大学物理化学练习题

篇一：大学物理化学试题及答案

物理化学

试卷一

一、选择题 ( 共15题 30分 )

1. 下列诸过程可应用公式 dU = (Cp- nR)dT进行计算的是： ( C )

(A) 实际气体等压可逆冷却

(B) 恒容搅拌某液体以升高温度

(D) 量热弹中的燃烧过程

2. 理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程： ( B )

(A) 可以从同一始态出发达到同一终态因为绝热可逆ΔS = 0

(B) 从同一始态出发，不可能达到同一终态

绝热不可逆

(D) 可以达到同一终态，视绝热膨胀还是绝热压缩而定故终态不能相同

3. 理想气体等温过程的ΔF。 ( C )

(A)>ΔG (B) <ΔG (C) =ΔG (D) 不能确定

4. 下列函数中为强度性质的是： ( C ) (A) S 容量性质除以容量性质为强度性质(D) CV

5. 273 K，下，液态水和固态水（即冰）的化学势分别为μ(l) 和μ(s)，两者的关系为：( C )

(A) μ(l) >μ(s) (B) μ(l) = μ(s)

6. 在恒温抽空的玻璃罩中封入两杯液面相同的糖水 (A) 和纯水 (B)。经历若干

时间后，两杯液面的高度将是(μ(纯水)>μ(糖水中水) ,水从(B) 杯向(A) 杯转移 ) ( A )

(A) A 杯高于 B 杯 (B) A 杯等于 B 杯

7. 在通常情况下,对于二组分物系能平衡共存的最多相为： ( D )

(A) 1 (B) 2(C) 3 (D) 4 * Φ=C+2-f=2+2-0=4

8. 硫酸与水可形成H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)、H2SO4·4H2O(s)三种水合物,问在 101325 Pa 的压力下，能与硫酸水溶液及冰平衡共存的硫酸水合物最多可有多少种? ( C )

(A) 3 种 (B) 2 种

* S = 5 , R = 3 , R' = 0,C= 5 - 3 = 2

f*= 2 -Φ+ 1 = 0, 最大的Φ= 3 , 除去硫酸水溶液与冰还可有一种硫酸水含物与之共存。

9. 已知 A 和 B 可构成固溶体，在 A 中，若加入 B 可使 A 的熔点提高，则B在此固溶体中的含量必 _______ B 在液相中的含量。 ( A )

(A) 大于 (B) 小于

10. 已知反应 2NH3= N2+ 3H2在等温条件下，标准平衡常数为 0.25，那么，在此条件下，氨的合成反应 (1/2) N2+(3/2) H2= NH3 的标准平衡常数为： ( C )

(A) 4 (B) 0.5

11. 若 298 K 时，反应 N2O4(g) ＝ 2NO2(g) 的 K $p= 0.1132，则：

(1) 当 p (N2O4) = p (NO2) = 1 kPa 时，反应将 _____( B )_____；

(2) 当 p (N2O4) = 10 kPa，p (NO2) = 1 kPa 时，反应将 ____( A )____ 。

(A) 向生成 NO2的方向进行(B) 向生成 N2O4的方向进行

12. 在一定温度和压力下，对于一个化学反应，能用以判断其反应方向的是( C )

(A) ΔrG $m(B) Kp(C) ΔrGm (D) ΔrHm

13. （1) 处于标准态的 CO2(g) 和 O2 (g)，其标准燃烧焓值为零

(2) 因为ΔrG $m= -RT lnK $p，而K $p是由平衡时的组成表示的，所以ΔrG $m表示平衡时产物的吉布斯自由能与反应物的吉布斯自由能之差

(3) 水在

T 下蒸发，求算熵变的公式为ΔS $m=(ΔH $m -ΔG $m)/

(4) 在恒温，恒压下可逆电池反应，求算熵变的公式为ΔrSm= ΔrHm/ T 上述说法正确的是：（ C ）

(A) 1 , 2 (B) 2 , 3 (C) 1 , 3(D) 3 , 4

14. 在 T，p 时，理想气体反应 C2H6(g) ＝ H2(g) + C2H4(g)的 Kc/Kx为： ( D)

