物理化学
要求：
独立完成，下面已将五组题目列出，任选一组进行作答，每人只答一组题目，多答无效，100分；
二、答题步骤：
使用A4纸打印学院指定答题纸（答题纸请详见附件）；
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；
完成的作业应另存为保存类型是“Word97-2003”提交;
上传文件命名为“中心-学号-姓名-科目.doc”;
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：
计算题（25分，共100分）
1．100℃，101.325 kPa下，1 mol H2O(g) 变为同温同压下的H2O(l)。求过程的W、Q、U、H、S、A和G。已知100℃时H2O(l)的摩尔气化焓 。 2．273.15 K时用活性炭吸附某气体，当气体分压为6.6672 kPa时，测得平衡吸附量为73.58 dm3•kg-1，已知饱和吸附量为93.8 dm3•kg-1。
(1) 计算朗缪尔吸附等温式中的参数b，指明其物理意义及影响因素；
(2) 气体分压为20.0 kPa时的平衡吸附量为多少？ 3．25℃时，电池 Cd│CdCl2 (0.01 molkg-1)│AgCl(s)│Ag 的电动势E = 0.8095 V，标准电动势 ，电动势温度系数为 。
1. 写出电极反应和电池反应；
2. 计算上述电池反应的 、 、 及电池恒温可逆放电时的 ；
4． 65 ℃时N2O5气相分解的速率常数为k1= 0.292 min-1，活化能为103.3 kJ•mol-1，求80 ℃时的k2及 。
第二组：
一、计算题（20分，共80分）
1．已知90 ℃时液体甲苯(A)和液体苯(B)的饱和蒸气压分别为 = 和 =136.12 kPa，两者可形成理想液态混合物。现有某甲苯苯混合液在90 ℃、101.325 kPa下达到气液平衡，求气相组成 和液相组成 。 2．一定温度下发生下列反应
已知298.15 K时各反应物和产物的数据如下
物质 N2(g) O2(g) NO(g)
0 0 90.25
191.61 205.138 210.761
设反应的 。试计算
1. 298.15 K时的标准摩尔反应吉布斯函数 和标准平衡常数 ；
2. 2000 K时反应的标准平衡常数 。 3．25℃时，有电池Pt | H2(g,p)| HCl[a(HCl)=0.8]| Cl2(g, p) | Pt。已知标准电极电势 。
(1)写出电池反应；
(2)计算电池电动势E以及摩尔反应吉布斯函数∆_r G_m，并判断反应能否自发进行。
4．已知27℃时某一级反应的速率常数k1= 4.010-3 min-1，活化能Ea=133.89 kJ•mol-1。试问：
1.27℃时反应10 min，反应物的转化率为多少？
2.若反应温度为37℃，反应的速率常数为多少？
二、作图题（20分）
某A、B二组分凝聚系统相图如图所示。
1.标出各相区的稳定相；（请标在图中）
2.指出C是稳定化合物还是不稳定化合物；
3. 绘出图中状态点为a的样品的冷却曲线，并说明冷却过程相变化情况。
第三组：
一、（10分，共20分）
1、列举四种计算标准摩尔反应焓变 的方法，可以用公式表示。（10分）
a. ；
b. ；
c. ；
d. 。
2、常见的亚稳状态有哪些？为什么会产生亚稳状态？如何防止亚稳状态的产生？ （10分） 二、计算题（20分，共80分）
1．4 mol单原子理想气体从始态750 K、150 kPa出发，恒容冷却使压力下降至50 kPa，求过程的Q, W, U，H及S。 2．25℃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 。
3．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 moldm-3，t =0时的反应初速率vA,0=0.001 moldm-3s-1。计算反应的速率系数kA、半衰期t1/2及反应到cA=0.1 moldm-3时所需的时间t各为若干？
4．在Ba(NO3)2溶液中滴加Na2SO4溶液可制备BaSO4溶胶。写出Ba(NO3)2溶液过量时胶团的结构表示式。
