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化学系 应用化学专业物理化学（含结构）B（1）试卷B班级 学号 姓名 一、填空题（本大题15空 ，每空1分，共15分）1. 在 、 、_的条件下，自发变化总是朝着吉布斯自由能 的方向进行的，直到体系达到平衡。 2. 增加反应 CO(g)2H2(g)CH3OH(g) 的压力，将使平衡转化率 。 3.在过饱和溶液中溶剂的化学势 _ 纯溶剂的化学势，溶质的化学势_ 纯溶质的化学势。4. 298.15 K时，蔗糖水溶液与纯水达到渗透平衡时，体系的组分数C = ，相数P = ，自由度f = 。5. 若A和B可形成低共沸混合物E，欲在精馏塔中将任意比例的A和B的混合物分离。则塔顶将馏出 ，塔底将馏出 。6. 液体A和B可形成理想液体混合物。在外压为101 325 Pa时，该混合物于温度T沸腾，该温度下p为40 kPa，p为120 kPa， 则在此平衡状态下，液相组成为xB= ， xA= 。7.已知某系统从3000K的恒温热源吸热1000 J，系统的熵变S =10 JK-1，则此过程为 。（填可逆或不可逆）二、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个最佳答案，共20小题，每小题2分，共40分) 1. 对于理想气体的内能有下述四种理解： (1) 状态一定，内能也一定； (2) 对应于某一状态的内能是可以直接测定的；(3) 对应于某一状态，内能只有一个数值，不可能有两个或两个以上的数值；(4) 状态改变时，内能一定跟着改变。 其中正确的是：(A) (1)，(2) (B) (3)，(4) (C) (2)，(4) (D) (1)，(3) 2. 当用压缩因子Z=pV/nRT来讨论实际气体时，若Z1，则表示该气体： (A)易于压缩 (B) 不易压缩 (C)易于液化 ( D) 不易液化3. 有一容器四壁导热，上部有一可移动的活塞，在该容器中同时放入锌块和盐酸，发生化学反应后活塞将上移一定距离，若以锌和盐酸为体系则： (A) Q 0； (B) Q = 0 ， rU 0 ， rU = 0； (D) Q 0 ， rU kB，将A与B同时溶解在某溶剂中达溶解到平衡，若气相中A与B的平衡分压相同，那么溶液中的A、B的浓度为：(A) mA mB ； (B) mA 0，=0； （B）0，0； （D）0。11. 在p ，273.15 K下水凝结为冰，判断体系的下列热力学量中何者一定为零？ (A) U (B) H (C) S (D) G 12. 下列四个图中， 可作为水的示意相图的是： 13. 在732 K时反应NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)的fG 为-20.8 kJmol-1， rH 为154 kJmol-1， 则反应的rS 为： (A) 239 JK-1mol-1 (B) 0.239 JK-1mol-1 (C) 182 JK-1mol-1 (D) 0.182 JK-1mol-1 14. 对于实际气体，处于下列哪种情况时，其行为与理想气体相近？(A) 高温高压 (B) 高温低压 (C) 低温高压 (D) 低温低压15. 在 400 K 时，液体 A 的蒸气压为 4104 Pa，液体 B 的蒸气压为 6104 Pa，两者组成理想液体混合物，平衡时在液相中 A 的摩尔分数为 0.6，在气相中B的摩尔分数为： (A) 0.31 (B) 0.40 (C) 0.50 (D) 0.60 16. Na2CO3可形成三种水合盐：Na2CO3H2O，Na2CO37H2O 及Na2CO310H2O，常压下将 Na2CO3(s) 投入其水溶液中，待达三相平衡时，一相是 Na2CO3水溶液，一相是 Na2CO3(s) ，则另一相是： (A) 冰 (B) Na2CO310H2O(s) (C) Na2CO37H2O(s) (D) Na2CO3H2O(s) 17. 在等温等压下，当反应的rG = 5 kJmol-1时，该反应能否进行？ (A) 能正向自发进行； (B) 能逆向自发进行； (C) 不能判断； (D) 不能进行。 18. 有关化学势与物质流动方向的关系中下述哪种说法是不正确的。 （A） 重结晶制取纯盐，析出的纯盐的化学势与母液中该盐的化学势相等；（B） 糖溶于水过程中，固体糖的化学势大于溶液中糖的化学势；（C） 自然界中，风总是从化学势高的地域吹向化学势低的地域；（D） 自然界中，水总是从化学势高的高地流向化学势低的低地；19. 已知 373.15 K 时，液体 A 的饱和蒸气压为 133.32 kPa，另一液体 B 可与 A 构成理想液体混合物。当 A 在溶液中的物质的量分数为 1/2 时，A 在气相中的物质量分数为2/3 时，则在373.15 K时，液体 B 的饱和蒸气压应为： (A) 66.66 kPa (B) 88.88 kPa (C) 133.32 kPa (D) 266.64 kPa 20. 某温度时，NH4Cl(s)分解压力是p，则分解反应的平衡常数K为：(A)1 (B)1/2 (C)1/4 (D)1/8三、计算题(本大题共5题，各小题分别为5分，共25分) 1. 闪锌矿 (ZnS) 在 1700 K 高温干燥空气流中焙烧时，出口气含 SO2的体积分数 y(SO2) = 7%，试判断焙烧产物是 ZnO 还是 ZnSO4。 已知 1700 K，p下，各物质的摩尔生成吉布斯自由能为： ZnO (s) ZnSO4(s) SO2(g) SO3(g) rG /kJmol -181.167 -394.551 -291.625 -233.8862. 已知p，298 K时： (1) (COOH)2(s)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) rH (1)=-251.5 kJmol-1 (2) CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) rH (2)=-726.6 kJmol-1 (3) (COOCH3)2(l)+O2(g)= 4CO2(g)+3H2O(l) rH (3)=-1677.8 kJmol-1 试求反应：(4) (COOH)2(s)+2CH3OH(l)=(COOCH3)2(l)+2H2O(l) 的 rHm(4)。3. 有两个中间可由活塞连通的烧瓶中，开始时分别盛有 0.2 mol，0.2p 的 O2 气和 0.8 mol，0.8p 的 N2气，置于 25 的恒温水浴里，然后打开活塞， (1) 试计算最终 p2 ； (2) 计算该过程的Q，W及mixU，mixS和mixG ； (3) 将体系可逆等温地回复到原来状态的Q和W。 4. 乙醇和甲醇组成的溶液， 在293 K时纯乙醇的饱和蒸气压为5933 Pa， 纯甲醇的饱和蒸气压为11 826 Pa。 (1) 计算甲醇和乙醇各100 g所组成的溶液中两种物质的摩尔分数； (2) 求溶液的总蒸气压与两物质的分压； (3) 甲醇在气相中的摩尔分数。已知甲醇和乙醇的相对分子质量分别为32和46。 5. 求反应 Cr2O3(s)3C(石墨)2Cr(s)3CO(g) 的 rG 与 T 的关系。假定该反应的rH不随温度而变。若体系内CO的平衡分压为10.1325 kPa， 求此时的温度。设该气体为理想气体。已知 298 K 时的数据如下： fH/kJmol-1 S/JK-1mol-1 Cr2O3(s) -1128.4 81.17 C(石墨) 0 5.690 Cr(s) 0 23.77 CO(g) -110.5 197.9四、简答题（本大题共2题，第1题5分，第2题15分，共20分）1、在 298 K 和101.325KPa下，1 mol 文石转变为方解石时，体积增加 2.7510-6 m3mol-1，rGm= -794.96 Jmol-1。试问在 298 K 时，最少需要施加多大压力，方能使文石成为稳定相。(假定体积变化与压力无关)。2、 苯 (A) 和二苯基甲醇 (B) 的正常熔点分别为 6 和 65 ，两种纯态物不互溶，低共熔点为 1 ，低共熔液中含 B 为 0.2 (摩尔分数)，A 和 B 可形成不稳定化合物AB2，它在 30 时分解。 (1) 根据以上数据画出苯-二苯基甲醇的 T-x 示意图； (2) 标出各区域的相态； (3) 说明含 B 的摩尔分数为 0.8 的不饱和溶液在冷却过程中的变化情况。 盐城师范学院20052006学年第 一 学期期末考试物理化学（含结构）B（1） 试卷B答题纸系 班级 姓名 学号 题号一二三四五六总分得分本 题得 分一、填空题（本大题15空 ，每空1分，共15分）1、 、 、 、 。