2016物化期中试题(答案)

期 中 试 题 一、选择题（30分）

1 系统的状态改变了，其热力学能值（ C ）

（A ）必定改变（B ）必定不变 （C ）不一定改变 （D ）状态与内能无关

2. 系统经过一个不可逆循环后，其（ B ）。 0,0.=∆>∆环系统S S a ； ;0,0.>∆=∆环系统S S b 0,0.=∆=∆环系统S S c ； 0,0.>∆>∆环系统S S d

3. x 为状态函数，下列表述中不正确的是 （ D ）

(A) d x 为全微分 (B) 当状态确定，x 的值确定

(C) ∆x = ∫d x 的积分与路经无关，只与始终态有关

(D) 当体系状态变化，x 值一定变化

4、 1mol 理想气体在恒容情况下，由T 1、p 1的状态变到T 2、p 2的状态，下列表达

式不正确的是：（ B ）

(A)ΔH=C p,m (T 2-T 1) (B) ΔH=Q (C) Q=C v,m (T 2-T 1) (D) ΔH-ΔU=R(T 2-T 1)

5． 在温度一定的抽空容器中，分别加入0.3 mol N 2，0.1 mol O 2及0.1 mol Ar ，

容器内总压力为101.325 kPa ，则此时O 2的分压力为：( C )

（A ）60.795 kPa （B ）40.53 kPa （C ）20.265 kPa （D ） 33.775 kPa

6．冬天在结冰的道路上撒盐可以防滑，这是利用了稀溶液的哪个性质 （ B ）

(A) 溶剂饱和蒸汽压下降 (B) 溶剂凝固点降低(C) 溶剂沸点升高(D) 稀溶液具有渗透压

7. 在302 K 时，标准压力下， A →B 过程 ∆r H = -102kJ, ∆r S = -330 J/K ，可判

断该过程（A ） （A ）自发 （B ）非自发 （C ）平衡 （D ）无法判断

8．下列各式那个表示偏摩尔量。（ A ） (A)B C ,,B ≠⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂n p T n U (B) B C ,,B ≠⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂n V T n H

(C) B

C ,,B ≠⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂n V T n G (D) B C ,,B ≠⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂n p T n μ 9、 1mol 液体苯在298K 时置于弹式量热计中完全燃烧、生成水和二氧化碳气体，

同时放热3264KJ·mol -1，则其等压燃烧焓为 （D ）

(A)3268 KJ·mol -1 (B)-3265 KJ·mol -1 (C)3264 KJ·mol -1 (D)-3268 KJ·mol -1

10、已知反应 3O 2(g) = 2O 3(g) 在25℃时 r H m 280J·mol -1，则对该反应

有利的条件是 ( C )(A) 升温升压 (B) 升温降压 C) 降温升压 (D) 降温降压

期 中 试 题

二 、 填空题：（10分，每题2分）

1、 理想气体恒温可逆压缩，ΔU _＝__0，ΔH _＝__0。

2、在同一高温热源与同一低温热源间工作的可逆热机其效率为ηR ，不可逆热机其效率为ηIR ，则ηR 与ηIR 之间的关系为（ > ）。

3、在一定温度下，**A B p p ，由纯液态物质A 和B 形成理想液态混合物，当气—

液两相达到平衡时，气相的组成B y 与液相组成B x 的关系为B y ＞ B x 。

4、-5℃时，固态苯和液态苯的蒸气压分别为2.27kPa 和2.67kPa ，则二者的化学势μs ＜μl ，此时 固 态苯更稳定。

5、反应21N 2(g) + 2

3H 2(g) = NH 3(g) , 当H 2因反应消耗了0.3mol 时，反应进度ξ= 0.2mol 。

三、计算题（60分）

1、2 mol O 2 (视为理想气体) 从始态100kPa ，75dm 3先恒温可逆压缩使体积缩小到50dm 3，再恒压加热至100dm 3。求整个过程的Q 、W 、ΔU 、ΔH 、ΔS 。（20分） 解：途径如下

由理想气体状态方程可得： T 2= T 1= p 1 V 1/nR=450.99K p 3= p 2= p 1 V 1/ V 2=150 kPa T 3= 2T 2=901.98K 则有： (1)ΔU =ΔU 1+ΔU 2=0+nC V ,m (T 3-T 2)=18.75kJ

(2)ΔH =ΔH 1+ΔH 2=0+nC pm (T 3-T 2)=26.25kJ

(3)W 1= —nRTln(V 2/V 1)=3.04kJ

W 2= —p 2(V 3—V 2)= —7.5kJ W= W 1+W 2= —4.46 kJ

(4)Q =ΔU—W=23.21 kJ

(5) ΔS 1= nRln(V 2/V 1)= —6.74kJ·mol -1·K -1

ΔS 2= nC pm ln(T 3/T 2)= 40.34kJ·mol -1·K -1

ΔS=ΔS 1+ΔS 2=33.6 kJ·mol -1·K -1

2、试计算－10℃,标准压力下，1mol 的过冷水变成冰这一过程的△S 。已知水和冰的热容分别为4.184 和2.092J.k -1.g -1，0℃时冰的熔化热△fus H Ө=334.72J.g. （10分）

解： 1mol -10℃水 → 1mol -10℃冰

↓△S 1 ↑△S 3

1mol 0℃水 → 1mol 0℃冰

△S=△S 1+△S 2+△S 3

=4.184×18×Ln(273/263) -334.72×18/273＋2.092×18×ln(263/273)

=-20.66J.K -1.mol -1

3、60℃时甲醇(A)的饱和蒸气压83.4 kPa , 乙醇(B)的饱和蒸气压是47.0 kPa , 二者可形成理想混合物, 若混合物的组成为质量分数w B = 0.5 , 求60℃时与此溶液的平衡蒸气组成。（以摩尔分数表示）。（已知甲醇及乙醇的分子量M r 分别为32.04及46.07。）（15分）

解：该液态混合物的摩尔分数

5898.007.46/50.004.32/50.004.32/50.0A =+=x

系统的总压力：B B A A x p x p p **

+=＝83.4×0.5898＋47×0.4102＝68.47 kPa…

平衡蒸气组成： 718.047.685898.04.83A *

A =⨯==p x p y A y

B = 0.282

4、在288K 将适量CO 2（g ）引入某容器测得其压力为0.0259p ө，若再在此容器中加入过量)(24s COONH NH ，平衡后测得系统总压为0.0639p ө，求

（1）288K 时反应)()(2)(2324g CO g NH s COONH NH +⇔的Θ

K 。（10分）

（2）288K 时上述反应的Θ∆m r G 。（5分）

解：（1）)()(2)(2324g CO g NH s COONH NH +⇔

开始 0.0259p ө

平衡 2p 0.0259p ө+ p

平衡时总压 ΘΘΘ=⇒=+=p p p p p p 01267.00639.030259.0总