物理化学①试卷答案

1、考生考试诚信承诺书在我填写考生信息后，表示我已阅读和理解龙岩学院考试纪律与违纪处分办法的有关规定，承诺在考试中自觉遵规守纪，如有违反将接受处理；我保证在本科目考试中，本人所提供的个人信息是真实.准确的。考生签名： 息考生信栏 院（系） 班级 姓名 学号 装订线化学与材料学院物理化学（上）试卷答案试卷类别： 开卷（ ）闭卷（ ）考试用时： 120 分钟考试时间： 2012 年 1 月 6 日 上 午考试地点： 文（ ） 题号分数评卷人一二三（1）三（2）注意事项1.学生的院（系）别.专业.班级.姓名.学号必须填写在考生信息栏内指定的位置。2.学生在考试之前必须填写考试时间和地点。3.答题字迹要清

2、楚，并保持卷面清洁。三（3）三（4）三（5）总分复核人息考生信栏 院（系） 班级 姓名 学号 装订线一、选择题（共20小题，每题2分，共40分）把正确选题项序号填入括号内11 mol单原子分子理想气体，从始态p1= 202650 Pa，T1= 273 K沿着p/V=常数的途径可逆变化到终态为p2=405300 Pa 则H为: ( A ) A17.02 kJ B-10.21 kJ C-17.02 kJ D10.21 kJ 2H2和O2在绝热钢瓶中生成水的过程： ( B ) AH = 0 B U = 0 C S = 0 DG = 0 3理想气体恒压膨胀，其熵值如何变化？ ( B ) A不变 B增大

3、 C减小 D不能确定 4在N2和O2混合气体的绝热可逆压缩过程中，下列结论中正确的是: ( C ) AU = 0 BA = 0 CS = 0 DG = 0 5用 1 mol 理想气体进行焦耳实验（自由膨胀），求得 S = 19.16 J·K-1，则体系的吉布斯自由能变化为： ( B ) AG = 19.16 J BG < 19.16 J CG > 19.16 J DG = 0 6恒压下纯物质当温度升高时其吉布斯自由能： ( A ) A上升 B下降 C不变 D无法确定 7在下列状态变化中，哪些可以应用公式dU=TdS-pdV ? ( C ) ANO2气体缓慢膨胀，始终保持化

4、学平衡NO2=NO+O2 BNO2气体以一定速度膨胀，解离出来的NO+O2总是落后于平衡组成 CSO3气体在不解离为SO2+O2的条件下膨胀 D水在-10时等温结冰 8把下列化学势与偏摩尔量区别开来： ( C ) (1) (S/nB )T,p,nc (2) (H/nB)S,p,nc (3)(U/nB)T,V,nc (4) (A/nB)T,V,nc A(1)、(4) 偏摩尔量；(2)、(3) 化学势 B(1) 偏摩尔量；(2) 化学势； (3)、(4) 都不是 C(1) 偏摩尔量；(2)、(4) 化学势；(3) 都不是 D(2) 化学势；(3)、(4) 偏摩尔量；(1) 都不是 9298K，p的

5、N2气状态和323K，p的N2气状态各一瓶，问哪瓶N2气的化学势大? ( D ) A()> () B()< () C()= () D不可比较 101mol某未知理想气体在298.15K经绝热可逆膨胀使其摩尔体积增加了0.2倍，而温度降至277.18K，其内能的改变值 ( A ) A-52.4R B-31.4R C-73.4R D-20.9R11两只烧杯各有1 kg水，向A杯中加入0.01 mol 蔗糖，向B杯内溶入0.01 mol NaCl，两只烧杯按同样速度冷却降温，则有： ( A ) AA 杯先结冰 BB 杯先结冰 C两杯同时结冰 D不能确定 12主要决定于溶解在溶液中粒子的数

6、目，而不决定于这些粒子的性质的特性叫 ( B ) A一般特性 B依数性特征 C各向同性特性 D等电子特性 13含有非挥发性溶质B的水溶液，在101325 Pa下，270.15 K时开始析出冰，已知水的Kf=1.86 K·kg·mol-1，Kb=0.52 K·kg·mol-1，该溶液的正常沸点是： ( C ) A370.84 K B372.31 K C373.99 K D376.99 K 14氯仿(1)和丙酮(2)形成非理想液体混合物，T时测得总蒸气压为29398 Pa，蒸气中丙酮的物质的量分数y2=0.818，而该温度下纯氯仿的饱和蒸气压为29571Pa