第四组：
一、（10分，共20分）
1. 写出热力学第二定律的语言表述和数学表达式，利用该定律可解决什么热力学问题？
2. 简述用热分析方法绘制二组分凝聚系统相图的原理与方法。
二、计算题（20分，共80分）
1．5 mol单原子理想气体从始态250 K、50 kPa出发，恒温可逆压缩至100 kPa。求整个过程的Q, W, U，H及S。
2．25℃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 。
3．20℃时水的表面张力为72.75 mNm1，汞的表面张力为486.5 mNm1， 汞和水之间的界面张力为375 mNm1，试判断水能否在汞的表面上铺展开？
4．某一级反应A→B的半衰期为10分钟，求1 小时后剩余A的摩尔分数。
第五组：
计算题（20分，共100分）
某理想气体CV,m =3/2R，今有5 mol该气体恒容升温50℃。求过程的W，Q，U，H。
90℃时甲苯(A)的饱和蒸气压为 =54.22 kPa，苯(B) 的饱和蒸气压为 =136.12 kPa ，两者可形成理想液态混合物。今有某甲苯苯混合物在90℃时达到气液平衡，测得气相组成为 =0.4556，求液相组成 及系统的总压力p。
合成氨生产中加入H2O(g)使水煤气中的CO(g)转化为H2(g)，反应方程式为 。550 ℃时取等量的CO(g)与H2O(g)进行反应，已知反应的标准平衡常数 ，求此温度下的标准摩尔反应吉布斯函数，以及CO(g) 的转化率。
已知25℃时0.02 KCl溶液的电导率为 。在一电导池中充以此溶液，25℃时测得其电阻为453 。在同一电导池中装入同样体积的质量浓度为 的CaCl2溶液，测得电阻为1050 。计算
(1) 电导池系数Kcell；
(2) CaCl2溶液的电导率和摩尔电导率。
5．某二级反应A+B→C，两种反应物的初始浓度皆为1 mol•dm-3，经10 min后
反应掉25 %，求速率常数 。
要求：
独立完成，下面已将五组题目列出，任选一组进行作答，每人只答一组题目，多答无效，100分；
二、答题步骤：
使用A4纸打印学院指定答题纸（答题纸请详见附件）；
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；
完成的作业应另存为保存类型是“Word97-2003”提交;
上传文件命名为“中心-学号-姓名-科目.doc”;
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：
计算题（25分，共100分）
1．100℃，101.325 kPa下，1 mol H2O(g) 变为同温同压下的H2O(l)。求过程的W、Q、U、H、S、A和G。已知100℃时H2O(l)的摩尔气化焓 。 2．273.15 K时用活性炭吸附某气体，当气体分压为6.6672 kPa时，测得平衡吸附量为73.58 dm3•kg-1，已知饱和吸附量为93.8 dm3•kg-1。
(1) 计算朗缪尔吸附等温式中的参数b，指明其物理意义及影响因素；
(2) 气体分压为20.0 kPa时的平衡吸附量为多少？ 3．25℃时，电池 Cd│CdCl2 (0.01 molkg-1)│AgCl(s)│Ag 的电动势E = 0.8095 V，标准电动势 ，电动势温度系数为 。
1. 写出电极反应和电池反应；
2. 计算上述电池反应的 、 、 及电池恒温可逆放电时的 ；
4． 65 ℃时N2O5气相分解的速率常数为k1= 0.292 min-1，活化能为103.3 kJ•mol-1，求80 ℃时的k2及 。
第二组：
一、计算题（20分，共80分）
1．已知90 ℃时液体甲苯(A)和液体苯(B)的饱和蒸气压分别为 = 和 =136.12 kPa，两者可形成理想液态混合物。现有某甲苯苯混合液在90 ℃、101.325 kPa下达到气液平衡，求气相组成 和液相组成 。 2．一定温度下发生下列反应
已知298.15 K时各反应物和产物的数据如下
物质 N2(g) O2(g) NO(g)
0 0 90.25
191.61 205.138 210.761
