《物理化学》期末试卷(一)

物理化学课 程 考 核 试 卷 学年第 一 学期 级 专业（类） 考核科目 物理化学 课程类别 必修 考核类型 考试 考核方式 闭卷 卷别 A （注：考生务必将答案写在答题纸上，写在本试卷上的无效）一、选择题 ( 共 8题 14分 )1. 2 分 (0123) 体系的压力p(体系)与环境的压力p(环境)有何关系? ( ) (A) 相等 (B) 无关系 (C) p(体系)p(环境) (D) 可逆变化途径中p(体系)=p(环境) 2. 2 分 (1232) 关于偏摩尔量，下面的叙述中不正确的是： (A) 偏摩尔量的数值可以是正数、负数和零 (B) 溶液中每一种广度性质都有偏摩尔量，而且都不等于其摩尔量 (C) 除偏摩尔吉布斯自由能外，其他偏摩尔量都不等于化学势 (D) 溶液中各组分的偏摩尔量之间符合吉布斯杜亥姆关系式 3. 1 分 (0739) 对实际气体的节流膨胀过程，有 ( ) (A) H = 0 (B) S = 0 (C) G = 0 (D) U = 0 4. 2 分 (0891) 在101.3 kPa下,110的水变为110水蒸气,吸热Qp,在该相变过程中下列哪个关系式不成立? ( ) (A) DS体 0 (B) DS环不确定 (C) DS体+DS环 0 (D) DS环 0，假设Cp与温度无关。 31. 5 分 (3360) N2O4部分解离为 NO2，在恒温恒压下建立下面的平衡：N2O4(g)2NO2(g)，试讨论温度一定，改变总压时平衡的移动（设体系为理想气体反应体系）. 32. 5 分 (2445) 试用相律分析，在保持恒温下向NH4Cl固体分解达平衡的体系中通入HCl(g)后,体系压力是否改变? 参考答案一、选择题 ( 共 8题 14分 )1. 2 分 (0123)答 (D) 2. 2 分 (1232)答 (B) 3. 1 分 (0739)答 (A) 4. 2 分 (0891)答 (B) (2分) 因环境供热给体系,则 S环= -Qp/383.15K 0 ,此为恒温恒压下的自发变化, 所以 G体 0；将体系与环境加在一起组成 新的孤立体系,在此体系中有自发变化,所以 S孤立 =S体+ S环 0 。 5. 1 分 (2842)答 (C) 6. 2 分 (0392)答 (B) (2分)7. 2 分 (0459)答 (D) (2分)8. 2 分 (2640) 答：（B） （2分） 二、填空题 ( 共12题 26分 )9. 5 分 (3310)答 rG = -RTlnK , lnK = 4.184 - (2059 K/T) rH = RT2(dlnK $/dT) = RT2(2059/T2)=17 119 Jmol-1 (2分) rS =(rH -rG )/ T (1分) rG = -RT lnK = -4.184RT + (2059KR) (1分) rS = 4.184R = 34.78 JK-1mol-1 (1分) 10. 2 分 (0079)答 16.85 kJ11. 2 分 (0101)答 WI =WII12. 2 分 (1225)答 以 1kg 溶剂为基准 VNaCl,m= (V/m)T,p,n1 = 19.5010-6 m3mol-1 13. 2 分 (0258)答 W=0 J 因为p/T=常数，当p2=2p1时，T2=2T1，即V2=V1 所以W=014. 2 分 (0745)答 因为S = nRln(V2/V1) 0 15. 2 分 (0384)答 (A)=；(B)=；(C)=； (D)=16. 2 分 (0388)答 =Qp=QV +RT ，=1/2=-285.7 kJmol-117. 2 分 (1009)答 减少 (2分)18. 2 分 (0285)答 Q=W=nRTln(V2/V1)，n=2 mol 19. 2 分 (0836)答 (1) nARln(V/VA) + nBRln(V/VB) = 0 (2) nRln(2V/2V) = 0 20. 1 分 (0080)答 dU=Q+W；-p外dV三、计算题 ( 共8题 40分，27、28题任选一题 )21. 