2019年中南大学考试试卷及答案

中南大学考试试卷及答案2019 学年二学期 时间100分钟工科大学化学Ⅲ-1课程40学时2.5学分考试形式：闭卷2010总分：100分，占总评成绩70%注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上！一、单项选择题（每题2分，共20分）H2和O2在绝热钢瓶中生成水的过程 ( )(A) ΔH=0 (B) ΔU=0 (C) ΔS=0 (D) ΔG=0在N2和O2的是()(A)ΔU=0(B) ΔA=0(C)ΔS=0(D)ΔG=0p下列诸过程可应用公式dU=-nR)dT进行计算的是： ( )p(A) 实际气体等压可逆冷却 (B) 恒容搅拌某液体以升高温度(C) 理想气体绝热可逆膨胀 (D) 量热弹中的燃烧过程今有298K,pΘ的N2气（状态Ⅰ）和323K,pΘ的N2气（状态Ⅱ）各一瓶，问哪瓶N2气的化学势? ( )μ>μ

μ<μ

μ=μ

不可比较Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ稀溶液有一些特性的值主要决定于溶解在溶液中粒子的数目而不决定于这些粒子的性质一些特性溶液的特性叫稀溶液的 ( )(A)一般特性 (B)依数性特征 (C)各向同性特性(D)等电子特性当某溶质溶于某溶剂中形成浓度一定的溶液时，若采用不同的参考态，则下列说法中正的是： ( )(A)溶质的参考态化学势相同 (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rm 已知理想气体反应N2O5(g)==N2O4(g)+(1/2)O2(g)的Δrm

Θ=41.84kJmol-1，ΔC=0，则增加N2O4平衡产率的条件是： （ ）(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设反应①SO2(g)+0.5O2(g)===SO3(g)的标准平衡常数为

，p,1反应②2SO2(g)+O2(g)===2SO3(g)的标准平衡常数为K

，p,2KK

的关系为 （ ）p,1 p,2Kp,1

=Kp,2

(Kp,1

)2=Kp,2

Kp,1

=(Kp,2

(Kp,1

)1/2=Kp,2将pH=5.0与pH=9.0的两种强电解质溶液等体积混合，其pH值为( )(A)1.0 (B)13.0 (C)7.0 (D)1.5已知Ksp[Fe(OH)3]=4×10-38，若用生成Fe(OH)3沉淀的办法除去溶液中的Fe3+离子，当溶液的pH=3.0时，溶液中残存[Fe3+]为 ( )(A)4×10–5mol·L-1 (B)4×10–11mol·L-1(C)1.6×10–10mol·L-1 (D)2×10–20mol·L-1二、填空题（每题2分，共20分）理想气体恒压膨胀使体积增大0，ΔS 0（填、<或=）焦汤姆逊系数的定义式μJ-T＝ 当μJ-T>0时表示经节流膨胀后体温度 节流膨胀前体系温度（填高于、低于或等于）G体系Gibbs自由能在确定温度下随压强的变化率 T

度的变化率T 。pCuS4溶于水时放热66.107kJ·mo-CuS4·5O溶于水时吸热11.506kJ·mo–1，则反应CuS4+5O===CuSO·5O在该温度下的热效应H=kJ·mol–1。将5mol的H2(g)与4mol的Cl2(g)混合进行反应，生成了2mol的HCl(g)。则按照计量方程式H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)计算，该反应的反应进度ξ= 。2在298K时，已知在水中的亨利系数k1大于⑵O2(g)在水中的亨利系数k，则在相同的温度和压力下，若两者在水中的饱和溶液的溶解度用摩尔分数x1和x2表示时，则两者关系为：x1 x2（填><或=）2A与B形成溶液，在某温度下纯A的饱和蒸气压为29.57kPa，当溶液的组成为xB=时，溶液所对应的总蒸气压为29.39kPa，且蒸气的组成为yB=0.818，则该温度下，溶液中A组元的活度aA= ；活度系数A= 。p对分解反应A(s)====B(g)+K与离分)p之间的关p离系为 。根据酸碱质子理论的共轭酸是 ，共轭碱是 。[Zn(NH3)4]2+的逐级稳定常数分别为：K1=2.0×102，K2=2.0×102，K3=2.5×102，K4=1.3×102则其第2级不稳定常数为 ，第3级累积稳定常数为 。三、（本题15分）苯的正常沸点为353此时 H (CH，353Ｋ)＝30.77kJ·mol-1。现vap m 6 6353K、pΘ1mol计算：Q苯的蒸发熵变 S 和蒸发吉布斯自由能变化 G ，并用相关热力学判据判断该蒸vap m vap m发过程是否可逆，是否自动；298.15K时苯的饱和蒸气压。四、（10分）、pΘ条件下，环丙烷CHCHH3 6 2 c mmΘ)2092、-393.8285.84kJ·mol-1。已知丙烯C3H6(g)的标准生成焓变ΔfHm

