物理化学上册试题及答案3

RT
= 0.0112
（2）
ln
Θ K 773
K
Θ 298
=−
Θ ∆rH m R
1 1 − 773 298
Θ ln K 773 = 3.195 Θ K 773 = 24.42
0.21 × 101325 （3） 空气中氧气分压力为 0.21×101325Pa，J = 10 5
物理化学上册试题
一、填空题（20 分） 1. 已知反应 A(s)+B(g)→C(g)，ΔrHm0(298K)>0，若在一恒容绝热箱中盛有 A(s) 和 B(g)，并使其发生上述反应，则该过程系统的ΔU 于零，ΔT 于零， ΔH 于零。 （填大、小或等） 2. 封闭系统中理想气体进行恒外压绝热膨胀， ΔS 系 于零， ΔS 环 于零， ΔS 总 于零。 （填大、小或等）
∂U ∂P ＝T －P ∂V T ∂T V
五、（13 分） 有凝聚系统二组份相图如下：
1．完成下表： 区域 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 稳定相态 自由度数 2．绘出 a→a¹，b→b¹，c→c¹，d→d¹，的步冷曲线； 3．指出三相线。 Ⅵ Ⅶ
参考答案：
一、填空题（20 分） 1．等于，小于，小于。 2．大于，等于，大于。 3． ∆S = R ln V2 − b 。 V1 − b
y
1/ 2
=0.46
Jy<Ky,反向自发，所以可能由于 Ag 氧化所致 3．解：
* p总 = p A + p B = p * A x A + pB xB
p* B =
p总 − p * A (1 − x B ) = 176.7 kPa xB pB p* x = B B yB yB
（1） ：
p总 =
* pB xB yB = = 0.535 p总
∆G = ∆H − T∆S = (23.26 × 10 3 − 240 × 98.77) J / mol = −445.2 J / mol 非等温等压过程，不能用 G 判据。可用 ΔS 总=ΔS 系统+Δ 环境判据。
2．解： （1）
Θ ∆ r Gm = − RT ln K Θ Θ Θ Θ ∆ r Gm = ∆r Hm − T∆ r S m
4．理想气体绝热可逆。 5． K 3 = K 1 。 K2 6．不变，不变，增加，不变。 7．相等。 8．小于。 9．1，2，1．
10．小于，小于。 二、选择题（10 分） 1．B 2．C。 6．B． 7. C。 三、计算题（50 分） 1．解：
NH3(l) 101.325kPa 240K 向真空蒸发 NH3(g) 0.8×101.325kPa 240K
∂P D. ∂n B V , P. nc≠ nB
T , P.nc ≠ n B
4．对一化学反应，若其反应的标准摩尔反应焓ΔrHym 与温度无关，则意味着 A. 反应进行时系统的温度不会改变； B. ΔrCp,m =0
C. 参加反应的各物质，其恒压摩尔热容均不随温度而变； D. 反应是在一个绝热容器中进行的。 5．溶剂加入溶质构成稀溶液，会引起凝固点降低，此时析出的固体最可能为 A. 纯溶质 B. 纯溶剂 C. 固溶体 6．2molA 和 1molB 形成理想液态混合物，PA*=90Kpa, PB*=30Kpa,则气相摩尔分 数比 yA：yB 将为 A. 2：1 B. 6：1 C. 4：1 D.8：1 7.已知 298K 时反应 1/2H2(g)+1/2Cl2(g)→HCl(g)的ΔrHm 为－92.5kJmol－1， 则此条 件下反应ΔrUm（视为理想气体） A. 一定大于－92.5kJmol－1 B. 一定小于－92.5kJmol－1 C. 一定等于－92.5kJmol－1 D. 无法确定 9 PCl5 的分解反应是 PCl5=PCl3+Cl2,在 200℃达到平衡时 PCl5 有 48.5%分解,在 300 达平衡时,有 7%分解,则此反应为: A 放热反应; B. 吸热反应； C. 反应热效应为零 D. 无法确定放热或吸热 10. 在 25℃时，已知气相反应 2CO2→CO+O2 的ΔrGm0＝514.2KJ/mol，则此反应 的ΔrAm0 应为（视为理想气体） A. ΔrAm0＝ΔrGm0 B. ΔrAm0>ΔrGm0 C. ΔrAm0<ΔrGm0 D. 不能确定 三、计算题（50 分） 1. 已知液态氨在 101.325KPa 的沸点为 240K，汽化热ΔvapHm＝23.26KJmol－1， 现有 1mol240K，101.325kPa 的液态氨向真空蒸发为 240K，0.8×101.325Kpa 的 氨气，求此过程的 W，Q,ΔU,ΔH，ΔS,ΔG,并说明能否用ΔS,ΔG 判断过程的 方向。 2．氧化银分解反应为 Ag2O(s)=2Ag(s)+0.5O2(g)。已知 298K 的热力学数据如下 Ag2O(s) -31.0 121 Ag(s) 0 42.55 O2(g) 0 205.14
