物化(上)期末考试模拟试卷

一、概念题（20分，每空格1分）
1. 试写出范德华方程 ，其中a 的存在使压缩因子Z 。

（减小，增大）
2. 公式p Q H =∆的适用条件是 。

3. 金刚石的标准摩尔燃烧焓等于石墨的标准摩尔燃烧焓。

（ 对、错）
4. 恒容热V Q 与 恒压热p Q 之间的换算关系为 。

5. 试写出理想气体的任何一个绝热可逆过程方程。

6. 可逆热机的工作介质也可以是液态水。

（对，错）
7. 工业上利用焦耳-汤姆逊效应实现致冷，是在0>JT μ的区域将高温气体通过节流装置。

（ 对、错）
8. 热力学第二定律的开尔文说法是 。

9. 克-克方程
V
T H
T p ∆∆=d d 的适用条件是 。

10. 多组分系统中组分i 的偏摩尔体积的定义式是 。

11. 石灰石按下式分解并达到平衡：)g (CO O(s)C )s (CO C 2a 3a +=。

系统的自由度 f = 。

12. 试写出理想气体混合物中组分i 的化学势的表达式： 。

13. 以逸度表示的相平衡条件是： 。

14. 多组分系统的广延性质X 与各组分偏摩尔量i X 之间的关系为 。

15. 恒沸混合物并不是具有确定组成的化合物，当条件变化时恒沸点也会发生变化。

（对，错）
16. 理想稀溶液中的溶剂服从 。

（拉乌尔定律，亨利定律） 17. 对于理想气体化学反应，以分压表示的平衡常数p K 只决定于反应本性和温度。

（对、错）
18. 对于理想气体化学反应∑=B B B 0ν，其∑⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎣⎡=∑B B
B eq
B νn p K K n p 。

可见，若将乙苯脱氢苯
乙烯的反应(g)H (g)H C H C (g)H C H C 232565256+=视为理想气体反应，则在原料气中掺
入水蒸气后，将使苯乙烯的产率 。

（提高、降低、不变）
19. 当参加化学反应的各物质的标准状态压力o p 取不同数值时，化学反应的m r G ∆ 。

（不变、变化）
二、（15分）
1 mol 理想气体由初态300 K ，10o p 出发，分别经下列各等温膨胀过程至终态压力 p (1) 可逆膨胀；（5分）
(2) 在恒定的外压o p 下膨胀；（5分） (3) 向真空膨胀。

（5分）
求各过程的。

、、、、、、G A S H U W Q ∆∆∆∆∆（Pa 105o =p ） 三、（12分）
环己烷的正常沸点为80.75℃，蒸发热为-1g J 358⋅。

欲使环己烷在25℃沸腾，施加的最大外压应是多少？环己烷的摩尔质量为13mol kg 1016.84--⋅⨯，假设其蒸发热不随温度而变化。

四、（14分）
20℃时，HCl 气体溶于苯中形成理想稀溶液，已知20℃时纯苯的饱和蒸气压为10010Pa 。

(1) 当达气液平衡时，若液相中HCl 的摩尔分数为0.0385，气相中苯的摩尔分数为0.095，试求气相总压；（7分）
(2) 当达气液平衡时，若液相中HCl 的摩尔分数为0.0278。

试求气相中HCl 气体的分压。

（7分）
五、(12分)
下面是K-Na 两组分系统的液固平衡相图。

(1) 试在图中标出各相区存在的相 ( 液体用L 表示, 纯固体用S A , S B 表示, 固溶体用
γβαS S S ,,等表示 )；
(2) 画出m 点所代表系统的冷却曲线； (3) 求图中O 点所处相区系统的自由度；
(4) K-Na 组成的液态混合物能否经冷却而析出纯组分K 或Na?
六、（15分）
CO(g) 的燃烧反应为2 CO(g)+ O 2(g) = 2 CO 2(g)，在2000K 时71023.3⨯= K ，若在此温度下有CO 、O 2、CO 2组成的混合气体，它们的分压分别为1kPa 、5 kPa 和100 kPa ，设气体服从理想气体状态方程。

