《物理化學》期中試卷答案

1、【精品文檔】如有侵權，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除，僅供學習與交流物理化學期中試卷答案.精品文檔.息考生信欄 院（系） 班級 姓名 學號 裝訂線2007 2008 學年 第 一 學期化學與材料學院2006級材料科學與工程專業(yè)物理化學期中試卷答案題號分數(shù)一 二三四（1）四（2）四（3）四（4）五（1）五（2）總分評卷人復核人試卷類別： 開卷（ ）閉卷（） 考試用時： 120 分鐘考試時間： 2008 年 10 月 20 日 上 午考試地點： 注意事項1、學生的院（系）別、專業(yè)、班級、姓名、學號必須填寫在考生信息欄內指定的位置。2、學生在考試之前必須填寫考試時間和地點。3、答題字跡要清楚，并保持卷面清潔。 物理

2、化學期中試卷 共9頁 第 1 頁 考生考試誠信承諾書在我填寫考生信息后，表示我已閱讀和理解龍巖學院考試紀律與違紀處分辦法的有關規(guī)定，承諾在考試中自覺遵規(guī)守紀，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、準確的?？忌灻?物理化學期中試卷 共9頁 第 2 頁 息考生信欄 院（系） 班級 姓名 學號 裝訂線一、判斷題（每題1分，其10分，正確的打“”，錯誤的打“×”。）1. 絕熱過程都是等熵過程（×）。2. 熱力學第二定律的開爾文說法是：從一個熱源吸熱使之完全轉化為功是不可能的（×）。3. 在等溫等壓條件下，DG > 0的過程一定不能

3、進行（×）。4. 在-10，101.325 kPa下過冷的H2O ( l )凝結為冰是一個不可逆過程，故此過程的熵變大于零（×）。5. 理想氣體在恒定的外壓力下絕熱膨脹。因為是恒壓，所以DH = Q；又因為是絕熱，Q = 0，故DH = 0（×）。6. 100時，1 mol H2O(l)向真空蒸發(fā)變成1mol H2O(g)，這個過程的熱量即為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)絕熱不可逆到達終態(tài)，若經(jīng)絕熱可逆過程，則一定達不到此終態(tài)（）。8. 在臨界點，飽和液體與飽和蒸氣的摩爾體積相等（）。9. 對應狀態(tài)的兩種不同氣體

4、，各自對于理想氣體行為的偏離程度相同（）。10. 因為Qp = DH，Qv= DU，而焓與熱力學能是狀態(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，其效率（A）。 物理化學期中試卷 共9頁 第 3 頁 A20 % B. 25 % C. 75% D. 100 %。4. 在一定

5、的溫度和壓力下，已知反應A2B反應的標準摩爾焓變?yōu)镈rH,1(T)及反應2AC的標準摩爾焓變?yōu)镈rH,2(T) 則反應C4B 的DrH,3(T)是：（D）。A. 2rH,1(T) +rH, 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， = 0。（選填：>，=，<）6. 25時有反應 C6H6(l) + 7O2(g)3H2O(l) + 6CO2(g)若反應中各氣體物質均可視為理想氣體，則其反應的標準摩爾焓變rH與反應的標準摩爾熱力學能變DrU之差約為：（1）。A. 3.7 k

6、J·mol-1 B. 1.2 kJ·mol-1 C. 1.2 kJ·mol-1 D. 3.7 kJ·mol-17. 1 mol理想氣體從相同的始態(tài)（p1，V1，T1）分別經(jīng)絕熱可逆膨脹到達終態(tài)（p2，V2，T2），經(jīng)絕熱不可逆膨脹到達，則T > T2， V > V2，S > S2。（選填：>， =， <）8. 范德華氣體經(jīng)絕熱自由膨脹后，氣體的溫度：（2）。A. 上升 B. 下降 C. 不變。9. 某堅固容器容積100 dm3，于25，101.3 kPa下發(fā)生劇烈化學反應，容器內壓力、溫度分別升至5066 kPa和1000。

7、數(shù)日后，溫度、壓力降至初態(tài)（25和101.3 kPa），正確的為：（D）。A. 該過程U = 0，H = 0 B. 該過程H = 0，W¹0C. 該過程U = 0，Q¹0 D. 該過程W = 0，Q¹010、H2和O2以2：1的摩爾比在絕熱的鋼瓶中反應生成H2O，在該過程中( D)是正確的。A. H = 0 B. T = 0 C. pV = 常數(shù) D. U = 0。 物理化學期中試卷 共9頁 第 4 頁 三、填空題（共20分，在題中“_”處填上正確答案）息考生信欄 院（系） 班級 姓名 學號 裝訂線1. (本題2分)熱力學基本方程dH=TdS+Vdp+mBdnB的

