内蒙古科技大学：《基础化学》课程试题习题（物理化学）试卷16（答案）

物理化学试卷答案 一、选择题（共10题20分） 1.2分0186) 0186 [答](C) (2分) 2.2分(3651) 3651 [答]C) 3.2分(2329) 2329 答：(C (2分) 答< (2分) 因为HCI在水中解腐成H和Cr,C将下降。 [答]D) 6.2分(7489) 7489 答](C) (2分 7.2分(3902) 3902 [答](B) (2分) 8.2分(2599) 2599 答】D) 据相图可判断

物理化学试卷 答案 一、选择题 ( 共 10 题 20 分 ) 1. 2 分 (0186) 0186 [答] (C) (2 分) 2. 2 分 (3651) 3651 [答](C) 3. 2 分 (2329) 2329 答：(C) （2 分） 4. 2 分 (1744) 1744 [答] < (2 分) 因为 HCl 在水中解离成 H +和 Cl- ，xHCl将下降。 5. 2 分 (7116) 7116 [答] (D) 6. 2 分 (7489) 7489 [答] (C) （2 分） 7. 2 分 (3902) 3902 [答] (B) （2 分） 8. 2 分 (2599) 2599 [答] (D) 据相图可判断

9.2分(2037) 答](C 由原因A引起的吸水高度约为10.3m: 由原因B引起的水柱高度约为30m: 由原因C引起的渗透压可达1000kPa: 原因D显然不符合生物生长规律： 车.2分(6754) 6754 [答](A) 二、填空题（共5题10分） 11.2分(9111) 9111 答】封闭最大功 (2分) a2分e0 答：10.293 kJ.mol (2分) A.GS =-RTIn Ks =-RTIn[K(p)]=10 293 J.mol 13.2分(5837) 5837 [答]M表)=kkk 表)=E+EE1 14.2分(0738) 0738 答]>，<

9. 2 分 (2037) 2037 [答] (C) 由原因 A 引起的吸水高度约为 10.3 m； 由原因 B 引起的水柱高度约为 30 m； 由原因 C 引起的渗透压可达 1000 kPa； 原因 D 显然不符合生物生长规律； *. 2 分 (6754) 6754 [答] (A) 二、填空题 ( 共 5 题 10 分 ) 11. 2 分 (9111) 9111 [答] 封闭 最大功 (2 分) 12. 2 分 (2902) 2902 答： -1 10.293 kJ mol  （2 分） B r m ln ln[ ( ) ] £ G RT K RT K p p p  $ $ $     = -1 10 293 J mol  13. 2 分 (5837) 5837 [答] k(表) = k2k1/k-1 E(表) = E2+ E1- E-1 14. 2 分 (0738) 0738 [答] > ， <

因为理想气体经节流膨胀后温度不变，而压力降低，体积增大。 所以△S=nin(VJ)>0,△G=nRTIne(pp)<0 15.2分(1092) 1092 答】零 dU=Tds-pdv (==TaplaT-p TR/V-a )-RT/V-a)=0 所以△U=0 三、计算题（共4题50分） 16.15分(0446 0446 答】反应(1)△H*(298K,(1)179kd 2分) (2)△H3(298K(2F464k (2分) 反应(4)3C(g+302(g)→3C0g) △H3(298K,(4)F1179k (2分) (a反应(5)C,H(g)+2,0,(g)→2C0,(g)+H,00) △，H(298K(5F-1298kJ (2分) (b)制取1 mol C2H(g)需3molC(s,故燃烧1molC2H(g)放热多于燃烧3molC(s)。 但反应(3)△，H(298K(3)片517 分) (c)即制取1mol乙炔需(179+464k热量，且有517d热量散失，不能完全利用。 故此法并不经济。 (5分) 17.15分(2353) 2353 答：(1)p=xp[22.41-2013K/215.3K]Pa=469.9kPa (2分) (2)对液气平衡而言，有 dInlp(1)/Pal/dT-2013K/T=AvpH/RT 解得：△mH。=16.736kmol- (3分) 故△Hm-△Hm+AmHm=26.036kJmol (2分) 因此，得到固态CO,的蒸气压与温度的关系式为： In[p(s)Pa]=27.60-AsF/m/RT-27.60-3132K/T (5分)

