2005级物理化学-final-A.pdf

1 四 川 大 学 期期 末末 考 试 试 题 2007 2008 学年 上 学期 课程号 20307130 课程名称 物理化学物理化学 I 1 任课教师 适用专业年级 化学 化学 应化应化 学生人数 323 印题份数 330 学号 姓名 2005级 化学学院 物理化学 I 1 期末考试试题 A 一 14 分 选择题 1 对理想气体 S p T 的值等于 D A V R B V nR C V CV D V Cp 2 对于一个恒压下只做体积功的简单封闭体系 正确的 G T 图是 B 其中实线是气相线 虚线是液相线 提示 dG SdT Vdp Sg Sl G G G G T T T T A B C D 3 理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程 A A 从同一始态出发 不可能达到同一终态 B 可以从同一始态出发达到同一终态 C 不能断定 A B 中哪一种正确 D 可以达到同一终态 视绝热膨胀还是绝热压缩而定 4 已知在 318K时 纯丙酮的蒸气压为 43 06 kPa 今测得氯仿的摩尔分数为 0 3 的丙酮 氯仿二元 溶液上丙酮的蒸气压为 26 77 kPa 则此溶液 B Raoult law 0 7 43 06 30 14kPa 26 77 kPa A 为理想液体混合物 B 对丙酮为负偏差 C 对丙酮为正偏差 D 无法确定 5 硫酸与水可形成 H2SO4 H2O s H2SO4 2H2O s H2SO4 4H2O s 三种水合物 问在 101325 Pa 的压 力下 能与硫酸水溶液及冰平衡共存的硫酸水合物最多可有多少种 C f C 1 3 A 3 种 B 2 种 C 1 种 D 不可能有硫酸水合物与之平衡共存 6 已知反应 2NH3 N2 3H2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 1 2 N2 3 2 H2 NH3 的标准平衡常数为 B A 4 B 2 C 1 D 0 5 7 反应 N2O4 g 2NO2 g 在 298 15K时 K P 0 113 则 KC为 A 6 18 p277 A 4 62mol m 3 B 0 113 C 11 47 mol m 3 D 4 62mol dm 3 二 填空题 20 分 1 3 分 理想气体节流膨胀过程 W 0 U 0 H 0 填 H2O sln 2 10 p 下 H2O l 与 H2O s 1分 个 答 H2O l H2O s 3 6 分 25 时 下列反应 2NaHCO3 s Na2CO3 s H2O g CO2 g 2 NH4HCO3 s NH3 g H2O g CO2 g NaHCO3 s 和 NH4HCO3 s 的分解压力分别为 p1 0 527 kPa p2 5 72 kPa 若在 25 将物质的量 相等的 NaHCO3 s Na2CO3 s 和 NH4HCO3 s 放在一个密闭的容器中 通过计算简要说明这三种 物质的数量将如何变化 只需说明增大 减小或不变 答 反应 1 p H2O p CO2 0 5 0 527 0 2635 kPa 反应 2 p H2O p CO2 5 72 1 907 kPa 2 分 由于 p2 p1 反应 1 平衡左移 反应 2 平衡右移 1 分 3 故 NaHCO3 s 数量增加 Na2CO3 s 降低 NH4HCO3 s 数量降低 1 分 个 四 12 分 10dm3理想气体从 300K 5p 的始态经以下过程到达压力为 p 的终态 1 恒温可逆膨 胀过程 2 恒温下反抗恒定外压 p 的膨胀过程 求过程的 W S G和 S环 解 1 恒温可逆膨胀过程 U 0 H 0 5 101325 0 01 2 031 mol 8 314 300 pV n RT 2 1 ln V WnRT V 5 2 031 8 314 300 ln p p 8153 J 2 分 Q W 8153 J S 1 1 8153 27 18 J K mol 300 Q T 1 分 G 0300 27 188153 JHT S 1分 S环 1 1 8153 27 