7、，则在溶液中氯仿的活度a1为： ( C ) A0.500 B0.823 C0.181 D0.813 15某溶质溶于某溶剂中形成溶液时，若采用不同的标准浓度，则下列说法中正确的是： （D） A溶质的标准态化学势相同 B溶质的活度相同 C溶质的活度系数相同 D溶质的化学势相同 16在等温等压下，当某一反应的rGm= 5 kJ·mol-1时，该反应能否进行？ ( C ) A能正向自发进行 B能逆向自发进行 C不能判断 D不能进行 17在温度为T、压力为p时，反应3O2(g) =2O3(g) 的Kp与Kx的比值为： ( D ) ART Bp C(RT)-1 Dp-1 息考生信栏 院（系） 班

8、级 姓名 学号 装订线息考生信栏 院（系） 班级 姓名 学号 装订线18硫酸与水可形成H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)、H2SO4·4H2O(s)三种水合物，问在101325 Pa A3 种 B2 种 C1 种 D不可能有硫酸水合物与之平衡共存。 19某实际气体反应，用逸度表示的平衡常数Kf 随下列哪些因素而变： ( C ) A体系的总压力 B催化剂 C温度 D惰性气体的量 20理想气体反应N2O5(g) = N2O4(g) +O2(g)的rH m 为41.84 kJ·mol-1，Cp= 0，试问增加 N2O4平衡产率的条件是： (

9、A ) A降低温度 B提高温度 C提高压力 D等温等容加入惰性气体 二、填空题 ( 共5题，每题2分，共10分 )1选择“”，“”，“”中的一个填入下列空格：理想气体恒温可逆压缩，U = 0，H = 0。 2有个学生对理想气体的某个公式记得不太真切了，他只模糊地记得是(S/X)y= -nR/p，按你的看法，这个公式的正确表达式中，X应为 p ，y 应为 T 。 3298 K，p下，1 mol甲苯与1 mol苯混合形成理想溶液，则mixH = 0 ，mixS = 11.53J·K-1 。 4反应CO(g) + 2H2(g)=CH3OH(g) 在300，1013.25 kPa压力下进行，

10、按理想气体反应处理时，其平衡常数Kc=10 mol-2·dm6，则Kx= 0.452 。 5对于理想气体的化学反应 (lnKc/p)T= 0 ； (lnKx/p)T =。 三、计算题（共5小题，共50分）1(本题12分) 4mol某理想气体，其=2.5R，由始态600K，1000kPa依次历经下列过程：（1）反抗600kPa恒定的外压，绝热膨胀至平衡态；（2）再恒容加热至800kPa；（3）最后绝热可逆膨胀至500kPa的末态。试求整个过程的Q，W，U，H，S。解: （1）（T1=600K，p1=1000kPa）（p2=pe=600kPa，） 绝热，Q1=0，U1=W1 （0.5分)

11、 U1=n(T2-T1)=10R(T2-T1) W1=-pe(V2-V1)=-p2=2.4RT1-4RT2 10R(T2-T1)=2.4RT1-4RT2，10(T2-T1)=2.4T1-4T2 14T2=12.4T1，T2=531.43K （1分) W1=10R(T2-T1)=10×8.314×(531.43-600)=-5701J （0.5分) （2）（T2=531.43K，p2=600kPa）（T3=?，p3=800kPa） 恒容，W2=0，U2=Q2，K (1分) Q2=U2=n(T3-T2)=4×2.5×8.314×(708.57-53

12、1.43)=14727J （1分) （3）（T3=708.57K，p3=800kPa）（T4=？，p4=500kPa） 绝热可逆，Q3=0 （0.5分） 理想气体绝热可逆过程方程式：T3p31-=T4p41-，=Cp,m/Cv,m=3.5R/2.5R=1.4 （0.5分） 619.53K （1分） W3=U3=n(T4-T3)=4×2.5×8.314×(619.53-708.57)=-7403J （1分)总过程： Q=Q1+Q2+Q3=Q2=14727J (1分) W=W1+W2+W3=W1+W3=-5701-7403=-13104J (1分) U=nCv,m(T

