物理化学试卷及答案.doc

物理化学试卷班级 姓名 分数 一、选择题 ( 共10题 20分 )1. 2 分 (0278)0278 理想气体经历绝热不可逆过程从状态 1 (p1,V1,T1)变化到状态 2 (p2,V2,T2)，所做的功为： ( ) (A) p2V2-p1V1 (B) p2(V2-V1) (C) p2V/(1-g)(1/V2g-1-1/V1g-1) (D) (p2V2-p1V1)/(1-g) 2. 2 分 (1791)1791 已知 373 K 时，液体A的饱和蒸气压为 5104 Pa，液体 B 的饱和蒸气压为105 Pa，A和B构成理想液体混合物，当A在溶液中的物质的量分数为0.5 时，气相中B的物质的量分数为： ( ) (A) 1/1.5 (B) 1/2 (C) 1/2.5 (D) 1/3 3. 2 分 (1743)1743 在某温度下，当B溶解于A中形成溶液时，若纯B的摩尔体积大于溶液中B的偏摩尔体积时，(设B的偏摩尔体积大于零),若增加压力则B在A中的溶解度将： ( )（A） 增大 （B）减小（C） 不变 （D）不确定4. 2 分 (0458)0458 已知 H2(g,298 K) + (1/2)O2 (g, 298 K) = H2O (g, 298 K) (1) rH (1) = -241.8 kJmol-1 H2(g, 298 K) = 2H (g, 298 K) (2) rH (2) = 436.0 kJmol-1 O2(g, 298 K) = O (g, 298 K) (3) rH (3) = 247.7 kJmol-1 根据上述数据可获得HO 键的平均键能HO约为： ( ) (A) 925.5 kJmol-1 (B) 462.8 kJmol-1 (C) 120.9 kJmol-1 (D) 241.8 kJmol-1 5. 2 分 (1788)1788 在温度 T 时，纯液体 A 的饱和蒸气压为 pA*，化学势为A*，并且已知在p$压力下的凝固点为 Tf*，当 A 中溶入少量与 A 不形成固态溶液的溶质而形成为稀溶液时，上述三物理量分别为 pA， A，Tf ，则 ( ) (A) p A* pA，A*A， Tf* pA，A*A， Tf* Tf (C) p A* pA，A* Tf (D) p A* pA，A*A， Tf* Tf 6. 2 分 (0733)0733 p$，100下，1mol H2O(l)与 100大热源接触，使水在真空容器中汽化为 101.325 kPa 的H2O(g)，设此过程的功为W，吸热为Q，终态压力为p，体积为V，用它们分别表示U，H，S，G，F，下列答案哪个是正确的？ ( ) 7. 2 分 (2535)2535 在0到100的范围内，液态水的蒸气压p与T的关系为:lg(p/Pa)=-2265/T+11.101 ,某高原地区的气压只有59 995 Pa,则该地区水的沸点为: ( ) (A) 358.2 K (B) 85.2 K (C) 358.2 (D) 373 K 8. 2 分 (0872)0872 某化学反应在300 K, p$下于烧杯中进行，放热 60 kJmol-1，若在相同条件下安排成可逆电池进行，吸热 6 kJmol-1，则 (1) 该体系的熵变为： ( ) (A) 200 JK-1mol-1 (B) 200 JK-1mol-1 (C) 20 JK-1mol-1 (D) 20 JK-1mol-1 (2) 当反应进度x = 1mol 时，可能做的最大非膨胀功为： ( ) (A) -54 kJ (B) 54 kJ (C) -66 kJ (D) 66 kJ 9. 2 分 (0960)0960 正常沸点时液体气化为蒸气的过程在定压下升高温度时体系的vapG$值应如何 变化？ ( ) (A) vapG$ 0 (B) vapG$ 0 (C) vapG$ 0 (D) vapG$ 0 *. 2 分 (0153)0153 恒压下,无相变的单组分封闭体系的焓值随温度的升高而: ( ) (A) 增加 (B) 减少 (C) 不变 (D) 不一定 二、填空题 ( 共10题 20分 )11. 2 分 (0101)0101 如图。两条等温线的温度分别为Ta，Tb。1mol理想气体经过路径1231的W I与经过路径4564的WII大小关系是 。 12. 2 分 (0381)0381 在一绝热刚性容器中进行某一化学反应，该体系的内能变化为 _ ，焓变化为 _ 。 13. 2 分 (1815)1815 已知A,B两组分可构成理想液体混合物,且该混合物在p$下沸点为373.15 K。若A,B两组分在373.15 K时的饱和蒸气压为106 658 Pa和79 993 Pa,则该理想液体混合物的组成为_,沸点时气相的组成为_ 。 14. 