(A) RT (B) 1/(RT)

15. 标准态的选择对下列物理量有影响的是： ( C )

(A) f，

，ΔF$m ，

二、填空题 ( 共 5题 10分 )

16. 某理想气体，等温(25℃)可逆地从1.5 dm3膨胀到10 dm3时，吸热9414.5 J，则此气体的物质的量为 Q=W=nRTln(V2/V1)，n=2 mol 摩尔。

17. 化学位μB就是 B 物质的偏摩尔吉布斯自由能。

18. N2(g)，O2(g) 体系中加入一种固体催化剂，可生成几种气态氮的氧化物，则体系的自由度为 f = 3 。

19. 完全互溶的二组分溶液，在xB= 0.6 处平衡蒸气压有最高值，那么组成xB=0.4的溶液在气-液平衡时,xB(g)，xB(l)，xB(总)的大小顺序为__ xB(g) > xB(总) > xB(l) _ 。将xB=0.4 的溶液进行精镏，塔顶将得到 _ xB= 0.6 恒沸混合物。

20. 低压气相反应的平衡常数与温度，压力的关系分别是：Kp只是温度的函数, Kc是 _T___的函数，Kx是 _ T, p __ 的函数。

三、计算题 ( 共 5题 60分 )

21. 计算 1mol He(理想气体) 在下列状态变化过程中的ΔH和ΔG。He

已知：Cp, m [He(g)] =

(5/2)R ，473K 时 S $m[He(g)] = 135.1 J·K-1·mol-1 。

答] ΔH = T2T1nCp,m dT = 4.157 kJ (2分)

ΔS = T2Cp,m /T)dT = nCp,m ln(T2/T1)

= 7.3 J·K-1 (4分) S2= ΔS + S1= 142.4 J·K-1 (2分) ΔG =ΔH -Δ(TS) = ΔH - T2S2+ T1S1

= 27.780 kJ

22.某气体状态方程为 pV = n(RT + Bp)，始态为p1T1，该气体经绝热真空膨胀后终态压力为p2，试求该过程的Q，W及气体的ΔU，ΔH，ΔF，ΔG，ΔS。

[答] Q = 0 , W = 0 , ΔU = 0 (3分) -

度不变 ΔH =ΔU +Δ(pV) = nB(p2- p1) (5分)

Δ dT = 0 温

ΔsurrS = -Q/T = 0 ΔisoS = nRln(p1/p2) (3分) ΔF =ΔU-TΔS = -nRT1ln(p1/p2) (2分) ΔG =ΔH-TΔS = nB(p2-p1)-nRT1ln(p1/p2)

23. 10 分 (1809)

两液体A, B形成理想液体混合物。在320 K，溶液I含3 mol A和1 mol B，总蒸气压为：5.33×104 Pa。再加入2 mol B 形成理想液体混合物II，总蒸气压为 6.13×104 Pa。

(1) 计算纯液体的蒸气压 p A*，pB*；

(2) 理想液体混合物I的平衡气相组成 yB；

(3) 理想液体混合物I的混合过程自由能变化ΔmixGm；

(4) 若在理想液体混合物II中加入3 mol B形成理想液体混合物Ⅲ，总蒸气压为多少？

[答] (a) p = p*AxA+ p*BxB

5.33×104 Pa = 0.75 p*A+ 0.25 p*B ------------- (1)

6.13×104 Pa = 0.5 p*A+ 0.5 p*B ------------- (2)

联立 (1) 式与 (2) 式得： p*A= 4.53×104 Pa p*B= 7.73×104 Pa (2.5分) (b) yB(I) =p*BxB(I)/p(I) = 0.36 (2.5分 BlnxB = -5984 J·mol (2.5分)

(d) p(Ⅲ)=p*AxA(Ⅲ) +p*BxB(Ⅲ)= 6.66×104 Pa (2.5分)

24.固体 CO2的蒸气压与温度间的经验式为：ln(p/Pa)=-3116 K/T + 27.537 已知熔化焓-1，三相点的温度为 217 K。试求出液体 CO2的蒸气压与温度的经验关系式。

