2012-2013年第二学期材料物理化学补考考试试卷-答案

第一页 天津理工大学考试试卷天津理工大学考试试卷 2012 2013 学年度第二学期学年度第二学期 材料物理化学材料物理化学 期末补考试卷期末补考试卷 答案答案 课程代码 课程代码 试卷编号 试卷编号 1 A 命题日期命题日期 2012 年年 12 月月 20 日日 答题时限 答题时限 120 分钟分钟 考试形式 闭卷笔试考试形式 闭卷笔试 得分统计表 大题号 总分 一二三四五六 一 判断题 共 10 分 每小题 1 分 你认为正确的在括号中填 错的填 得分 1 偏摩尔量就是化学势 2 隔离系统的热力学能是守恒的 3 绝热过程 Q 0 由于 Q H 所以 H 0 4 朗缪尔吸附等温式只适用于单分子层吸附 5 单组分系统的相数最多为 3 6 恒温下 稀电解质溶液的浓度增大时 摩尔电导率增大 7 理想气体绝热过程功的计算式为 W nCv m T2 T1 此式无论绝热过程是否可逆均适用 8 反应 C s H2O g CO g H2 g 恒温下若增大体系的总压 反应正向进行 9 若一个过程是可逆过程 则该过程的每一步都是可逆过程 10 稀溶液的沸点一定高于纯溶剂的沸点 二 填空题 共 20 分 每小题 2 分 得分 1 在 U H S G 四个热力学量中 系统发生恒温恒压可逆相变 不变的量是 G 而绝热可逆过程中不变的量是 S 第二页 2 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 100 J 3 某反应在 20oC 时的速率常数为 0 01s 1 该反应的级数为 一级 20oC 时反应的半 衰期为 69 31S 4 理想液态混合物的 V 0 H 0 S 0 G A A 8 1mol 理想气体绝热向真空膨胀 若其体积增加到原来的 10 倍 则熵变为 19 14 J K 1 9 在 300K 时 48 98dm3的理想气体从 100kPa 变到 500kPa G 为 7 88 kJ 10 理想气体反抗恒外压绝热膨胀时 U 0 T 三 选择题 共 24 分 每小题 2 分 得分 1 对理想气体 下列关系式不正确的是 A A B C D 0 p U T 0 T H V 0 T H p 0 T U V 2 高分散度固体表面吸附气体后 可使固体表面的吉布斯函数 A A 减小 B 增大 C 不改变 D 无法确定 3 电解质溶液的摩尔电导率可以看成是正负离子的摩尔电导率之和 这一规律适用于 B A 强电解质溶液 B 无限稀释电解质溶液 第三页 C 弱电解质溶液 D 物质的量浓度为 1 的溶液 4 化学反应的级数是个宏观的概念 是实验的结果 其值 D A 只能是正整数 B 只能是整数 C 只能是正数 D 以上都不对 5 0 1mol kg 1的 LaCl3溶液的离子强度 I 为 B A 1 2 mol kg 1 B 0 6mol kg 1 C 0 3mol kg 1 D 0 2mol kg 1 6 对反应式 1 A B 2C 和 2 1 2 A 1 2 B C 在相同条件下存在关系 B A B 1 2 2 1 2 rmrm GGKK 2 1 2 2 1 2 rmrm GGKK C D 2 1 2 1 2 rmrm GGKK 1 2 1 2 rmrm GGKK 7 不论是电解池还是原电池 极化的结果都将使 C A 阴 阳极电势同时增加 B 阴 阳极电势同时减小 C 阳极电势变大 阴极电势变小 D 阳极电势变小 阴极电势变大 8 在 298 15K 和 100kPa 下水汽化为同温同压的水蒸气 则系统与环境的熵变 C A S 系 0 S 环 0 B S 系 0 C S 系 0 S 环 0 S 环 0 9 理想气体绝热向真空自由膨胀过程中 D A W 0 Q 0 U 0 H 0 B W 0 Q 0 U 0 H 0 C W 0 U 0 H 0 D W 0 Q 0 U 0 H 0 10 在某一温度 T 下 由纯液态的 A 与 B 形成理想液态混合物 已知 当气 液两 AB pp 相达到平衡时 气相组成总是 B 液相组成 B y B x A 小于 B 大于 C 等于 D 不能确定 11 某体系经不可逆循环后 下列答案中不正确的是 A A Q 0 B U 0 C H 0 D CP 0 12 某理想气体从同一始态出发 分别经过恒温可逆压缩和绝热可逆压缩至同一体积 若环 境所作的功的绝对值分别为 WT和 WA 问 WT和 