华南理工大学物理化学期末考试

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华南理工大学期末考试

《物理化学》试卷B

1. 考前请将密封线内各项信息填写清楚；

所有答案请直接答在试卷上(或答题纸上)；

．考试形式：闭卷；

1.6分，共16分）

1）今有AX、BX和CY三种离子化合物，离子半径分别为：

r X =0.181nm，r

Y

=0.130nm，r

A

=0.095nm，r

B

=0.169nm，r

C

=0.034nm。

这三种化合物的阳离子配位数大小顺序排列是（）：（A）BX>AX>CY （B）AX>CY>BX

（C）BX>CY>AX （D）CY>BX>AX

2）下列硅酸盐矿物。属于链状结构的是（）：

（A）镁橄榄石Mg

2[SiO

4

] （B）顽火辉石Mg

2

[Si

2

O

6

]

（C）绿柱石Be

3Al

2

[Si

6

O

18

] （D）叶腊石Al

2

[Si

4

O

10

](OH)

2

3）斜长石是由钠长石和钙长石所形成的完全互溶固溶体。欲测定斜长石的性

）：

（A）单一物质（B）混合物质

（C）钠长石和钙长石两者的加和性

（D）钠长石或钙长石单一物质

4）在Al

2O

3

中掺加0.5%(mol)的NiO和0.02%(mol)的Cr

2

O

3

所制备的金黄色人

经分析认为是形成了置换型固溶体，此人造黄玉的化学式可写成（）：

（A）Al

1.996Ni

0.005

Cr

0.0002

O

2.9975

（B）Al

1.996

Ni

0.005

Cr

0.0002

O

3

（C）Al

1.9948Ni

0.005

Cr

0.0002

O

3

（D）Al

1.9948

Ni

0.005

Cr

0.0002

O

2.9975

5）尖晶石（MgAl

2O

4

）型晶体中，O2－作面心立方最紧密堆积，Mg2＋填入（）：

（A）四面体空隙的半数（B）四面体空隙的八分之一（C）八面体空隙的半数（D）八面体空隙的八分之一

（6）若有一个变价金属氧化物MO，在还原气氛下形成阴离子缺位型非计量化合物，金属原子数和氧原子数之比为：M:O＝1.1:1，则其化学式为（）：

（A）M

1.1O （B）MO

0.89

（C）MO

0.91（D）MO

1.1

（7）能单独形成玻璃的氧化物，其单键强度为（）：

（A）小于250KJ/mol （B）250～335KJ/mol

（C）大于335KJ/mol （D）大于350KJ/mol

（8）对于一般的玻璃网络中间体，其阳离子电负性值范围为（）：（A）大于2.1 （B）1.8～2.1

（C）1.5～1.8 （D）0.7～1.7

（9）在氧离子立方密堆中，若一半八面体空隙均填充一种阳离子，则该阳离子的价态为（）：

（A）＋1价（B）＋2价

（C）＋3价（D）＋4价

（10）某晶面与各轴的截距分别是2a、3b和6c，则其晶面指数为（）：（A）（236）（B）（123）

（C）（632）（D）（321）

二、回答下列问题（共24分）

1、电冰箱能致冷。夏天时将门窗关闭（设墙壁、门窗均不传热），将电冰箱的门打开，能否

使室内温度降低？（2分）

2、在寒冷的地方，冬天下雪后，在街道上撒盐，为什么这样做？原理是什么？（4分）

3、试比较下列H2O在不同状态试的化学势的大小，根据的原理是什么？（4分）

(1) (a) H2O(l, 374K, 100kPa)与(b) H2O(g, 374K, 100kPa)

(2) (a) H2O(l, 373K, 100kPa)与(b) H2O(g, 373K, 200kPa)

4、当我们把卡片整理好，或者把砖块叠置起来造成房子的时候，我们就在这物质世界中增

加了有序性。这是否违背热力学第二定律？试说明之。（4分）

5、在1.0 dm3水中含有某物质100g，在298K时，用1.0 dm3乙醚萃取一次，可得该物质

66.7g。试求该物质在水和乙醚之间的分配系数。（4分）

6、A物质和B物质构成完全互溶双液系，图1所示是

此系统在等压下的T－x图。当温度为T1时，物系

点C的位置如图所示。请根据图中的标识，指出：

(1) A物质和B物质的总量的摩尔分数x A和x B？(2)

A物质在液相中的量分数和在气相中的量分数x A,l

和x A,g；(3) A和B在气、液两相中的总量n(g)和n(l)

之比。（6分）

图1. T-x图

三、（13分）1mol单原子理想气体，从始态：273K, 200kPa，到达终态：323K, 100kPa，通过两个途径：

(1)：先等压加热至323K，再等温可逆膨胀至100kPa;

(2)：先等温可逆膨胀至100kPa，再等压加热至323K;

试分别计算两个途径的Q，W，∆U和∆H，试比较两种结果有何不同，说明为什么。（单原子理想气体C V,m=3/2 R)

四、（10分）在298.15K及100kPa压力时，设环丙烷、石墨及氢气的燃烧焓∆c H mӨ(298.15K)分别为-2092kJ mol-1、-393.8kJ mol-1、-285.84kJ mol-1。若已知丙稀C3H6(g)的标准摩尔生成焓∆f H mӨ(298.15K)=20.50kJ mol-1, 试求：

(1) 环丙烷的标准摩尔生成焓∆f H mӨ(298.15K)；

(2) 环丙烷异构化变为丙稀的摩尔反应焓变值∆r H mӨ(298.15K).

五、（15分）1mol理想气体在300K的恒定温度下，从始态100kPa经历下列各过程，求各过程中系统的传热Q、系统的熵变∆S以及将环境因素考虑在内的总熵变∆S iso.

(1) 可逆膨胀到末态压力50kPa;

(2) 反抗恒定外压50kPa膨胀至平衡态；

(3) 向真空自由膨胀至原体积的2倍。

六、（10分）不考虑非体积功的情况下，结合热力学第一定律和第二定律的数学表示式，推导出4个热力学基本方程。并从这4个基本公式中写出T、p、V、S的表示式。

七、（12分）已知下列氧化物的标准生成吉布斯自由能与温度的关系为（温度单位为K）：

∆f G mӨ(MnO)=(-3849×102＋74.48T ) J mol-1

∆f G mӨ(CO)=(-1163×102－83.89T ) J mol-1

∆f G mӨ(CO2)=-3954×102 J mol-1

(1) 试用计算说明0.133Pa的真空条件下，用碳粉还原固态MnO生成纯Mn及CO(g)的最低还原温度是多少？(反应方程式：MnO(s) + C(s) == Mn(s) + CO(g) )

(2) 在(1)的条件下，用计算说明还原反应能否按下列方程式进行：

2MnO(s) + C(s) == 2Mn(s) + CO2 (g)