物理化学期末考试习题及答案

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=θμA （B ）*μ＞A μ，θμ＜θ

μA （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 （C ）A 杯低于B 杯 （D ）视温度而定

6. 物质B 固体在298K 、101.325kPa 下升华，这意味着 （ ）

（A ）固体比液体密度大些（B ）三相点压力大于101.325kPa （C ）固体比液体密度小些（D ）三相点压力小于101.325kPa 7. 水在三相点附近，其汽化热和熔化热分别为44.821kJ mol -?和5.9941kJ mol -?，

则在三相点附近，冰的升华热约为 （ ） （A ）33.831kJ mol -?（B ）50.811kJ mol -?（C ）-38.831kJ mol -?（D ）-50.811kJ mol -?

8. 对于二组分气—液系统，哪一个可以用蒸馏或精馏的方法将两个组分分离

（

）

(A) 对Raoult 定律产生最大正偏差的双液系

(B) 接近于理想的液体混合物

(C) 对Raoult 定律产生最大负偏差的双液系

(D)部分互溶的双液系

9．合成了一个新化合物B(s)的质量为1.5克，溶于1.0kg 纯水中形成非电介

质溶液，测得出现冰的温度比纯水凝固点下降了0.015K, 已知水的凝固点降低常数 k f =1.86K·mol -1·kg, 则该化合物的摩尔质量M B 约为 （ ）

(A) 100g·mol -1 (B) 150g·mol -1

(C) 186g·mol -1 (D)200g·mol -1

10. 某系统存在C （s ），H 2O(g)，CO(g)，CO 2(g)，和H 2(g)五种物质，相互建立

了下述三个平衡：22()()()()H O g C s H g CO g ??→++←??

222()()()()CO g H g H O g CO g ??→++←?? 2()()2()CO g C s CO g ??→+←??

则该系统的独立分数C 为： （ ）

（A ）3 （B ）2 （C ）1 （D ）4

11. 当Clausius-Clapeyron 方程应用于凝聚相转变为蒸汽时，则： （ ）

（A ）p 必随T 之升高而降低 （B ）p 必不随T 而变

（C ）p 必随T 之升高而变大 （D ）p 随T 之升高可变大或减小

12. 对恒沸混合物的描述，下列叙述哪一种是不正确的？ （ ）

(A)与化合物一样，具有确定的组成 (B)不具有确定的组成

(C)平衡时，气相和液相的组成相同 (D)其沸点随外压的改变而改变

13. 下述说法,何者正确? ( )

(A) 水的生成热即是氧气的燃烧热 (B) 水蒸气的生成热即是氧气的燃烧热 (C) 水的生成热即是氢气的燃烧热 (D) 水蒸气的生成热即是氢气的燃烧热

14. 在通常温度下，NH 4HCO 3(s) 可发生下列分解反应： NH 4HCO 3(s) ＝ NH 3(g) + CO 2(g) + H 2O(g)

设在两个容积相等的密闭容器A 和B 中，分别加入纯 NH 4HCO 3(s) 1kg 及 20 kg ，均保持在298 K 达到平衡后，下列哪种说法是正确的？ ( )

(A) 两容器中压力相等

(B) A 内压力大于 B 内压力

(C) B 内压力大于 A 内压力

(D) 须经实际测定方能判别哪个容器中压力大

15. 理想气体反应平衡常数 K x 与 K c 的关系是∶ ( )

(A) K x = K c (RT)

νB

B

∑ (B) K x = K c p νB

B

∑

(C) K x = K c (RT/p B

B

)

ν-

∑ (D) K x = k c (V/νB B

∑n B ) νB

B

∑

16. 根据某一反应的r m G Θ

?值，下列何者不能确定？ （ ）

（A ）标准状态下自发反应的方向

（B ）在r m G Θ?所对应的温度下的平衡位置

（C ）在标准状态下系统所能做的最大非膨胀功 （D ）提高温度与反应速率的变化趋势

17. 理想气体CO(g)+2H 2 = CH 3OH(g)的m G Θ

?与温度T 的关系

m G Θ?= -21330+52.92T ，若要使反应的平衡常数K Θ>1,则应控制的反应温度：

（ ）

（A ）必须低于409.3C ? （B ）必须高于409.3K

（C ）必须低于409.3K （D ）必须等于409.3K

18. PCl 5的分解反应是532()()()PCl g PCl g Cl g =+，在473K 达到平衡时，PCl 5-

（g ）有48.5%分解，在573K 达到平衡时，有97%分解，则此反应为：

（ ）

（A ）放热反应 （B ）吸热反应

（C ）既不放热也不吸热 （D ）这两个温度下的平衡常数相等

19. 溶质B 的活度可作如下两种选择：

(1)B B B 1

lim x a x →= (2) B '

B 0

B lim x a x =→

若溶液上方的蒸气看作理想气体,在同一温度T 时则两种活度的比值a B /a'B = ______, 两种活度系数的比值γB x /γ'B x =_________。

20. 已知反应C(s)＋O 2(g)=CO 2(g) 的平衡常数为 K 1；CO(g)＋12O 2(g)=CO 2(g)

