天大2022年春学期考试《物理化学》离线作业考核试题[答案]

物理化学
要求：
一、        独立完成，下面已将各组题目列出，任选一组进行作答，每人只答一组题目，多答无效，100分；
二、答题步骤：
1.        使用A4纸打印学院指定答题纸（答题纸请详见附件）；
2.        在答题纸上使用黑色水笔按题目要求手写作答；答题纸上全部信息要求手写，包括学号、姓名等基本信息和答题内容，请写明题型、题号；
三、提交方式：请将作答完成后的整页答题纸以图片形式依次粘贴在一个Word
    文档中上传（只粘贴部分内容的图片不给分），图片请保持正向、清晰；
1.        完成的作业应另存为保存类型是“Word97-2003”提交;
2.        上传文件命名为“中心-学号-姓名-科目.doc”;
3.        文件容量大小：不得超过20MB。
提示：未按要求作答题目的作业及雷同作业，成绩以0分记！

题目如下：
第一组：
一、计算题（20分，共80分）
1．2 mol双原子理想气体从始态400 K，50 dm3出发，恒压加热至体积为100 dm3，求整个过程的Q，W，U，H和S。
2．实验测得在485K-575K温度范围内，气相反应
的标准平衡常数 与温度T间的关系为 ，
求500 K时该反应的 和 。
3．20℃时，将直径为0.1 mm 的玻璃毛细管插入乙醇中，若乙醇与玻璃间的接触角为0°，平衡后毛细管内液面的高度为多少？若施加压力阻止液面上升，需加多大的压力？已知该温度下乙醇的表面张力为22.3103 Nm1，密度为789.4 kgm3，重力加速度为9.8 ms2。

4．在T,V恒定条件下，反应A→产物为一级反应。反应物A的初始浓度cA,0= 1moldm-3，t =0时的反应初速率vA,0=0.001 moldm-3s-1。计算反应的速率系数k、半衰期t1/2及反应到cA=0.1moldm-3时所需的时间t。
二、图形题（20分）
A、B两组分液相部分互溶系统气液平衡相图如图所示。在101.325 kPa下，系统达到平衡，
(1) 标出图中各相区的稳定相和三相线上的相平衡关系；
(2) 描述图中状态为S的样品，在系统温度升高直至液体完全转变为气体的过程的相变化情况。







第二组：
一、计算题（25分，共75分）
1．2 mol双原子理想气体从始态300 K，50 dm3，先恒容加热至400 K，再恒压加热使体积增大到100 dm3，求整个过程的Q，W，U，H，S。
2． 25℃时，电池Pt│H2 (g,100 kPa)│HBr (a)│AgBr(s)│Ag的电动势E为0.0713 V，电动势温度系数 为 。
1. 写出电极反应和电池反应；
2. 计算电池反应的 , 和 。
3．向Ba(NO3)2溶液中滴加过量的K2SO4溶液，制备BaSO4溶胶。请写出胶团结构，指出胶体粒子的电泳方向。将NaCl、MgSO4、AlCl3三种电解质对该溶胶聚沉能力从大到小排序。
二、作图题（25分）
某AB二组分凝聚系统相图如附图。

1. 指出各个相区的稳定相（标在图上）；
2. 绘出图中状态点为a 的样品的冷却曲线，并注明各阶段的相变化情况；（绘在原图右侧）







第三组：
一、（10分，共20分）
1. 写出热力学中判断变化过程方向及限度的亥姆霍兹判据和吉布斯判据，并指明应用条件。
2. 溶胶系统是高度分散的、多相的、热力学不稳定系统，但是能在一段时间内稳定存在，请写出胶体能够稳定存在的三个原因。
二、计算题（20分，共80分）
1．100℃，101.325 kPa条件下，2 mol水全部蒸发为水蒸气，计算过程的的Q，W， 及 。（水蒸气可按理想气体处理）。已知水在100℃，101.325kPa下的摩尔蒸发焓 。
2．10 g葡萄糖（C6H12O6）溶于400 g乙醇中，溶液的沸点较纯乙醇的上升了0.1428 ℃。另外有2 g有机物质溶于100 g乙醇中，此溶液的沸点上升0.1250 ℃。求此有机物质的相对分子质量。
3．25℃时有电池 || 。已知标准电极电势 ， 。
(1) 写出电极反应和电池反应；
(2) 计算电池的标准电动势 ，以及电池反应的 和 。
4．已知A(g)的分解反应 为一级反应。在560 K的真空密闭恒容容器中充入初始压力为21.33 kPa的氮甲烷气体，反应进行1000 s时测得系统的总压为22.73 kPa，求速率常数kp,A及半衰期t1/2。








