物理化學(xué)①試卷答案

1、考生考試誠信承諾書在我填寫考生信息后，表示我已閱讀和理解龍巖學(xué)院考試紀(jì)律與違紀(jì)處分辦法的有關(guān)規(guī)定，承諾在考試中自覺遵規(guī)守紀(jì)，如有違反將接受處理；我保證在本科目考試中，本人所提供的個人信息是真實(shí).準(zhǔn)確的?？忌灻?息考生信欄 院（系） 班級 姓名 學(xué)號 裝訂線化學(xué)與材料學(xué)院物理化學(xué)（上）試卷答案試卷類別： 開卷（ ）閉卷（ ）考試用時： 120 分鐘考試時間： 2012 年 1 月 6 日 上 午考試地點(diǎn)： 文（ ） 題號分?jǐn)?shù)評卷人一二三（1）三（2）注意事項1.學(xué)生的院（系）別.專業(yè).班級.姓名.學(xué)號必須填寫在考生信息欄內(nèi)指定的位置。2.學(xué)生在考試之前必須填寫考試時間和地點(diǎn)。3.答題字跡要清

2、楚，并保持卷面清潔。三（3）三（4）三（5）總分復(fù)核人息考生信欄 院（系） 班級 姓名 學(xué)號 裝訂線一、選擇題（共20小題，每題2分，共40分）把正確選題項序號填入括號內(nèi)11 mol單原子分子理想氣體，從始態(tài)p1= 202650 Pa，T1= 273 K沿著p/V=常數(shù)的途徑可逆變化到終態(tài)為p2=405300 Pa 則H為: ( A ) A17.02 kJ B-10.21 kJ C-17.02 kJ D10.21 kJ 2H2和O2在絕熱鋼瓶中生成水的過程： ( B ) AH = 0 B U = 0 C S = 0 DG = 0 3理想氣體恒壓膨脹，其熵值如何變化？ ( B ) A不變 B增大

3、 C減小 D不能確定 4在N2和O2混合氣體的絕熱可逆壓縮過程中，下列結(jié)論中正確的是: ( C ) AU = 0 BA = 0 CS = 0 DG = 0 5用 1 mol 理想氣體進(jìn)行焦耳實(shí)驗(yàn)（自由膨脹），求得 S = 19.16 J·K-1，則體系的吉布斯自由能變化為： ( B ) AG = 19.16 J BG < 19.16 J CG > 19.16 J DG = 0 6恒壓下純物質(zhì)當(dāng)溫度升高時其吉布斯自由能： ( A ) A上升 B下降 C不變 D無法確定 7在下列狀態(tài)變化中，哪些可以應(yīng)用公式dU=TdS-pdV ? ( C ) ANO2氣體緩慢膨脹，始終保持化

4、學(xué)平衡NO2=NO+O2 BNO2氣體以一定速度膨脹，解離出來的NO+O2總是落后于平衡組成 CSO3氣體在不解離為SO2+O2的條件下膨脹 D水在-10時等溫結(jié)冰 8把下列化學(xué)勢與偏摩爾量區(qū)別開來： ( C ) (1) (S/nB )T,p,nc (2) (H/nB)S,p,nc (3)(U/nB)T,V,nc (4) (A/nB)T,V,nc A(1)、(4) 偏摩爾量；(2)、(3) 化學(xué)勢 B(1) 偏摩爾量；(2) 化學(xué)勢； (3)、(4) 都不是 C(1) 偏摩爾量；(2)、(4) 化學(xué)勢；(3) 都不是 D(2) 化學(xué)勢；(3)、(4) 偏摩爾量；(1) 都不是 9298K，p的

5、N2氣狀態(tài)和323K，p的N2氣狀態(tài)各一瓶，問哪瓶N2氣的化學(xué)勢大? ( D ) A()> () B()< () C()= () D不可比較 101mol某未知理想氣體在298.15K經(jīng)絕熱可逆膨脹使其摩爾體積增加了0.2倍，而溫度降至277.18K，其內(nèi)能的改變值 ( A ) A-52.4R B-31.4R C-73.4R D-20.9R11兩只燒杯各有1 kg水，向A杯中加入0.01 mol 蔗糖，向B杯內(nèi)溶入0.01 mol NaCl，兩只燒杯按同樣速度冷卻降溫，則有： ( A ) AA 杯先結(jié)冰 BB 杯先結(jié)冰 C兩杯同時結(jié)冰 D不能確定 12主要決定于溶解在溶液中粒子的數(shù)

6、目，而不決定于這些粒子的性質(zhì)的特性叫 ( B ) A一般特性 B依數(shù)性特征 C各向同性特性 D等電子特性 13含有非揮發(fā)性溶質(zhì)B的水溶液，在101325 Pa下，270.15 K時開始析出冰，已知水的Kf=1.86 K·kg·mol-1，Kb=0.52 K·kg·mol-1，該溶液的正常沸點(diǎn)是： ( C ) A370.84 K B372.31 K C373.99 K D376.99 K 14氯仿(1)和丙酮(2)形成非理想液體混合物，T時測得總蒸氣壓為29398 Pa，蒸氣中丙酮的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)y2=0.818，而該溫度下純氯仿的飽和蒸氣壓為29571Pa

