物理化学模拟试题及答案
第一章
问答题
气体的 PVT 性质
1. 什么在真实气体的恒温 PV －P 曲线中当温度足够低时会出现 PV 值先随 P 的增加而降低，然后随 P 的增加而上升，即图中 T1 线，当温度足够高时，PV 值总随 P 的增加而增加，即图中 T2 线？
10
8
6
4
2
T2
T1
RT2
RT1
0 2
4
6 8
10
P
答：理想气体分子本身无体积，分子间无作用力。恒温时 pV=RT ，所以 pV- p 线为一直线。真实气体由于分子有体积且分子间有相互作用力，此两因素在 不同条件下的影响大小不同时，其 pV-p 曲线就会出现极小值。真实气体分子间 存在的吸引力使分子更靠近，因此在一定压力下比理想气体的体积要小，使得 pV ＜RT 。另外随着压力的增加真实气体中分子体积所点气体总体积的比例越来 越大，不可压缩性越来越显著，使气体的体积比理想气体的体积要大，结果 pV ＞RT 。
当温度足够低时，因同样压力下，气体体积较小，分子间距较近，分子间 相互吸引力的影响较显著，而当压力较低时分子的不可压缩性起得作用较小。 所以真实气体都会出现 pV 值先随 p 的增加而降低，当压力增至较高时，不可压 缩性所起的作用显著增长，故 pV 值随压力增高而增大，最终使 pV ＞RT 。如图 中曲线 T1 所示。
当温度足够高时，由于分子动能增加，同样压力下体积较大，分子间距也 较大，分子间的引力大大减弱。而不可压缩性相对说来起主要作用。所以 pV 值 总是大于 RT 。如图中曲线 T2 所示。
2．为什么温度升高时气体的粘度升高而液体的粘度下降？
答：根据分子运动理论，气体的定向运动可以看成是一层层的，分子本身 无规则的热运动，会使分子在两层之间相互碰撞交换能量。温度升高时，分子
p V m
热运动加剧，碰撞更频繁，气体粘度也就增加。但温度升高时，液体的粘度迅速下降，这是由于液体产生粘度的原因和气体完全不同，液体粘度的产生是由于分子间的作用力。温度升高，分子间的作用力减速弱，所以粘度下降。
3．压力对气体的粘度有影响吗？
答：压力增大时，分子间距减小，单位体积中分子数增加，但分子的平均自由程减小，两者抵消，因此压力增高，粘度不变。
4．两瓶不同种类的气体，其分子平均平动能相同，但气体的密度不同。问它们的温度是否相同？压力是否相同？为什么？
答：温度相同。因为气体的温度只取决于分子平移的动能，两种不同的气体若平移的动能相同则温度必然相同。但两种气体的压力是不同的，因为气体的压力与气体的密度是成正比的。两种气体的密度不同，当然它们的压力就不同。
第二章
问答题
热力学第一定律
1.dV
V
T p
V
dT
p
T
dp的物理意义是什么？
答：体积V是温度T和压力p的函数，V＝f(T,P)，当T，p同时发生微小变化时，所引起V的变化是此两独立变化之和。
U
2．
T p
U
T
V
U
V
V T
T
p
的物理意义是什么？
答：上式表明，在恒压下改变温度而引起内能变化是由两方面引起的，也就是上式右端的两项。一方面，是由于恒容下改变温度而引起内能的变化。此变化是由于温度改变分子运动的动能改变，从而引起内能的变化；另一方面，恒压下，温度改变会引起体积变化，使分子间距发生变化，引起势能变化，内能亦随之变化。
3．对理想气体来说ΔU T
＝0，是否说明若水蒸气为理想气体则在25℃下将
水蒸发成水蒸气时ΔU T＝0？
答：温度不变内能则不变的说法只是对理想气体才适用。水蒸发变为水蒸气不符合此条件，故不成立。实际上水蒸发过程需吸收热量q=ΔU－W，可见所吸之热一部分对外做功，一部分使内能增加。
4．说明下列有关功的计算公式的使用条件。
（1）W＝－p(外)ΔV
（2）W＝－nRTlnV2/V1
（5）W nR(T2 T1)/(1)γ＝Cp/Cv
2
答：由体积功计算的一般公式W p(外)d V 可知：
（1）外压恒定过程。则W＝－p(外)ΔV。
（2）理想气体恒温可逆过程。此时p(外)＝p(内)，pV=nRT，
W
nRT
V
dV RT ln V2
V1
。
（3）液体在恒温恒压p（外）＝p（内）下蒸发成气体，此蒸气为理想气
体，且液体体积与气体体积相比较可以略去。
W p(外（)V氯－V液）－p（内）V氯＝－nRT 。
（4）理想气体绝热过程。ΔU＝W＝CvΔT
（5）理想气体绝热可逆过程。p1V 1 p2V2k，代入功的积分式可得
W nR(T 2 T1)/(1)。
5．从同一始态膨胀至体积相同的终态时，为什么理想气体的恒温膨胀功总大于绝热可逆膨胀功？
答：两过程中压力下降程度不同，理想气体恒温可逆膨胀过程中从环境吸热因此压力下降较小，而理想气体绝热可逆膨胀过程中无法从环境吸热故压力下降较大，因此理想气体恒温可逆膨胀过程所做的功总是大于绝热可逆膨胀过程所做的功。
6．为什么膨胀功和压缩功均使用相同的公式W p（外）dV ？
答：热力学中功是以环境为基础，即以环境所留下的变化来衡量的。膨胀时，系统抵抗外压对环境做功，环境得到功，相当于将一重物升高。因此
W p（外）dV 。当外压大于系统压力时，系统被压缩，环境对系统做功，
相当于重物高度下降，环境损失掉做功的能力，本身做功的能力就减小。因此压缩过程中，起作用的压力不是内压而是外压，外压决定了系统做功的大小，
故其体积功的表达式仍为W p（外）dV 。
7．理想气体恒温条件下反抗恒外压膨胀，则
ΔH＝ΔU＋Δ（pV），ΔU＝0，Δ（pV）＝0，故ΔH＝0
ΔH＝ΔU＋pΔV，ΔU＝0，pΔV≠0，故ΔH≠0
上面两个考虑问题的方法哪个是正确的？
答：方法（1）是正确的。理想气体内能只是温度的函数，因恒温故ΔU＝0，理想气体恒温下pV=nRT为常数，故Δ(pV)＝0。方法（2）的错误在于H＝U ＋pV中的p 是指系统的压力。在反抗恒外压膨胀过程中，系统的压力既不是常数亦不等于外压，因此不能认为Δ(pV)＝pΔV。
8．系统经一个循环后，ΔH、ΔU、Q、W是否皆等于零？
答：否。其中H和U为状态函数，系统恢复至原态后其值复原，即ΔH＝0、ΔU＝0。而热与功是与途径有关的函数，一般不会正好抵消而复原，除非在特定条件下，例如可逆绝热膨胀后又可逆绝热压缩回至原态，或可逆恒
温膨胀后又可逆恒温压缩回至原态等。
9．理想气体从 p1 绝热膨胀至 p2 时，W ＝ΔU ，绝热膨胀时若外压为零则 W ＝0，ΔU＝0；若外压不为零则 ΔU ≠0。以上两 ΔU 不相等与 U 为状态函数的 性质是否矛盾？
答：不矛盾。在本例中，从同一始态出发进行绝热膨胀，若外压不同则终 态是不可能相同的。因此 ΔU 亦不会相同。若外压不等于零时，系统的内能要 消耗一部分用以转化为功，同时系统的温度要下降；当外压等于零时，系统不 对外做功，不消耗内能故 ΔU＝0，同时系统的温度也不变。
10．理想气体绝热膨胀时并不恒容，为什么仍可使用公式 δW＝CvdT?
答： dU
U
T
V
dT
U V
T
U
dV 。对理想气体
V
T
0 ，故
dU
dT
U T
V
或 dU C V dT 。 因此在本例中 dU W C V dT 完全适用。
11．物系的 Cv 是否有可能大于 Cp ？
答：有可能。根据 Cp 与 Cv 的关系式： C p
C V
U
T
p V
T
P
一般 V 情
况下，
T
P
＞0 故 Cp 总大于 Cv 。但有些系统如液体水在 0℃至 3.98℃其密
V 度随温度的增加反而增大，即
T
P
＜0 。此时 Cv 大于 Cp 。
12. 25℃101.325Kpa 下 Cu-Zn 电池放电做功时放热 4561J 。问些反应的 ΔH 是否就是 4561J?
