2011-2012学年二学期物理化学期末考试试卷(B卷).doc

攀枝花学院2011-2012学年二学期物理化学期末考试试卷(B卷)班级:_学号:_姓名:_得分:_题号一二三四五六七八九十成绩复核得分阅卷题目部分，(卷面共有21题,100.0分,各大题标有题量和总分)一、填作图(1小题,共2.0分)2.0分1.单原子理想气体从状态A出发经历如图所示的，三步可逆变化而回到A，试在 V-T图上把三步变化表示出来，并用箭头注明方向。 二、填空(4小题,共8.0分)2.0分1. 一条不断由稳压电源( 电压U )供电的电阻丝( 电阻R )浸没在一流动的水流中，以电阻丝为系统，Dt时间内，电阻丝热力学能变化为 ，所作之功为 ，与环境交换的热为 。(以U，R，Dt等表示，假设过程中电阻丝温度不升高。)3.0分2. 将始态为25的1 mol的O2和2 mol的H2在绝热及恒定的外压力下反应生成H2O(g)。则过程的DU = 0；W = 0；Q = 0。(选择填入 ，或=。)1.0分3. 如下图所示，理想气体由同一始态A出发，经不同的途径到达终态B，C。已知B，C两点在同一条绝热线上，则DUAB DUAC。( 选填 ，= 或 Vm(g) ( 2 ) Vm(l) Vm(g) ( 3 ) Vm(l) = Vm(g)2.0分5. 对于一定量的理想气体，下式中： ( 1 )； ( 2 )； ( 3 )； ( 4 ) 。 正确的有：( )。1.0分6. 在同一温度下，同一气体物质的摩尔定压热容Cp,m与摩尔定容热容CV,m之间的关系为：( )。 ( 1 )Cp,m CV,m； ( 3 )Cp,m = CV,m； ( 4 )难以比较。四、是非(1小题,共1.0分)1.0分1. 在等温等压下，CO2由饱和液体转变为饱和蒸气，因温度不变，CO2的热力学能和焓也不变。对不对？（ ）。五、计算(8小题,共67.0分)5.0分1. 已知反应CH3OCH3( g )CH4( g )H2( g )CO( g )。当CH3OCH3( g )完全分解时，测得混合气体中H2的含量为1.200 mol。如果反应是在25与一个密闭的10 dm3容器内进行，试求开始时CH3OCH3( g )的压力和反应到最终时的总压力各为多少？(理想气体状态方程对各气体均适用。)6.0分2. 某容器中含有H2和N2，总压力为150 kPa，温度为27。将N2分离后，容器中只剩下H2，总压力降为50 kPa，容器的质量减少了14.01 g。试计算（1）容器的容积；（2）容器中H2的质量；（3）容器中最初H2和N2的摩尔分数。（已知元素的相对原子质量：H，1.008；N：14.01。）6.0分3. 欲制备5 %丁烷、95 %氩的混合气(均为摩尔分数)。设有一个钢瓶，体积为0.04 m3，抽空后先充入丁烷使瓶中压力达101.325 kPa，然后再充入氩气。为使混合气的组成达到上述要求，试求应充入氩气多少千克？瓶中最后的压力为多少？操作温度为298.2 K，计算时可作理想气体处理，氩的摩尔原子质量为39.95 gmol-1。7.0分4.2 mol温度为300 K的理想气体，体积为4.92 dm3，在终态压力作用下等温膨胀至49.2 dm3，作多少功？若压缩回复至原状，最少需作多少功？12.0分5. 一个坚固的容器，其容积为1 dm3，内贮298 K，100 kPa的炸药，炸药反应后容器未炸破，压力升至50 MPa，温度升到1773 K。求：（1）Q，W，DU，DH的值；（2）数日后温度降至298 K，压力降至10 MPa，求整个过程的Q，W，DU和DH。已知产物与容器的总热容为83.68 JK-1。8.0分6.某理想气体自298.15 K和5 dm3可逆绝热膨胀至6 dm3，温度为5。试求出该气体的Cp,m和 CV,m。15.0分7. 1 mol理想气体，其CV,m = 5R / 2。开始处于1000 kPa和2 dm3，分别经过两个不同途径膨胀至500 kPa：( 1 )恒温可逆；( 2 )绝热可逆。试分别求出上述两个途径的Q，W，DU及DH。8.0分8. 100 g液体苯在沸点80.2, 101.3 kPa下蒸发, 汽化焓在常压下为395.0 Jg-1。试计算W，Q，DU和DH。(已知C6H6的摩尔质量为78.11 gmol-1,蒸气可视为理想气体,液体体积可略.)六、证明(1小题,共12.0分)12.0分1. 