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=6.6?10（J）

三、在448~688K的温度区间内，用分光光度法研究了下面的气相反应： I2 +环戊烯 →2HI + 环戊二烯 得到K?与温度（K）的关系为

4

（3） 计算该电池反应在25℃时的ΔrGm 、ΔrHm 、ΔrSm 。 解：1.电池反应：Zn+2AgCl（s）→2Ag（s）+ ZnCl2（a = 0.555）

原电池为：Zn| ZnCl2（a = 0.555）| AgCl（s）| Ag（s）

2.E=0.2223-（-0.7628）=0.9851（V）

?lnK?17.39?51034

4.575TE?E??θθθ计算在573K时，反应的?rGm ，?rHm和?rSm

0.059170.0517lgaZnCl?0.9851?lg0.555 22解：

=0.9851+0.00757=0.9927（V）

-1

3.ΔrGm = －nFE=－2×96500×0.9927=－191.59（kJ.mol） ΔrSm =nF?lnKθp?17.39?510344.575TθT?573K时 lnKP?17.39?51034

4.575?573.15θθ lnKP??2.073 ?KP?0.125θP??E?-4-1-1

?=2×96500×(－4.02×10)= －77.6 (Jk.mol) ??T?P-1

θθ?rGm??RTlnKP??8.314?573?(?2.073)?9.88kJ

θ?rHm1?lnK????CRTθ51034?rHmθ?? 解得:?rHm?92.74kJ4.575Rθθθ?rGm??rHm?T??rSm (恒温) θ9.88?92.74?573??rSmΔ rHm =ΔG+TΔS=－191591+298×(－77.6)= －214.72 (kJ.mol) 五、NO2的分解反应为NO2(g)NO(g) + 1/2O2(g)，将0.105 g NO2气体装入一体积为1L的密闭容器，温度恒为330℃。分解反应的初速率为0.0196

-1-1-1

mol?L?h，当浓度下降到0.00162 mol?L时，反应速率只有初速率的一半。求：

（1）反应级数；

（2）40 min后NO2的浓度。 解 ⑴ 设反应级数为n，则有：rA=kAcA和

，

n，两式相除，得：

解得:?rS?144.6J?Kθm?1四、 反应 Zn (s)十2AgCl (s) = ZnCl2 (a = 0.555) + 2Ag (s) 为原电池时,

-4-1

其电动势的温度系数 (?E/?T)p = - 4.02×10 V.K,

已知 ?AgCl/Ag?0.2223V,???Zn2?

（5分）

⑵

由

， mol?L?h

-1

-1

/Zn??0.7628V

可得：

（1） 将该化学反应设计成原电池 。 （2） 计算该原电池25℃时的电动势。

。

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由，

-1

可

mol?L?h

-1

得：

物理化学模拟题3答案

一. 选择题

1. C 2. B 3. D 4. A 5.D 6.A 7.A 8. B 9.A 10.B 11.B 12.A 13. D 14. B 15.B 二、解：

1． 等温可逆过程 ?U??H?0

-1-1

kA的平均值为： mol?L?h，则40 min时NO2的浓度为：

11-1

cA???3.404?10?4 mol?L

kAt?1/cA,03749?40/60?1/0.002282六、在101.325kPa压力下，若水中只含有直径为10m的空气泡，要使这样

-1

的水开始沸腾，需要多高温度？已知水的表面张力?（N?m）与温度（T）的

-3-3 -1

关系为 ? ＝118.77?10－0.157?10T，摩尔气化热?Hm＝40.656 kJ?mol，设水面至空气泡之间液柱静压力及气泡内蒸气压下降因素均忽略不计。 解：

? ＝118.77?10-3－0.157?10-3 T

-3-3

＝118.77?10－0.157?10×373

-2-1

＝6.02?10 N?m

气泡凹液面的附加压力

－6

W?nRTlnV2P100?nRTln1?1?8.314?298.2?ln??4442J V1P2600??U?0 ?Q?W?4442J ?S?Q?4442???14.9J?mol?1?K?1 T298.2Q环T??Q?14.9J?mol－1?K?1 T?S环?2?2?6.02?10?2p曲????2.408?105 Pa.