答：否。Qp ＝ΔH 的条件是恒压、只做体积功。此电池放电时做出电功， 不符合上述条件，故 ΔH≠Qp。
13．25℃100KPa 下液态氮的标准摩尔生成热
f
H m (298 K ) 为零吗？
答：否。因为按规定只有 25℃100Kpa 下最稳定的单质的标准摩尔生成热才 为零。液态氮虽为单质，但在 25℃100Kpa 下不能稳定存在，故其
f
H m (298 K ) 不等于零。只有气态氮的
f
H m (298 K ) 才为零。
V
$
$
$
系统的焓等于等压热。
系统的焓改变值ΔH等于等压热。
系统的焓等于系统的热量。
答：
(1）不正确。系统的焓H＝U＋pV。焓具有能量的单位，但其绝对值是不知道的，焓并没有明确的物理意义。因此系统的焓不等于等压热。
(2) 不正确。ΔH＝Qp的条件是等压且不做其它功。符合上述条件时ΔH 才等于等压热。
4
(3) 不正确。焓为状态函数，状态一定焓有确定值。而热是与过程有关的函数。只有ΔH（而不是H）在等压和不做其它功的条件下才等于过程的热。
15．对于一定量的理想气体，温度一定时，内能与焓是否一定？是否对所
有气体来说温度一定，内能与焓都一定呢？
答：对理想气体来说，其内能与焓只是温度的函数。故温度一定内能与焓就一定。其它气体内能与焓不仅是温度的函数而且是压力或体积的函数，故温度一定还要指定压力或体积内能与焓才有确定值。
16．1mol理想气体从0℃恒容加热至100℃和从0℃恒压加热至100℃,ΔU
是否相同？Q是否相同？W是否相同？
答：理想气体内能只是温度的函数，故ΔU是相同的。因热和功是与过程有关的，故Q和W是不相同的。恒容加热不对外做功，而恒压加热系统对外做体积功。
17．一个绝热气缸有一理想绝热活塞（无磨擦、无重量），其中含有理想气体，内壁绕有电阻丝，当通电时气体就慢慢膨胀。因为是一等压过程，Qp＝
ΔH，又因为是绝热系统，Qp＝0，所以ΔH＝0。这结论对吗？
答：不对。此过程因环境对系统做了电功，故Qp≠ΔH。
18. 下列两个过程是否都是循环过程？
(1)由H2与O2合成水，然后再电解成H2与O2；
(2)金属铜在试管中氧化成氧化铜，然后再通入氢气，使氧化铜还原为铜(以铜为体系与以铜和氧为体系有何不同)。
答：（1）为循环过程。（2）若以铜为系统，是循环过程；若以铜和氧为系统，则不是循环系统。因为若用氢气还原，氧生成水而未能还原成氧。
热力学第二定律
第三章
问答题
1.理想气体恒温膨胀做功时ΔU＝0，故Q＝－W，即所吸之热全部转化为功。此与Kelvin说法有否矛盾？
答：不矛盾。Kelvin的说法是：“不可能从单一热源吸热使之全部转化为功而不引起其它变化”。本例中，虽然热全部转化为功但却引起了系统的体积的变化。
2．孤立系统从始态不可逆进行到终态ΔS＞0，若从同一始态可逆进行至
同一终态时ΔS＝0。这一说法是否正确？
答：不正确。熵是状态函数与变化的途径无关，故只要始态与终态一定ΔS必有定值。孤立体系中的不可逆过程ΔS＞0而可逆过程ΔS＝0是勿庸置疑的。问题是孤立体系的可逆过程与不可逆过程若从同一始态出发是不可能达到相同终态。
3．有人认为理想气体向真空膨胀是等熵过程。因为理想气体向真空膨胀时温度不变，故dU＝0；对外不做功，故pdV＝0。所以由dU＝TdS-pdV可得TdS ＝0。因T≠0，故dS＝0。这样的分析正确吗？
答：不正确。因为在dU＝TdS-pdV中p指系统自身的压力，而膨胀功等于零是指p(外)dV＝0。本例中p(外)≠p，所以pdV≠0，因此dS≠0。上述过程不是等熵过程。
4．理想气体向真空膨胀是恒温过程，它的ΔS可通过设计一个在相同的始态和终态下的恒温可逆过程来计算。理想气体向真空膨胀又是绝热过程，那么它的ΔS是否也可通过设计一个在相同的始态和终态下的绝热可逆过程来计算呢？
答：不可以。因为理想气体向真空膨胀是绝热不可逆过程，它与绝热可逆膨胀不可能达到同一终态。这是因为理想气体向真空膨胀时温度不变，而绝热可逆膨胀时对外做功消耗内能从而温度下降。
5．dU＝TdS-pdV得来时假定过程是可逆的，为什么也能用于不可逆的pVT 变化过程？
答：因为在简单的pVT变化过程中，系统的状态只取决于两个独立的强度变量。当系统从状态1变化至状态2时，状态函数U、S、V的改变就是定值。
6．dG＝－SdT+Vdp那么是否101.325kPa、－5℃的水变为冰时，因
dT＝0、dp＝0，故dG＝0？
答：不对。上述相变为不可逆相变，因此dG＝－SdT+Vdp不适用。
7．下列求熵变的公式，哪些是正确的，哪些是错误的？
(1) 理想气体向真空膨胀S nR ln V2
V1
(2) 水在298K，101325Pa下蒸发ΔS＝（ΔH－ΔG）／T
(3) 在恒温、恒压条件下，不可逆相变S
(
G )
P
答：（1）正确。因熵为状态函数，其熵变的计算与恒温可逆膨胀相同。
（2）正确。由G＝H－TS知，若恒温则ΔS＝（ΔH－ΔG）／T。
（3）正确。此式为Gibbs-Helmhotz方程。使用条件是恒压，化学反应或相变都可用。
８．冰在273K下转变为水，熵值增大，则ΔS＝（Q／T）＞0。但又知在273K时冰与水处于平衡状态，平衡条件是dS=0。上面的说法有些矛盾，如何解释？
答：孤立系统的平衡条件是dS＝0。上述过程非孤立系统，故熵值理应增大。
9．进行下述过程时，系统的ΔU、ΔH、ΔS和ΔG何者为零？
（1）非理想气体的卡诺循环
（2）隔离系统的任意过程
（3）在100℃,101325Pa下1mol水蒸发成水蒸气
（4）绝热可逆过程
答：（1）循环过程所有状态函数均不变，其增量都为零。
（2）ΔU＝0。
（3）可逆相变ΔG＝0。
（4）ΔS＝0
10．改正下列错误
T
（1）在一可逆过程中熵值不变；
（2）在一过程中熵变是S
Q T
；
（3）亥姆赫兹函数是系统能做非体积功的能量；（4）吉布斯函数是系统能做非体积功的能量；（5）焓是系统以热的方式交换的能量。
答：（1）在绝热可逆过程中熵值不变。
（2）在一过程中熵变是S
Q r
T
；
（3）在恒温恒容条件下，亥姆赫兹函数是系统能做非体积功的能量；
（4）在恒温恒压条件下，吉布斯函数是系统能做非体积功的能量；（5）焓没有明确的物理意义。在恒压且不做非体积功的情况下，焓的增量
等于恒压热，即ΔH＝Qp。
11．在标准压力下，将室温下的水向真空蒸发为同温同压的气，如何设计
可逆过程？
答：这可以有两种设计途径，一种是等压可逆过程变温到水的沸点，再恒
温恒压可逆相变为气，此气再可逆降温至室温；另一条是先等温可逆变压至室
温下水的饱和蒸气压，然后可逆相变为气。
第四章
问答题
多组分系统热力学
1．下列说法是否正确，为什么？
(1)系统所有广延性质都有偏摩尔量。
(2)理想液态混合物各组分分子间没有作用力。
(3)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。
(4) 任何一个偏摩尔量均是温度、压力和组成的函数。
(5) 亨利系数与温度、压力以及溶剂和溶质的性质有关。
答：(1) 不正确。例如，热容为广延性质并没有偏摩尔量。
(2)不正确。理想液态混合物各组分分子间不是没有作用力，而是作用力
大小相等。
(3)不正确。虽理想液态混合物混合时没有热效应，但混合后混乱度增加，故熵增加。
(4)正确。
(5)不正确。亨利系数与温度以及溶剂和溶质的性质有关，但与压力无关。
2．由A和B组成的溶液沸腾时必然要A和B的分压分别等于
101.325Kpa。此种说法对吗？
答：不对。A和B组成的溶液沸腾时应该是A和B的分压之和，即溶液的
总压等于 101.325Kpa 。
3．是否一切纯物质的凝固点都随外压的增大而下降？
答：由 Clapeyron 方程 dT T V
dp H
可知，凝固过程的 ΔH 总是负值，但 ΔV 因物质而异，若凝固过程体积减小，则 ΔV＝V （固）－V （液）＜0。这时纯物
质的凝固点都随外压的增大而升高。若凝固过程体积增大，则 ΔV＝V （固） －V （液）＞0。这时纯物质的凝固点都随外压的增大而下降，例如水就是如此。
4．纯物质在恒压下 G －T 曲线应该是凹的还是凸的？ 答：可借二阶导数来判断由 dG ＝－SdT ＋Vdp 可得
G
T
S
G S (C p dT / T ) C p 2 p P
因为 Cp 总是正值，故
8
G
6
G
2
p
＜0。由此可以判断曲线只能是凸的。
8
G
6
2
4
6
T
í? a. ′í ?ó μ? G￡-T ?ú ??
2
4
6
T
í? b. ?y è· μ? G￡-T ?ú ??