因为 理想气体经节流膨胀后温度不变，而压力降低，体积增大。 所以ΔS = nRln(V2/V1) > 0，ΔG = nRTln(p2/p1) < 0 。 15. 2 分 (1092) 1092 [答] 零 dU = TdS - pdV (U/ V)T= T(S/V)T -p = T(p/ T)V -p = TR/(V-)-RT/(V-) = 0 所以 ΔU = 0 三、计算题 ( 共 4 题 50 分 ) 16. 15 分 (0446) 0446 [答] 反应（1）ΔrH $ (298 K,(1))=179 kJ (2 分) （2）ΔrH $ (298 K,(2))=464 kJ (2 分) 反应（4）3C(g)+3O2(g) →3CO2(g) ΔrH $ (298 K,(4))=-1179 kJ (2 分) （a）反应（5） O (g) 2CO (g) H O(l) 2 1 C H (g) 2 2 2  2  2  2 ΔrH $ (298 K,(5))=-1298 kJ (2 分) （b）制取 1 mol C2H2(g)需 3 mol C(s)，故燃烧 1 mol C2H2(g)放热多于燃烧 3 mol C(s)。 但反应（3）ΔrH $ (298 K,(3))=-517 kJ (2 分) （c）即制取 1 mol 乙炔需(179+464)kJ 热量，且有 517 kJ 热量散失，不能完全利用。 故此法并不经济。 (5 分) 17. 15 分 (2353) 2353 答：（1）pexp[22.41 2013 K / 215.3 K]Pa 469.9 kPa   （2分） （2）对液气平衡而言，有 d ln[ (l) / p Pa]/dT=2013K/T 2 =vapHm/RT2 解得： 1 vap m 16.736 kJ mol     H （3 分） 故 1 sub m fus m vap m 26.036 kJ mol       H H H （2 分） 因此，得到固态CO2的蒸气压与温度的关系式为： ln[p(s)/Pa]=27.60-subHm/RT=27.60-3132K/T （5 分）

(3)As =A.H/T=120.9 J.K-.mol- (3分) 18.10分(2970) 2970 答 S04g)+(12)02(g)=S0g) 平有时： mol-x Imol-() 1分) n(2)=Imo (2)=p7RT=0.6147mol 2 分) 解得：x=0.7706mol (1分) mS0)=0.2294mol (1分) na=1.6147 mol (1分) K,=Kp(pP=5445 (2分) △G=-RTnK)=-12.73mor (2分) 19.10分(0882) 0882 答1 设223.15K的液体汞在绝热情况下析出固体汞的物质的量为n,设计过程如下 1m0 △H△S」 +(1mol力 223.15K 234.15K 234.15K △H △品 △S △S I mol 234.28K (2分) △H=CA0X△T =1mol×2828JK-mor×(234.28-223.15)K =314.8J (2分) △H=n△sHn=-m2.367X103Jmor5 =-2.367×103mJmo 2分) n=0.1330mol 2分) △S△S+△FCJn(T/T,H△HyT3 =1mol×28.28 J-K-mol'×ln234.28K223.15K) 2分) 四、问答题（共4题20分） 20.5分(0760)

（3） 1 1 sub m sub m / 120.9 J K mol    S  H T    （3 分） 18. 10 分 (2970) 2970 [答] SO2 (g) + (1/2) O2 (g) ＝ SO3 (g) 平衡时： 1mol-x 1mol-(x/2) x (1 分) n(O2 ) = 1mol - (x/2) = pV/RT = 0.6147 mol (2 分) 解得： x = 0.7706 mol (1 分) n(SO2 ) = 0.2294 mol (1 分) n总= 1.6147 mol (1 分) K p $ = Kp (p ) 1/2 = 5.445 (2 分) ΔrG m $ = -RT lnK p $ = -12.73 kJ·mol-1 (2 分) 19. 10 分 (0882) 0882 [答] 设 223.15 K 的液体汞在绝热情况下析出固体汞的物质的量为 n,设计过程如下: (2 分) ΔH1= Cp(l)×ΔT = 1 mol×28.28 J·K-1·mol-1×(234.28-223.15) K = 314.8 J (2 分) ΔH2= -nΔfusHm= -n(2.367×103 J·mol-1 ) = -2.367×103 n J·mol-1 (2 分) 因为 ΔH=ΔH1+ΔH2=0 所以 314.8J+(-2.367×103 n J·mol-1 )=0 n = 0.1330 mol (2 分) ΔS=ΔS1+ΔS2= Cp ln(T2 /T1 )+ΔH2 /T2 = 1 mol×28.28 J·K-1·mol-1×ln(234.28 K/223.15 K) +(-0.1330 mol×2.367×103 J·mol-1 )/234.28 K = 3.28×10-2 J·K-1 (2 分) 四、问答题 ( 共 4 题 20 分 ) 20. 5 分 (0760)

