物理化学(上)期末试题及参考答案

一、填空(每题2分，共20分)1.热力学第零定律指的是：2.熵和热力学概率之间的函数关系是。3.完整的热力学函数关系：CP=(S/T)P4.对于一定量的单原子理想气体，在恒定压力下从T1到T2的熵变化与在恒定体积下从T1到T2的熵变化之比：5.化学势的表达式是偏摩尔量。6.稀溶液的依赖性包括、和。7.反应NH4HS(s)=NH3(g) H2S(g)。当测得的分数在298 K下减压至66.66帕时，KP=；在这个温度下的反应；Kp=.8.在1atm压力下，水和乙醇系统的最低恒沸混合物含有0.9557质量%的乙醇。将含50%乙醇的乙醇水溶液分馏，最终得到的物质为。9.水在101.3千帕时的沸点为373千帕，汽化热为40.67千焦/摩尔(假设汽化热不随温度变化)；毕节大学的大气压力约为85.5千帕，而毕节大学的水的沸点为100千帕10.反应NH4HS(s)=NH3(g) H2S(g)已达到平衡；保持总压力不变，向系统中充入一定量的惰性气体，天平移动方向为。得分评论者二、选择题(每题2分，共30分)1、下列属于化学热力学范畴的是()(a)材料结构和性能之间的关系(b)化学反应速率(c)化学变化的方向和限度(d)反应机制2、下面关于热力学方法的描述是正确的()热力学研究的结论不适用于分子的个体行为热力学可以解决在一定条件下如何将变化的可能性变为现实的问题经典热力学详细讨论了物质的微观结构经典热力学通常需要计算变化所需的时间3.在下列函数中，具有强度属性的函数有： ()(甲)特殊(乙)(一般/专业)技术(丙)(特殊/特殊)技术(丁)简历4、一定量的纯理想气体，下列哪一组量是确定的，另一个状态函数有一个固定值。()(甲)丁(乙)戊(丙)丁、丁(丁)丁、丁5、对于一个化学反应，如果知道它的CP，m= bcp，m，b0，那么这个反应()(甲)H随温度升高而增加(乙)H随温度升高而减少(三)H大于零(四)H小于零6、气体压缩因子Z 1，表示气体()(a)易于压缩(b)难以压缩(c)易于液化(d)难以液化7、下列说法是错误的()热容量的大小与系统中所含物质的数量有关(b)对于气体，其Cp，m总是大于CV，m对于任何系统，其Cp可能小于CV，因为其体积可能随着温度的升高而减小。对于容积恒定的刚性容器中的系统，有变异系数，但由于容积恒定，没有变异系数值。8.可逆热机的高温热源是T2，低温热源是T1(1)如果选择蒸汽作为工质，热机效率为 w(2)如果选择汽油作为工质，热机效率为 o那么下面的关系是正确的： ()(甲)W O(乙)WO(c) w= o (d)无法比较9.已知在一定温度下，FHM (CO2)=-393.3千焦/摩尔，CHM (一氧化碳)=-282.8千焦/摩尔。那么fhm (co)是()(甲)-110.5千焦/摩尔(乙)110.5千焦/摩尔(丙)-676.1千焦/摩尔(丁)-172.3千焦/摩尔10、过饱和溶液的溶质化学势与纯溶质化学势相比，前者()(a)大(b)小(c)等于后者(d)不可比11、两个烧杯各有1千克水，向杯a中加入0.01摩尔蔗糖，向杯b中加入0.01摩尔氯化钠，两个烧杯在相同条件下以相同速度冷却，然后()杯子a先结冰(c)两个杯子将同时冻结(d)两个杯子都不会冻结。12.I2(s)和I2(g)平衡共存，系统自由度为()(一)0(二)1(三)2(四)313.当选择不同的标准配置时，化学反应的等温公式RGm=RGmRT LNq()(a)RGM和q的值都改变(C)RGm的值改变，q不改变(d C)RGm不改变，q改变。14.反应C(s) O2(g)=CO2(g)，CO2(g)O2(g)=2CO 2(g)，C(s)1/2 O2(g)=CO2(g)的平衡常数分别为k1，k2，k3。这三个平衡常数之间的关系是()(A)K3=K1K2(B)K3=K1/K2(C)K3=K1/(D)K3=15、等温等压、均相体系由甲和乙组成，当甲的浓度改变时，偏摩尔体积增加，乙的偏摩尔体积会()(a)增加(b)减少(c)没有变化(d)随着a与b的比率而变化。