南昌大学物理化学模拟试卷3及答案(试卷由老师提供复习使用).pdf

南昌大学物理化学模拟试卷南昌大学物理化学模拟试卷 3 班级姓名分数 一、选择题 ( 共 10 题20 分 ) 1.2 分 (0278) 理想气体经历绝热不可逆过程从状态 1 (p1,V1,T1)变化到状态 2 (p2,V2,T2)，所做的功为： () (A)p2V2-p1V1 (B)p2(V2-V1) (C)p2V 2/(1-)(1/V2 -1-1/V1-1) (D)(p2V2-p1V1)/(1-) 2.2 分 (1791) 已知 373 K 时，液体 A 的饱和蒸气压为 5104Pa，液体 B 的饱和蒸气压为 105Pa， A 和 B 构成理想液体混合物，当 A 在溶液中的物质的量分数为 0.5 时，气相中 B 的物质的 量分数为：() (A)1/1.5(B)1/2 (C)1/2.5(D)1/3 3.2 分 (1743) 在某温度下，当 B 溶解于 A 中形成溶液时，若纯 B 的摩尔体积大于溶液中 B 的偏摩 尔体积时，(设 B 的偏摩尔体积大于零),若增加压力则 B 在 A 中的溶解度将：() （A） 增大（B）减小 （C） 不变（D）不确定 4.2 分 (0458) 已知H2(g,298 K) + (1/2)O2(g, 298 K) = H2O (g, 298 K) (1) rH m $ (1) = -241.8 kJmol-1 H2(g, 298 K) = 2H (g, 298 K) (2) rH m $ (2) = 436.0 kJmol-1 O2(g, 298 K) = O (g, 298 K) (3) rH m $ (3) = 247.7 kJmol-1 根据上述数据可获得 HO 键的平均键能HO约为：() (A)925.5 kJmol-1 (B)462.8 kJmol-1 (C)120.9 kJmol-1 (D)241.8 kJmol-1 5.2 分 (1788) 在温度 T 时，纯液体 A 的饱和蒸气压为 pA *，化学势为A*，并且已知在 p压力下的凝 固点为 Tf*，当 A 中溶入少量与 A 不形成固态溶液的溶质而形成为稀溶液时，上述三物理 量分别为 pA，A，Tf，则() (A)pA * pA， A *A， Tf* Tf 6.2 分 (0733) p，100下，1mol H2O(l)与 100大热源接触，使水在真空容器中汽化为 101.325 kPa 的 H2O(g)，设此过程的功为 W，吸热为 Q，终态压力为 p，体积为 V，用它们分别表示U， H，S，G，F，下列答案哪个是正确的？ () 7.2 分 (2535) 在 0到 100的范围内，液态水的蒸气压 p 与 T 的关系为:lg(p/Pa)=-2265/T+11.101 , 某 高 原 地 区 的 气 压 只 有59995Pa, 则 该 地 区 水 的 沸 点 为 : () (A) 358.2 K(B) 85.2 K (C) 358.2 (D) 373 K 8.2 分 (0872) 某化学反应在 300 K, p下于烧杯中进行，放热 60 kJmol-1，若在相同条件下安排成可 逆电池进行，吸热 6 kJmol-1，则 (1) 该体系的熵变为：() (A) 200 JK-1mol-1 (B) 200 JK-1mol-1 (C) 20 JK-1mol-1 (D) 20 JK-1mol-1 (2) 当反应进度= 1mol 时，可能做的最大非膨胀功为：() (A)-54 kJ(B)54 kJ (C)-66 kJ(D)66 kJ 9.2 分 (0960) 正常沸点时液体气化为蒸气的过程在定压下升高温度时体系的vapG值应如何 变化？() (A)vapG 0 (B)vapG 0 (C)vapG 0 (D)vapG 0 *.2 分 (0153) 恒 压 下 , 无 相 变 的 单 组 分 封 闭 体 系 的 焓 值 随 温 度 的 升 高 而 : () (A)增加(B)减少 (C)不变(D)不一定 二、填空题 ( 共 10 题20 分 ) 11.2 分 (0101) 如图。两条等温线的温度分别为 Ta，Tb。1mol 理想气体经过路径 1231 的 WI与经过路径 4564 的 WII大小关系是。 12.2 分 (0381) 在一绝热刚性容器中进行某一化学反应，该体系的内能变化为 _ ，焓变化为 _ 。 13.2 分 (1815) 已知 A,B 两组分可构成理想液体混合物,且该混合物在 p下沸点为 373.15 K。若 A,B 两 组分在 373.15 K 时的饱和蒸气压为 106 658 Pa 和 79 993 Pa,则该理想液体混合物的组成为 _,沸点时气相的组成为_ 。 14.2 分 (1145) 在 理 想 气 体 的 ST 图 上 ， 任 一 条 等 容 线 与 任 一 条 等 压 线 的 斜 率 之 比 / Vp SS TT 即（）（）在等温情况下应等于。 15.2 分 (1125) 在恒熵恒容只做体积功的封闭体系里,当热力学函数_到达最_值时,体系处于平衡 状态。 