长沙理工大学考试试卷1及答案-物理化学.doc

1、长沙理工大学考试试卷及答案物理化学 .试卷编号 B-1 拟题教研室（或教师）签名 喻林萍 教研室主任签名.课程名称（含档次） 物理化学 B 课程代号 002210专 业 食品科学、生物工程、无机材料 层次（本、专） 本 考试方式（开、闭卷） 闭一、填空题（共 24分每小题 2 分）1 在 300K， 100kPa 下 ， 某 理 想 气 体 的 密 度 =0.08275kg/m3 。 则 该 气 体 的 摩 尔 质 量 M 2.064*10-3kg/mol 。21mol理想气体 A，从始态 B经途径 I 到达终态 C时，系统与环境交换了 Q(I ) 15kJ，W(I ) 1 0kJ。若该 1m

2、ol理想气体 A从同一始态 B出发经途径 II 到达同一终态 C时，系统与环境交换了 Q (II)= 10kJ，则整个过程系统的热力学能变化 U _-5kJ _ kJ。3在 T1=750K的高温热源与 T2=300K的低温热源之间工作一卡诺可逆热机，当其从高温热源吸热 Q1=250KJ时，该热机对环境所做的功 W =_-_150_ kJ。41mol单原子理想气体从体积 V1 开始，经过绝热自由膨胀后变至 10V1， S 19.14 J K-1。5一定温度压力下，一切相变化必然朝着化学势降低的方向进行。6在高温热源T 和低温热源T 之间的卡诺循环，其热机效率 。1 27在某一温度 T 的抽空容器

3、中， NH4 HCO (s)进行分解反应，3NH 3 NH3(g)+CO2(g)+H2O(g)4 HCO (s)达到平衡时所产生气体的总压力为 60kPa。则此热分解反应的标准平衡常数 K! =（8.010-3 ）。8将过量 NaHCO3 (s)放入一真空密封的容器中，在 50下NaHCO 按下式进行分解32 NaHCO3 (s) Na2CO3 (s) CO2 (g) H2O(g)系统达到平衡后向系统中加入 CO2 (g)时，系统重新达平衡，则系统组分的 K（ 3）；f =（ 1 ）。9原电池的阳极发生 氧化 反应，是原电池的负极。电解池的阴极发生还原反应，是电解池的 负极。10某电导池中充以

4、0.10moldm-3的醋酸水溶液，25时测得其电阻为703 ，已知该电导池的电导常数-1 -2为36.90m，则该醋酸溶液的电导率 5.2510-1 -4Sm ，摩尔电导率 m 5.2510Sm2mol -1。11在两种不同溶液的界面上存在的电势差称为液体接界电势或扩散电势。为了尽量减少液体接界电势，通常在在两电极溶液之间连接一个 盐桥 。12某反应的速率常数 k=1.6210-2min-1，初始浓度为 100molm-3，则该反应的半衰期 t1/2= 42.8min 。二、选择题（共 20分每小题 2 分）1功和热（ A）。(a) 都是途径函数，无确定的变化途径就无确定的数值(b) 都是途

5、径函数，对应某一状态有一确定值(c) 都是状态函数，变化量与途径无关(d) 都是状态函数，始、终确定，其值也确定2在一绝热的、体积为10dm3 的刚性密封容器中发生了某一反应，反应的结果压力增加了1013.25kPa，则此系统在反应前后的 H 为（B ）。(a) 0kJ (b) 10.13kJ (c) 10.13kJ (d) 因数据不足，无法计算3一定量的某理想气体，自始态p 、V 、T 开始，当其经（ C ）的途径便能回到原来的始态。1 1 1A.绝热可逆膨胀至V ，再绝热不可逆压缩回V2 1B. 绝热不可逆膨胀至V ，再绝热可逆压缩回V2 1C. 绝热可逆膨胀至V ，再绝热可逆压缩回V2

6、1D. 绝热不可逆膨胀至V2 ，再绝热不可逆压缩回V14. 在 T=380K，总压 p=2.00kPa下，反应 C H C H g C H g H g 的平衡系统中，加6 5 2 5( ) 2 3( ) 2 ( )入一定量的惰性组分 H2O(g) ，则 ( ) y C H C H (g) ( A ) 。C6 H C H g 的摩尔分数 5 2 3 6 5 2 3(a) 变大 (b) 变小 (c) 不变 (d) 条件不全无法确定.5 在 T=600K的温度下, 理想气体反应:(1) A(g) B(g) D(g), K1 0.25(2) D(g) A(g) B(g), K 2 ( C )(a)0.

