物理化学练习题-1-8

课程名称：_物理化学（一） __
学生姓名：___________________ 学号：___________________
专业：___________________ 年级/班级：__________________
课程性质：公共必修、公共选修、专业必修或专业选修
一、选择：（下面每道题目均为单项选择题，请把正确的答案序号填在括号内。

每题2分，共20分。

）
1.在25ºC，常压下，以下哪个过程的焓变从数值上等于反应SO3（g，101.3kPa）+H2O（l，101.3kPa）
=H2SO4（aq，x=0.1，101.3kPa）的∆r H m(298.15K)？( )
A．将1mol SO3(g)通入10mol水中；
B．将1mol SO3(g)通入大量x=0.1的H2SO4水溶液中；
C．将1mol SO3(g)和1mol水通入一定量的x=0.1的H2SO4水溶液中；
D．将1mol SO3(g)和1mol水通入大量的x=0.1的H2SO4水溶液中。

2.理想气体绝热可逆膨胀过程中（）
A.Q> 0
B. ∆H<0
C. ∆S>0
D. ∆U=0
3.某化学反应在300K、p 下于烧杯中进行，放热60kJ⋅mol-1，若在相同条件下安排在可逆电池中进行，
吸热6kJ⋅mol-1，则该反应在300K的∆r G m 为（）？
A．66kJ⋅mol-1 B. 54kJ⋅mol-1 C. -66kJ⋅mol-1 D. -54kJ⋅mol-1
4.已知373K时液体A的饱和蒸气压为105Pa，液体B的饱和蒸气压为0.5×105Pa。

设A、B能够形成
理想溶液，则当A在溶液中摩尔分数为0.5时，在气相中A的摩尔分数为（）
A. 1
B. 1/2
C. 2/3
D. 1/3
5.分解反应A（s）=B（g）+2C（g），此反应的平衡常数K p与分解压p之间的关系为（）
A.K p=4p3
B. K p=4p3/27
C. K p=p3/27
D. K p=p2
6.在描述恒沸混合物时，下列说法错误的是：（）
A.恒沸混合物类似于化合物，有确定的组成。

B.恒沸点的条件自由度f *=0。

C.平衡时气相和液相的组成相同。

D.恒沸点随环境压力的变化而变化。

7.恒温下，反应2NO2（g）= N2O4（g）达到平衡后，向系统中加入惰性气体，同时保持体系总压不变
时，则（ B ）
A.平衡向正反应方向移动；
B.平衡向逆反应反向移动；
C.平衡不会移动；
D.条件不充分，无法判断
8.在恒温密闭的容器中有A、B两杯稀盐水溶液，盐的浓度分别为c A和c B（c A>c B），放置足够长的时间
后（）
A.A杯中盐的浓度降低，B杯中盐的浓度增大；
B.A杯中液体量减少，B杯中液体量增加；
C.A杯中盐的浓度增大，B杯中盐的浓度降低；
D.A，B两杯中盐的浓度都不会变化
9.相图上，当物系点处于哪一个点时体系中只有一个相：（c ）
A.恒沸点；
B. 熔点；
C. 临界点；
D. 低共熔点
10.在温度T，压力p时，理想气体反应C2H6（g）=H2（g）+C2H4（g）的平衡常数K c/K y的比值为（）
A. RT
B. 1/RT
C. RT /p
D. p /RT 二、 填空：（每空2分，共20分）
1. 已知NaHCO 3(s)的热分解反应为2NaHCO 3(s)→Na 2CO 3(s)+CO 2(g)+H 2O(g)，今将一定量的NaHCO 3(s)
放在抽空的密闭容器内，当反应建立平衡时系统的自由度数f = 。

2. 在一定的温度和压力下某物质的气液两相达到平衡，则两相的化学势µB (l )和µB (g) ，若维持压力
一定，升高温度，则 相将转变为 相。

3. 在一定温度、压力下，由A -B 两组分组成的均相体系中，当体系的组成改变时，若V A,i 增大，则V B,i
将 。

4. 由液体A 和液体B 构成的溶液中，在298K ，x A =0.497时，液面上蒸气A 的平衡分压仅为纯A 的饱和
蒸汽压的43.3%，若以纯A 为参考态，溶液中A 的活度和活度系数分别为 和 。

5. 向挥发性溶剂中加入少量不挥发溶质，则溶液的蒸气压比纯溶剂的饱和蒸气压 ，沸
点 ，凝固点 。

三、 简答：（每题5分，共20分） 1.
什么是水的三相点？什么是水的冰点？二者有什么不同？
温度不同，压力不同，自由度不同（三相点f=0;冰点f=1） 2.
写出关闭体系热力学四个基本方程，并说明此方程适用的范围。

