西南科技大学2012-2013下半学年物理化学A1期末考试试题(学生命题)

西南科技大学2012-2013第二学期物理化学A1期末考试试题一、选择题（共20个小题，每题1分）1. 已知NO和Cl2的临界参数为Tc.NO=177k,Pc.NO=6.4x105pa,Tc.Cl2=550K,Pc.Cl2=4.5x105pa,判断两种气体a、b的大小（ ）Aa(NO)a(Cl2)、b(NO)b(Cl2)Ba(NO)a(Cl2)、b(NO)b(Cl2)Ca(NO)b(Cl2)Da(NO)a(Cl2)、b(NO)b(Cl2)2.在289时，有2molN2（ ），始态体积为15dm3,保持温度不变，经可逆膨胀到终态，体积为50dm3，该过程中U、H、W和Q值 分别为（ ）A. U=0，H=-5965.9J，W=-5965.9J，Q=5965.9JB. U=-5965.9J，H=0，W=0，Q=-5965.9JC. U=0，H=0，W=-5965.9J，Q=5965.9JD. U=0，H=0，W=5965.9J，Q=-5965.9J3.理想气体经Joule实验后，气体的U和H值将（ ）AU=0，H0BU0，H0CU0，H=0DU=0，H=04.在含有C（s）、CO（g）、CO2（g）、O2（g）和H2O（g），五个物质的平衡系统中，其独立组分数为（ ）A3 B.2 C.1 D.45.合成氨反应N2（g）+3H2（g）=2NH3（g），达到平衡后加入惰性气体，且保持系统温度总压不变（气体为理想气体），则（ ）A.N(N2)减少,N(H2)减少,（NH）增加，Kp不变B.N(N2)减少,N(H2)减少,（NH）增加，Kp增加C.N(N2)不变,N(H2)不变,（NH）不变，Kp不变D.N(N2)增加,N(H2)增加,（NH）减少，Kp不变6.在413K时，纯A（I）和纯（）的蒸汽压分别为125.24kpa和66kpa,两种液体能形成理想混合液在101.33kpa沸腾，理想也太混合物的组成成分（ ）AXA=0.5957,XB=0.4043 B. XA=0.5892,XB=0.4108 C. XA=0.5346,XB=0.4654 D. XA=0.5109,XB=0.4043 7.理想气体向真空膨胀，则（ ） A、U=0，S=0，G=0 B、U0，S0，G0 C、U0，S0，G0 D、U=0，S0，G08.在298K已知2CO+O22CO2，rGm为514.2KJ.Mol-1，则rAm（ ） A、rAm= 514.2KJ.Mol-1 B、rAm=0 C、rAm514.2KJ.Mol-1D、rAm514.2KJ.Mol-19.使一过程时A=0，应满足条件（ ） A、绝热可逆过程 B、恒容绝热且不做非体积功过程 C、恒温恒压且不做非体积功可逆过程 D、 恒温恒容且不做非体积功可逆过程10.可逆机的效率最高，在其他条件相同的情况下假设由可逆机牵引火车，其速度将（ ）A.最快 B.最慢 C.中等 D.不确定11.保持压力不变，在稀溶液中溶剂的化学势随温度降低而（ ） A.降低 B增大 C不变 D不确定12.反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，在600、100kPa下达到平衡后，将压力增大到 5000kPa，这时各气体的逸度系数为(CO2)=1.09、(H2)=1.10、(CO)=1.23、(H2O)=0.77。这时平衡点应当：（ ）A.保持不变 B.无法判断C.移向右方(产物一方)D.移向左方(反应物一方)。13.下列各系统中属于独立子系统的是（ ）A.绝对零度的晶体 B.理想液体混合物 C.理想气体混合物 D.纯气体14.对于一定量的理想气体，可能发生的过程是（ ）（1）对外做功且放出热量（2）恒容绝热升温且无非体积功（3）恒压绝热膨胀（4）恒温绝热膨胀A（1），（4） B（2），（3） C（1），（3） D（2），（4）15.对于组成不变的封闭系统，则应为（ ）A -S B V C T D V16.在383 K,101 325 Pa下，1 mol过热水蒸气凝聚成水，则则系统、环境及总的熵变为（ ）A S系0，S环0，S总0B S系0，S环0，S总0C S系0，S环0，S总0D S系0，S环0，S总017. 对于理想气体，焦耳-汤姆逊系数（ ） A. 小于0 B.大于0 C. 等于0 D. 不确定18.物质的量为n的单原子理想气体等压升高温度，从T1至T2，U=( ) A. nCp,mT B. nC v,mT C. nRT D. nRln(T2/T1)19.在二组分双液T-x(或 p-x)相图中，状态点由单相区进入两相区时，体系的自由度( )A. 增加 B. 减少 C. 不变 D. 不确定20. 下列过程中S为负值的是（ ）A.