Θ[丙烯]=20.5kJ·mol-1。试求：环丙烷的标准生成焓变ΔHΘ和标准生成热力学能变化量ΔUΘ；f m f mCH2—CH2环丙烷异构化成为丙烯反应

CH2

===== CH3C应热效应

Θ和恒mm容反应热效应ΔrUΘ。m（本题15分298.15K时，将2g某化合物溶于1kg水中，测得其的渗透压与在298.15K将0.8g(C6H12O6)和1.2g(C12H22O11)溶于1kgH2O中的渗透压相同。已知298.15KCH O C H 下纯水的饱和蒸气压为 3.168kPa，密度为997kg·m-3，水的凝固点降低常数 Kfmol-1·kg·。已知M ＝180.16×10-3kg•mol-1；M ＝342.30×10-3CH O C H 6126 122211求此化合物的摩尔质量和渗透压；??（10分NH3(g)制备HNO3的一种工业方法是，将NH3(g)与空气的混合物通过高温下的Pt催化剂以获得NO(g)，反应为4NH3(g)+5O2(g)===4NO(g)+6H2O(g)1073K下的标准平衡常数KΘ和经验平衡常数K。p pΔfH

mΘ(298.15K)/kJ·mol-1m

NH3(g)-46.11

H2O(g)-241.82

NO(g)90.25

O2(g)0mSΘ(298.15K)/J·K-1·mol-1m

192.3

188.72

210.65

205.03（10分）500mL，pH=9.0NH+1.0mol·L-1的缓冲溶液，需40.904NH326.0%()的浓氨水多少毫升，固体NH4ClKb=1.7×10-5。参考答案二、单项选择题（每题2分，共20分）1.(B) 2.( C)3.( C)4.(B)5.(B)6.(D) 7.（B）8.（B）9.(C)10.(A)二、填空题（每题2分，共20分）T1. > ，> ；2. ，低于；3. V ， -S ；4. -77.613 ； H5. 1 ；6. < ；7. 0.813，1.14；8. K

4p离3p 27 p34 9. NH+ ，NH- ；10. 4.0×10–3 ， 1.0×107 4 苯pΘ）向真空pΘ）Tp2 1 三、（本题15分）解：(1) 苯pΘ）向真空pΘ）Tp2 1 g 1 而H是状态函数，∴H=30770J·mol-1 （1分则Q=U=H-p(V-V)≈H-g 1 =H-nRT=30770-8.314×353=27835.16J （2分）30770(2)

Svap

353

87.18Jmol1K1 （2分） G H T S 0 （2分）vap m vap m vap m ΔS =Q/T 78.85JK1 （1分）环 353ΔS =ΔSΔS =87.18-78.85=8.33J·K-1 （1分）隔 环ΔS >0，所以过程为不可逆的自发过程。 （1分）隔(3) 因温度变化很小，故可视 H 为常数。vap mlnp2

rHm(T

T)30770(298.15353)1.9291 （2分）21p TT211 2p

298.15353所以：

20.1453 pp 21

0.145310132514722.53Pa （1分）四、（本题10分）解：(1)环丙烷的生成反应为3C(s)+3H2(g)====C3H6(g) （2分）所以ΔHΘ[环丙烷]=-∑νΔHΘf m i c m=3ΔHΘ[石墨]+3ΔHΘ[氢]-ΔHΘ[环丙烷]c m c m c m=-3(393.8+285.84)+2092=53.08kJ·mol-1 （2分）fm因为反应的∑νg=-2，而ΔHfm

Θ=Δ

Θ+RT∑ν

（1分）fmg所以ΔUΘ[环丙烷ΔHΘ[]RT∑νfmgf m f m g=53.08–8.314×298×10-3×(-2)=58.035kJ·mol-1(2)环丙烷异构化成为丙烯反应CH2—CH2===== CH3CH=CH22CH2

（2分）的恒压反应热效应ΔHΘ=ΔHΘ[丙烯]-ΔHΘ[环丙烷]r m f m f m=20.5-53.08=-32.58kJ·mol-1 （2分）因为反应的∑νg

=0，所以ΔUΘ

=Δ

Θ=-32.58kJ·mol-1

（1分）rrmCH m五、（本题15分）解M ＝180.16×10-3rrmCH m6126C H M ＝342.30×10-3kg·molC H 1222110.8g葡萄糖+1.2g蔗糖的物质的量：0.8103 1.2103

（1分）（1分）n 1 180.16103

342.3103

7.946103

（2分）1kg水的体积为V=1/ρ=0.001（1分）nRT则 V

7.9461038.314103

19696.7Pa

（2分）1T，V相同∴该化合物的物质的量＝n ＝7.946×10-3mol1故该化合物的摩尔质量：M=W

=2/(7.946×10-3)=251.7×10-3kg·mol-1

（2分）1 1 1（2）因xB

7.946103118.016103

1.431104 （1分）2p=pHO*·xB=3.168×103×1.431×10-4=0.453Pa （2分）2(3) 因mB=7.946×10-3/17.946×10-3mol·kg-1Tf =Kf·mB=1.86×7.946×10-3=0.015K （2分）T=273.15-0.015=273.135K （1）f六、（本题10分）解：反应在298.15K下的热效应为：ΔHΘ(298.15K)=∑νΔHΘr m i f m=6×(-241.82)+4×90.25-4×(-46.11)-5×0=-905.84kJ·mol-1 （2分）反应在298.15K下的熵变为：ΔSΘ(298.15K)=∑νSΘrm im=6×188.72+4×210.65-4×192.3-5×205.03=180.57J·K-1·mol-1 （2分）由于反应的热效应不随温度改变而变化，说明反应的ΔCp=0，因此该反应的热效应和熵变均为与温度无关的常数，所以1073K下反应的标准吉布斯变化量为：ΔGΘ(1073K)=ΔHΘ(298.15K)-1073×ΔSΘ(298.15K)r m r m rm=-905.84-1073×180.57×10-3=-1099.59 （2分）则KΘ(1073K)=exp[-ΔGΘ(1073K)/RT]p r m=exp[1099.59×103/8.314×1073]=3.397×1053 （2分）而Kp(1073K)=(pΘ)∑νiKpΘ(1073K)p=pΘ×KΘ(1073K)