05-06年04轻化材料上册 (AB)卷答案.doc

福建农林大学考试试卷 （A）卷20052006学年第 一 学期课程名称： 物理化学 考试时间 2005.12.31 材料、轻化 专业 04 年级 班 学号 姓名 题号一二三四五六总得分分值2020101040得分评卷人复核人得分评卷人一、选择题，并注明选择的理由（每小题2分，共20分）。NO.12345678910答案BBABCADCDD1 在298 K和100 kPa下，反应 3C(s)+O2(g)+3H2(g) CH3COOCH3(l) 的等压热效应Qp,m与等容热效应Qv,m之差为（ B ），计算公式为： QP,m QV,m = -4RT A. 9911 Jmol-1 B. -9911 Jmol-1 C. 14866 Jmol-1 D. 7433 Jmol-12 在一个绝热的刚壁容器中，发生一个化学反应，系统的温度从T1升高到T2.压力从p1升高到p2，则( B ),理由： 绝热，Q=0；V=0, W=0； U=0 A. QO，W0，UO B. Q=0， W=0，U=0 C. Q=0，W0，U0，W=0，U03 满足S=0的过程是（ A ），引用的公式为： dS =Qr/T = 0 Qr = 0 A. 可逆绝热过程 B. 自由膨胀过程 C. 绝热过程 D. 等压绝热过程4 比较如下两筒氧气（理想气体）化学势的大小（ B ），引用的公式为： B=Bq + RTlnpB/pq B：O2(g)1mol，300K，10pqA：O2(g) 1mol，300K，pq A. mA mB B. mA mB C. mA = mB D. 不能比较其相对大小5 已知 373K 时液体A的饱和蒸气压为66.7kPa，液体B的饱和蒸气压为101kPa，设A和B构成理想液体混合物，则当A在溶液中的物质的量分数为0.5时，气相中A的物质的量分数应为：（ C ），列出计算式： yB = pA/p =xApA*/ (xApA*+ xBpB*) A. 0.199 B. 0.301 C. 0.398 D. 0.6026 若 298 K时反应N2O4(g) 2NO2(g) 的 K= 0.1132，则当 p(N2O4) = p(NO2) = 1 kPa 时，反应将（ A ），理由： JP =(0.01)2(0.01)-1 =0.01_W，Q _0；（）6. 石墨和金刚石(C)在25，101325Pa下的标准燃烧热分别为-393.4 kJmol-1和-395.3 kJmol-1，则金刚石的标准生成热 DfHm(298K)为 _ 1.9 kJmol-1。得分评卷人三、简答题（每小题2分，共20分）1写出下列定律或方程的数学表达式，用简单的一句话说明其主要应用或要解决什么问题？（1） 热力学第三定律 S*m,B(0K,完美晶体)=0 求规定熵和标准熵，以便将热力学进一步应用于解决 化学平衡问题。（2） 化学反应的等温方程rGm = rGm + RTln(pB/p)b表示rGm与参加反应的各物质pB的关系，用于判断反应的反向。（3） 拉乌尔定律pA = pA*xA 表示溶剂的蒸气压与溶液中物质浓度的关系。2 用一句话说明下列叙述成立的原因。（1） 经过一个循环过程，不论过程是否可逆，体系的熵变为零。因为熵是状态函数。（2） 相变热等于相变焓，但化学反应热却不一定等于化学反应焓变。H=QP成立的前提条件是： 恒压 、 W= 0 （3） 体系温度的升高，不一定是吸热的结果；而温度不变时，也不能说明体系既不吸热也不放热。（举例说明）温度升高，可以是因为环境对系统做功，相变化或理气等温变化过程，系统就有吸热或放热。3 名词解释（1） 可逆过程可逆过程：在无限 接近平衡的条件 下进行变化 的过程称为可逆过程，当沿其逆过程进行时，物系和环境都可以 完全恢复。（2） 压缩因子Z =PVm/RT = Vm(实)/Vm(理)（3） 理想液态混合物理想液态混和物：在全部浓度范围内各组分都符合拉乌尔定律的液态混合物。4 什么状态下的气体为标准态气体？在压强为P、温度为T、表现为理想气体性质的纯气体物质。得分评卷人四、实验题（共10分）1 恒温槽的组成部件主要有哪些？ 槽体、介质、加热器、搅拌器、温度传感器、温度控制器、温度计2 液态完全互溶的二元液系相图有那几类？苯乙醇相图属于哪一类？ 三类。混合物沸点在两组分之间，有最低恒沸点、有最高恒沸点的，苯乙醇的相图 属于第二类。3 什么是恒沸物？有何特点？ 有恒定沸点 的液态混合物，沸腾时，气液相的组成完全相同，不能通过蒸馏分离出二组分。4克-克方程在哪三个条件下才适用？气液或气固平衡；固、液体的体积小小于气体体积，可忽略不计；气体为理想气体。得分评卷人五、计算题（每小题10分，共40分）11mol苯在80、1atm (沸点)下蒸发，气化热30808Jmol-1，计算此过程Q、W、U、H、S、A、G。