7、，則在溶液中氯仿的活度a1為： ( C ) A0.500 B0.823 C0.181 D0.813 15某溶質(zhì)溶于某溶劑中形成溶液時，若采用不同的標(biāo)準(zhǔn)濃度，則下列說法中正確的是： （D） A溶質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)化學(xué)勢相同 B溶質(zhì)的活度相同 C溶質(zhì)的活度系數(shù)相同 D溶質(zhì)的化學(xué)勢相同 16在等溫等壓下，當(dāng)某一反應(yīng)的rGm= 5 kJ·mol-1時，該反應(yīng)能否進(jìn)行？ ( C ) A能正向自發(fā)進(jìn)行 B能逆向自發(fā)進(jìn)行 C不能判斷 D不能進(jìn)行 17在溫度為T、壓力為p時，反應(yīng)3O2(g) =2O3(g) 的Kp與Kx的比值為： ( D ) ART Bp C(RT)-1 Dp-1 息考生信欄 院（系） 班

8、級 姓名 學(xué)號 裝訂線息考生信欄 院（系） 班級 姓名 學(xué)號 裝訂線18硫酸與水可形成H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)、H2SO4·4H2O(s)三種水合物，問在101325 Pa A3 種 B2 種 C1 種 D不可能有硫酸水合物與之平衡共存。 19某實(shí)際氣體反應(yīng)，用逸度表示的平衡常數(shù)Kf 隨下列哪些因素而變： ( C ) A體系的總壓力 B催化劑 C溫度 D惰性氣體的量 20理想氣體反應(yīng)N2O5(g) = N2O4(g) +O2(g)的rH m 為41.84 kJ·mol-1，Cp= 0，試問增加 N2O4平衡產(chǎn)率的條件是： (

9、A ) A降低溫度 B提高溫度 C提高壓力 D等溫等容加入惰性氣體 二、填空題 ( 共5題，每題2分，共10分 )1選擇“”，“”，“”中的一個填入下列空格：理想氣體恒溫可逆壓縮，U = 0，H = 0。 2有個學(xué)生對理想氣體的某個公式記得不太真切了，他只模糊地記得是(S/X)y= -nR/p，按你的看法，這個公式的正確表達(dá)式中，X應(yīng)為 p ，y 應(yīng)為 T 。 3298 K，p下，1 mol甲苯與1 mol苯混合形成理想溶液，則mixH = 0 ，mixS = 11.53J·K-1 。 4反應(yīng)CO(g) + 2H2(g)=CH3OH(g) 在300，1013.25 kPa壓力下進(jìn)行，

10、按理想氣體反應(yīng)處理時，其平衡常數(shù)Kc=10 mol-2·dm6，則Kx= 0.452 。 5對于理想氣體的化學(xué)反應(yīng) (lnKc/p)T= 0 ； (lnKx/p)T =。 三、計算題（共5小題，共50分）1(本題12分) 4mol某理想氣體，其=2.5R，由始態(tài)600K，1000kPa依次歷經(jīng)下列過程：（1）反抗600kPa恒定的外壓，絕熱膨脹至平衡態(tài)；（2）再恒容加熱至800kPa；（3）最后絕熱可逆膨脹至500kPa的末態(tài)。試求整個過程的Q，W，U，H，S。解: （1）（T1=600K，p1=1000kPa）（p2=pe=600kPa，） 絕熱，Q1=0，U1=W1 （0.5分)

11、 U1=n(T2-T1)=10R(T2-T1) W1=-pe(V2-V1)=-p2=2.4RT1-4RT2 10R(T2-T1)=2.4RT1-4RT2，10(T2-T1)=2.4T1-4T2 14T2=12.4T1，T2=531.43K （1分) W1=10R(T2-T1)=10×8.314×(531.43-600)=-5701J （0.5分) （2）（T2=531.43K，p2=600kPa）（T3=?，p3=800kPa） 恒容，W2=0，U2=Q2，K (1分) Q2=U2=n(T3-T2)=4×2.5×8.314×(708.57-53

12、1.43)=14727J （1分) （3）（T3=708.57K，p3=800kPa）（T4=？，p4=500kPa） 絕熱可逆，Q3=0 （0.5分） 理想氣體絕熱可逆過程方程式：T3p31-=T4p41-，=Cp,m/Cv,m=3.5R/2.5R=1.4 （0.5分） 619.53K （1分） W3=U3=n(T4-T3)=4×2.5×8.314×(619.53-708.57)=-7403J （1分)總過程： Q=Q1+Q2+Q3=Q2=14727J (1分) W=W1+W2+W3=W1+W3=-5701-7403=-13104J (1分) U=nCv,m(T

