9套 《物理化学》期末模拟试题

物理化学（A 中）期终考试试卷（A ）系名： 学号： 姓名： 成绩1=，Pa p 1013251=，经过三步可逆过程：（1）恒温压缩到202650Pa, （2）恒压升温到400K ，（3）通过线性方程bT a p +=，再返回到始态。

回答（a ）在T p -图上绘出这一循环，并计算方程中的a 和b ，（b ）计算每一过程的U ∆，H ∆，W ，S ∆。

（二）（20分）（1）300K ，浓度为1-molkg m B 的NaCl 稀溶液的渗透压为202650Pa ，计算B m 。

已知水的密度30.1-=gcm ρ，摩尔质量102.18-=gmol M ，求下列过程的m G ∆。

),(),1(),(222B G B m l O H mol O H m l O H m +−−→−∆纯 （2）有一水蒸气锅炉，能耐压pa p θ15，问此锅炉加热到什么温度有爆炸的危险？已知水的汽化热为164.40-kJmol ，可视为常数。

（三）（10分）填充题（1）化学亲和势的定义为≡A （ ）如正向反应能自发进行，则A （ ） （2）反应进度的定义为≡ξ（ ）其量纲为（ ） （3）理想气体反应体系0≠∆νθϑc p K K =（ ）n K =（ ）（四）（10分）298K 和101325Pa 的乙醇-水溶液中，右旋葡萄糖βα⇔的平衡常数333.10=c K ，α型在乙醇-水溶液中的溶解度为0.020 g cm -3，β型在乙醇-水溶液中的溶解度为0.049 g cm -3。

已知298K 和101325Pa 下无水固体α型的9.902)(-=∆αθm f G kJ mol -1，求该温度时的)(βθm f G ∆。

设溶液符合稀溶液行为，180=葡M 。

（要求设计过程）（五）（20分）（1）写出下列平衡中体系的相数，组分数和自由度。

（a ） 在一抽空容器中放入（NH 4）2CO 3(s)在指定温度下达到平衡： )()()(2)()(223324g CO g O H g NH s CO NH ++⇔（b ） 101325Pa 时，一水溶液中含H 3PO 4, H 2PO 42-, HPO 42-, PO 43-, Na, H +。

（2）在表中填入各相区的物质相态及自由度（六）（10分）计算1mol 液体水从100o C ，1θp Pa 变为0.5θp Pa 和102 o C 蒸汽的G ∆。

已知72.188)298,(=K g S θJ K -1 mol -1，66.37)(=g C p J K -1 mol -1。

在100-102o C 之间均为常数，蒸汽为理想气体。

要求设计过程装订线2005—2006年度第二学期期末考试试卷A卷共3页课程名称：物理化学课程代码： 322.116.2. 开课院系：化学系一、请计算1 mol理想气体在下述各过程的有关量：(1) 在25 o C时，由压力pø绝热可逆压缩到3×pø时的∆G m，已知R27Cm,p=，S m (298 K) = 205.02 J·K-1·mol-1；(2) 进行一次卡诺循环后的∆U、∆H、∆S、∆A和∆G；(3) 在110 o C时，压力由3×pø绝热自由膨胀到pø，求Q、W、∆U、∆H、∆A、∆S和∆G。

（26分，每个量2分）二、由QTkABln-=推导U，H，S，VC，G，p与Q的关系。

（14分，每个量2分）301-3三、在某一温度下，将碘溶解于CCl4中。

当碘的物质的量分数在0.01～0.04范围内时，此溶液符合稀溶液规律。

实验测得与液相中物质的量分数为0.03和0.5的碘平衡的气相中的碘的蒸气压分别为1.638 kPa和16.72 kPa。

当碘的物质的量分数为0.5时，求溶液中碘的活度及活度系数。

（10分）四、NaCl-H2O二组分体系的低共熔点为-21.1o C，此时冰、NaCl2H2O(s)和浓度为22.3%（重量百分数）的NaCl水溶液平衡共存，在-9o C时有一个不相合熔点，在该熔点温度时，不稳定化合物NaCl2H2O(s)分解为无水NaCl和27%的NaCl水溶液，已知无水NaCl 在水中溶解度随温度升高略有增加。

（1）绘制相图（示意图），并指出图中线、面的意义；（2）若在冰水平衡体系中加入固体NaCl作为制冷剂可获得最低温度为几度？（3）若有1000克28%的NaCl溶液，由160o C冷到-10o C，问在过程中最多时析出纯NaCl多少克？而此过程结束后最终由哪几相构成？（20分）114-4五、常压下，用乙苯脱氢制苯乙烯。

已知873 K 时，1780.0K p =θ，若原料气中，乙苯和水蒸气的比例为1:9，求乙苯的最大转化率。

若不添加水蒸气，则乙苯的转化率为多少？（15分）6、证明理想气体的内能和焓变与压力或体积无关。

（15分）装订线2005—2006年度第二学期期末考试试卷B卷共6页课程名称：物理化学课程代码： 222.116.1 开课院系：化学系一、1 mol 理想气体在273K，从10132.5 kPa膨胀到1013.25 kPa。

（1）若是可逆膨胀，计算W，q，U∆，H∆，S∆，A∆，G∆；（2）若是可逆膨胀，计算孤立体系（气体+环境）的上述各热力学量；（3）若是自由膨胀，计算上述各热力学量；（4）若是自由膨胀，计算孤立体系的上述各热力学量。

（21分，每个量1分）46-2-28二、非定域（不可辨）独立粒子系统的熵与配分函数的关系为NkTUNqlnNkS++=, 证明：(1) 亥姆霍兹函数⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=!NqlnkTAN；(2) 吉布斯函数TNVqlnNkTV!NqlnkTG⎪⎭⎫⎝⎛∂∂+⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=(N的数量级约1023，对这样大的数lnN!=NlnN-N成立) （14分）301-3三、将一含有5.00mol苯和7.00mol甲苯的溶液与3.00苯、2.00mol甲苯和4.00mol对二甲苯溶液混合，混合前后温度保持不变，计算混合熵变。

