2012年哈工大物理化学试题
物理化学复习
一、判断题
无限稀电解质溶液的摩尔电导率可以看成是正、负离子无限稀摩尔电导率之和，这一规律只适用于强电解质。×
电解质溶液中各离子迁移数之和为1。√
电解质的无限稀摩尔电导率Λm∞可以由Λm对√c作图外推至√c =0得到。×
恒温、恒压下ΔG>0的反应不能自发进行。×
自发过程一定是不可逆过程。√
只有在比表面很大时才能明显地看到表面现象，所以系统表面增大是表面张力产生的原因。×
单分子层吸附只能是化学吸附，多分子层吸附只能是物理吸附。×
物理吸附是多分子层吸附。√
憎液固体表面不能被液体所润湿，其相应的接触角大于90°,亲液固体表面能被液体所润湿，其相应的接触角小于90°。√水银不能润湿玻璃，在玻璃管中呈凸液面，接触角90
由于溶质在溶液的表面产生吸附，故溶质在溶液表面浓度大于它在溶液内部的浓度。×
当非表面活性物质加入溶液中后发生负吸附, 表面活性物质加入溶液中后发生正吸附。√
在同一反应中各物质的变化速率相同。×零级反应的反应速率不随反应物质的浓度变化而变化。√一个化学反应进行是级数越大，其反应速率也越大。×一级反应是单分子反应。×零级反应是单分子反应。×
状态改变后，状态函数一定都改变×封闭系统是系统与环境间有能量交换，无物质交换的系统。√单组分系统的相图中两相平衡线都可以用克拉佩龙方程定量描述。√标准状态下，反应CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)此△Ｈ值不是甲醇的燃烧热。√负偏差系统的蒸气压比拉乌尔定律计算值要高。×正偏差系统的蒸气压比拉乌尔定律计算值要高。√
一个已达平衡的化学反应，只有当标准平衡常数改变时，平衡才会移动。×催化剂不能改变平衡常数的大小。√等温等压下，化学反应平衡的条件是系统各物质的化学势相等。×
根据道尔顿分压定律，P=∑P B，可见压力具有加和性，应属于广度性质。×
因Q p=△H, Q v=△U,所以Q p与Q v都是状态函数。×
熵增加的过程一定是自发过程。×
物质B在两相之间进行宏观转移的方向总是从浓度高的相迁至浓度低的相。×
吉布斯函数减小的过程一定是自发过程。×在等温、等压不作非体积功的条件下，反应的△rG m<0时，若值越小，自发进行反映的趋势也越强，反应进行得越快。×三组分系统最多同时存在5相。√
二、填空
⑴用阴、阳、正、负极填入电池：Zn|ZnSO4||CuSO4|Cu 电池对外放电时锌极是极极，铜极是极( 负极，正极) .电解池中负极为, 正极
为, 在外电场的作用下，_____向阴极区迁移，____向阳极区迁移。
分别为1000Ω和500Ω，则它们的摩尔电导率之比Λm,A /Λm,B = 5
⑵ 用同一电导池测得浓度为0.01mol·dm -3的A 溶液和浓度为0.1mol·dm -3的B 溶度的电阻 ⑶ 已知Λm ∞(Na +)=50.11×10-4S·m 2·mol -1, Λm ∞(OH -)=198·0×10-4S·m 2·mol -1，在无限稀的NaOH 溶液中t ∞(Na +)= 0.202 ，t ∞(OH -)= 0.798 。
(4) 25℃时E ?(Fe 3+∣Fe 2+)=0.77V ，E ?(Sn 4+∣Sn 2+)=0.15V ，则25℃时反应2Fe 3++Sn 2+→2Fe 2++Sn 4+的K ?= 9×1020。
(5) 在稀溶液中摩尔电导率Λm 随浓度的增加而 降低 ，电导率К随浓度的增加而 增加。
(6) 空气中有一球形肥皂泡，其半径为r 1，则泡内附加压力△p 1= 4δ/r ，在肥皂水中有一球形肥皂泡，其半径为r 2，则泡内的附加压力△p 2= 2δ/r
(8 液滴越小，饱和蒸气压越 ，液体中的气泡越小，饱和蒸气压越 。列举出两种热力学亚稳态（例如过饱和溶液），它们是 、 。
(9) 物理吸附的选择性 ，化学吸附的选择性 。
(10)反应2A →3B ，则-dc A /dt 和dc B /dt 之间的关系是 -1/2·dc A /dt=1/3·dc B /dt 。某化学反应的反应物反应掉?所需的时间是反应掉?所需时间的2倍，则反应是 一级反应。 （11）反应A →B ，若A 完全反应掉所需的时间是反应掉一半所需时间的2倍，则该反应是 零 级反应。
（12）偏摩尔焓的定义式为___________。 偏摩尔熵的定义式为___________。
（13）在石灰窑中，分解反应CaCO 3(s)=CaO(s)+CO 2(g)已达平衡，则该系统的组分数C= ,相数P= ，自由度数= 。 CaCO 3(s)，BaCO 3(s)，BaO(s)和CO 2(g)构成的多相平衡体系的组分数C= ,相数P= ，自由度数= 。
（16）某反应A+B 11
-k k P ，加入催化剂后正逆反应的速率常数分别变为 k ?1 和k ?-1，且k ?1 =2k 1，
则k ?-1= 2 k -1。零级反应以 对时间作图为一直线，速率常数k 为直线的 (浓度，斜率的负值 在基元反应中，反应级数与____总是一致的.可以用 定律直接写出反应速率.
