物理化學(xué)期中試卷答案

1、息考生信欄 院（系） 班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào) 裝訂線2007 2008 學(xué)年 第 一 學(xué)期化學(xué)與材料學(xué)院2006級(jí)材料科學(xué)與工程專業(yè)物理化學(xué)期中試卷答案題號(hào)分?jǐn)?shù)一 二三四（1）四（2）四（3）四（4）五（1）五（2）總分評(píng)卷人復(fù)核人試卷類別： 開卷（ ）閉卷（） 考試用時(shí)： 120 分鐘考試時(shí)間： 2008 年 10 月 20 日 上 午考試地點(diǎn)： 注意事項(xiàng)1、學(xué)生的院（系）別、專業(yè)、班級(jí)、姓名、學(xué)號(hào)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(shí)間和地點(diǎn)。3、答題字跡要清楚，并保持卷面清潔。 物理化學(xué)期中試卷 共9頁 第 1 頁 考生考試誠信承諾書在我填寫考生信息后，表示我已閱讀

2、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(gè)人信息是真實(shí)、準(zhǔn)確的?？忌灻?物理化學(xué)期中試卷 共9頁 第 2 頁 息考生信欄 院（系） 班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào) 裝訂線一、判斷題（每題1分，其10分，正確的打“”，錯(cuò)誤的打“”。）1. 絕熱過程都是等熵過程（）。2. 熱力學(xué)第二定律的開爾文說法是：從一個(gè)熱源吸熱使之完全轉(zhuǎn)化為功是不可能的（）。3. 在等溫等壓條件下，DG 0的過程一定不能進(jìn)行（）。4. 在-10，101.325 kPa下過冷的H2O ( l )凝結(jié)為冰是一個(gè)不可逆過程，故此過程的熵變大于零（）。5.

3、 理想氣體在恒定的外壓力下絕熱膨脹。因?yàn)槭呛銐海訢H = Q；又因?yàn)槭墙^熱，Q = 0，故DH = 0（）。6. 100時(shí)，1 mol H2O(l)向真空蒸發(fā)變成1mol H2O(g)，這個(gè)過程的熱量即為H2O( l )在100的摩爾汽化焓（）。7. 系統(tǒng)從同一始態(tài)出發(fā)，經(jīng)絕熱不可逆到達(dá)終態(tài)，若經(jīng)絕熱可逆過程，則一定達(dá)不到此終態(tài)（）。8. 在臨界點(diǎn)，飽和液體與飽和蒸氣的摩爾體積相等（）。9. 對(duì)應(yīng)狀態(tài)的兩種不同氣體，各自對(duì)于理想氣體行為的偏離程度相同（）。10. 因?yàn)镼p = DH，Qv= DU，而焓與熱力學(xué)能是狀態(tài)函數(shù)，所以Qp與Qv也是狀態(tài)函數(shù)（）。二、選擇題（每題1分，共10分，填上

4、正確答案。）1. 一定量的N2氣在恒定的溫度下增大壓力，則其吉布斯函數(shù)( A ) A增大 B不變 C減小2. 理想氣體從狀態(tài)I等溫自由膨脹到狀態(tài)II，可用哪個(gè)狀態(tài)函數(shù)的變量來判斷過程的自發(fā)性（C）。A. G B. U C. S D. H3. 工作在100和25的兩大熱源間的卡諾熱機(jī)，其效率（A）。 物理化學(xué)期中試卷 共9頁 第 3 頁 A20 % B. 25 % C. 75% D. 100 %。4. 在一定的溫度和壓力下，已知反應(yīng)A2B反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變?yōu)镈rH,1(T)及反應(yīng)2AC的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變?yōu)镈rH,2(T) 則反應(yīng)C4B 的DrH,3(T)是：（D）。A. 2rH,1(T) +rH,

5、2(T) B. rH, 2(T)2rH,1(T)C. rH, 2(T) +rH,1(T) D. 2rH,1(T)rH, 2(T)5. 理想氣體節(jié)流膨脹時(shí)， = 0。（選填：，=， T2， V V2，S S2。（選填：， =， 0，絕熱不可逆壓縮過程系統(tǒng)的S 0。（選填 ， 或 = ）6. (本題2分)1 mol理想氣體在絕熱條件下向真空膨脹至體積變?yōu)樵w積的10倍，則此過程的S = 19.14 JK-1 。7. (本題2分)一絕熱氣缸帶有一無磨擦無質(zhì)量的活塞，內(nèi)裝理想氣體，氣缸內(nèi)壁繞有電阻為R的電阻絲，以電流I通電加熱，氣體慢慢膨脹，這是一個(gè) 等壓可逆 過程，當(dāng)通電時(shí)間t后，H = I2RT

