第一学期物理化学其中试卷

2009/2010第一学期物理化学期中试题一.填空题1. 热力学平衡状态同时包括的四个平衡为( ),( ),( ),( ); 2状态性质按其是否具备加和性可分为( )和( ).3.Kelvin 和Plank 对热力学第二定律的经典叙述可简化为( ).4.热力学第三定律的内容为:( ).5.化学势的物理意义为( ).6. Le Chatelier 提出“平衡移动原理”,其内容为:( )7.按标准摩尔生成焓与标准摩尔燃烧焓的定义,对C(石墨)、CO(g)与CO 2(g)之间,( )标准摩尔生成焓正好等于( )的标准摩尔燃烧焓.标准摩尔生成焓为零的是( ),因为它是( ).标准摩尔燃烧焓为零的是( ),因为它是( )8.下列各公式的适用条件分别为:对亥姆霍兹函数判据公式0≤∆A ,是( ).对吉布斯函数判据公式0≤∆G ,是().对热力学基本方程式,如Vdp SdT dG +-=等,是(). 9.只有系统的( )性质才具有偏摩尔量.而偏摩尔量自身是系统的( )性质.偏摩尔量的值与系统中各组分的浓度( ).混合物系统中各组分的同一偏摩尔量间具有两个重要的性质,分别是( )与( ). 10.完全互溶的双液系中,在6.0=B x 处,平衡蒸气压有最高值,那么组成为4.0=B x 的溶液在气液平衡时,)(),(),(总B B B x l x g x 的大小顺序为().将4.0=B x 的溶液进行精馏时,塔顶将得到().11.对理想气体反应,p K K ,θ均只是()的函数,与压力、组成无关;而对真实气体反应,( )仍只为温度的函数,但( )的值还与压力有关. 二.选择题1.一系统在膨胀过程中,对环境做了10540J 的功,同时吸收了27110J 的热,则系统的内能变化为( )(A).0; (B).37650J ； (C).16570J ； (D).-16570J 2.下列叙述正确的是( )(A).某过程进行之后,若系统能够复原,则该过程为可逆过程； (B).某过程进行之后,若环境能够复原,则该过程为可逆过程；(C).某过程进行之后 ,在环境复原的同时,系统也能够复原,则该过程为可逆过程；(D).某过程进行之后,若系统复原的同时,环境也能够复原而不留下任何永久性变化,则该过程为可逆过程3.下列叙述不正确的是( )(A).任何物质的焓H 均大于其内能U ；(B).理想气体简单状态变化过程中的等温过程0=∆=∆H U ; (C).等温条件下的理想气体化学反应0=∆=∆H U ； (D).封闭系统中,无非体积功的等压过程p Q H =∆4.某理想气体从同一始态出发,经绝热可逆过程A 和绝热不可逆过程B 膨胀到达相同的终态压力时,则两终态的温度T A 与T B 的关系( )(A). T A =T B ; (B). T A >T B ; (C). T A <T B ; (D). 无法比较T A 与T B 5.下列叙述不正确的是( )(A).凝聚系统(液体,固体)反应的等压热效应近似等于等容热效应 (B).对于有气体参与的反应,RT Q Q g V p ν∆=-; (C).无非体积功的封闭系统,U Q H Q V p ∆=∆=,;(D).对于所有的化学反应,等压热效应p Q 一定大于等容热效应V Q 6.对于热温商TQδ叙述正确的是( )(A).T 为系统的热力学温度；(B).卡诺循环的热温商之和等于零； (C).任意循环过程热温商之总和等于零； (D).热温商为状态函数7.2mol 单原子理想气体,在恒压条件下,由300K 升至600K,其S ∆为( )J.K -1(A).28.8; (B).-14.4; (C).-28.8; (D).14.4 8.下列各式正确的是( )(A).F=U+pV; (B).G=U-TS; (C).G=F+pV; (D).G=H+TS9.葡萄糖的氧化反应为C 6H 12O 6(s)+6O 2(g)=6CO 2(g)+6H 2O(l)由量热法测得此反应的111..4.182)298(;.2810)298(---=∆-=∆mol K J K S mol kJ K U m r m r θθ在298K 时,此反应的θm r G ∆为()1.-mol kJ .(A).