0760 答] (2分) 【p+(ar2/)JW-nb)=nRI p=nRTI(V-nb)-anWV (a/a刀=nRV-nb)-0 (3分) (2分) △S=∫(g+hTyTlT+f[nR(v-nba =gln(T/T)+h()+nRin[(Vz nb)(Vi-nb)] (3分) 证明]若二式等价则可由一式推出另一式，现由(2)式出发推出(1)式 △，G(D=-RTnK(T)=△H(298K)-T△S(298K) 即InK(T)=.△H(298K)MRI+△S(298KR.-) 2分) △，G(298K)=-298K×RnK298KF△H(298K)-298K×△，S(298K) 即nK298K)F△，H298K[298K×RH△，S298KVR2) (1)-(2)得 (2分) In[K(TK(298K)FH△，H(298KVR](1/298K-/D (1分) a5分 [答]0=dA'=&-A[A+kA]-A 得[A]=(+k2[AV2[A]Hk) 3分) A2)=dAJd山，=(-kAM。 =(e[A]-kak[A2]/(k2[A]+) 2分) 23.5分(5990) 5990 [答]由于Ar未进入反应式，真正的三分子反应不可能，推测历程为 D:+:+Ar D:+CH+CH;D+HD (3分) d[CH,Dyd=[D:][CH[D][CH][Ar] (1分) A起催化剂作用（给予能量），不同于自由基复合反应中的第三体传出能量。(1分)

0760 [答] dS = (S/ T)VdT + (S/V)TdV = (CV/T)dT + (p/T)VdV (2 分) [p + (an 2 /V 2 )](V - nb) = nRT p = nRT/(V - nb) - an 2 /V 2 (p/ T)V= nR/(V - nb) - 0 (3 分) dS = (CV/T)dT + [nR/(V - nb)]dV = [(g +hT)/T]dT + [nR/(V - nb)]dV (2 分) ΔS =  2 1 [( T T g + hT)/T]dT + 2 1 [ V V nR/(V - nb)]dV = gln(T2/T1) + h(T2- T1) + nRln[(V2- nb)/(V1-nb)] (3 分) 21. 5 分 (3345) 3345 [证明] 若二式等价,则可由一式推出另一式,现由(2)式出发推出(1)式: ΔrG m $ (T) = -RTlnK(T) =ΔrH m $ (298 K) - TΔrS m $ (298 K) 即 lnK(T)=-ΔrH m $ (298 K)/(RT)+ΔrS m $ (298 K)/R- - - - - - (1) (2 分) ΔrG m $ (298 K) = -298 K×RlnK(298 K)=ΔrH m $ (298 K) - 298 K×ΔrS m $ (298 K) 即 lnK(298 K)=-ΔrH m $ (298 K)/[298 K×R ]+ΔrS m $ (298 K)/R- - - - - -(2) (1) - (2) 得 (2 分) ln[K(T)/K(298 K)]=[ΔrH m $ (298 K)/R ] (1/298 K - 1/T) (1 分) 22. 5 分 (6462) 6462 [答] 0 = d[A* ]/dt = Ia - k2 [A* ][A] + k-2 [A2 ] - k3 [A* ] 得 [A* ] = (Ia + k-2 [A2])/(k2[A]+k3) (3 分) (A2 ) = d[A2 ]/dtIa = (Ia - k3 [A* ])/Ia = (k2[A] - k-2k3[A2] Ia -1 )/(k2[A] + k3) (2 分) 23. 5 分 (5990) 5990 [答] 由于 Ar 未进入反应式，真正的三分子反应不可能，推测历程为 D2 + Ar k1 D 2 * + Ar ，D2 * + CH4 k2 CH3D + HD （3 分） d[CH3D]/dt=k2 [D 2 * ][CH4 ]=k1k2 [D2 ][CH4 ][Ar] （1 分） Ar 起催化剂作用（给予能量），不同于自由基复合反应中的第三体传出能量。 （1 分）