16.2 分 (2096) 1kg 水中分别加入相同数量(0.01mol)的溶质：葡萄糖 ,NaCl 和乙醇溶液后，相应凝固 点为 Tf（水） ，Tf（糖） ，Tf(NaCl) ，Tf（乙） 。试将其冰点的值从高到低排列： 17.2 分 (1141) 某气体的状态方程式 pV=nRT+p，为不等于零的常数，则该气体的热力学能 U 仅 是的函数。 18.2 分 (0740) 理想气体向真空膨胀，体积由 V1变到 V2，其U _ ，S _ 。 19.2 分 (1913) 选择“” 、 “” 、 “”中的一个填入下列空格： 苯和甲苯在恒温恒压条件下,混合形成理想液体混合物,其mixH _ 0 ,mixS _ 0。 20.2 分 (9101) 有一固定的导热良好的隔板(a a )将一个带有无摩擦的绝热活塞的绝热气缸分为左右 两室，左室中充入 1 mol 单原子分子理想气体，右室中充入 2 mol 双原子分子理想气体（始 态如下图所示） 。若将绝热活塞上的销钉拔掉，求达到平衡时体系终态的温度T2及过程的 W,U ,H,S。已知外压p外=101.325 kPa。 三、计算题 ( 共 6 题40 分 ) 21. 10 分 (2419) 固体 CO2的蒸气压与温度间的经验式为： ln(p/Pa)=-3116 K/T + 27.537 已知熔化焓fusHm= 8326 Jmol-1，三相点的温度为 217 K。试求出液体 CO2的蒸气压与 温度的经验关系式。 22. 10 分 (3011) 把一个容积为 1.0547 dm3的石英器抽空,并导入一氧化氮， 直到压力在 297.0 K 时达 24.14 kPa 为止，将一氧化氮在容器中冻结，然后再引入 0.7040 g 的溴，并使温度升高到 323.7 K， 当达到平衡时，压力为 30.82 kPa，求在 323.7 K 时反应 2NOBr(g) = 2NO(g) + Br2(g)的平 衡常数 Kp。 （容器的热膨胀略去不计） 23.5 分 (2956) 110.1，6.05104Pa 时，从测定醋酸蒸气的密度得到平均相对摩尔质量是醋酸单分子 的 1.520 倍。假定气体中只含有单分子和双分子。试求 2CH3COOH(g) = (CH3COOH)2(g)的 rG m $ 。 24.5 分 (0518) 计算下列反应在 1000的恒压反应热。 C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) 25.5 分 (1786) 60时，液体 A 和 B 的饱和蒸气压分别为 0.395p和 0.789p，在该温度时 A 和 B 可形成稳定化合物 AB，其饱和蒸气压为 0.132p，并假设任何给定的混合物具有理想液体 混合物性质。如今在 60时，将 1 molA 和 4 mol B 混合为液体体系，求算此体系的蒸 气压和蒸气组成。 26.5 分 (2348) Ag2O 分解的计量方程为 Ag O sAg sOg 22 2 1 2 ( )( )( ) 当用 Ag2O(s)进行分解时，体系的组分数、自由度和可能平衡共存的最大相数各为多 少？ 四、问答题 ( 共 4 题20 分 ) 27.5 分 (3030) 答：A（g）+2B（g）= C（g） 开始1 mol2 mol0 平衡 1mol-nC2(1mol-nC) C nn总=3 mol-2nC 令 C C C 3mol , 3mol212 n n n A,B,C 的摩尔分数分别为： 1 3 ， 2 1 3 () ，。（3 分） 232 2 2 27 14(1)4(1) () 33 p K p p （2 分） 28.5 分 (0797) 0797 试用T-S 图推导卡诺循环的热机效率= (T1-T2)/T1（T1, T2分别为高、 低温热源的温度） 。 29.5 分 (1958) 1958 请给出下列公式使用条件: (1) mixBB B lnSRnx (2) AA,m ln/xpVRT (3) B =pB/（pB xB） (4) AABB lnlnlnln TT pxpx 30.5 分 (2449) 2449 Ag2O 分解的计量方程为:Ag2O(s)=2Ag(s)+(1/2)O2(g)，当 Ag2O 进行分解时,体系的组分 数、自由度和可能平衡共存的最多相数各为多少? 