考研化學(xué)2025年物理化學(xué)練習(xí)試卷（含答案）考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項(xiàng)的字母填在題后的括號內(nèi)）1.下列過程中，熵增加的是（）。A.理想氣體自由膨脹B.理想氣體等溫可逆壓縮C.液體在恒定壓力下沸騰變成氣體D.理想氣體等壓冷卻2.對于一個由兩個物體組成的絕熱系統(tǒng)，如果物體A的溫度升高了ΔT_A，物體B的溫度降低了ΔT_B，則（）。A.ΔS_A>0,ΔS_B<0,ΔS_系統(tǒng)>0B.ΔS_A<0,ΔS_B>0,ΔS_系統(tǒng)<0C.ΔS_A>0,ΔS_B>0,ΔS_系統(tǒng)<0D.ΔS_A<0,ΔS_B<0,ΔS_系統(tǒng)>03.在恒溫恒壓條件下，自發(fā)變化的方向是（）。A.ΔH減小，ΔS>0的變化B.ΔH增大，ΔS<0的變化C.ΔG<0的變化D.ΔF>0的變化4.根據(jù)范特霍夫方程，(?lnK/?T)_p正比于（）。A.ΔHB.ΔSC.1/TD.K5.一定量的理想氣體，從狀態(tài)A（p?,V?,T?）經(jīng)過等溫過程變到狀態(tài)B（p?,V?,T?），則其內(nèi)能變化ΔU為（）。A.W>0,Q>0B.W<0,Q<0C.ΔU>0D.ΔU=06.在同一溫度下，理想氣體A（摩爾氣體常數(shù)R）和理想氣體B（摩爾氣體常數(shù)R'）的摩爾配分函數(shù)分別為Q_A和Q_B，若R'>R，則（）。A.Q_A>Q_BB.Q_A<Q_BC.Q_A=Q_BD.無法比較7.對于相圖中的三相點(diǎn)，其自由度F為（）。A.0B.1C.2D.38.符合Raoult定律的理想溶液，其液相中溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)x?與其在氣相中的摩爾分?jǐn)?shù)y?的關(guān)系是（）。A.x?<y?B.x?>y?C.x?=y?D.無法確定9.已知反應(yīng)2A(g)+B(g)?2C(g)的活化能Ea=180kJ/mol，其中正反應(yīng)的活化能Ea_正=150kJ/mol，則逆反應(yīng)的活化能Ea_逆為（）。A.30kJ/molB.330kJ/molC.30kJ/molD.330kJ/mol10.電解池中，發(fā)生還原反應(yīng)的電極稱為（）。A.陽極B.陰極C.正極D.負(fù)極二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填在題中橫線上）1.熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為________，它表明能量既不能憑空產(chǎn)生，也不能憑空消失，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體傳遞給另一個物體，而在轉(zhuǎn)化或傳遞的過程中，能量的總量保持不變。2.根據(jù)熱力學(xué)第三定律，在絕對零度時，理想氣體的熵S_0=________。3.朗繆爾吸附等溫式適用于________吸附，其表達(dá)式為γ=γ_0(1-θ)/θ，其中γ為吸附平衡常數(shù)，γ_0為________，θ為________。4.在恒定溫度和壓力下，能夠自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，其摩爾吉布斯自由能變ΔG_m必須滿足________的條件。5.對于一個由兩個互溶的液體A和B組成的理想混合物，其混合過程的吉布斯自由能變ΔG_m=________。三、計算題（共60分）1.（10分）1mol理想氣體，從初態(tài)(100kPa,10L)經(jīng)歷以下兩個過程變化到終態(tài)(1000kPa,10L)：（1）先等溫可逆膨脹到壓強(qiáng)為1000kPa，再恒容加熱到終態(tài)；（2）先恒容加熱到終態(tài)，再等溫可逆壓縮到終態(tài)。試計算兩個過程中系統(tǒng)對外做的功、吸收的熱量以及內(nèi)能的變化（假設(shè)理想氣體常數(shù)R=8.314J/(mol·K)）。2.（10分）在298K時，反應(yīng)CO(g)+2H?(g)?CH?OH(l)的ΔH_m^θ=-238.64kJ/mol，ΔS_m^θ=-122.0J/(mol·K)。試計算該反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能變ΔG_m^θ，并判斷在該條件下反應(yīng)是否自發(fā)進(jìn)行。3.（10分）將0.5mol/L的葡萄糖溶液在25°C下與純水用半透膜隔開，達(dá)到滲透平衡后，測得純水側(cè)的液面升高了1.0cm（設(shè)水的密度為1g/cm3，滲透壓系數(shù)β=1）。