设反应的 。试计算
1. 298.15 K时的标准摩尔反应吉布斯函数 和标准平衡常数 ；
2. 2000 K时反应的标准平衡常数 。 3．25℃时，有电池Pt | H2(g,p)| HCl[a(HCl)=0.8]| Cl2(g, p) | Pt。已知标准电极电势 。
(1)写出电池反应；
(2)计算电池电动势E以及摩尔反应吉布斯函数∆_r G_m，并判断反应能否自发进行。
4．已知27℃时某一级反应的速率常数k1= 4.010-3 min-1，活化能Ea=133.89 kJ•mol-1。试问：
1.27℃时反应10 min，反应物的转化率为多少？
2.若反应温度为37℃，反应的速率常数为多少？
二、作图题（20分）
某A、B二组分凝聚系统相图如图所示。
1.标出各相区的稳定相；（请标在图中）
2.指出C是稳定化合物还是不稳定化合物；
3. 绘出图中状态点为a的样品的冷却曲线，并说明冷却过程相变化情况。
第三组：
一、（10分，共20分）
1、列举四种计算标准摩尔反应焓变 的方法，可以用公式表示。（10分）
a. ；
b. ；
c. ；
d. 。
2、常见的亚稳状态有哪些？为什么会产生亚稳状态？如何防止亚稳状态的产生？ （10分） 二、计算题（20分，共80分）
1．4 mol单原子理想气体从始态750 K、150 kPa出发，恒容冷却使压力下降至50 kPa，求过程的Q, W, U，H及S。 2．25℃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 。
3．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 moldm-3，t =0时的反应初速率vA,0=0.001 moldm-3s-1。计算反应的速率系数kA、半衰期t1/2及反应到cA=0.1 moldm-3时所需的时间t各为若干？
4．在Ba(NO3)2溶液中滴加Na2SO4溶液可制备BaSO4溶胶。写出Ba(NO3)2溶液过量时胶团的结构表示式。
第四组：
一、（10分，共20分）
1. 写出热力学第二定律的语言表述和数学表达式，利用该定律可解决什么热力学问题？
2. 简述用热分析方法绘制二组分凝聚系统相图的原理与方法。
二、计算题（20分，共80分）
1．5 mol单原子理想气体从始态250 K、50 kPa出发，恒温可逆压缩至100 kPa。求整个过程的Q, W, U，H及S。
2．25℃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 。
3．20℃时水的表面张力为72.75 mNm1，汞的表面张力为486.5 mNm1， 汞和水之间的界面张力为375 mNm1，试判断水能否在汞的表面上铺展开？
4．某一级反应A→B的半衰期为10分钟，求1 小时后剩余A的摩尔分数。
第五组：
计算题（20分，共100分）
某理想气体CV,m =3/2R，今有5 mol该气体恒容升温50℃。求过程的W，Q，U，H。
90℃时甲苯(A)的饱和蒸气压为 =54.22 kPa，苯(B) 的饱和蒸气压为 =136.12 kPa ，两者可形成理想液态混合物。今有某甲苯苯混合物在90℃时达到气液平衡，测得气相组成为 =0.4556，求液相组成 及系统的总压力p。
合成氨生产中加入H2O(g)使水煤气中的CO(g)转化为H2(g)，反应方程式为 。550 ℃时取等量的CO(g)与H2O(g)进行反应，已知反应的标准平衡常数 ，求此温度下的标准摩尔反应吉布斯函数，以及CO(g) 的转化率。
已知25℃时0.02 KCl溶液的电导率为 。在一电导池中充以此溶液，25℃时测得其电阻为453 。在同一电导池中装入同样体积的质量浓度为 的CaCl2溶液，测得电阻为1050 。计算
(1) 电导池系数Kcell；
(2) CaCl2溶液的电导率和摩尔电导率。
5．某二级反应A+B→C，两种反应物的初始浓度皆为1 mol•dm-3，经10 min后
反应掉25 %，求速率常数 。
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