福建农林大学挂科补考试卷及答案(上).doc

福建农林大学挂科补考试卷 20072008学年第 二 学期课程名称： 物理化学（上） 考试时间 120 min 地点： 化工、轻化、材料 专业 年级 班 学号 姓名 题号一二三四五总得分得分评卷人签字复核人签字 得 分一、简答题（共34分）1写出四个最常用的气体状态方程（理想气体状态方程、范德华方程、维里方程、有压缩因子的状态方程）。（4分）2总结第一、二章有关理想气体的性质。（6分）（1）状态方程、微观模型、混合性质（2）热力学性质（内能、焓、热容、恒压热容与恒容热容差值）3写出封闭系统的四个热力学基本方程。（4分）4写出热力学三个判据的不等式；其适用范围各是什么？（4分）5二组分系统的相图有哪些类型？（4分）气液平衡相图：固液平衡相图：6已知水在100时的蒸发焓为（373K），问：用一工业锅炉，在恒压下将1Kg 20的水蒸发为180、1.003MPa的水蒸气，需多少热？只要求画出求解的过程框图（2分）和计算式（4分）。7写出下列热力学公式的适用范围（4分）（1）U = W （2） ， ， 。（3）H =Q 、 、 。（4）熵判据 。01ap=const.glbL1G1L2G2tBl+gC6H5CH3(A) - C6H6(B)BAt8根据相图，简述将苯和甲苯的混合溶液tA由a点变化到b点的变化过程。（4分）t2a L1：t1L1 G2：G2 b： 得 分二、单项选择题，答案填在下表里（每小题1分，共20分）NO.1234567891011121314151617181920答案1功和热都是 A. 途径函数，无确定的变化途径就无确定的数值； B. 途径函数，对应某一状态有以确定值 ；C. 状态函数，变化量与途径无关； D. 状态函数，始、终态确定，其值也确定；21mol某理想气体在恒压下温度升高1K时，此过程的体积功为 A. 8.314J B. 8.314J C. 0J D.无法计算 3若液态水在温度T时的标准摩尔生成焓为x，则氢气在该温度下的标准燃烧焓为 A. x B. x C. 0 D. 2x 4下列说法中不符合热力学第一定律的是 A. 在孤立体系中内发生的任何过程中，体系的内能不变； B. 在任何等温变化过程中体系的内能不变；C. 在任一循环过程中W=Q； D. 在理想气体自由膨胀过程中，Q =U = 0。5一定量理想气体在绝热条件下由始态反抗恒外压膨胀至终态，结果体系对外作功。对体系，下列表达不正确的是 A. U 0 B. H 0 C. W 0 D. Q 0 6. 反应2A+BC中，反应物A从6mol变到2mol，则反应进度为A.1mol B. -2mol C. 2mol D. 4mol 7根据热力学第二定律，在一循环过程中， A. 功和热可以完全互相转换； B. 功和热都不能完全互相转换；C. 功可以完全转化为热，热不能完全转化为功； D. 功不能完全转化为热，热可以完全转化为功；8由热力学基本方程判断：一定量的N2气在恒定的温度下增大压力，则其吉布斯函数 A.增大 B.不变 C.减小 D.不能确定 9 在101.325kpa下，-10时过冷水结成冰是一个自发过程，该过程中AS = 0，G = 0 B. S 0，G 0C. S 0， G 0， G 010应用G 0作为变化方向或限度的判据可适用于以下哪一种过程？A. 等温变化 B. 等温等压变化 C.等温等压且无其它功 D.任意过程11下列关于熵的说法，哪一句是对的？A.隔离系统的熵永远增加。 B.隔离系统的熵永不减少。C.可以用体系的熵值是增加或不变来判断过程是自发变化或达平衡。D. 纯物质在温度趋近于0 K时熵规定为零。12理想气体从状态I等温自由膨胀到状态II，哪个状态函数的变量最适合用来判断过程的自发性。 A.DG B.DU C.DS D.DH 13下列各量中，化学势定义式为 A. B. C. D. 141atm、-5的过冷水与-5、1atm的冰比较，其化学势： A. (水)(冰) C. (水)=(冰) D.不能确定 15温度一定时，在相同外压下，稀溶液中溶剂A的化学势A（ ）纯溶剂化学势。A.大于 B.小于 C.等于 D.有时大于，有时小于16已知反应，在等温条件下，标准平衡常数为0.25，那么，在此条件下，氨的合成反应的标准常数为A. 4 B. 0.5 C. 2 D. 1 17两种理想气体在等温下混合： A.U=0 H=0 S=0 G=0 B.U=0 H=0 S0 G=0C.U0 H0 G0 G Vm(H2O,l)，所以随着压力的增大，则H2O( l )的凝固点将：A.