-2864; (B).2864; (C).2756; (D).-2756 10.下列各式,何者为化学势( );)).((;)).((;)).((;)).((,,,,,,,,j j j j n p T in p T i n p T i n p T i n HD n U C n F B n G A ∂∂∂∂∂∂∂∂11.20℃时,纯苯及纯甲苯的蒸气压分别为Pa 31092.9⨯及Pa 31093.2⨯.若混合等质量的苯和甲苯形成理想溶液,则在蒸气相中苯的分压为()Pa.33331092.9).(;1071.6).(;1036.5).(;1035.1).(⨯⨯⨯⨯D C B A12.下列叙述正确的是( )(A).实际气体的标准态为温度为T,压力为标准压力下的该气体； (B).实际气体的标准态为温度为T,逸度等于标准压力的该气体； (C).实际气体的标准态为温度为T,逸度系数等于1的该气体； (D).实际气体的标准态为温度为T,压力为标准压力的理想气体. 13.在等温等压条件下的一化学反应,正向自发进行,则( ) (A).A>0； (B).A<0; (C).A=0; (D).以上均错 14.下列平衡常数有量纲和单位的是( )a p x K D K C K B K A ).(;).(;).(;).(θ15.对于θm r G ∆下列理解正确的是()(A).因θθK RT G m r ln -=∆,故θm r G ∆是反应达平衡时产物与反应物的吉布斯自由能的差值.(B). θm r G ∆是反应物和产物均处于标准态并维持标准态不变,反应进行一个单位时系统的自由能改变值；(C). θm r G ∆是指产物和反应物由标准态达平衡时吉布斯自由能的差值； (D). θm r G ∆是决定反应方向的物理量.16.将纯CaCO 3置于真空容器中,在温度T 发生分解反应 CaCO 3(s)=CaO(s)+CO 2(g),平衡时总压力为p,则其Kp 为()291).(;31).(;).(;).(p K D p K C p p K B p K A pp p p ====θ17. CaCO 3(s)在密闭容器中受热分解达平衡状态,其组分数K 和自由度数f 为()(A).K=3,f=3; (B).K=2,f=2; (C).K=2,f=1; (D).K=1,f=0 18.下列叙述中不正确的是( )(A)克拉贝龙方程适用于任何纯物质两相平衡；(B).克-克方程仅适用于气-液或气-固平衡,并且假定气体遵守理想气体定律； (C).由实验测得若干的饱和蒸气压并作Tp 1~ln 图,由直线钭率可计算摩尔蒸发热和其它的未知饱和蒸气压,摩尔蒸发热须与温度无关；(D)水的相图中的蒸发线、升华线和凝固线的指向可由克-克方程计算确定. 19.下列叙述中正确的是( )(A).水的三相点的温度是273.15K,压力是610Pa; (B).水的三相点的温度是273.16K,压力是101325Pa; (C).水的三相点的温度是273.16K,压力是610Pa; (D).水的三相点的273.15K,压力是101325Pa . 20.下列叙述正确的是( )(A).理想溶液的p ～x 图中的液相线是直线； (B). 理想溶液的p ～x 图中的液相线是曲线； (C) 理想溶液的T ～x 图中的液相线是直线； (D) 理想溶液的p ～x 图中的气相线是直线； 21. 某体系恒压时体积功的表示式为( ) (A).)(12V V p --; (B).)(12V V np --;(C).12lnV V nRT -;(D).nRT ∆- 22.无非体积功的等压过程热力学第一定律的表达式为 (A).V p Q U ∆+=∆;(B).V p Q U ∆-=∆ (C).p V Q U ∆+=∆;(D).p V Q U ∆-=∆23.下列四种理想气体的物质的量相等,若都以温度为1T 恒容加热到2T ,则吸热量最少的气体是( )(A).氦气;(B).氢气;(C).二氧化碳;(D).三氧化硫.24.将H 2(g)与O 2(g)以2:1的比例在绝热刚性密闭容器中完全反应,则该过程应有( )(A).0=∆T ;(B).0=∆p ;(C).0=∆U ;(D).0=∆H25.