5．是否任何溶质的加入都能使溶液的沸点升高？
答：加入的溶质必须是非挥发性的溶质才使溶液的沸点升高。假如别入的 溶质使溶液的蒸气压高于溶剂，就会使溶液的蒸气压在较低的温度达到大气的 压力，即 101325Pa 而使沸点下降。
6．参与反应的物质的活度的标准态不同是否会影响反应的 ΔG 值，平衡
常数 K 值？
答：若活度所选的标准态不同，
B
值就不同，故 K 会随标准态的不同而不
同。
7．“p 趋近于零时，真实气体趋近于理想气体”。此种说法对吗？“x B 趋近 p 2 T T T T 2 T 0 0 0 0
8
答：理想气体的基本假设是分子间没有作用力，分子没有体积。任何真实 气体当压力趋近于零时，分子间的距离就很大，因此分子间的相互作用将减弱 到可以忽略不计。在压力趋近于零时，分子本身所占的体积与与气体的体积相 比亦可以忽略不计。因此当 p 趋近于零时，真实气体趋近于理想气体的说法是 正确的。理想溶液的分子假定是组成溶液的分子 A 和分子 B 的体积相同，各分 子间的相互作用力亦相同。故理想溶液各组成在全部浓度范围内均符合拉乌尔 定律。当 x B 趋近于零时，x A 则趋近于 1。此时，组分 B 符合亨利定律，而组分 A 符合拉乌尔定律。因此，x B 趋近于零时，真实溶液趋近于理想溶液的说法是 不妥的。溶液是否是理想溶液主要取决于溶液中各组分的性质是否相似而不是 溶液的高低。
8．为什么说稀溶液中若溶剂服从拉乌尔定律则在相同浓度范围内的溶质服 从亨利定律。
答：恒温恒压条件下，若浓度为 x A 至 x A
→1 的浓度范围内服从拉乌尔定律 则由 p
A
p $ A x A
得
ln p A ln p A ln x A
对 x A 微分得
ln p
ln x A T ,p
A T ,p
1
x A
或
ln p A A
T ,p
1
将此公式代入 Duhem-Margules 公式得 ln p ln p A T ,p B T ,p
1
或
d ln p B
d ln x B
在相同浓度范围内，即溶质的浓度从 x B →0 的不定积分为
ln p
B
ln x
B C
或
p B
kx
B
即在相同浓度范围内的溶质服从亨利定律。
第五章
化学平衡
$
A A x x ln x A
B ln x ln x
问答题
1．对 aA + bB → cC 反应来说
r
G m
r
G
m
RT ln
C
C
C A C B
。从式中可见，
当产物浓度 C C ＝0 时， ln
C C
C A C B
＝－∞，即任何反应总能自发进行，那么用
r G m
来判断化学反应能否自发进行还有什么意义？
答：当产物浓度为零时，任何反应总能自发进行从理论上来看是成立的，
但往往并没有多少实际意义。因为若反应的
r G m
值为很大的正值，例如大于
40KJ ，其平衡常数便是很小的数值。亦即当这些反应进行到产物的浓度还远不 能被觉察时反应就已经停止。也就是说 C C 由零增加一点，
r G m 即成为正值，
故实际上反应并没有进行。
2．若 SO 2 + 2 O 2
SO 3 在温度为 T 的容器内达到平衡后，通入不参与反应
的惰性气体，会不影响平衡常数 K p 的值和平衡产量？设气体都是理想气体。
答：加入惰性气体且均为理想气体虽能改变系统压力，但并不能改变平衡 常数 K p ，因其不是压力的函数。但却可以影响平衡产量。
3.
等温，等容，有 2 N O 2 ? N 2O 4
为可逆反应。当向该容器中再通
N 2O 4 时，反应是正移还是逆移？有这样两种解释：
(1)因为等温等容，所以增加 N 2O 4 后 N 2O 4 浓度增大，所以反应逆移。
(2)因为等温等容,所以增加 N 2O 4 后压强增大，且方程式左边气体系数和大 于右边，所以反应正移。
以上两种解释，哪种说法是正确的？
答：加入 N 2O 4 后，压力增大，但标准平衡常数 K $ p 并不变，这时
J p ＞ K p ，故平衡向左移动。
第六章
相平衡
$ c a b c
c
a b $ c
1 $
$ $
10
问答题
1．指出下列体系分别有几相：
(1）空气；（2）冰雹；（3）金刚石和石墨混合物；（4）白色的冰和盐的共晶体；（5）一块黄铜(30%的锌－铜合金)；（6）酒精水溶液；（7）油和水的混合物；（8）密闭容器中让碳酸钙分解并达平衡；（9）牛奶
答：（1）、（2）、（5）、（6）只有一个相，（3）、（4）、（7）、（9）有两个相，（8）有三个相。
判断相数的一般原则是：
无论有几种气体混合均为单相。
同一物质若物理性质和化学性质都相同，仅仅是有界面分开仍为一相。
不同晶型的同一物质是不同的相。例如石墨和金刚石。
不同物质若能以分子、原子或离子形式混合，即形成真溶液即为一相。例如，水溶液，固溶体合金都为单相。
两种不同物质的固体相混合，若不形成固溶体则为两相。例如，碳酸钙和氧化钙混合为两相。
两不互溶的液体相混合，仍为两相。例如，牛奶。
2．如何用相律来说明恒沸混合物不是化合物。
答：恒沸混合物的特点是其气相和其平衡的液相组成相同，故R’=1。对
这种两相平衡系统来说
F=(N-R-R’)-P+2
F=(2-0-1)-2+2=1
压力一经指定，其平衡系统中的温度、气相及液相的组成亦恒定，但若压力改变，平衡系统的温度及各相组成亦改变，可见恒沸混合物的组成随压力而变，它不是化合物。
3．如何用相律来改正下列相图的错误之处。
í?1í?2l
T T
A X
B A X B
í?4l
?3M
?
T
?
+
?B?
?f X
í?5
l
P S
g
T
答：改正后的相图如下：
í?2l
í?1
l
T T
+
S
A X
B X
í?3í?4l
l
T T
+
A+B
X X
í?5
l
P
S
g
T
图 1 纯 B 的熔点只能有一个，故两曲线应重合。
图 2 二元系不可能四相平衡共存。根据相律 F ＝C －P ＋1＝2－4＋1＝－1 自 由度为负值是不合理的。故不应有 γ 相区边界线。另外，三相线应为水平线。
图 3 二元系三相平衡的温度只有一个，故三相线应为水平线。
图 4 二元三相平衡的液相浓度只有一个，故两液相线要在三相线上重合。 图 5 单元系 T －P 图只能有一个三相点，即三相点的温度和压力只能有一个。
4．某金属有多种晶型，有人声称他在一定 T 、p 下制得了这一纯金属的蒸 气、液态、γ 晶型及 δ 晶型的平衡共存系统。问这是否可能。
答：不可能。根据相律 F ＝C －P ＋2＝1－4＋2＝－1 是不可能的。说明单组 分系统最多只能有三相平衡共存。
第七章
问答题
电化学
1．有人为反应 Na + H 2 1
O = NaOH(aq) + H 2
2
设计了如下两个电池：
Na|NaOH(aq)|H 2 ,Pt
Na(Hg)|NaOH(aq)|H 2 ,Pt
你认为错在哪里？应如何设计？
答：根据电池反应分别写出阴阳极的电极反应如下： 阴极： H 2O + e
H 2 OH
-
阳极.：Na → Na
＋ ＋ e 上面所设计的电池（1）是金属 Na 在 NaOH 水溶液中，这样金属钠会与水立
刻反应放出氢气，化学能不能转变为电能，故电池（
1）的设计是错误的。在电 池（2）的设计中阳极反应为 Na （Hg ） → Na ＋ e,电池总反应为： Na(Hg) + H 2O = NaOH(aq) + H 2 与要求不符，故设计（2）亦为错误的。正确的设计
1 2
＋ 1
2
13
可如下形式：
Na|NaI(EtNH 2)|Na(Hg)|NaOH(aq)|H 2,pt 其中，EtNH
2 为乙基胺。这样的设计即把下面两个电池串联起来。 左边一只为：Na|NaI(EtNH 2
)|Na(Hg)。 右边一只为：Na(Hg)|NaOH(aq)|H 2 ,pt 这样的设计符合要求。因为 左电池：阳 极：Na → Na ＋
+ e 阴 极：Na + e → Na(Hg) 电池反应：Na → Na(Hg) 右电池：阳 极：Na(Hg) → Na + e 阴
极： H
2 O + e
H2 + OH
2
电池反应： Na(Hg) + H 2O = NaOH(aq) + H
2
串联电池的电池反应＝左电池＋右电池，即 Na + H 2O = NaOH(aq) + H 2 。
2．电解浓度为 0.5mol 的硫酸水溶液和电解浓度为 1mol 的氢氧化钠水溶液， 都使用铂作电极，在相同温度下的理论分解电压是否总是相同？为什么？
答：是的。因为其理论分解电压与相应的原电池的电动势相等。分别计算 两个不同溶液的原电池的电动势，结果都为 1.23 伏。说明电解水产生氢和氧的 理论分解电压与溶液的 pH 值无关。 填空题
1．双液电池中不同电解质溶液间或不同浓度的同一种电解质溶液的接界处存在 液界电势，可采用加盐桥的方法减少或消除。
2．电池 Zn(s)\Zn2+(a1)\Zn2+(a2)\Zn(s),若 a1>a2,则电池电动势 E 〈0。若 a1=a2,则电池电动势 E=0。