封闭体系，除了体积功无其他功，不存在化学变化和相变。

3.
推导克-克方程时做了哪些近似处理？ 相对气相体积可以忽略凝聚相体积 把气体看成理想气体 4.
已知乙酸乙酯（A ）和乙醇（B ）在压力一定时的气液平衡相图如下所示，试说明能否用精馏的办法把质量比为1:1混合的乙酸乙酯和乙醇完全分离？若将W B =0.5的乙酸乙酯与乙醇的混合溶液在精馏塔内充分精馏，则塔顶得到什么成分的物质？
酯 乙醇
w B
⎢ ⎢ ⎢ ⎢
0.2 0.4 0.6 0.8
T /K
350 - 346 - 342 - 338 -
四、1mol过冷水在-10ºC、101325Pa下结冰，凝结过程放热312.3J⋅g-1，-10ºC时过冷水和冰的饱和蒸气压
分别为285.7Pa与260.0Pa，计算∆U、∆H、∆F、∆S和∆G，说明计算过程的合理近似。

（本题8分）
五、333K时苯胺（A）和水（B）的蒸气压分别为0.760kPa和19.9kPa，在此温度下苯胺和水部分互溶形
成两相，苯胺在两相中的摩尔分数分别为0.732（苯胺层中）和0.088（水层中）。

试求：
（1）苯胺和水的亨利系数。

假设每一相中溶剂服从拉乌尔定律，溶质服从亨利定律；
（2）水层中苯胺和水的活度及活度因子。

先以惯例I（拉乌尔定律）为参考态，后以惯例II（亨利定律）为参考态，分别计算之。

（本题10分）
六、Zn（A）与Mg（B）形成的二组分固液平衡相图具有两个低共熔点，一个含Mg的质量分数为0.032，
温度为641K，另一个含Mg的质量分数为0.49，温度为620K，在体系的熔点曲线上有一个最高点，含Mg的质量分数为0.157，温度为863K。

已知Zn（s）的熔点为692K，Mg（s）的熔点为924K。

（1）画出Zn（A）与Mg（B）形成的两组分相图（T-x）。

并在相图中标明各个相区的相态和条件自由度f *（p为常数）。

（6分）
（2）画出含Mg的质量分数分别为80%和30%的熔化物从973K至573K的步冷曲线，并指明降温过程中的相变情况。

（6分）
（本题12分）
七、 将NH 4Cl(s)加热至700K ，其解离气体总压为6.080⨯105Pa ，加热至723K 时解离总压为1.1146⨯106Pa ，
计算解离反应
NH 4Cl(s) = NH 3(g) + HCl(g)
（1） 在723K 时的K Ө和∆r G m 为多少？
（2） 假设∆r H m 与温度无关，求反应的∆r H m 和∆r S m 。

（本题10分）
课程名称：____________________
学生姓名：___________________ 学 号：___________________ 专 业：___________________ 年级/班级：__________________ 课程性质：公共必修、公共选修、专业必修或专业选修
请将答案填写在答题纸上！
一、 判断正误。

（请在括号内对以下命题的正误进行判断，并填入“√”或者“×”。

每题1分，共10分。

） 1. 绝热过程的Q =0，则0Q
S
T
∆=
=，因而必定为恒熵过程。

（ ） 2. 常压下-5℃的水结冰，该过程的∆S<0，∆G<0。

（ ） 3. 实际气体发生状态变化时，用f 1，f 2表示始终态的逸度，则等温变化过程的21
ln
f A nRT f ∆=。

（ ）
4. 如果两种液体混合时没有热效应，则它们必能组成理想溶液。

（ ）
5. 理想气体参加的化学反应，如果反应的∆ν相同，则K p =K c 。

（ ）
6. 恒沸混合物是有一定组成的混合物而不是化合物，两组分溶液到达恒沸点时，其自由度数为1。

（ ）
7. 根据等温方程式r m
r m ln a G G RT Q θ∆=∆+，当选择不同的参考态时，r m θ
∆G 和Q a 均改变，r m
∆G 也会随之改变。

（ ）
8. 二元溶液中，如果溶剂在全部浓度范围内溶剂服从拉乌尔定律，则溶质必在全部浓度范围内服从亨利
定律。

（ ）
9. 对于两个组分形成的完全互溶双液体系，都可以通过精馏的方法把它们完全分离。

（ ）
10. 反应C(s)+H 2O(g)=CO(g)+H 2(g)的∆H>0, 在623K 时达到平衡，此时若增加碳的数量，则平衡向右移动。

( )
二、 填空。

（每空2分，共20分） 1. 某理想气体从同一始态出发，分别经（1）等温可逆膨胀，（2）绝热可逆膨胀，（3）绝热不可逆膨胀，均使体积增加一倍，则该气体对外做功最大的是 过程，末态温度最低的是 过程。

2.
指出下列各过程中体系的∆U 、∆H 、∆S 、∆A 、∆G 何者为零： 1) 实际气体的节流膨胀过程： ；
2) H 2O (l )在100℃, p 下蒸发为同温同压的水蒸汽： ； 3) 理想气体进行卡诺循环： ；
4) N 2和Ar 混合气体的绝热可逆压缩过程： 。