7、25 (b)0.0625 (c)4.0 (d)0.506在温度为T 时，纯液体 A的饱和蒸汽压为p ，化学势为A ，在 p 下的凝固点为 T ，当在 A中A f溶入少量与 A不形成固溶液的溶质 B而形成稀溶液时，上述三物理量分别为p ，A ，T ，则（ D ）A f(a)p A ,AT pA ,A A ,AT Ap ,A T (d)f fp Ap ,A ,A AT Tf f7基元反应的反应分子数表示反应微观过程的特征，其值（ B ）。(a) 可为 0、1、2、3 (b) 只能是 1、2、3 这三个正整数(c) 也可是小于 1 的数值 (d) 可正，可负，可为零8电解质 C Av v 在水溶液中

8、全部电离：C A v v =v Cz v Az 。当溶液无限稀释时，其摩尔电导率之 间的关系为( A) 。(a) (b)m v m v m , , m m, m,(c)m z m z m (d) 无法确定 , ,9在化学动力学中，质量作用定律（ C ）。(a) 适用任一恒温反应 (b) 只适用于理想气体恒温反应(c) 只适用基元反应 (d) 只适用于恒温恒容化学反应10用电动势法测 AgCl的活度积时，应设计电池为（ C ）。(a) Pt,Cl2(p)|HCl(aq)|Ag3N(aOq)|Ag(b) Ag,AgCl(s)|HCl(aq)|Ag3N(aOq)|Ag(c) Ag|AgNO3(aq)

9、|HCl(aq)|AgCl(s),Ag(d) Ag,AgCl(s)|HCl(aq)|2C(pl),Pt三、将电化学反应设计成原电池（写出原电池符号）或将原电池符号还原为电化学反应（8分）（每题 2 分）11、 A g(s) Cl2 (0.1MPa) AgCl(s) A g A gC l s H C l a q C l MP a P t| ( ) | ( ) | ( 0 . 1 ) |222、0.5 H2(p)+ 0.5Cl2(p=5066Pa) HCl(a=0.10) Pt|H2(p)|HCla(=0.10)|C2l(p=5066Pa)|Pt1Ag |AgCl(s) |KCl(a q) |Hg

10、 Cl (s),Hg Ag Hg Cl AgCl Hg 32 2 2 22 2+4 Zn(s) ZnSO4 (a ) CuSO(a )Cu(s) Zn(s)+Cu 2+( a1)+Cu(s)( a2)Zn 1 4 2四、计算题：（共 38分, 第 1 小题 14 分，2、3 小题各 12 分）1、 5mol 某理想气体，Cp,m=29.10 JK( -1)mol( -1) ，温度为 400K，压力为 200kPa，试计算下列过程的 Q、W、U、H。（1）恒容加热到 600K。（2）恒温可逆膨胀至原来体积的两倍。（3）恒压膨胀至原来体积的两倍。1解：5mo，l （T1=400K，p1=200kP

11、）a （T2 ，p 2） 1 分（1） 恒容加热： W1=0T 2 U1 nC, dT nC, (T2 T1)v m v mT1 5mol(29.108.3145)J 1 1 0400)K 2 0 . 7k9JQ1 U1( W 0)T 2 H1 nC , dT nC , (T2 T1)P m P mT1 5mol29.10J 0400)K 2 9 . 1k0J 4 分（注意：对理想气体单纯 pVT 变化时，不需加恒压条件也可用此式求H）（2） 恒温可逆膨胀理想气体恒温 U2=0， H2=0 1 分（注意：若非理想气体或有相变和化学变化时，虽然恒温但 U0，H0）U=Q+W-Q2=W2=-nRT

12、ln(V2/V1)=-nRTln(2V1/V1)=-5mol8.3145Jmol(-1)K (-1)400Kln2= -11.53kJ 3 分（3） 恒压膨胀据 pV=nRT，恒压时得 T1/V1=T2/V2 T2=V2T1/V1=2V1T1/V1=2T1=2400K=800K 2 分3 分2、 氨燃料电池的电池反应为 N H3(g)+0.75O2(g) = 0.5N2(g)+1.5H2O(l) ，已知 298.15K时, =r G m-339.2 kJmol-1 , r S m = -145.6 JK-1mol -1，用热力学数据计算：（1）298.15K标准状态下，按给定计量方程式发生 1

13、mol反应所可能提供的最大电功；（2）298.15K时电池的 E ；（3）298.15K时该电池电动势的温度系数。2（12分）解：(1)每一单位反应可能提供的最大电功为 339.2 kJ 4 分(2) -zFE , z= 3 , E =1.172V 4 分 r G m , z= 3 , E =1.172V 4 分(3) = zF ( ) - 4V K-1 4 分r S mE E , ( ) = -5.0310T Tp p3、已知某有机物在水溶液中的分解反应的速率常数在 333.15K 和 283.15K 时分别为 5.4841 0-2s-1 和1.0801 0-4s-1。（1）求该反应的活化能

