物理化学模拟试卷（5）答案
一、名词解释（每题2分，共16分）
1、标准生成焓：在标准压力下和反应温度时，由最稳定的单质合成标准状态下一摩尔物质的焓变。
2、电解池：将电能转变为化学能的装置称为电解池。
3、能：指体系部能量的总和，包括分子运动的平动能、分子的转动能、振动能、电子能、核能以及各种粒子之间的相互作用的位能等。
4、独立组分数：在平衡体系所处的条件下，描述各相组成所需的最少物种数
5、活化能：活化分子的平均能量与普通分子的平均能量之间的差值。
6、拉乌尔定律：在等温下的稀溶液中，溶剂的蒸气压等于纯溶剂蒸气压*
p乘以溶液中
A
溶剂的物质的量分数x A。
7、电极极化：电极上有电流通过时，电极电势偏离平衡电势的现象。
8、一级反应：反应速率只与反应浓度的一次方成正比的反应。
二、判断题（共10题，每题1分，共10分）：
（×）1、有的平行反应的主产物比例在反应过程中会出现极大值。
（×）2、当系统的状态一定时，所有的状态函数都有一定的数值。当系统的状态发生变化时，所有的状态函数的数值也随之发生变化。
（√）3、某可逆电池的温度系数大于零，则该电池反应为吸热反应。
（×）4、溶液的化学系等于溶液中各组分的化学系之和。
（×）5、适当选定温度、压力，正交硫、单斜硫、液态硫和气态硫可以同时平衡共存。（×）6、无限稀的NaCl、CaCl2溶液中，Cl-的迁移数相同。
（√）7、在吉布斯吸附等温式中，Γ为溶质的吸附量，它随溶质(表面活性物质)的加入量的增加而增加，并且当吸附达饱和时，Γ达到极大值。
（×）8、某一反应的平衡常数是一个不变的数。
（√）9、自发过程一定是不可逆过程。
（√）10、电化学腐蚀是金属的腐蚀的主要原因。
三、选择题（共10题，每题2分，共20分）：
（C）1．某反应只有一种反应物，其转化率达到75％的时间是转化率达到50％的时间的两倍，反应转化率达到64％的时间是转化率达到x％的时间的两倍，则x为：
A、32 ；
B、36 ；
C、40 ；
D、60 。
（C）2、将NH4Cl(s)置于抽空空器中，加热到597K，使NH4Cl(s)分解，NH4Cl(s)= NH3(g)+HCl(g)达到平衡时系统总压力为100kPa，则标准平衡常数Kθ为：
A、0.5
B、0.025
C、0.25
D、0.05
（B）3、在下列体系中自由度f = 2的体系是：
A、298K时，H
O(l)H2O(g)
B、一定量的PCl5(g) 分解平衡时：PCl5(g) = PCl3(g) + Cl2(g)
C、C2H5OH(l) 与H2O(l) 的混合物
D、S(s) S(l) S(g)
（D）4、在温度T时，纯液体 A 的饱和蒸气压为p A*，化学势为μA*，并且已知在
p 压力下的凝固点为T f*，当 A 中溶入少量与 A 不形成固态溶液的溶质而形成为
稀溶液时，上述三物理量分别为p A，μ A，T f ，则:
A、p A*< p A，μA*<μA，T f* < T f
B、p A*> p A，μA*<μA，T f* < T f
C、p A*< p A，μA*<μA，T f* > T f
D、p A*> p A，μA*>μA，T f* > T f
（D）5、已知在一定压力下某化学反应的?H和?S均为正值，（假定?H和?S不随温度变化）则
A、在任何温度下均为自发过程
B、在低温下为自发过程，高温下为非自发过程
C、在任何温度下均为非自发过程
D、在低温下为非自发过程，高温下为自发过程
（A）6、在一定的温度下，当电解质溶液被冲稀时，其摩尔电导变化为：
A、强电解质溶液与弱电解质溶液都增大；
B、强电解质溶液与弱电解质溶液都减少；
C、强电解质溶液增大，弱电解质溶液减少；
D、强弱电解质溶液都不变。
