物理化学期末考试试题库 2017（附答案与解析）

!第五章 相平衡 ;选择题

32．一单相体系, 如果有3种物质混合组成, 它们不发生化学反应

, 则描述该系统状态的独立变量数应为

(A) 3个 (B) 4个 (C) 5个 (D) 6个 答案：B。F＝C－P＋2＝3－1＋2＝4

33．NaCl(s), NaCl水溶液及水蒸汽平衡共存时, 系统的自由度

(A) F=0 (B) F=1 (C) F=2 (D) F=3 答案：B。F=C-P+2，C＝2，P＝3，故F=2-3+2=1。

34．如果只考虑温度和压力的影响, 纯物质最多可共存的相有 (A) P=1 (B) P=2 (C) P=3 (D) P=4 答案：C。F=C－P＋2＝1－P＋2＝3－P，当F最小为零时P=3。 35． 对于相律, 下面的陈述中正确的是

(A) 相律不适用于有化学反应的多相系统 (B) 影响相平衡的只有强度因素

(C) 自由度为零意味着系统的状态不变 (D) 平衡的各相中, 系统包含的每种物质都不缺少时相律才正确 答案：B

36． 关于三相点, 下面的说法中正确的是

(A) 纯物质和多组分系统均有三相点 (B) 三相点就是三条两相平衡线的交点

(C) 三相点的温度可随压力改变 (D) 三相点是纯物质的三个相平衡共存时的温度和压力所决定的相点 答案：D

37．用相律和Clapeyron?方程分析常压下水的相图所得出的下述结论中不正确的是

(A) 在每条曲线上, 自由度F=1 (B) 在每个单相区, 自由度F=2

(C)在水的凝固点曲线上, ΔHm(相变)和ΔVm的正负号相反(D)在水的沸点曲线上任一点, 压力随温度的变化率都小于零。答案：D

38． 二组分系统的最大自由度是

(A) F=1 (B) F=2 (C) F=3 (D) F=4 答案：C。F＝C－P＋2＝2－P＋2＝4－P，当P=1时F＝3。

39．体系中含有H2O、H2SO4·4H2O、H2SO4·2H2O、H2SO4·H2O、H2SO4 ，其组分数C为： (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 答案：B 40．在410 K，Ag2O(s)部分分解成Ag(s)和O2(g)， 此平衡体系的自由度为： (A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) －1

答案：A。F＝C－P＋1＝2－3＋1＝0。

41．CaCO3(s), CaO(s), BaCO3(s), BaO(s)及CO2(g)构成的平衡物系，其组分数为：

(A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 5 答案：B。C＝S－R－R’＝5－2－0＝3.

42．由CaCO3(s), CaO(s), BaCO3(s), BaO(s)及CO2(s)构成的平衡体系其自由度为：

(A)F=2 (B)F=1 (C)F=0 (D)F=3 答案：C。共5种物质，2个化学反应，故C=5-2=3,有5个相，F=C-P+2=0。 43．三相点是：

(A) 某一温度，超过此温度，液相就不能存在 (B) 通常发现在很靠近正常沸点的某一温度 (C) 液体的蒸气压等于25℃时的蒸气压三倍数值时的温度 (D) 固体、液体和气体可以平衡共存时的温度和压力 答案：D

问答题

第七章 电化学 ;选择题

44．离子独立运动定律适用于

(A) 强电解质溶液 (B) 弱电解质溶液 (C) 无限稀电解质溶液 (D) 理想稀溶液 答案C

5

;填空题

45．已知18℃时， Ba(OH)

－1.203×10－2、1.298×10－

2、BaCl2、NH4Cl 溶液的极限摩尔电导率分别为2.88×102、2

S·m2·mol－1

，那么 18℃时NH4OH 的

??m= (计算式)___(

???m[Ba(OH)2] + 2?m[NH4Cl] － ??m[BaCl2] )/2____ = __( 2.88+2×1.298 － 1.203)× 10—2 S·m2·mol－1 / 2 = 2.137×10—2 S·m2·mol －1

___ 。 (2分)

46．已知 ZnCl2水溶液的平均活度为

则 ZnCl2的活度 a ＝（a±）

3

。

47．25 ℃时,反应 2H2O(l) ＝ 2H2(g) ＋ O2(g) 所对应电池的标准电动势 E°＝－ 1.229 V. 反应 H2(g)＋1/2O2 ＝ H2O(l) 所对应的电池标准电动势应为1.229 V . 48． 质量摩尔浓度为 b 的 LaCl3水溶液的平均质量摩尔浓度 b±=

2.28b.

