2007年 中国药科大学 物理化学 期末试卷（A卷）含答案

2007年 中国药科大学 物理化学 期末试卷（A卷）含答案 中国药科大学 物理化学 期末试卷(A卷) 2006-2007学年第二学期(药学理科基地班) 专业 班级 学号 姓名 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 得分 标准答案 得分 评卷人 一、选择题(每小题2分，共20分) 1 热力学基本式dU=-SdT-pdV可适用下列哪一个过程 ( A ) A 理想气体真空膨胀过程 B 电解粗铜制备高纯度铜 C 298K、101325Pa的水蒸发过程 D N+ 3H ? 2NH 未达平衡 2 23 2. 对于符合方程 p(V-b)=RT(b是大于零的常数)的气体，恒压条件下压缩m 体积一倍时，体系的ΔU ( A ) A. 大于0 B. 小于0 C. 等于0 D. 不确定 3(设一气体由状态A经过恒温可逆膨胀至状态B后， 由状态B恒压可逆压缩至状态C，再由状态C绝热可 逆压缩回到状态A，形成一循环。如图所示，循环 ABCA所围的面积用?表示，BC下方的面积用?表 示，CA下方的面积用?表示。则B?C过程的热可用 下面哪种形式表示: ( D ) A ? + ? + ? B ? ? ? C ? (? + ?) D ? + ? 4 对反应CO(g)+HO(g)=H(g)+CO(g)，下列式子正确的是: ( B ) 222 A B C D 4 4 5 在400 K时，液体 A 的蒸气压为 4×10Pa，液体 B 的蒸气压为 6×10Pa，两者组成理想液体混合物，平衡时溶液中 A 的物质的量分数为 0.6，则气相中 B的物质的量分数为: ( C ) A 0.60 B 0.40 C 0.50 D 0.31 6 如图所示,当物系点在通过A点的一条直线上变动时,则物系的特点是: ( A ) A B和C的百分含量之比B A的百分含量 不变 不变 C B的百分含量不变 D C的百分含量 不变 7. 对于AgI，下列溶液中溶解度最大的是: ( D ) A 纯水 B 0.01mol/L的AgNO溶液 3 C 0.01mol/L的NaNO溶液 D 0.01mol/L的Ca(NO)溶液 332 8 对于光化学反应的描述，不正确的是, ( B ) A. 其反应速度基本不受温度影响 B 正常情况下，量子效率Ф<1 C ΔG< 0的反应才能自发进行 D 反应速率与反应物浓度无关 rm 9. 关于电池和极化作用，下列说法不正确的是: ( B ) A. 电极发生极化作用时，阳极电势一定升高,阴极电势一定降低。 B. 因为扩散是不可逆过程，所以浓差电池一定是不可逆电池。 C. 电极的极化作用一定会导致原电池的电动势降低。 D. 电池中只要有电流通过，该电池就一定不是可逆电池。 10 将一毛细管插入水中时，毛细管中的水面升高60mm，径为r，毛细管的半径为R，现在25mm处折断，则下列说法正确的是 ( C ) A. 断品处有液体将溢出 B. 毛细管中的液面变为凸液面 C. 可用 求液面升高 D. 不可以用 求液面升高 得分 评卷人 二、填空题(共30分,每题分值见题前标示) 1..(3分) 指的适用条件ΔH=Qp _密闭体系,恒压,非体积功为零。 2.(4分)请在下表中填上”=0” “>0” 或”<0”( “?”表示无法确定) 变量 ΔU ΔH ΔS ΔG 过程 理想气体卡诺循环 =0 =0 =0 =0 =0 =0 理想气体向真空自由膨胀 ,0 ,0 =0 HO在100?C，p下蒸发 ,0 ,0 , 2 H和O在绝热钢瓶中发生反应 =0 ,0 ,0 , 22 3. (5分)请将反应:HCl(a)?HCl(a) 设计为一热力学意义上的可逆电池。并写21 出电池电动势的表达式: (Pt)H(p),HCl(a),Ag-AgCl-AgCl-Ag,HCl(a),H(p)(Pt) 2122 RTa2E,ln 电动势: Fa1 4. (5分)在稀砷酸HAsO中通往HS气体可以制备AsS溶胶,请写出胶团结构式3223 并根据古依-查普曼扩散双电层模型指出ξ电势对应的位置.: -+x++ ,(AsS),nHS, (n-x)H],xH 23m ,电动势存在于胶粒与扩散层之间,即胶粒移动界面和溶液深处电势差。 5. (7分)某二组分体系的相图如下图所示: x y 请填写下表，并画出组成为x和y的熔融液的冷却曲线。 1 2 3 4 5 6 相区 L A+L C+L B+L A+C B+C 相态 2 1 1 1 1 1 自由度 6. (6分)综述0级，1级和2级反应的浓度-时间关系，k的单位和半衰期的表达式(要求能表达各级反应的特征，正确的数学表达和明确的物理意义)。 解: 反应级数 浓度-时间关系 k的单位 半衰期表达式 -10 C=C-kt 浓度*时间 C/2kAA,0aA,0a -1 1 LnC=Ln C-kt 时间Ln/ kAA,0aa -1-12 1/ C=1/ C+ kt 浓度*时间 1/ k C AA,0aaA,0 得分 评卷人 三、计算题(10分) 1mol H(可看成理想气体)从298k、400kPa分别经恒温可逆膨胀和恒外压膨胀至2.