1 在电池 Pt\H2(p)\HCL(a1)\\NaOH(a2)\H2(p)\Pt 中阳极反应是 0.5H2(g)--- H+(a1)+e 阴极反应是 H2O(l)+e---0.5H2(g)+OH-(a2)电池反应是 H2O(l) —H+(a1)+OH-(a2)
4．在 298。15K 时，已知 Cu2+加 2e —Cu 标准电池电动势为 0。3402V Cu+加 e —Cu 标准电池电动势为 0。522，则 Cu2+加 e —Cu+ 标准电池电动势:0.1582V 5.在一个铜板中有一个锌制铆钉，在潮湿空气中放置，锌制铆钉先腐蚀。 6．Ag\AgCL(s)\\KCL(aq)\CL2(g)\Pt 电池电动势与氯离子活度无关. 第八章
第九章
问答题
统计热力学
表面现象
1．若天空中的小水滴要起变化，一定是其中大水滴进行蒸发，水蒸气凝结 在小水滴,使大小不等的水滴趋于相等。对吗？为什么？
＋ ＋
1 － 1
2 1
2
答：不对。根据开尔文公式 RT ln
p 2M
p
r
小水滴的蒸气压较大，因此应 为小水滴蒸发，水蒸气凝结在大水滴上，使大水滴变得更大，最后小水滴消失。
2．在装有部分液体的毛细管中，当在一端加热时，问润湿性和不润湿性液 体分别向毛细管哪一端移动？
答：当在图中右端加热时，润湿性液体（左图）将向左移动；而不润湿性 液体（右图）将向右移动。因为表面张力随温度的升高而降低，润湿性液体 （左图）两弯曲液面的附加压力分别指向管的左右两端，当右端加热时，右端 的附加压力降低，因此液体将向左移动；而不润湿性液体（右图）因两附加压 力指向液体内部，则右端加热时，液体移动方向正好相反，向右移动。
3．从资料上查得某固体的 σs-g 数据可否直接代入杨氏方程 σ l -g cosθ=σ s -g -σ
s-l ? 答：不可以。因为杨氏方程只有在平衡条件下才成立，故式中 σs-g 是指被 所研究的液体的蒸气所饱和的气相与固相之间的界面张力。固体表面吸附液体 蒸气后它的表面张力就会下降，故 σs-g 低于资料上的数值，而资料上 σs-g 的 气相是指空气。
第十章
化学动力学
第十一章
问答题
胶体化学
1.有稳定剂存在时胶粒优先吸附哪种离子？
答：稳定剂一般是略过量的某一反应物，胶核为了使自己不被溶解，首先 吸附与胶核中相同的那个离子。例如，制备 AgI 溶胶时，若 KI 略过量，胶核优 先吸附 I-离子，若 AgNO3 过量，则优先吸附 Ag 离子，利用同离子效应保护胶 核不被溶解。若稳定剂是另外的电解质，胶核优先吸附的是使自己不被溶解的 离子或转变成溶解度更小的沉淀的离子，一般优先吸附水化作用较弱的阴离子， 所以自然界的天然胶粒如泥沙，豆浆，橡胶等都带负电。
2.憎液溶胶有哪些特征？
答：(1) 特有的分散程度；(2) 不均匀多相性；(3) 热力学不稳定性 憎液溶胶的基本特征可归纳为三点：
(1) 特有的分散程度。因为胶粒的大小一般在 1－100nm 之间，所以有动力 稳定性强，散射作用明显，不能通过半透膜，渗透压低等特点。
r
＋
物理化学期末考试试题(1)
物理化学期末考试试题(1)
《物理化学》上册期末试卷本卷共 8 页第1页 《物理化学》上册期末试卷本卷共 8 页第2页 化学专业《物理化学》上册期末考试试卷（1）（时间120分钟） 一、单 项选择题（每小题2分，共30分） 1、对于内能是体系状态的单值函数概念，错误理解是（ ） A 体系处于一定的状态，具有一定的内能 B 对应于某一状态，内能只能有一数值不能有两个以上的数值 C 状态发生变化，内能也一定跟着变化 D 对应于一个内能值，可以有多个状态 2、在一个绝热刚瓶中，发生一个放热的分子数增加的化学反应，那么（ ） A Q > 0，W > 0，?U > 0 B Q = 0，W = 0，?U < 0 C Q = 0，W = 0，?U = 0 D Q < 0，W > 0，?U < 0 3、一种实际气体，其状态方程为PVm=RT+αP （α<0），该气体经节流膨胀后，温度将（ ） A 、升高 B 、下降 C 、不变 D 、不能确定 4、在隔离体系中发生一个自发过程，则ΔG 应为( ) A. ΔG < 0 B. ΔG > 0 C. ΔG =0 D. 不能确定 5、理想气体在绝热条件下，在恒外压下被压缩到终态，则体系与环境的熵变（ ） A 、ΔS 体＞0 ΔS 环＞0 B 、ΔS 体＜0 ΔS 环＜0 C 、ΔS 体＞0 ΔS 环＜0 D 、ΔS 体＞0 ΔS 环=0 6、下面哪组热力学性质的配分函数表达式与体系中粒子的可别与否 无关（ ） (A ). S 、G 、F 、C V (B) U 、H 、P 、C V (C) G 、F 、H 、U (D) S 、U 、H 、G 7、在N 个独立可别粒子组成体系中，最可几分布的微观状态数t m 与配分函数q 之间的关系为 （ ） (A) t m = 1/N ! ·q N (B) t m = 1/N ! ·q N ·e U /kT (C) t m = q N ·e U /kT (D) t m = N ! q N ·e U /kT 8、挥发性溶质溶于溶剂形成的稀溶液，溶液的沸点会（ ） A 、降低 B 、升高 C 、不变 D 、可能升高或降低 9、盐碱地的农作物长势不良，甚至枯萎，其主要原因是（ ） A 、天气太热 B 、很少下雨 C 、水分倒流 D 、肥料不足 10、在恒温密封容器中有A 、B 两杯稀盐水溶液，盐的浓度分别为c A 和c B (c A > c B )，放置足够长的时间后（ ） (A) A 杯盐的浓度降低，B 杯盐的浓度增加 ； (B) A 杯液体量减少，B 杯液体量增加 ； (C) A 杯盐的浓度增加，B 杯盐的浓度降低 ； (D) A 、B 两杯中盐的浓度会同时增大 。 11、298K 、101.325kPa 下，将50ml 与100ml 浓度均为1mol·dm -3 萘的苯溶液混合，混合液的化学势μ为：（ ） (A) μ = μ1 + μ2 ； (B) μ = μ1 + 2μ2 ； (C) μ = μ1 = μ2 ； (D) μ = ?μ1 + ?μ2 。 12、硫酸与水可组成三种化合物：H 2SO 4·H 2O （s ）、H 2SO 4·2H 2O （s ）、H 2SO 4·4H 2O （s ），在P θ 下，能与硫酸水溶液共存的化合物最多有几种（ ） A 、1种 B 、2种 C 、3种 D 、4种 13、A 与B 可以构成2种稳定化合物与1种不稳定化合物，那么A 与B 的体系 可以形成几种低共熔混合物（ ） A 、5种 B 、4种 C 、3种 D 、2种 14、对反应CO(g)+H 2O(g)=H 2(g)+CO 2(g) ( ) (A) K p $=1 (B) K p $=K c (C) K p $＞K c (D) K p $ ＜K c 15、 一定温度下，一定量的 PCl 5(g)在某种条件下的解离度为α，改变下列条件， 何者可使α增大？( ) 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 得 分 得分 得分 评卷人 复核人 学院： 年级/班级： 姓名： 学号： 装 订 线 内 不 要 答 题
物理化学课后答案
第一章 气体的pVT 关系 1-1物质的体膨胀系数V α与等温压缩系数T κ的定义如下： 1 1T T p V p V V T V V ???? ????-=??? ????= κα 试导出理想气体的V α、T κ与压力、温度的关系? 解：对于理想气体,pV=nRT 111 )/(11-=?=?=??? ????=??? ????= T T V V p nR V T p nRT V T V V p p V α 1211 )/(11-=?=?=???? ????-=???? ????- =p p V V p nRT V p p nRT V p V V T T T κ 1—2 气柜内有121.6kPa 、27℃的氯乙烯(C 2H 3Cl ）气体300m 3 ，若以每小时90kg 的流量输往使用车间，试问贮存的气体能用多少小时？ 解：设氯乙烯为理想气体，气柜内氯乙烯的物质的量为 mol RT pV n 623.1461815 .300314.8300 106.1213=???== 每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为 13 3153.144145 .621090109032-?=?=?=h mol M v Cl H C n/v=（14618.623÷1441。153）=10.144小时 1-3 0℃、101.325kPa 的条件常称为气体的标准状况。试求甲烷在标准状况下的密度。 解：33 714.015 .273314.81016101325444 --?=???=?=?=m kg M RT p M V n CH CH CH ρ 1—4 一抽成真空的球形容器，质量为25.0000g 。充以4℃水之后，总质量为125.0000g 。若改用充以25℃、13。33kPa 的某碳氢化合物气体，则总质量为25。0163g 。试估算该气体的摩尔质量。 解：先求容器的容积33 ) (0000.1001 0000.100000 .250000.1252 cm cm V l O H == -= ρ n=m/M=pV/RT mol g pV RTm M ?=?-??== -31.3010 13330) 0000.250163.25(15.298314.84 1-5 两个体积均为V 的玻璃球泡之间用细管连接，泡内密封着标准状况条件下的空气.若将其中一个球加热到100℃，另一个球则维持0℃,忽略连接管中气体体积,试求该容器内空气的压力。 解：方法一：在题目所给出的条件下，气体的量不变。并且设玻璃泡的体积不随温度而变化，则始态为 )/(2,2,1i i i i RT V p n n n =+= 终态（f ）时 ??? ? ??+=???? ??+ =+=f f f f f f f f f f T T T T R V p T V T V R p n n n ,2,1,1,2,2,1,2,1