13、4-T1) =4×2.5×8.314×(619.53-600)=1624J （1分） H=nCp,m(T4-T1) =4×3.5×8.314×(619.53-600)=2273 J （1分） =3.73+23.05=26.78J·K-1 （1分）息考生信欄 院（系） 班級 姓名 學(xué)號 裝訂線2(本題8分) 光氣（COCl2）是一種具有爛蘋果氣味的無色氣體，其毒性比氯氣大10倍。1951年侵朝美軍曾在朝鮮半島投下光氣炸彈，造成數(shù)百人死亡和數(shù)千人中毒。 已知：100時，光氣分解反應(yīng)：COCl2(g) = CO(g) + Cl2(

14、g)的Sm=125.6J·K-1·mol-1，K=8.1×10-9.求：（1）100，總壓為200 kPa時COCl2(g)的解離度； （2）100，上述分解反應(yīng)的Hm； （3）總壓為200 kPa時，若使COCl2(g)的解離度達(dá)0.1%的溫度為多少？（設(shè)rCp,m=0） 解：（1） COCl2(g) = CO(g) + Cl2(g)起始/kPa: pA 0 0平衡/kPa: pA(1-) pA pA (1分) p=pA(1+)= 200kPa，= (1分) ， (1分)(2) rGm= -RT ln K =rHm- TrSm (1分) rHm= 373.15&

15、#215;125.6-8.314×373.15×ln(8.1×10-9)=105.0 kJ·mol-1 (1分)(3) ， (1分) ，T2=446 (2分)3(本題12分) 工業(yè)生產(chǎn)中有時需要結(jié)晶與蒸餾聯(lián)合運(yùn)用方可得到純凈物質(zhì)，已知A和B二組分形成的液態(tài)互溶、固態(tài)完全不互溶的氣、液、固相圖如下： (1) 標(biāo)出1、2、3、4、5、6相區(qū)內(nèi)的穩(wěn)定相； (2) 圖中、五條線的名稱各是什么？ (3) 畫出系統(tǒng)點(diǎn)a的冷卻曲線，并描述過程中的相變化 (4) 現(xiàn)工業(yè)中由化學(xué)反應(yīng)只能得到狀態(tài)為b的混合物。據(jù)相圖，要得到純B和純A應(yīng)如何操作？ 解:（1）1-氣相；2-氣

16、相和液相；3-液相；4-SA和液相；5-SB和液相；6-SA和SB（3分） （2）-氣相線；-液相線；-A的凝固點(diǎn)降低曲線；-B的凝固點(diǎn)降低曲線；-SA、SB和溶液的三相線或低共熔線（2.5分）（3） 系統(tǒng)點(diǎn)a的冷卻曲線：（2.5分） 氣相降溫至第一拐點(diǎn)，開始有液相產(chǎn)生；降溫至第二拐點(diǎn)， 氣相消失； 降溫至第三拐點(diǎn)，析出固體A； 到達(dá)三相線，開始析出固體B，并保 持溫度不變，至液相消失，溫度繼續(xù)下降。（4）首先將系統(tǒng)點(diǎn)為b的液體混合物冷卻至SB+L兩相區(qū)內(nèi)，有一定量純SB析出，過濾得到SB； 將濾液升溫至g+L兩相區(qū)內(nèi)，即進(jìn)入蒸餾塔內(nèi)，塔頂氣相中B的含量增大，氣相再冷卻至 SB+L 兩相區(qū)，又

17、可有SB析出； （2分） 塔底液相中A的含量增大，液相再冷卻至SA+L兩相區(qū)，可有SA析出，過濾得到SA。 合并兩次濾液升溫至g+L兩相區(qū)內(nèi)，重復(fù)以上操作，即可分離出SA和SB。 （2分） 結(jié)晶和蒸餾聯(lián)合操作，比單純用蒸餾方法能耗低，而且也可避免因高溫使A或B組份分解。 4(本題10分)若某實(shí)際氣體的狀態(tài)方程可用表示，式中b只是與氣體性質(zhì)和溫度有關(guān)的常數(shù)，若該氣體定溫下由p1可逆變化為p2，試推導(dǎo)出過程的W、Q、U、H、A、S及G與T、p的關(guān)系式。解：等溫可逆，（2分）dU=TdS-pdV， （2分）息考生信欄 院（系） 班級 姓名 學(xué)號 裝訂線 故U僅是溫度T的函數(shù)，即U=0，Q=-W= （1分） ，G= （1分） ，A= （1分） ，S= （2分）H=U+(pV)=nb(p2-p1) （1分）5(本題8分)已知在溫度T時純A(l)和純B(l)的飽和蒸氣壓分別為p*A=100kPa和p*B=200kPa，現(xiàn)有該溫度下xB = 0.1的A