2 分 (1145)1145 在理想气体的ST图上，任一条等容线与任一条等压线的斜率之比在等温情况下应等于 。15. 2 分 (1125)1125 在恒熵恒容只做体积功的封闭体系里,当热力学函数_到达最_值时,体系处于平衡状态。 16. 2 分 (2096)2096 1kg水中分别加入相同数量(0.01mol)的溶质：葡萄糖 ,NaCl 和乙醇溶液后，相应凝固点为Tf（水），Tf（糖），Tf (NaCl) ，Tf（乙）。试将其冰点的值从高到低排列： 17. 2 分 (1141)1141 某气体的状态方程式pV=nRT+p，为不等于零的常数，则该气体的热力学能U仅是 的函数。18. 2 分 (0740)0740 理想气体向真空膨胀，体积由V1变到V2，其U _ ，S _ 。 19. 2 分 (1913)1913 选择“”、“”、“”中的一个填入下列空格： 苯和甲苯在恒温恒压条件下,混合形成理想液体混合物,其mixH _ 0 , mixS _ 0。20. 2 分 (9101)9049有一固定的导热良好的隔板(a)将一个带有无摩擦的绝热活塞的绝热气缸分为左右两室，左室中充入1 mol单原子分子理想气体，右室中充入2 mol双原子分子理想气体（始态如下图所示）。若将绝热活塞上的销钉拔掉，求达到平衡时体系终态的温度及过程的W,U ,S。已知外压=101.325 kPa。 三、计算题 ( 共 6题 40分 )21. 10 分 (2419)2419 固体 CO2的蒸气压与温度间的经验式为： ln(p/Pa)=-3116 K/T + 27.537 已知熔化焓DfusHm= 8326 Jmol-1，三相点的温度为 217 K。试求出液体 CO2的蒸气压与温度的经验关系式。 22. 10 分 (3011)3011 把一个容积为1.0547 dm3的石英器抽空,并导入一氧化氮，直到压力在297.0 K时达24.14 kPa为止，将一氧化氮在容器中冻结，然后再引入 0.7040 g的溴，并使温度升高到323.7 K，当达到平衡时，压力为30.82 kPa，求在323.7 K时反应2NOBr(g) = 2NO(g) + Br2(g) 的平衡常数Kp。（容器的热膨胀略去不计） 23. 5 分 (2956)2956 110.1，6.05104Pa时，从测定醋酸蒸气的密度得到平均相对摩尔质量是醋酸单分子的1.520倍。假定气体中只含有单分子和双分子。试求 2CH3COOH(g) = (CH3COOH)2(g)的rG 。 24. 5 分 (0518)0518 计算下列反应在1000的恒压反应热。 C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) 25. 5 分 (1786)1786 60时，液体 A 和 B 的饱和蒸气压分别为 0.395p$和 0.789p$，在该温度时 A 和 B 可形成稳定化合物 AB，其饱和蒸气压为 0.132p$，并假设任何给定的混合物具有理想液体混合物性质。如今在 60时，将 1 mol A 和 4 mol B 混合为液体体系，求算此体系的蒸气压和蒸气组成。 26. 5 分 (2348)2348 Ag2O分解的计量方程为 当用Ag2O(s)进行分解时，体系的组分数、自由度和可能平衡共存的最大相数各为多少？四、问答题 ( 共 4题 20分 )27. 5 分 (3030)3030 答： A（g）+2B（g）= C（g） 开始 1 mol 2 mol 0 平衡 1mol-nC 2(1mol-nC) n总=3 mol-2nC 令 A,B,C的摩尔分数分别为： ， ， 。 （3分） （2分）28. 5 分 (0797)0797 试用T-S 图推导卡诺循环的热机效率 h = (T1-T2)/T1（T1, T2分别为高、低温热源的温度）。 29. 5 分 (1958)1958 请给出下列公式使用条件:(1)(2)(3)=pB/（pxB）(4)30. 5 分 (2449)2449Ag2O分解的计量方程为:Ag2O(s)=2Ag(s)+(1/2)O2(g)，当Ag2O进行分解时,体系的组分数、自由度和可能平衡共存的最多相数各为多少? 物理化学试卷 答案一、选择题 ( 共10题 20分 )1. 2 分 (0278)0278答 (D) (2分)2. 2 分 (1791)1791答 (A) yB=pB/(pA+pB) =p*BxB/(p*AxA+p*BxB)=1/1.5 3. 2 分 (1743)1743答 （A） (2分) 因为 当增加压力时 4. 2 分 (0458)0458答 (B) (2分)5. 2 分 (1788)1788答 (D) 6. 