物理化学期末考试大题及答案
三、计算 1、测得300C时某蔗糖水溶液的渗透压为252KPa。求 （1）该溶液中蔗糖的质量摩尔浓度； （2）该溶液的凝固点降低值； （3）在大气压力下，该溶液的沸点升高值已知Kf =1.86K mol–1Kg–1 , Kb =0.513K mol–1Kg–1 ，△vapH0m=40662J mol–1 2、有理想气体反应2H2(g)+O2(g)=H2O(g)，在2000K时，已知K0=1.55×107
1、计算H2 和O2分压各为1.00×10 4 Pa, 水蒸气分压为1.00×105 Pa的混合气体中，进行上述反应的△rGm，并判断反应自发进 行的方向。 2、当H2和O2分压仍然分别为1.00×10 4 Pa 时。欲使反应不能正向自发进行，水蒸气分 压最少需多大？ △rGm=-1.6﹡105Jmol–1；正向自发；P （H2O）=1.24﹡107Pa。 装 订 线
在真空的容器中放入固态的NH4HS，于250C 下分解为NH3（g）与H2S（g）， 平衡时容器内的压力为66.6kPa 。 （1）当放入NH4HS时容器中已有39.99kPa 的 H2S（g），求平衡时容器内的压力；（2）容器中已有6.666kPa的NH3（g），问需加多大压力的H2S（g），才能形成NH4HS 固体。 1）77.7kPa 2）P（H2S）大于166kPa。
4、已知250C时φ0(Fe3+/ Fe) =-0.036V，φ0(Fe3+/ Fe2+) =-0.770V 求250C时电极Fe2+|Fe的标准电极电势φ0(Fe2+/ Fe)。 答案: φ0(Fe2+/ Fe)= -0.439V 5、0.01mol dm-3醋酸水溶液在250C时的摩尔电导率为1.62×10-3S m2 mol–1，无限稀释时的摩尔电导率为39.07×10-3S m2 mol–1 计算（1）醋酸水溶液在250C，0.01mol dm-3
《物理化学》下册期末考试试卷
化学专业《物理化学》下册期末考试试卷 一、单项选择题（每小题2分，共30分） 1、0.001 mol ·kg -1 K 3[Fe(CN) 6] 水溶液的离子强度为：（ ） (A) 6.0×10-3 mol ·kg -1 (B) 5.0×10-3 mol ·kg -1 (C) 4.5×10-3 mol ·kg -1 (D) 3.0×10-3 mol ·kg -1 2、电导测定应用广泛，但下列问题中哪个是不能用电导测定来解决的（ ） (A)求难溶盐的溶解度 (B)求弱电解质的解离度 (C)求平均活度系数 (D)测电解质溶液的浓度 3、298 K 时， 0.005 mol ·kg -1 的 KCl 和 0.005 mol ·kg -1 的 NaAc 溶液的离子平均活度系数分别为 γ ±,1和 γ ±,2,则有 ( ) (A) γ ±,1= γ ±,2 (B) γ ±,1＞ γ ±,2 (C) γ ±,1＜ γ ±,2 (D) γ ±,1≥ γ ±,2 4、金属与溶液间电势差的大小和符号主要取决于: ( ) (A) 金属的表面性质 (B) 溶液中金属离子的浓度 (C)金属与溶液的接触面积 (D)金属的本性和溶液中原有的金属离子浓度 5、金属活性排在H 2之前的金属离子,如Na + 能优先H +在汞阴极上析出,这是由于：（ ） (A) φθ(Na +/ Na) < φ θ(H +/ H 2) (B) η (Na) < η (H 2) (C) φ (Na +/ Na) < φ (H +/ H 2) (D) H 2在汞上析出有很大的超电势, 以至于φ (Na +/Na) > φ (H +/H 2) 6、已知Λ ()K O H m 291,2∞=4.89×10-2-1 2 mol m S ??，此时(291K)纯水中的m (H +) =m (OH -) =7.8×10-8 mol ·kg -1 ，则该温度下纯水的电导率为（ ） (A)3.81×10-9 S ·m -1 （B ）3.81×10-6 S ·m -1 (C)7.63×10-9 S ·m -1 （D ）7.63×10-6 S ·m -1 7、基元反应体系aA + dD → gG 的速率表达式中，不正确的是：( ) (A) -d[A]/dt = k A [A]a [D]d ； (B) -d[D]/dt = k D [A]a [D]d ； (C) d[G]/dt = k G [G]g ； (D) d[G]/dt = k G [A]a [D]d 。 8、某反应速率常数k = 2.31 × 10-2mol -1·dm 3·s -1，反应起始浓度为1.0 mol ·dm -3，则其反应半衰期为： ( ) (A) 43.29 s ； (B) 15 s ； (C) 30 s ； (D) 21.65 s 。 9、反应A + B → C + D 的速率方程为r = k[A][B] ，则反应：( ) (A) 是二分子反应 ； (B) 是二级反应但不一定是二分子反应 ； (C) 不是二分子反应 ； (D) 是对A 、B 各为一级的二分子反应 。 10、有关绝对反应速率理论的叙述中，不正确的是： ( ) (A) 反应分子组实际经历途径中每个状态的能量都是最低 ； (B) 势能垒是活化络合物分子在马鞍点的能量与反应物分子的能量之差 ； (C) 活化络合物在马鞍点的能量最高 ； (D) 反应分子组越过马鞍点后可能返回始态 。 11、在低于室温的温度下，在固体表面上的气体吸附一般是什么形式：( ) (A) 形成表面化合物 ； (B) 化学吸附 ； (C) 液化 ； (D) 物理吸附 。
物理化学课后习题答案
四．概念题参考答案 1．在温度、容积恒定的容器中，含有A 和B 两种理想气体，这时A 的分压 和分体积分别是A p 和A V 。若在容器中再加入一定量的理想气体C ，问A p 和A V 的 变化为 ( ) (A) A p 和A V 都变大 (B) A p 和A V 都变小 (C) A p 不变，A V 变小 (D) A p 变小，A V 不变 答：(C)。这种情况符合Dalton 分压定律，而不符合Amagat 分体积定律。 2．在温度T 、容积V 都恒定的容器中，含有A 和B 两种理想气体，它们的 物质的量、分压和分体积分别为A A A ,,n p V 和B B B ,,n p V ，容器中的总压为p 。试 判断下列公式中哪个是正确的 ( ) (A) A A p V n RT = (B) B A B ()pV n n RT =+ (C) A A A p V n RT = (D) B B B p V n RT = 答：(A)。题目所给的等温、等容的条件是Dalton 分压定律的适用条件，所 以只有(A)的计算式是正确的。其余的,,,n p V T 之间的关系不匹配。 3． 已知氢气的临界温度和临界压力分别为633.3 K , 1.29710 Pa C C T p ==?。 有一氢气钢瓶，在298 K 时瓶内压力为698.010 Pa ?，这时氢气的状态为 （ ） (A) 液态 (B) 气态 (C)气-液两相平衡 (D) 无法确定 答：(B)。仍处在气态。因为温度和压力都高于临界值，所以是处在超临界 区域，这时仍为气相，或称为超临界流体。在这样高的温度下，无论加多大压力， 都不能使氢气液化。 4．在一个绝热的真空容器中，灌满373 K 和压力为 kPa 的纯水，不留一点 空隙，这时水的饱和蒸汽压 （ ） （A ）等于零 （B ）大于 kPa （C ）小于 kPa （D ）等于 kPa 答：（D ）。饱和蒸气压是物质的本性，与是否留有空间无关，只要温度定了， 其饱和蒸气压就有定值，查化学数据表就能得到，与水所处的环境没有关系。
关于物理化学课后习题答案
