中南大学20151物理化学物化考试解答

1、一、选择题（本题,20,分，每小题,2,分,1,下列说法不正确的是,A,体系状态确定后，状态函数都确定,B,体系状态改变了，状态函数一定改变,C,状态函数改变了，体系状态一定改变,D,状态函数不确定，体系的状态不能确定,2,公式,H,Q,p,适用于下列过程中的,A,273,K,101325,Pa,下冰融化成水,B,298,K,101325,Pa,下电解,CuSO,4,水溶液,C,理想气体从,1013250,Pa,反抗恒外压,101325,Pa,D,理想气体从状态,等温可逆变化到状态,3,1,mol,水在,373.15,K,p,下向真空蒸发成,373.15K,p,的,水蒸气，该过程,A,G,0,

2、为非自发过程,B,G,0,为自发过程,C,G,0,为自发过程,D,G,0,为非自发过程,4,体系经历一个不可逆循环后,A,体系的熵增加,B,体系吸热大于对外作功,C,环境的熵一定增加,D,环境的热力学能减少,5,某单组份系统的,V,m,l,V,m,s,fus,H,m,可是视为常数且大,于零，当压力升高时，其熔点将,A,降低,B,升高,C,不变,D,不确定,6,在等温、等压下，溶剂,A,和溶质,B,形成一定浓度的稀溶液,采用不同的参考态时，则,A,溶液中,A,和,B,的活度不变,B,溶液中,A,和,B,的活度系数不变,C,溶液中,A,和,B,的参考态化学势不变,D,溶液中,A,和,B,的化学势值

3、不变,7,恒温恒压下将纯液体,A,和纯液体,B,混合形成理想溶液，则,A,mix,G,m,0,mix,H,m,0,mix,S,m,0,mix,V,m,0,B,mix,G,m,0,mix,H,m,0,mix,S,m,0,mix,V,m,0,C,mix,G,m,0,mix,H,m,0,mix,S,m,0,mix,V,m,0,D,mix,G,m,0,mix,H,m,0,mix,S,m,0,mix,V,m,0,8,在相同温度下，有下列二反应,C,表示溶解在铁液中的碳,C,石墨,+ CO,2,g) = 2CO(g) C + CO,2,g) = 2CO(g,当达到平衡时，两反应的,r,G,m,的关系，及,

4、r,G,m,的关系为,A,B,C,D,9,已知,FeO(s,C(s,CO(g,Fe(s,反应的,r,H,m,0,r,S,m,0,并设,r,H,m,和,r,S,m,不随温度而改变，欲使反应正向,进行，则一定是,A,高温有利,B,低温有利,C,与温度无关,D,与压力无关,m,2,r,m,1,r,G,G,m,2,r,m,1,r,G,G,m,2,r,m,1,r,G,G,m,2,r,m,1,r,G,G,m,2,r,m,1,r,G,G,m,2,r,m,1,r,G,G,m,2,r,m,1,r,G,G,m,2,r,m,1,r,G,G,10,下列说法正确的是,A,溶液的化学势等于溶液中各组分的化学势之和,B,对

5、于纯组分，其化学势等于其自由能,C,在恒温恒压条件下，对于组成确定的溶液，溶液中各组元,的化学势有确定值,D,化势是偏摩尔吉布斯自由能,也是,i,G,i,U,i,H,i,A,二、填空题（本题,20,分,1,2,分）理想气体从相同始态分别经绝热可逆膨胀和绝热不可,逆膨胀到达相同的终态压力，则终态的温度,T,可逆,T,不可逆,过程的焓变,H,可逆,H,不可逆,填,，,，,2,2,分）常温下氧气的焦,汤系数,J-T,为正值，氧气经节流膨,胀后，温度,降低,填“升高,降低”或“不变”,3,每空,2,分，共,4,分）化学反应在恒压条件下进行时，反应热,效应,r,H,m,随温度变化的关系式为,或,若,C,

6、p,0,温度升高，则放热反应的放热量,将,增加,填“增加”或“减小”,p,C,T,H,m,r,2,1,d,1,m,r,2,m,r,T,T,p,T,C,T,H,T,H,4,每空,1,分，共,2,分）在温度,T,时，纯液体,A,的饱和蒸汽压为,p,已知在大气压力下的凝固点为,T,f,当,A,中溶入少量,B,而形成稀溶,液,B,不溶于固态,A,中）时,T,f,T,f,p,p,填,，,5,2,分）某纯物质在恒温下，当升高压力时，其化学势,变高,填“变高”，“变低”或“不变,6,2,分）反应,A(s,3B(g,2C(s,4D(g,在密闭容器中达,平衡后，发生下列过程，若加入不与,A,B,C,D,反应的惰

7、性,气体,E,则平衡向,左,移动。（填,左”或“右,7,2,分）恒压下反应,PCl,5,g,Cl,2,g,PCl,3,g,在,480,K,达到平衡时,PCl,5,g,的离解度为,0.488,580K,达到平衡时,离解度增至,0.980,则该反应为,吸,热反应,8,每空,1,分，共,4,分,298K,时，在有,C(s,CO(g,CO,2,g,H,2,g,H,2,O(l,和,O,2,g,平衡共存的体系中，若不考虑产生其,它新的物种，平衡体系在的独立的化学反应数,R,3,组分,数,C,3,相数,3,自由度,f,1,三,18,分,5,mol,双原子理想气体，从,101325,Pa,328.2,L,的始