1r??10?62?S孤立＝?S体＋?S环＝0

?G??H?T?S?0?298.2?(?14.9)?4443.2J?K?1

55气泡内压力p?p外－p曲?101325?2.408?10?3.421?10 Pa

?A??U?T?S?4443.2J?K?1

按克－克方程： lnp2?Hm??p1R?11?????T? T1??22. 因为是绝热过程，所以Q=0

根据理想气体绝热方程 p1T1?p2T2

1?rY1?rY

3.421?10540656?11???ln??? 5??8.314T373.21.01325?10?2?T2 = 411.4K=138.

T2?497.5K

W?CV,m(T1?T2)?。

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5R(298.2?497.5)??4142J 2精品文档

?U?Q?W??W?4142J ?H?Cp,m(T2?T1)?7R(497.5?298.2)?5799J?mol?12 绝热可逆过程为恒熵过程 ??S?0

?G??H??TS?5799?205.03(497.5?298.2)??35063.5J?mol?1?A??U??TS?4122?205.03(497.5?298.2)??36740.4J?mol?1三、解：

将T＝773.K代入公式

lnk??17.39?11155773.2?2.96

由 lnk????rH?mR?1T?I ??11155?rH?m1773.2??R?T

??rH?m?92742.7J?mol?1

?rG?m??RTlnk???8.314?773.2?2.96??19023J?mol?1 ?rG???rH?T?rS?773.2?rS?mm?m?92742.7?m??19023J?mol?1

??rS?m?144.6J?mol?K?1

四、解： 电极反应：

负极： Zn?2e=Zn2?

正极： Hg?2Cl2?2e?2Hg?2Cl 电池反应：Zn?Hg2?2Cl2?2Hg?Zn?2Cl?

22E?E??RTaHgaCl?aZn2?nFlnaZnaHg2Cl2

?E??RTnFlna2Cl?aZn2?E??E?RTnFln4m3?3??1.227?8.314?2982?96500ln4?0.0053?0.7503

?1.030V?G???nFE???RTlnk?

k??exp???zFE???RT??? ?exp??2?96500?1.030?34?8.314?298???7.014?10五、解： a根据k?Ae?ERT lnk??EaRT?lnA 比较 lnk??7284.4T?27.383 13欢迎下载。

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??Ea7284.4 ??RTT ΔH = 1mol ×30.75 kJ·mol=30.75 kJ

-1

Ea?60562.5J

?H30.75?103J?mol?1??87.11J?mol?1?K?1 ΔS = T353K ΔU =ΔH – pΔV =ΔH – nRT = 30.75 kJ – (1mol ×8.314 -1

J·K·mol×353K) = 27.82 kJ

-3-1

ΔA = ΔU – TΔS = 27.82 kJ – 353K×87.11×10kJ·K = -2.93 kJ

向真空蒸发, P外 = 0 , 故W ＝ 0 因为ΔU = Q – W 所以Q ＝ΔU ＝27.82 kJ

(2) 由(1)的计算结果可知, ΔAT < W, 故过程不可逆。

-1

?lnk??7284.4?27.383?1.643 283k?5.17

t1?211??24.14min kCA,o5.17?0.008六、解：

1． 混合溶液中含KCl 0.00024mol，AgNO3 0.5mol，AgNO3过量，胶粒带正电，

其结构式

三、 水的蒸气压方程为：lgp = A -

2121 ， 式中A为常数，P的单位为T??AgCl?m?nAg??n?x?NO??x?3??xNO

?32.因为胶粒带正电荷，所以在外电场作用下向负极移动。 3．聚沉能力为

Pa。将10g水引入到体积为10L的真空容器中，问在323K达到平衡后，还剩多少水？

解： 将T = 373.2K，P=101325Pa代入所给方程中，则：

lg101325=A-2121 得A=10.69 T2121 TNa2SO4＞MgSO4＞CaCl2

物理化学模拟题4答案

一、1．B 2 B 3 C 4 D 5 B 6 C. 7.B 8.B 9 A 10.D 11 C 12.D

13.D 14. C 15 C

-1

二、在正常沸点353K时摩尔汽化焓为30.75 kJ·mol。今将353K，101.325kPa下的1mol液态苯向真空等温蒸发变为同温同压下的苯蒸气（设为理想气体）。