解：QP = H = n QP,m =30.808 kJW = -PV = -nRT = - 8.31 *353.15J = -2.936kJ U = Q + W = 27.872 kJS =H/T = 87.24 J/KG = 0 (T P一定，W =0，可逆)A = W =-2.936kJ225，1mol理气从106pa自由膨胀到105pa， 求过程的 U，H，S体，G和Q，W。解：理想气体自由膨胀过程，有 W = Q = U = H = 0.(6分)S体 = nRln V2/V1 = nRln P1/P2 = 2.303 *8.3143J/K = 19.15 J/K.(2分)G = H - TS = - TS = -5.709 kJ.(2分)3求298.15 K时，下列反应的rSm、rHm、rGm及K。试估计该反应的理论得率如何？有可行性吗？CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)附：298.15 K下的热力学参数fHm/ kJ/molSm/ J/molK,CO(g)-110.52197.67H2(g)130.68CH3OH(g)-200.7239.8rHm = BfHm(B) =( -200.7 +110.52) kJ/mol = - 90.18 kJ/mol (2分)rSm = BSm(B) = （239.8 197.67 - 130.684 * 2）J/molK = -219.23 J/molK(2分)rGm = rHm TrSm = (-90180 + 219.23 * 298.15)J/mol = -24.82 kJ/mol (2分)Ln K = -rGm/RT =10.01 K = 2.23 * 104. (2分)因为K较大，反应可以进行的较为完全，该反应具有可行性。 (2分)L+C1C1+C2C2+BL+C1B+LL+不稳定化合物C1稳定化合物C2、C1、L 三相C2、C1、L三相B、C2、 L 三相L+C24标出右边二元凝聚系统的相图中各相区的平衡相态（5分），并分别标出固溶体、稳定化合物和不稳定合物（2分），指出三条三相线对应的是哪三相平衡(3分)。 福建农林大学考试试卷 （B）卷20052006学年第 一 学期课程名称： 物理化学 考试时间 2006.2.10 材料、轻化 专业 04 年级 班 学号 姓名 题号一二三四五六总得分分值30102040得分评卷人复核人得分评卷人一、选择题（每小题2分，共30分。将正确答案填入题后的括号内和下列表格内）NO.123456789101112131415答案ACDADCDBBBAABDB1、对于封闭体系来说,当过程的始态与终态确定后,下列各项中哪一个无确定值:(A) Q (B) Q + W (C) W (当 Q=0 时) (D) Q (当 W=0 时)2、反应2A+BC中,反应物A从6mol变到2mol,则反应进度的改变值为(A)1mol (B) -2mol (C) 2mol (D) 4mol 3、氮气进行绝热可逆膨胀 (A) U0 (B) G0 (C) F0 (D) S04、 A、可用体系的熵的增加或不变来判断过程是否可逆。B、在绝热条件下,趋向平衡的过程中封闭体系的熵值增加。C、孤立体系的熵值永不减少。作为熵增原理,上述表述中,错误的是(A) (B) (C) 5、对于理想气体，下列关系中哪个是正确的？ A、（）P = 0 B、（）V = 0 C、（）P = 0 D、（）T = 06、在373.15K和101325Pa下水的化学位与水蒸气化学位的关系为 (A) (水)(汽) (B) (水)(汽) (C) (水)(汽) (D) 无法确定7、 H2O(-5，1atm，l)H2O(-5，1atm，S),该过程下列状态函数如何变化A、U=0 B、H=0 C、S体0 D、G08、恒温下，NH4HS（s）和任意量的NH3(g)及H2S(g)达平衡时有 A、C=1,P=2 B、C=2,P=2 C、C=1,P=3 D、C=2,P=39、PCl5的分解反应PCl5(g) PCl3(g)Cl2(g),在473K达到平衡时，PCl5有48.5%分解，在573K达到平衡时PCl5有97%分解， 则此反应为： A、放热反应 B、吸热反应 C、既不放热也不吸热 D、无法确定10、溶液内任一组分的偏摩尔体积： (A) 不可能是负 (B) 总是正值 (C) 可能是正值，也可能是负值 (D) 必然和纯组分的摩尔体积相等11、水蒸气蒸馏的原理是互不相溶的双液系, 其总蒸气压 P=PA+PB因此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。12、关于克劳修斯-克拉佩龙方程下列说法错误的是 A、 该方程仅适用于液-气平衡B、 该方程既适用于液-气平衡又适用于固-气平衡 C、 该方程假定气体的体积远大于液体或固体的体积D、 该方程假定与固相或液相平衡的气体为理想气体13、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14、依据相律，四组分系统最多可以有（ ）个相共存。