院、系领导 审批并签名 A卷 广州大学 2010-2011 学年第 一 学期考试卷
课程 物理化学 考试形式（闭卷，考试） 学院 化学化工学院 系 专业 食品 班级 091 学号 姓名 题次 分数 评分 一 10 二 40 三 10 四 10 五 10 六 10 七 10 总分 100 评卷人 一、判断题（每小题1分，10题共10分）
判断下面说法是对或错，并将对（用√号）或错（用×号）的答案，填入下表中： 题号 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 × × × √ × × × × √ √ 1．在两个封闭的容器中，装有同一种理想气体，压力、体积相同，那么温度也相同。 2．因QP = ΔH，QV = ΔU，所以QP与QV都是状态函数。 3．当系统向环境传热(Q < 0)时，系统的热力学能一定减少。 4．自然界发生的过程一定是不可逆过程。 5．自发过程的方向就是系统混乱度增加的方向。
6．在等温、等压下，吉布斯函数变化大于零的化学变化都不能进行。 7．系统达到平衡时，偏摩尔量为一个确定的值。
8．在等温、等压、W’ = 0的条件下，系统总是向着吉布斯函数减小的方向进行。若某化学反应在给定条件下?rGm < 0，则反应物将完全变成产物，反应将进行到底。 9．单分子反应一定是基元反应。
10．零级反应的反应速率不随反应物浓度变化而变化。
二、选择题（每小题2分，20题共40分）仅选一个答案，填入下表中：
题号 答案 题号 答案 1 B 11 B 2 A 12 B 3 C 13 C 4 D 14 C 5 B 15 B 6 B 16 D 7 C 17 A 8 B 18 D 9 C 19 C 10 A 20 A 1．如图所示，理想气体由状态1变化到状态2，则该过程的： (A) T2 < T1，W < 0，Q < 0 (B) T2 > T1，W < 0，Q > 0 (C) T2 < T1，W > 0，Q < 0 (D) T2 > T1，W > 0，Q > 0
2．一定量的理想气体，经如图所示的循环过程，A→B为等温过程，B→C等压过程，C→A为绝热过程，那么曲边梯形ACca的面积表示的功等于： (A) B→C的内能变化 (B) A→B的内能变化 (C) C→A的内能变化 (D) C→B的内能变化
3．已知反应B→A，B→C的等压反应热分别为?H1与?H2，那么A→C的?H3与它们的关系是： (A) ?H3 = ?H1+?H2 (B) ?H3 = ?H1-?H2 (C) ?H3 = ?H2-?H1 (D) ?H3 = 2?H1-?H2
4．熵是混乱度(热力学微观状态数或热力学几率)的量度，下列结论中不正确的是： (A) 同一种物质的Sm?g??Sm?l??Sm?s? (B) 同种物质温度越高熵值越大 (C) 分子内含原子数越多熵值越大 (D) 0K时任何纯物质的熵值都等于零 5．下列各量中哪个是偏摩尔量：
??F(A) ???n?i?? (B) ??T,V,nj?i??S???n?i???H?? (C) (D) ????V??T,p,nj?i?T,p,nj?i-
???i???n?i?? ??T,p,nj?i6．反应C(s)＋2H2(g)＝CH4(g)在1000K时的?rGmol1。当总压为101kPa，气相组成 m= 19.29 kJ·是：H2 70％、CH4 20％、N2 10％的条件下，上述反应： (A) 正向进行 (B) 逆向进行 (C) 平衡 (D) 不一定
7．恒温下，在反应2NO2(g) = N2O4(g) 达到平衡后的体系中加入惰性气体，则： (A) 平衡向右移动 (B) 平衡向左移动 (C) 条件不充分，无法判断 (D) 平衡不移动
8．如图，对于形成简单低共熔混合物的二元相图，当物系点分别处于C、E、G点时，对应的平衡共存的相数为：
(A) C点1，E点1，G点1 (B) C点2，E点3，G点1 (C) C点1，E点3，G点3 (D) C点2，E点3，G点3
9．基元反应体系aA＋dD = gG的速率表达式中，不正确的是： (A) -d[A]/dt = kA[A]a[D]d (B) -d[D]/dt = kD[A]a[D]d (C) d[G]/dt = kG[G]g (D) d[G]/dt = kG[A]a[D]d
10．某一反应在有限时间内可反应完全，所需时间为c0/k，该反应级数为：
(A) 零级 (B) 一级 (C) 二级 (D) 三级
11．某反应进行时，其反应物浓度与时间成线性关系，则此反应之半衰期与反应物最初浓度有何关