6、。(以I，R，t表示)8. (本題6分)將一電熱絲浸入水中（如圖），通以電流，如圖： 物理化學(xué)期中試卷 共9頁 第 5 頁 （1）以電熱絲為系統(tǒng)，Q 0，U 0；（2）以電熱絲和水為系統(tǒng)，Q = 0，W 0，U 0；（3）以電熱絲、電源、水及其他一切有關(guān)的部分為系統(tǒng)Q = 0，W = 0，U = 0。（選填： 、= 或 ）四、計(jì)算題(共40分)1、(本題5分) 20時(shí)，乙醚（A）的蒸氣壓為58.955 kPa，今在100 g乙醚中溶入某非揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)（B）10.0 g，乙醚的蒸氣壓降低為56.795 kPa，試求該有機(jī)物質(zhì)的摩爾質(zhì)量。(MA=74.08g.mol-1)解：由拉烏爾定律: =5

7、8.955 kPa =56.795 kPa 解得：MB=195 gmol-1 （5分）2、(本題5分) 已知樟腦(C10H16O)的正常凝固點(diǎn)為178.4，摩爾熔化焓為6.50 kJmol，計(jì)算樟腦的摩爾降低系數(shù)kf = ?（M樟腦=152.2 gmol。) 解：kf = = = 39.7 Kkgmol ( 5 分) 物理化學(xué)期中試卷 共9頁 第 6 頁 3、(本題15分)1 mol理想氣體(Cp,m = 5R / 2)從0.2 MPa，5 dm3等溫(T1)可逆壓縮到1 dm3；再等壓膨脹到原來的體積(即5 dm3)，同時(shí)溫度從T1變?yōu)門2，最后在等容下冷卻，使系統(tǒng)回到始態(tài)的溫度T1和壓力。

8、息考生信欄 院（系） 班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào) 裝訂線( 1 )在p-V圖上繪出上述過程的示意圖；( 2 )計(jì)算T1和T2；( 3 )計(jì)算每一步的Q，W，DU和DH。解：( 1 ) （2分）( 2 ) T1 =p1V1/nR= 0.2106 Pa510-3 m3 /8.314 = 120.3K (1分) T2 = p2V2/nR =1106 Pa510-3 m3 /8.314= 601.4 K (1分)( 3 ) A B：H = 0，DU = 0。 (1分)18.314120.3ln1/5=1.61kJ (1分)Q =W=1.61 kJ。 (1分) B C: H = nCp,m ( TCTB) = 1

9、2.58.314(601.4-120.3)=10kJ (1分)U = nCv,m( TCTB ) = 11.58.314(601.4-120.3)=6.0kJ (1分)W =pe( VCVB ) =1106 Pa(5-1)10-3 m3=4.0 kJ (1分)Qp=H=10.0kJ (1分) C A: H=nCp,m(TATC)=12.58.314(120.3-601.4)=10 kJ (1分)U = nCv,m (TATC) = 11.58.314(120.3-601.4)=6.0 kJ (1分)W = 0 (1分)Qv=U =6.0 kJ (1分)4. (本題15分)將1molO2(g)從

10、298K，200kPa的始態(tài)，絕熱可逆壓縮到800kPa，試求該過程的Q，W，U，H，A，G，S和Siso。 物理化學(xué)期中試卷 共9頁 第 7 頁 (已知O2(g)的Cp,m=3.5R，S=205.14J.K-1.mol-1)解：絕熱可逆，Q=0，DS=0 (2分)T2=T1(p1/p2) 1- (2分)=Cp,m/Cv,m=7/5 (1分)lnT2=lnT1+(1-1/)ln4，T2/T1=42/7， T2=442.8K (2分)DU=nCv,m(T2-T1)=12.58.314(442.8-298)= 3009.7J (1分)DH=nCp,m(T2-T1) =13.58.314(442.8

11、-298)= 4213.5J (1分)W=DU= 3.01kJ (1分)S2 =S1+DS= S1 (1分)DG=DH -D(TS)=DH-S(T2-T1)= 3009.7-205.14(442.8-298)= -26694.57 (1分)DA=DU-D(TS)=DU-S(T2-T1)=4213.5-205.14(442.8-298)= -25490.77J (1分)DSsub=0 (1分)DSiso=DSsys+DSsub =0 (1分)五、證明題（每題10分，共20分）1. (本題10分)試證明物質(zhì)的量恒定的單相純物質(zhì)，只有p，V，T變化過程的 證明： (3分) (3分)設(shè)S=S(p，V)，則： (2