（1）求此过程的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS、ΔA和ΔG。 （2）应用有关原理，判断此过程是否为不可逆过程。

解 （1）等温可逆相变与向真空蒸发（不可逆相变）的终态相同，故两种变化途径的状态函数变化相等，即

ΔG = 0

蒸气压方程为： lgp= 10.69-

于是可得：T = 323K时，p = 13.24kPa

∵ Vl + Vg = 10L， Vl ? Vg ， ∴ Vg ≈ 10L 设蒸气为理想气体，ng =

pVgRT = 0.04931 mol，wg = 0.888g

故还剩水：10g – 0.888g = 9. 112g

-+

四、298K时下面电池Pt,H2│OH(H2O)‖(H2O)H│H2，Pt的电动势E＝0.828V，

－3－1

其温度系数为0.834×10V·K，求酸碱中和生成一摩尔水过程的中和热和熵变。

。

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解 电池 Pt,H2│OH(H2O)‖(H2O)H│H2，Pt 负极

+

-+

H2＋OH→ H2O＋e

-

- -

正极 H＋e→ 电池反应 H＋OH

+

-

H2

H2O

（3）0.0033mol ? dm?的Na3PO4溶液0.0074dm。

试计算各电解质的聚沉值及其聚沉能力之比，并判断胶粒所带电荷的符号。制备上述Fe (OH )3溶胶时，是用稍过量的FeCl3与H2O作用制成的，写出其胶团的结构式。

解：根据聚沉值的定义，上述电解质的聚沉值分别为 NaCl： C1 = Na2SO4 ： C2 = Na3PO4 ： C3 =

?10= 512.2 (mol ? m? )，

?10= 4.31 (mol ? m? )， ?10= 0.891 (mol ? m? )。

3

3

3

3

3

3

33

此反应即为酸碱中和反应，中和热为Q中和 Q中和??H??zFE?zFT(?E)P ?T??1?96500?0.828?1?96500?298?0.834?10?3

??55919J=-55.92KJ ?S?zF(?E)P?1?96500?0.834?10?3 ?T 聚沉值之比为

C1 ：C2 ：C3 = 512.2 ：4.31 ：0.891= 575：4.84：1 已知

聚沉能力 ∝ 所以聚沉能力之比为 NaCl：Na2SO4 ： Na3PO4＝

131131

五、通常用NaI对甲状腺癌进行放射治疗。已知I的衰变为一级反应，15

131

天衰变76.4%，求I的半衰期。

解： t=15d 时，C=（1-0.764）C0，代入一级反应的速率方程式， 得：

C0?15k ln0.236C0 k=0.0963d t1/2?-1

ln2?7.2（d） k3

六、向三个均盛有0.02dmFe (OH )3溶胶的烧杯中分别加入NaCl、Na2SO4、Na3 PO4溶液使溶胶完全聚沉，至少需要加入电解质的量为：

33

（1）1mol ? dm?的NaCl溶液0.0210dm；

33

（2）0.005mol ? dm?的Na2SO4溶液0.1250dm；

＝1：119：575

由此可知，上述电解质聚沉能力的顺序为 Na3PO4 ?Na2SO4 ? NaCl

因为三种电解质具有相同的正离子，所以对溶胶聚沉起主要作用的是负离子，因而胶粒带正电荷。 其胶团结构式为

??Fe (OH )固相

3?mnFe紧密层

3??3(n?x)Cl??3x? 3xCl —扩散层 溶液 本体 。

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