（17）工作在500K 和300K 两热源间的卡诺机的效率是______。 （18）理想气体作恒温膨胀，则此过程的: △U 0 , H ? 0, W 0. 1mol 理想气体从300k,200Kpa 绝热向真空膨胀至100Kpa,则此过程的: △U 0 ,△T 0,△V 0.
（19）真实气体在_____________的条件下，其行为与理想气体相近。在绝对零度时纯物质完美晶体的熵值= 。
三、 选择题
⑴理想气体作恒温压缩，则下列那哪种说法是错误的（ ）
A H ?= 0
B U ? = 0
C W < 0
⑵温度为298.15K,压力为100Kpa 下液态水的化学势μ(l)和固态水μ(s)之间的关系是
A μ(l)＞μ(s)
B μ(l)=μ(s)
C μ(l)＜μ(s)
D 无确定关系
(3) 水可以在固体铺展，界面张力σg-1，σ1-s 和σg-s 间的关系是：
A ．σg-1+σg-s >σ1-s σg-s -σ1-s >σg-1 C ．σg-1+σ1-s >σg-s D ．σg-1-σ1-s >σg-s
(4) 肥皂溶液的表面张力为6×10-3N·m -1,用此溶液吹一个半径为2×10-2m 的肥皂泡,则泡内的附加压力△p 为 A ． 0.6Pa B ．1.2Pa C ．2.0Pa D ．1.0Pa
(5) 20℃的水对待特氟隆的接触角为108°,将一根内径为10-4m 的毛细血管插入水中,20℃时的表面张力为72.75×10-3N·m -1则毛细血管上升h 为
A ．-4.6cm
B ．-2.3cm
C ．2.3cm
D ．4.6cm
(6) 反应aA+bB →Yy+zZ 的速率常数k A ,k B ,k L 和k M 之间的关系是： a) -k A /a= -k B /b=k Y /y = k Z /z
b) k A = (a/b)k B =(a/y)k Y = (a/z)k Z c) k A = k B =k L = k M d ) ak A = bk B =yk Y = zk Z
(7) 反应CO （g ）+2H 2（g ）?CH 3OH （g ）不存在催化剂时，正反应的活化能为E a ，平衡常数为K 。若加入催化剂，反应速率明显加快，此时正反应的活化能为E a ?，平衡常数为k ?，则 a) K= k ? E a =E a ? b) K> K ? E a
(8) A 和B 能形成理想液态混合物。已知在T 时P A *=2 P B *, 当A 和B 的二元液体 中x A =0.5时，与其平衡的气相中A 的摩尔分数是（ ）
A 1
B 3/4
C 2/3
D 1/2
(9) 对一级反应下列说法正确的是： A ．t ?与初始浓度成正比B ．1/c 对t 作图为一直线 C ．速率常数的单位为[t]-1D ．只有一种反应物
(10) 直径1×10－2m 的球形液滴所受的附加压力为（表面张力为0.025N ·m -1）：（）A 5Pa B
20Pa C 10Pa D 15Pa 直径2×10－2m 的球形液滴所受的附加压力为（表面张力为
0.025N ·m -1）：（ ） A 5Pa B 20Pa C 10Pa D 15Pa
11．由KNO 3(s),MgSO 4(s)及其混合水溶液与H 2O(g)构成的系统,自由度为( )
A f =1
B f =2
C f =3
D f =4
12．对化学吸附的描述中，哪一条是错误的？ （ ）A 吸附力为范德华力 B 吸附热很大 C 吸附层是单分子层 D 吸附有选择性 对物理吸附的描述中，哪一条是正确的？（ ）A 吸附力为范德华力 B 吸附热很大 C 吸附层是单分子层 D 吸附有选择性
13．少量表面活性剂在水溶液中:（ ）A 能增大溶液表面张力 B 不能改变溶液表面张力 C 表现为负吸附 D 表现为正吸附