得分评论者三、解决问题(计算过程中必须有公式，公式后要有代入数据、计算结果和必要的文字说明；回答问题，并简要说明原因。每项扣10分，共50分)1.在100千帕和373千帕下，2.0摩尔H2O(克)可逆地压缩成液体(已知在此条件下水的蒸发热为2258千焦/千克，摩尔质量为18.0克/摩尔)。水蒸气被认为是理想气体。液体体积在计算中可以忽略)(1)计算过程的Q、W、U、H、S、A和G；(2)如果气体通过不可逆路径变成相同的最终状态，Q、W、U、H、S、A和G中的哪一个等于(1)？2.在一定温度下，液体A和液体B可以形成理想的溶液。(1)混合1摩尔纯甲和2摩尔纯乙后的总蒸汽压为50.66千帕；如果向混合物中加入3摩尔纯甲，总蒸汽压为70.93千帕，得到纯甲和纯乙的饱和蒸汽压。(2)如果混合1摩尔纯甲和1摩尔纯乙，则计算相应气相中甲的摩尔分数和乙的摩尔分数。3.在一定温度下，反应2Na2CO 3(S)=Na2CO 3(S)H2O(G)CO2(G)的部分减压为3.999千帕；反应CuSO 45H2O(S)=CuSO 43H2O(S)2H2O(G)的部分减压为6.053千帕。(1)计算反应的标准平衡常数KP 1和反应的标准平衡常数KP2；(2)由碳酸氢钠、碳酸钠、硫酸铜和硫酸铜组成的系统在该温度下达到同时平衡时的压力。4.(NH4) 2SO4-H2O体系在标准压力下的相图如下(代表质量分数)。(1)图中各区域的自由度分别为P 多少？并解释有哪些独立变量。(2)EF线、EM线和E点分别代表什么？你有多少自由度？单独解释自变量是什么？(3)通过绘图和计算，在20时将将80g(NH4)2SO4与20g H2O混合，平衡后系统中存在哪些阶段？每个阶段的组成是什么？每个阶段的质量如何？5.标准压力，368.5K，正交硫向单斜硫的可逆相变吸热402焦耳/摩尔。在298-369K范围内，斜向硫转化为单斜向硫的CP，m=(0.3562.7610-3T) (J.K-1.mol-1)。请说明斜向硫转化为单斜向硫的GM与该温度范围内的温度之间的关系，并计算和解释两种元素硫在298.2K标准压力下的稳定性。首先，填空(每题2分，共20分)1.如果两个热力学系统都与第三个系统处于热平衡，那么这两个系统也必须彼此处于热平衡。2、S=k ln3、T4、5:3(偏摩尔吉布斯自由能)6、蒸汽压下降、沸点上升、冰点下降和渗透压下降7、0.111；1.11109Pa28.纯水和恒沸混合物9、36810.向右移动二、选择题(每题2分，共30分)C A C D A B D C A A A B D C B三、回答问题(每题10分，共50分)(1)w=-pv(1)-v(g)PV(g)=nrt=(28.314373)j=6.20k J1Q= h=2258千焦/千克18.010-3千克/摩尔2摩尔=-81.2千焦每1分钟U=Q W=(6.20-81.2)kJ=-75.0 kJ 1分s=QR/t=-81.2103j/373k=-218j/k1A=WR=6.20千焦1分 g=0.1分(2)由于状态函数的变化量仅取决于初始和最终状态，因此它与变化路径无关。所以U、H、S、A和G都等于(1)。3分2.解：(1)根据道尔顿分压定律和拉乌尔定律，p总和=PA PB=PA*xA PB*xB所以50.66千帕=1/3帕* 2/3帕* 270.93千帕=4/6千帕* 2/6千帕* 2分这两个方程可以同时得到：帕*=91.20千帕1铅*=30.39千帕1分钟(2)yA=PA/P总计=PA*xA/(PA*xA PB*xB)=91 . 200 . 5/(91 . 200 . 5 30 . 390 . 5)=0.753分YB=1- yA=0.25 13.解决方案：(1) KP 1=(P1/2)/(P ) 2=(3999帕/2)/(105帕) 2=3.99810-42分钟KP 2=(P2/P ) 2=(