春夏學(xué)期物化期末試卷(答案)

102023–2023學(xué)年春夏學(xué)期《物理化學(xué)》課程期末考試試卷(A卷)課程號：061B9030 ，開課學(xué)院：_理學(xué)院 考試試卷：AB〔請在選定項上打√〕考試形式：閉√、開卷〔請在選定項上打√，允許帶計算器入場202362908:00-10.00120誠信考試，冷靜應(yīng)考，杜絕違紀(jì)?？忌彰簩W(xué)號：所屬院系： _題序得分評卷人一二三 總分一、選擇題〔10×2/題〕在一絕熱的恒容容器中發(fā)生了一個爆炸反響系統(tǒng)的溫度和壓力都上升，則以下各式中正確的選項是〔 A ：A.ΔU=0，ΔH＞0，ΔS＞0；B.ΔU=0，ΔH=0，ΔS＞0；C.ΔU=0，ΔH=0，ΔS=0；2.抱負(fù)氣體節(jié)流膨脹過程中：(BD.ΔU＞0，ΔH＞0，ΔS＞0)。A.ΔU＞0，ΔH＞0，ΔS＞0，ΔG＞0；B.ΔU=0，ΔH=0，ΔS＞0,ΔG＜0；C.ΔU=0，ΔH=0，ΔS=0，ΔG=0；D.ΔU＞0，ΔH＞0，ΔS＞0，ΔG＜03.在一剛性密閉容器中發(fā)生的某抱負(fù)氣體化學(xué)反響：A(g)+2B(g)C(g)+D(g)為吸熱反響，參與反響的各組分全部為抱負(fù)氣體。為了A的轉(zhuǎn)化率，應(yīng)掌握反響條件：(A)提高反響溫度、提高反響系統(tǒng)的壓力；降低反響溫度、提高反響系統(tǒng)的壓力；提高反響溫度、降低反響系統(tǒng)的壓力；降低反響溫度、降低反響系統(tǒng)的壓力。4T=380K6

CH525

C6

HCH5 2

(g)+H2

(g)應(yīng)平衡系統(tǒng)中引入肯定量的惰性組分H

O(g)，反響重到達(dá)平衡2后，CHCH(g)的平衡轉(zhuǎn)化率α將：( A )6525A.變大；B.變?。籆.不變；D.數(shù)據(jù)缺乏，無法推斷5.CCl

與SnCl4

4

*=193.3kPa，Ap*=66.7kPa?，F(xiàn)將摩爾分?jǐn)?shù)yB

=0.400A、B100℃A恒溫壓縮到氣缸內(nèi)還剩最終一個氣泡時，系統(tǒng)的總壓p、液相組成x和氣相組成yB

分別為：( D )p=260kPa，xp=260kPa，x

BB

=0.257；B=0.659；Bp=117.3kPa，xp=117.3kPa，x

=0.400，yB=0.600，yB

=0.341；B=0.341B物質(zhì)AB系統(tǒng)，其中Bx

?，F(xiàn)將組分BB,恒的含量x

＞xB,N

的A-BB,恒平衡，平衡氣相和液相組成分別為xB

和y，則有：( C )B

＜y＜x；B.x＜y＜x；B B B,N B,N B BC.y＜x＜x；D.x＜x＜y；B B,N B B B,N Bκ和摩爾電導(dǎo)率Λ 隨著電解質(zhì)濃度的變化為：( D )mκ增大，Λ 增大；B.κ增大，Λ 變??；m mC.κ變小，Λ 變??；D.κ變小，Λ 增大m mC)A.度的收縮張力；界面張力等于增加單位界面面積時系統(tǒng)得到的可逆界面功；函數(shù)；界面張力是導(dǎo)致各種界面現(xiàn)象的根本緣由對于氣體在固體外表的物理吸附過程，以下式子中全部正確的選項是：( C )A.ΔG＞0，ΔH＞0，ΔS＞0； B.ΔG＜0，ΔH＜0，ΔS＞0；C.ΔG＜0，ΔH＜0，ΔS＜0； D.ΔG＜0，ΔH＜0，ΔS＞0；對于一級連串反響：A→B→D，E和k k 21 2第一步反響的活化能E之間的關(guān)系為E＜E1 1 2產(chǎn)物B，則應(yīng)掌握反響條件：( D A.延長反響時間，提高反響溫度；B.縮短反響時間，提高反響溫度；C.掌握反響至某一最正確時間，適當(dāng)提高反響溫度；D.掌握反響至某一最正確時間，適當(dāng)降低反響溫度二、填空題〔10×2/題〕大氣壓力環(huán)境下，-5℃的水分散成為-5℃的冰，此過程中：ΔS(＜0)、ΔG(0)。0、＜0、＝0W=0W＜0ΔU(＜0)、ΔH〔＝0、ΔS(＞0)。(選擇填入：＞0、＜0、＝03.反響：A+BC298.15K時的熱力學(xué)數(shù)據(jù)：A B CΔHΘ(kJ/mol) 0 30.91 -36.26f mSΘ (J/K) 130.68 245.46 198.70m則反響在此溫度時的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)：KΘ=( 3.16×102 )4445℃時，反響：1/2H2(g)+1/2I2(g)HI(g)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)為50.1。取10mol的I(g)10mol的H(g)反響，則反響達(dá)平衡時所2 2產(chǎn)生HI(g)的量為〔19.23mol〕溫度T反響(1)2A(g)+B(g)2C(g) Kθ1反響(2)C(g)+D(g)B(g) Kθ2則反響(3)：A(g)+D(g1/2B(g)在同樣溫度T

