2019年工科化学之物理化学考试

中南大学化学考试试卷

2019 学年二学期时间110分钟

工科大学化学之物理化学课程40 学时2.5 学分考试形式：闭卷专业年级：升华0801班总分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、选择题（每题2分，共20分）

1. 对于理想气体的热力学能有以下四种理解：

⑴状态一定，热力学能也一定

⑵对应于某一状态的热力学能是可以直接测定的

⑶对应于某一状态，热力学能只有一个数值，不可能有两个以上的数值

⑷状态改变时，热力学能一定跟着改变

其中理解完全正确的是( ) (A) ⑴，⑵(B) ⑶，⑷(C) ⑵，⑷(D) ⑴，⑶

2．当5mol的H2(g)与4mol的Cl2(g)混合，最后生成2mol的HCl(g)。若以下式为基本反应单元：H2(g) + Cl2(g) === 2HCl(g) ，则反应进度ξ为( )

(A) 1mol(B) 2mol(C) 4mol(D) 5mol

3. 下列关于物质生成热的表述不正确的是( )

(A) 化合物的生成热一定不为零

(B) 很多物质的生成热都不能用实验直接测定

(C) 标准状态下单质的生成热都规定为零

(D) 通常所使用的物质的标准生成热数据实际上都是相对值

4. 理想气体绝热自由膨胀与范德华气体绝热自由膨胀的区别在于范德华气体经绝热自由膨胀后( )

(A) W=0 (B) ΔH≠0 (C) ΔU≠0 (D) Q = 0

5．在pΘ下，385K的水蒸发成同温度下的水蒸气，则( ) (A) ΔS体+ΔS环> 0 (B)ΔS体+ΔS环< 0

(C)ΔS体+ΔS环= 0 (D) ΔS体+ΔS环的值无法确定

6．经过下列过程，体系的ΔG = ΔA的是( ) (A) 液体的恒温蒸发(B) 理想气体的恒温混合

(C) 气体的绝热可逆膨胀(D) 恒温恒压下的化学反应

7. 设有以下5种状态的水：⑴373.15K，pΘ下的液态水；⑵373.15K，2pΘ下的液态水；⑶373.15K，2pΘ下的气态水；⑷374.15K，pΘ下的液态水；⑸374.15K，pΘ下的气态水。下列4组化学势的比较中，不正确的是( ) (A) μ2>μ1(B) μ3>μ5(C) μ5>μ4(D) μ3>μ1

8．确定的T，p下，在A和B组成的均相体系中，若A的偏摩尔体积随浓度的改变而增加，则B的偏摩尔体积将( ) (A) 增加(B) 减小(C) 不变(D) 不一定

9．在确定的T，p下，对一个化学反应而言，能用以判断其反应方向的函数

( ) (A) Δr G m(B) Δr H m(C) Δr G mΘ(D) K pΘ

10．反应2C(s) + O2(g) ⇌2CO(g) ，其Δr G mΘ/J·mol-1= -232600-167.7T，若温度升高，则( ) (A) Δr G mΘ变负，反应更不完全(B) K pΘ变大，反应更完全

(C) K pΘ变小，反应更不完全(D) Δr G mΘ变正，反应更完全

二、填空题（每空1分，共20分）

1. 实际气体的节流膨胀过程Q0、Δp0、ΔH0。(填“<”、“>”或“=”)

2. 基希霍夫定律的适用条件是：或、的化学反应。

3. 当某化学反应的时，则反应的Δr H m随温度升高而降低。

4. 在绝热条件下，用大于气缸内的压力迅速推动活塞压缩气缸内气体，则体系的熵变ΔS0。(填“<”、“>”或“=”)

5. 对任意物质而言，其C p,m大于其C V,m。(填“一定”或“不一定”)

6. 热力学第三定律可表述为。

7. ΔG用作过程自动与否判据的条件是：、、。

8. 现有以下三种溶液⑴0.1mol蔗糖溶于80mL水中，液面上水蒸气压为p1；⑵0.1mol葡萄糖糖溶于40mL水中，液面上水蒸气压为p2；⑶0.1mol尿素溶于80mL 水中，液面上水蒸气压为p3；则三个水蒸气压之间的关系为：p1p2p3。(填“<”、“>”或“=”)

9. 物质[Al(H2O)4(OH)2]+的共轭酸为，共轭碱为。

10. 表示配位平衡的平衡常数有、和三种。

三、(12分) 298 K、pΘ下，在可逆电池中进行Zn和CuSO4溶液的置换反应，所做电功为200kJ，放热6 kJ。求该反应的Δr U、Δr H、Δr S、Δr A和Δr G。

四、(10分) 已知298K及pΘ下，丙烯腈CH=CH2-CN(l)、石墨和氢气的燃烧热分别为-1760.71、-393.51和-285.85 kJ·mol-1，丙烯腈的燃烧反应为：

CH=CH 2-CN(l) + 3.75 O 2(g) === 3CO 2(g) +0.5N 2(g) + 1.5 H 2O(l)

已知298K 及p Θ下CH=CH 2-CN(l)的蒸发热为△vap H m Θ

= 32.84kJ·

mol -1，气态HCN(g)和C 2H 2(g)的生成焓分别为129.70和226.73 kJ·

mol -1；求反应C 2H 2(g) + HCN(g) == CH=CH 2-CN( g)在298K 和p Θ的热效应△r H m Θ。

五、(12分) 在300K 下，液态A 的蒸气压为37.338kPa ，液态B 的蒸气压为22.656kPa 。将2 mol 的A 与2 mol 的B 混合形成溶液之后，液面上的蒸气压为50.663kPa ，在蒸气中A 的摩尔分数为0.6。设气体为理想气体。

⑴求溶液中A 和B 的活度与活度系数；

⑵求A 和B 的混合吉布斯自由能变化量△mix G 。

六、(6分) 在-10℃及p Θ下，1mol 过冷水凝固成冰，请用化学势计算该条件下水的融化吉布斯自由能变化量△fus G m 。已知水和冰在-10℃时的饱和蒸气压分别为p 1=287Pa 和p 2=259Pa 。

七、(12分)在300K 下，反应A(g) + B(g) ⇌ AB (g) 的Δr G m Θ= -8368 J·mol -1，将2mol 的A 和2mol 的B 在300K 及p Θ下进行上述反应。

⑴求反应的最大产率；

⑵计算反应的平衡转化率；

⑶计算平衡混合物中各气体的含量。

八、(8分) 在含有0.01 mol·L -1的I - 和Cl - 离子的混合溶液中，逐滴加入AgNO 3溶液，计算逐滴加入AgNO 3溶液，分别使AgI 开始沉淀和使AgCl 开始沉淀时的

[Ag +]0，有无可能用此方法分离这两种离子？已知171038-⨯=.)AgI (sp K ，101081-⨯=.)AgCl (sp K