2014下期物理化学(上册)期末试题

学年第二学期物理化学（上册）
期末考试试卷
班级 姓名 学号
一、选择题：（请将答案填在答案表格中）
1．对于任一气体，在等温下，以pV m 对p 作图可得一直线，其斜率可能是_______。

( 1 ) < 0， = 0 ，> 0； ( 2 ) > 0 ，= 0； ( 3 ) = 0 ，< 0； ( 4 ) > 0， < 0。

2．当理想气体反抗一定的压力作绝热膨胀时，则______________。

A ． ∆H = 0
B ．∆U > 0
C ．∆H > 0
D ． ∆U < 0
3．范德华气体经绝热自由膨胀后，气体的温度______________。

A. 上升
B.下降
C. 不变
D. 不能确定
4． H 2和O 2以2：1的摩尔比在绝热的钢瓶中反应生成H 2O ，该系统的______________。

A. ∆H = 0；
B. ∆T = 0；
C. ∆(pV γ) =0； ( 4 ) ∆U = 0。

5．25℃时反应2CO 2(g)＝2CO(g)+O 2(g)的12.514-⋅=∆mol kJ G m r θ
，则反应的θ
m r A ∆=______________。

A ． θm r G ∆=
B ．θ
m r G ∆>
C ．θ
m r G ∆< D ． 不能确定
6．从热力学基本方程可导出=⎪⎭⎫
⎝⎛∂∂V
S U ______________。

A ． T
V A ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂
B ． p
S H ⎪⎭⎫
⎝⎛∂∂
C ． S
V U ⎪⎭⎫
⎝⎛∂∂
D ． p
T G ⎪⎭⎫
⎝⎛∂∂
7．一定压力下，纯物质A 的沸点、蒸气压和化学势分别为*b T 、*A p 和*
A μ，加入
少量不挥发溶质形成溶液后变为b T 、A p 和A μ，则有______________。

A ．A A A A b b p p T T μμ<<<*
**,, B ． A A A A b b p p T T μμ>>>*
**,, C ．A A A A b b p p T T μμ><>***,,
D ． A A A A b b p p T T μμ>><***,,
8．25℃时，CH 4(g)在H 2O(l)和C 6H 6(l)中的亨利常数分别为4.18×109 Pa 和57×106 Pa ，则在气相平衡分压p （CH 4）相同时，CH 4在水、苯中的平衡组成有_______。

A. x （CH 4，水）＞x （CH 4，苯）
B. x （CH 4，水）＜x （CH 4，苯）；
C. x （CH 4，水）＝x （CH 4，苯）
D. A 、B 均可
9．在温度T 、体积V 恒定时，在已达平衡的理想气体反应A(g)+B(g)=C(g)中加入物质的量为n D 的惰性组分D(g)，则反应将_______。

A ．向右移动 B ．向左移动
C ．不移动
D ．不能确定
10．将NH 4HCO 3固体放入298K 真空容器内，NH 4HCO 3按下式分解：
NH 4 HCO 3 (s) = NH 3 (g) + CO 2 (g) + H 2O (l )
则达平衡系统的组分数和自由度数为_______。

A ．C = 2、F = 1
B ．
C = 3、F = 1 C ．C = 1、F = 0
D ．C = 2、F = 2 11.对恒沸混合物的描写，下列各种叙述中不正确的是___________。

A. 与化合物一样，具有确定的组成； B. 恒沸混合物的组成随压力的改变而改变； C. 平衡时，气相和液相的组成相同； D. 其沸点随外压的改变而改变。

12．Clausius 不等式作为过程方向判据时的应用条件为_______。

A ．绝热过程
B ．等温等压过程
C ．等温等容过程
D ．以上所有过程 二、填空题(在以下各小题画有“ ”处填上正确答案。

)
1．T 、V 恒定时，在A 的分压力和分体积分别为p A 和V A 的A 、B 理想混合气体中加入5 mol 的理想气体C ，则p A 将 ，V A 将 。

(填 “变大” 、 “变小” 、 “不变” )
2．某真实气体在400K 、1700 kPa 时的对比温度T r = 0.9589，对比压力p r = 0.2208。

