1、PAGE 物理化學試卷(A) 2006.6班級 學號 姓名 分數 一、選擇題 ( 共 8題 16分 )1. 101.325 kPa，-5 時，H2O(s) H2O(l)，其體系熵變： ( ) (A) fusS體系 0 (B) fusS體系 0 (C) fusS體系 0 (D) fusS體系 0 2. 有關化學勢與物質流動方向的關系中下述哪種說法是不正確的。 ( )（A） 重結晶制取純鹽過程中，析出的純鹽的化學勢與母液中該鹽的化學勢相等（B） 糖溶于水過程中，固體糖的化學勢大于溶液中糖的化學勢（C） 自然界中，風總是從化學勢高的地域吹向化學勢低的地域（D） 自然界中，水總是從化學勢高的高地流向化

2、學勢低的低地3. 已知某反應的級數為一級，則可確定該反應一定是： ( ) (A) 簡單反應 (B) 單分子反應 (C) 復雜反應 (D) 上述都有可能 4. 對于物理吸附的描述中，哪一條是不正確的？ ( ) (A) 吸附力來源于范德華力，其吸附一般不具有選擇性 (B) 吸附層可以是單分子層或多分子層 (C) 吸附熱較小 (D) 吸附速度較小 5. 下述說法哪一種不正確? （ ) (A) 理想氣體經絕熱自由膨脹后,其內能變化為零 (B) 非理想氣體經絕熱自由膨脹后,其內能變化不一定為零 (C) 非理想氣體經絕熱膨脹后,其溫度一定降低 (D) 非理想氣體經一不可逆循環,其內能變化為零 6. 在恒溫

3、抽空的玻璃罩中封入兩杯液面高度相同的糖水 (A) 和純水 (B)。經歷若干時間后，兩杯液面的高度將是： ( ) (A) A 杯高于 B 杯 (B) A 杯等于 B 杯 (C) A 杯低于 B 杯 (D) 視溫度而定 7. 若298 K時，反應的，則當p(NO2)=1 kPa, p(N2O4)=10 kPa時，反應將： （ ） （A）向生成N2O4方向進行 （B）向生成NO2方向進行 （C）反應恰好達到平衡 （D）不能判斷其進行的方向8物質 A 發生兩個一級平行反應 AB，AC，設兩反應的指前因子相近且與溫度無關，若 E1 E2，則有： ( ) (A) k1 k2 (B) k2 k1 (C) k

4、2= k1 (D) 無法比較 k1, k2 的大小 二、填空題 ( 共 3題 9分 )1在下列反應歷程中(P 是最終產物，C 是活性中間物) A + BC (1) CA + B (2) CP (3) 如果 k2 k3，則生成 P 的速率方程 dP/dt = 。 2. 設 373 K 時，液體 A 的飽和蒸氣壓為 133.3 kPa，液體 B 為 66.66 kPa，則： (1) 若 A 和 B 形成理想液體混合物，當 A 在溶液中的摩爾分數為 0.5 時，在氣相中的摩爾分數為 _ 。 (A) 2/3 (B) 1/2 (C) 1/3 (D) 1 (2) 若 A 和 B 完全不互溶，當由 2 mo

5、l A 和 3 mol B 在恒溫下構成雙液體系時，體系的總蒸氣壓為 _ kPa (A) 66.66 (B) 133.3 (C) 200.0 (D) 466.6 3. 在一個真空容器中，若投入CaCO3(s)加熱分解達平衡，其獨立組分數為 。若改投入NH4HS(s)加熱分解達平衡，其獨立組分數為： ，自由度為 。三、計算題 ( 共 6題 60分 )1. 在 298 K 時有下述電池: Pb(s)Pb2+(a=0.1)Ag+(a=0.1)Ag(s) (a) 寫出電極反應并計算其電極電勢 (b) 計算電池的電動勢和電池反應的 rGm 已知 E(Ag+,Ag) = 0.7991 V， E (Pb2+

6、,Pb) = -0.126 V 2. 303.15 K時，1 mol某理想氣體從壓力為810.6 kPa經等溫可逆過程變化到壓力為101.3 kPa，求該過程的Q ,W ,Um ,Hm ,Sm ,Fm ,Gm 。3. 將正丁醇蒸氣在298.15 K時慢慢加壓，當開始形成半徑為110-9 m的微小液滴時，蒸氣壓力為多大？已知正丁醇的正常沸點為390 K，vapHm=43.822 kJmol-1，298.15 K時正丁醇的密度 =806 kgm-3，表面張力 =0.0261 Nm-1。4. 在 630 K 時，反應：2HgO(s) 2Hg(g) + O2(g)的rG = 44.3 kJmol-1。