关于物理化学课后习题 答案 文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]
第一章两个容积均为V的玻璃球泡之间用细管连结，泡内密封着标准状态下的空气。若将其中的一个球加热到 100 C，另一个球则维持 0 C，忽略连接细管中气体体积，试求该容器内空气的压力。 解：由题给条件知，（1）系统物质总量恒定；（2）两球中压力维持相同。 标准状态： 因此， 如图所示，一带隔板的容器中，两侧分别有同温、不同压的H2与N2，P(H2）=20kpa，P(N2)=10kpa,二者均可视为理想气体。 H2 3dm3 P(H2） T N2 1dm3 P(N2) T （1） 两种气体混合后的压力； （2）计算混合气体中H2和N2的分压力； （3）计算混合气体中H2和N2的分体积。 第二章 1mol水蒸气（H2O,g）在100℃，下全部凝结成液态水，求过程的功。假 设：相对水蒸气的体积，液态水的体积可以忽略不计。 1mol某理想气体与27℃，的始态下，先受某恒定外压恒温压缩至平衡态， 在恒容升温至℃，。求过程的W,Q, ΔU, ΔH。已知气体的体积Cv,m=*mol-1 *K-1。 容积为 m3的恒容密闭容器中有一绝热隔板，其两侧分别为0 C，4 mol的Ar(g)及150 C，2 mol的Cu(s)。现将隔板撤掉，整个系统达到热平衡，求末态温度
t及过程的。已知：Ar(g)和Cu(s)的摩尔定压热容分别为 及，且假设均不随温度而变。 解：图示如下 假设：绝热壁与铜块紧密接触，且铜块的体积随温度的变化可忽略不计 则该过程可看作恒容过程，因此 假设气体可看作理想气体，，则 冰（H2O,S）在100kpa下的熔点为0℃，此条件下的摩尔熔化焓 ΔfusHm=*mol-1 *K-1。已知在-10~0℃范围内过冷水（H2O,l）和冰的摩尔定压热容分别为Cpm（H2O,l）=*mol-1 *K-1和Cpm（H2O,S）=*mol-1 *K-1。求在常压及-10℃下过冷水结冰的摩尔凝固焓。 O, l）在100 C的摩尔蒸发焓。水和水蒸气已知水（H 2 在25~100℃间的平均摩尔定压热容分别为Cpm（H2O,l）=*mol-1 *K-1和Cpm （H2O,g）=*mol-1 *K-1。求在25C时水的摩尔蒸发焓。 应用附录中有关物资的热化学数据，计算 25 C时反应 的标准摩尔反应焓，要求：（1）应用25 C的标准摩尔生成焓数据；
物理化学期末考试试题库
物理化学期末考试试题库 第一章热力学第一定律选择题、热力学第一定律ΔU=Q+W 只适用于（） (A) 单纯状态变化 (B) 相变化 (C) 化学变化 (D) 封闭物系的任何变化答案：D 2、关于热和功, 下面的说法中, 不正确的是 (A) 功和热只出现于系统状态变化的过程中, 只存在于系统和环境间的界面上 (B) 只有在封闭系统发生的过程中, 功和热才有明确的意义 (C) 功和热不是能量, 而是能量传递的两种形式, 可称之为被交换的能量 (D) 在封闭系统中发生的过程中, 如果内能不变, 则功和热对系统的影响必互相抵消答案：B 、关于焓的性质, 下列说法中正确的是（） (A) 焓是系统内含的热能, 所以常称它为热焓 (B) 焓是能量, 它遵守热力学第一定律 (C) 系统的焓值等于内能加体积功 (D) 焓的增量只与系统的始末态有关答案：D。因焓是状态函数。、涉及焓的下列说法中正确的是（） (A)
单质的焓值均等于零 (B) 在等温过程中焓变为零 (C) 在绝热可逆过程中焓变为零 (D) 化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化答案：D。因为焓变ΔH=ΔU+Δ(pV)，可以看出若Δ(pV)＜0则ΔH＜ΔU。、下列哪个封闭体系的内能和焓仅是温度的函数（） (A) 理想溶液 (B) 稀溶液 (C) 所有气体 (D) 理想气体答案：D 、与物质的生成热有关的下列表述中不正确的是（） (A) 标准状态下单质的生成热都规定为零 (B) 化合物的生成热一定不为零 (C) 很多物质的生成热都不能用实验直接测量 (D) 通常所使用的物质的标准生成热数据实际上都是相对值答案：A。按规定，标准态下最稳定单质的生成热为零。、dU=CvdT 及dUm=Cv,mdT适用的条件完整地说应当是（） (A) 等容过程 (B)无化学反应和相变的等容过程 (C) 组成不变的均相系统的等容过程 (D) 无化学反应和相变且不做非体积功的任何等容过程及无反应和相变而且系统内能只与温度有关的非等容过程答案：D 、下列过程中, 系统内能变化不为零的是（） (A)
大学物理化学下_期末考试试卷
，反应 1 的关系为 212 = 1212121 2
A
?C2H2(g) + H2(g)是一级反应，在1073.2 K时，反应经10 h有三. 乙烯热分解反应：C2H4(g)?→ 转化率为50%的乙烯分解。已知上述反应的活化能为250.8 kJ?mol-1。欲使10 s内有转化率为60%的乙烯分解，问温度应控制在多少？(12分) 四.镉-甘汞电池反应式为Cd+ Hg2Cl2(s) === Cd2++2Cl－+2Hg，如果各物质均处在标准状态下，其原电池电动势与温度的关系式为： E/ V = 0.67-1.02×10-4(T/K-298) -2.4×10-6(T/K-298)2 （1）写出原电池简式； （2）计算上述电池反应在40℃时的?r G，?r H和?r S各为多少？(12分) 五.反应C2H6+ H2?→ ?2CH4 的反应机理如下： C2H62CH3·； CH3·+ H2k1 ?CH4 + H·； ?→ H·+ C2H6k2 ?→ ?CH4＋CH3·。 设第一个反应为快速平衡，平衡常数为K；设H·处于稳定态,试建立CH4生成速率的动力学方程式。 (12分) 六. 电池Zn|ZnCl2（b=0.555 mol·kg-1）|AgCl(s)|Ag，测得25℃时电动势E=1.015V。已知：E(Zn2+|Zn) =－0.763V，E(Cl-|AgCl|Ag) = 0.2223 V。 （1）写出电池反应（得失电子数为2）； （2）求上述反应的标准平衡常数K； （3）求溶液ZnCl2的平均离子活度因子(系数)γ±。 (12分)
武汉理工大学教务处 试题标准答案及评分标准用纸 | 课程名称——物理化学（下）— （ A 卷） 一. 选择题答案 : （12分，每题2分） BACDBC 二. 填空题答案 : （40分，每空2分） 1. 0.9 mol ·kg － 1 2. 变大 变小 3. 小 小 4. (γ + 2·γ - 3)15 10815 (γ + 2 ·γ －3) 15(m /b ) 5. > 6. {[Al(OH)3]m n OH －·(n －x )Na +}x －·x Na + 负 7. mol 1－α·dm 3(α－1)·s －1 11y c t m c t k m c d d d d Y A A A =-=?α 8. < < < 9. 散射 大于 10. e r v t ln ln ln ln ln q q q q q +++= 或=q e r v t q q q q 11. 1 12. △p =4γ / r 三. 解：反应为一级，则 k T (.).../1073206930693 1000693121K h h = ==- =1.925×10-5 s -1 (2分) k T t x ()ln =-11 1A =1s 0916.060.011ln s 101-=?? ? ??- (3分) 由阿仑尼乌斯方程： ()()ln ..k T k E R T a 10732110732 1K K ??????? ?=-?? ??? (3分) 代入k (1073.2K)，k (T )及E =250.8×103 J ?mol -1 得： T =1535.9 K (4分) 四. 解: （1）Cd ?Cd 2+(a =1) ?? Cl -(a =1) ?Hg 2Cl 2(s)?Hg(l) （3分）
物理化学期末考试试卷及答案10