49．双液电池中不同电解质溶液间或不同浓度的同一种电解质溶液的接界处存在液界电势，可采用加盐桥的方法减少或消除。

;计算题

50．(14分) 反应Zn(s) + CuSO4(a=1) ==== Cu(s) + ZnSO4(a=1)在电池中进行，298K下，测得电池的电动势E=1.0934V，电动势温度系数(?E?T)T??4.29?10?4V?K?1。 ⑴写出该电池表达式和电极反应； ⑵求该电池反应的△rGmΘ、△rSmΘ、△rHmΘ和Qr。 解：（1）正极反应：Cu2+(a=1) + 2e → Cu(s) （1分） 负极反应：Zn(s) → Zn2+ (a=1) + 2e （1分）

电池表达式： Zn| Zn2+ (a=1) || Cu2+(a=1) | Cu （2分）

（2）根据能斯特公式有：

E?E??0.05916aZnSO42lga?E??1.0934V （2分）

CuSO4所以：△rGmΘ = -zEΘF = -2×1.0934×96485 = -210993.398J·mol-1 （2分）

?????rGm?E?rSm??(?T)p?zF(?T)p （2分） ?2?96485?(?4.29?10?4)??82.78J?K?1?mol?1△rHmΘ = △rGmΘ + T△rSmΘ = -210993.398 + 298×(-82.78) = -235661.838J·mol-1 （2分） Qr = T△rSmΘ = 298×(-82.78)= -24669.67 J·mol-1 （2分） 51．（16分）在298.15K时，测得下列电池的电动势E为1.228V Pt,H2(p?)｜H2SO4(0.01mol·kg－

1)｜O2(p?

)，

已知??fHm[H2O(l)]?-285.83kJ?mol-1。

⑴ 试写出该电池的正、负极反应及电池反应； ⑵ 试计算此电池的温度系数，ΔrGm，ΔrHm，ΔrSm和Qr； ⑶ 设该电池反应热在此温度范围内为常数，试求此电池在273.15K时的电动势。 解：⑴ 该电池的正、负极反应及电池反应为：

负极 ： H2(p?

) → 2H+(mH+ =2×0.01 mol·kg-1 ) + 2e (1分) 正极 ： ?O2(p?

) + 2H+( mH+ =2×0.01mol·kg-1) + 2e → H2O(l) (1分)

6

电池反应： H2(p?) + ?O2(p?

) ==== H2O(l) (1分) ⑵ ΔrGm = -zEF = -2×1.228×96485 = -236967.16J·mol-1 (2分) 或ΔrGm = -zEF = -2×1.228×96500 = -237004J·mol-1 而该电池反应就是水的生成反应，故：

?H?rm??fHm[H2O(l)]??285.83kJ?mol-1 (2分)

因为 ???rGmrS?rHmm?T

所以 ?[(?285.83)?(?236.97)]?103rSm?298.15??163.89J?K-1?mol-1 (2分) 而 ?rS??E?m?2F???T??，则电池的温度系数为： p???E???T????rSm??163.89??8.493?10?4V?K-1 (2分) p2F2?96485 Qr = TΔrSm = 298.15×( -163.89) = -48825.04 J· mol-1 (2分) ⑶ 若反应热不随温度变化，则ΔrSm也不随温度变化，故： ?E??rSm2F??T??163.892?96485?(298.15?273.15)??2.123?10?2V E 273.15 = E 298.15 -ΔE = 1.228 - (-2.123×10-2) = 1.249 V (3分) 52．写出下列电池的电极和电池反应式，并计算在25℃时各原电池的电动势： （1）Zn | Zn2+(a=0.01) || Fe2+(a=0.001)，Fe3+(a=0.1) | Pt （2）Pt | H2(1.5p ) | HCl(b=0.1 mol·kg-1) | H2(0.5p ) | Pt （已知E (Zn2+|Zn) = ?0.7628 V，E (Fe3+，Fe2+|Pt) = 0.771 V。）

解： （1）Zn+2 Fe3+(a=0.1)=== Zn2+(a=0.01)+2 Fe2+(a=0.001) （1分） E=0.771－(－0.7628)－ V

=[1.5338－0.029 58 lg10-6] V=1.7113 V （3分） （2）（?）H2(1.5p ) 2H++2e? （+）2H++2e? H2(0.5p )

H2(1.5p ) === H2(0.5p ) （4分）

E=－0.02958 lg (0.5 p /1.5p ) V= 0.01413 V （6分）

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