应用化学物理化学试题加答案上A.pdf

1 昆昆 明明 理理 工工 大大 学学 试卷试卷 （ A A- -1 1 ） 理学院理学院 应化应化 专业专业 0 06 6 级考试时间级考试时间: 200: 2008 8.66.1313 命题教师命题教师: :物理化学命题小组物理化学命题小组 考试科目考试科目: : 物理化学物理化学 学生姓名学生姓名: : 学号学号: : 题题 号号 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 1010 总总 分分 评评 分分 一、选择题。在题后括号内，填上正确答案代号。一、选择题。在题后括号内，填上正确答案代号。(30 分分) 1 1、热力学第一定律的数学表达式 U = Q + W 只能适用于 （1）. 理想气体; （2） 封闭体系; （3） 孤立体系; （4） 敞开体系. 2、对于一个封闭系统，下列说法中正确的有：( )。 ( 1 ) 等容绝热过程U = 0； ( 2 ) 等容过程所作的功等于零； ( 3 ) 绝热过程UpV d； ( 4 ) 循环过程U = 0。 3、对于只作膨胀功的封闭系统 G T p 的值为： （ ） （1）大于零； （2）小于零； （3）等于零； （4）不能确定。 4、100，101 325 Pa 的液态 H2O 的化学势为 l，100，101 325 Pa 的气态 H 2O 的化学势 为 g ，二者的关系是： （ ） 。 （1） l g ； （2） l g ； （3） l g 。 5、苯在 101 325 Pa 下的沸点是 353.25 K , 沸点升高系数是 2.57 Kkgmol 1 则苯的气化焓 为：( )。(已知 C6H 6的Mr=78.11。) ( 1 ) 31.53 kJmol 1 ； ( 2 ) 335 kgmol 1 ； ( 3 ) 7.42 kJmol 1 。 6、范德华气体经绝热自由膨胀后，气体的温度：( )。 ( 1 )上升； ( 2 )下降； ( 3 )不变。 2 应化 专业 06 级，学生姓名: 学号: 7、形成理想液态混合物过程的混合性质是： （ ） 。 （1） mix V=0 ， mix H=0 ， mix S0 ， mix G0 ； （2） mix V0 ， mix H0， mix S=0 ， mix G=0 ； （3） mix V0 ， mix H0 ， mix S0 ， mix G0 ； （4） mix V0 ， mix H0 ， mix S=0 ， mix G=0 。 8、今有 NaNO3(A)-KNO3(B)-H2O (C,l )三组分系统相图，今有系统点 a 0 ，向系统中加入水， 使系统点变为 a 1 （如图） 。则在 a 1状态下，可以系统中分离出纯物质是： （ ） 。 （1）C(s)； （2）B(s)； （3）A(s)。 9、在一定温度范围内，某化学反应的rH不随温度而变，故此化学反应在该温度内的rS 随温度而（ ） 。 （1）增大； （2）减小； （3）不变； （4）无法确定。 10、 某反应A(s) = Y(g) + Z(g)的rG与温度的关系为rG= (45000110 T/K) J mol -1 ， 在标准压力下, 要防止该反应发生，温度必须 ： ( ) 。 (1) 高于 136 ； (2) 低于 184 ； (3) 高于 184 ； (4) 低于 136 ； (5) 高于 136 而低于 184 。 11、 某气体在 4.0010 5 Pa 压力下的逸度因子(系数)是 1.04，则其逸度的数值f/Pa 为： ( )。 ( 1 ) 4.1610 5 ；( 2 ) 0.2610 5 ；( 3 ) 0.7410 5 ； ( 4 ) 3.810 5 。 3 应化 专业 06 级，学生姓名: 学号: （ A2 ） 12、对封闭系统来说，当过程的始态和终态确定后，下列各项中没有确定的值的是：( )。 ( 1 ) Q； ( 2 ) QW； ( 3 ) W( Q = 0 )； ( 4 ) Q( W = 0 )。 13、下列各式中只适用于理想气体的有：( )。 ( 1 )H = UpV ( 2 )Cp,mCV,m = R ( 3 ) G= H-TS ( 4 )W = p(外)V 14、反应 FeO(s) + C(s) = CO(g) + Fe(s) 的rH 为正， rS 为正（假定 rH ， rS 与 温度无关） ，下列说法中正确的是： （ ） 。 （1）低温下自发过程，高温下非自发过程； （2）高温下自发过程，低温下非自发过程； （3）任何温度下均为非自发过程； （4）任何温度下均为自发过程 。 15、理想气体与温度为 T 的热源相接触，作等温膨胀吸热 Q，而所作的功是变到相同终态的 最大功的 20 % ，则系统的熵变为（ ） 。 （1） S Q T 5 ； （2）S Q T ； （3）S Q T 5 ； （4）S Q T 二、填空题。在题中“二、填空题。在题中“_”处填上答案。”处填上答案。(10 分分) 1、已知铁（Fe）的 Cp m=（1749 + 2477 10-3T/ K）Jmol-1K-1，在等压下将 1 mol F e 从 27加热至 327，则过程的S = 。 2、写出化学势的两个定义式：B= 。 3、已知 H2O(l)，CO2(g)，和 CH4(g)25 的标准摩尔生成焓分别为286186 kJmol-1； 391903 kJmol-1与75730 kJmol-1。则下述反应 CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O(l) 在 25 时反应的标准摩尔焓变：rH= ，反应的标准热力学能变 rU= 。 4、在 732 K 时，反应 NH4Cl(s) = NH3(g) + HCl(g) 的 rG=20.8 kJmol-1，rH=1 54 kJmol-1，则该反应的rS = 。 5、在保持温度 T 及 101 325 Pa 压力条件下，PCl5(g) 在一带活塞的抽空汽缸中分解为 PCl3( g) 与 Cl2(g) ，反应达平衡时，PCl5(g) 有 50%解离，此时系统的体积为 1dm3。试说明在下列 过程中 PCl5(g) 的解离度是增大、减小还是不变： 若保持压力、温度不变下，于系统内通入 N2(g) 直至体积为 2 dm3，此时 ，然 后在 T 不变下加压，直至系统的体积回至 1 dm3，则 ，而整个过程的 。 （选填减小、增大、不变） 6、选用不同标度的零点能，对UHAG,影响。 三、计算题。请计算下列各题。 （三、计算题。请计算下列各题。 （60 分）分） 1、 （10 分）乙烷在 1000 K 时按下面两个步骤裂解 C2H6(g) = C2H4(g) + H2(g) (1) C2H4(g) = C2H2(g) + H2(g) (2) 已知fG( C2H6, g, 1000 K)=114 223 J-mol-1， fG( C2H2, g, 1000 K)=169.912 kJ-mol-1， 计算： C2H6(g)总裂解反应的 K(1 000 K)。 （p=100 kPa） 4 考试科目: 物理化学 2、（10 分）利用 Gibss 自由能函数分别计算 298.15K 时下列气相反应的平衡常数 。 CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g） 已知 298.15K 时： H2O CO CO2 CH4 H2 11 ( )(0) /() mm GTH J molK T $ -155.56 -168.41 -182.26 -152.55 -102.17 1 (0)/() fm HkJ mol $ -239.0 -113.8 -393.2 -66.9 0 3、 （10 分）1 mol 液态水（100，1013 kPa）变为 1 mol 水蒸气（100，1013 kPa） 。若保 持整个系统的温度为 100、压力为 1013 kPa，水汽化为水蒸气。计算此过程的 Q，W，U， S，A，G。已知水在 100，1013 kPa 的汽化焓为 4064 kJmol-1。设蒸气为理想气体。 4、 （5 分）10 g H2在 27时，从 1 dm3等温膨胀到 100dm3，试求过程的U，H，S，A 与 G。设 H2服从理想气体行为。已知 H2的摩尔质量 M = 2 gmol-1。 5、 （15 分）已知 MnO(A)-SiO2(B)系统相图如图所示。注：以 代表白硅石， 代表鳞石英 C1代表 2MnOSiO2，C2代表 MnOSiO2； (1)标出 1、2、3、4 相区及 E、M 两点的相态；(2) 画出系统点 R 降温时的步冷曲线（注明曲 线转折处变化及各曲线段的平衡相的相态和成分） ； (3) w （SiO2） =0.1 的系统， 总质量为 12 kg 、 自液态冷却至 1400 C 时，可分离出多少固态 MnO？ 