1 mol气体A从1 dm3( V1 )等温膨胀到10 dm3( V2 )，假定A服从范德华方程： （1）求算热力学能的增加已知 （2）试证明焓的增加为： 已知气体A的范德华常数：a = 0.4 m6Pamol-2， b = 4.3 105 m3mol-1。 答案部分，(卷面共有21题,100.0分,各大题标有题量和总分)一、填作图(1小题,共2.0分)2.0分1.答案解：如图 二、填空(4小题,共8.0分)2.0分1.答案解： 0 U2Dt / R U2Dt / R 3.0分2.答案解： 2.0分4.答案解： 98.87 kJmol-1 三、选择(6小题,共10.0分)2.0分1.答案解 ：(2) 2.0分2.答案解：(3) 2.0分3.答案解：( 2 ) 1.0分4.答案解：( 3 ) 2.0分5.答案解：( 1 ) ( 3 ) 1.0分6.答案解：( 2 ) 四、是非(1小题,共1.0分)1.0分1.答案解：不对 五、计算(8小题,共67.0分)5.0分1.答案解：p(始) = = 297.5 kPa p(终) = 3p(始) = 892.5 kPa 6.0分2.答案解：（1）n(N2) = ( 14.01 / 28.02 ) mol = 0.5 mol p(N2)V = n(N2) RT ( 15050 )103V = (0.58.314300.15)m3 V = 12.4810-3 m3 = 12.48 dm3 （2）pV = n(H2)RT = ( m / M(H2 ) )RT m = 5010312.4810-32.016 / ( 8.314300.15 ) g = 0.504 g （3）n(H2) = ( 0.504 / 2.016 ) mol = 0.25 mol则 y(H2) = 0.25 / ( 0.250.5 ) = 1 / 3 y(N2) = 11 / 3 = 2 / 3 6.0分3.答案解：p(总) = 101.325 / 0.05 = 2026.5 kPa m = 0.95p(总)VM / RT = 2026.50.950.0439.95 / ( 8.314298.2 ) kg = 1.241 kg 应充入氩气1.241 kg。 7.0分4.答案解：p2 = nRT / V2 = 28.314300 / ( 49.2103) Pa = 101.39 kPa W = p2DV = 101 390( 49.24.92 )103J = 4 489.55 J可逆压缩作最小功 Wr = nRTln( V2 / V1 ) = 28.314300ln( 4.92 / 49.2 ) J = 11 486.2 J 12.0分5.答案解：（1）， Q1 = 0 （视为绝热） DU1 = Q1 + W1 = 0 DH1 = DU1 + D( pV )= p2V2p1V1 = 1dm3( 50 106100 103 )Pa = 49.9 kJ （2）等容变化过程，W2 = 0。 Q2 = DU2 = = 123.4 kJ DH2 = DU2 + D( pV )= DU2 +V( p3 - p2 ) =123.4 kJ + 1dm3 ( 10 106 Pa50 106 Pa ) =163.4 kJ 整个过程的W = 0， Q = Q1 + Q2 =123.4 kJ Q = DU1 + DU2 =123.4 kJ， DH = DH1 + DH2 =113.5 kJ 8.0分6.答案解：物质的量一定，对于可逆绝热过程有： = 21.830 Cp,m = CV,mR = ( 21.8308.314 ) = 30.144 15.0分7.答案解：( 1 )对于理想气体的恒温可逆过程：DU = 0，DH = 0； T1 = p1V1 / R = (10.001050.002 / 8.314) K = 240.6 K = = 18.314240.6ln0.5 J = 1386.6 J Q = W = 1386.6 J ( 2 ) Qr = 0， T1p1(1g)/g = T2 p2(1g)/g，g = 1.4 T2 = 197 K DU = n(DT) = 5 / 28.314( 197240.6 ) J = 157.966 J DH = n(DT) = 7 / 28.314( 197240.6 ) J = 221.15 J W = DU = 157.966 J 8.0分8.答案解: W = p(外) ( VgVl ) nRT =8.3