答：已知 ln(p/Pa) = -3116 K/T + 27.537

对固气平衡： [dln(p/Pa)/dT] =ΔsubHm/RT2

[dln(p/Pa)/dT] = 3116 K/T2=ΔsubHm/RT2

ΔsubHm= 25 906 J·mol-1 (4分)

ΔvapHm=ΔsubHm-ΔfusHm= 17 580 J·mol-1 (4分)

-ΔvapHm/RT + B = -3116 K/T + 27.537 B = 22.922 (4分)

所以液体 CO2的蒸气压与温度的经验关系为： ln(p/Pa) = -ΔvapHm/RT + 22.922 = -2115 K/T + 22.922 (3分)

25. 3H2+ N2= 2NH3在 350℃的Kp= 6.818×10-8(kPa)-2，并设与压力无关，从3:1的 H2，N2混合物出发，在 350℃下要获得物质的量分数为 0.08 的 NH3，压力至少要多大？

[答] 3H2(g) + N2(g) ＝ 2NH3(g) (2分) 平衡时：3 mol-3n 1 mol-n 2n

篇二：大学物理化学第二学期试题 (2)

2004-2005第二学期物理化学（II）期末考试试题（B卷）

1）下列物理量对电解质的电离度没有显著影响的是：

(A) 溶剂的介电常数；(B) 溶液的稀释度；(C) 共存的其它电解

质；(D)压力。

2）下列电解质一般不用作盐桥溶液电解质的是：

(A) KCl；(B) NH4NO3；(C) HCl；(D) NH4Cl。

3）单分子反应的指前因子的数量级约为：

(A) 1013；(B) 1010；(C) 109；(D) 107。

4）欧洲电力资源比较丰富，可采用电解水的方法制氢。电解时采用

的溶液通常是：

(A) KOH溶液；(B) Na2SO4溶液；(C) 盐酸溶液；(D) 纯水。

5）对一级反应，下列浓度～时间关系呈现直线的形式是：

(A) C ~ t；(B) lnC ~ t；(C) 1/C ~ t；(D) 1/C2 ~ t。

6）根据经验规则，下列反应活化能最低的是：

(A) Cl2 ? 2Cl；(B) 2 CH3? CH3CH3 ；(C) Cl + CH4 ? CH3 + HCl；

(D) H + Br2 ? HBr + H。

7）下列物质溶解在水中能够增大溶液的表面张力的是：

(A) 蔗糖；(B) 正丁酸；(C) 硬脂酸钠；(D)十二烷基磺酸钠。

8）25 oC时，0.1 m的NaCl溶液中Na+的迁移数（t1）与0.1 m的NaOH

溶液中Na+的迁移数（t2）的关系是：

(A) t1= t2；(B) t1> t2；(C) t1< t2；(D)无法判断。

9）水在某固体表面的润湿角> 90o，当在水中加入表面活性剂后，该

角度将：

(A) 增大；(B) 减小；(C) 不变；(D)无法判断。10）

10）关于电极极化的说法不正确的是：

(A) 发生极化时电池对外做功的能力下降；(B) 发生极化时电解

池消耗更多的电功；(C) 极化时阳极电势正移；(D) 极化时阳极电势

负移。

11）相同浓度的下列溶液接触时，液体接界电势最大的是：

(A) KCl－NaCl；(B) KCl－NH4Cl；(C) KCl－HCl；(D) NaCl－

NH4Cl。

12）下列电极不可能是可逆电极的是：

(A) Fe / Fe2+；(B) Pt / Sn4+, Sn2+；(C) Fe / H+；(D) Zn(Hg) / Zn2+。

13）由于离子水合，采用Hittorff法测量离子的迁移数与真实值

相比：

(A) 偏高；(B) 偏低；(C) 一致；(D) 无法判断。

14）下列哪种振动方式会导致活化络合物的分解：

(A) 面内弯曲；(B)对称伸缩；(C) 不对称伸缩；(D) 面外弯曲。

15）肥皂泡内部的压力(Pin)与外部压力(Pex)相比：

(A) Pin < Pex；(B) Pin > Pex；(C) Pin = Pex；；(D) 无法判断。

2. 填空题：（每空2分，共30分）

1）Hittorff法测量离子迁移数。采用银电极电解AgNO3，阴极区银