18 J K mol 300 Q T 体 环 2分 2 恒温下反抗恒定外压 p 的膨胀过程 U 0 H 0 2211 1211 4Wp VVpVp Vp V 4 101325 0 014053 J 2 分 S 27 18 J K 1 mol 1 1 分 G 8153 J 1 分 Q W 4053 J S环 1 1 4053 13 51 J K mol 300 Q T 体 环 2 分 五 14 分 Bi Zn 二组分体系的固 液平衡相图如下图所示 T K a b T K a b 750 1 2 3 527 4 5 428 6 Bi 35 86 Zn t min wB 1 注明各相区稳定存在的相态和自由度 f 6 分 f C 1 相区 1 2 3 4 5 6 相态 L L1 L2 L Zn s L Bi s L Zn s Bi s Zn s f 2 1 1 1 1 1 2 画出组成为 a 和 b 的熔化物从 900K冷却到 400K的步冷曲线 4 分 3 750K时 35 Zn与 86 Zn 的熔液达平衡 若以纯液态 Bi 为标准态 两种熔液中 Bi 的活度有 什么关系 活度系数之比等于多少 相对原子量 Bi 209 Zn 65 解 Bi1Bi2 ll 即 BiBi1BiBi2 ln ln RTalRTal 故 Bi1Bi2 alal 2 分 4 1 122 xx 12 21 65 209 65 20935 65 14 209 14 20986 65 x x 0 3661 7 60 0 0482 或 2 1 0 132 2 分 六 14 分 液体 A和 B 形成理想液体溶液 现有一个含有 A的摩尔分数为 0 40的蒸气相 放在一 个带活塞的气缸内 恒温下将蒸气慢慢压缩 已知 pA 和 pB 分别为 0 4p 和 1 2 p p 为标准大气 压 计算 1 当液体开始凝聚出来时的蒸气总压 6分 2 如果取出 1 中冷凝液 2mol 作为液体 恒温恒压下向液体 中加入 1mol 纯 液体 A形成 液体 求从液体 形成液体 过程的 H U 和 S 8分 解 1 液体刚凝聚出来建立液 气两相平衡 ABAA 0 41 2 1 pppp xpx 总A 1 20 8pp x AA A AA 0 4 0 41 2 1 pp x y pp xpx 总 0 4 解得 xA 0 667 或 2 3 A 1 20 867 5 kPappp x 总 或2 3 p 2 2mol 液体 中 A 4 mol 3 n B 2 mol 3 n 2 2 3 4 3 该过程可以看成 42 1molA molA molB 33 1 过程 液体 1molA 过程2 液体 过程 3 液体 和液体 均是理想液体混合物 mix1mix3 0 0 HH 故从液体 形成液体 过程 mix2 0HH 2 分 由于 mix 0V 故 0U 2分 mix3BB 72 ln8 314 2 333 ln0 667 ln 99 SRnn 13 22 J K 1 1 mix2mix3mix1 2 64 J KSSS 4 分 七 14 分 乙醇气相脱水制乙烯反应为 C2H5OH g C2H4 g H2O g 已知 298 15K下列热力学数据 物质 C2H5OH g C2H4 g H2O g fH m kJ mol 1 235 31 52 29 241 83 S m J K 1 mol 1 282 0 219 45 188 72 1 求 25 时反应的 K P 判断在 25 101 325kPa 下反应能否自动正向进行 2 假定 rH m rS m不随温度变化 求使反应逆转的转换温度 3 在 400K附近温度每增加 1K K P增加的百分数为多少 ln333 1 314 8ln 1 BBmix xnRS0 667 0 667 ln0 333 10 58J K 1 5 解 1 解 1 52 29241 83 235 31 45 77 kJ mol rmBfm B HHB 1 1 219 45 188 72282 10126 07 J K mol rmBm B SSB 1 45770298 15 126 078 18 kJ mol rmrmrm GHTS 2 8180 ex