液态溴蒸发成气态溴 B. SnO2(S)+2H2(g)=Sn(s)+2H20(l)C.电解水生成H2和O2 D.公路上撒盐使冰融化二、填空题（共14题，每空1分）1.给自行车打气时，把气筒内的空气作为系统，设气筒,橡皮管和轮胎均不导热，则该过程Q_0(填“大于”、“等于”或“小于”)。 2.绝热系统或隔离系统达到平衡时， 最大，等温、等压不做非膨胀功的条件下，系统达到平衡时_ 最小。 3.已知反应 C（g）+ O2（g）CO2（g） rHm0 若该反应在恒容、绝热条件下进行，则U_ 0 , T_ 0 , H_0(填“大于”、“等于”或“小于”)。4.1mol理想气体在温度T时，从10dm3恒温可逆膨胀，若某熵变为57.6KJmol-1。则其终态的体积为_。5.已知反应NH2COONH4（s）= 2NH3(g）+C02（g)在303K平衡常数K=6.55X10-4，则此时NH2COONH4（s）时分解压力约为_。6.理想气体A(g)+2B(g)=C（g)达到平衡，当T不变P，则反应平衡常数K_（填增大，变小，不变），平衡_移动(填向右，向左或不变)。7.真空中，NH4CL（s）=NH3+HCL（g）达到某一温度到分解平衡，则系统组分数C=_,相数=_，自由度=_。8.将空气通过红热的焦炭制备发生炉煤气，若有92%的氧变为CO，其余的变为CO2,在同温同压下,每通过一单位体积的空气可产生发生炉煤气的体积为_。9.2mol理想气体B，在300K时等温膨胀，W=0时体积增加一倍，则其S(JK-1)为_。10.一定物质的量的某种实际气体，向真空绝热膨胀之后，系统的p与V之积变小，温度降低，则此过程的S_0(填“大于”、“等于”或“小于”)。11.将NH4Cl固体置于一抽空的容器中发生分解反应，今控制温度为298 K，达到分解平衡后，系统的自由度数为_。12.在一定温度下，CaCO3(s)，CaO(s)及CO2(g)的平衡系统压力为p，已知它们之间存在着反应CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)，若向该平衡系统中加入CO2(g)，当重新达到平衡时，系统的压力将_(填“变大”、“变小”或“不变”)13. 5mol某理想气体由27C,10kPa恒温可逆压缩到100kPa，则该过程的Q=14. 2mol物质A和3mol物质B在等温等压下混合形成液体混合物，该系统中A和B的偏摩尔体积分别为1.7910-5m3/mol,2.1510-5m3/mol,则混合物的总体积为三、判断题（共20题，每题0.5分）1. 气缸内有一定的理想气体，反抗一定外压做绝热膨胀，则H=QP=0。 （ ）2. 绝热循环过程一定是可逆循环过程。 （ ）3. 反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)，因为反应前后分子数相等，所以无论压力如何变化，对于平衡均无影响。 （ ）4. 在分子配分函数的表达式中与压力有关的是电子运动的配分函数。 （ ）5. 绝热过程，只要系统变化的始终态相同。那么变化过程的功就一定相同。 （ ）6. 把水箱全套放置在室内然后打开冰箱，让冰箱的制冷机运转，整个室温下降。 （ ）7. 分子能量零点的选择不同，所有与的热力学函数值因此发生改变。 （ ）8. 当系统向环境传热时(Q0的反应一定不能进行。 （ ）10.两瓶不同种类的理想气体，如果他们的平均平动能相同，密度相同，则他们的压力也相同。 （ ）11.状态固定后，状态函数也一定，反之亦然。 （ ）12.熵增加过程都是自发过程。 （ ）13.溶液的化学势等于溶液中各组分的化学势之和。 （ ）14.纯水在临界点呈雾状，气液共存，两相平衡，根据相律（ ）15. Dalton分压定律适用于任何气体。 （ ）16.恒温过程一定是可逆过程。 （ ）17. Cp恒大于Cv。 （ ）18.若A、B两液体完全不互溶，那么当有B存在时，A的蒸气压与系统中A的摩尔分数成正比。 （ ）19.对于纯组分，则化学势等于其自由能。 （ ）20. 溶液的化学势等于溶液中各组分的化学势之和。 （ ）四、计算题（共5题，每题6分）1.在一个带有活塞的绝热装置中，盛有298 K，1 mol的氮气，活塞上的压力为300 kPa，突然将活塞上的压力降至100 kPa，气体膨胀，试计算氮气在膨胀过程中的U，H。已知氮气的CV,m=20.71 Jmol1K-1。2.在10g的水中加入1g 273.2k的冰，求该过程的Q，W，U，H，S的值各位多少？已知冰的熔化热为6025J.mol-1,水的热熔Cp,m=75.31J.mol-1.k-13. 1mol单原子理想气体，由298K、5P的始态膨胀到压力为p的终态，经过下列途径：等温可逆膨胀；外压恒为p的等温膨胀；绝热可逆膨胀；计算各途经的Q、W、U、H、S、A与G。