离子浓度增加了x mol，而串联的银电量计析出 y mol金属银，

那么，银离子的迁移数是_________________。

2）浓度为0.01 mol kg-1的K2SO4的平均质量摩尔浓度为_________。

3）写出标准氢电极的电极表达式：___________________________。

4）下列现象可能由哪种极化造成？1）电池在放电过程中发热

_____________；2）电池放置一段时间后电压恢复____________。

5）Arrhenius给出的实验活化能的计算公式是：_________________。

6）氢氧爆鸣气的爆炸属于________爆炸。器壁终止主要发生在

_______压的时候，在器壁上涂石蜡会改变第_____爆炸限。

7）过渡态理论认为，简单碰撞理论中引入的空间因子与形成活化络

合物过程中的_______________变化有关。

8）某液体能够在玻璃表面铺展，起作用的表面张力有___________，

且他们之间的关系满足__________________________。

9）如果对时间而言的反应(本文来自：WWW.xiaocaoFanwEn.cOM 小草范文网:大学物理化学练习题)级数比对浓度而言的反应级数大，说明

_______________________________________________。

10）将两个相同的铜板浸入盛有0.1 m和0.01 m的CuSO4溶液的

烧杯中用盐桥连接而成的电池属于__________电池，该电池的可

逆电池电动势为_____________V（设活度系数为1）

3. 简答题（20分）

1）如何测量两个不同浓度ZnSO4溶液的液体接界电势？能否据此计

算Zn2+离子的迁移数？试说明原因。（5分）

2）已知氧气的标准电池电动势为1.229 V。试画出水介于pH = 0~14

之间的pH－电势图，并注明各区域的稳定物种。写出在碱性条

件下，当电极电势位于氧线以上时的阴极反应。（7分）

3）设计可逆电池测量Ag2O的标准生成自由能，写出设计电池的表

达式并说明测量的原理。（4分）

4）反应A + B + C ? P的速率方程可表示为r = k [A]?[B]?[C]?，试设

计2种方法分别确定各反应物的反应级数。（4分）

4. 论述题(15分)

1）碘化氢生成反应：H2 + I2 ? 2HI的速率方程为：r = k[H2][I2]。该

反应为几级反应？对氢气为几级反应？根据经验规则，其速率决

定步骤中包含哪些物质？已知其第一步基元反应为：I2 ? 2I，通

常发生离解反应时会有1/2的级数出现，但此反应没有，试采用

近似处理的方法给出说明。（8分）

2）玻璃电极的电极电势与溶液pH的关系可表示为?GE＝??GE -

0.05915 pH，由于??GE随时间发生改变，因此测试时通常采用

基准方法。试用公式表示测量未知溶液pH值（pHx）的实验原理。

通常用何种溶液作为标准溶液？在选择标准溶液时通常遵循什

么原则？（7分）

5. 计算题（20分）

1）环丙烷异构化为丙烯的反应为一级。如果环丙烷消耗一半时所需

的时间为10分钟，那么反应99％所需要的时间是多少？（6分）

2）已知Kelvin公式lnpr

P*?2?MRT?R，试计算水蒸汽在20 oC管径0.01

?m的毛细管中凝结为液态水所需要的空气湿度（即水的蒸气压

与该温度时的饱和蒸气与之比）为多少。假设毛细管可以被水完

全润湿，已知水在20 oC的表面张力为72.88 mN m-1。（4分）

3）可逆电池Zn(s)?ZnCl2(0.55 m)?AgCl(s)?Ag(s)在273 K时的电动

势为1.015 V，电动势温度系数为 – 4.02 × 10-4 V K-1。如果有1

mol金属锌反应，试计算该反应的?rHm和可逆过程的热效应Qr。

（10分）

河北大学课程考核试卷

2006—2007 学年第二学期 2004 级材化、化学、高工专业（类）考核科目物理化学课程类别必修考核类型考试考核方式闭卷卷别 B

（注：考生务必将答案写在答题纸上，写在本试卷上的无效）

一、选择题 ( 共10题 20分 )