对于有理想气体参与的化学反应,其H ∆和U ∆的相对大小( )(A).U H ∆>∆;(B).U H ∆<∆;(C)U H ∆=∆;(D).以上都有可能.26.某人设计了一种热机,其高温热源温度为C T7272=,低温热源温度C T271=,拟使热机经卡诺循环吸热kJ Q 802=,放热kJ Q 201=,对外做功kJ W 60=,则他的设计( )(A).热机效率%75=η;(B).违反热力学第一定律; (C).违反卡诺原理但不违反热力学第二定律; (D).违反卡诺原理和热力学第二定律; 27.计算熵变的公式⎰+=∆21TpdVdU S 适用于()(A)理想气体的化学变化过程;(B)理想气体的任意变化;(C)无关头非体积功的封闭系统的简单状态变化; (D)封闭系统的任意变化;28.300K 时,某一过程的kJ H kJ G 90.56,98.76-=∆-=∆,则S ∆为( )(A).-18.401-⋅KJ ;(B).-66.931-⋅KJ ;(C).66.931-⋅KJ ;(D).70.31-⋅KJ29.W G A =∆=∆适用于( ) (A).恒温可逆过程; (B).无非体积功的恒温过程;(C).理想气体的恒温过程 ;(D).理想气体无非体积功的恒温可逆过程. 30.经一不可逆循环过程,则有( ) (A).0,0,0=-=>∆<∆=∆W Q S G A ; (B).0,0,0=-=>∆=∆=∆W Q S G A (C).0,0=-==∆=∆=∆W Q S G A(D).0,0≠-==∆=∆=∆=∆=∆W Q S G A H U 31.对于多组分系统i 物质的偏摩尔量j n p T im i n XX ,,,)(∂∂=,下列叙述不正确的是( )(A).m i X ,是无限大量系统中i 物质每变化1mol 时该系统容量性质X 的变化量; (B).X 为容量性质,m i X ,亦为容量性质; (C).m i X ,不仅决定于p T ,,而且决定于浓度; (D).∑=mi iXn X ,32.若物质B 自发地由α相流向β相,则必有()(A).βαμμB B >;(B). βαμμB B <;(C). βαμμB B =;(D)不能确定; 33.等温等压下,某反应正进行时,化学亲合势( )(A).0>A ;(B)0<A ;(C).0=A ;(D).<<A 0;34.反应hH gG bB aA +=+的0=∆θm r G ,则该系统()(A)处于平衡状态; (B).处于非平衡状态;(C).1=θK(D).θK K p =35.已知某反应的0,=∆m p r C ,则该反应的平衡常数随温度升高而()(A).增大; (B).减小; (C).不变; (D).不确定;36.以下等容低压气体的反应中,加入惰性气体使反应正向移动的是().(A).)(2)(3)(322g NH g H g N =+;(B).)(3)()()(22(4g H g CO g O H g CH +=+;(C).)()(21)(322g SO g O g SO =+;(D).)()(2)()(222g S H s Ag g H s S Ag +=+; 37.下列系统1=Φ的是( )(A).钢铁; (B).水和汽油;(C).CO 和CO 2混合气体;(D).烟或雾均匀分散于空气中;38.CaCO 3(s)在密闭容器中受热分解达到平衡状态,其组分数K 和自由度数f 为()(A).;3,3==f K (B).;2,2==f K (C).;1,2==f K (D).0,1==f K ;39.对于具有最低恒沸点d 的第二类溶液的沸点—组成图如下,下列叙述中不正确的是( )(A).在d 点时)()(B y B x =; (B).d b a ,,点,均0=f(C).若物系点为c ,则该系统为气体;(D). d 为恒沸点,当压力改变时d 的不变.40.32CO Na 可形成三种水合物O H CO Na O H CO Na 2322327,⋅⋅:和O H CO Na 23210⋅.常压下将)(32s CO Na 投入其水溶液中,三相平衡时,一相是32CO Na 水溶液,一相是)(32s CO Na ,则另一相是()(A).冰;(B). )(10232s O H CO Na ⋅; (C). )(10232s O H CO Na ⋅; (D). )(232s O H CO Na ⋅三.