华南理工大学本科生期末考试 物理化学考题及答案

……………………号…编…内…班………线…………………级…班…业…专……………)题封…答…不…院内…学线……封…密…(…………………………密号…学……………………名…姓…………………诚信应考，考试作弊将带来严重后果！华南理工大学本科生期末考试《物理化学》48学时A卷注意事项：1.开考前请将密封线内各项信息填写清楚；2.所有答案请直接答在试卷上；3．考试形式：闭卷；4.本试卷共三大题，满分100分，考试时间120分钟。二三题号一121234567总分得分一、选择题(10题，每题2分，共20分)1.热力学第三定律完善的描述为()。(A)凝聚系统在恒温过程中的熵变,随温度趋于0K而趋于0(B)凝聚系统在恒温过程中的熵变为0(C)纯物质完美晶体的熵,随温度趋于0K而趋于0(D)纯物质完美晶体的熵,0K时为02.工作在393K和293K的两个大热源的卡诺热机，其效率为()。(A)83%(B)25%(C)100%(D)20%3.某理想气体从同一始态(p1,V1,T1)出发,分别经恒温可逆压缩和绝热可逆压缩至同一体积V2,若环境所做功的绝对值分别为WT和WA,则有()。(A)WTWA(B)WTWA(C)WT=WA(D)WT和WA无确定关系4.不挥发的溶质溶于溶剂中形成稀溶液之后，相对于溶剂而言将会引起溶液的()。(A)凝固点下降(B)沸点降低(C)蒸汽压升高(D)化学势不变《物理化学》48学时试卷A第1页共8页_____________________5.某温度下，反应CH3OH(g)=HCHO(g)+H2(g)的K=8.283，假设体系为理想气体反应系统，则当p(CH3OH)=1kPa，p(HCHO)=5kPa，p(H2)=10kPa时，反应将()。(A)向正反应方向进行(C)刚好处于平衡状态(B)向逆反应方向进行(D)不能判断其进行的方向6.MgCO3(s)与其分解产物MgO(s)和CO2(g)达到平衡，该情况下系统的组分数C、相数P和自由度数F分别为((A)C=3,P=3,F=2(C)C=1,P=3,F=0(A)=kcAcB(C)=kcAcB/(1+KAcAcB))。(B)C=2,P=3,F=1(D)C=1,P=2,F=1)。(B)=kcAcB(D)无法直接确定)。7.对于反应A+B→G+H，其动力学方程形式为(8.电解质溶液的电导率随浓度变化的规律为：((A)随浓度增大而单调地增大(C)随浓度增大而先增大后减小9.液体在毛细管中上升的原因是((A)渗透压(A)中间物浓度为0(C)中间物浓度随时间的变化近似为0(B)扩散)。(B)随浓度增大而单调地减小(D)随浓度增大而先减小后增大(C)表面张力)。(D)粘性10．处理复杂反应动力学的稳态近似法要求条件为((B)反应物浓度不变(D)中间物浓度不变二、简答题(2题，共15分)1.简要说明和解释下列系统将会出现何种现象：(1)稀糖水溶液的凝固点和沸点。(2)非常纯的水的凝固点。(3)水中加表面活性剂。(5分)《物理化学》48学时试卷A第2页共8页2.判断下列问题是否正确(使用√或×。每题1分,共10分)(1)平衡常数值改变了，平衡一定会移动；反之，平衡移动了，平衡常数值一定会改变。())(2)在水的相图中，冰熔化曲线的斜率为负，即压力随温度升高而下降。((3)任何一个偏摩尔量均是温度，压力，组成的函数。((4)稀溶液中溶剂服从拉乌尔定律，溶质必服从亨利定律。((5)同温度下，小液滴的饱和蒸气压恒大于平液面的蒸气压。()))(6)25℃，(电极ZnSO4(a)|Zn电极电势为E(Zn2+|Zn),这就是该电极的标准电动势。)(7)因为熵是状态函数,熵变与过程无关,因而绝热可逆过程和绝热不可逆过程的熵变亦相等。())))(8)克拉佩龙方程适用于纯物质的任何两相平衡。((9)理想气体的内能和焓都仅是温度的函数。((10)法拉第定律不受温度,压力,电解质浓度,电极材料和溶剂性质诸因素的影响。