的平衡常数为 K 2； 2C(s)＋O 2(g)=2CO(g) 的平衡常数为 K 3；则K 3与K 1,K 2

的关系为 。

21. NH 4HS(s) 放入抽空的瓶内发生分解: NH 4HS(s) ＝ NH 3(g) + H 2S(g)

则分解反应达到平衡时该系统的独立组分数为 ___________ ，相数为 _________ ，自由度数为 ____ ；在 25℃时测得体系达到平衡时的压力为 66.66 kPa ，若此温度时NH 3的分压为13.33 kPa ；要使 NH 3和 H 2S 的混合气体系统中不形成 NH 4HS 固体，则应将 H 2S 的分压控制在 （大或小）____于 _____ kPa 。

22. 在实验中常用冰盐混合物作为致冷剂,试解释当把食盐放入0℃的冰水平衡系统中时,为什么会自动降温?降温的程度有否限制,为什么?这种致冷体系最多有几相?

23. 在298K 时，A 和B 组成液态混合物，在混合物（E ）中，B 的蒸气压为10.67kPa,

在混合物（F ）中，B 的蒸气压为3.60kPa.

（1） 现在要将2.00mol 的B 从混合物（E ）中移至混合物（F ）中，计算需作的最大非膨胀功。

（2）如将压力为100kPa 的B 2.00mol 溶于大量的A 中，形成混合物，B 的蒸气压为3.60kPa, 计算该过程的最大非膨胀功。

24. 金属Na 与Bi 形成的二元混合体系相图如下。 （1）试分析各相区的相数，组成，和自由度。 （2）图中三条水平线代表什么，请加以说明。

（3）并画出在Bi的组成为0.2, 0.4 及0.8时系统由1100K 冷却的步冷曲线。

25. 将10g Ag

2

S 与 617℃,1.013×105 Pa, 1 dm3的氢气相接触，直至达到平衡。

已知此反应在 617℃时的平衡常数 K

p

= 0.278。

(1) 计算平衡时 Ag

2

S 和 Ag 各为若干克？气相平衡混合物的组成如何？

(2) 欲使 10 g Ag

2S 全部被 H

2

还原，试问最少需要 617℃，1.013×105 Pa

的 H

2

气若干立方分米？

26. 通常在钢瓶里的压缩氢气中含有少量氧气。实验中常将氢气通过高温下的铜

粉, 以除去少量氧气，其反应为：2Cu(s) + (1/2) O

2(g) ＝ Cu

2

O(s)

若在 600℃时，使反应达到平衡，试问经处理后在氢气中剩余氧的浓度为多

少？已知：Δ

r G

m

= (-166 732 + 63.01 T / K )J mol-1。

参考答案

1. B;

2. D;

3. D;

4. D;

5. A;

6. B;

7. B;

8. B;

9. C;

10. A; 11. C; 12. A; 13. C; 14. A; 15. D; 16. D; 17. C; 18. B;

19. k

B / p

B

* , k

B

/ p

B

*

20. K

3 =(K

1

/K

2

)2

21. [ (1) 1 (2) 2 (3) 1 (4) 小 (5) 83.33 kPa ]

22. [答] 当把食盐放入0℃的冰水平衡体系中时,就要使冰点降低,因此破坏

了冰水平衡,故冰就要融化, 融化过程中就要吸热使体系的温度下降；

降温有一定的限度,因为它是属于二元体系的低共熔混合物,当温度降到低共熔点时,冰与溶液达到了平衡,不再融化而吸热,此时体系的

温度就不再下降了。

根据相律：f = C-Φ +2 ， C=2 (NaCl , H

2

O) 当 f=0 时,即最多相数Φ = 4 (气相,溶液相,冰,NaCl(s))

23 [答] (1) μ

B (E)－μ

B

(F)=RTln[p

B

(E)/p

B

(F)]

W

f,max

=△G=n△μ=－5.38kJ (2) 物质B在溶解前后化学势的变化为

μ

B 0+RTln[p

B

/p○0]- μ

B

0= RTln[p

B

/p0]

W

f,max

=△G=n△μ=-16.47kJ 24. 略

25. [答] (1) ∑

B

B

n= 0.0137 mol

K

p = x(H

2

S)/[1-x(H

2

S)] = 0.278

解得 x(H

2

S) = 0.2175

n(H

2

S) = 3.0×10-3 mol

n(H

2

) = 1.07×10-2 mol

m(Ag

2

S) = 9.26 g

m(Ag) = 0.647 g

(2) K

p

= 0.278 = [(10/247.8)mol]/[∑

B

B

n- (10/247.8)mol]

解得 n =∑

B

B

n= 0.1857 mol

V = nRT/p = 1.356×10-2 m3

26. Δ

r G

m

= (-166 732 + 63.01×873.2) J·mol-1 = -111 22 J·mol-1

因为Δ

r G

m

= -RT lnK

p

= RT ln(p(O

2

)/p )1/2

所以 p(O

2)= p exp(2Δ

r

G

m

/RT) = 4.46×10-9 Pa