2011-2012物理化学试卷B及答案

第1页共8页四川理工学院试卷（2011至2012学年第2学期）物理化学试题B卷一、单项选择题（每小题2分，共30分）1.某体系经不可逆循环后，下列答案中不正确的是()A.Q=0B.△U=0C.△H=0D.△CP=02.当以5molH2气与4molCl2气混合，最后生成2molHCl气。若以下式为基本单元，则反应进度ξ应是()H2(g)+Cl2(g)----2HCl(g)A.1molB.2molC.4molD.5mol3.THS适合于下列过程中的哪一个？()A.恒压过程B.绝热过程C.恒温过程D.可逆相变过程4.273K，10个标准大气压下，液态水和固态水（即冰）的化学势分别为μ(l)和μ(s)，两者的关系为()A.μ(l)μ(s)B.μ(l)=μ(s)C.μ(l)μ(s)D.不能确定5.对于理想液态混合物()A.ΔmixH＝0，ΔmixS＝0B.ΔmixH＝0，ΔmixG＝0C.ΔmixV＝0，ΔmixH＝0D.ΔmixV＝0，ΔmixS＝06.已知分解反应NH2COONH4(s)=2NH3(g)+CO2(g)在30℃时的标准平衡常数K=0.000655,则此时NH2COONH4(s)的分解压力为()A.16413PaB.594000PaC.5542PaD.2928Pa7.单组分固－液两相平衡的p～T曲线如图所示，则()A.Vm(l)=Vm(s)；B.Vm(l)＞Vm(s)；C.Vm(l)＜Vm(s)；D.无法确定。系专业级班学号姓名密封线密封线内不要答题第2页共8页8.工作于600K和240K的两个热源间的可逆热机，其效率大约是（）A.40％B.20％C.60％D.100％9.在质量摩尔浓度为b的MgSO4中，MgSO4的活度a为()A.22(/)bbB.222(/)bbC.334(/)bbD.448(/)bb10.298K时，KNO3水溶液的浓度由1mol·dm-3增大到2mol·dm-3,其摩尔电导率Λm将()A.增大B.减小C.不变D.不确定11.25℃时，浓度为0.1MKCl溶液中，K+离子迁移数为t(K+)，Cl-离子迁移数为t(Cl-)，这时t(K+)+t(Cl-)=1，若在此溶液中加入等体积的0.1MNaCl，则t(K+)+t(Cl-)应为()A.小于1B.大于1C.等于1D.等于1/212.对反应2N2O5→4NO2+O2而言，当25(NO)ddt＝0.25mol·L-1·s-1时，2(NO)ddt的数值为()A.0.06B.0.13C.0.50D.0.2513.一根毛细管插入水中，液面上升的高度为h，水温升高，这时毛细管中液面的高度为()A.等于hB.大于hC.小于hD.无法确定14.水的相图中s、l、g分别表示固、液、气三态，a、b、c、d是四种不同的状态，则在下列选项中符合没有界面张力、只有一种界面张力、有两种以上界面张力的状态排序是()A.b、d、cB.d、a、cC.a、c、bD.d、a、b15.一定温度压力下，ΔrGm与ΔrGmө相等的条件是系专业级班学号姓名密封线密封线内不要答题第3页共8页()A.反应体系处于平衡B.反应体系的压力为pөC.反应可以进行到底D.参与反应的各物质均处于标准态二、填空题（每小题2分，共10分）1.理想气体绝热向真空膨胀，则△U0，△H0（选填、或=）。2.NH4HS(s)与任意量的NH3(g)和H2S(g)呈平衡，则系统的独立组分数C=自由度数F＝。3.已知下列反应的平衡常数：H2(g)+S(s)=H2S(g)①K1；S(s)+O2(g)=SO2(g)②K2。则反应H2(g)+SO2(g)=O2(g)+H2S(g)的平衡常数为K3=___________。4.298K将1mol苯（液）在氧弹式量热计中完全燃烧生成水（液）和二氧化碳气体，同时释放出热量3264kJ，则其恒压热效应QP约为kJ·mol-1。5.恒温恒压下，向纯水中加入少量表面活性剂，表面活性剂在溶液表面层中的浓度将在溶液本体的浓度，此时溶液的表面张力纯水的表面张力（选填、或=）。三、计算、综合题（共60分）1.(12分)（1）1molHe25°C时，由106Pa恒温可逆膨胀至103Pa，试求此过程的W、Q、ΔU、ΔH、ΔG、ΔS和ΔA；（2）如果上述过程是经由恒温真空膨胀过程，试求W、Q、ΔU和ΔG。2.(7分)在p=101.3kPa，85℃时，由甲苯(A)及苯(B)组成的二组分液态混合物即达到沸腾。该液态混合物可视为理想液态混合物。试计算该理想液态混合物在101.3kPa及85℃沸腾时的液相及气相组成。已知85℃时纯甲苯和纯苯的饱和蒸气压分别为46.00kPa和116.9kPa。系专业级班学号姓名密封线密封线内不要答题第4页共8页3.