（15分）78-3-19四、相图分析题：某二组分凝聚系统相图如图所示。

(1) 在图中标出各区域的稳定相；(2)指出图中三相线及对应的平衡物质；(3)分别绘出系统由a 点和b 点降温时的冷却曲线，并简述其相变化和自由度变化。

（15分）492-4C abABT /KW B五、甲苯的甲醇甲基化反应是石油化工中制备对二甲苯的重要方法，该过程包含如左反应网络，（1）分析其中有几个热力学上的独立的化学反应。

（2）反应起始时体系中只有1摩尔甲醇和1摩尔甲苯，平衡时体系内对、间、邻二甲苯的含量分别为x ，y ，z mol ，请写出反应网络中所有反应的平衡常数表示式（以x ，y ，z 表示），（3）利用左表中各物种在298.15K 时的标准生成焓和熵, 并假设其值随温度的变化可以忽略，计算500K 和标准压力下这些反应的平衡常数以及平衡时反应体系中各物种的含量。

（20分，自编）物质 θmf H ∆/kJ mol -1θmS /J mol -1 K -1 甲醇（气体） -201.17 237.7 甲苯（气体） 49.999 319.74 水（气体）-285.84 69.94 对二甲苯（气体） 17.95352.42间二甲苯（气体）17.24 357.69邻二甲苯（气体） 19.00352.756、有人认为，在绝热可逆过程中，任何物质B 的均相pVT 封闭体系的焓随温度升高必然增加。

此结论普遍成立吗？请通过论证并举例说明。

已知p T T V T V p H )/()/(∂∂-=∂∂。

（15分）物理化学（下）期终考试 A卷（2003 .6.13）姓名_____________ 学号______________ 成绩_________________一.简答题（每题5分）1. 简述反应过渡态理论。

2. 弛豫方法的原理是什么？3. 在某电解质溶液中，若有i种离子存在，则溶液的总电导应为 G= ∑(1/Ri) 还是G = 1/∑Ri ？为什么？4. 增加溶液中的离子强度，对下面反应反应速度有何影响？NH4+ + CNO-−→CO(NH2)25. 极化对原电池和电解电池的影响有何不同？二. 计算题（每题15分）1．将N2在电弧中加热，从光谱上观察到第一激发态的占有分子数与基态占有分子数之比N v=1/N v=0 = 0.26，v为振动量子数，已知N2的振动频率ν = 6.99⨯1013 s-1，计算(1) 气体的温度(2) 1 mol气体的振动能量（以振动基态为零点）2. 在673 K时反应 NO2(g) ⇒ NO(g) + 1/2O2(g)可以完全进行，反应为二级反应 -d[NO2]/dt = k[NO2]2其中 ln k = -12886.7 / T(单位K) + 20.27 (k的单位为 mol-1 dm3 s-1)(1)求此反应的指前因子A和实验活化能E a(2)673 K时将NO2通入反应器，压力为26.66 kPa, 试计算反应进行后反应器压力达到32.0 kPa时所需要的时间，在上述反应条件下反应的半衰期3.乙炔气体的热分解是二级反应，其能发生反应的临界能为190.4 kJ/mol，分子直径为0.5 nm，反应在800 K，101.325 KPa进行，计算：（1）上述反应条件下的速率常数；（2）上述反应条件下的初始反应速率。

4.在291 K时，纯水的电导率为3.8 ⨯10-6S m-1。

当水解离成H+和OH-并达到平衡，求此时水的摩尔电导率、解离度和H+离子的浓度。

（已知此时水的密度为998.6 kg m-3，H+ 和OH- 的极限离子摩尔电导率分别为0.0350和0.0198 S m2 mol-1）5.将反应H2(p0) + Ag2O = 2Ag(s) + H2O(l) 设计成电池，在298 K时反应的∆H = -252.79 kJ mol-1，电动势温度系数–5.004⨯10-4V K-1，请计算电极OH-(aq)/Ag2O+Ag的标准电极电势，已知水的活度积为10-14。

物理化学A（下）期终试题（A）2005．1．11班级学号姓名成绩（一）简述题（每题5分，共40分）1．什么是统计力学中的等概率原理，举例说明；2．说明稳态近似及其应用的条件；3．什么是催化反应？它有什么特征？4．说明能量相关理论以及如何用它解释环加成反应的选择性；5．什么是势能面，它在动力学研究中有什么作用；6．什么是单分子反应，单分子反应是否一定是一级反应，为什么？7．离子强度的定义是什么？说明强电解质稀溶液中平均活度系数与离子强度的关系；8．写出塔菲尔（Tafel）公式，并说明其物理意义。

（二）1. 用麦克斯韦-玻耳兹曼分布公式计算25℃时两能级差分别为8.368和418.4 kJ⋅mol-1 时，两能级上的粒子数之比（假定两能级的简并度相等）;2. 如果电子的第一激发态的能量比基态高出418.4 kJ⋅mol-1时，且(g1/g0) = 6，那么在何温度下有10%的分子在电子的第一激发态? （15分）（三） 乙醛热分解反应机理如下：反应常数 活化能CH 3CHO CH 3· + ·CHO k 1 E 1 CH 3·+ CH 3CHO CH 4 + CH 3CO· k 2 E 2 CH 3CO· CH 3·+ CO k 3 E 3 2CH 3· C 2H 6 k 4 E 4试写出以d[CH 4]/dt 表示的速率方程式，及反应的表观活化能与各基元反应活化能之间的关系。