7、 (1) 求上述反應的標準平衡常數K ； (2) 求 630 K 時 HgO(s) 的分解壓力； (3) 若將 HgO(s)投入到 630 K，1.013105Pa 的純O2氣的定體積容器中，在 630 K 時使其達平衡，求與 HgO(s) 呈平衡的氣相中 Hg(g) 的分壓力。 5. 473 K時，測定氧在某催化劑上的吸附作用，當氧的平衡壓力為 101.325 kPa 及 1013.25 kPa時，每千克催化劑吸附氧的量分別為 2.5 和 4.2 dm3(已換算至標準狀況 下的體積)，設該吸附作用服從蘭格繆爾公式，試計算當氧的吸附量為飽和值的一半時氧 的平衡壓力為若干？ 6. 電池： AgA

8、gCl(s)KCl(aq)Hg2Cl2(s)Hg(l) 在 298 K 時的電動勢 E = 0.0455 V，(E/T )p= 3.3810-4 VK-1，寫出該電池的反應，并求出 rHm，rSm 及可逆放電時的熱效應Qr。四、問答題 ( 共 3題 15分 )1 指出下面二組分凝聚體系相圖中各部分中的平衡相態。2. 試用相律分析用C還原ZnO的反應體系中能否通過控制溫度來控制Zn蒸氣的壓力。3. 請利用表面化學有關原理解釋“新相難成”。 物理化學試卷(A)答案一、選擇題 ( 共 8題 16分 )1. 答 (A) 2. 答 (D) 3. 答 (D) 4. 答 (D) 5. 答 (B) 6. 答

9、(A) (純水) (糖水中水) 水從 (B) 杯向 (A) 杯轉移。 7. 答：（B） 8. 答 (B) 二、填空題 ( 共 3題 9分 )1. 答 k1k3AB/k2 2 答 (1) (A) (2) (C) 3. 答：2；1，1三、計算題 ( 共 6題 60分 )1. 答 (1) (-) Pb(s) - 2e- Pb2+(a=1) (+) 2Ag+(a=1) + 2e- 2Ag(s) (Ag+,Ag) = $ (Ag+/Ag) - RT/2F ln1/a2(Ag+) = 0.7991 V (Pb2+,Pb) = $ (Pb2+,Pb) - RT/2F ln1/a(Pb2+) = -0.126

10、 V (5分) (2) E = (右) - (左) = 0.7991 V - (-0.126 V) = 0.925 V rGm = -zEF = -178.5 kJmol-1 * 如果電池反應的電子得失數為 1，E不變，而 rGm= -89.26 kJmol-1 (5分) 2. 答 Um=Hm=0 (2分) Q=W=RTln(p1/p2)=5.24 kJmol-1 (3分) Sm=Q/T=17.3 JK-1mol-1 (2分) Fm=Gm= -W= -5.24 kJmol-1 (3分)3答 298.15 K時正丁醇的蒸氣壓為p0 p0=p2=1.576 kPa pr=10.89 kPa （10

11、分）4答 (1) K = exp(-rG /RT) = 2.1210-4 (3分) (2) 2HgO(s) 2Hg(g) + O2(g) 設平衡分壓為： 2p p K = 4p3(p$)-3 (1分) p = 3800 Pa (1分) 故p總= 3p = 1.1 kPa (1分) (3) K = 2.1210-4 = (2p)2(p + 101 325 Pa) (2分) p = 739.7 Pa (1分) 故 p(Hg) = 2p = 1.5 kPa (1分) 5. 答 蘭格謬爾吸附公式為： 1/V = 1/Vma1/p + 1/Vm (1分) 依題意可列聯立方程： 1/2.5 = 1/Vma

12、1/101325 + 1/Vm 1/4.2 = 1/Vma1/1013250 + 1/Vm (各1.5分) 解得： 1/Vm = 0.22 dm-3 1/a = 82900 Pa (各2分) 當 V = Vm時，Langmuir 公式可寫成下列形式： 2/Vm = 1/Vma1/p + 1/Vm p = 1/a = 82900 Pa (2分) 6. 答 電池反應： Ag(s) + (1/2)Hg2Cl2(s) = AgCl(s) + Hg(l) (3分) rH = -zFE - T( E/ T)p = 5326 Jmol-1 (3分) rS = zF( E/ T)p= 32.61 JK-1mol-1 (2分) Qr= T rSm= 9718 Jmol-1 (2分) 四、問答題 ( 共 3題 15分 )1答：1液相l 5sC+l 2固溶體 6sPb+l 3 +l 7 +sC 4sC（穩定化合物）+l 8sC+sPb （5分）2答 該反應體系有如下反應： C(s) + ZnO(s) = CO(g) + Zn(g) 2CO(g) = CO2(g) + C(s) p(Zn)=p(CO)+2p(CO2) 因為 S=5 ; R=2 ; R=1 ; = 3 所以 f=C- +2=(S-R-R)- +2=1 (3