13、4-T1) =4×2.5×8.314×(619.53-600)=1624J （1分） H=nCp,m(T4-T1) =4×3.5×8.314×(619.53-600)=2273 J （1分） =3.73+23.05=26.78J·K-1 （1分）息考生信栏 院（系） 班级 姓名 学号 装订线2(本题8分) 光气（COCl2）是一种具有烂苹果气味的无色气体，其毒性比氯气大10倍。1951年侵朝美军曾在朝鲜半岛投下光气炸弹，造成数百人死亡和数千人中毒。 已知：100时，光气分解反应：COCl2(g) = CO(g) + Cl2(

14、g)的Sm=125.6J·K-1·mol-1，K=8.1×10-9.求：（1）100，总压为200 kPa时COCl2(g)的解离度； （2）100，上述分解反应的Hm； （3）总压为200 kPa时，若使COCl2(g)的解离度达0.1%的温度为多少？（设rCp,m=0） 解：（1） COCl2(g) = CO(g) + Cl2(g)起始/kPa: pA 0 0平衡/kPa: pA(1-) pA pA (1分) p=pA(1+)= 200kPa，= (1分) ， (1分)(2) rGm= -RT ln K =rHm- TrSm (1分) rHm= 373.15&

15、#215;125.6-8.314×373.15×ln(8.1×10-9)=105.0 kJ·mol-1 (1分)(3) ， (1分) ，T2=446 (2分)3(本题12分) 工业生产中有时需要结晶与蒸馏联合运用方可得到纯净物质，已知A和B二组分形成的液态互溶、固态完全不互溶的气、液、固相图如下： (1) 标出1、2、3、4、5、6相区内的稳定相； (2) 图中、五条线的名称各是什么？ (3) 画出系统点a的冷却曲线，并描述过程中的相变化 (4) 现工业中由化学反应只能得到状态为b的混合物。据相图，要得到纯B和纯A应如何操作？ 解:（1）1-气相；2-气

16、相和液相；3-液相；4-SA和液相；5-SB和液相；6-SA和SB（3分） （2）-气相线；-液相线；-A的凝固点降低曲线；-B的凝固点降低曲线；-SA、SB和溶液的三相线或低共熔线（2.5分）（3） 系统点a的冷却曲线：（2.5分） 气相降温至第一拐点，开始有液相产生；降温至第二拐点， 气相消失； 降温至第三拐点，析出固体A； 到达三相线，开始析出固体B，并保 持温度不变，至液相消失，温度继续下降。（4）首先将系统点为b的液体混合物冷却至SB+L两相区内，有一定量纯SB析出，过滤得到SB； 将滤液升温至g+L两相区内，即进入蒸馏塔内，塔顶气相中B的含量增大，气相再冷却至 SB+L 两相区，又

17、可有SB析出； （2分） 塔底液相中A的含量增大，液相再冷却至SA+L两相区，可有SA析出，过滤得到SA。 合并两次滤液升温至g+L两相区内，重复以上操作，即可分离出SA和SB。 （2分） 结晶和蒸馏联合操作，比单纯用蒸馏方法能耗低，而且也可避免因高温使A或B组份分解。 4(本题10分)若某实际气体的状态方程可用表示，式中b只是与气体性质和温度有关的常数，若该气体定温下由p1可逆变化为p2，试推导出过程的W、Q、U、H、A、S及G与T、p的关系式。解：等温可逆，（2分）dU=TdS-pdV， （2分）息考生信栏 院（系） 班级 姓名 学号 装订线 故U仅是温度T的函数，即U=0，Q=-W= （1分） ，G= （1分） ，A= （1分） ，S= （2分）H=U+(pV)=nb(p2-p1) （1分）5(本题8分)已知在温度T时纯A(l)和纯B(l)的饱和蒸气压分别为p*A=100kPa和p*B=200kPa，现有该温度下xB = 0.1的A