3. 由MgCO 3(s)，MgO(s)，BaCO 3(s)，BaO(s)以及CO 2(g)组成的平衡体系，其独立组分数为 。

4.
FeCl 3和水能形成四种具有相合熔点的水合物FeCl 3·6H 2O(s)，2FeCl 3·7H 2O(s)，2FeCl 3·5H 2O(s)，FeCl 3·2H 2O(s)。

恒压下体系最多能有 相平衡共存，在水和FeCl 3的固液平衡相图中有 个低共熔点。

5. 298K 时，CuSO 4·3H 2O(s)=CuSO 4+3H 2O(g)的K =10-6, 则该温度下体系达到平衡时水蒸气分压为 Pa 。

三、 单项选择。

（每题2分，共20分）
1．在下列过程中，恒压下升高温度时，G ∆增加的是（ ）
A. (g)CO CaO(s)(s)CaCO 23+→
B. Cl(s)NH HCl(g)(g)NH 43→+
C. NaCl(s)溶于水
D.
(g)O 2与(g)N 2混合
2．热力学基本方程d d d G S T V p =-+适用于下述过程中的（ ）
A ． 氢气和氧气在绝热密闭的钢瓶中燃烧生成水。

B ． 298K 、
θp 下液体水蒸发为同温同压下的水蒸气。

C ． 一定温度下，若干小水珠凝结成大水滴。

D ． 理想气体真空膨胀过程。

3．热力学第三定律的普朗克说法是（ ）
A ． 在0K 时任何完美晶体的熵都等于一个定值。

B ． 在0K 时任何晶体的熵等于零。

C ． 在0K 时任何纯物质完美晶体的熵等于零。

D ． 在0K 时任何纯物质的熵等于零。

4．下列各式哪个表示了偏摩尔量:（ ）
A ．,.c
B T V n G n ⎛⎫∂
⎪∂⎝⎭； B. ,.c B T V n U n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭; C. ,.c B S p n H n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭； D. ,.c
B T p n H n ⎛⎫
∂ ⎪
∂⎝⎭ 5．在恒温密封容器中有A 、B 两杯浓度不等的非挥发性溶质的稀溶液，溶液的浓度分别为m 1和m 2(m 1 > m 2)，
放置足够长的时间后（ ）
A ． A 杯盐的浓度降低，
B 杯盐的浓度增加 B ． A 杯液体量减少，B 杯液体量增加
C ． A 杯盐的浓度增加，B 杯盐的浓度降低
D ． A 、B 两杯中盐的浓度保持不变
6．对于实际稀溶液中的溶剂（A ）与溶质（B ）的活度因子，下列说法中正确的是（ ）
A. 当x A →0，γA →0 ；当x B →0，γB →1
B. 当x A →0，γA →1 ；当x B →0，γB →1
C. 当x A →1，γA →1 ；当x B →0，γB →1
D. 当x A →1，γA →1 ；当x B →1，γB →1 7．由右图可看出，将x B =0.8的CH 3COOC 2H 5和C 2H 5OH 组成的溶液进行精馏，则能得到（ ）
A. 纯C 2H 5OH 和CH 3COOC 2H 5
B. 最低恒沸混合物和纯CH 3COOC 2H 5
C. 最低恒沸混合物和纯C 2H 5OH
D.
最高恒沸混合物和纯CH 3COOC 2H 5
8．三组分系统的最大自由度数及平衡共存的最大相数为（ ）
A. 3；3。

B. 3；4。

C. 4；4。

D. 4；5。

9．甲苯比苯容易挥发，如将少量甲苯溶于苯中形成理想溶液，下列说法不正确的是：（ ） A. 溶液的平衡蒸气压必低于同温度下纯甲苯的饱和蒸气压。

B. 溶液的沸点必定高于相同温度下纯苯的沸点。

C. 将该溶液进行精馏，可在塔顶得到纯甲苯。

D. 气相中甲苯的组成大于其在液相中的组成。

10． 相图上，当物系处于哪一个点时只有一个相：（ ）
B. 恒沸点；
C. 临界点
D. 熔点
E. 低共熔点
四、 解析相图并回答问题。

（20分）
p 下，NaCl 和水的固液平衡相图如下。

已知NaCl 和水可生成水合物NaCl·2H 2O ，各物质在固相完全不互溶，NaCl·2H 2O 在-9°C 分解为NaCl 和质量分数为27%的水溶液，NaCl 与水之低共熔温度为-21.1°C ，溶液组成为23.3%(质量分数)的NaCl 。

酯 乙醇(B)
x B → ⎢ ⎢ ⎢ ⎢
0.2 0.4 0.6 0.8 T /K
350 - 346 - 342 - 338 -
分）
2. 画出从a点开始沿虚线降温时的步冷曲线，并标出转折点及平台处的相变化情况。

（5分）
3.北极爱斯基摩人根据季节的变换，从海水中取出淡水，根据相图分析其科学依据，如果能从海水中取淡
水，试计算1000kg海水中能取出淡水的最大量是多少？已知海水为含NaCl 2.5%（质量分数）的溶液。

（5分）
五、计算。

（共3题，每题10分）
1. 海水中含有大量的盐，298K 时海水的蒸汽压为0.306kPa ，同温度下纯水的饱和蒸汽压为0.3167kPa ，计算：
（1）海水中水的的活度； （3分）
（2）海水在298K 下的渗透压。