WA的大小关系如何 B A WT WA B WT WA C WT WA D 不能确定 第四页 四 简答题 共 10 分 每小题 5 分 得分 1 写出应用 S A G 三个状态函数作为过程方向的判据及其应用条件 答 1 绝热条件下 S 0 1 分 不可逆 可逆 或 isosysamb SSS0 不可逆 可逆 2 G 0 恒温 恒压 非体积功为 0 2 分 自发 平衡 3 A 0 恒温 恒容 非体积功为 0 2 分 自发 平衡 说明 用微分式表示也正确 2 在一定温度压力下 为什么物理吸附是放热反应 答 由热力学看 吸附过程为一自发进行的过程 因此在一定温度 压力下 随着吸附 的进行 系统 G 0 2 分 另一方面 气体分子吸附在固体表面上是气体分子由在三维空间运动转为二维空间 上运动 分子的平动受到制约 从宏观上表现为熵减的过程 即 S 0 1 分 在一定温度 压力下 存在 G H T S 因 G 0 S 0 所以吸附焓 在恒 压下为吸附热 必然是小于零 就是说物理吸附都是放热过程 2 分 五 计算题 共 34 分 得分 第五页 1 已知下列电池 Pt H2 100kPa HBr 1 AgBr s Ag s 在 25oC 时的电动势 E 0 0713V 电动势的温度系数 5 0 10 4V K 1 12 分 p E T 求 1 写出电极反应和电池反应 2 分 2 计算该电池反应在 25oC 时的 6 分 r m H r m S r m G 3 若上述电池的 HBr 溶液的浓度 b 2 0mol kg 1 在 25oC 测得电池的电动势 E 0 0815V 求溶液中 HBr 的活度 4 分 HBr 解 1 电极反应 阳极 1 2H2 g 100kPa H e 阴极 AgBr e Ag s Br 1 分 电池反应 1 2 H2 g 100kPa AgBr Ag s HBr 1 1 分 2 转移电荷数 z 1 rGm zFE 1 96500C mol 1 10 0713V 6880J mol 1 2 分 rSm zF E T p 1 96500C mol 1 5 0 10 4V K 1 48 25J K 1 mol 1 2 分 rHm rGm T rSm 6880J mol 1 298 15K 48 25J K 1 mol 1 21266J mol 1 2 分 3 当 HBr 1 时 E E 根据能斯特方程 2 分 1 2 2 E Eln0 0815 RTHBr zFp Hp 即 298 15 8 315 0 0713ln 0 0815 96500 HBr 得出 HBr 0 672 2 分 2 甲醇在 337 65K 的饱和蒸气压 p 101 325kPa 在此温度压力下 甲醇的摩尔蒸 发焓 vapHm 35 32kJmol 1 求在 337 65K 101 325kPa 下 2mol 气态甲醇全部凝结 第六页 成液态甲醇时的 Q W U H S A 和 G 12 分 解 甲醇在 337 65K 的饱和蒸气压 p 101 325kPa 在此温度压力下 气态甲醇凝结 成液态甲醇为可逆相变 n 2mol 摩尔凝结焓为 Hm vapHm 35 32kJmol 1 H n Hm 2 35 32kJ 70 64kJ 2 分 可逆相变热为恒压热 即 Q H 2 35 32kJ 70 64 kJ 1 分 W P Vl Vg P Vg P nRT p nRT 2 8 315 337 65J 5 618kJ 2 分 U Q W 70 64 5 618 kJ 65 02 kJ 2 分 可逆相变 S H T 70 64 337 65 kJ K 1 0 2091 kJ K 1 2 分 A U T S U H 65 02 kJ 70 64kJ 5 62KJ 2 分 可逆相变 由吉布斯判据 G 0 1 分 说明 若 z 2 则四个函数的变化值为 z 1 时的 2 倍 3 已知液体甲苯 A 和液体苯 B 在 900C 时的饱和蒸汽压分别为 54 22kPa 和 A p 136 12kPa 两者可形成理想液态混合物 今有系统组成为 0 3 的甲苯 苯混合物 B p 0B x 5mol 在 900C 下成气 液两相平衡 若气相组成为 yB 0 4556 求 12 分 1 平衡时液相组成 xB及系统的压力 p 2 平衡时气 液两相的物质的量 n g n l 解 1 2 分 4556 0 12 136 p xkPa p xp p p y BB