-1.-1200kPa,求过程的W、Q、ΔH、ΔG和ΔS。(H的S=130.59Jmolk) 2m 解:(1)恒温可逆膨胀过程 W=nRTInp/p=1717.32J, 12 ,U=,H=0, Q=W=1717.32J ,S= nRInP/P=5.76J/K 12 ,G=,H-T,S=-1716.48J=1.71kJ/mol (2)绝热恒外压膨胀 Q=0, p(V-V)=-C(T-T), T=255.43K,W=-884.8J 外21V,M212 ,H=nC(T-T)=-1238.802J P,,m21 ,S= nCInT/T+ nRTInp/p=1.272 J/K P,,m2112 ,G=,H-,(TS)= ,H –(TS-TS) 2211 =-1238.8-(255.43，131.86-298，130.59)=3994J 得分 评卷人 四、计算题(10分) 已知苯的正常凝固点是278K，正常凝固点时的熔化焓为9940J/mol，固体苯和-1-1-1-1?K。求100KPa，268K时，液体苯的平均C分别为123J?mol?K和127 J?molp,m 过冷液体苯凝固时的ΔS，并判断此过程是不是自发进行的。 m 解:268K时苯(l)的凝固是不可逆过程,设计可逆过程如下: ΔSm268K,100KPa,l 268K,100KPa,S ΔS ΔS 13ΔS 2 278K,101.325KPa,l 278K,100KPa,S T2782,,,，,SCln127ln4.65J/K; ,S=Q/T=-9940/278=-35.76J/K 2rpml1,,T2681 -1-1T2681,,,，,SCln123ln4.251J/K; ,S=,S+,S+,S =-35.62J?mol?K m123pms1,,T2782 可认为环境是一大储热器,且可看作是可逆过程,所以环境的熵变,以实际过程环境的热温商求得. -1 ,H=-9940+(123-127)(268-278) =-9900 J?mol268-1则 ,S=-Q/T=9900/268=36.94 J?K环境环境-1,0 ,S=,S+,S=-35.62+36.94=1.32 J?K孤立环境m 上述过程是可以自动发生的不可逆过程. 得分 评卷人 五、计算题(10分) 298K时，电池: Ag|AgCl(s) | HCl(m) | Cl(g, p),(Pt) 2-1.电动势E=1.137V，电池的热效应为-171.20kJ?mol。 (1) 写出电池反应式; (2)求350K时的电动势; (3)求298K时电池反应的，ΔGrm 和ΔH rm--解: (1) 负极反应Ag(g)-e+Cl(m),AgCl(s), ?-- 正极反应1/2Cl(g,p)+e,Cl(m) 2? 电池反应Ag(s)+1/2Cl(g,p),AgCl(s) 2-1-1(2) G=T,S, ,S=-574.5 J?mol?K ,,ES,,,3,,,，5.95310,,,TzF,,p T2,E (350)()(298)EKdTEK,，p,,TT1 350,3 5.953101.1370.827,,，，,dTV,298 (3)ΔG=-zEF=-109.72kJ/mol rm ΔH=ΔG +TΔS =-280.92kJ/mol rmrm 得分 评卷人 六、计算题(10分) 某一级反应在340K时完成20%需时3.20min，而在300K时同样完成20%需时 12.6min，试计算该反应的实验活化能。 Ea,RT解:kAe, lnk/k=Ea/R(1/T-1/T) 2112 lna/(a-x)=kt -1k=0.069732min 1-1k=0.017710min 2 ln0.017710/0.069732=Ea/8.314， (1/340-1/300) Ea=29.1 kJ/mol 得分 评卷人 七、计算题(10分) ?1在一半透膜内放有大分子电解质NaP溶液，浓度为0.05mol?kg，膜外放置10?1浓度为0.5 mol?kg的NaCl溶液。 (1)求膜平衡后膜两边各离子的浓度; (2)求π。 测 解:(1) 膜内 膜外 -+-+- P Na Cl Na Cl平衡前 0.05 0.05，10 0 0.5 0.5 平衡后 0.05 0.5+x x 0.5-x 0.5-x 2 根据唐南平衡 (0.5+x) x=(0.5-x) x=0.1667 --=平衡后膜内:C (P)0.05mol/kg + C (Na)=0.6667 mol/kg - C (Cl)=0.1667 mol/kg +平衡后膜外: C (Na)=0.3333 mol/kg - C (Cl)=0.3333 mol/kg (2) ,=cRT ,=,-, 测内外 =(C+10C+x+x)RT-(C-x)2RT 001 =(11，0.05+2，,0.17)，8.314，298-(0.5，,0.17)，2，8.314，298 =570000Pa