律 2、 PA=PA* xA 3、 K?? PB=kx xB

（每空1分）

（每空1分）

(或者PB=kc CB，PB=kb bB) PNH31 ??P?PH2SP4、 C=2 F=1 （每空1分） 5、 增大 减小 （每空1分）

6、 过饱和蒸气、过热液体、过冷液体、过饱和溶液 （每种0.5分） 7、 新相难以生成 加入新相种子 （每空1分） 8、 降低反应的活化能或增大指前因子

9、 Ag+ 带正电 （每空1分） 10、 分子没有体积 分子间没有作用力

（每空1分）

四、计算题（每题10分，共50分）

（注意：以下仅为参考答案，若有不同答法，根据其合理性酌情给分）

??1、解：25℃时 ?rHm???B?fHm?180.50kJ?mol?1 ………1分

B

??1 ?rSm???BSm?24.78J?mo?l?K?1 ………1分

B由于反应的ΔrCp，m=0，所以反应的ΔrHmθ、ΔrSmθ都是与温度无关的常数。

由 ΔrGmθ = ΔrHmθ-TΔrSmθ 可得

T =（ΔrHmθ-ΔrGmθ）/ΔrSmθ =（180.50kJ·mol-1-130.94 kJ·mol-1）/24.78J· K-1·mol-1

=2000K ……………………………4分

由 lnKθ=-ΔrGmθ /RT 可得 Kθ=exp（-ΔrGmθ /RT） = exp[-130.94 kJ·mol-1 /(8.314 J· K-1·mol-1×2000K)]

9

=3.80×10-4 ……………………………4分

2、解：(1) 设乙苯的转化率为?

C6H5C2H5(g) C6H5C2H3(g) + H2(g) 开始 平衡

? 1

0 0 ?

1-? ?

?nBB?1??

?2P?2P∴K? ??1??(1??)P?(1??2)P? ??K??0.776?77.6% ??K?(p/p)

（4分） （3分）

(2) ??96.8%

?

?2P(3) K? ??1??(11??)P ??94.9%

3、解：328K时

（3分）

??E?

E(328K)= E(298K)+?(328K-298K)=1.0026V ……2分 ?×

?T??pΔrGm = ?zFE = ?2×1.0026 V×96485 C · mol-1= ?193.47 kJ · mol-1 ……2分

??E?ΔrSm = nF?96485 C · mol-1×(?4.12×10-4V·K-1) ?= 2×

??T?p = ? 79.5J · K-1· mol-1 ………………………….2分 ΔrHmθ= ΔrGmθ+TΔrSmθ = ?193.47 kJ · mol-1+328K×(? 79.5J · K-1· mol-1) = ?219.55 kJ · mol-1 ………………………………….2分 Qr,m=TΔrSmθ = 328K×(? 79.5J · K-1· mol-1) = ?26.1kJ ·mol-1 …….2分

4?4、解：设S2O82?为A，M0(CN)8为B

2?4?3?→2SO4+2M0(CN)8 S2O82?+2M0(CN)8t =0时，CA,0

CB,0 0

10

0

t = t时，CA ∵CA=

1CB 2

?CB CB,0 – CB CB,0 – CB

dCB= kCACB dt∴?dCB122=k?CB=k?CB

2dt （5分）

积分得：

11 ?k?t?CBCB,0

111111?)= 0.5362dm3·mol-1·h-1 k??(?)=(260.015620.02tCBCB,0k?2k??1.078dm3·mol-1·h-1

（5分）

5、解：根据稳态近似法得：

?dCA?k1CA2?k2CACB= 0 dtdCAB?k2CACB dtdCAB?k1CA2 dt∴k1CA2?k2CACB

而

∴

（10分）

海南大学2010-2011学年度第2学期试卷

科目：《物理化学C》试题(B卷)

参考答案及评分标准

一、判断题（每小题1分，共10分）

1．× 6．√

2．√ 7．×

3．√ 8．×

4．× 9．√

5．√ 10．×

二、选择题（每小题2分，共20分）

1．A、B 6．C

2．A、A 7．B

3．A 8．C

4．B 9．B

5．D 10．D

三、填空题（每小题2分，共20分）

1、V、H、S、A、G T、P （每空1分）

11

2、 =0 =0 >0 <0 （每空0.5分） 3、ΔG ≤0 （<自发 =平衡）

dT=0, dP=0, w′=0，封闭系统 （每空1分）

4、 低 高 （每空1分） 5、 不是 6、布朗运动 扩散 沉降与沉降平衡 （每错一空扣0.5分，全错为0分） 7、过饱和蒸气、过热液体、过冷液体、过饱和溶液 新相难以生成 （每空1分） 8、 基元反应 9、 碰撞理论 过渡态理论 （每空1分）

10、 I- 带负电 （每空1分） 四、计算题（每题10分，共50分）

（注意：以下仅为参考答案，若有不同答法，根据其合理性酌情给分） 1、解：?rHm(400k)??rHm(300k)???rCp,mdT?50.416KJ

T1??T2?rSm(400k)??rSm(300k)????T2?rCp,mTT1dT??38.8J?K?1?mol?1

????rGm??rHm?T?rSm?65.94KJ?mol?1

?∵?rGm>0，此反应在400K的标准状态下不能自发进行。

2、解：(1) 设A(g)的转化率为?

A(g) B(g) + C(g)

开始 平衡

? 1

0

0

B 1-?

? ?nB?1?? ?

?2P?2P∴K? ???2?1??(1??)P(1??)P ??K??0.776?77.6%

K??(p/p?)

（6分） （4分）

(2) ??96.8%

3、解：（a）电池的电极反应

阳极： 2Ag(s)+2Cl-(a±=0.8)=2AgCl(s)+2e- 阴极： Hg2Cl2(s)+2e-=2Hg(l)+2Cl- (a±=0.8)

12

电池反应：2Ag(s)+ Hg2Cl2(s)= 2AgCl(s)+ 2Hg(l) ………………….4分

??E?（b）298K时电池电动势E=0.0459V，???3.38?10?4V?K?1，z=2

??T?pΔrGm = ?zFE = ?2×96485 C · mol-1×0.0459 V = ?8.86 kJ · mol-1 ………2分

??E?ΔrSm = nF?96485 C · mol-1×3.38×10-4V·K-1 ?= 2×

??T?p = 65.2J · K-1· mol-1 …………………………………….2分 ΔrHmθ= ΔrGmθ+TΔrSmθ = ?8.86 kJ · mol-1+298K×65.2J · K-1· mol-1 = 10.57kJ · mol-1 …………………………………….2分

4、解：阿伦尼乌斯方程为k?Aelnk??Ea?lnA RT?EaRT

（5分）

把已知数据代入得：

ln(3.19?10?4)??Ea?lnA

R?298KEa?lnA

R?308K

ln(9.86?10?4)??

解方程得：Ea=86.112KJ·mol-1

5、解：对于平行反应，k = k1 + k2

将上式对T徽商得：∵

dlnkEa? 2dTRTA=3.966×1011s-1

（5分）

dkdk1dk2?? dTdTdTkEak1Ea,1k2Ea,2dkEa???变换为： 22kdTRT2kT2kTkT∴Ea?

13

k1Ea,1?k2Ea,2k?k1Ea,1?k2Ea,2k1?k2 获证 （10分）

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/s2vp.html