求該葡萄糖溶液的滲透壓π。已知R=8.314J/(mol·K)，T=298K。4.（15分）對于氣相反應(yīng)A(g)+B(g)?C(g)，活化能Ea_正=150kJ/mol，實(shí)驗(yàn)測得正反應(yīng)的速率常數(shù)k_正=1.0×10?L/(mol·s)在500K時。求：（1）逆反應(yīng)的活化能Ea_逆；（2）該反應(yīng)的指前因子A_正；（3）反應(yīng)的平衡常數(shù)K_500（假設(shè)指前因子A_正對正逆反應(yīng)相同，且活化能符合阿倫尼烏斯方程）。5.（15分）有一個由Cu|Cu2?和Ag|Ag?組成的電池：Cu(s)|Cu2?(a?)||Ag?(a?)|Ag(s)。已知在25°C時，Ag?/Ag電對的電極電勢E°_Ag?/Ag=+0.7996V，Cu2?/Cu電對的電極電勢E°_Cu2?/Cu=+0.3419V。當(dāng)電池中Cu2?的活度為0.01，Ag?的活度為0.1時，求該電池的電動勢E。---四、簡答題（共20分）1.（10分）簡述吉布斯自由能判據(jù)的應(yīng)用條件及其物理意義。當(dāng)ΔG<0,ΔG=0,ΔG>0時，分別代表什么意義？2.（10分）簡述影響反應(yīng)速率的因素有哪些？請分別解釋這些因素如何影響反應(yīng)速率。試卷答案一、選擇題1.A2.A3.C4.A5.D6.B7.A8.C9.B10.B二、填空題1.ΔU=Q+W2.03.單分子；飽和吸附壓力；被吸附氣體A的覆蓋率4.<05.-RTln(x?)三、計算題1.（1）過程：W?=-nRTln(p?/p?)=-8.314J/(mol·K)×1mol×ln(1000/100)=-19.14kJ；ΔU=0；Q?=-W?=19.14kJ（2）過程：W?=0；ΔU?=nCv(T?-T?)；由等溫過程(1)知T?=T?×(p?/p?)=10L×100/1000=1L；ΔU?=8.314J/(mol·K)×1mol×(1-10)K=-83.14J；Q?=ΔU?=-83.14J綜上，過程(1)W=-19.14kJ,Q=19.14kJ,ΔU=0；過程(2)W=0,Q=-83.14J,ΔU=-83.14J2.ΔG_m^θ=ΔH_m^θ-TΔS_m^θ=-238640J/mol-298K×(-122.0J/(mol·K))=-238640J/mol+36356J/mol=-202184J/mol=-202.18kJ/mol因?yàn)棣_m^θ<0，所以在該條件下反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。3.π=βRTc=1×8.314J/(mol·K)×298K×0.5mol/L=1247.33J/m3=1.25kPa（注意：1J/m3=1Pa）4.（1）Ea_逆=Ea_正-ΔH=150000J/mol-(-238640J/mol)=388640J/mol=388.64kJ/mol（2）ln(k_正/k_逆)=(Ea_逆-Ea_正)/(RT)=(388640-150000)/(8.314×500)=1.5805；k_逆=k_正/e^1.5805=1.0×10?/4.927=2030L/(mol·s)；A_正=k_正×(RT)/Ea_正=1.0×10?×(8.314×500)/150000=2.77×1011L/(mol·s)（3）lnK_500=(Ea_正-Ea_逆)/(RT)=(150000-388640)/(8.314×500)=-4.0648；K_500=e^-4.0648=1.75×10?25.E=E°_正-E°_逆=E°_Ag?/Ag-E°_Cu2?/Cu=0.7996V-0.3419V=0.4577VE_實(shí)際=E+0.0592V/n×log(a_Cu2?/a_Ag?)=0.4577V+(0.0592V/2)×log(0.01/0.1)=0.4577V+0.0296V×log(0.1)=0.4577V-0.0592V=0.3985V四、簡答題1.物理意義：吉布斯自由能是體系在恒溫恒壓條件下能夠自發(fā)進(jìn)行變化（對外做非體積功）所能做的最大功。ΔG代表了反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的驅(qū)動力。應(yīng)用條件：恒溫恒壓且無非體積功。ΔG<0：反應(yīng)正向自發(fā)進(jìn)行。ΔG=0：體系處于平衡狀態(tài)。ΔG>0：反應(yīng)正向非自發(fā)，逆向自發(fā)進(jìn)行。2.（1）濃度：反應(yīng)物濃度增加（或產(chǎn)物濃度降低），反應(yīng)速率加快。根據(jù)碰撞理論，反應(yīng)物分子濃度增大，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)目增多，有效碰撞頻率增加。