（D）7、可以直接用来求Ag2SO4的溶度积的电池是：
A、Pt|H2(p)|H2SO4| Ag2SO4(s)|Ag ；
B、Ag|AgNO3||K2SO4|PbSO4(s),Pb(s) ；
C、Ag(s),Ag2SO4(s)|K2SO4||HCl|AgCl(s),Ag(s) ；
D、Ag|AgNO3||H2SO4|Ag2SO4(s),Ag(s) 。
（A）8、浓差极化和电化学极化应使：
A、原电池负极电势升高，正极电势降低；
B、原电池负极电势降低，正极电势升高；
C、电解池负极电势升高，正极电势降低；
D、电解池阴极电势和阳极电势均升高。
（B）9、德拜-休克尔理论用于解释（B）。
A、非理想气体引力
B、强电解质行为
C、氢键
D、液体的行为
（A）10、气相中的大小相邻液泡相碰, 两泡将发生的变化是：
A、大泡变大, 小泡变小
B、大泡变小, 小泡变大
C、大泡、小泡均不变
D、两泡将分离开
四、填空题（共20空，每空１分，共20分）
1、反应CO(g) + 2H2(g) = CH3OH(g) 在300℃,1013.25 k Pa压力下进行,按理想气体反应处理时,其平衡常数K c=10 mol-2?dm6, 则K x= _4.52×105__ 。
2、从微观角度而言,熵具有统计意义,它是体系____混乱度__的一种量度。熵值小的状态相对于_有序_的状态。在隔离体系中,自__有序__的状态向__无序__的状态变化,是自发变化的方向,这就是热力学第二定律的本质。
3、三级反应的半衰期3/2k3C02。
4、A、B两组分的气-液平衡T―χ图上，有一最低恒沸点，恒沸物组成为χA = 0.7。现有一组成为χA = 0.5的A、B液态混合物，将其精馏可得到_χA = 0.7沸物_____和_A____。
5、根据热力学基本关系式，可导出=??? ????V T A __-S___，根据麦克斯韦关系式，可用V
T P ??? ????代替__T
S V ??? ????____。 6、对电解池进行电解时，随电流密度增加，阳极的电极电势比可逆电势 增大 ，阴极的电极电势比可逆电势 减小 ，两极间的实际电势差比理论分解电压 大 。
7、已知25℃时，下列物质的无限稀释摩尔电导率：Λ∞m (NaNO 3) = a S?m 2?mol -1,Λ∞m
(AgNO 3) = b S?m 2?mol -1, Λ∞m (21
Na 2SO 4) = c S?m 2?mol -1,则25℃的Ag 2SO 4 溶液无限稀释摩尔
电导率Λ∞m (21
Ag 2SO 4)= ____ c +_ b -a____ S?m 2?mol -1
8、将反应Sn 2++ Pb 2+= Sn 4+ + Pb ，设计成可逆电池，其电池表示式为Pt│Sn 2+,Sn 4+‖Pb 2+ | Pb 。
9、理想气体绝热反抗外压膨胀，Q ＝ 0，ΔU ＜0，ΔH ＜0。
10、催化剂改变了反应历程，降低了反应所需的活化能，使反应速率加快。
五、简答题（共3题，每题4分，共12分）
1、盐桥的主要成分是什么？为什么盐桥可以降低液接电势？
答：盐桥的主要成分为KCl 或KNO 3。盐桥能降低液接电势是因为K +与Cl -或NO 3-的迁移数相差很小，可以降低溶液中由于阴阳离子迁移数不同引起是浓差电势。
2、证明T V
U p T p V T ??????=- ? ??????? 证明：根据基本公式dU=TdS – PdV ，等温条件下求上式对体积的偏微商，得：
T T
U S T p V V ??????=- ? ??????? 根据Maxwell 关系式T V
S p V T ??????= ? ??????? 代入上式，得：
T V
U p T p V T ??????=- ? ???????