1. 2 分 (5275)

某一同位素的半衰期为 12 h，则 48 h 后，它的浓度为起始浓度的：

()

(A) 1/16

(B) 1/8

(D) 1/2

2. 2 分 (6667)

设水在某玻璃毛细管内上升的高度为 h，若此毛细管被折断，露在水面以上的长

度是 h/2，则水在毛细管上升到 h/2 以后，将：

()

(A) 不断从管中流出

(B) 不从管中流出，管内液面曲率半径缩小到 1/2 倍

(D) 不从管中流出，管内液面曲率半径不变

3. 2 分 (4374)

Zn(s)插在 ZnSO4[a(Zn2+)=1]溶液中,界面上的电势差为ε$,从电极

电势表中查得

$2+ ? (Zn,Zn)为－0.763 V, 则：

()

(A) ε

4. 2 分 (3811)

电解质溶液的电导率k≡j/E =∑B│zB│F rB cB/E，式中zB、cB代表B

种离子的电荷数及

浓度。影响k值的下述分析哪个对？（）

(A) 迁移速率 rB愈大，则 k愈大

(B) 电场强度 E 愈大，则 k愈小

(D) rB、E 及 j 的大小对 k值无影响

5. 2 分 (7113)

气体在固体表面发生的吸附过程, 体系的焓如何变化?

( )

(A) ?H＞ 0 (B) ?H＜ 0

篇三：大学物理化学练习题

9．1mol单原子理想气体，始态压力为202.65kPa，体积为0.0112m3，经过pT=常数的可逆压缩过程至终态为405.3kPa，试求：

(1) 终态的体积和温度； (2) ΔU和ΔH；

(3) 该过程体系所做的功。

解：(1)由于该体系为理想气体，pT=常数，则

p12V1

p2T2?p1T1?

p12V1202.65?103?0.0112T2???136.5?K?

nRp21?8.314?405.3?103nRT21?8.314?136.53

V2???0.0028m

p2405.3?103

(2)因是单原子分子，其

CV,m?

35RCp,m?R2、2，则

pV??

?U?nCV,m?T?nCV,m?T2?11?

nR??

?3202.65?103?0.0112?

??1??8.314??136.5?????1702?J?21?8.314??pV??

?H?nCp,m?T?nCp,m?T2?11?

nR? ?

?5202.65?103?0.0112?

??1??8.314??136.5?????2837?J?21?8.314??

(3) 因pT=常数，即pT?C。则；

CnRTnRT2

p?V??

TpC

W??pdV??

dV?

2nRT

dTC

13．1mol单原子理想气体始态为273K、p0，分别经历下列可逆变化：（1）定温下压力加倍；（2）定压下体积加倍；（3）定容下压力加倍；（4）绝热可逆膨胀至压力减少1半。计算上述各过程的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS、ΔG、ΔF。（已知273K、p0下该气体的摩尔熵为100 J·K-1·mol-1）

解：(1)定温下的压力加倍：?U??H?0

T2C2nRT

?dT??2nRdT?2nR?T2?T1?T1TC?202.65?103?0.0112?

??2?1?8.314????2270?J??136.5??1?8.314??

W?Q?nRTln

V2p1

?nRTln1?8.314?273ln??1573JV1p22

p11

?8.314ln??5.763J?K?1p22

?S?Rln

?F??WR?1573J ?G??F?1573J

?G?nRTln

(2)定压下体积加倍：p?

?1573Jp1

nRT

,当V1?2V1，则T1?2T1V

?U?CV(T2-T1)??8.314?273?3404J

W?p?V?p1(2V1?V1)?p1V1?nRT?8.314?273?2270J

Q??U?W?5674J

?H?Cp(T2?T1)?

?S??

