物理化学期中试卷与参考答案

1、 2011 级化学工程与工艺专业物理化学课程期中试卷与参考答案 一、选择题（每题 2分, 共30分） 1. 某真实气体的压缩因子Z1，则表示该气体： （ ）(A) 易被压缩 (B) 难被压缩 (C) 易液化 (D) 难液化 2. H = Qp此式适用于下列那个过程? ( ) (A ) 理想气体从 1013250 Pa 反抗恒定的 101325 Pa膨胀到 101325Pa (B) 0 ,101325 Pa下冰融化成水 (C) 电解 CuSO4水溶液(D) 气体从 (298K,101325 Pa) 可逆变化到 (373K,10132.5 Pa)3熵变DS是： (1) 不可逆过程热温商之和 (2)

2、 可逆过程热温商之和 (3) 与过程有关的状态函数 (4) 与过程无关的状态函数 以上正确的是： ( ) (A) 1, 2 (B) 2, 3 (C) 2 , 4 (D) 44. 若以B代表化学反应中任一组分，和 nB分别表示任一组分 B 在= 0 及反应进度为时的物质的量，则定义反应进度为： ( ) (A) = - nB (B) = (nB-)/B (C) = nB- (D) = (-nB)/ B 5. 下列四种表述： (1) 等温等压下的可逆相变过程中，体系的熵变S =H相变/T相变 (2) 体系经历一自发过程总有 dS 0 (3) 自发过程的方向就是混乱度增加的方向 (4) 在绝热可逆过程

3、中，体系的熵变为零 两者都不正确者为： ( ) (A) (1)，(2) (B) (3)，(4) (C) (2)，(4) (D) (2)，(3) 6. 理想气体绝热向真空膨胀，则： ( ) (A) S = 0，W = 0； (B) G = 0，U = 0；(C) U = 0，H = 0 (D) G = 0，H = 0 ； 7. 298 K时, 金刚石的标准摩尔生成焓fH： （ ） (A) 大于零 (B) 小于零 (C) 等于零 (D) 不能确定8. 理想气体绝热可逆过程方程式，下列哪一个式子是不正确的的？ （ ） (A) (B) (C) ( D) 9. 式子的适用条件是： （ ） （A）等压过程

4、 （B）均相的组成不变的等压过程（C）组成不变的等压过程 （D）任何过程10. 1mol 单原子理想气体从温度为300K 绝热压缩到500K时，其焓变为： （ ）（A）零 (B) 2494 J (C)-2494 J （D）4157 J11. 下列四个关系式中, 哪一个不是麦克斯韦关系式? （ ）(A) (S/V)T = (p/T)V (B) (T/p)s = (V/S)p (C) (T/V)s = (V/S)p (D) (S/p)T = -(V/T)p 12. 一可逆热机与另一不可逆热机在其他条件都相同时，燃烧等量的燃料，则可逆热机拖动的列车运行的速度: ( ) (A) 较快 (B) 较慢 (

5、C) 一样 (D) 不一定 13. 封闭体系中，若某过程的A = 0，应满足的条件是： （ ） (A) 绝热可逆，且 W = 0 的过程 (B) 等容等压，且W = 0 的过程 (C) 等温等压，且W = 0 的可逆过程 (D) 等温等容，且W = 0 的可逆过程 14. 对于只作膨胀功的封闭体系， 的值是： ( ) （A） 大于零 （B）小于零 (C) 等于零 （D） 不能确定15. (1) NaOH 溶解于水 (2) 水溶液中，Ag+ + 2NH3(g) Ag(NH3)2+ (3) HCl 气体溶于水，生成盐酸 (4) 2KClO3(s) 2KCl(s) + 3O2(g) (5) NH4C

