广西大学物理化学试卷(B卷)讲解

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考核人数______ 考核班次_______________ 任课教员_________ 出题教员签名________ 任课教研室主任签名_______日期_______ 队别__________ 教学班次___________ 学号___________ 姓名____________

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材料工程专业

《物理化学》期末考试试卷(B 卷)

题 目 一 二 三 四 总 分 核分人 复查人 得分

题目部分，（卷面共有19题，100分，各大题标有题量和总分）

评卷人 得分

一、选择（3小题，共5分）

1．在 0.1 kg H 2O 中含 0.0045 kg 某纯非电解质的溶液，于 272.685 K 时结冰，该溶质的摩

尔质量最接近于： （凝固点下降公式） ( D )

A 、 0.135 kg ⋅mol -1

B 、 0.172 kg ⋅mol -1

C 、 0.090 kg ⋅mol -1

D 、 0.180 kg ⋅mol -1

2．在 T 时，某纯液体的蒸气压为11 732.37 Pa 。当0.2 mol 的一非挥发性溶质溶于0.8 mol 的

该液体中形成溶液时，溶液的蒸气压为5332.89 Pa 。设蒸气是理想的，则在该溶液中，溶剂的活度系数是：拉乌尔定律的活度系数版本p=p*XA, 11732.37*0.8*a=5332.89 ( B ) A 、 2.27 B 、 0.568 C 、 1.80 D 、 0.23

3．理想气体化学反应平衡时,应用下列哪个关系式？

A 、 Δr G m = -RT ln K p

B 、 Δr G m = -RT ln K p

C 、 Δr G m = -RT ln K x

D 、 Δr G m = -RT ln K c

评卷人

得分

二、填空（5小题，共13分）

1．形成正偏差的溶液，异种分子间的引力小于同类分子间的引力，使分子逸出液面倾向增加，

实际蒸气压大于拉乌尔定律计算值，且mix ∆H 大于0 , mix ∆V 大于0。

2． NaCl(0.01-3mol dm ⋅)−

→−NaCl(0.001-3mol dm ⋅), （灌水稀释）上述过程在298 K 时所需的有用功值为 J 4101101

.0001

.0ln

2m r =-=∆-=RT G W f 非体积功计算提示，65页6-8行 3．100°C 时, 100 g 水中含有35.4 g NaCl 的溶液上方蒸气压为78 020.25 Pa 。则溶液中水的活

度为770.0/O

H O H O H 222==*

p p a 。水的活度系数为 9016.0O H 2=x 8540.0/O H O H O H 222==γx a 。（已知 M (NaCl)=58.44)

4．在一定温度压力下，当水(A)溶液中溶质

B 、的化学势B d 0μ>时，与此同时水的化学势

变化d μA <0，因为 0d d B B A A =μ+μx x

5．293.15 K 时，将压力为101.325 kPa 的1 mol 气态NH 3溶解在大量的n (NH 3):n (H 2O)=1:21

的溶液中。已知此溶液NH 3的平衡蒸气分压为 3.6 kPa ，则溶解过程的sol m ΔG 为

()1sol m B B B ()ln /8134

J mol G T RT p p μμ-∆=-==-⋅。

评卷人 得分

三、计算（7小题，共50分）

1．在298 K, p 下,蔗糖水溶液中的活度为0.987,如果要使该溶液中水的化学势等于此条件下

纯水的化学势,问在298 K 时需对溶液加多大的压力?

2．在298 K 下,将2 g 某化合物溶于1 kg 水中,其渗透压与在298 K 下,将0.8 g 葡萄糖(C 6H 12O 6)

和1.2 kg 蔗糖(C 12H 22O 11)溶于1 kg 水中的渗透压相同。

(1) 求此化合物的分子量； (2) 求化合物溶液的凝固点是多少? (3) 此化合物溶液的蒸气压降低是多少?

