天大2021年春学期考试《物理化学》离线作业考核试题 【标准答案】

理化学

要求：

一、        独立完成，下面已将五组题目列出，请任选其中一组题目作答，每人只答一组题目，多答无效，100分；

二、答题步骤：

1.        使用A4纸打印学院指定答题纸（答题纸请详见附件）；

2.        在答题纸上使用黑色水笔按题目要求手写作答；答题纸上全部信息要求手写，包括学号、姓名等基本信息和答题内容，请写明题型、题号；

三、提交方式：请将作答完成后的整页答题纸以图片形式依次粘贴在一个Word

文档中上传（只粘贴部分内容的图片不给分），图片请保持正向、清晰；

1.        完成的作业应另存为保存类型是“Word97-2003”提交;

2.        上传文件命名为“中心-学号-姓名-科目.doc”;

3.        文件容量大小：不得超过20MB。

提示：未按要求作答题目的作业及雷同作业，成绩以0分记！

题目如下：

第一组：

一、计算题（25分，共75分）

1．2 mol双原子理想气体从始态300 K，50 dm3，先恒容加热至400 K，再恒压加热使体积增大到100 dm3，求整个过程的Q，W，U，H，S。

2． 25℃时，电池Pt│H2 (g,100 kPa)│HBr (a)│AgBr(s)│Ag的电动势E为0.0713 V，电动势温度系数 为 。

1. 写出电极反应和电池反应；

2. 计算电池反应的 , 和 。

3．向Ba(NO3)2溶液中滴加过量的K2SO4溶液，制备BaSO4溶胶。请写出胶团结构，指出胶体粒子的电泳方向。将NaCl、MgSO4、AlCl3三种电解质对该溶胶聚沉能力从大到小排序。

二、作图题（25分）

某AB二组分凝聚系统相图如附图。

1. 指出各个相区的稳定相（标在图上）；

2. 绘出图中状态点为a 的样品的冷却曲线，并注明各阶段的相变化情况；（绘在原图右侧）

第二组：

计算题（25分，共100分）

1.        在500 K~ 1000 K温度范围内，反应 的标准平衡常数 与温度T的关系为 。已知原料中只有反应物A(g)和过量的B(s)。计算800 K时反应的 和 。

2.        2 mol双原子理想气体从始态300 K，50 dm3出发，恒容加热至400 K，求整个过程的Q，W，U，H和S。

3.        AgBr饱和水溶液的电导率 =  ，求AgBr(s)在纯水中的溶解度。已知25℃时Ag+和Br无限稀释摩尔电导率分别为61.92104 Sm2mol1和 78.40104 Sm2mol1；配制溶液所用纯水的电导率为 。

4.        在T,V恒定条件下，反应A→产物为零级反应。反应物A的初始浓度cA,0= 1 moldm-3，t =0时的反应初速率vA,0=0.001 moldm-3s-1。计算反应的速率系数kA和半衰期。

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一、计算题（20分，共80分）

1．2 mol双原子理想气体从始态400 K，50 dm3出发，恒压加热至体积为100 dm3，求整个过程的Q，W，U，H和S。

2．实验测得在485K-575K温度范围内，气相反应

的标准平衡常数 与温度T间的关系为 ，

求500 K时该反应的 和 。

3．20℃时，将直径为0.1 mm 的玻璃毛细管插入乙醇中，若乙醇与玻璃间的接触角为0°，平衡后毛细管内液面的高度为多少？若施加压力阻止液面上升，需加多大的压力？已知该温度下乙醇的表面张力为22.3103 Nm1，密度为789.4 kgm3，重力加速度为9.8 ms2。

4．在T,V恒定条件下，反应A→产物为一级反应。反应物A的初始浓度cA,0= 1moldm-3，t =0时的反应初速率vA,0=0.001 moldm-3s-1。计算反应的速率系数k、半衰期t1/2及反应到cA=0.1moldm-3时所需的时间t。

二、图形题（20分）

A、B两组分液相部分互溶系统气液平衡相图如图所示。在101.325 kPa下，系统达到平衡，

(1) 标出图中各相区的稳定相和三相线上的相平衡关系；

(2) 描述图中状态为S的样品，在系统温度升高直至液体完全转变为气体的过程的相变化情况。

第四组：

一、（5分，共20分）

1.        可逆过程；

2.        理想液态混合物；

3.        亚稳态（可举例子说明）；

4.        电泳

二、计算题（共80分）

1．已知水(H2O，l)在100℃的饱和蒸气压 ，在此温度、压力下水的摩尔蒸发焓 。求在100℃，101.325kPa下使1 kg水蒸气全部凝结成液体水时的Q，W，U，H。设水蒸气可视为理想气体。（30

分）

2．25℃时，电池Cd | Cd2+[a(Cd2+)=0.01] || Cl[a(Cl)=0.5]| Cl2(g, p) | Pt。已知标准电极电势 ， 。（30分）

(1) 写出电池反应；

(2) 计算电池电动势E和摩尔反应吉布斯函数 ，并判断反应能否自发进行。

3．某一级反应，反应物初始浓度为cA,0，10 min后反应物浓度变为0.7 cA,0，问反应物反应掉50 %需多少时间？（20分）

第五组：

一、（10分，共20分）

1. 写出热力学中判断变化过程方向及限度的亥姆霍兹判据和吉布斯判据，并指明应用条件。

2. 溶胶系统是高度分散的、多相的、热力学不稳定系统，但是能在一段时间内稳定存在，请写出胶体能够稳定存在的三个原因。

二、计算题（20分，共80分）

1．100℃，101.325 kPa条件下，2 mol水全部蒸发为水蒸气，计算过程的的Q，W， 及 。（水蒸气可按理想气体处理）。已知水在100℃，101.325kPa下的摩尔蒸发焓 。

2．10 g葡萄糖（C6H12O6）溶于400 g乙醇中，溶液的沸点较纯乙醇的上升了0.1428 ℃。另外有2 g有机物质溶于100 g乙醇中，此溶液的沸点上升0.1250 ℃。求此有机物质的相对分子质量。

3．25℃时有电池 || 。已知标准电极电势 ， 。

(1) 写出电极反应和电池反应；

(2) 计算电池的标准电动势 ，以及电池反应的 和 。

4．已知A(g)的分解反应 为一级反应。在560 K的真空密闭恒容容器中充入初始压力为21.33 kPa的氮甲烷气体，反应进行1000 s时测得系统的总压为22.73 kPa，求速率常数kp,A及半衰期t1/2。