(三、计算题(7题，共65分)1.将1molH2O(g)在373K下小心恒温压缩，在没有灰尘情况下获得了压力为2×101.325kPa的过热蒸气，但不久全凝结为液态水，请计算该凝聚过程的Q，W，H，S，G。H2O(g,373K,2×101.325kPa)H2O(l,373K,2×101.325kPa)已知在373K，101.325kPa下，水的汽化热为46.024kJ·mol-1，设气体为理想气体，水的密度为1000kgm-3，液体体积不受压力影响。(10分)《物理化学》48学时试卷A第3页共8页2.两种挥发性液体A和B混合形成理想液态混合物，某温度时液面的蒸汽总压为5.41×104Pa，气相中A物质的量分数为0.450，液相中为0.650。试求此温度时纯A和纯B的蒸汽压？(5分)《物理化学》48学时试卷A第4页共8页3.已知298K和p时反应C2H4(g)+H2O(l)=C2H5OH(l)的有关数据如下：C2H5OH(l)$ΔfHm/(kJ·mol1)$Sm/(J·K1·mol1)C2H4(g)5226219643.56H2O(l)285.8369.9175.291277.7161111.5Cp,m/(J·K1·mol1)$$$(1)试求反应在25℃时的ΔrHm、ΔrSm和ΔrGm及K。(2)$$$计算500K和p时反应的ΔrHm、ΔrSm和ΔrGm?此时反应能否进行?(10分)《物理化学》48学时试卷A第5页共8页4.银(熔点为960℃)和铜(熔点为1083℃)在779℃时形成一最低共熔混合物，其组成为含铜的摩尔分数x(Cu)=0.399。该系统有和两个固溶体，在不同温度时其组成如下表所示：t/℃779500200xCu(固溶体)0.1410.0310.00350.9510.9900.999(1)绘制该系统的温度-组成图；(2)在图中标出各相区的相态和自由度数；(3)画出含Cu的摩尔分数为x(Cu)=0.60的溶液从1100℃冷却时的冷却曲线，并指明相态变化。(10分)0.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0《物理化学》48学时试卷A第6页共8页5.醋酸酐的分解反应活化能Ea=144.4kJ·mol-1,已知284℃时的速率常数k=3.3×10-2s-1。试解决如下问题：(1)反应的级数。(2)现在控制反应在10分内转化率达90%,试求其速率常数。(3)满足条件(2)的反应温度?(10分)6.对于同一下电池Pb(s)|Pb(NO3)2(a(Pb2+)=1)||AgNO3(a(Ag+)=0.5)|Ag(s)已知：E(Pb2+/Pb)=0.1265V，E(Ag+|Ag)=0.7994V，F=96485C.mol1。列问题：(1)写出电极反应及电池反应式。(2)计算电动势E及rGm，K。(3)判断电池反应能否自发进行？(10分)《物理化学》48学时试卷A第7页共8页解决下7.在一定温度下，N2在某催化剂上的吸附服从Langmuir方程，已知催化剂的比表面为21.77m2.g－1，N2分子的截面积为16×10－20m2。(1)求饱和吸附量(每克催化剂的吸附体积Va∞)。已知1摩尔气体的标准体积为22.4dm3。(2)已知平衡压力为101.325kPa，每克催化剂吸附N2的量为2cm3(已换算成标准状态的体积)。问要使N2的吸附量增加一倍，则平衡压力为多大?(10分)《物理化学》48学时试卷A第8页共8页……………………号…编…内…班………线…………………级…班…业…专……………)题封…答…不…院内…学线……封…密…(…………………………密号…学……………………名…姓…………………诚信应考，考试作弊将带来严重后果！华南理工大学本科生期末考试《物理化学》48学时A卷注意事项：1.开考前请将密封线内各项信息填写清楚；2.所有答案请直接答在试卷上；3．考试形式：闭卷；4.本试卷共三大题，满分100分，考试时间120分钟。