6、 （10 分） 413.15 K 时纯 C6H5Cl 和纯 C6H5Br 的蒸气压分别为 125.238 kPa 和 66.104 kPa，假定两液 体形成理想液态混合物。若有该混合物在 413.15 K，101.325 kPa 下沸腾，试求该液态混合物 的组成及液面上的蒸气组成。 5 应化应化 06 级物理化学试题级物理化学试题(答案答案)A（08.6.4） 一、选择题。在题后括号内，填上正确答案代号。一、选择题。在题后括号内，填上正确答案代号。 (本大题分本大题分 15 小题小题, 每小题每小题 2 分分, 共共 30 分分) 1、解：( 1 ) （2 分） 2、解：考虑到有效功 W不一定为零，故( 1 )、( 2 )、( 3 )、均不完全。 ( 4 )循环过程 U = 0 正确。 （2 分） 3、解：(2) （2 分） 4、解： （3） （2 分） 5、解： （1） （2 分） 6、解： （2） （2 分） 7、解： （1） （2 分） 8、解： （3） （2 分） 9、解：(3) （2 分） 10、解：( 1 ) （2 分） 11、解： （1） （2 分） 12、解： （1） （2 分） 13、解： （2） （2 分） 14、解： （2） （2 分） 15、解： （2） （2 分) 二、填空题。在题中“二、填空题。在题中“_”处填上答案。”处填上答案。 (本大题共本大题共 10 个空，总计个空，总计 10 分分) 1、解： 1954 JK-1 （1 分） 2、解： )BC(, B c nVT n A )BC(, B c nPT n G （2 分） 或 )BC(, B c npS n H )BC(, B c nVS n U 3、解： 888545 kJmol-1 （2 分） 883587 kJmol-1 4、解： 239 JK-1mol-1 （1 分） 5、解： 增大 减小 不变 （3 分） 6、解： 无 （1 分） 三、计算题。请计算下列各题。三、计算题。请计算下列各题。 ( 本本 大大 题题 6 分分 ) 1、解：首先由反应(1)和反应(2)的同时平衡，获得总反应的 rG，然后求出 K。 6 反应(1) + 反应(2)=反应(3) C2H6(g)=C2H2(g)+ 2H2(g) (3) rG(3,1000 K)= fG(C2H2,g,1000 K)+2 fG(H2,g,1000 K) fG(C2H6,g,1000 K) =(169 912114 223) J-mol-1 =55 689 J-mol-1 （5 分） K(3,1 000 K)=exp rG/(RT)=exp 55 689 83141 000 1 1 J mol J KmolK 1 . =0.001 2 （10 分） 2、解： ( )(0)(0) ln() mmrm GTHH RK TT $ $ （2 分） 对反应（1） 11 ( )(0) ()166.8 mm GTH J molK T $ （4 分） 1 (0)191.99 rm HkJ mol $ （6 分） 则： 25 1 1.2 10K $ （10 分） 同理： 20 2 1.3 10K $ 3、解：H = 4064 kJ （1 分） U = H( pV )HpVgHnRT = ( 406418.31437310-3) kJ = 3754 kJ （3 分） S H T 406410 373 1090 3 1 .J . K kJK （5 分） A = UTS = ( 37544064 ) J=310 kJ （6 分） G = HTS = 0 （8 分） W = pV pVgnRT （10 分） = 18.31437310-3) =-3.10 kJ 4、解：因 T = 0，故 U = 0，H = 0 （1 分） 11 2 1 10100 ln8.314ln189.9J K 21 V SnRJ K V （3 分） AUT ST S ( ).300218995701JkJ （4 分） G = A （5 分） 5、解： 7 （1）填表如下： 相区 相数 相态及成分 自由度数 2 l1 (A+B) + l2 (A+B) 1 2 l + s( ) 1 2 l + s( ) 1 2 l + s(C1) 1 M点 3 l1 + l2 +s( ) 0 E点 3 s(C1) + lE+ s(C2) 0 （6 分） （2）步冷曲线如右图所示： （10 分） 由杠杆规则： (3) m(MnO，s) = 03