14．实验室里为测定由电极 Ag │AgNO 3(aq)及Ag │AgCl │KCl(aq)组成电池的电动势,下列哪一项是不能采用的：（ ） A 电位计 B 标准电池 C 饱和的KCl 盐桥 D 直流检流计
15．若某反应速率常数k 的量纲是：[浓度]·[时间]，则该反应是：（ ）A 三级反应 B 二
级反应 C 一级反应 D 零级反应若某反应速率常数k 的量纲是： [时间]-1，则该反
应是：（ ） A 三级反应 B 二级反应 C 一级反应 D 零级反应
16．1mol 理想气体从300k,200Kpa 绝热向真空膨胀至100Kpa,则此过程的:
A △U >0
B Q >0,
C W=0
D △V < 0
17．对反应 C （石墨）+ O 2 (g) == CO 2(g) 的H r ?,指出下列哪种说法错误（ ）A H r ?与反应的U ?数值不等 B H r ?是C （石墨）的燃烧焓。 C H r ?是CO 2(g)的生成焓
18．某系统经历一不可逆循环之后，下列关系式中不能成立的是
A △U =0
B △H=0
C Q =0
D △T=0
19． A 和B 能形成理想液态混合物。已知在T 时P A *=3P B *, 当A 和B 的二元液体 中x A =0.5时，与其平衡的气相中A 的摩尔分数是（ ）A 1 B 2/3 C 3/4 D 1/2
20． Na 2CO 3可形成三种水合盐，Na 2CO 3·H 2O ；Na 2CO 3·7H 2O ；Na 2CO 3·10H 2O ， 常压下，当将Na 2CO 3（s ）投入其水溶液中，待达到三相平衡时，一相是Na 2CO 3溶液，一相是冰，则另一相是： （ ） A Na 2CO 3 B Na 2CO 3·10H 2O C Na 2CO 3·7H 2O D Na 2CO 3·H 2O
21．无机盐在水溶液中:（ ） A 能减小溶液表面张力 B 不能改变溶液表面张力 C 表现为正吸附 D 表现为负吸附
22．液体在毛细管中上升的高度与下列那一个因素无关： ( ) A 温度 B 大气压力
C 液体密度
D 重力加速度 。
23.合成NH 3生产中，原料气循环使用，但每隔一段时间后要将部分循环气放空，其主要目的是
(A)合成反应放热，放气降低温度
(B)降低NH 3的含量，增加H 2与N 2之比例
(C)降低惰性气体含量，使平衡向生成NH 3的方向移动
24. 对于一个均相反应系统，下列措施中肯定会改变平衡常数K a 的是
（A ）改变反应物比例
（B ）增加系统的总压力
（C ）加入惰性气体
（D ）改变系统的温度
四、计算题
1、 已知 H 2(g)+?O 2(g)?H 2O(l) ΔrG m ? (298K)=-237.233kJ·mol -1
H 2O(l) ?H ++OH - ΔrG m ? (298K)=79.705 kJ·mol -1
试求298K 时电池Pt ∣H 2(p ?)∣H +||OH -∣O 2(p ?)∣Pt 的标准电池电动势。
2、25℃时，电池： Pt(s)│H 2(p θ
)│HCl(1mol ·dm -3)│AgCl(s)│Ag(s)标准电动势为0.223V 。 写出电极反应及电池反应。计算Ag(s)·AgCl(s)电极的标准电极电位.
3、 设有物质A 与等量的物质B 混合，反应到1000s 时A 已消耗一半，反应到2000s 时A 剩下的百分数为多少？ 1）假定为A 的一级反应；2）假定为零级反应；
4、 2mol 理想气体在127℃和1Mpa 下恒温可逆压缩至2Mpa, 计算其G S H U W Q ????,,,,,。
5. 已知25℃苯的表面张力为28.2×10－3N ·m －1, 水的表面张力为72.0×10－3N ·m －
1. 水与
苯的界面张力为35.3×10－3N ·m －1, 试问水能否在苯表面上铺展?