第四组：
一、（10分，共20分）
1、列举四种计算标准摩尔反应焓变 的方法，可以用公式表示。（10分）
a.                                   ；
b.                                   ；
c.                                   ；
d.                                   。
2、常见的亚稳状态有哪些？为什么会产生亚稳状态？如何防止亚稳状态的产生？ （10分）

二、计算题（20分，共80分）
1．4 mol单原子理想气体从始态750 K、150 kPa出发，恒容冷却使压力下降至50 kPa，求过程的Q, W, U，H及S。

2．25℃时有电池 || 。已知标准电极电势 。
(1) 写出电极反应和电池反应；
(2) 计算电池的标准电动势 ，以及电池反应的 和 。
3．在T,V恒定条件下，反应A→产物为零级反应。反应物A的初始浓度cA,0= 1 moldm-3，t =0时的反应初速率vA,0=0.001 moldm-3s-1。计算反应的速率系数kA、半衰期t1/2及反应到cA=0.1 moldm-3时所需的时间t各为若干？
4．在Ba(NO3)2溶液中滴加Na2SO4溶液可制备BaSO4溶胶。写出Ba(NO3)2溶液过量时胶团的结构表示式。







第五组：
计算题（25分，共100分）
1.        在500 K~ 1000 K温度范围内，反应 的标准平衡常数 与温度T的关系为 。已知原料中只有反应物A(g)和过量的B(s)。计算800 K时反应的 和 。
2.        2 mol双原子理想气体从始态300 K，50 dm3出发，恒容加热至400 K，求整个过程的Q，W，U，H和S。
3.        AgBr饱和水溶液的电导率 =  ，求AgBr(s)在纯水中的溶解度。已知25℃时Ag+和Br无限稀释摩尔电导率分别为61.92104 Sm2mol1和 78.40104 Sm2mol1；配制溶液所用纯水的电导率为 。
4.        在T,V恒定条件下，反应A→产物为零级反应。反应物A的初始浓度cA,0= 1 moldm-3，t =0时的反应初速率vA,0=0.001 moldm-3s-1。计算反应的速率系数kA和半衰期。

19春学期（1709、1803、1809、1903）《物理化学》在线作业-0001

试卷总分:100    得分:0

一、 单选题 (共 20 道试题,共 40 分)

1.A与B形成的气液平衡体系有最低恒沸点，当液相中B浓度小于恒沸点浓度时，通过精馏，在塔底和塔顶得到的分别是

A.塔顶得到纯A, 塔底得到恒沸物

B.塔顶得到纯B，塔底得到恒沸物

C.塔顶得到恒沸物，塔底得到纯B

D.塔顶得到恒沸物，塔底得到纯A

 

 

2.一简单级数反应有：lnt1/2=-lnCA,0+K,K是一常数，则该反应级数为

A.3

B.2

C.1

D.0

 

 

3.已知某化学反应速率常数的单位是mol·m-3·S-1 则该化学反应的级数为

A.零级

B.一级

C.二级

D.三级

 

 

4.下列哪个数据不为零

A.CO2(g)的燃烧焓

B.O2的燃烧焓

C.H2O(g)的燃烧焓

D.N2(g)的燃烧焓

 

 

5.微小固体颗粒在水中的溶解度应

A.与颗粒大小成正比

B.与颗粒大小无关

C.随表面张力增大而增大

D.与固体密度成正比

 

 

6.在一个绝热刚瓶中，发生一个放热的分子数增加的化学反应，那么：

A.Q > 0，W > 0，?U > 0

B.Q = 0，W = 0，?U < 0

C.Q = 0，W = 0，?U = 0

D.Q < 0，W > 0，?U < 0

 

 

7.气体经绝热不可逆膨胀，熵变为DS1,经绝热不可逆压缩，熵变为DS2,则有

A.DS1>0，DS2>0

B.DS1>0，DS2<0

C.DS1<0，DS2>0

D.DS1<0，DS2<0

 