证明题 (1) 试证明:p VTC V U p p p -∂∂=∂∂)()((2) 试证明:对纯物质的单相系,有下列关系式成立:T V VST p )()(∂∂=∂∂ 四.计算题:1.有10mol 单原子分子理想气体从0℃,1013.25kPa 的初态经过(1)恒温可逆膨胀;(2)绝热可逆膨胀;(3)反抗恒定外压kPa p e 325.101=下的绝热膨胀,最后的压力为kPa 325.101.计算各过程中气体的最终体积、温度及过程的H U W Q ∆∆,,,2. 1mol 理想气体经C pV=2.1(常数)的可逆过程由温度,5731K T =体积为1V 变到温度,4732K T =体积为2V ,已知该气体的11,9.20--⋅⋅=mol K J C m V ,求此过程的H U W Q ∆∆,,,3. 270.2K 时冰的蒸气压为Pa4.475,270.2K 时过冷水的蒸气压为Pa 2.493,试求θp K ,2.270下,1mol 过冷水变成冰的S ∆和G ∆.已知此过程放热15877-⋅mol J .4. 1mol )(2l O H 在100℃,θp 下,向真空蒸发变成100℃,θp 下的)(2g O H .求该过程 中系统的G A S H U Q W ∆∆∆∆∆,,,,,,,并判断过程的方向.已知该温度下水的167.40-⋅=∆mol kJ H m Vap θ蒸汽可视为理想气体,液态水的体积比之蒸汽体积可忽略不计.5. 在 413.15K 时,纯氯苯和纯溴苯的蒸气压分别为kPa 238.125和kPa 104.66.假定两液体组成理想液态混合物.若有一混合液,在413.15K,kPa 325.101下沸腾,试求该溶液的组成,以及在此情况下,液面上蒸气的组成.6. 两种挥发性液体A 和B 混合形成理想液态混合物,某温度时溶液上面的蒸气总压为Pa 41041.5 ,气相中A 的物质的量分数为0.450,液相中为0.650.求此温度时纯A 和纯B的蒸气压.参考答案: 一. 填空题1.热平衡;机械平衡;化学平衡;相平衡; 2容量(广度)性质;强度性质; 3.第二类永动机不可能造成;4在0K 时,任何纯物质的完善晶体其熵值为零; 5.化学势是决定物质传递方向和限度的强度因素.6.如果对一平衡系统施加外部影响,如改变浓度,压力或温度等,则平衡将向减少此外部影响的方向移动.7.CO 2(g);C(石墨);C(石墨);碳元素各晶型中最稳定的相态;CO 2(g);碳元素完全氧化的最终产物.8.恒温恒容不做非体积功的过程;恒温恒压不做非体积功的过程;不做非体积功的封闭系统.(双变量系统)9.容量;强度;有关;集合性;依赖性.10.)()()(l x x g x B B B >>总;6.0=B x 的恒沸混合物. 11.温度;θK ;p K . 二. 选择题三. 证明题(略) 四.(计算题)1.解(1)0;0=∆=∆H U ;kJ W 33.23-=;kJ W Q 33.23=-= (2) 0=Q ;kJ U 146.9-=∆;kJ U W 146.9-=∆=;kJ H 24.15-=∆. (3)0=Q ;kJ U 474.5-=∆;kJ U W 474.5-=∆=;kJ H 124.9-=∆.2.解:J U 2090-=∆.;J H 2921-=∆;.J T T nR pdV W V V 415712.1)(2121-=---=-=⎰;J W U Q 2067=-∆=3.解:J G 2.64-=∆;151.21-⋅-=∆K J S ............................(3分)4.解:0=W ,kJ H 67.40=∆.;kJ U 57.37=∆;kJ Q 57.37=;10.109-⋅=∆KJ S .;kJ A T 10.3-=∆;0=∆G .S K J TQ∆<⋅=-17.100,所以该过程为一不可逆的自发过程. 5.解: 以A 代表氯苯,B 代表溴苯.x 代表液相组成,y 代表气相组成. 596.0=A x ; 404.0=B x .; 736.0=A y ;264.0=B y6.解Pa p A 41075.3⨯=*;Pa p B 41050.8⨯=*.。