6．测得1.0×10－3mol ·L －1的醋酸溶液在25℃的摩尔电导率为4.8×10－3 S ·m 2·mol －试计算醋酸HAC 在此浓度时的解离度α和解离常数K c 。(124109.40)(---∞???=mol m S AC m
λ,124108.349)(--+∞???=mol m S H m
λ) 7．20℃时，乙醚-水、汞-乙醚、汞-水的界面张力γ分别为：0.0107 N ·m -1，0.379 N ·m -1，0.375 N ·m -1，在乙醚与汞的界面上滴一滴水，试求其接触角。水能否在水面上润湿？ 解：0.3790.375cos 0.3740.0107
γγθγ-----===汞乙汞水乙水 68θ=?
水能在水面上润湿
8．反应2CO （g ）+ O 2（g ）= 2CO 2（g ）在2000K 时的K θ= 3.32×107，设在此温度下有由
CO ，O 2，CO 2组成的混合气体，它们的分压分别为10KPa ，8KPa ，80KPa ，试计算此条件下的Δr G m 。反应向哪个方向进行？如果CO ，CO 2的分压不变，要使反应逆向进行，O 2的分压应是多少？设气体服从理想气体状态方程。
解121371023.3)10100(1023.3)(--?=???=∑=Pa p K K B
B P υθθ 1323232201.0)
1010()1010()10100(22
-=????=?=Pa p p p J O CO CO P =???
? ??=?P P m r k J RT G ln 因Δr G m ＜0，故反应向右进行。
CO ，CO 2的分压不变，且P P K J =时
=?=P CO CO O K p p p 2
222
O 2的分压小于 Pa ，反应逆向进行。
在下面的相图中，K 是物系点，(1) 产生何种化合物,（2）将三相平衡的状态表示出来,（3）从K 点状态冷却能否获得纯B 固
体？
2. 水在玻璃管中呈凹形夜面，但水银则呈凸形。为什么？（5分）
3.北方下雪后，为什么在雪路上撒盐？解释之（5分）
4. 为什么输液时，要用生理盐水，而不能用其他浓度的盐水呢
计算题
1、 解：所求电池的电池反应为：H 2(g)+?O 2(g)+H 2O(l)= 2H ++2OH
已知反应①：H 2(g)+?O 2(g)→H 2O(l) ΔrG m ?，(1)=-237.233kJ·mol -1
②：H 2O(l) →H ++OH - ΔrG m ? ，(2)=79.705 kJ·mol-1
反应①+2②等于所求电池的电池反应，所以有，ΔrG m ?=ΔrG m ?，(1) +ΔrG m ?，(2)=-2E ?F
-2E ?F=（-273.233+2×79.705）×103J ·mol -1 E ?=0.4032V
2．解：（1） 负极 H 2→2H + + 2e 正极 2AgCl （s ）+ 2e →2Ag （s ）+2Cl - 电池反应 H 2+ 2AgCl （s ）→2Ag （s ）+2H + +2Cl -
（2）2223.0=-=-+θθθE E E （v ） θ
-E 为标准氢电极，电极电位为零
2223
.0.=∴θ
AgCl Ag E （v ） 3、 解：1）假定为A 的一级反应，则n=1 kt=㏑[1/(1-x A )] kt ?=㏑2 二式相比得 t/ t ?=ln(1-x A )-1/ln2 2000/1000= ln(1-x A )-1/ln2 x A =3/4 剩下的A 为1/4，即25%
2）假定对A ，B 皆为一级，测n=2 k=1/ t ?c A,0 1/c A -1/c A,0=kt 即x A /(1-x A )=kc A,0t x A /(1-x A )=c A,0t/c A,0t 1/2=2000/1000 x A =2/3 剩下的A 为1/3，即33.3%
3）假定为零级反应，则t=(c A,0-c A )/k t 1/2=c A,0/2k 二式相比得 t/ t 1/2=(c A,0-c A )/0.5c A,0 2000/1000=(c A,0-c A )/0.5 c A,0 c A =0 即剩下的A 为零。
4、解：因为理想气体恒温过程，则0=?=?U H ）（）（）（J p p n R T W 46102/1ln )1.273127(314.81/ln 21=?+?-=-= 所以 )(4610J W U Q -=-?=）（）（）（K J p p nR S T /53.112/1ln 314.82/ln
21-=??==? ）
（KJ S T H G 610.4=?-?=? 5．解： 133101.7910)0.723.352.28(------??-=?--=--=m N 水气水苯苯气σσσ?( 6分)
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