物理化学2011-2012学年度第一学期试卷1-本科.doc

姓名：_ 班级：_ 学号：_ 座号：_装订线商丘师范学院20112012学年度第一学期期终考试化学化工学院 化学、应用化学、化学工程与工艺专业09级本科，11级专升本（化学09-1、化学09-2、应化09-1、化工09-1、化工升本11-1班）物理化学试卷说明：本试卷共5页、四道大题，答卷一律在试卷规定处进行，答在其它处不得分。一、 单项选择题（下列试题，每小题均有一个正确答案，将正确的答案代码填在后面的括号中。）（每小题2分，本题满分18分）1. 理想气体经历一个循环过程，对环境作功100 J，则循环过程的热Q等于 ( B )(A) 100J (B) -100 J (C) 0 (D) DU2. 在373K、101.325kPa下，1mol液态水蒸发为水蒸气，则体系的 (D )(A)H=0 (B) S=0 (C) A=0 (D) G=03. 体系从状态A变化到状态B，有两个途径，其中I途径为可逆过程，II途径为不可逆过程，以下关系中不正确的是 (C )(A) (B) (C) (D) 4. 关于亨利定律,下面的表述中不正确的是： ( C )(A) 若溶液中溶剂在某浓度区间遵从拉乌尔定律,则在该浓度区间组分B必遵从亨利定律 (B) 温度越高、压力越低,亨利定律越正确 (C) 因为亨利定律是稀溶液定律,所以任何溶质在稀溶液范围内都遵守亨利定律 (D) 温度一定时,在一定体积的溶液中溶解的气体体积与该气体的分压力无关 5. (1) 溶液的化学势等于溶液中各组分的化学势之和; (2) 对于纯组分，则化学势等于其Gibbs自由能;(3) 理想溶液各组分在其全部浓度范围内服从Henry定律; (4) 理想溶液各组分在其全部浓度范围内服从Raoult定律。上述说法中正确的是： ( D )(A) (1) (2) (B) (2) (3) (C) (2) (4) (D) (3) (4)6. 组分X与Y可按一定比例形成低恒沸混合物，已知纯组分Y的沸点高于纯组分X, 若将任意比例的X+Y 在精馏塔中蒸馏，则塔顶馏出物是 ( C )(A) 纯X (B) 纯Y(C) 低恒沸混合物 (D) 根据X、Y的比例不同而不同7. Clapeyron-Clausius方程可适用于： ( A )(A) I2（s）= I2（g） (B) C（石墨）= C（金刚石） (C) I2（g,T1,P1）= I2(g,T2,P2) (D) I2(s) = I2(l)8. 等温等压下，某反应的 = 5 kJmol-1，该反应 ( C )(A)正向自发进行 (B) 逆向自发进行(C)不能判断 (D) 不能进行9. 关于气相物质参与反应的标准平衡常数Kq，下列说法正确的是: ( D )(A) (B) (C) (D) 二、填空题：（每空2分，本题满分12分）1. 当溶剂的种类和数量固定后，稀溶液的依数性质仅与溶质粒子的数量有关而与其种类无关，请写出常见的三种稀溶液依数性：凝固点降低、沸点升高、渗透压。2. 将固体NH4HCO3(s)放入真空容器中,恒温到400K，NH4HCO3 按下式分解并达到平衡: NH4HCO3(s) = NH3(g) + H2O(g) + CO2(g),系统的组分数 C= 1 ，相数= 2 和自由度数 f = 0 。三、简答题：（每小题5分，本题满分20分）1. 亥姆霍兹能的定义式及其在判断过程的方向和限度的使用条件是什么？ 答： Helmholtz自由能判据适用于封闭体系,等温、等容且不作其他功的（Wf=0）的过程2. 简述偏摩尔量的定义并写出其数学表达式。答：在等温、等压条件下，在大量的定组成系统中，加入单位物质的量的B物质所引起广度性质Z的变化值。或在等温、等压、保持B物质以外的所有组分的物质的量不变的有限系统中，改变dnB所引起广度性质Z的变化值。 数学表达式: 3.描述稀溶液中两个经验定律，并写出它们的数学表达式。答：(1) 定温下，在稀溶液中，溶剂的蒸汽压等于纯溶剂的蒸汽压乘以溶液中溶剂的摩尔分数 (2) pA=pA*(1-xB) (3)在一定温度和平衡状态下，气体在液体的溶解度和该气体的平衡分压成正比 1分(4)pB=kx,BxB 4. 写出单组分两相平衡时遵循的Clapeyron方程和Clausius-Clapeyron方程及C-C方程的定积分式。答：Clapeyron方程： ； Clausius-Clapeyron： Clausius-Clapeyron定积分式： 四、综合题：（每小题10分，本题满分50分）1. 2mol理想气体在298K时，分别按下列三种方式从15.00dm3膨胀到40.00 dm3：（1）自由膨胀；（2）恒温可逆膨胀；（3）恒温对抗100kPa外压下膨胀。求上述三种过程的W。解：（1）自由膨胀过程， （2）恒温可逆膨胀：（3）恒外压膨胀2. 1mol单原子理想气体，始态为P1202650Pa，T1273K，沿可逆途径P/T常数至终态，压力增加一倍。计算V1，V2，T2，Q，W，H,，U。 解： 1分因为P/T=常数，所以： 1分 1分UnCV，m（T2 T1）3.405kJ 2分HnCP，m（T2 T1）5.674kJ 2分 2分QUW3.405kJ 3. 1mol理想气体在T=300K下，从始态100kPa经等温可逆膨胀到末态压力50kPa，求Q，S及S iso。 解：理气可逆恒温4. 图中为H2O-NH4Cl的温度-组成图，根据相图回答下列问题。(1) 分别写出相区a,b,c,d是什么物质；(2) 把100 g 50% NH4Cl水溶液冷却到263 K，此时系统分几相？各相的浓度和质量为多少？(3) 100 g 50% NH4Cl水溶液冷却，最多可得到多少克NH4Cl (s)？ 解： (1) (a) 溶液；(b) 冰和溶液；(c) NH4Cl (s)和溶液；(d) NH4Cl (s)和冰。 4分(2) 100 g 50% NH4Cl水溶液冷却到263 K, 系统分为含NH4Cl 40%的液相和NH4Cl (s)两相。 1分两相的质量可根据杠杆规则计算，即：m(液) w(总) - w(液) = m(固) w(固) - w(总) 代入数据 100 g- m(固) (50 % - 40%) = m(固) (100 % - 50%) m(固) = 16.7 g 2分则 m(液) = 100 g- m(固) = 83.3 g 1分(3) 100 g 50% NH4Cl水溶液冷却接近260 K时析出的NH4Cl (s)最多，根据杠杆规则有100 g- m(固) (50 % - 30%) = m(固) (100 % - 50%) m(固) = 28.6 g 5. 在298 K时，NH4HS (s)在一真空瓶中的分解反应为NH4HS (s) = NH3 (g) + H2S (g)。(1) 达平衡时，测得总压为66.66 kPa, 计算标准平衡常数, 设其气体为理想气体；(2) 若瓶中原来已有NH3 (g)，其压力为40.00 kPa, 计算这时瓶中的总压。 . 解：(1) 由于