(1) 计算该反应在2000K 时的K p 。

（6分）
(2) 在以上条件下反应向哪个方向进行？（根据计算结果回答）（6分） (3) 该反应的 K 随温度升高变大还是变小？为什么？（3分）
七、（12分）
25℃时，纯物质液体A 和B 的饱和蒸气压分别为39.0kPa 和120.0kPa 。

在一密闭容器中有1mol A 和1mol B 形成的理想溶液，于25℃达到气液平衡。

实验测得平衡的液相组成为
400.0B =x ，试求气相组成B y 以及平衡时各相的物质的量。

设蒸气为理想气体。

答案
一、概念题
1. RT b V V a
p =-+
))((m 2m
，减小 2. 恒压和只做体积功的封闭系统 3. 错 4. RT g n Q Q V p )(∆+= 5. 常数=γpV 6. 对 7. 对
8.
9. 纯组分系统的两相平衡 10. I J ,,)(≠∂∂=n p T i
i n V
V
11. 1 12. p p
RT i i i ln )g (+=μμ
13. )
π()
2()
1(i i
i
f f f ===
14. ∑==K
i i i X n X 1
15. 对 16. 拉乌尔定律 17. 对 18. 提高
19. 不变
二、解：(1) 0=∆=∆H U ， J 5743ln 2
1
-=-=p p nRT W ，J 5743=-=W Q
-12
1
K mol J 14.19ln
⋅⋅==∆p p nR S ，J 5743-=∆=∆=∆S T G A (2) 0=∆=∆H U ， J 2245)(12-=--=V V p W 外，J 2245
=-=W Q
-12
1
K mol J 14.19ln
⋅⋅==∆p p nR S ，J 5743-=∆=∆=∆S T G A (3) 0=∆=∆H U ， 0=W ，0=-=W Q
-121K mol J 14.19ln ⋅⋅==∆p p
nR S ，J 5743-=∆=∆=∆S T G A
三、 解： ()-1-1m vap mol kJ 13.30mol J 16.84358⋅=⋅⨯=∆H
⎪⎪⎭⎫
⎝⎛-∆-=12
m vap 1211)(*)
(*ln T T R
H T p T p
kPa 93.1411exp )(*)(*12
m
vap 12=⎥⎦⎤⎢⎣
⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-∆-
=T T R H T p T p
四、解：(1)
x A =1- x B =1-0.0385=0.9615
A *
A A x p py =, A
A *A y x p p =
=kPa 095.09615.0010.10⨯=101.3kPa
(2) 1
21
2B B B B x x p p =
, 1
212B B B B x x p p ⨯
==[101.31×(1-0.095) ×
]0385
.00278
.0kPa=66.20kPa 或
11B B ,H B x K p x =，
kPa 0385
.0)
095.01(31.101)1(1
11
1B A B B B ,H -⨯=
-=
=
x y p x P K x kPa 1038.23⨯=
66.16kPa
0.0278kPa 1038.23B B ,H B 22=⨯⨯==x K p x
五、
O 点所处相区的自由度：f = 2-2+1=1
(4) 否
六、
解：(1) -12-137Pa 1023.3Pa)10100(1023.3)(⨯=⨯⨯⨯=∑=B B
p K K p υ (2) 12-1-13
232
3O 2CO 2CO
Pa 1023.3Pa 2Pa )
105()101()10100(2
2-⨯=<=⨯⨯⨯⨯=⋅=p p K p p p J 1
-1-2
m r mol kJ 6.84mol J )1023.32ln 20003145.8()ln(⋅-=⋅⨯⨯⨯==∆p p
K J RT G 所以反应向右进行
(3)
由于2
d ln d RT
H T K ∆= ，该反应0<∆H ，所以随温度升高 K 变小。

七、解： 71.4kPa
kPa ]400.00.120)400.01(0.39[B A B A =⨯+-⨯=+=+=*
*p p p p p 672.04.71/400.00.120//B B B B =⨯===*
P x p p p y
500.0111=+= x ，400.0B L ==x x ，672.0B V ==y x x x x x n n --=V L L V 即272.0100
.0400.0672.0400.0500.0x L V L V L V =--=--=+x x x n n n 0.735mol mol 2272
.0100.0V =⨯=n ，mol 265
.0735.01L =-=n 。