已知Sm(298K)=126JK-1mol-14. 在300K时，液态A蒸气压为37.33KPA，液态B蒸气压为22.66KPA，当2molA与2molB混合，液体上的蒸气压为50.66KPA，在蒸气中A的摩尔分数为0.6，求（1）溶液中，A、B活度及其活度系数。 （2）mixG ？5. 酚水体系在60C分成两液相，第一相含16.8%（质量分数）的酚，第二相含44.9%的水。（1） 如果体系中含90g水和60g酚，那么每相重量为多少？（2） 如果要使含80%酚的100g溶液变浑浊，必须加水多少克？五、证明题（5分）1、已知某种气体的状态方程为pVm=RT+ap(a0)试证明此种物质不能作为电冰箱的工作介质。六、相平衡（15分）NaClH2O二组分体系的低共熔点为-21.1，此时冰、NaCl2H2O(s)和浓度为22.3(重量百分数)的NaCl水溶液平衡共存，在-9时有一不相合熔点，在该熔点温度时，不稳定化合物NaCl2H2O分解成无水NaCl和27的NaCl水溶液，已知无水NaCl在水中的溶解度受温度的影响不大(当温度升高时，溶解度略有增加)。(1)请绘制相图，并指出图中线、面的意义；(2)若在冰水平衡体系中加入固体NaCl作致冷剂可获得最低温度是几度？(3)若有1000 g28的NaCl溶液，由160 冷到-10 ，问此过程中最多能析出多少纯NaCl？答案一、选择题题号1234567891011121314151617181920答案DCCADADDBBBDCABDCBBB二、填空题1.=2.熵值，自由能3., , 4.20dm35.16.617KPa6.不变，向右7.1， 2， 08. 1.1932m3 9. 11.5210.大于11.012.不变13.、-28.72kJ14. 1.00310-5m3三、判断题1.错 2.正确 3.错 4.错 5.对 6.错 7.错 8.错 9.错 10.错11.对 12.错 13. 错 14.错 15.错 16.对 17.错 18.错 19.错 20.错四计算题1.解：设膨胀后氮气的温度为T2。 W =外V （1）U = （2）绝热过程中，Q=0，W=U，即外( ) =+=代入数据解得T2 = 241 K，代入（2）式得U = =1 mol20.71 Jmol1K-1(298 K 241 K)=1180.47 JH =U+（pV）= U+T =1180.47 J+1 mol8.314 Jmol1K-1(298 K 241 K)=1654.37 J2.解答：以10g水和1g冰为系统，设热量不传递到环境，并设终温温度为T。 N冰fusHm + N冰Cp,m(T-273.2k)=N冰Cp,m(373.2k-T) 1 18mol X 6025J.mol-1 + 11 8mol X 75.31J.mol-1.k-1 X (T-273.2K)= 10 18mol X 75.31J.mol-1.k-1 X (373.2k-T) T=356.8k Q=0 W=-PV=0 U=Q+W=0 H=U+ PV=0 S=S1+S2+S3 =N冰fusHmTf+ N冰Cp,m ln(T Tf) + N水Cp,mln(T Tb) = (1 18mol)X6025J.mol- 1273.2k+ (1 18mol) X 75.31J.mol-1.k-1X ln(356.8k 273.2k)+ (10 18mol) X 75.31J.mol-1.k-1X ln(356.8k 373.2k) = 0.4618J.k-13. 解：（1）等温过程：U=H=0 Q=W=nRT ln=18.314298ln5=3987.5 J ; W=3987.5 J S=13.38 JK-1 A=G=3987.5 J (2) U=H=0 Q= W=P(V2V1)=RT=8.14 298(1-5)=1982S =nR ln=13.38 JK-1 A=G=3987.5 J(3) =5/3, T2=T1=2985-2/5=156.8KU=nCV,mT=3/2R (156.8-298)= 1761J Q=0 H=nCP,mT=5/2R(156.8-298)= 2934J W=U=-1761J S =0, S1S2=S(298K) Rln=126Rln5=112.6 JK-1 A=US(T2T1)=1761112.6(156.8298)=14318 JG=HS(T2T1)=2934112.6(156.8298)=12965 J4. 解：（1）由Raoult定律，分压定律得 PA=PA* aA PA=P总yA则 aA=P总yAPA* =50.660.637.33=0.8142 aB=P总yBPB*50.660.0422.66=0.8943(2) mixG=n1RTlna1+n2RTlna2 =28.314300ln0.814228.31