期末试卷 课程名称： 物理化学A 考试时间： 120 分钟 考试方式： 闭卷 （开卷/闭卷） （卷面总分100分，占总成绩的 60 %） 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 总分 题分 10 20 8 10 10 10 20 12 核分人 得分 复查人 一、填空题（每小题2分，共10分） 1、实际气体的0???? ????=-H T J P T μ，经节流膨胀后该气体的温度将 。 2、从熵的物理意义上看，它是量度系统 的函数。 3、稀溶液中溶剂A 的化学势 。 4、在ξ-G 曲线的最低点处m r G ? ，此点即为系统的平衡点。 5、一定温度下，蔗糖水溶液与纯水达到渗透平衡时的自由度数等于 。 二、单项选择题（每小题2分，共20分） 1、在标准状态下，反应 C 2H 5OH （l ）+ 3O 2(g) →2CO 2(g) + 3H 2O(g)的反应焓为 Δr H m Θ , ΔC p >0。下列说法中正确的是（ ） (A)Δr H m Θ 是C 2H 5OH （l ）的标准摩尔燃烧焓 (B)Δr H m Θ 〈０ (C)Δr H m Θ＝Δr Ｕm 0 (D)Δr H m Θ 不随温度变化而变化 2、当理想气体其温度由298K 升高到348K ，经(1)绝热过程和(2)等压过程，则两过 程的（ ） (A)△H 1>△H 2 W 1 0 ΔA>0 (B)ΔS>0 ΔA<0 (C)W<0 ΔG<0 (D)ΔH>0 ΔS<0 (E)ΔU>0 ΔG ＝0 得分 评卷人 得分 评卷人 得分 评卷人 得分 评卷人 准考证号和姓名必 须由考生本人填写 △△△△△△△ △△△△△△△ 该考场是 课混 考场。 混编考场代号： 考 座准 考 证 号 姓 名 ○ ○ ○ ○ ○ （装 订 线 内 不 要 答 题 ） ○ ○ ○ ○ ○ ○ △△△△△△△ △△△△△△△ 准考证号、 姓名、 学 院和专业必须由考生 本人填写 △△△△△△△ △ △△△△△△ 场 代 号： △△△△△△△△△△△△△△ 座位序号由考生本人填写 位 序 号 △△△△△△△ △△△△△△△ 姓 名 学 号 ○ ○ ○ ○ ○ （装 订 线 内 不 要 答 题 ） ○ ○ ○ ○ ○ ○ 学院 专业 第七章 电化学 7－1．用铂电极电解CuCl 2溶液。通过的电流为20 A ，经过15 min 后，问：（1）在阴极上能析出多少质量的Cu ？ (2) 在阳阴极上能析出多少体积的27℃, 100 kPa 下的Cl 2(g )? 解：(1) m Cu ＝ 201560635462.F ???＝5.527 g n Cu ＝201560 2F ??＝0.09328 mol (2) 2Cl n ＝2015602F ??＝0.09328 mol 2Cl V ＝00932830015 100 .R .??＝2.328 dm 3 7－2．用Pb (s )电极电解Pb (NO 3) 2溶液，已知溶液浓度为1g 水中含有Pb (NO 3) 21.66×10－2g 。通电一段时间，测得与电解池串联的银库仑计中有0.1658g 的银沉积。阳极区溶液质量为62.50g ，其中含有Pb (NO 3) 21.151g ，计算Pb 2+的迁移数。 解： M [Pb (NO 3) 2]＝331.2098 考虑Pb 2+：n 迁＝n 前－n 后＋n e ＝262501151166103312098(..)..--??－11513312098..＋01658 21078682 ..? ＝3.0748×10－3－3.4751×10－3＋7.6853×10－4 ＝3.6823×10－4 mol t ＋(Pb 2+ )＝4 4 36823107685310..--??＝0.4791 考虑3NO -： n 迁＝n 后－n 前 ＝1151 3312098 ..－262501151166103312098(..)..--??＝4.0030×10－3 mol t －(3 NO -)＝4 4 40030107658310..--??＝0.5209 7－3．用银电极电解AgNO 3溶液。通电一段时间后，阴极上有0.078 g 的Ag 析出，阳极区溶液溶液质量为23.376g ，其中含AgNO 3 0.236 g 。已知通电前溶液浓度为1kg 水中溶有7.39g 的AgNO 3。求Ag +和3NO -的迁移数。 解： 考虑Ag +： n 迁＝n 前－n 后＋n e ＝3233760236739101698731(..)..--??－023********..＋00781078682 .. ＝1.007×10－ 3－1.3893×10－ 3＋7.231×10－ 4 B.表明了它是双分子反应 D.表明它为基元反应 衣泓理工槌考试试题纸(A 卷) 课程名称物理化学(下)专业班级 备注：学生不得在试题纸上答题(含填空题、选择题等客观题) %1. 选择题(12分，每题2分) 1. 如图：,在毛细管中装入水，如果在左端加热，毛细管中的水将() A. 保持不变 B.向左移动 C.来回移动 D.向右移动 2. 将2滴K 2[Fe(CN)4]水溶液滴入过量的CuCl 2水溶液中形成亚铁氤化铜正溶液，下列三种电解质聚沉值 最大的是 A. KBr B. K 2SO 4 C. K 4[Fe(CN)6] D. Na 3PO 4 1 H t 3. 298K 时，电池反应H 2(g)+- 02(g) ===H 2O(1)所对应的电池标准电动势& ,反应 2 2 &0⑴===2 H 2(g) + 02(g)所对应的电池标准电动势E ： Ej e '和E 2e '的关系为 A. E?. = -2 Ep ' B ?E ： =2 E? ' C. E 2° '= - E? ' D. ' 4. 在统计热力学中，若按组成子能否被分辨来对系统分类，那么 A. 气体与晶体均属定域子系统 B.气体与晶体均属离域子系统 C.气体属定域子系统，而晶体属离域子系统 D.气体属离域子系统，而晶体属定域子系统 5. 一定量纯理想气体等温变压时，在分子运动的各配分函数中与压力有关的是： A.电子运动的配分函数 B.平动配分函数 C.转动配分函数 D.振动配分函数 6. 对于任意给定的化学反应A + B — 2Y,则在动力学研究中：( ) A.表明它为二级反应 C.表明了反应物与产物分子间的计量关系 化学系2011级化学/应用化学专业《物理化学》（下）期中测试 姓名学号分数 请将答案书写在答题纸上！ 一、填空。（每空2分，共40分） 1.统计热力学中根据粒子是否可分辨将体系分为体系和体 系；根据粒子之间的相互作用将体系分为体系和体系。2.在已知温度T下，某粒子的能级εj=2εi，简并度g i = 2g j，则εj和εi上分布的 粒子数之比为。 3.某理想气体X，其分子基态能级是非简并的，并定为能量的零点，而第一激 发态能级的能量为ε，简并度为3。若忽略更高能级时，则X的配分函数为。若ε=0.5kT，则第一激发态能级与基态能级的分子数之比为。 4.巳知CO和N2分子的质量相同，转动特征温度基本相等，若电子均处于非 简并的基态，且振动对熵的贡献可忽略，那么S m (CO) S m (N2)。（填入“>”,“<”或者“=”） 5.对于热力学函数U、S、G、H和A：（1）当考虑粒子可辨与不可辨时，哪些 函数会发生变化？；（2）当考虑分子运动的零点能时，哪些函数会发生变化？。 6.净重为8g的某物质的分解反应为一级反应，其半衰期为10天，则40天后 其净重为。 7.某复杂反应表观速率常数k与各基元反应速率常数间关系为：k=k2(k1/2k4)1/2， 则表观活化能E a与各基元反应活化能之间的关系为：。 8.碰撞理论中，反应阈能（E c）与实验活化能（E a）之间的关系为：。 9.链反应的三个基本步骤是：，，和。 10.催化剂能加快反应，其根本原因在于。 11.增加浓液中的离子强度时，对以下反应的速率系数有何影响？填入“增大”, “减小”或者“不变”。 （1）Fe2++Co(C2O4)33-→Fe3++Co(C2O4)34- （2）蔗糖+OH-→转化糖 （3）S2O82-+3I-→I3-+2SO42- 期末练习题 1. 当某溶质溶于某溶剂中形成浓度一定的溶液时,若采用不同的标准浓度, 则下列说法中正确的是： ( ) (A) 溶质的标准态化学势相同 (B) 溶质的化学势相同 (C) 溶质的活度系数相同 (D) 溶质的活度相同 2. 在298K 时，设液体A 和B 能形成理想的液态混合物，它们的蒸气形成理 想的气态混合物。 已知纯A 和纯B 的饱和蒸汽压分别为kPa p A 50=*，kPa p B 60=*， 如液相中40.0=A x ，则平衡的气相中B 的摩尔分数B y 的值为 （ ） （A ）0.25 (B) 0.40 (C) 0.50 (D) 0.64 3. 在一定温度和压力下,设纯的A(l)的化学势为*μ，其标准态化学势为θμ。 如在A 中加入另一液相B(l),形成理想的液态混合物，这时A(l)的化学势为 A μ，标准态化学势为θμA ， 则两种化学势之间的关系为 （ ） （A ）*μ=A μ，θμ=θ μA （B ）*μ＞A μ，θμ＜θμA （C ）*μ=A μ θμ＞θμA （D ）*μ＞A μ，θμ＝θμA 4. 在298K 时，已知①H 2(g)和②O 2(g)在水中的Henry 系数分别为 91,1012.7?=x k Pa, 92,1044.4?=x k Pa. 在相同的温度和压力下， 两者在水中的饱和溶解的量用摩尔分数表示分别为x 1和x 2，两者的关系为 （ ） （A ）x 1＞x 2 (B) 无法比较 (C) x 1=x 2 （D ）x 1＜x 2 5. 在恒温抽空的玻璃罩中，封入两杯液面相同的糖水（A ）和纯水（B ）。