2 分 (0733)0733答 (A) W = 0, U = Q H = U + (pV) = Q + pV - p1V1= Q + pV S = H/T = (Q + pV)/373K F = U - TS = - pV G = H - TS = Q + pV - Q - pV = 0 7. 2 分 (2535)2535答 (A) (2分) 8. 2 分 (0872)0872 答(1) D;(2) D 对于 (1) rSm= QR/T = 20 JK-1mol-1 对于 (2) Wf = -rGm= -(rHm- TrSm) = Qp- QR= 66 kJ 9. 2 分 (0960)0960答 (C) 因为 (G/T)p= -S，当液体汽化时，vapS $ 0 所以 T 增大时，必定有VapG$ 0 20. 2 分 (9101)9049答 Q=0， U=-W， 设右室终态体积为。 (1分) U=nACV,m(A)(T2-T1)+nBCV,m(B)(T2-T1) (1) (2分) W=p外(- VB)=nBR(T2-T1p外/pB) (2) (2分) 将(1),(2)式代入U= -W式中，解得 T2=276.9 K (3) (2分) 将(3)式代入（1）、（2）两式，分别求得：U= -1.06 kJ, W=1.06 kJ (2分) H=nACp,m(A)(T2-T1)+nBCp,m(B)(T2-T1)= -1.63kJ (2分) SA=nACV,m(A)ln(T2/T1)= -2.00 JK-1 (1分) SB=nBCp,m(B)ln(T2/T1)+nBRln(pB/p外)=3.43 JK-1 (2分) S=SA+SB =1.43 JK-1 (1分)三、计算题 ( 共 6题 40分 )21. 10 分 (2419)2419答 已知 ln(p/Pa) = -3116 K/T + 27.537 对固气平衡： dln(p/Pa)/dT =subHm/RT2 dln(p/Pa)/dT = 3116 K/T2=subHm/RT2 subHm= 25 906 Jmol-1 (3分) vapHm=subHm-fusHm= 17 580 Jmol-1 (2分) -vapHm/RT + B = -3116 K/T + 27.537 B = 22.922 (3分) 所以液体 CO2的蒸气压与温度的经验关系为： ln(p/Pa) = -vapHm/RT + 22.922 = -2115 K/T + 22.922 (2分) 22. 10 分 (3011)3011答 2NOBr(g) = 2NO(g) + Br2(g) 开始时: 0 p0(NO) p0(Br2) 平衡时: p(NOBr) p(NO) p(Br2) p0(NO) =(323.7/297.0)24.14 kPa=26.31 kPa (1分) p0(Br2) =(0.7040/159.8)8.314323.7/(1.054710-3) kPa =11.24 kPa (1分) p(NOBr) =p0(NO)-p(NO) (1分) p(NOBr) =2(p0(Br2)-p(Br2) (1分) p(NO)+p(Br2)+p(NOBr) =30.82 (1分) 解此三个方程 得 p(NOBr) =13.46 kPa (1分) p(NO) =12.85 kPa (1分) p(Br2) =4.51 kPa (1分) Kp =p2(NO)p(Br2)/p2(NOBr) = 4.110 kPa (2分) 23. 5 分 (2956)2956答 设单体的物质的量分数为 x，则 xM + (1-x)(2M) = 1.520M (1分) 解得 x = 0.48 (1分) K = Kpp$= (6.05104 Pa)0.52/(6.05104 Pa)0.482p$ = 3.781 (2分) rG = -RT lnK = -4.24 Jmol-1 (1分) 24. 5 分 (0518)0518答 rH (298K)= fH (298K,CO2)-2fH (298K,H2O,g) =90.1 kJmol-1 (1分) Cp=a+bT+cT2+cT-2 (2分) rH (1273K)=+rH(298K) =102.3 kJmol-1 (2分) 25. 5 分 (1786)1786答 将 1 mol A 和 4 mol B 混合可形成 1 mol AB 和 3 mol B p =p*AB xAB+ p*BxB= (0.132p$)/4 + (0.789p$)3/4= 0.625p$ (3分) yB=pB/p=( 0.789p$)(3/4)/ 0.625p$= 0.947 (1分) yAB = 1 - yB= 0.053 (1分) 26. 5 分 (2348)2348 答： （二固一气） （5分）四、问答题 ( 共 4题 20分 )27. 5 分