物理化学试卷

成绩物理化学(本科)试卷试卷号：B260002校名___________ 系名___________ 专业___________姓名___________ 学号___________ 日期___________（请考生注意：本试卷共页）大题一二三四五六七八九十十一十二十三十四成绩一、填作图题。

( 本大题2分)用等边三角形表示出A，B，C三组分系统，在图中找出x A=0.30，x B=0.30，其余为C 的系统点P。

二、填空题。

在题中“____”处填上答案。

(本大题共3小题，总计3分)1、(本小题1分)右图为两组分，具有最高恒沸点的相图，若有组成为x0的溶液，经过精馏，则在塔顶得到__________，塔底得到___________。

2、(本小题1分)热力学第三定律能斯特说法的数学表达式为⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。

3、(本小题1分)理想气体节流膨胀时，[()]∂∂pVp H0。

（选填>，=，<）三、填空题。

在题中“____”处填上答案。

(本大题共8小题，总计16分)1、(本小题2分)当稀溶液中所含溶质为不挥发性溶质、以及凝固时析出纯溶剂，则此稀溶液的依数性质有：________；________；________；_________ 。

2、(本小题2分)一系统经过一个不可逆循环后，环境的熵变 0，系统的熵变 0。

（选填< ，= ，>） 3、(本小题2分)在一个温度恒定为100℃，体积恒定的容器中，装有2 mol ，100 kPa 的N 2( g )。

若向其中注入100℃的水0.2 mol 并迅速达到平衡。

设水蒸气为理想气体。

此过程： （1）∆S （H 2O ） ； （2）∆G （H 2O ） ； （3）∆A （H 2O ） ； （4）∆G （N 2） 。

（选填> 0 ， < 0 ，= 0或无法确定） 4、(本小题2分)2 kg 空气与某恒温热源相接触，从1000 kPa 恒温可逆膨胀到200 kPa ，空气的平均摩尔质量M = 29 ⨯ 10-3 kg ·mol -1，且可视为理想气体，则 ∆S (空气) = ，∆S (热源) = 。

5、(本小题2分)写出理想稀溶液中溶质B 的化学势表达式，其中B 的摩尔分数用x B 表示，μB =_______。

6、(本小题2分) 一般有机物可以用水蒸气蒸镏法提纯，当有机物的____________和_______________越大时，提纯一定质量有机物需用的水蒸气量越少，能量越节省。

7、(本小题2分)2C(s) + O 2(g) == 2CO(g)反应的∆r G 与温度关系为∆r G =（－ 232 600－167.8 T /K ）J ·mol -1。

据此式可求出反应在400 K 下的∆r S 。

（填入具体数值）8、(本小题2分)某气相反应A ==Y+ Z 是吸热反应, 在 25 ℃时其标准平衡常数K =1 , 则25 ℃时反应的∆r S ⎽⎽⎽⎽⎽0，此反应在40 ℃时的K ⎽⎽⎽⎽⎽25 ℃时的K 。

(选填 > ，=，<)四、是非题。

在题后括号内，正确的打“√”，错误的打“×”。

(本大题分5小题, 每小题1分, 共5分)1、 恒沸混合物的恒沸温度与恒沸组成不随压力而改变。

是不是?( )2、组成可变的均相系统的热力学基本方程 d G =－S d T ＋V d p ＋∑=1B B μd n B ，既适用于封闭系统也适用于敞开系统。

是不是? （ ）3、 CO 2(g)的∆f H (500 K) = ∆f H (298 K) +C T p ,m 2K K(CO )d 298500⎰ 。

是不是？ （ ）4、 在等温等压条件下，∆G > 0的过程一定不能进行。

是不是？ （ ）5、 理想混合气体中任意组分B 的逸度~p B 就等于其分压力~p B 。

是不是?（ ） 五、问答题。

请回答下列各题。

( 本 大 题3分 )在真空绝热箱中，有互相接触的两个导体（如图），有热量自温度为T 1的物体传到温度为T 2的物体（T 1>T 2)，若：( 1 )指定温度为T1的物体为系统；( 2 )指定温度为T2的物体为系统；( 3 )指定温度为T1的物体和温度为T2的物体为系统；分别指出系统的类型和过程中热量Q的符号。

六、填作图题。

(本大题共2小题，总计10分)1、(本小题2分)单原子理想气体从状态A出发经历如图所示的Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ三步可逆变化而回到A，试在V-T图上把三步变化表示出来，并用箭头注明方向。

2、(本小题8分)在熔融的金属A，B 以及组成不同的二组分熔融物冷却过程中给出了它们的步冷曲线，曲线上出现转折和水平线段所对应的温度如下表所示。

请据表绘出A，B 二组分系统的温度-组成图，并标明各区域存在的相态及成分。

x A 1.00 0.90 0.80 0.70 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00转折温度t / ︒C 1060 1000 940 850 750 670 550 450停顿温度t / ︒C 1100 700 700 700 700 700 400 400 400 400 500停顿温度t / ︒C 400 400 400七、选择题。