证毕。
3、“均匀的多组分系统中，系统的某种容量性质不等于各纯组分的该种容量性质之和。”；“整个系统的容量性质是系统中各部分的该种性质的总和。”这两句话是否矛盾？为什么？
答：不矛盾。因为均匀的多组分系统中，系统的某种容量性质不等于各纯组分的该种容量性质之和，而等于混合后各组分的该种容量性质之和。混合前各纯组分的某种容量性质与混合后该组分的容量性质不同。
六、计算题（共4题，第一二题每题5分，第三四题每题6分，共26分）
1、分析相图并填写表格。
相区相态相
数
自由度
1 气态 1 2
2 平衡 2 2
3 平衡 2 2
4 液态 1 2
2、298.15K时原电池：
Pb(s)| PbSO4(s)| H2SO4(a)| PbSO4(s)| PbO2(s)
的
f m
H
?=－224.08 kJ·mol-1，
r m
S
?=－90.0J·K-1·mol-1。
（1）写出电极反应及电池反应；
（2）计算298.15K时电池的E。
解：（1）电极反应
负极反应（1分）：Pb(s)+H 2SO 4(a )= PbSO 4(s)+2H ++2e －
正极反应（1分）：PbO 2(s)+ 4H ++SO 24-++2e －→PbSO 4(s)+2H 2O(l)
电池反应（1分）：Pb(s)+PbO 2(s)+2H 2SO 4(a )→2PbSO 4(s)+2H 2O(l)
（2）
①（1.5分）r m G ?=f m H ?－T r m S ?
=－224.08kJ·mol -1－298.15K×（－90.0J·K -1·mol -1）
=－197.246kJ·mol -1
②（1.5分）E =－r m G ?/F =2.0447V
3、某抗菌素在人体血液中呈现简单级数的反应，如果给病人在上午8点注射一针抗菌素，然后在不同时刻测定抗菌素在血液中的浓度(以mg/100 cm 3表示)，得到如下数据：
t /h
4 8 12 16 c 0.480 0.326 0.222 0.151
(1) 确定反应级数；
(2) 求反应的速率常数k 、半衰期t 1/2；
(3) 若抗菌素在血液中浓度不低于0.370 mg/100 ml 才有效，问约何时该注射第二针。 解：
(1) 从所给实验数据上，我们发现每隔8小时，抗菌素的浓度约下降一半，这是一级反
应的特征，即半衰期与反应浓度无关。（相对而言，零级反应匀速进行，半衰期与反应浓度成正比；二级反应的半衰期与反应浓度的倒数成正比。）所以上述反应是一级反应
(2)
()()0lg lg 2.303kt A A =-
代入(A 0) = 0.480 mg/100 cm 3和(A) = 0.222 mg/100 cm 3, 得到
k = 0.0964 h -1
∴ t 1/2 = 0.693/k = 7.2 h (3) ()()0lg lg 2.303
kt A A =-
∴ ()()02.303 2.3030.480lg lg 2.700.370A t h k A k ===
∴ 应当在下午2点42分之前注射第二针。
4、3mol 双原子理想气体，始态为280K 和101.3kPa 。在恒外压下等温膨胀到外压相等，再使其等容升温到达终态终态为600K 和50.2kPa 、试计算该过程的Q 、W 、△U 、△H 。
解：双原子理想气体的C V , m =5/2R ，C p , m =7/2R
根据题意绘制如下过程流程图
根据流程图计算各状态的物理量如下
311138.3142800.0689m 101325
nRT V p ??=== 3332338.3146000.298m 50200
nRT V V p ??==== 22238.31428023435Pa 0.298nRT p p V ??===（外）＝
因过程①为理想气体的等温过程，故ΔU 1=0，ΔH 1=0
所以，根据热力学第一定律
W 1=Q 1 =p （外）（V 2－V l ）＝23435×（0.298－0.0689）＝5.37kJ
过程②为等容过程，故W 2=0
32600
222805= 38.31419.95kJ 2T V m T U Q nC dT dT ?=????，== 32600
22807 38.31427.94kJ 2T p m T H nC dT dT ?????，=== 故
ΔH =ΔH 1+ΔH 2=27.94kJ ； ΔU =ΔU 1+ΔU 2=19.95 kJ ；
W = W 1+ W 2=5.37 kJ ； Q = Q 1+ Q 2=25.32KJ
111222333,,,,,,P V T P V T P V T ?????→????→横外压等温膨胀等容升温