昆明理工大学物理化学期末试卷B卷

昆 明 理 工 大 学 试 卷 （B）

考试科目： 物理化学 考试日期：2013. 1. 08 命题教师：物化命题小组 题 号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 评 分 阅卷人 一、选择题 （每小题2分，共30分）

1、一定量的某理想气体等容下由T1升温到T2，相同量的该气体等压下也由T1升温到T2，两个过程热量的关系和热力学能变化的关系：( B ) ( A ) QV = Qp，UV = Up； ( B ) QV  Qp，UV = Up； ( C ) QV  Qp，UV  Up； ( D ) QV  Qp，UV  Up。 2、物质的量为n的理想气体等温压缩，当压力由p1变到p2时，其G是：（ D ）(A) nRTlnp1； (B) p2nppppdp； (C) (2p)； (D) nRTln2 1RTVp12p1

3、CH4(g)在298 K且反应物及产物均在标准压力下完全燃烧，反应进度=1 mol，

[CH4(g)] =－1，放出的热为890.7 kJ，其热化学方程式写法正确的是：（ A ）

（A）CH4(g)+ 2O2(g) == CO2(g)+ 2H2O(l)，rH(298 K) = 890.7 kJ·mol-1； （B）CH4(g)+ 2O2(g) == CO2(g)+ 2H2O(g)，rH(298 K) = 890.7 kJ·mol-1； （C）CH4(g)+ 2O2(g) == CO2(g)+ 2H2O(l)，rH(298 K) = 890.7 kJ·mol-1； （D）CH4(g)+ 2O2(g) == CO2(g)+ 2H2O(g)，rH(g) = 890.7 kJ·mol-1

4、一封闭系统，当状态从A到B发生变化时，经历了两条任意不同的途径，则下列四式正确的是： （B ） ( A ) Q1 = Q2； ( B ) W1 = W2； ( C ) Q1 +W1 = W2 +Q2； ( D ) Q1 W1 = W2 Q2。

1

5、在温度一定的抽空容器中，分别加入0.3 mol N2，0.1 mol O2及0.1 mol Ar，容器内总压力为101.325 kPa，则此时O2的分压力为： ( A ) （A）20.265 kPa； （B）40.53 kPa； （C）60.795 kPa； （D） 33.775 kPa。

6、298.15K时反应 N2O4(g) == 2NO2(g)的K= 0.1132。当p(N2O4) = p(NO2) = 1kPa，反应： ( A ) ( A )向生成NO2方向进行； （B）向生成N2O4方向进行； （C）正好达到平衡； （D）难以判断反应进行的方向。

7、理想气体反应为H2(g) +1/ 2 O2(g) == H2O(g) ，在298 K下，反应的rG 0。现于一个抽空容器中，放入H2(g)，O2(g) 及H2O(g) ，它们的分压力依次为：303 975 Pa，50 662.5 Pa及151 987 Pa，则此时该反应： ( B ) ( A )能向左进行；（B）能向右进行；（C）正好处于平衡状态；（D）方向无法判断。

8、 p时，A液体与B液体在纯态时的饱和蒸气压分别为40 kPa和46.65 kPa，在此压力下，A，B形成的完全互溶二组分系统在xA=0.5时，组分A和组分B的平衡分压

力分别是13.33 kPa和20 kPa，则此二组分系统常压下的T-x图为下列图中的 ( B )

9、形成理想液态混合物过程的混合性质是： （ A ） （A）mixV=0 ，mixH=0 ， mixS＞0 ， mixG＜0 ； （B）mixV＞0 ，mixH＜0， mixS=0 ， mixG=0 ； （C）mixV＞0 ，mixH＞0 ， mixS＜0 ， mixG＞0 ； （D）mixV＜0 ，mixH＜0 ， mixS=0 ， mixG=0

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号 位题 座 试 考 级 班答 课 上 得名 姓 师 教 课 任 不 号 学 内 名 姓 线 级 班 业 专 封 密 院 学 10、乙醇比水易挥发，如将少量乙醇溶于水中形成稀溶液，下列说法中正确的是：（ C ）