 

8.1 mol H2(为理想气体)由始态298 K、p虮痪热可逆地压缩5 dm3，那么终态温度T2 与内能变化?U分别是

A.562K，0 kJ

B.275K，-5.49 kJ

C.275K，5.49 kJ

D.562K，5.49kJ

 

 

9.可以直接用来求Ag2SO4的溶度积的电池是

A.Pt|H2(p)|H2SO4(a)|Ag2SO4(s)|Ag

B.Ag|AgNO3(a)||K2SO4(a)|PbSO4(s),Pb(s)

C.Ag(s),Ag2SO4(s)|K2SO4(a)||HCl(a)|AgCl(s),Ag(s)

D.Ag|AgNO3(a)||H2SO4(a)|Ag2SO4(s),Ag(s)

 

 

10.某电极包含的离子浓度降低时，该电极的电极电势值

A.降低

B.不变

C.增大

D.不一定

 

 

11.反应A(g)=2C(g)的DrGm/(J·mol-1)=-4400+11T/K,则该反应的转折温度为

A.4400K

B.136K

C.400K

D.1360K

 

 

12.将装有润湿性液体的毛细管水平放置，在其右端加热，则管内液体将

A.向右移动

B.向左移动

C.不动

D.左右来回移动

 

 

13.下列电池的电动势与氯离子活度无关的是

A.Zn| ZnCl2(aq)| Cl2(p),Pt

B.Zn| ZnCl2(aq)| KCl (aq)| AgCl,Ag

C.Ag-AgCl| KCl(aq)| Cl2(p),Pt

D.Pt,H2( p)| HCl (aq)| Cl2(p),Pt

 

 

14.二组分理想溶液的沸点的论述正确的是

A.沸点与溶液组成无关

B.小于任一纯 组分的沸点

C.大于任一纯组分的沸点

D.沸点在两纯组分的沸点之间

 

 

15.在298.2 K、101325 Pa压力下，二瓶体积均为1 dm3的萘溶于苯的溶液，第一瓶中含萘1 mol；第二瓶中含萘0.5 mol。若以μ1及μ2分别表示二瓶中萘的化学势，则

A.μ1 = μ2

B.μ1 > μ2

C.μ1 < μ2

D.不能确定

 

 

16.当外压恒定时，同一比例的A与B组成的溶液其沸点和冷凝点有何关系？

A.一定重合

B.一定不重合

C.不一定重合

 

 

17.以下的说法中符合Langmuir吸附理论基本假定的是

A.固体表面是均匀的，各处的吸附能力相同

B.吸附分子层可以是单分子层或多分子层

C.被吸附分子间有作用，互相影响

D.吸附热与吸附的位置和覆盖度有关

 

 

18.具有最低恒沸温度的某两组分体系，在其T-x液气相图最低点有

A.f=0; xg=xl

B.f=1; xg = xl

C.f=0; xg > xl

D.f=1; xg > xl

 

 

19.某反应的速率常数为0.099 min-1，反应物的初始浓度为0.2 mol?dm-3，则反应的半衰期为

A.7 min

B.1.01 min

C.4.04 min

D.50.5 min

 

 

20.下述关于平行反应说法不正确的是

A.总反应速率等于同时进行的各个反应速率之和

B.总反应速率常数等于同时进行的各个反应速率常数之和

C.各产物的浓度之积等于相应反应的速率常数之积

D.各反应产物的生成速率之比等于相应产物浓度之比

 

 

二、 多选题 (共 10 道试题,共 20 分)

1.关于表面活性剂的CMC，下列说法正确的是

A.低于CMC时，活性剂分子主要以单体形式存在

B.高于CMC时，溶液中没有以单分子形态存在的活性剂分子

C.CMC附近，溶液的表面张力有显著变化

D.CMC附近，溶液的电导率有显著变化

 

 

2.下列哪些是Langmuir吸附模型的理论假设

A.单分子吸附

B.吸附分子间无相互作用

C.固体表面均匀

D.吸附平衡为动态平衡

 

 

3.某化学反应A(g)=B(g)+C(g)达到平衡，如果欲使反应平衡向右移动，则应该

A.提高总压

B.降低总压

C.保持体积不变，加入惰性气体组分

D.保持总压不变，加入惰性气体组分

 