上升 B.下降 C.不变 D.不能确定 19互不相溶双液系的沸点:A.低于任一组分的沸点。 B.高于任一组分的沸点。C.介于A、B两纯物质沸点之间 D.无法判定。20在通常情况下，对于2组分系统平衡时所具有的最大自由度数为. A. 0 B. 1 C. 2 D. 3得 分三、填空题（共12分）1（2分）物理化学研究的两个主要内容是 、 ；化学热力学研究的两个主要内容是 、 。2（2分）对于任意的不可逆循环， U（体系） 0； H（体系） 0；S（体系） 0；S（体系）+S（环境） 0。（填、）3（4分）焦耳实验的热力学特点是：Q= ，W= ， U= ，H= ，其最重要的实验结论为： 。4. （2分）将1molSO3(g)引入一个1000K的真空容器中，反应为SO3=SO2+1/2O2，当总压为206.65kpa时，SO3（g）离解为SO3(g)及O2（g）并达到平衡。已知SO3的离解百分数为25%，则其热力学平衡常数K值为 。5（2分）25时有反应 C6H6(l) + 7.5O2(g)3H2O(l) + 6CO2(g)若反应中各气体物质均可视为理想气体，则其反应的标准摩尔焓变DrH与反应的标准摩尔热力学能变DrU之差约为： 。 得 分四、判断题。正确的标 + ，错误的标 - ，结果填入下表（每小题1分，共15分）NO.123456789101112131415答案1物质的标准态没有确定温度。2 隔离系统内发生的可逆变化过程是S=0，S（环）=0 3 在恒温恒压不作非体积功的情况下,若某过程H0，这个过程肯定可以自发进行 。 4封闭体系发生了一个不可逆过程，我们可以设想出一个始终态相同的可逆过程来算它的S。 5. 在等温等压条件下，DG 0的过程一定不能进行。 6理想混合气体中任意组分B的化学势表达式为mB = mB(g,T) +RTln(pB /p)。 7组成可变的均相系统的热力学基本方程 dG=SdTVdpdnB ，既适用于封闭系统也适用于敞开系统。 8今有10升萘的苯溶液，其溶质萘化学势为，取出其中一升，则此1升溶液中溶质萘的化学势也为。 9偏摩尔吉布斯函数与化学势是同一个物理量的不同称谓。 10组分B从相扩散入相中，总是从化学势高的相扩散入化学势低的相。11化学反应的 rHm、rGm、K的数值都是与反应的计量式写法有关的。12 可逆绝热过程的熵变都为零。13 分子间一定存在范德华引力，分子间没有排斥力。14 理想气体可逆变化，Ssys=0，A=0，G=0。15二组分系统中，三相共存时自由度为0，即有确定的温度、压强和组成。得 分五、计算题（共18分）1（共12分）在298.2 K时，将1mol O2从101.325 kPa 等温可逆压缩到6101.325 kPa，求Q，W， Um， Hm， Am， Gm，Sm， Siso 2欲用苯和乙烯在一定催化剂下进行烷基化反应制备乙苯： C6H6（g）+C2H4（g）=C6H5-C2H5（g）今查表得298K相关数据。求298K时该反应的 rHm、rGm、K和100时的K。物质C6H6（g）C2H4（g）C6H5-C2H5（g）fGm/ kJ/mol129.768.12130.45 fHm/ kJ/mol82.9352.2629.76 福建农林大学挂科补考试卷 答案20072008学年第 一 学期课程名称： 物理化学（上） 考试时间 120 min 地点： 专业 年级 班 学号 姓名 题号一二三四五总得分得分评卷人签字复核人签字 得 分一、简答题（共36分）1写出第一章介绍的四个最常用的气体状态方程。理想气体状态方程：pV = nRT范德华方程：维力方程：2总结第一、二章有关理想气体的性质。在任意条件下均符合理想气体状态方程；分子间无相互作用、分子本身不占有体积；体积有加和性（阿玛伽定律）、不能液化、pV成反比例曲线（T一定）内能、焓、热容只受温度影响，与压强、体积无关；3写出封闭系统的四个热力学基本方程。4（3分）写出热力学三个判据的不等式；其适用范围各是什么？ 不可逆= 可 逆0DVT,A 自发= 平衡(恒温、恒容、W =0) 0，G 0C. S 0， G 0， G 010应用G 0作为变化方向或限度的判据可适用于以下哪一种过程？ ( C )A. 等温变化 B. 等温等压变化 C.等温等压且无其它功 D.任意过程11下列关于熵的说法，哪一句是对的？ （ B ）A.隔离系统的熵永远增加。 B.隔离系统的熵永不减少。C.可以用体系的熵值是增加或不变来判断过程是自发变化或达平衡。