8、適用條件為組成 可 變的 均相封閉 系統(tǒng)和 不做非體積功Wf=0 。2. (本題2分)今有等溫等壓下的化學反應：aA+bB = yY+zZ 則用化學勢表示的該反應自發(fā)向正方向（向右）進行的條件為： 或 。3. (本題2分)某些情況下混合氣體中組分B的逸度fB可用路易斯-蘭德爾規(guī)則fB=fB*.yB計算，式中fB*是 純物質B在系統(tǒng)溫度和總壓力下的逸度 ，是 物質B在混合氣體中的摩爾分數(shù) 。4. (本題2分)已知fH(FeO , s , 298 K) =226.5 kJ·mol-1； fH(CO2 , g , 298 K) =393.51 kJ·mol-1； fH(Fe2O3

9、 , s , 298 K) =821.32 kJ·mol-1； fH(CO , g , 298 K) =110.54 kJ·mol-1；則 Fe2O3(s) + CO(g) = 2FeO(s) + CO2(g)反應的rH(298K) = 85.35 kJ·mol-1 。5. (本題2分)絕熱不可逆膨脹過程系統(tǒng)的S > 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 J·K-1 。7. (本題2分)一絕

10、熱氣缸帶有一無磨擦無質量的活塞，內裝理想氣體，氣缸內壁繞有電阻為R的電阻絲，以電流I通電加熱，氣體慢慢膨脹，這是一個 等壓可逆 過程，當通電時間t后，H = I2RT 。(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： 物理化學期中試卷 共9頁 第 5 頁 （1）以電熱絲為系統(tǒng)，Q < 0，W > 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、水及其他一切有關的部分為系統(tǒng)Q = 0，W = 0，U = 0。（選填： >、= 或< ）四、計算題(共40分)1、(本題5

11、分) 20時，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)性有機物質（B）10.0 g，乙醚的蒸氣壓降低為56.795 kPa，試求該有機物質的摩爾質量。(MA=74.08g.mol-1)解：由拉烏爾定律: =58.955 kPa× =56.795 kPa 解得：MB=195 g·mol-1 （5分）2、(本題5分) 已知樟腦(C10H16O)的正常凝固點為178.4，摩爾熔化焓為6.50 kJ·mol，計算樟腦的摩爾降低系數(shù)kf = ?（M樟腦=152.2 g·mol。) 解：kf = = 39.7 K·kg&#

12、183;mol ( 5 分) 物理化學期中試卷 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。息考生信欄 院（系） 班級 姓名 學號 裝訂線( 1 )在p-V圖上繪出上述過程的示意圖；( 2 )計算T1和T2；( 3 )計算每一步的Q，W，DU和DH。解：( 1 ) （2分）( 2 ) T1 =p1V1/nR= 0.2×106 Pa×5×10-3 m3

13、 /8.314 = 120.3K (1分) T2 = p2V2/nR =1×106 Pa×5×10-3 m3 /8.314= 601.4 K (1分)( 3 ) A ® B：H = 0，DU = 0。 (1分)1×8.314×120.3ln1/5=1.61kJ (1分)Q =W=1.61 kJ。 (1分) B ® C: H = nCp,m ( TCTB) = 1×2.5×8.314×(601.4-120.3)=10kJ (1分)U = nCv,m( TCTB ) = 1×1.5

14、5;8.314×(601.4-120.3)=6.0kJ (1分)W =pe( VCVB ) =1×106 Pa×(5-1)×10-3 m3=4.0 kJ (1分)Qp=H=10.0kJ (1分) C ® A: H=nCp,m(TATC)=1×2.5×8.314×(120.3-601.4)=10 kJ (1分)U = nCv,m (TATC) = 1×1.5×8.314×(120.3-601.4)=6.0 kJ (1分)W = 0 (1分)Qv=U =6.0 kJ (1分)4. (本題1

15、5分)將1molO2(g)從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)=1×2.5×8.314×(442.8-298)= 3009.7J (1分)DH=nCp,m(T2-T1) =1×3.5×8.314×(442.8-298)= 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