物理化学期中试题

2013-2014学年上学期食品科学物理化学期中测试题

1·1mol 理想气体由100kPa 、10dm 3恒压压缩到1dm 3，再恒容升压到1000kPa 。试计算整个过程的W 、Q 、∆U 、∆H 。（10分）

解：变化过程如下：

根据理想气体状态方程，

p 1V 1/T 1 = p 3V 3/T 3

可得： T 3=T 1（ p 3V 3/ p 1V 1）= T 1（1000kPa*1dm 3）/(100kPa*10dm 3) =T 1

即终态与始态的温度相同，根据理想气体的内能U 和焓H 仅与温度有关，因此

∆U = ∆H =0

过程的功

W =W (恒压)+W （恒容）= - p 1 (V 2 - V 1) + 0 = -100 000Pa*(1-10)*0.001m 3 = 900J Q=∆U - W = 0 - 900J = - 900 J

2·1mol 过冷水蒸气在298K 、101kPa 下变为液态水。已知298K 下水的饱和蒸气压为

3.167kPa ，汽化焓为39.95kJ ·mol -1，求

（1） 此过程的∆S 、∆H 、∆G 。忽略压力对液态水的状态函数的影响。

（2） 此过程能否自发进行？（10分）

解：(1) 过程为不可逆过程，需设如下的过程进行计算

假设水蒸气为理想气体，忽略压力对液态水的状态函数的影响，则

ΔH =ΔH 1 + ΔH 2 + ΔH 3 = 0 + 1mol*(-39.95kJ ·mol -1)+ 0 = -39.95kJ

ΔG =ΔG 1 + ΔG 2 + ΔG 3 ≈ ⎰kPa

1673kPa 101。Vdp + 0 + 0 = nRT ln(3.167kPa/101kPa)

= [1*8.3145*298ln(3.167/101)] J = -8579 J

ΔS = (ΔH -ΔG )/T = ( -39950J + 8579J)/298K = -105.3 J ·K -1

（2） 因为，过程的ΔG < 0，可以自发。

3·在293K 时将6.84g 蔗糖（C 12H 22O 11）溶于1kg 的水中。已知293K 时此溶液的密度为1.02g ·cm -3，纯水的饱和蒸气压为2.339kPa ，试求：

(1) 此溶液的蒸气压；

(2) 此溶液的沸点升高值。已知水的沸点升高常数K b =0.52K · mol -1·kg 。

(3) 此溶液的渗透压。（8分）

解：（1）蔗糖的摩尔质量为342g ，

x 蔗糖= (6.84/342)/[(6.84/342)+1000/18.2]=0.0004

p = p*(1- x 蔗糖)= 2.339kPa*(1-0.0004)=2.338kPa

(2) b 蔗糖= (6.84/342)mol/1kg = 0.02 mol ·kg -1

∆T b =K b b 蔗糖 = (0.52*0.02)K = 0.01K

(3) c = n 蔗糖/V = (6.84/342)mol/(1.00684kg/1.02kg ·dm -3)=0.02026mol ·dm -3

∏=cRT = 0.02026mol ·1000 m -3 * 8.3145J ·mol -1·K -1*293K = 49356Pa=49.4kPa

4.请说明下列公式的使用条件

(1) ΔU= -p 外（V 2-V 1） (2)dH =C p dT

ΔH ，ΔG H 2O(1mol ，l ，T =298K ，101kPa) H 2O(1mol ，l ，T =298K ，3.167kPa)

H 2O(1mol ，g ，T =298K ，3.167kPa) H 2O(1mol ，g ，T = 298K ，101kPa)

ΔH 2 ，ΔΔH 3 ΔG 3

ΔH 1 ΔG 1 1mol ，p 1=100kPa V 1=10dm 3，T 1 1mol ，p 3=1000kPa V 3=1dm 3，T 3 1mol ，p 2=100kPa V 2=1dm 3，T 2

5.分别以T-p；U-S；S-V为坐标，绘出理想气体卡诺循环的图形。

6.偏摩尔量是强度性质，应该与物质的数量无关，但浓度不同时其值亦不同，他与物质的数量无关。

7.在沸点时液体沸腾的过程，下列各量何者增加？何者不变？（1）蒸气压；（2）摩尔汽化热；（3）摩尔熵；（4）摩尔内能；（5）摩尔吉布斯自由能。

2013-2014-1物理化学及实验下期中测试题------应用化工专业

1.试确定在H2（g）+I2（g）=2HI（g）的平衡系统中的组分数。（1）反应前只有HI；（2）反应前有等物质的量的H2和I2；（3）反应前有任意量的H2、I2-和HI。

2.在沸点时液体沸腾的过程，下列各量何者增加？何者不变？（1）蒸气压；（2）摩尔汽化热；（3）摩尔熵；（4）摩尔内能；（5）摩尔吉布斯自由能。

3.

4.已知一电池

（1）写出电极反应和电池反应

（2）计算25℃时，上述电池反应的K0

（3）若将过量的银粉加入到浓度为0.005mol/kg的Fe(NO3)3溶液中，求反应达平衡后Ag+的浓度为多少？

5.25℃时，已知电极Fe│Fe2+和Pt│Fe2+，Fe3+的标准电极电势分别为-0.440v和0.771v，试求算电极Fe│Fe3+的标准电极电势。

6.电解质溶液的导电能力和那些因素有关？在表示溶液的导电能力方面，已经有了电导率的概念，为什么还提出摩尔电导率的概念？

7.为什么不能用普通电压表直接测量可逆电池的电动势？