D. 纯物质在温度趋近于0 K时熵规定为零。12理想气体从状态I等温自由膨胀到状态II，哪个状态函数的变量最适合用来判断过程的自发性。 （ C ） A.DG B.DU C.DS D.DH 13下列各量中，化学势定义式为 （ C ）A. B. C. D. 141atm、-5的过冷水与-5、1atm的冰比较，其化学势： ( B )A. (水)(冰) C. (水)=(冰) D.不能确定 15温度一定时，在相同外压下，稀溶液中溶剂A的化学势A（ A ）纯溶剂化学势。A.大于 B.小于 C.等于 D.有时大于，有时小于16已知反应，在等温条件下，标准平衡常数为0.25，那么，在此条件下，氨的合成反应的标准常数为A. 4 B. 0.5 C. 2 D. 1 （ C ）17两种理想气体在等温下混合： ( D )A.U=0 H=0 S=0 G=0 B.U=0 H=0 S0 G=0C.U0 H0 G0 G Vm(H2O,l)，所以随着压力的增大，则H2O( l )的凝固点将： ( B )A.上升 B.下降 C.不变 D.不能确定 19互不相溶双液系的沸点: ( C )A.低于任一组分的沸点。 B.高于任一组分的沸点。C.介于A、B两纯物质沸点之间 D.无法判定。20在通常情况下，对于2组分系统平衡时所具有的最大自由度数为 （ D ）. A. 0 B. 1 C. 2 D. 3得 分三、填空题（共12分）1（2分）物理化学研究的两个主要内容是 化学热力学 、 化学动力学 ；化学热力学研究的两个主要内容是 变化的方向 、 变化的限度 。2（2分）对于任意的不可逆循环， U（体系） 0； H（体系） 0；S（体系） 0；S（体系）+S（环境） 0。（填、）3（4分）焦耳实验的热力学特点是：Q= 0 ，W= 0 ， U= 0 ，H= 0 ，其最重要的实验结论为： 理想气体的内能只是温度的函数 。4. （2分）将1molSO3(g)引入一个1000K的真空容器中，反应为SO3=SO2+1/2O2，当总压为206.65kpa时，SO3（g）离解为SO3(g)及O2（g）并达到平衡。已知SO3的离解百分数为25%，则其热力学平衡常数K值为0.158 5（2分）25时有反应 C6H6(l) + 7.5O2(g)3H2O(l) + 6CO2(g)若反应中各气体物质均可视为理想气体，则其反应的标准摩尔焓变DrH与反应的标准摩尔热力学能变DrU之差约为：3.7 kJmol-1； 得 分四、判断题。正确的标 + ，错误的标 - ，结果填入下表（每小题1分，共15分）NO.123456789101112131415答案+-+-+1物质的标准态没有确定温度。 （）2 隔离系统内发生的可逆变化过程是S=0，S（环）=0 （）3 在恒温恒压不作非体积功的情况下,若某过程H0，这个过程肯定可以自发进行 。 （）4封闭体系发生了一个不可逆过程，我们可以设想出一个始终态相同的可逆过程来算它的S。 （）5. 在等温等压条件下，DG 0的过程一定不能进行。 （ - ）6理想混合气体中任意组分B的化学势表达式为mB = mB(g,T) +RTln(pB /p)。（）7组成可变的均相系统的热力学基本方程 dG=SdTVdpdnB ，既适用于封闭系统也适用于敞开系统。 （）8今有10升萘的苯溶液，其溶质萘化学势为，取出其中一升，则此1升溶液中溶质萘的化学势也为。 （）9偏摩尔吉布斯函数与化学势是同一个物理量的不同称谓。 （）10组分B从相扩散入相中,总是从化学势高的相扩散入化学势低的相。（）11. 化学反应的 rHm、rGm、K的数值都是与反应的计量式写法有关的。（）12. 可逆绝热过程的熵变都为零。 （）13. 分子间一定存在范德华引力，分子间没有排斥力。 （-）14. 理想气体可逆变化，Ssys=0，A=0，G=0。 （-）15二组分系统中，三相共存时自由度为0，即有确定的温度、压强和组成。（）得 分五、计算题（共17分）1在298.2 K时，将1mol O2从101.325 kPa 等温可逆压缩到6101.325 kPa，求Q, W, Um, Hm, Am, Gm, Sm, Siso （共9分）理想气体等温可逆压缩过程： Um = 0 Hm = 0 Q = -W = nRTlnp1/p2 = nRTln1/6 =4.442KJ （3分）Sm = Qr/T = nRlnp1/p2 = nRln1/6 = 14.90J/K Siso =Sm + S环 =Sm + (-Qr/T) = 0 （