=((Kθ3

·Kθ1

2)1/2)0.001mol·kg-1的KCl、CaCl、NaSO和2 2 4AlCl3( AlCl溶液)325℃時NaCl、CHCOONaHClΛ3

∞12.65m×10-3Sm2mol-9.110-3Sm2mol-1和2.6×10-3Sm2mol-?，F(xiàn)由試驗測得2℃時濃度為1.0210-2modm-3的CHCOOH水溶3液的Λ=4.815×10-3S·m2·mol-1，則該溶液中CHCOOHαm 3=(0.1232)如下圖，毛細(xì)管中裝有液體，在毛細(xì)管右端加熱。假設(shè)加熱時毛細(xì)管管徑的變化可以無視，則加熱時毛細(xì)管中的液體將(向右側(cè))移動。()加熱外表活性物質(zhì)分子均具有(雙親)分子構(gòu)造。當(dāng)外表活性物質(zhì)溶入水中但濃度低于C.M.C時，外表活性物質(zhì)分子會在溶液外表()排列。衡量催化劑性能的三個重要指標(biāo)包括()三、綜合題〔60分〕1.101.325kPaNH

(l)的沸點為-33.4-33.4100dm3、350662.5PaNH

(g10dm3，此時局部NH

(g)凝3 3結(jié)成NH(lQWΔUΔHΔSΔAΔG。3假設(shè)NH(g)符合抱負(fù)氣體狀態(tài)方程，NH

(l)的體積可以無視不計。3 3在正常沸點下NH(l1.368kJ·g-1,NH3 3〔12〕解：p1=50662.5PaV1p1=50662.5PaV1=100dm3T=239.8Kn(g)p1=101325PaV2T=239.8Kn(g)p1=101325PaV3=10dm3T=239.8Kn”(g)，n(l)將全過程設(shè)計為212NH3n(g)=pV/RT=50662.5×100×10-3/(8.314×239.8)=2.541mol111V=pV/p=50662.5×100/101325=50dm32 11 2因此分散析出的NH

(l)的量3n(l)=p(V-V)/RT=101325×(50-10)×10-3/(8.314×239.8)2 2 3=2.033mol1ΔU=0，ΔH=0，1 1-Q=W=nRTln(p/p)1 1 2 1=2.541×8.3145×239.8×ln(101325/50662.5)=3.51×103JΔS=nRln(p/p)=2.541×8.3145×ln(50662.5/101325)1 1 2=-14.64J·K-1ΔA=ΔU-TΔS=0-239.8×(-14.64)=3.51×103J1 1 1ΔG=ΔH-TΔS=0-239.8×(-14.64)=3.51×103J1 1 12W=-p(V-V)=-101325×(10-50)×10-3=4.05×103J2 2 3 22 2=-47.34×103J

H)=2.033×(-1.368×103×17.02)vapmΔU=Q+W=(-47.34+4.05)×103=-43.29×103J2 2 2ΔS=ΔH/T=-47.34×103/239.8=-197.4J·K-12 2ΔA=ΔU-TΔS=-43.29×103-239.8×(-197.4)=4.05×103J2 2 2ΔG=ΔH-TΔS=02 2 2全過程中：11

=[-3.51+(-47.34)]×103=-50.85×103J2=(3.51+4.05)×103=7.56×103J2ΔU=Q+W=(-50.85+7.56)×103=-43.29×103JΔH=ΔH+ΔH=ΔH=-47.34×103J1 2 2ΔS=ΔS+ΔS=-14.64+(-197.4)=-212.0J·K-11 2ΔA=ΔA+ΔA=(3.51+4.05)×103=7.56×103J1 2ΔG=ΔG+ΔG=3.51×103+0=3.51×103J1 22.如下圖為常壓下Sn、Ag二元體系的液固平衡相圖：指出圖中各相區(qū)的穩(wěn)定相以及系統(tǒng)相應(yīng)的自由度數(shù)；指出三相線上的相平衡關(guān)系；畫出分別自點ab步冷曲線。要求標(biāo)出步冷曲線中轉(zhuǎn)折點或平臺處的相變狀況。據(jù)此相圖說明，能不能通過加熱熔化再降溫分散的方法，從固態(tài)Sn、Ag混合物中分別出純Ag？ 〔14分〕abab123L5M N47OPQ63Sn SnAg Ag3xAg解：各相區(qū)的穩(wěn)定相和自由度數(shù)為：相區(qū)穩(wěn)定相自由度數(shù)1液相L22液相L+固溶體β13固溶體β24液相L+固體Sn1液相L+固體化合物SnAg 13固體Sn+固體化合物SnAg 13固體化合物SnAg3+固溶體β 1三相線LMN：液相L+固溶體β 固體化合物SnAg3三相線OPQ：液相L+固體Sn固體化合物SnAg3或：液相L+固體化合物SnAg固體Sn3點aa開頭析出固溶體β開頭析出固體SnAg3開頭析出固體Sn