已知水的偏摩尔体积V 水=1.8×10-5m 3·mol -1。

（3分）
（3）若用反渗透法将海水淡化，从大量海水中取得1mol 水所需做的最小非体积功为多少？（4分）
2. 已知20°C 时纯苯的蒸气压为10kPa 。

（1）20°C 时HCl 的摩尔分数为0.043的HCl -苯溶液液面上HCl 的分压为100kPa ，假定HCl 服从亨利定律，计算此溶液的蒸气中苯的分压；（5分）
（2）20°C 时，蒸气总压为100kPa 时，计算此时每100g 苯中溶解多少克HCl ？（5分）
3. 已知NiO(s) +CO （g ）= Ni(s) + CO 2（g ），设在下表的温度范围里r ,p m C ∆=0
T /K
936 1027 θK
4.54×103
2.55×103
(1)计算此反应在1000K 的θ
m r G ∆,θ
m r H ∆,θ
m
r S ∆（6分）
(2)若产物中Ni 与某金属生成固熔体（合金），当反应在1000K 达平衡, 2 CO CO
p p = 1.05×103时，求固熔
体中Ni 的活度。

（4分）
化学系2010级化学/应用化学《物理化学》（I）期末考试
（答题纸A卷）
学生姓名
请将一、二、三、四的答案写在答题纸上。

第五题的答案书写在另一张答题纸上！
一、判断。

二、填空。

1. ，。

2.1) ； 2）
3）； 4）
3.
4. ；
5.
三、选择。

四、相图解析回答问题
（1）A：，熔点。

B：。

C: ，转熔温度。

（或标于相图上正确位置）
（2）步冷曲线绘在右边图上，并标注相变化情况。

3.
课程名称：____________________
学生姓名：___________________ 学 号：___________________ 专 业：___________________ 年级/班级：__________________ 课程性质：公共必修、公共选修、专业必修或专业选修
六、 判断正误。

（请在括号内对以下命题的正误进行判断，并填入“√”或者“×”。

每题1分，共10分。

） 11. 当化学反应的∆r H m 不随温度变化而改变时，其∆r S m 也必不随温度变化。

（ ） 12. 在恒温恒压下进行可逆的电池反应，其H S T ∆∆=。

（ ）
13. 对于接触相之间的平衡，给定组分的逸度在所有相间一定相等。

（ ）
14. 反应N 2O 4=2NO 2既可在气相中进行，又可在CCl 4或CHCl 3为溶剂的溶液中进行，若都用体积摩尔浓
度来表示平衡常数K c ，同温度下，这三种情况的K c 都相等。

（ ）
15. 当反应体系中各组分都处于标准态时，化学反应的标准平衡常数K =1。

（ ） 16. 过饱和溶液中溶质的化学势高于该温度下纯溶质的化学势。

（ ）
17. 绝热循环过程一定是可逆循环过程。

（ ） 18. 理想稀溶液就是稀的理想溶液。

（ ） 19. 对于完全不互溶的双液体系，体系的沸点恒低于任一液体的的沸点。

（ ） 20. 吸热反应的平衡常数随着温度升高而降低。

（ ） 七、 填空。

（每空2分，共20分） 6. H 2O （l ）的标准摩尔生成焓等于 的标准摩尔燃烧焓。

7. 水的三相点温度被定义为 K ，压力为 Pa 。

8. 一定温度下，某物质在互不相溶的两种液体间达到溶解平衡时，该物质在两液相的浓度成正比，这个结论称为 。

9.
恒温条件下， 一关闭体系在 过程中对外所做的功称为最大功。

10. 由Na +、Cl -、K +、NO 3-、H 2O 组成的溶液，其独立组分数为 。

自由度数为 。

11. 固体受热分解放出气体时，当气体的压力等于 时的温度称为固体的分解温度。

897K 时，
CaCO 3(s)=CaO(s)+CO 2(g)的K =1, 该温度下体系达到平衡时CO 2的分压为 Pa 。

12. 向挥发性溶剂中加入某不挥发性溶质，形成稀溶液，则该溶液的沸点比纯溶剂的沸点 。

八、 单项选择。

（每题2分，共20分）
11．
设有下列各状态，其化学势的大小顺序为：（ ）
(1) 373.15K ，101.3kPa 的H 2O （l ），μ1 (2) 373.15K ，202.6kPa 的H 2O （l ），μ2 (3) 373.15K ，101.3kPa 的H 2O （g ），μ3 (4) 373.15K ，202.6kPa 的H 2O （g ），μ4
A ．μ1 = μ3 > μ2 > μ4；
B ．μ2 > μ3 = μ1 > μ4；
C ．μ1 < μ3 < μ2 < μ4；
D ．μ1 = μ3 < μ2 < μ4。

12．
298K 下，将两种液体恒温恒压混合，形成理想液态混合物，则混合前后下列热力学性质的变化
情况为： （ ） A ．S ∆>0,
G ∆<0 ； B. S ∆=0, G ∆<0 ； C. S ∆<0, G ∆>0 ； D. 以上均不对。