5 分 (0898)答 (1) 因该过程系理想气体等温可逆膨胀过程,故 S = nRln(V2/V1) = (1mol) (8.314 JK-1mol-1) ln(10V1/V2) = 19.14 JK-1 (3分) (2) 虽然与(1)的膨胀方式不同,但其始、终态相同,且熵是状态函数,所以该过程体 系的熵变与(1)相同,即 S = 19.14 JK-1。 (2分) 22. 5 分 (3309)答 若在 T1至 T2范围内平均反应热为常数，则 ln(K / K ) = (rH /R)(T2-T1)/(T2T1) (2分) rH = T2T1/(T2-T1)(8.314 JK-1mol-1)ln(37.58/2.472) = 135.8 kJmol-1 (1分) lnK (1100 K) = lnK (1000 K) + (rH /R)(1100-1000)/(11001000) = 2.390 K (1100 K) = 10.91 (2分) 23. 5 分 (0269)答 We=pV=nRT=8.31 JWf =-41.84 JW=We+Wf =8.31-41.82=-33.51 J (2分)Qp=CpdT=29.28 J (1分)U=Qp-W=29.28+33.51=62.79 J (1分)H=U+(pV)= U+nRT=71.12 J (1分)24. 5 分 (1198)答 已知 ln(p/p$)= -(0.12052 K)a/T + b - (1) 克劳修斯克拉贝龙方程的不定积分式为: ln(p/p$)= -vapHm/(RT) + b - (2) 将(1)、(2)两式对比,即得： vapHm= (0.12052 K)aR (2分) 当在正常沸点时, ln(p/p$)= 0 , 故得 vapHm= bRTb (3分) 25. 5 分 (3298)答 300 K 时，rG = -RT lnK = 81677 Jmol-1 (2分) rS = -(rG /T)p=-(-37.32RT+21 020R)/Tp/T (2分) = 310.3 JK-1mol-1 rH =rG + TrS = 174 800 Jmol-1 (1分) 26. 5 分 (0403)答 (a) U (298K)= rH (298K)- n(RT) =-9958-(17-24)8.31429810-3 kJmol-1 =-9941 kJmol-1 (3分) (b) W=n(RT)= -17.3 kJ (2分) 27. 10 分 (1761)答 （1） （1） （2） 联立（1），（2）式解得： （6分） （2） (4分) 28. 10 分 (1925)答 (1) A= (G/nA)T,p, = + RTlnxA+ nA1/nA- 1/(nA+ nB) - nB1/(nA+ nB) + cnB2/(nA+ nB)2 =+ RTlnxA+cnB2/(nA+ nB)2 (4分) (2) 与A=+ RTln(xAA)=+ RTlnxA+ RTlnA 比较 = expcnB2/RT(nA+nB)2=exp(cxB2/RT) (4分) (3) 要使 = 1，必须使 c= 0 则 G =nA+nB+RT(nAlnxA+nBlnxB) (2分) 四、问答题 ( 共 4题 20分 )29. 5 分 (0272)答 =0H=U+pV (2分)=0 (3分)30. 5 分 (0793)答 终态温度为 T = (T1+ T2)/2 (1分) S1= mCpln(T1+ T2)/2T1 ， S2= mCpln(T1+ T2)/2T2 (1分) S =S1+S2 = 2mCpln(T1+ T2)/2(T1T2)1/2 (1分) 当 T1 T2，(T1-T2)2 0 则 T1+ T2 2(T1T2)1/2 (2分) 所以S 0 31. 5 分 (3360)答 N2O4(g) = 2NO2(g) 开始/mol 1 0 平衡/mol 1- 2 =(1+)mol 平衡分压pB：(1-)/(1+)p ; (2)/(1+)p Kp=p(NO2)2/p(N2O4) =42/(1-2)p 即 =Kp/(4p+Kp)1/2 (3分) 定温下改变压力, Kp不变,若增大总压力, 则解离度变小,平衡向N2O4方向移动。 (2分) 32. 5 分 (2445)答 在未通入HCl(g)前,该体系中 NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g) s=3 , R=