在题后括号内，填上正确答案代号。

(本大题分10小题, 每小题2分, 共20分)1、任意两相平衡的克拉贝龙方程d T / d p = T∆V H/∆，式中∆V m及∆H m的正负号（）。

m m（1）一定是∆V m> 0，∆H m> 0 ；（2）一定是∆V m < 0，∆H m< 0 ；（3）一定是相反，即∆V m> 0，∆H m< 0；或∆V m< 0，∆H m> 0；（4）可以相同也可以不同，即上述情况均可能存在。

2、 在p 下，用水蒸气蒸馏法提纯某不溶于水的有机物时，系统的沸点：（ ）。

（1）必低于373.2 K ； （2）必高于373.2 K ；（3）取决于水与有机物的相对数量； （4）取决于有机物相对分子质量的大小。

3、 1 mol C 2H 5OH(l)在298 K 和100 kPa 压力下完全燃烧，放出的热为1 366.8 kJ,该反应的标准摩尔热力学能变接近于：（ ）。

（1）1369.3 kJ ·mol -1； （2）－1364.3 kJ ·mol -1； （3）1364.3 kJ ·mol -1； （4）－1369.3 kJ ·mol -1。

4、 对于组成恒定的系统，下列偏导数何者小于零：（ ） （1）∂∂H S p ⎛⎝ ⎫⎭⎪； （2）∂∂A V T ⎛⎝ ⎫⎭⎪； （3）∂∂U S V ⎛⎝⎫⎭⎪； （4）∂∂G p T⎛⎝ ⎫⎭⎪。

5、 1 mol 理想气体从相同的始态（p 1，V 1，T 1）分别经绝热可逆膨胀到达终态（p 2，V 2，T 2），经绝热不可逆膨胀到达（，，）p V T 222''，则T 2' T 2，V 2' V 2，S 2' S 2。

（选填 >， =， <）6、 已知环己烷、醋酸、萘、樟脑的（摩尔）凝固点降低系数k f 分别是20.2，9.3，6.9及39.7 K ·kg ·mol-1。

今有一未知物能在上述四种溶剂中溶解，欲测定该未知物的相对分子质量，最适宜的溶剂是：（ ）。

( 1 ) 萘； ( 2 ) 樟脑； ( 3 ) 环己烷； ( 4 ) 醋酸 。

7、 正己烷（A ）和正辛烷（B ）能形成理想液态混合物。

已知100℃时，p A *和p B *分别为244.78 kPa 和47.2 kPa 。

当二者形成的液态混合物在101.325 kPa 及100℃沸腾时，其平衡液相中正己烷的物质的量分数是：（ ）。

（1） 0.274； （2） 0.513； （3）0.487 。

8、 组分A(高沸点)与组分B(低沸点)形成完全互溶的二组分系统，在一定温度下，向纯B 中加入少量的A ，系统蒸气压力增大，则此系统为：( )。

（1） 有最高恒沸点的系统； （2） 不具有恒沸点的系统； （3） 具有最低恒沸点的系统。

9、 将固体NH 4HCO 3(s) 放入真空容器中，等温在400 K ，NH 4HCO 3 按下式分解并达到平衡： NH 4HCO 3(s) === NH 3(g) + H 2O(g) + CO 2(g) 系统的组分数C 和自由度数ƒ为：( )。

(１)Ｃ＝２，ƒ ＝１； (２)Ｃ＝２，ƒ ＝２； (３)Ｃ＝１，ƒ ＝０；(４)Ｃ＝３，ƒ ＝２。

10、设反应 a A(g ) == y Y(g) + z Z(g),在101.325 kPa 、300 K 下，A 的转化率是600 K 的2倍，而且在300 K 下系统压力为101 325 Pa 的转化率是2×101 325 Pa 的2 倍，故可推断该反应（ ）。

（1）平衡常数与温度，压力成反比； （2）是一个体积增加的吸热反应 ； （3）是一个体积增加的放热反应；（4）平衡常数与温度成在正比，与压力成反比。

八、是非题。

在题后括号内，正确的打“√”，错误的打“×”。

( 本 大 题3分 )判断下述结论对还是不对，将答案写在其后的括号中。

( 1 )化学反应热Q p 其大小只取决于系统始终态；( ) ( 2 )凡是化学反应的等压热必大于等容热；( )( 3 )理想气体等容过程的焓变为∆∆H n nC T V p V T T =+⎰,()m d 12；( )( 4 )理想气体等压过程的热力学能变为∆∆U n C T p V p T T =-⎰,()m d 12。

( )九、问答题。

请回答下列各题。

( 本 大 题5分 )物质B 的偏摩尔量的定义式为：Z B ===def)B (C ,,BC ≠⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂n p T nZ式中Z 代表V ，U ，S ，H ，A ，G 等广度性质。

按上述定义，你对偏摩尔量的理解上，应有那些结论?十、计算题。

请计算下列各题。

( 本 大 题6分 ) 求下列反应在393 K 的反应的∆r H (393 K) ： C 2H 5OH(g) + HCl(g) == C 2H 5Cl(g) + H 2O(g) 已知：物质 ∆f H(298 K) / kJ ·mol -1C p , m / J ·K -1·mol -1C 2H 5Cl(g) －105.0 13.07 +188.5×10-3(T / K) H 2O(g) －241.84 30.00 +10.71×10-3(T / K) C 2H 5OH(g) －235.3 19.07 +212.7×10-3(T / K) HCl(g)－92.3126.53 +4.62×10-3(T / K)十一、计算题。