13．
热力学第三定律的普朗克说法是（ ）
A. 在0K 时任何完美晶体的熵都等于一个定值。

B. 在0K 时任何晶体的熵等于零。

C. 在0K 时任何纯物质完美晶体的熵等于零。

D. 在0K 时任何纯物质的熵等于零。

14．
下列各式哪个是化学势
A.
,.c B T p n U n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭ B. ,.c
B T p n H n ⎛⎫
∂ ⎪
∂⎝⎭ C. ,.c B T V n A n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭ D. ,.c
B T V n G n ⎛⎫∂ ⎪
∂⎝⎭ 15．
B 物质在α相中浓度大于在β相中的浓度，当两相接触时 A. B 由α相向β相扩散 B. B 由β相向α相扩散 C. B 在两相中处于扩散平衡 D. 无法确定
16． CuSO 4与H 2O 可生成CuSO 4⋅H 2O(s)、CuSO 4⋅3H 2O(s)、CuSO 4⋅5H 2O(s)三种水合物，则在一定温度下能与硫酸水溶液及冰平衡共存的含水盐可有：( )
A. 3种
B. 2种
C. 1种
D. 0种
17．
已知纯A 和纯B 的饱和蒸气压p A *<p B *，且A 和B 所组成的系统具有最高恒沸点。

向A 中不断加入B ，则溶液的蒸气压( ) A.不断增大 B.不断减小 C.先增大后减小 D.先减小后增大
18．
已知下列反应的平衡常数
① H 2(g) + S(s) = H 2S(s) K 1 ；① S(s) + O 2(g) = SO 2(g) K 2 。

则反应 H 2(g) + SO 2(g) = O 2(g) + H 2S(g) 的平衡常数为( )
A
K 1 + K 2
B
K 1 - K 2
C
K 1 ·K 2
D
K 1 /K 2
19．
恒压下，加入惰性气体后，对下列哪一个反应能增大其平衡转化率
A. ()()()g H 2
3
g N 21g NH 223+=
B. ()()()g NH g H 2
3
g N 21322=+ C. CO 2(g) + H 2(g) = CO(g) + H 2O(g)
D.
C 2H 5OH(l) + CH 3COOH(l) = CH 3COOC 2H 5(l) + H 2O(l)
20． 对于同一化学反应，反应方程式写法不同，例如①N 2 + 3H 2 = 2 NH 3；
①
322NH H 2
3
N 21=+ 则下列叙述正确的是 A. ∆r G m 不变 B. K p 不变 C.
θm r G ∆不变
D.
0B
B <∑μν
，正向自发
九、 解析相图并回答问题。

（20分）
A 和
B 的二组分凝聚系统温度-组成（t -x ）图如下所示：
800°C 以下，A 和B 形成化合物AB 2（组成为x B =0.7）。

A 和B 的熔点分别为600°C 和1200°C ，A 与
AB2的低共熔点为400°C，组成为x B=0.2。

700°C时与AB2（s）共存的液相组成为x B=0.5；
（1）指出相图中各区域及三相线所表示的相态以及自由度数。

(10分)
（2）计算将10mol组成为x B=0.1的A-B系统冷却至400°C时最多可析出多少摩尔A？（5分）（3）画出从a点开始降温的步冷曲线，并指出转折点及平台始末发生的相变化情况。

（5分）
十、计算。

1.45°时由液体A和B混合而成的实际溶液其平衡蒸气压为24.4kPa，液相组成为x A=0.30，气相组成为y A=0.60.已知45°时纯A和纯B的蒸气压分别为23.0kPa和9.30kPa，计算：
（1）溶液中A和B的活度系数。

（2）混合形成实际溶液过程的 G m。

2. 人的血液可看作蛋白质的水溶液，已测得在101kPa下血液可在-0.560°C下结出冰屑。

计算：
（1）在体温37°C人血液的渗透压。

（2）欲配置出与人的血液等渗透压的葡萄糖（C6H12O6）水溶液，需要每千克水中需加入多少克葡萄糖？已知水的凝固点降低常数为1.86K·kg·mol-1。

3. 将NaHCO3(s)放入真空容器中发生如下反应：
2NaHCO3(s) = Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)
已知25︒C下列数据：
（1）求25︒C反应的∆r G m ；
（2）求25︒C平衡时体系的总压；
（3）25︒C大气中H2O和CO2的分压分别为3168及30.4Pa，判断NaHCO3在大气中能否分解？
化学系2010级化学/应用化学《物理化学》（I）期末考试
（答题纸B卷）
学生姓名
请将一、二、三、四的答案写在答题纸上。