8、态出发，沿,pT,常数的途径（即体系在变化过程中始终,有,pT,常数）可逆压缩至末态压强为,202650,Pa,试求,末态的温度,此过程的,W,和,Q,及经此过程，体系的,U,H,和,S,解,1,始态温度,2,分,末态温度,2,分,K,800,314,8,5,10,2,328,101325,3,1,1,1,nR,V,p,T,K,400,202650,800,101325,2,1,1,2,p,T,p,T,2,双原子理想气体,C,V,m,2.5,R,C,p,m,3.5,R,2,分,则,U,nC,V,m,T,5,2.5,8.314,400,800,41570J,41.57kJ,2,分,H,nC,p,

9、m,T,5,3.5,8.314,400,800,58198J,58.20kJ,2,分,S,nC,p,m,ln,T,2,T,1,n,R,ln,p,1,p,2,5,3.5,8.314,ln(400/800,5,8.314,ln(101325/202650,129.66,J,K,1,2,分,V,T,K,V,p,W,d,d,K,T,nRT,V,K,nRT,p,nRT,V,d,2,d,2,T,K,nRT,T,K,V,T,K,W,d,d,2,又,2,分,pT,K,J,33256,800,400,314,8,5,2,2,T,nR,2,分,W,33.26,kJ,2,分,Q,U,W,41.57,33.26,74

10、.83,kJ,2,分,四,10,分）水的蒸气压与温度的关系如下,其中,A,为一常数，其值决定于,p,所取的单位。问,水的摩尔蒸发焓是多少,将,10g,水置于温度为,323,K,体积为,10,dm,3,的真空容器中,液态水尚存多少克,解：,1,将水的蒸气压与温度的关系式,与,克克方程,对比可知水的摩尔蒸发焓为,2,分,K,2121,Pa,lg,T,A,p,C,T,R,H,p,1,ln,m,vap,T,A,p,2121,lg,1,2,m,vap,mol,kJ,61,40,2121,303,2,O,H,R,H,2,设,323K,时水的饱和蒸汽压为,p,又已知水在,373K,时饱,和蒸汽压为,1013

11、25Pa,1,分,代入题给方程可得,2,分,解得,323K,时水的饱和蒸汽压为,p,13350Pa,1,分,在题给,10,dm,3,容器中，此时水蒸汽的质量为,2,分,则液态水质量为,W,l,W,W,g,10,0.895,9.10,g,2,分,373,1,323,1,2121,101325,lg,p,g,895,0,18,323,314,8,10,10,13350,3,O,H,g,2,M,RT,pV,W,五,10,分,将,2.22,克非挥发性物质,B,B,的摩尔质量为,0.1101,kg.mol,1,溶于,100,克纯水中，溶液的沸点升高,0.105,K,若向,此溶液中再加入,2.16,克另一

12、未知摩尔质量的物质,C,溶液的沸,点将再升高,0.107,K,试求,水的沸点升高常数,K,b,物质,C,的摩尔质量,水的摩尔,蒸发热,vap,H,m,解,1,m,B,W,B,M,B,W,水,0.00222/(0.1101,0.1,0.202,mol,kg,1,2,分,则水的沸点升高常数,K,b,为,K,b,T,b,m,B,0.105/0.202,0.5207,K,kg,mol,1,3,分,2,C,物质的摩尔质量为,M,C,K,b,W,C,T,b,W,水,0.5207,0.00216/(0.107,0.1,0.105,kg.mol,1,2,分,3,K,b,R,T,B,2,M,水,vap,H,m,

13、vap,H,m,R,T,B,2,M,水,K,b,R,373.15,2,0.01802/0.5207,40063,J.mol,1,3,分,六,10,分）已知反应,N,2,O,2,g,2NO(g,在,333K,p,下,达到平衡时,N,2,O,2,g,有,50,离解，在,373K,p,下达到平衡,时,N,2,O,2,g,有,79,离解。设反应的,C,p,0,试计算,反应的标准平衡常数,K,p,和离解热,r,H,m,在,373,K,p,下，反应的,K,c,解,设反应初始只有,1mol,的,N,2,O,2,g,平衡分解率为,则有,N,2,O,2,g,2NO(g,B,1,1,分,t,0,1,0,t,t,e

14、,1,2,平衡时体系中总物质量,n,T,1,2,1,1,分,又,p,p,则标准平衡常数,K,p,为,2,分,所以,T,333K,时,1,分,T,373K,时,1,分,由于,C,p,0,所以由化学反应等压方程式得,2,分,2,2,2,1,4,1,2,1,p,p,K,n,p,p,K,n,p,B,T,333,1,5,0,1,5,0,4,2,2,1,p,K,641,6,79,0,1,79,0,4,2,2,2,p,K,1,1,2,1,2,2,1,47,41457,333,1,641,6,ln,40,373,333,314,8,ln,mol,J,m,r,p,p,K,K,T,T,T,RT,H,3,99,21

15、6,373,314,8,101325,641,6,m,mol,B,RT,p,K,RT,p,K,K,p,p,c,2,分,T,K,A,B,x,B,0.2,0.4,0.6,0.8,T,K,H,G,P,D,Q,M,N,a,七,12,分,A,B,二组元的凝聚态相图如下图所示,1,请写出各相区稳定存在的相,2,画出体系从,M,点降温至,N,点,的步冷曲线示意图,3,在体系从,M,点降温至,N,点的,过程中，当体系点刚到,a,点时,体系中存在的是哪两相？请建共,存两相的物质的量,n,之间的关系,式。而在体系刚完成包晶反应时，体系中存在的又是哪两相,解,每一相区,1,分，共,6,分,A-B,熔体单相区,固溶体,s),熔体,l,的两相区,固溶体,s,单相区,固溶体,s,熔体,l,的两相区,固溶体,s,固溶体,s,的两相区,固溶体,s,单相区,T,K,A,B,x,B,0.2,0.4,0.6,0.8,T,K,H,G,P,D,Q,M,N,a,T,K,时间,坐标系,1,分,转折,3,个,平台,1,个,各,0.5,分，共,3,分,T,