（A）溶液的饱和蒸气压必低于同温度下纯水的饱和蒸气压； （B）溶液的沸点高于相同压力下纯水的沸点；

（C）溶液的沸点必定低于相同压力下纯水的沸点； （D）溶液的凝固点低于相同压力下纯水的凝固点。

11、某系统存在C(s)、H2O(g)、CO(g)、CO2(g)、H2(g)五种物质，相互建立了下述三个平衡： H2O(g)+C(s) H2(g) + CO(g) CO2(g)+H2(g) H2O + CO(g) CO2(g) + C(s) 2CO(g)

则该系统的独立组分数C为： ( A ) (A) 3； (B) 2； (C) 1； (D) 4。

12、298K时，电池反应：H2(g) +

12 O2(g) ===H2O(l) 所对应的电池标准电动势E1，反应： 2 H2O(l) === 2 H2(g) + O2(g) 所对应的电池标准电动势E2。E1

和E2的关系为： （ C ） （A）E2= 2 E1； （B）E2=2 E1； （C）E2=  E1； （D）E2= E1。

13、欲测AgCl的溶度积，应设计的原电池为： （ C ） （A）Pt | Cl2（p） |HCl（a1）|| AgNO3（a2）| Ag； （B）Ag，AgCl(s) | HCl （a）| Cl2（p）| Pt；

（C）Ag |Ag NO3（a1）|| HCl（a2） | AgCl(s)，Ag； （D）Ag，AgCl(s) | HCl （a1）|| AgNO3（a2）| Ag；

14、0.10mol/kg AlCl3溶液的平均浓度m±为: （ C ） (A) 0.10 mol/kg； (B) 0.20 mol/kg； (C) 0.23 mol/kg； (D) 0.40 mol/kg

15、通常，应用摩尔电导率这一概念时，就MgCl2溶液而言，正确的表述是：（ A ）

（A）m(MgCl2）=2m(12MgCl2）； （B）2m(MgCl2）=m(12MgCl2）； （C）m(MgCl2）=m(12MgCl2）； （D）m(MgCl2）=4m(12MgCl2）

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二、填空题。 (10分)

1、（2分）已知fH(CH3OH , l , 298 K) =－23857 kJ·mol-1； fH(CO , g , 298 K) =－110525 kJ·mol-1； 则反应CO(g) + 2H2(g) == CH3OH(l) 的rH

(298 K) = -128.045 kJ·mol11 ;

rU(298 K) =-120.61 kJ·mol。 2、（2分）在保持温度T及101 325 Pa压力条件下，PCl5(g) 在一带活塞的抽空汽缸中分解为PCl3(g) 与Cl2(g) ，写出此反应的标准平衡常数的表达式

p(pcl3)p(cl2)ppθ

K=；

p(pcl5)p

3、(2分) 右图为两组分，具有最高恒沸点的相图，若有组成为x0的溶液，经过精馏，则在塔顶得到B ，塔底得到恒沸混合物

4、（2分）原电池的化学反应为2Br + Cl2( p) === Br2(l) + 2Cl，相应

--θ

的原电池符号为Pt∣Br(l)∣Br(а1)‖Cl(а2)∣Cl2(p)∣Pt 5、（2分）原电池 Hg | Hg2Cl2(s) | HCl | Cl2(p) | Pt，其负极的反应方程

1式为Hg + Cl Hg2Cl2 + e，称氧化反应反应；正极的反应

2式为

三、填作图题（本大题15分）

在101.3kPa下,Sb(A)和Cd(B)组成的二元系统熔点-组成图如下. (1)指明图中各区域、点O及P的相态及自由度数;

(2)画出图上a点所示系统的步冷曲线形状,并说明从a→b→c→d→e各点的相态变化（动态变化过程）；

(3)计算500℃下,10kg含20％Cd的Sb-Cd混合物析出固体物的质量。

4

1Cl2 + e2Cl，称还原反应反应。

号 位题 座 试 考 级 班答 课 上 得名 姓 师 教 课 任 不 号 学 内 名 姓 线 级 班 业 专 封 密 院 学 四、计算题。( 本 大 题40分)