第五题的答案书写在另一张答题纸上！
一、判断。

二、填空。

1. 。

2. ；
3.
4.
5. ，
6. ，
7.
三、选择。

四、相图解析回答问题
（1）标出各相区及三相线的相态，相数及条件自由度数。

（2）
（3）步冷曲线绘在右上图，并标注相变化情况。

学号：姓名：成绩：
一、辨析：（判断对错，并将“√”或者“×”填入括号中。

）
1.水的三相点上三相共存，温度为0℃。

（）
2.若反应的Kθ=1，则反应一定处于平衡状态。

（）
3.对理想气体而言，逸度就是气体的压力。

（）
4.焦耳-汤姆逊系数小于零的气体，经节流膨胀后温度升高。

（）
5.气相反应的平衡常数K p，K c，K x都只是温度的函数。

（）
6.纯液体的沸点随环境压力升高而升高。

（）
7.100℃,2pθ下水的化学势比水蒸气的化学势高。

（）
8.CO2从液态变为气态必须经过相变过程。

（）
9.绝热可逆过程的熵值不变。

（）
10.偏摩尔量是体系的强度性质，是体系温度、压力与组成的函数。

（）
二、填空：（请将正确的答案填在横线上）
1.PCl5的分解反应在473K平衡时有48.5%分解，在573K时有97%分解，此反应的Δr H mθ0。

（填“>”，“<”或“=”）
2.AlCl3溶于水后发生水解反应并有Al(OH)3固体沉淀生成，则体系的独立组分数为，相数为，自由度数为。

3.Na2CO3与H2O可生成水合物Na2CO3⋅H2O(s)，Na2CO3⋅7H2O(s)和Na2CO3⋅10H2O(s)，在0.1MPa下与Na2CO3水溶液及冰成平衡的水合物最多可以有种。

4.物质A和B形成理想的双液体系，且P A*>P B*，当该系统在塔板数足够多的精馏塔中精馏时，塔顶得到的馏出物为，塔底的残夜为。

（分别填入“纯A”或者“纯B）
5.在温度T时，纯溶剂A的饱和蒸气压为P A*，化学势为μA*，pθ下的凝固点为T f*，当A中溶解少量不挥发溶质B形成不饱和稀溶液时，此稀溶液的蒸气压P A P A*，化学势μAμA*，pθ下此稀溶液的
凝固点T f T f *。

（填入“>”,“<”或者“=”。

）
三、 选择题：（以下每个题目都有四个选项，请将正确的选项填于括号内） 1.
理想气体向真空自由膨胀，哪个函数不变？（ ） （A ） ΔS （B ）ΔH （C ） ΔG （D ）ΔV 2.
在克劳修斯—克拉贝龙方程vap m ln H p B RT ∆⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭是由克拉贝龙方程g l m
g
l m d d H p T T V ⎛⎫∆= ⎪∆⎝⎭
推导而来的，在推导过程中引入了三点假设，下列不属于此假设内容的是：（ ） （A ）m (l)V 与m (g)V 相比忽略不计 （B ）蒸气视为理想气体 （C ）vap m H ∆视为与温度无关 （D ）液体为非缔合液体 3.
25℃时，A 与B 两种气体在某溶液中的亨利系数有如下关系：k m ,A > k m,B ，若气相中A 与B 的平衡分压
相同，那么溶液中的A 、B 的浓度为： （ ）
（A ） m A < m B （B ） m A > m B （C ） m A = m B （D ） 无法确定 4.
进行水蒸气蒸馏的必要条件是：（ ）
（A ）液体与水基本不互溶 （B ）液体的蒸气压高 （C ）外压小于101.3kPa （D ）液体与水的沸点接近 5.
设气相反应a A + b B = g G + h H ，在p 下，300K 时的转化率是600K 的2倍，在300K 下，总压力为p 时的转化率是总压力2p 的2倍，可推测该反应：（ ） （A ）平衡常数与温度、压力成正比； （B ）平衡常数与温度成正比，与压力成反比； （C ）该反应是一个体积增加的放热反应； （D ）该反应是一个体积增加的吸热反应。

6.
下列各式哪个是化学势？（ ）
（A ）
,.c B T p n U n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭ （B ） ,.c B T p n H n ⎛⎫
∂ ⎪
∂⎝⎭ （C ）
,.c B T V n A n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭ （D ） ,.c
B T V n G n ⎛⎫
∂ ⎪
∂⎝⎭ 7. 下列哪一个反应的Δr H m θ > Δr U m θ：（ ）
（A ）()()()g H 2
3
g N 21g NH 223+= （B ）
()()()g NH g H 2
3
g N 21322=+ （C ）CO 2(g) + H 2(g) = CO(g) + H 2O(g)
（D ）C 2H 5OH(l) + CH 3COOH(l) = CH 3COOC 2H 5(l) + H 2O(l) 8.
苯(A)与甲苯(B)形成理想液态混合物，已知P A *（苯）>P B *(甲苯)，当把5mol 苯与5mol 甲苯混合时，与混合物相平衡的蒸气中，苯(A)的摩尔分数是（ ）
(A) y A = 0.5 (B) y A > 0.5
(C) y A < 0.5 (D) 无法确定
9.对于实际稀溶液中溶剂(A)与溶质(B)的活度因子，下列说法中正确的是：( )
（A）当x A →0，γA→0 ；当x B →0，γB→1
（B）当x A →0，γA→1 ；当x B →0，γB→1
（C）当x A→1，γA→1 ；当x B →0，γB→1
（D）当x A→1，γA→1 ；当x B →1，γB→1
10.B物质在α相中浓度大于在β相中的浓度，当两相接触时:( )
（A）B由α相向β相扩散（B）B由β相向α相扩散
（C）B在两相中处于扩散平衡（D）不能确定
四、相图解析：
下图为Sn-Ag系统的固液平衡相图。