物理化学试卷物理化学试卷 答案答案 一、选择题 ( 共 10 题20 分 ) 1.2 分 (0278) 0278 答(D)(2 分) 2.2 分 (1791) 1791 答(A) yB=pB/(pA+pB) =p*BxB/(p*AxA+p*BxB)=1/1.5 3.2 分 (1743) 1743 答（A）(2 分) )B( m B V p G T pVGd)B(d mB mB, B V p T pVdd mB,B 因为 mB,m )B(VV 当增加压力时 BB ddG 4.2 分 (0458) 0458 答(B)(2 分) 5.2 分 (1788) 1788 答(D) 6.2 分 (0733) 0733 答(A) W = 0, U = Q H = U + (pV) = Q + pV - p1V1= Q + pV S = H/T = (Q + pV)/373K F = U - TS = - pV G = H - TS = Q + pV - Q - pV = 0 7.2 分 (2535) 2535 答(A)(2 分) 8.2 分 (0872) 0872 答(1) D;(2) D 对于 (1)rSm= QR/T = 20 JK-1mol-1 对于 (2)Wf= -rGm= -(rHm- TrSm) = Qp- QR= 66 kJ 9.2 分 (0960) 0960 答(C) 因为 (G/T)p= -S，当液体汽化时，vapS 0 所以 T 增大时，必定有VapG 0 20.2 分 (9101) 9049 答Q=0，U=-W，设右室终态体积为 B V 。(1 分) U=nACV,m(A)(T2-T1)+nBCV,m(B)(T2-T1)(1)(2 分) W=p外( B V - VB)=nBR(T2-T1p外/pB)(2)(2 分) 将(1),(2)式代入U= -W 式中，解得 T2=276.9 K(3)(2 分) 将(3)式代入（1） 、 （2）两式，分别求得：U= -1.06 kJ,W=1.06 kJ(2 分) H=nACp,m(A)(T2-T1)+nBCp,m(B)(T2-T1)= -1.63kJ(2 分) SA=nACV,m(A)ln(T2/T1)= -2.00 JK-1(1 分) SB=nBCp,m(B)ln(T2/T1)+nBRln(pB/p外)=3.43 JK-1(2 分) S=SA+SB=1.43 JK-1(1 分) 三、计算题 ( 共 6 题40 分 ) 21. 10 分 (2419) 2419 答已知 ln(p/Pa) = -3116 K/T + 27.537 对固气平衡： dln(p/Pa)/dT =subHm/RT2 dln(p/Pa)/dT = 3116 K/T2=subHm/RT2 subHm= 25 906 Jmol-1(3 分) vapHm=subHm-fusHm= 17 580 Jmol-1(2 分) -vapHm/RT + B = -3116 K/T + 27.537B = 22.922(3 分) 所以液体 CO2的蒸气压与温度的经验关系为： ln(p/Pa) = -vapHm/RT + 22.922 = -2115 K/T + 22.922(2 分) 22. 10 分 (3011) 3011 答2NOBr(g)= 2NO(g)+ Br2(g) 开始时:0p0(NO)p0(Br2) 平衡时:p(NOBr)p(NO)p(Br2) p0(NO) =(323.7/297.0)24.14 kPa=26.31 kPa (1 分) p0(Br2) =(0.7040/159.8)8.314323.7/(1.054710-3) kPa =11.24 kPa(1 分) p(NOBr) =p0(NO)-p(NO)(1 分) p(NOBr) =2(p0(Br2)-p(Br2)(1 分) p(NO)+p(Br2)+p(NOBr) =30.82(1 分) 解此三个方程 得 p(NOBr) =13.46 kPa(1 分) p(NO) =12.85 kPa(1 分) p(Br2) =4.51 kPa(1 分) Kp=p2(NO)p(Br2)/p2(NOBr) = 4.110 kPa(2 分) 23.5 分 (2956) 2956 答设单体的物质的量分数为 x，则 xM + (1-x)(2M) = 1.520M(1 分) 解得 x = 0.48(1 分) K p $ = Kpp= (6.05104Pa)0.52/(6.05104Pa)0.482p = 3.781(2 分) rG m $ = -RT lnK p $ = -4.24 Jmol-1(1 分) 24.5 分 (0518) 0518 答rH m $ (298K)= fH m $ (298K,CO2)-2fHm $ (298K,H2O,g) =90.1 kJmol-1(1 分) Cp=a+bT+cT2+cT-2(2 分) rH m $ (1273K)= 1273K 298K d p CT +rHm $ (298K) =102.3 kJmol-1(2 分) 25.5 分 (1786) 1786 答将 1 molA 和 4 mol B 混合可形成 1 molAB 和 3 mol B p =p*ABxAB+ p*BxB= (0.132p)/4 + (0.789p)3/4= 0.625p(3 分) yB=pB/p=( 0.789p)(3/4)/ 0.625p= 0.947(1 分) yAB= 1 - yB= 0.053(1 分) 26.5 分 (2348) 2348 答：CSRR 3102 3（二固一气） fC24431 fC minmax ,024（5 分） 四、问答题 ( 共 4 题20 分 ) 27.5 分 (3030) 3030 答：A（g）+2B（g）= C（g） 开始1 mol2 mol0 平