6、l(s) NH3(g) + HCl(g)上述各体系在等温等压过程中熵值减少的是： ( ) (A) (2)、(3) (B) (1)、(4) (C) (4)、(5) (D) (1)、(2)二、填空题（每题2分，共10分）1. 气体液化的必要条件是它的温度必须低于某一温度，这一温度称为 _临界温度_ 。（临界温度、露点温度、沸点温度）。2. 300 K时，0.125 mol正庚烷（液体）在弹式量热计中完全燃烧，放热 602 kJ。反应C7H16(l) + 11O2(g) = 7CO2(g) + 8H2O(l) 的rUm = rUm=-4816 kJmol-1 ，rHm = rHm=-4826 kJm

7、ol-1 。(RT 2.5 kJ) 3. 选择“”、“”、“”中的一个填入下列空格: 实际气体绝热自由膨胀 U = 0，S 0。4热力学第三定律最普遍的表述为：在0 K时，任何完整晶体（只有一种排列方式）的熵等于零。5. 2 mol单原子理想气体的(H/T)p = 41.57 (5/2R2=5R) JK-1。三、计算题 (每题10分，共40分)1. 300K时，将 1mol理想气体从 1000kPa等温可逆膨胀至100kPa。分别求Q, W, H, U。 答 （1） H=0 U=0 2. 求在 110(383.15K)和 P下，1mol的液态水变成水蒸气的过程中系统的熵变，并判断此过程的性质。

8、已知: vapHm=(H2O,373.15K,）= 40.64 kJ. mol-1； Cp,m(H2O, l) = 75.3 J.K-1 mol-1； Cp,m(H2O,g) = 34.37 J.K-1 mol-1答 DS在 110和 P下，1mol的液态水变成水蒸气的过程是不可逆过程。需要设计可逆途径来完成。110 , P,(H2O , g) 110 , P,(H2O,l)DS3DS1DS2100 , P,(H2O , g) 100 , P,(H2O,l) S1 = nCp,m(H2O , l) ln T2/T1 = 1.075.3 ln373.15/383.15 = - 1.99 JK-1

9、 S2=(DvapHm/T)相变 = 108.9 JK-1 S3 = nCp,m(H2O , g) lnT1/T2 =1.034.3 ln383.15/373.15 = 0.910 JK-1 S =S1+S2+S3 = 107.87 JK-1 S环 = - Q/T = - 40.64/383.15 = - 106.07 J K-1 DS隔离 = DS体 + DS环 = 107.87 106.07 = 1.8 JK-13. 将 298.15 K的1 mol O2从 p 绝热可逆压缩到 6p，试求Q，W，U，H，A，G，S。已知 Sm(O2, 298.15 K) = 205.03 JK-1mol-

10、1。答 依题意 Q = 0，S = QR/T = 0 由绝热可逆过程方程: g=Cp/Cv 得 T2 = 496.7 K 所以 W = CV(T2- T1) =5/2R (496.7 298.15) = 4.127 kJU = 4.127 kJ H = Cp(T2- T1) = 7/2R (496.7 298.15) = 5.778 kJ A = U - (ST) = U - ST = 4.127 - 0.20503(496.7298.15) = - 36.58 kJ G = H - ST = 5.778 - 0.20503(496.7298.15) = -34.93 kJ 4. 已知如下合成

11、氨反应的： rHm(298.15K) = - 46.11kJmol-1试计算常压、500 K的始态下于恒温恒容过程中生成 1mol NH3(g)的 QV。298.15500 K温度范围内各物质的平均摩尔热容分别为：答根据基希霍夫公式：代人前式并计算得:因为即四、回答问题（每题各10分，共 20分）1. 试用有关数学原理，证明下列各关系式： （A） (U/V)p= Cp (T /V)p - P；（B） (U/P)v= Cv (T /P)v答 (1) 因为U=H-pV 所以， (2) 2. 请证明下列关系式： (1) (H/V)T =T(p/T)V+V(p/V)T (2) 对理想气体，证明H仅是温度的函数 答 (1) 因为 dH = TdS+Vdp 等温下对V微分，得 (H/V)T = T(S/V)T+ V(p/V