系？
(A) 无关 (B) 成正比 (C) 成反比 (D) 平方成反比
12．下列溶液中哪个溶液的摩尔电导最大：
(A) 0.1M KCl水溶液 (B) 0.001M HCl水溶液 (C) 0.001M KOH水溶液 (D) 0.001M KCl水溶液
13．浓度为1mol·kg1的CuSO4浓度的离子强度I1，浓度为1mol·kg1的NaCl浓度的离子强度I2，那
--
么I1与I2的关系为：
(A) I1 = ?I2 (B) I1 = I2 (C) I1 = 4I2 (D) I1 = 2I2
14．25℃时电池反应 H2(g) + ?O2(g) = H2O(l) 对应的电池标准电动势为E1，则下列反应：
2H2O(l) = 2H2(g) + O2(g) 所对应的电池的标准电动势E2是： (A) E2 = -2E1 (B) E2 = 2E1 (C) E2 = -E1 (D) E2 = E1
15．下列两图的四条极化曲线中分别代表原电池的阴极极化曲线和电解池的阳极极化曲线的是：
(A) 1、4 (B) 1、3 (C) 2、3 (D) 2、4
16．同一体系，比表面自由能和表面张力都用σ表示，它们：
(A) 物理意义相同，数值相同 (B) 量纲和单位完全相同 (C) 物理意义相同，单位不同 (D) 前者是标量，后者是矢量 17．在一个密闭的容器中，有大小不同的两个水珠，长期放置后，会发生：
(A) 大水珠变大，小水珠变小 (B) 大水珠变大，小水珠变大 (C) 大水珠变小，小水珠变大 (D) 大水珠、小水珠均变小
18．水对玻璃润湿，汞对玻璃不润湿，将一玻璃毛细管分别插入水和汞中，下列叙述不正确的是：
(A) 管内水面为凹球面 (B) 管内汞面为凸球面 (C) 管内水面高于水平面 (D) 管内汞面与汞平面一致 19．溶胶的基本特性之一是：
(A) 热力学上和动力学上皆属于稳定体系 (B) 热力学上和动力学上皆属不稳定体系 (C) 热力学上不稳定而动力学上稳定体系 (D) 热力学上稳定而动力学上不稳定体系
20．在AgNO3溶液中加入稍过量KI溶液，得到溶胶的胶团结构可表示为：
(A) [(AgI)m·nI·(n-x) ·K+]x·xK+ (B) [(AgI)m·nNO3·(n-x)K+]x·xK+
----
(C) [(AgI)m·nAg+·(n-x)I]x·xK+ (D) [(AgI)m·nAg+·(n-x)NO3]x+·xNO3
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三、（10分）1 mol单原子理想气体，始态为2pθ，11.2 dm3，经pT=常数的可逆过程（即过程中pT=
常数），压缩到终态为4pθ，已知气体的CV，m = 3R/2。试求W，ΔU和ΔH。 解：T1=P1V1/nR=273K
1T2=T1=136.5K
2ΔU=CV(T2－T1)=－1702J ΔH=CP(T2－T1)=－2837J W=－2nR(T2－T1)=2270J
四、（10分）1 mol单原子理想气体，从始态273K，101.325kPa，经恒容下压力加倍可逆变化到达终
点，试计算过程的Q，W，ΔU，ΔH，ΔS，ΔF和ΔG。已知该气体在273K，101.325kPa的摩尔熵Sm=100J·K-1·mol-1。
解：由pV=nRT得当压力加倍时，温度也加倍，T2=2T1
W=－pΔV=0
ΔU=CV(T2－T1)=3405J QV=ΔU=3405J ΔH=CP(T2－T1)=5674J ΔS=CVln(T2/T1)=8.644J·K-1 S2=S1+ΔS=108.6J·K-1
ΔF=ΔU－Δ(TS)=ΔU－Δ(T2S2－T1S1)=－2.859×104J ΔG=ΔH－Δ(TS)=ΔH－Δ(T2S2－T1S1)=－2.632×104J
五、（10分）合成氨反应为3H2(g)＋N2(g) = 2NH3(g)，所用反应物氢气和氮气的摩尔比为3﹕1，在
673 K和1000 kPa的压力下达成平衡，平衡产物中氨的摩尔分数为0.0385。试求：（1）该反应在该条件的平衡常数；（2）在该温度下，若要使氨的摩尔分数为0.05，应控制总压为多少？ 解：
（1）3H2（g） + N2（g） = 2NH3（g） 平衡
31(1?x) (1?x) x 44设x为平衡时混合气体中NH3的摩尔分数，则
2?2pNH(p)33pHpN22Kp??p2x2(p?)2??1.64?10?4 13(1?x)[(1?x)]3p444（2）由（1）得
???22??（p）xp???