则该气体的临界温度T c = ，临界压力p c = 。

3．在隔离系统中发生化学反应后，系统的温度明显升高，则系统的∆U 0，∆H 0 (填 “>”、“<”、“=” ) 。

4．物质的量为n 的理想气体从温度T 1、压力为p 1时恒温膨至压力为p 2，则ΔG = 。

5．对理想气体，∂∂S V T
⎛⎝
⎫
⎭⎪= 。

6．实验数据表明，乙醇在常压及外压为50.663kPa 下的沸点分别为351.7 K 及 336.2 K ，则乙醇在336K-351K 区间内的摩尔蒸发焓为 kJ·mol -1。

7．298K, 40kPa 下，1 1mol 双原子理想气体恒温反抗恒外压20kPa 膨胀到终态压力20kPa ，该过程的S ∆系统=_________，S ∆环境=_________。

8．298.15K 时，反应CuSO 4⋅5H 2O(s) = CuSO 4(s) + 5H 2O(g)的K θ = 10-5，则此时水蒸气的平衡压力为 。

9．在一定T ，p 下，反应A(g) == Y(g) + Z(g) 达平衡时解离度为α1。

在相同T ，p 时加入惰性气体，其解离度为α2，则α2 α1（填“>”、“<”、“=”）。

10．反应2A(s) == B(s) + Y(g) + Z(g)，其标准热力学平衡常数K 在50℃时为4.0 ×10-4 , 在110℃时为0.57。

则在50 ℃至110 ℃间该反应的平均标准摩尔反应焓变为⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽, 90 ℃时的K = ，设反应在真空中开始，则 90 ℃时容器内的平衡分压力为⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。

11．定压下Ａ和Ｂ形成具有最低恒沸点的系统，最低恒沸点的组成为x B =0.475。

若将组成为x B =0.800的系统在具有足够塔板数的精馏塔中精馏，则在塔顶得到的物质为 ，塔底得到的物质为 。

12．对三组分系统，能够平衡共存的最多相数为 ，最大的自由度数为 。

三、已知：液态双原子分子A 2在60℃时的饱和蒸汽压为0.5 p ，摩尔蒸发焓为35.0 kJ •mol -1。

今在p 及沸点温度T b 下，先将1mol 液态A 2向真空容器中蒸发为同温、同压的1mol A 2蒸汽，再可逆膨胀至p=50 kPa ，T=300 K 的终态。

计算过程的W 、Q 、ΔU 、ΔH 、ΔS 、ΔA 和ΔG 。

设蒸汽可视为理想气体，液体体积可以忽略，且摩尔蒸发热与温度无关。

四、298 K 时，物质的热力学数据如下：
1.若反应CO (g) + H 2O (g) == CO 2(g) + H 2(g)的∑νB C p ,m = 0，计算K =1时的反应
温度。

2. 在压力100 kPa 、温度为K =1的反应温度时，将 1 mol H 2O(g)、1 mol CO(g) 及 2 mol N 2(g) 通入反应容器中开始反应，计算水蒸气的平衡转化率。

五、A 、B 二组分可形成理想液态混合物，已知330 K 时A 的饱和蒸气压及摩尔
蒸发焓分别为*
A p =67.89 kPa 、m vap H ∆=5954 J ·mol -1，
B 的饱和蒸气压及摩尔蒸发焓分别为*B p =24.32 kPa 、m vap H ∆=8303 J ·mol -1。

1．计算330 K 时，组成为x A =0.25的液态混合物达气-液平衡时的蒸气组成及蒸气总压力p 。

2．画出p =p 时A 、B 二组分气-液平衡系统的温度-组成（T-x ）的示意图，并表明各区的平衡相态。

x
3．在T-x 图中画出恒压下将组成为x A =0.25的系统从T =650 K 降温至T =380 K 时系统及各相的变化情况。

六、（3为必答题，应化及实验班学生1、2必答，其他班学生选答1或2）
1．证明：封闭系统在定压过程中，dT T V p C dU p
p ][⎪⎭⎫
⎝⎛∂∂-=
2．某气体遵从RT b V p m V a
m
=-+))((2，其中a 、b 为大于零的常数，证明:
温度恒定时该气体的热力学能随体积增大而增加。

3．有A 、B 两个吸热反应，其标准平衡常数分别为K (A)和K (B)，标准
摩尔反应焓变分别为∆r H (A)> ∆r H (B)，若将反应温度从T 1升高至(T 1+10) K 时, 哪一个反应的标准平衡常数变化较大，为什么?。