经 历若干时间后，两杯液面的高度将是： （ ） （A ）A 杯高于B 杯 （B ）A 杯等于B 杯 一、填空题（26分，每空2分） 1．已知水在25～100℃之间平均恒压摩尔热容为75.48 J·K -1·mol -1，则在101.3kPa 下，将1kg 水从25℃加热至100℃所需的热为 。 2．某一温度下，反应C(s) + O 2 (g) == CO 2 (g) 的标准平衡常数为K 1，反应 CO (g) + 1/2O 2 (g) == CO 2 ( g) 的标准平衡常数为K 2，则同样温度下反应 2C (s) + O 2 (g ) == 2CO (g) 的标准平衡常数K 3与K 1和K 2的关系是K 3=??????????。 3．450 ?C 时，将NH 3(g)与N 2(g)混合，由于NH 3(g)的分解，最终得到NH 3(g)、N 2(g)和H 2(g)平衡共存的系统，求该系统的组分数C ＝ ，自由数F ＝______。 4．克劳修斯不等式的形式是 ；其大于号适用于 过程。 5．对组成不变的均相封闭系统，(?S /?p )T = ；对理想气体，(?S /?p )T = 。 6．Cd(s)的蒸气压与温度的关系为：lg(p /Pa) =5693K /T -6.439，Cd(l)的蒸气压与温度的关系为：lg(p /Pa) = 5218K /T -5.772，则Cd 的三相点的温度为 ，压力为_______Pa 。 7．如果在溶剂A 中加入少量非挥发性溶质B 组成溶液，溶液凝固时析出的固体A 中也溶解有B ，则该液态溶液的蒸气压将比纯A 液体的蒸气压_________，沸点 ，凝固点___________。（填“升高”、“降低”、“不变”） 二、选择填空题（30分，每题2分） 1．反应PCl 5(g) == PCl 3(g) + Cl 2(g)在473 K 时的离解度为48.5%，而573 K 时的离解度为97 %，则可判断为 A.平衡常数K =2 B.两温度的平衡常数K 相等 C.反应是放热的 D.反应是吸热的 3．由A 及B 双组分构成的α和β两相系统，则在一定T ，p 下物质A 由α相自发向β相转移的条件为 A.β A A μμα > B.β A A μμα< C.βα μμA A = D. β αμμB A = 3．理想气体等温自由膨胀过程的 A.Q > 0 B.?U < 0 C.W < 0 D.?H = 0 4．对于只作膨胀功的封闭系统(?A /?T )V 的值是 A.大于零 B.小于零 C.等于零 D.不能确定 5．在温度为T 时，纯液体组分A 和B 的饱和蒸气压分别为p A *和p B *，且p B *=3 p A *，若组分A 和B 形成理想液态混合物，当气液两相平衡时，气相中组分A 和B 的物质的量相等。则组分A 和B 在液相中的摩尔分数各应是 p ) = NH p p p ) = NO ) + p p 第十章 界面现象 10－1 请回答下列问题： (1) 常见的亚稳定状态有哪些？为什么产生亚稳态？如何防止亚稳态的产生？ (2) 在一个封闭的钟罩，有大小不等的两个球形液滴，问长时间放置后，会出现什么现象？ (3) 下雨时，液滴落在水面上形成一个大气泡，试说明气泡的形状和理由？ (4) 物理吸附与化学吸附最本质的区别是什么？ (5) 在一定温度、压力下，为什么物理吸附都是放热过程？ 答： (1) 常见的亚稳态有：过饱和蒸汽、过热液体、过冷液体、过饱和溶液。产生这些状态的原因就是新相难以生成，要想防止这些亚稳状态的产生，只需向体系中预先加入新相的种子。 (2) 一断时间后，大液滴会越来越大，小液滴会越来越小，最终大液滴将小液滴“吃掉”， 根据开尔文公式，对于半径大于零的小液滴而言，半径愈小，相对应的饱和蒸汽压愈大，反之亦然，所以当大液滴蒸发达到饱和时，小液滴仍未达到饱和，继续蒸发，所以液滴会愈来愈小，而蒸汽会在大液滴上凝结，最终出现“大的愈大，小的愈小”的情况。 (3) 气泡为半球形，因为雨滴在降落的过程中，可以看作是恒温恒压过程，为了达到稳定状态而存在，小气泡就会使表面吉布斯函数处于最低，而此时只有通过减小表面积达到，球形的表面积最小，所以最终呈现为球形。 (4) 最本质区别是分子之间的作用力不同。物理吸附是固体表面分子与气体分子间的作用力为德华力，而化学吸附是固体表面分子与气体分子的作用力为化学键。 (5) 由于物理吸附过程是自发进行的，所以ΔG ＜0，而ΔS ＜0，由ΔG =ΔH －T ΔS ，得 ΔH ＜0，即反应为放热反应。 10－2 在293.15K 及101.325kPa 下，把半径为1×10－3m 的汞滴分散成半径为1×10－9m 的汞滴，试求此过程系统表面吉布斯函数变(ΔG )为多少？已知293.15K 时汞的表面力为0.4865 N ·m －1。 解： 3143r π＝N ×3243r π N ＝3132 r r ΔG ＝2 1 A A dA γ? ＝γ(A 2－A 1)＝4πγ·( N 22 r －21 r )＝4πγ·(3 12 r r －21r ) 1 第一章热力学第一定律 选择题 1．关于焓的性质, 下列说法中正确的是（） (A) 焓是系统内含的热能, 所以常称它为热焓(B) 焓是能量, 它遵守热力学第一定律 (C) 系统的焓值等于内能加体积功(D) 焓的增量只与系统的始末态有关 答案：D 。因焓是状态函数。 2．涉及焓的下列说法中正确的是（） (A) 单质的焓值均等于零(B) 在等温过程中焓变为零(C) 在绝热可逆过程中焓变为零 (D) 化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化 答案：D 。因为焓变ΔH=ΔU+Δ(pV)，可以看出若Δ(pV)＜0则ΔＨ＜ΔＵ。 3．与物质的生成热有关的下列表述中不正确的是（） (A) 标准状态下单质的生成热都规定为零(B) 化合物的生成热一定不为零(C) 很多物质的生成热都不能用实验直接测量 (D) 通常所使用的物质的标准生成热数据实际上都是相对值 答案：A 。按规定，标准态下最稳定单质的生成热为零。 4．下面的说法符合热力学第一定律的是（） (A) 在一完全绝热且边界为刚性的密闭容器中发生化学反应时,其内能一定变化 (B) 在无功过程中, 内能变化等于过程热, 这表明内能增量不一定与热力学过程无关 (C)封闭系统在指定的两个平衡态之间经历绝热变化时, 系统所做的功与途径无关 (D) 气体在绝热膨胀或绝热压缩过程中, 其内能的变化值与过程完成的方式无关 答案：C 。因绝热时ΔＵ＝Q ＋W ＝W 。（A ）中无热交换、无体积功故ΔＵ＝Q ＋W ＝0。（B ）在无功过程中ΔＵ＝Q ，说明始末态相同热有定值，并不说明内能的变化与过程有关。（D ）中若气体绝热可逆膨胀与绝热不可逆膨胀所做的功显然是不同的，故ΔＵ亦是不同的。这与内能为状态函数的性质并不矛盾，因从同一始态出发，经绝热可逆膨胀与绝热不可逆膨胀不可能到达同一终态。 5．关于节流膨胀, 下列说法正确的是 (A)节流膨胀是绝热可逆过程(B)节流膨胀中系统的内能变化(C)节流膨胀中系统的焓值改变(D)节流过程中多孔 塞两边的压力不断变化 答案：B 6．在实际气体的节流膨胀过程中，哪一组描述是正确的: （A ）Q >0, H ＝0, p < 0 （B ）Q ＝0, H <0, p >0 （C ）Q ＝0, H ＝0, p <0 （D ）Q <0, H ＝0, p <0 答案：C 。节流膨胀过程恒焓绝热且压力降低。 7．系统经一个循环后，ΔＨ、ΔＵ、Q 、W 是否皆等于零？ 答：否。其中H 和U 为状态函数，系统恢复至原态后其值复原，即ΔＨ＝0、ΔＵ＝0。而热与功是与途径有关的函数，一般不会正好抵消而复原，除非在特定条件下，例如可逆绝热膨胀后又可逆绝热压缩回至原态，或可逆恒 温膨胀后又可逆恒温压缩回至原态等。 1. 在温度T 、容积V 都恒定的容器中，含有A 和B 两种理想气体，它们的物质的量、分压和分体积分别为nA ，pA ，VA 和nB ，pB ，VB ，设容器中的总压为p 。试判断下列公式中哪个是正确的（）。 （A ）A A p V n RT （B ）B A B ()pV n n RT （C ）A A A p V n RT （D ）B B B p V n RT 答：（A ）只有（A ）符合Dalton 分压定律。 4. 真实气体液化的必要条件是（）。 （A ）压力大于C p （B ）温度低于C T （C ）体积等于m,C V （D ）同时升高温度和压力 答：（B ）C T 是能使气体液化的最高温度，温度再高无论加多大压力都无法使气体液化。物理化学第五版课后习题答案
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华东师范大学物理化学2014年期中考试试卷
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