133??(1?x)[(1?x)]Kp??44?∴当x=0.05时，p=1.332×106 Pa
12六、（10分）在298 K 和标准压力时，某混合溶液中，CuSO4浓度为0.50 mol·kg-1，H2SO4浓度为
0.01 mol·kg-1，用铂电极进行电解，首先Cu（s）沉积到Pt电极上。若H2（g）在Cu（g）上的超电势为0.23 V，问当外加电压增加到有H2（g）在电极上析出时，溶液中所余Cu2+的浓度为多少？（设活度因子均为1，H2SO4作一级电离处理）。
解：在电解进行的过程中，Cu2+在阴极上还原时，OH在阳极上氧化，溶液中就相应的增加了
－
相应数量的H+。
设0.50 mol·kg-1的Cu2+在阴极上全部还原时，溶液中增加了2×0.50 mol·kg-1的H+，其中有一半与SO42结合为HSO4 ，则溶液中净增加了0.50 mol·kg-1的H+，则那是溶液中H+的
－
－
总质量摩尔浓度为（0.50+0.01）mol·kg-1 ，其还原电极电势为：
?H?H2???H??H2RT1RTln??H2?ln0.51?0.23V??0.247V FaH?F2当H2(g)在电极上开始析出时，?H?H??Cu2?Cu，则
?Cu2?Cu???2??CuCuRT1ln 2FaCu2?RT1ln 2FaCu2??0.247V?0.337V?aCu2??1.75?10?20
即
mCu2??1.75?10?20 mol?kg-1
七、（10分）某一气相反应A（g）= B（g）+ C（g），反应正向速率常数为k1 ，反应逆向速率常数
为k-2 ，已知在298 K时，k1 = 0.21 s-1，k-2 = 5×10-9 Pa-1· s-1，当温度由298 K升到310 K 时，其中k1和k-2的值均增加1倍，试求： （1）298 K时的反应平衡常数Kp ； （2）正、逆反应的实验活化能Ea ；
（3）在298 K时，A的起始压力为100 kPa，若使总压力达到152 kPa时，所需的时间。 解：
k10.21s?17??4.2?10Pa （1）Kp??9?1?1k?25?10Pa?s（2）Ea=Ea,正= Ea,逆
lnk?T2?k?T1??EaR?11???? ?T1T2?
ln2?Ea1??1???
8.314J?mol?1?K?1?298K310K?Ea?44.36kJ?mol?1
（3）A（g） = B（g）+ C（g） t=0 pA,0 0 0 t=t pA,0-p p p
p总= pA,0+p=152 kPa，p=52 kPa
r?dp?r正?r逆?k1(pA,0?p)?k?2p2?k1(pA,0?p) dt因为k1??k?2，这样近似是合理的。得：
lnpA,0pA,0?p?k1t
pA,011100kPat?ln?ln?3.5s
k1pA,0?p0.21s?1?100?52?kPa
计算题参考：
物理化学（南京大学第五版）： 三、P130，14（2）（3） 四、P202，16（3） 五、P389，4 六、P151，9
七、P219，19（1）（2）（4）