 

4.下列哪个符合一级反应的特征

A.反应速率常数单位为[时间]-1

B.反应物浓度的对数与反应时间呈线型关系

C.半衰期与反应物初始浓度无关

D.消耗75%反应物所需时间为消耗50%反应物所需时间的两倍

 

 

5.下列哪个不是二级反应的特征

A.反应速率常数单位为[时间]

B.反应物浓度与反应时间呈线型关系

C.半衰期与反应物初始浓度成反比

D.消耗75%反应物所需时间为消耗50%反应物所需时间的三倍

 

 

6.关于电极极化，正确的说法是

A.相同离子在不同材质电极上的极化程度不同

B.极化使电极的电极电势增大

C.极化使电池的输出电压增大

D.通过极化可以调节电解过程阴极析出顺序

 

 

7.胶体的下列行为中，哪些与胶体粒子的布朗运动性质有关

A.在电场中的定向移动

B.渗透

C.扩撒

D.沉降平衡

 

 

8.在理想气体近似下，下列平衡常数中，哪些只是温度的函数

A.标准压力平衡常数

B.标准摩尔体积浓度平衡常数

C.物质的量平衡常数

D.摩尔分数平衡常数

 

 

9.按照纯水的相图，下列说法正确的是

A.高于三相点温度时，固相完全消失

B.低于三相点压力时，液相完全消失

C.低于三相点温度时，液相完全消失

D.高于三相点压力时，气相完全消失

 

 

10.关于链反应，下列说法正确的是

A.有自由基参加的反应一定是链反应

B.当一个自由基的消耗会产生两个或两个以上的自由基时，为支链反应

C.链的引发需要较高的活化能

D.只有加热和光照才能诱导自由基的产生

 

 

三、 判断题 (共 20 道试题,共 40 分)

1.由公式 Λm=κ/c可知，对强电解质，若浓度增大一倍，离子数目增大一倍，其电导率也增大一倍,故Λm不随浓度变化。

A.错误

B.正确

 

 

2.在恒沸点浓度处，双组份液体体系不能通过精馏分离，

A.错误

B.正确

 

 

3.电池对外做电功时，其电功可表示为W′=-zEF

A.错误

B.正确

 

 

4.功可以完全转化为热而不引起其他变化，反之则不可。

A.错误

B.正确

 

 

5.依据相律，恒拂混合物的沸点不随外压的改变而改变。

A.错误

B.正确

 

 

6.电池的电动势决定于电池内的氧化还原反应，因此，对应着一定的电池总反应必有确定的电动势

A.错误

B.正确

 

 

7.封闭体系总是向熵增加的方向变化

A.错误

B.正确

 

 

8.标准平衡常数量纲都为1，而经验平衡常数量纲往往不为1

A.错误

B.正确

 

 

9.恒压过程与恒外压过程本质是相同的

A.错误

B.正确

 

 

10.同一个反应，不论如何改变其计量系数，其反应进度都相同，摩尔反应焓变也都相同

A.错误

B.正确

 

 

11.多组分系统，物种数会因思考问题的方法而异，组分数却是一定的

A.错误

B.正确

 

 

12.一化学反应的标准吉布斯自由能变化大于零，则该反应必然正向进行

A.错误

B.正确

 

 

13.极性大的溶剂有利于反应物极性大、产物极性小的反应

A.错误

B.正确

 

 

14.在相平衡系统中，当物质B在其中一相达到饱和时，则其在所有相中都达到饱和。

A.错误

B.正确

 

 

15.只要在电池放电时的反应与充电时的反应互为可逆，则该电池就是可逆电池。

A.错误

B.正确

 

 

16.可以用标准吉布斯能来计算光化学反应的平衡常数

A.错误

B.正确

 

 

17.对于电解池，阳极发生氧化反应，是正极，阴极发生还原反应，是负极。

A.错误

B.正确

 

 

18.在恒温恒压只作体积功的相变过程中，ΔG一定等于零。

A.错误

B.正确

 

 

19.如某一反应级数为分数，则该反应必不为基元反应

A.错误

B.正确

 

 

20.双分子反应一定是基元反应。

A.错误

B.正确