固溶體β消逝液相L點bb開頭析出固溶體βL消逝

開頭析出固體化合物SnAg3Sn、AgAg。3.電池：Zn|ZnCl(0.0050mol·kg-1，γ =0.700)|HgCl(s)|Hg(l)2 ± 2 2寫出電極反響和電池反響式；查得25℃時該電池的標(biāo)準(zhǔn)電動勢EΘ=1.0306325℃時，電池電動勢的溫度系數(shù)：(?E/?T)=-4.29×10-4pV·K-1z=2mol池反響的ΔGΔHΔS和可逆電池反響熱Q各為假設(shè)干〔12〕rm rm rm r,m解：寫出電極反響式：負(fù)極(陽極)：Zn(s)Zn2++2e-Hg電池反響式；

Cl(s)+2e-→2Hg(l)+2Cl-2 2(0.0050mol·kg-1，γ

=0.700)2 2 2 ±電池的電動勢：E=EΘ-RT/2F·ln(a·a2 )Zn2+ Cl-=EΘ-RT/2F·lna3±=EΘ-RT/2F·ln(γ3·b·b2 /bθ3)± Zn2+ Cl-=1.0306-0.05916/2·lg[(0.7003·0.0050·(0.0050×2)2]=1.23V3)ΔG =-zFE=-2×96484.6×1.23=-237.35×103(J·mol-1)r mΔS =zF(?E/?T)p=2×96484.6×(-4.29)×10-4=-82.8(J·K-1·mol-1)r mΔH r m

G+TΔr m

S=-237.35×103+298.2×(-82.8)r m=-262.04×103(J·mol-1)Qr,m=TΔrSm=298.2×(-82.8)=65.22=-24.69×103(J·mol-1)4.292Kcγ=γ*-a×ln(1＋bc)。其中：a=13.1×10-3N·m-1，b=19.62×10-3m3·mol-1，γ*為同溫度下水的外表張力，γ*=72.75×10-3N/m。Γ與濃度c計算濃度c=0.2×103mol·m3時的外表吸附量的值；L=6.022×1023mol-1。解：由GibbsΓ=-c/RT·dγ/dc=-c/RT·d[γ*-a×ln(1＋bc)]/dc=-c/RT·[-a×b/(1＋bc)]=abc/[RT(1＋bc)]即為外表吸附量Γ與濃度c代入c=0.2×103mol·m3，此時外表吸附量：Γ=abc/[RT(1＋bc)]=13.1×10-3×19.62×10-3×0.2×103/[8.314×292(1＋19.62×10-3×0.2×103)]=4.30×10-6mol·m-2當(dāng)濃度cbc＞＞1，此時的吸附量即飽和吸附量：?！?abc/[RT(1＋bc)]≈abc/[RT(bc)]=a/RT=13.1×10-3/(8.314×292)=5.40×10-6mol·m-2丁酸分子的橫截面積：a=1/(L?！?=1/(6.022×1023×5.40×10-6)=3.08×10-19m2m物在80℃和60℃時的半衰期t 分別為7.220×105s和5.874×106s。1/21)E；a有效期t 為多少〔8分〕0.9解：對于一級反響：ln(c/c)=kt，k=ln2/t ，因此：o 1/280℃：k=ln2/(7.220×105)=9.60×10-7(S-1)160℃:：k=ln2/(5.874×106)=1.18×10-7(S-1)2由Arrhenius方程：ln(k/k)=E(T-T)/(RTT)2 1 a 2 1 2 1ln[(1.18×10-7/(9.60×10-7)]=E(333.2-353.2)/(8.314×333.2×353.2)E=102.55×103(J·mol-1)a30℃時，反響速率常數(shù)k

a：ln(k

/k)=E(T-T

)/(RTT)3 3 1 a 3 1 3 1ln[(k/(9.60×10-7)]=102.55×103×(303.2-353.2)/(8.314×303.2×353.2)3k=3.03×10-9(S-1)3藥物有效期t ：0.9t =ln(c/c)/k=ln(c/0.9c)/k

=ln(1/0.9)/(