R(2T1?T)??8.314?273?5674J22

T25

??8.314ln2?14.41J?K?1T12

CpT

dT?Cpln

S2?S1??S?100?14.41?114.41J?K?1

?G??H??(TS)??H?(T2S2?T1S1)

?5674?(2?273?114.4?273?100)??2.949?104J ?F??U??(TS)??U?(T2S2?T1S1)

?3404?(2?273?114.4?273?100)??3.176?104J

(3)定容下压力加倍：V?

nRT

,当p1?2p1时,则T1?2T1p

W?p?V?0Q??U?CV(T2?T1)?3404J

?S?CVln

T23

??8.314ln2?8.644J?K?1T12

S2?S1??S?108.6J?K?1

?G??H??(TS)??H??(T2S2?T1S1)?5674?(2?273?108.6?273?100)??2.632?104J

?F??U??(TS)?3404?(2?273?108.6?273?100)?-2.86?104J

(4)绝热可逆膨胀至压力减少一倍：Q?0

Cp5/21-γγ1-γγ

p1T1?p2T2????1.667

CV3/2(

p11??TT)?(2)γ21-1.667?(2)1.667 T2?207Kp2T1273

?U?CV(T2?T1)?W???U?823.1J?H?Cp(T2?T1)?

?8.314(207?273)??823.1J2

?8.314(207?273)??1372J2

?S?0

?G??H??(TS)??H?S?T??1372?100(207?273)?5228J?F??U?S?T??823.1?100(207?273)?5777J

??1

?H??88.0kJ?molrm39．在873K时，下列反应的（设与温度无关）

C（石墨，s）+2H2（g） = CH4（g）

(1) 若873K时

K?p?0.386

，试求1073K时的平衡常数。

(2) 为了获得CH4的高产率，温度和压力是高一些好还是低一些好？解：（1）根据化学反应等压方程，

?rHm

与T无关时

?rHm

ln???

RKpT1K?p?T2?

?11?

??T?T??

1??2

?ln

K?1073?p?K?p873?

88000?11?

??????2.25998.314?1073873?

K?1073??0.1044?0.386?4.03?10?2p?

Kp??Hrm?0∴ 降低温度对提高（2）有利；

?p?

Kx?K?p??p???

????1??，故增加压力对生成CH4有利。 B再由，

9．设某反应速率常数在25℃时为15 L·mol-1·min-1，35℃时为37L·mol-1·min-1，

求10℃时的反应的活化能及速率常数。

解：T1?273?25?298K k1?15L?mol?min

?1 T2?273?35?308K k2?37L?mol?1?min

RT1T2k28.314?298?30837

ln?ln?68897J?mol?1

T2?T1k1308?29815E(T?1T2)68897?(283?298)

?lnk1??ln15?1.234

RT2T18.314?298?283

lnk2?

k2?3.44L?mol?1?min?1

14．高温时，醋酸的分解反应按下式进行

C H4+CO2（k1）

CH3COOH CH2=CO+H2O（k2）

在1189K时，k1=3.74s-1，k2=4.65s-1,试计算：（1）醋酸分解掉99%所需时间；（2）这时所得到的CH2=CO的产量（以醋酸分解的百分数表示）。

1?0.991

(3.74?4.65)t?ln

1?0.99

解：（1）(k1?k2)t?ln

t=0.549s

(2) 在醋酸分解掉99%时，设CH2=CO的浓度为c2，分解掉醋酸的量为c1+c2，则要求产量为

c2k2

??99%?54.9%

c1?c2k1?k2

B，其中k1=0.006min-1,k-1=0.002min-1,如果反应开始时为纯A，k?1

16．某对峙反应A

试问：（1）达到A和B的浓度相等需多少时间？（2）100分钟时，A和B的浓度比为多少？

解：(1)ln

?(k1?k2)t

k1?k?1

a?()x

?(0.006?0.002)t

0.006?0.002aa?()

0.0062

将x?

a代入上式，得 ln2

t=137min

(2)当t=100分钟时，设a=1

c11?0.413

?0.008?100 则 A??1.42

0.008cBcB0.4131?()0.006a