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考核人数______ 考核班次_______________ 任课教员_________ 出题教员签名________ 任课教研室主任签名_______日期_______ 队别__________ 教学班次___________ 学号___________ 姓名____________

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已知水的冰点下降常数K f =1.86 K ⋅kg ⋅mol -1 ,298 K 时水的饱和蒸气压为3167.7 Pa,稀溶液密度可视为与水同。

3．333 K 时,苯胺和水的蒸气压分别是0.760 kPa 和19.9 kPa,在此温度下苯胺和水部分互溶形

成两相,两相中苯胺的摩尔分数分别为0.732和0.088，(1)假设每一相中溶剂遵守拉乌尔定律、溶质遵守亨利定律,计算两个亨利常数k 1(苯胺层中)和k 2. (水层中)， (2)求出水层中每个组分的

活度系数，活度的标准态分别先以拉乌尔定律为参考,后以亨利定律为参考。

4．三氯甲烷(A)和丙酮(B)形成的溶液，若液相的组成为x B =0.713，则在301.35 K 时的总蒸气

压为29.39 kPa ，在蒸气中y B =0.818。已知在该温度时，纯三氯甲烷的蒸气压为29.57 kPa ，试求：

（1）混合液中三氯甲烷的活度； （2）三氯甲烷的活度系数。

5．由 A 和 B 组成的一非理想液体混合物其正常沸点为 333.15 K ，A ，B 的活度系数分别

为 1.3 和1.6，A 的活度为 0.6，p A *为 5.333×104 Pa ,求 p B

*为多少？ 6．求在一敞开的贮水器中，氮气和氧气的质量摩尔浓度各为多少？已知298K 时, 氮气和氧

气在水中的亨利常数分别为8.68⨯109Pa, 和4.40⨯109Pa 。该温度下海平面上空气中氮和氧的

摩尔分数分别为0.782和0.209。

7． 300 K 时，液体 A 和 B 部分互溶形成α和β两个平衡液相，在α相中，A 的物质的量分

数 x A 是 0.85，纯 A 的饱和蒸气压是 22 kPa ，在β相中，x B 为 0.89，如果理想稀溶液的公式对每个相中的溶剂都适用，则溶质 A 的亨利常数为多少？

四、问答题（4小题，共32分）

1．甘油及醋酸的熔化温度分别为 291.8 K 及 289.8 K 。若室温比所述温度稍低，即使没有过

冷现象，它们仍属于液态。如何解释。

2．用热力学证明:当二元溶液达气液平衡时,若液相和气相的组成相同,则在定压下溶液的沸点

对溶液的组成变化应处于极值。

3．当二组分溶液中组分(1)的活度可用下式表示时，请导出2γ和a 2的表达式。

a 1=x 1exp(Bx 2

2/RT )

4．在锌汞齐中，Zn 的活度系数和物质的量分数的关系式服从公式2γ=1-3.92x 2，试求：

（1）ZnHg 齐中Hg 的活度系数1γ与x 2的关系式； （2）x 2=0.6时Hg 的活度a 1和活度系数1γ； （3）x 2=0.6时Zn 的活度a 2和活度系数2γ。

上海大学理学院化学系2010-2011学年二学期

课程考试试卷答案(B 卷)

课程名称：物理化学 考试时间：120分钟 年级：xxx 级

专业： xxx

题目部分，（卷面共有19题，100分，各大题标有题量和总分） 一、选择（3小题，共5分）

1．D 2．B

3．B

二、填空（5小题，共13分）

1．小于 增加 大于 大于 大于 2．J 4101101

.0001

.0ln

2m r =-=∆-=RT G W f 3． 770.0/O H O H O H 222==*

p p a 9016.0O H 2=x

8540.0/O H O H O H 222==γx a 4． <0 因为 0d d B B A A =μ+μx x 5．()1sol m B B B ()ln /8134

J mol G T RT p p μμ-∆=-==-⋅

三、计算（7小题，共50分）

1．在溶液上方加压力,可使溶液中的水与纯水达渗透平衡。此时溶液中水的化学势和纯水化学势相等。 -ln a =πV m (H 2O)/RT ≈πV m (H 2O)/RT