物理化学试题卷A

发布 2022-10-26 23:36:28 阅读 8164

考试时间:2023年1月11日8:00-10:00

学号姓名。一.填空(20分,每空1分)(可做在试题卷上,也可做在答题纸上)

1、 当液体饱和蒸汽压与外界压力相等时,出现___的现象,此时相应的温度称为液体的。

2、 每种气体都存在一个特殊的温度,在该温度以上,无论加多大压力,都不可能使气体液化。这个温度称为这个温度下的饱和蒸汽压称为。

3、 焦耳实验证明理想气体的热力学能有关。焦耳-汤姆逊实验证明,真实气体的焓h不只是的函数。

4、 在高温、低温两热源间工作的所有可逆热机,其热效率必然___与工质及其变化的类型___

5、 稀溶液中溶剂的蒸汽压下降降低升高和渗透压的数值,仅与一定量溶液中溶质的质点数有关,而与溶质的本性无关,故称这些性质为稀溶液的依数性。

6、 理想气体混合物中组分b的化学势与其分压pb=ybp之间的关系式为b(pg)= b(g)+rtln(pb/p)。若真实气体混合物中组分b的逸度为fb,则其化学势可表示为逸度因子定义为。

7、 相律表示式f=c-p+2中,f为自由度数,c为p为。

8、 在稀溶液中,离子强度i定义为。

i=bbzb2

摩尔浓度为b的fecl3溶液的离子强度为___

9、 胶体系统透明或不透明,但均可发生胶体粒子扩散速率___不能透过半透膜,有___的渗透压。

10、 如下图所示,管中液体对毛细管壁完全浸润,当加热管中水柱的右端时,右端液面的表面张力水柱将向移动。

二.简要回答下列问题(20分,每小题4分)

1、热带海洋中,表面上的热水与表面之下的冷水间有一定的温差,能否利用这一现象造成一部热机?为什么没有看到使用这样的热机?

2、 已知25℃时,m(naac) =91.0×10-4 s·m2·mol-1,m (hcl)=426.2×10-4 s·m2·mol-1,m (nacl)=126.

5×10-4 s·m2·mol-1,请问25℃时m (hac)是多少?

3、 什么是催化剂?为什么加入催化剂,化学反应速率会加快?催化剂能否改变化学反应当平衡状态?

4、已知95c时,纯液态物质a(l)和纯液态物质b(l)的饱和蒸汽压分别为pa*=76.0kpa,pb*=120.0kpa二者形成理想液态混合物。

在一抽真空的容器中,注入a(l)和b(l),恒温95c,达到气-液平衡时,系统总压为103.0kpa。试求此平衡系统气、液两相的组成yb与xb各为多少?

5、温度对反应速率的影响,可用速率常数k随温度t变化的函数来表示。写出定量表示k与t的关系的最著名的方程,并指出其中各符号代表的物理量。它是否适用于光化反应?

三.(15分)在一导热的气缸中盛有1mol理想气体,开始处于(p0, v0, t0)状态,分别经过下列三个过程达到末态(p0/2, 2v0, t0),环境温度保持在t0:

1)可逆等温膨胀过程。

2)外界压力为p0/2的等压过程。

3)自由膨胀过程。

分别求出各过程的传热q、热力学能的变化u、焓变h、系统熵变ssys、环境熵变samb和总熵变siso。最后将相应结果填入下表中,并对这些结果进行讨论。

四.(15分)现有如下化学反应:

ch4(g) +co2(g) 2co(g) +2h2(g)

1) 利用附表中各物质的标准摩尔熵sm,标准摩尔生成焓fhm数据,求上述反应在25c时的标准摩尔反应熵rsm和标准摩尔反应吉布斯函数rgm;

2) 利用附表中各物质的标准摩尔生成吉布斯函数fgm数据,求上述反应在25c时的rgm;

3) 在25c下,若始态ch4(g)和co2(g) 的分压分别为150kpa, 末态co(g) 和h2(g)的压力均为50kpa,求反应的摩尔反应熵rsm和摩尔反应吉布斯函数rgm。(提示:设计一条途径,利用标准状态下反应的热力学函数变,计算在指定条件下的有关函数变。

ln2=0.693, ln3=1.099, ln10=2.

303, ln50=3.912, ln150=5.011)

附表:25c时一些物质的热力学数据。

五.(10分)ag可能受到h2s(气)的腐蚀而发生如下反应:

h2s(g) +2ag(s)==ag2s(s) +h2(g)

今在298k、100kpa下,将ag放在等体积的h2和h2s组成的混合气体中。

试问:⑴ ag是否可能发生腐蚀而生成ag2s?

在混合气体中,h2s的百分数低于多少才不致发生腐蚀(不必计算出具体数值)?

已知298k时,ag2s和h2s的标准生成吉布斯函数分别为–40.25和–32.93kj/mol。

六.(10分)试计算25c时下列反应当电动势。

zn|znso4( b=0.001 mol·kg-1)‖cuso4 ( b=1.0 mol·kg-1)|cu

已知25c时0.001 mol·kg-1 znso4水溶液的平均离子活度因子 = 0.734,1.

0 mol·kg-1 cuso4水溶液的 =0.047;e(zn2+ |zn)=-0.7630 v,e(cu2+ |cu)=0.

3400 v。(提示:纯固体的活度为1,离子活度a + b+ /b ),可近似认为ln0.

743=-0.297, ln0.047=-3.

058; lg0.743=-0.129, lg0.

047=-1.328)

七.(10分)25c时,酸催化蔗糖转化反应。

c12h22o11 + h2o c6h12o6 + c6h12o6

蔗糖) (葡萄糖) (果糖)

的动力学数据如下(蔗糖初始浓度c0为1.0023 mol·dm-3,时刻t的浓度为c ):

试用作图法证明此反应为一级反应。求算速率常数和半衰期;问蔗糖转化95%需要多少时间?(ln2=0.693, ln10=2.303. 图可画在试题卷上)

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