14、；（2）该反应在 303.15K时的速率常数 k。3（12分）（1）解：（1）RT T kE 1 ln 2 分2 2a T T k2 1 1=97.72kJ 3 分（2）设 303.15时的 k 为 k2，已知 Ea 25487J / mol，333.15K时， k1=5.48410-2s-1，设为 k1，根据阿仑尼乌斯方程有：kln2k1E 1 1 a ( 2 分)R T T2 1=1.67 1 0-3s-1k2=1.67 1 0-3s-13 分五、某 A-B二组分凝聚系统相图如图 1 所示。（共 10 分）（1）指出各相区稳定存在的相；（2）指出图中的三相线。在三相线上哪几个相成平衡？三者

15、之间的相平衡关系如何？（3）绘出图中状态点 a,b 两个样品的冷却曲线，并注明各阶段时的相变化。图 1解：（1）、（1）区： 单相区（2）区： 单相区（3）区：+两相区（4）区：l+两相区（5）区：l+两相区（6）区：l 单相区 3 分（2）、三相线：COD +l 3 分（3）、长沙理工大学试卷标准答案课程名称：物理化学 B 试卷编号：B-1一、填空题（共 24分每小题 2 分）1（2 分）2.064*10-3kg/mol2（2 分）-5kJ3（2 分）-1504(2 分) 19.145（2 分）降低6（2 分）7（2 分）8.010-38（2 分）2，09（2 分）氧化；负-2，5.2510

16、-4 1 0（2 分）5.251011.（2 分）盐桥12.（2 分）42.8min二、选择题（共 20分每小题 2 分）1（2 分）a2（2 分）b3（2 分）c4（2 分）a5（2 分）c6（2 分）d7(2 分) b8（2 分）a9(2 分) c1 0（2 分）c三、将电化学反应设计成原电池（写出原电池符号）或将原电池符号还原为电化学反应（8分）（每题 2 分）1（2 分）Ag AgCl s HCl aq Cl MPa Pt| ( ) | ( ) | (0.1 ) |22（2 分）Pt|H2(p)|HCla(=0.10)|C2l(p=5066Pa)|Pt13（2 分） Ag Hg Cl

17、AgCl Hg2 222+4（2 分）Zn(s)+Cu ( a2)Zn2+( a1)+Cu(s)四、计算题：（共 38分,第 1 小题 14 分，2、3 小题各 12 分）1解：5mo，l （T1=400K，p1=200kP）a （T2 ，p 2） 1 分（1） 恒容加热： W1=0T U1 nC, dT nC, (T2 T1)2v m v mT1 5mol(29.108.3145)J 1 1 0400)K 2 0 . 7k9JQ1 U1( W 0)T 2 H1 nC , dT nC , (T2 T1)P m P mT1 5mol29.10J 0400)K 2 9 . 1k0J 4 分（注意：

18、对理想气体单纯 pVT 变化时，不需加恒压条件也可用此式求H）（2） 恒温可逆膨胀理想气体恒温 U2=0， H2=0 1 分（注意：若非理想气体或有相变和化学变化时，虽然恒温但 U0，H0）U=Q+W-Q2=W2=-nRTln(V2/V1)=-nRTln(2V1/V1)=-5mol8.3145Jmol(-1)K (-1)400Kln2= -11.53kJ 3 分（3） 恒压膨胀据 pV=nRT，恒压时得 T1/V1=T2/V2 T2=V2T1/V1=2V1T1/V1=2T1=2400K=800K 2 分3 分2（12分）解：(1)每一单位反应可能提供的最大电功为 339.2 kJ 4 分(2)

19、 -zFE , z= 3 , E =1.172V 4 分r G m(3)E r S m = zF ( )pTE, ( )pT= -5.0310 - 4V K-1 4 分- 4V K-1 4 分3（12分）RT T k（1）解：（1） 1 2 2Ea T T ln k 2 分2 1 1=97.72kJ 3 分（2）设 303.15时的 k 为 k2，已知 Ea 25487J / mol，333.15K时， k1=5.48410-2s-1，设为 k1，根据阿仑尼乌斯方程有：kln2k1E 1 1 a ( 2 分)R T T2 1=1.67 1 0-3s-13 分k2=1.67 1 0-3s-12 分五、某 A-B 二组分凝聚系统相图如图 1 所示。（共 10 分）解：（1）、（1）区： 单相区（2）区： 单相区（3）区：+两相区（4）区：l+两相区 （5）区：l+两相区（6）区：l 单相区 3 分（2）、三相线：COD +l 3 分（3）、