二三题号一121234567总分得分一、选择题(10题，每题2分，共20分)1.热力学第三定律完善的描述为()。(A)凝聚系统在恒温过程中的熵变,随温度趋于0K而趋于0(B)凝聚系统在恒温过程中的熵变为0(C)纯物质完美晶体的熵,随温度趋于0K而趋于0(D)纯物质完美晶体的熵,0K时为02.工作在393K和293K的两个大热源的卡诺热机，其效率为()。(A)83%(B)25%(C)100%(D)20%3.某理想气体从同一始态(p1,V1,T1)出发,分别经恒温可逆压缩和绝热可逆压缩至同一体积V2,若环境所做功的绝对值分别为WT和WA,则有()。(A)WTWA(B)WTWA(C)WT=WA(D)WT和WA无确定关系4.不挥发的溶质溶于溶剂中形成稀溶液之后，相对于溶剂而言将会引起溶液的()。(A)凝固点下降(B)沸点降低(C)蒸汽压升高(D)化学势不变《物理化学》48学时试卷A第9页共8页_____________________5.某温度下，反应CH3OH(g)=HCHO(g)+H2(g)的K=8.283，假设体系为理想气体反应系统，则当p(CH3OH)=1kPa，p(HCHO)=5kPa，p(H2)=10kPa时，反应将()。(A)向正反应方向进行(C)刚好处于平衡状态(B)向逆反应方向进行(D)不能判断其进行的方向6.MgCO3(s)与其分解产物MgO(s)和CO2(g)达到平衡，该情况下系统的组分数C、相数P和自由度数F分别为((A)C=3,P=3,F=2(C)C=1,P=3,F=0(A)=kcAcB(C)=kcAcB/(1+KAcAcB))。(B)C=2,P=3,F=1(D)C=1,P=2,F=1)。(B)=kcAcB(D)无法直接确定)。7.对于反应A+B→G+H，其动力学方程形式为(8.电解质溶液的电导率随浓度变化的规律为：((A)随浓度增大而单调地增大(C)随浓度增大而先增大后减小9.液体在毛细管中上升的原因是((A)渗透压(A)中间物浓度为0(C)中间物浓度随时间的变化近似为0(B)扩散)。(B)随浓度增大而单调地减小(D)随浓度增大而先减小后增大(C)表面张力)。(D)粘性10．处理复杂反应动力学的稳态近似法要求条件为((B)反应物浓度不变(D)中间物浓度不变二、简答题(2题，共15分)1.简要说明和解释下列系统将会出现何种现象：(1)稀糖水溶液的凝固点和沸点。(2)非常纯的水的凝固点。(3)水中加表面活性剂。(5分)《物理化学》48学时试卷A第10页共8页2.判断下列问题是否正确(使用√或×。每题1分,共10分)(11)平衡常数值改变了，平衡一定会移动；反之，平衡移动了，平衡常数值一定会改变。())(12)在水的相图中，冰熔化曲线的斜率为负，即压力随温度升高而下降。((13)任何一个偏摩尔量均是温度，压力，组成的函数。((14)稀溶液中溶剂服从拉乌尔定律，溶质必服从亨利定律。((15)同温度下，小液滴的饱和蒸气压恒大于平液面的蒸气压。()))(16)25℃，(电极ZnSO4(a)|Zn电极电势为E(Zn2+|Zn),这就是该电极的标准电动势。)(17)因为熵是状态函数,熵变与过程无关,因而绝热可逆过程和绝热不可逆过程的熵变亦相等。())))(18)克拉佩龙方程适用于纯物质的任何两相平衡。((19)理想气体的内能和焓都仅是温度的函数。((20)法拉第定律不受温度,压力,电解质浓度,电极材料和溶剂性质诸因素的影响。(三、计算题(7题，共65分)1.将1molH2O(g)在373K下小心恒温压缩，在没有灰尘情况下获得了压力为2×101.325kPa的过热蒸气，但不久全凝结为液态水，请计算该凝聚过程的Q，W，H，S，G。H2O(g,373K,2×101.325kPa)H2O(l,373K,2×101.325kPa)已知在373K，101.325kPa下，水的汽化热为46.024kJ·mol-1，设气体为理想气体，水的密度为1000kgm-3，液体体