（12分）理想气体反应3A（g）=B（g）在300K、1atm下反应物A的转化率为40％，310K、100kPa时其转化率为41％。若反应的,0rpmC，求反应的rmH和rmS。4.（8分）乙烯热分解反应C2H4C2H2+H2为一级反应，在300K时反应经过10h有转化率为50%的乙烯分解，已知该反应的活化能为20kJ•mol-1，若该反应在400K进行，分解转化率为50%的乙烯需要多长时间？5.(9分）25℃时，对电池Pt|Cl2(p)Cl-(a=1)||Fe3+(a=1)，Fe2+(a=1)Pt：（1）写出电池反应；（2）计算电池反应的rG值；（3）当Cl-的活度改变为a(Cl-)=0.1时，E值为多少？（已知E(Cl-|Cl2|Pt)=1.3583V，E(Fe3+，Fe2+|Pt)=0.771V，以z=2计。）6.（12分)已知Mg和Pb二组分凝聚态系统相图如下。(1)标出1~8相区内的稳定相（对固体物质名称的统一要求：若是固溶体，请用α、β、γ等符号表示；若是纯物质，请在物质名称后加(s)表示固体，如用Mg(s)表示固体Mg）。(2)图中有几条三相线，是哪几条，并写出每条三相线上的相平衡关系式。(3)画出系统点a、b、c、d的冷却曲线。相区1234稳定相态相区5678稳定相态系专业级班学号姓名密封线密封线内不要答题第5页共8页时间T/KabcdEFGH第1页共8页2011-2012物理化学B卷参考答案及评分标准一、选择题（30分，每小题2分）1、AADAC6、ACCAB11、ACBDD二、填空题(10分)1.=,=（共2分，每空1分）2.2,2（共2分，每空1分）3.21KK（2分）4.-3260（2分）5.，（2分）三、计算题（60分）1、(12分)（1）ΔU＝ΔH＝0（2分）613210ln18.314298ln17.1110pQWnRTkJp（2分）6113210ln8.314ln57.4310pSnRJKp（2分）17.11kJAGQ（2分）（2）0WQU（3分）与（1）的值相同，17.11GkJ（1分）2、（7分）解：由该液态混合物可视为理想液态混合物，各组分均符合拉乌尔定律，故p=BApp=*Ap+(*Bp－*Ap)xB（3分）xB=780.0kPa)0.469.116(kPa)0.463.101(*A*B*Apppp（1分）xA=1－xB=0.220（1分）气相组成，由式yB900.0kPa3.1010.780kPa9.116*BBBppxpp（1分）yA=1－yB=0.100（1分）3、（12分）设转化率用表示，平衡时的物料关系为3()()AgBg第2页共8页31-（）32Bn（1分）23323332pKp（2分）lnrmGRTK（1分）300K时，11,10.400.332,8.314300ln0.3322750.16rmKGJmol，（2分）310K时，12,20.410.351,8.314310ln0.3512698.40rmKGJmol，（2分）,0rpmC，rmH和rmS为常数。（1）1,113002750.16rmrmrmrmrmGHTSHSJmol（2）1,223102698.40rmrmrmrmrmGHTSHSJmol（2分）联立两个方程解得111=4.30,5.18rmrmHkJmolSJmolK（2分）4、（8分）乙烯热分解反应C2H4C2H2+H2为一级反应，在1073K时反应经过10h有转化率为50%的乙烯分解，已知该反应的活化能为250.8kJ•mol-1，若该反应在1573K进行，分解转化率为50%的乙烯需要多长时间？t1/2(T1)=ln2/k（1分）11ln20.0693110kh（1分）2121311ln2010118.3144003002.005aEkkRTT（3分）120.5147kh（1分）t1/2(T2)=ln2/k2=1.35h（2分）5、（9分）解:（1）2Cl－(a=1)＋2Fe3+（a=1）===Cl2(p)+2Fe2+（a=1）（2分）第3页共8页（2）E=E(Fe3+，Fe2+|Pt)－E(Cl-|Cl2|Pt)=－0.5873V（2分）rG=－zFE=[－2×96500×(－0.5873)]J·mol-1=113349J·mol-1（2分）（3）E=E－)Cl(1lg205916.0-2a=[(0.771－1.3583)－2)1.0(1lg205916.0]V（2分）=(－0.5873－0.05916)V=－0.6464V（1分）6、（12分）（1）（共4分，每空0.5分）（2）两条EF：()Cslƒ（2分）GH：()()CsBslƒ（2分）（3）略（共4分：每条冷却曲线1分）相区1234稳定相态lαl+αl+C(s)相区5678稳定相态l+C(s)l+Pb(s)α+C(s)C(s)+Pb(s)