A. 3 B. 4 C. 5 D. 615、在298 K和100 kPa下，反应 3C(s)+O2(g)+3H2(g) CH3COOCH3(l) 的等压热效应Qp,m与等容热效应Qv,m之差为（ ）。 A. 9911 Jmol-1 B. -9911 Jmol-1 C. 14866 Jmol-1 D. 7433 Jmol-1得分评卷人二、填空题（每小题10分，共40分）1已知二氧化碳在温度T时的标准摩尔生成焓为y，则炭(石墨)在该温度下的标准燃烧焓为_y_。2影响化学反应平衡组成的因素有：温度、压强、惰性组分、配比 。3公式W = nRTlnV1/V2成立的前提条件是： 理想气体 、 等温 、 可逆 。4对于理想气体，有CP，m -CV，m = R 。5理想气体恒温可逆膨胀，S（系） = nRlnV2/V1，理想气体自由膨胀， S（系） = nRlnV2/V1。得分评卷人三、简答题（每题2分，共20分）6. 石墨和金刚石(C)在25，101325Pa下的标准燃烧热分别为-393.4kJmol-1和-395.3kJmol-1，则金刚石的标准生成热 DfHm(298K)为 _1.9 kJmol-1。1、指出下列过程中，U、H、S和G中何者为零？（1）气体经过一个卡诺循环。 U=H=S=G=0 因为循环过程状态函数都应恢复原值。（2） 理想气体等温向真空自由膨胀。U=H =0 2、写出下列定律或方程的数学表达式，用简单的一句话说明其主要应用或要解决什么问题？1）热力学第二定律dS Qr/T 解决变化的方向与限度问题。2）化学反应的等温方程rGm = rGm + RTln(pB/p)b表示rGm与参加反应的各物质pB的关系，用于判断反应的反向。3） 相律F = C P + 2 求相平衡系统的独立变量数。3、 名词解释1）可逆过程 在无限 接近平衡的条件 下进行变化 的过程称为可逆过程，当沿其逆过程进行时，物系和环境都可以 完全恢复。2）恒沸物有恒定沸点 的液态混合物，沸腾时，气液相的组成完全相同，不能通过蒸馏分离出二组分。4、 下列叙述不成立的原因是什么？用简单的一句话说明。1）经过一个不可逆循环过程，体系的熵变大于零。因为熵是状态函数，经历循环过程，体系 的熵恢复原值。2）相变热等于相变焓，化学反应热也一定等于化学反应焓变。H=QP成立的前提条件是： 恒压 、 W= 0 3）凡是体系的温度升高时，就一定是吸热，而温度不变时，则体系既不吸热也不放热。温度升高，可以是因为环境对系统做功，相变化或理气等温变化过程，系统就有吸热或放热。得分评卷人四、计算题（每小题10分，共40分）1、 1mol理想气体由27，1MPa的初态经等温反抗恒外压为0.1MPa，膨胀到平衡为止，求该过程的U、H、Q、W、S（体）、S（环）、S（孤）G、A、，并判断方向且指出所用判据。已知该气体为理想气体 P1V1/nRT1 = P2V2/nRT2，即：1 106V1/R 300.15 = 0.1 106 10V1/RT2T2 = T1 = 300.15 KW = -P外(V2- V1) = -0.1106 (10V1- V1) =-0.1106 9V1 = -0.1 106 9 8.3145 300.15/1 106 = -2.24 5103 J 2分过程中温度不变，理想气体的内能和焓变只是温度的函数 U = H = 0 U = Q + W = Q = -W = 2.245 103 J 2分 Ssys =nRlnp1/p2 = 8.3145 ln10 J.K-1 = 19.14 J.K-1 Samb = -Q/T = -7.483 J.K-1 2分 Siso =Ssys + Samb =11.32 J.K-10 自发 2分 A =U -TS = -300.15 19.14 J = -5.745k J G =H -TS = -300.15 19.14 J = -5.745 k J 2分2、25，1mol理气从106pa自由膨胀到105pa，求过程的U，H，S体，G和Q，W。解：理想气体自由膨胀过程，有 W = Q = U = H = 0.(6分)S体 = nRln V2/V1 = nRln P1/P2 = 2.303 *8.3143J/K = 19.15 J/K.(2分)G = H - TS = - TS = -5.709 kJ.(2分)3、化学反应如下：CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g）(1) 利用下表中各物质的Sm、fHm数据，求上述反应在25时的rSm和rGm。(2) 利用下表中各物质的fGm数据，计算上述反应在25时的rGm。(3) 25时，若始态CH4（g）和CO2（g）的分压均为150kPa，末态CO（g）和H2（g）的分压均为50kPa，求反应的rSm ，rGm 。要求画出你设计的途径的框图 (标准压力，25下