2、 。3、 、 。4、 、 、 。5、 、 。6、 、 。7、 。本 题得 分二、单项选择题(本大题共20题，每题2分，共40分。)题号1234567891011121314151617181920答案本 题得 分三、计算题(本大题共5题，各小题分别5分共25分。)1、答：2、答：3、答：4、答：5、答：本 题得 分五、简答题(本大题共2题，第1小题5分，第2小题15分，共20分。)1、解：2、解：盐城师范学院20052006学年第 一 学期期末考试物理化学（含结构）B（1） 试卷B标准答案系 班级 姓名 学号 题号一二三四五六总分得分本 题得 分一、填空题（本大题15空 ，每空1分，共15分）1. 等温； 等压； 封闭体系不做其它功； 减少 2. 增大 3. 小于；大于； 4. 2；2 ； 2 5. （1）E；（2）A或B。视A和B的比例而定。6. xB=0.767 、 xA=0.233 7. 不可逆本 题得 分二、单项选择题(本大题共20题，每题2分，共40分。)题号1234567891011121314151617181920答案DBDAAABBABDBABCDCDAC本 题得 分三、计算题(本大题共5题，各小题分别5分共25分。)1. 有关的化学反应如下： (1) ZnS(s) + 2O2(g) ZnSO4(s) (2) ZnS(s) + (3/2) O2(g) ZnO(s) + SO2(g) (3) SO2(s) + (1/2) O2(g) SO3(s) 由反应 (1) - (2) - (3) = (4) (4) ZnO(s) + SO3(g) ZnSO4(s) (2分) 反应 (4) 的rG =fG ZnSO4(s) fG ZnS(s)- fG SO3(g) = 394.55 - (-181.167) - (-233.886) kJmol-1 = 20.51 kJmol-1 0 (3分) 说明在 1700 K，p(SO3) = p = 100 kPa 时， ZnSO4(s) 不能稳定 存在，而 ZnO(s) 能稳定存在。 2. 答 反应 (4)=(1)+2(2)-(3) rHm(4)=-251.5-2726.6-(-1677.8) kJmol-1 =-26.9 kJmol-1 3.答 (a) 因 /= (RT/)/(RT/) = 1 所以 p2=+= 0.5p= 50.663 kPa (b) = 0.8 Rln(V2/V1)，= 0.2 Rln(V2/V1) mix S = += 5.67 JK-1 mixG = + = nRTln2= -1.717 kJ W = 0，mixU = 0， Q = 0 (c) 因为 mixU = 0，所以QR= -WR= TmixS = -1.717 kJ 4.答 (1) x甲 = (100/32)/(100/32)+(100/46)=0.5879 x乙 = 1- x甲 = 0.410 (2) p甲= p*甲 x甲 = 11 826 Pa0.5897 = 6974 Pa p乙= p*乙 x乙= 5933 Pa0.4103Pa = 2434 Pa p总=p甲 + p乙= 9408 Pa (3) y甲= p甲 /p总=0.7413 y乙= p乙/p总=0.2587 5.答 rH (298 K)=3fH (CO)+2fH (Cr)-fH (Cr2O3)-3fH (C) =796.9 kJmol-1 rS (298 K) =543 JK-1mol-1 rH (T) =rH (298 K) rS (T) =rS (298 K) (2分) 所以 对任意温度T的反应 rG (T)= rH (298 K) -TrS (298 K) =(796.9103 Jmol-1)-(543 JK-1mol-1)T - (1) 又rG (T)=-RTlnK =(-8.314 JK-1mol-1)Tln(0.1) - (2) 由 (1)，(2)式相等解得 T=1327 K (3分)本 题得 分五、简答题(本大题共2题，第1小题5分，第2小题15分，共20分。)1、答 设由下面循环途径求其平衡共存时的压力文石 trsG3=trsG1 G2 G4 (3分) =trsG1（ +） =trsG1 V(方) - V(文)( p- p) 0 解得 p