根据相图回答以下问题：
（1）请标出各个相区(①-⑦)的相态和自由度数；
（2）图中有几条三相线？指出每条三相线（去除端点）上的相态和自由度数；
（3）在右图上画出沿a虚线的步冷曲线，并指出在步冷曲线上每个转折点处体系发生的变化。

五、计算。

1、一体系为A和B组成的理想混合物，计算298K时，。

（1）若混合物中含5molA和5molB，从中分离出1mol纯A时的G
∆。

（2）从大量的等物质量的A和B的理想混合物中分离出1mol纯A过程的G
2、已知甲苯（A），苯（B）在90︒C下的饱和蒸气压分别为54.22kPa和136.12kPa，二者可形成理想溶液。

取0.200kg甲苯和0.200kg苯置于带活塞的导热容器中，始态为一定压力下90︒C的液态混合物，在恒温90︒C下逐渐降低压力，问：
（1）压力降为多少时，开始产生气相，第一个气泡的组成如何？
（2）压力降为多少时，液相开始消失，最后一个液滴的组成如何？
3、苯乙烯工业化生产是从石油裂解得到的乙烯与苯作用首先生成乙苯，再由乙苯脱氢生成苯乙烯。

（1）已知298K的热力学数据为
试计算试计算C6H5C2H5（乙苯）——C6H5C2H3(苯乙烯)+H2反应在298K下的标准平衡常数
Kθ。

（2）乙苯直接脱氢的工艺条件一般为700~1000K，压力为常压，原料为过热水蒸气与乙苯蒸气分子比9:1的混合气，已知700~1000K之间上述反应热效应的平均值为Δr H mθ= 124.4kJ⋅mol-1，
Δr G mθ（700K）= 33.26kJ⋅mol-1，计算1000K时乙苯的理论转化率。

设气体为理想气体。

（3）请对乙苯脱氢制苯乙烯的工艺条件为什么采用高温、常压及充入惰性气体等做热力学分析。

学号：姓名：成绩：
六、辨析：（判断对错，将“√”或者“×”填入括号中。

）
1.101℃、101.325kPa下水蒸气的化学势大于同温同压下液态水的化学势。

（）
2.若无其他功，反应的Δr G m >0时，该反应一定不能正向进行。

（）
3.当反应体系处于一定状态时，如果选取的标准态不同，则反应的Δr G m和Δr G mθ也会不同。

（）
4.水的三相点自由度等于0。

（）
5.实际气体向真空绝热膨胀时，其熵变值等于零。

（）
6.参考态的活度等于1。

（）
7.两组分溶液中，溶剂服从拉乌尔定律，溶质必在同样浓度范围服从亨利定律。

（）
8.稀溶液的依数性与溶剂的本性无关，只取决于溶质的摩尔浓度。

（）
9.工作在同样温度的高、低温热源间的可逆热机，其效率都相等。

（）
10.溶液的化学势等于溶液中所有组分的化学势之和。

（）
七、填空：（请将正确的答案填在横线上）
6.PCl5的分解反应在473K平衡时有48.5%分解，在573K时有97%分解，此反应的Δr H mθ0。

（填“>”，“<”或“=”）
7.将固体NH4HCO3(s)放入真空容器中，恒温到400K，NH4HCO3按下式分解NH4HCO3(s) = NH3(g) + H2O(g) + CO2(g)，系统的独立组分数C= ，相数Φ= ，自由度数f =。

8.Na2CO3与H2O可生成水合物Na2CO3⋅H2O(s)，Na2CO3⋅7H2O(s)和Na2CO3⋅10H2O(s)，在0.1MPa下与Na2CO3水溶液及冰成平衡的水合物最多可以有种。

9.物质A和B形成具有最低恒沸点的系统，当该系统在塔板数足够多的精馏塔中精馏时，塔顶得到的馏出物为，塔底的残夜为。

（纯A或纯B，恒沸混合物）
10.向挥发性溶剂中加入少量不挥发溶质，则溶液的蒸气压比纯溶剂的饱和蒸气压，溶液沸点比纯溶剂沸点，溶液凝固点比纯溶剂凝固点。

八、选择题：（以下每个题目都有四个选项，请将正确的选项填于括号内）
11.在一个密闭绝热的房间内放置一台电冰箱，将冰箱门打开，并接通电源使其工作，过一段时间之后，室内的平均气温将如何变化？（）
（A）降低（B）升高
（C）不变（D）不一定
12.在一绝热箱中装有水，水中通一电阻丝，由蓄电池供电，通电后水及电阻丝的温度均略有升高，若以水为体系，其余为环境，则（）
（A）Q > 0，W = 0，ΔU > 0；（B）Q = 0，W > 0，ΔU > 0；
（C）Q = 0，W < 0，ΔU < 0；（D）Q < 0，W = 0，ΔU < 0。