1.（10分）

将25°C，1mol的理想气体绝热可逆地从101.325KPa压缩到终态压力为607.8KPa，求过程的 Q、W、ΔU、ΔH、ΔG和S2。已知：Cp,m＝29.1J.K-1.mol－1，S1θ(298.15K)=205.0 J.K-1.mol－

1)。

1、解：绝热可逆压缩： QR=0

Cp,mCv,m29.129.18.3141.40

11.401.0TTp2298k607.8KPa1.4021p

1101.325KPa497.44K UWnCv,m(T2T1)1(29.18.314)(497.44298)=4145.56J HnCp,m(T2T1)129.1(497.44298)5803.58J GHTSHS(T2T1)5803.58205.0(497.44298)35.08KJ

∵绝热可逆过程：QR=0；∴S=0

∴S2=S1=205.0 J.K-1.mol－1 2.（10分）

FeSO4(s) 于929 K 下进行以下分解反应： 2FeSO4(s) == Fe2O3(s) ＋SO2(g) ＋SO3(g) 平衡时，系统的总压力p=91 192.5 Pa。

（1）计算在929 K 下，上述反应的K； （2）若在烧瓶预先放入60 795 Pa的SO2(g)，再放入过量的FeSO4(s)，在929 K下反应达平衡，计算系统的总压力。( p=100 kPa) 解：（1）

P总91192.5PaP(SO2)P(SO3)91192.52Pa 91192.KP(SO2)P(SO(5)23)2(P)2(100000P0.2079a)2

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（2）

2FeSO4(s)FeSO3(s)SO3(g)SO2(g)起始压力平衡压力K0P60795P60795

P(P60795)0.2079P24.4KPa2(P)P总2P60795109.595KPa

3.（10分）

20°C时，将不挥发性溶质B溶于水中，形成xB = 0.05的水溶液，已测得此溶液的蒸气压为2223KPa；

（1）计算20°C下，纯水的饱和蒸气压p(H2O)；

（2）估算101.3KPa下，该溶液的沸点。（已知水的沸点上升常数Kb＝0.52K.kg.mol-1） 解：(1)

*ppApbpAxApA

（2 ）

p2223KPa2340KPap(H2O)1xB10.05TbKbmbKbxB0.050.52KKgmol11.44K MA18.0103Kgmol1 Tb = 373.15 + 1.44 = 374.59k = 101.44度

4.（10分）

25 ℃, 101.325 kPa下,有电池：

Ag(s)│AgCl(s)│HCl(a)│Hg2Cl2(s)│Hg(l)│Pt(s)；

已知φ (Cl, AgCl/Ag) = 0.2223 V, φ (Cl, Hg2Cl2/Hg) = 0.268 V.

(1)写出电极反应和电池反应； (2) 若 HCl的 a = 0.100,求电池的电动势； (3) 25 ℃时,(E

6

－

－

T)p = 0.338×10-4 V/K,求电池反应的ΔGm、ΔHm及ΔSm。

（1）（+）： Hg2Cl2（s）+2e

(-)： 2Ag(s) +2 Cl -2 e

2Hg (l) + 2Cl ；

2AgCl(s) ；

电池反应： Hg2Cl2（s）+ 2Ag(s)2AgCl(s) +2 Hg

（2）电池电动势与а（HCl）无关

E= E =φ (Cl－, Hg2Cl2/Hg)—φ (Cl－, AgCl/Ag) =0.268 —0.2223

=0.0457 V

（3）rG m=－zFE=[－2×96485×0.0457] J·mol-1=－8.82 kJ·mol-1

E-4-1-1

rSm= zF=2×96485×(0.338×10) J·K·mol

Tp=6.52 J·K-1·mol-1

rHm=rG m+TrSm=[－8.82+298.15×6.52×10-3)]kJ·mol-1 = —6.88 kJ·mol-1

五、证明题 （5分）

UVV 证明：Tp pTppTT解：将热力学基本方程

dU = TdS－pdV 等温下两边同除dp得

Tp

SV代入上式，得 pTTpUpTSpTVpT 将麦克斯韦关系式UTp  pTppTT

VV

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