ΔfHm0/kJmol Sm0/JK-1
(1) 求该反应在 298K 的标准平衡常数 K298K0 (2) 设ΔfHm0 与温度无关，求该反应在 773K 时的标准平衡常数 K773K0 (3) 工业上在总压 101.325kPa， 温度 773K 时用 CH3 OH 和空气的混合物通过银催 化剂制取甲醛，在反应过程中银会渐渐失去光泽，并有一部分成粉状。试用 热力学计算结果判断此现象是不是由于在反应条件下生成 Ag2O 所至？ 3．在 25℃下 B 溶于 A 中构成稀溶液，测得 XB＝0.0202 时，平衡蒸气总压为 6.668kPa。已知该温度下纯 A 的饱和蒸气压 PA*=3.162kPa,试求： （1） XB＝0.0202 时，平衡气相中 B 的摩尔分数 yB’; （2） XB＝0.0101 时，平衡气相中 B 的摩尔分数 yB’; (气体可视为理想气体，B 溶于 A 中不离解、不缔合) 四、证明题（7 分） 试证:
∂S ∂P ∂P 则 1mol 范德华气体的 3. 已知麦克斯韦关系式 ＝ ， ＝ ∂V T ∂T V ∂T Vm R ， Vm − b
则该气体在恒温下从 V1 膨胀到 V2 的ΔS＝ 。 γ 4．PV ＝常数该公式的适用条件为 。 0 5. 下列反应的平衡常数 C(s)+O2(g)=CO2(g)为 K1 ,CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)为 K20， C(s)+ 1/2O2(g)=CO(g)为 K30，则三个平衡常数之间的关系为 。 6. 设有理想气体化学反应 A(g)+B(g)→C(g)，在温度 T，体积为 V 的密闭容器中 达成 平衡，若在 T 、 V 恒 定时注入 一 定量 的 惰性 气体 D ，则该 反应的 K0 ；K0c ；ky ；kn 。 （填增大、减小、不变或 将 不可确定） 7. 水以下面两种状态存在，A：100℃，101.325kPa，液态；B：100℃，101.325 。 kPa，气态，两者的化学势μlH2O 与μgH2O 的关系是 8. 由 AB 两组分形成一溶液，已知该二组分的分压对拉乌尔定律均产生负偏差， 若用摩尔分数表示浓度，选 T、P0 下的纯液体为标准态，则二组分的活度系数 1． （填大于、小于或等于） 9 ． 将固 体 NH4Cl 放入 一 抽 空的容 器 中 ，并使 它达 到平衡， NH4Cl （ S ） ； 相数＝ ； 自由度数＝ 。 =NH3(g)+HCl(g),则组分数 C＝ 10．1mol 理想气体从相同的始态 P1T1V1 分别经绝热可逆膨胀(终态 P2T2V2)和绝 热不可逆膨胀（终态 P2T2’V2’）则 T2 T’2；V2 V’2。 （填大于、小 于或等于） 二、选择题： （将答案填在括号内） （10 分） 1. 以下哪些关系式是以服从理想气体定律的假设为前提的 A. ΔU=Q+W B. PVγ=常数 . ΔH＝ΔU+Δ(PV) 2. 下列对某物质临界点的描述，不确切的是 A.饱和液体和饱和气体的摩尔体积相等； B. 临界参数 Tc、Pc、Vc 皆有恒定 的值； C.气体不能液化 D.
3.A。 8.A。
4. B。 9.A。
5.B。
（1）
NH3(g) 101.325kPa 240K
（2）
W=0 Q=ΔU=ΔU1+ΔU2=ΔU1=ΔvapHm-Δ(pV)=(23.26×103-1×8.314×240)J/mol =21.26 ×103J/mol ΔH=ΔH1+ΔH2=ΔH1 =23.26×103 J/mol ∆S = ∆S1 + ∆S 2 = = 98.77 J / K
∂2P ∂P ＝0， ∂V 2 ＝0 ∂V TC TC
3．下列偏导数中，称为偏摩尔量的是
∂V A. ∂n B T , P.nc ≠ n B
B.
∂H ∂n B
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∂G C. ∂n S , P, nc ≠ n B B
∆H 1 p 23.26 × 10 3 1 + nR ln 1 = ( + 8.314 ln ) J / K ⋅ mol 240 0.8 T p2
Θ Θ = ∑ν B ∆ f H m ( B ) − T ∑ν B S m ( B) B B
= 11132.34 J / mol
Θ K 298 =e −
Θ ∆rG m
（2）同理：当 xB=0.0101 时，yB=0.363 四、证明题（7 分） （证明略） 五、 （13 分） 1．完成下表：
区域 稳定相态 自由度数
2．步冷曲线略； 3．三相线略。
Ⅰ l 2
Ⅱ L+α 1
Ⅲ α 2
Ⅳ α+SC 1
Ⅴ L+ SC 1
Ⅵ L+ SB 1
Ⅶ SC + SB 1