13.某溶质溶于一定量的溶剂中形成一定浓度的溶液，若采取不同的浓度，则下列说法中正确的是（）（A）溶质标准态的化学势相等（B）溶质的活度相等
（C）溶质的活度系数相等（D）溶质的化学势相同
14.某一水溶液中有n种溶质，其摩尔分数分别为x1，x2，x3，⋅⋅⋅x n，若使用只允许水出入的半透膜将此溶液与纯水隔开，当达到渗透平衡时体系的自由度为（）
（A）f = n（B）f = n+1
（C）f = n+2 （D）f = n+3
15.恒温时，B可溶解于A形成溶液，但A在B中不能溶解，若纯B的摩尔体积大于溶液中B的偏摩尔体积，则增加压力将使B在A中的溶解度（）.
（A）增大（B）减小（C）不一定（D）不变化
16.对于理想气体，下列关系正确的是：（）
（A ）0V H T ∂⎛⎫
=
⎪∂⎝⎭ （B ）0p
U V ∂⎛⎫= ⎪
∂⎝⎭ （C ）0p
H T ∂⎛⎫=
⎪∂⎝⎭ （D ）0T U V ∂⎛⎫
= ⎪∂⎝⎭ 17. 下列各式哪个表示偏摩尔量：（ ） （A ）)(,,)(
B C n V T B C n G ≠∂∂ （B ） )(,,)(B C n p T B C n H ≠∂∂ （C ）)(,,)(
B C n V T B C n U ≠∂∂ （D ）)(,,)(B C n V S B
C n A
≠∂∂ 18. 恒温恒压下，某化学反应在烧杯中进行，放热3000J ；在可逆电池中进行，该体系做电功为1800J 。

若两过程的始、终态相同，电池反应的Q 为（ ）。

（A ）1200J （B ）-1200J （C ）- 4800J （D ）2400J
19. A 和B 能形成理想液态混合物，已知在温度T 时，P A *=2P B *，当A 和B 的二元溶液中x A = 0.5时，与其平衡的气相中A 的摩尔分数为（ ）。

（A ）1 （B ）3/4
（C ）2/3 （D ）1/2
20. A 、B 两组分可以形成固熔体，若在组分A 中加入B ，可以使固熔体的熔点提高，当固-液两相达平衡时，则组分B 在此固熔体中的含量必( ) 组分B 在液相中的含量。

（A ）大于 （B ）小于 （C ）等于 （D ）不能确定 九、 相图解析：
某A 、B 二组分固液平衡相图如上：
（4） 请标出各个相区(①-⑥)的相态和自由度数；
（5） 图中有几条三相线？指出每条三相线（去除端点）的相态和体系的自由度数；
（6） 在右图上画出沿a 虚线的步冷曲线，并指出在步冷曲线的每个转折点处体系中发生的变化。

十、 计算题。

1
将373K, p = 101.3kPa 下的1mol 水在p 外=0.5p 下等温蒸发成压力为0.5p 的水汽，再慢慢加压使其变为373K, p 下的水汽，求全过程的Q 、W 、U ∆、H ∆、S ∆、A ∆和G ∆。

已知水在373K 下的摩
a
A A
B 2 B
E
F G
C
H
D
a
①
② ③
④
⑤
⑥
p =p
θ
尔蒸发焓为40.63kJ ⋅mol 1
-。

（设液体水的体积可以忽略，气体可视为理想气体）
2
HCl （气）在293.15K ，溶于C 6H 6中达到平衡。

气相中HCl 分压为101.3kPa 时，溶液中的HCl 摩尔分数是0.0423。

已知20℃时纯苯的饱和蒸气压为10kPa ，若此溶液的沸点恰为293.15K ，求0.1kg 苯中能溶解多少千克HCl ？气相组成为何？已知苯服从拉乌尔定律，而HCl 服从亨利定律。

3
使1molSO 2(g)与0.5mol O 2(g)的混合气体在100kPa,1000K 条件下发生反应
2231
SO (g)+O (g)=SO (g)2
平衡时，SO 2(g)的转换率为46％，设系统为混合理想气体，已知1000K 时反应的θ
-1r m 189kJ mol H ∆=-⋅。

问
（1） 反应从开始到平衡时，系统的热力学能变化为多少？ （2） 反应从开始到平衡时，系统的吉布斯自由能变化为多少？ （3） 在1000K 时，系统中
223O (g)SO (g)SO (g)=11.146kPa , =22.292kPa, =45.596kPa p p p ，此
时SO 3(g)是否有分解的可能？
姓名 学号 分数
一、 选择。

（请将正确答案写在答题纸上，每题3分，共30分）
1.
下列与化学势有关的等式中，正确的是：（ ） A.
B n p B
S T
=∂∂,)(
μ； B. B p S B B n U μ=∂∂,)(；
C ．B n T B
V p =∂∂,)(
μ； D. B B C n p T B
B C n H μ=∂∂≠)(,,)(。