西北农林科技大学本科课程考试
参考答案与评分标准
考试课程：物理化学 学年学期：2004-2005-2 试卷类型：A 卷 考试时间：2005-07-08 专业年级：应化03级
一、选择题（每题1.5分,共30分）
1.B 2.D 3.A 4.C 5.B 6.A 7.B 8.C 9.D 10.C 11.A 12.A 13.B 14.B 15.A 16.A 17.A 18.D 19A 20.C 二、填空题(1个空格1分，共20分) 1. 0 2. 0 3.热分析，溶解度 4. <,<,< 5.反应时间
6.离浆（脱液收缩），吸收液体体积增加的现象 7. =0，逆向 8. 桥联
9. 丙酮，恒沸物 10.升高，降低 11.接触角，>90° 12.相等
三、判断题（每小题1分，共10分）
1. × 2.× 3.× 4. √ 5. × 6. √ 7. √ 8.× 9. √ 10. × 四. 计算题（共40分）
1.(12分)
解：W＝－p?V=－p(V2-V1) =－pV2+pV1= -nRT2+ nRT1= nR(T1-T2) =1mol×8.315J.K－1.mol－1×(300K-600K)= -2494.5J(2分)
?U= nCV,m (T2-T1) =1mol×(30.00-8.315)J.K1.mol1×(600K-300K)= 6506J(2分)
－
－
?H= nCp,m (T2-T1) =1mol×30.00J.K－1.mol－1×(600K-300K)= 9000J(1分) Qp=??H?=9000J(1分)
?S = n Cp,m ln(T2/T1) =1mol×30.00J.K－1.mol－1×ln(600K/300K)
= 20.79J.K－1.mol－1 (2分)
由 Sm?(600K)=Sm?(300K)+?S = (150.0+20.79)J.K－1.mol－1
=170.79J.K－1.mol－1(1分)
?TS = n(T2S2－T1S1) (1分)
5
=1mol×(600K×170.79J.K－1.mol－1－300K×150.0J.K－1.mol－1) ＝57474J
???=??U－?TS＝6506－57474J =－50968J (1分) ?G =??H－?TS＝9000J－57474J =－48474J (1分) 2.解：(6分)
(1) 平衡时H2O和CO2的分压p=p总/2(1分)
K??= p(H2O) p(CO2)/p?2=( p总/2 p?)2 (1分)
所以 T1=303.15K时，K1?= [0.827kPa/(2×100kPa)]2 = 1.71×10－5 (0.5分)
T2=373.15K时，K2?= [97.47kPa/(2×100kPa)]2 = 0.2375 (0.5分) ?rHm??=RT1T2ln(K2?/ K1?)/(T2－T1)
=8.315J.K－1.mol－1×303.15K×373.15K×ln(0.2375/1.71×10－5)/(373.15-303.15)K =128.2kJ.mol－1 (1分)
(2) 在分解温度T时K?= [101.325kPa/(2×100kPa)]2 =0.2567 (1分) 代入等压方程积分式：
ln(K?/ K1?)＝－(?rHm??/R)(1/T－1/T1)
ln(0.2567/1.71×10－5) =－(128.2kJ.mol－1/8.315J.K－1.mol－1)(1/T－1/303.15K) 得 T=373.8K (1分) 3.(12分)
解：(1) 正极反应 2AgCl(s) +2e→ 2Ag(s) +2Cl(2mol.kg-1) (0.5分)
－
－
负极反应 M→ M2+(1mol.kg-1) + 2e－(0.5分)
电池反应 2AgCl(s) +M→ 2Ag(s) +MCl2(1mol.kg-1) (1分) (2) E＝(1.200 + 4.00×10－5×25 + 9.00×10－7×252)V=1.2016V (1分) ?rGm= －nFE =－2×96500C.mol－1×1.2016V= －231.9kJ.mol－1 (1分) (dE/dT)p=(4.00×10－5 + 2×9.00×10－7×25)V.K－1＝ 8.5×10－5V.K－1 (1分) ?rSm= nF(dE/dT)p= 2×96500C.mol－1×8.5×10－5V.K－1 (2分)
= 16.41J.K－1.mol－1
?rHm=??rGm+T??rSm=－231.9kJ.mol－1+298K×16.41J.K－1.mol－1
=－227.0kJ.mol1 (1分)
－
Qr=???rSm=298K×16.41J.K－1.mol－1＝4.89kJ.mol－1 (1分)
(3)设计电池Ag（s）|Ag+（1mol.kg-1）||KCl（1mol.kg-1）|AgCl（s）,Ag（s）(1分)
电池反应 AgCl (s) → Ag+ + Cl- lnKsp = nE0F/RT
= 1×(0.2223-0.8)V×96500C.mol-1/8.314J.K-1.mol-1×298K =-22.50(2分)
Ksp = 1.69×10-10
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4．（10分）
解：(1) 速率常数k的单位为dm3.mol－1.s－1，所以反应为2级。(1分)
与阿斯方程的对数式 ln (k/ dm3.mol－1.s－1)= －Ea/RT + ln (A/ dm3.mol－1.s－1) 对比，可得
Ea＝12884K×R＝12884K×8.315J.K－1.mol－1＝107.1kJ.mol－1 (1分) A= exp(20.2664) dm3.mol－1.s－1 =6.33×108 dm3.mol－1.s－1 (1分)
注：代入两种温度分别计算k，再算Ea亦可。 (2) 400 ℃ 时的速率常数
ln(k/dm3.mol－1.s－1) ＝－12884K/673.15K +20.2664 = 1.1265 k=3.085dm3.mol－1.s－1 (1分)
设NO2(g) = A, 对于二级反应，反应时间与浓度的关系如下
t=(1/cA-1/cA0)/k (2分)
需知道浓度，可通过压力进行计算：
NO2(g) = NO(g) + (1/2)O2(g) t=0 p0=26664Pa 0 0
t=t 26664Pa－px px (1/2) px 总压p=26664Pa+px/2=31997Pa 所以 px＝10666Pa (2分)
cA=(26664-10666)Pa/RT=15998Pa/RT ，cA0=26664Pa/RT (1分) t=(1/cA-1/cA0)/k＝RT(1/15998Pa－1/26664Pa)/k
=8.315J.K－1.mol－1×673.15K×(1/15998Pa－1/26664Pa)/ (3.085×10－3m3.mol－1.s－1 ) ＝45.37s (1分)
7
