2019年物理化学期中考试题
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
= 5819.8J W = - p(V2-V1) = n R (T2-T1) = 8.314 (800-400)
= -1662.8 J
U = Q + W = 4157J （或U = n CVm (T2-T1) = 4157J)
二、计算题
S =
T2 C p dT T T1
= n Cpm ln(T2/T1) = 1×7/2R ln(500/300)
一、填空题
2.某气体服从状态方程式 pVm= RT+bp(b为大于零的 常数），若该气体经等温可逆膨胀，其热力学能变 将。
A)ΔU > 0
B)ΔU < 0
C)ΔU = 0
D)不确定值
答：C
dU = TdS - pdV
(U/V)T=T(S/V)T – p
(U/V)T=T(p/T)V – p
p=RT/(Vm-b)
380000rCpdT
二、计算题
ΔrSm(800K) = ΔrSm(300K) + = -209.072J • K-1•mol-1
800rCp
300 T
dT
ΔrGm(800K) = ΔrHm(800K) - 800 ΔrSm(800K)
= -16.44kJ•mol-1
ΔrGm (800K) =-RTlnK (800K) K (800K)＝exp{- ΔrGm (800K)/800R}
－393.505
0 －74.894 －241.835
Sm(300K) J/(K•mol） 213.928 130.750 186.523 188.949
Cpm J/(K•mol）
45.56 28.33 49.56 36.02
二、计算题
解： ΔrHm(300K) = ∑BvBΔfHm(B,,300K)
一、填空题
答：(ΔrSm/T)p < 0， (ΔrGm/T)p > 0， (lnK/T)p < 0。 (ΔrSm/T)p= ΔrCpm/T =(2×30－3×20－30)/T < 0
(ΔrGm/T)p=－ ΔrSm
=－(2×180－3×120－180)/T > 0 (lnK/T)p= ΔrHm/RT2 = [2 × (－44)－3×0－0)/ RT2 < 0
答： (1) ΔU 。 (2) ΔG 。 (3) ΔU, ΔS, ΔG 。
一、填空题
11.10mol单原子分子理想气体的(H/T)V =
答：208
(H/T)V ＝ (U/T)V + [(pV)/T]V = (U/T)V + V (p/T)V = CV + V [(nRT/V)/T]V
= CV + V ×nR/V = nCVm + nR = 10(3/2R + R) = 208J/K
一、填空题
9.已知反应2H2(g) + O2(g) =2H2O(l)在298K时的恒容
反应热为QV = -569kJ/mol，则H2(g)在298K时标准
摩尔燃烧焓为
kJ/mol。
答：－285.7
H2(g)在298K时标准摩尔燃烧焓应为反应 H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(l)
在298K时，恒压（标准压力）下的反应焓
而反应 2H2(g) + O2(g) =2H2O(l) 的 Qp = QV + (-1)RT = －571.5 kJ/mol ΔcHm(298K) = Qp/2 = －285.7 kJ/mol
一、填空题
10.对一封闭体系，非体积功为零时，下列过程中体 系的ΔU, ΔS, ΔG ，何者为零？ (1) 绝热密闭刚性容器中进行的化学反应过程 。 (2) 某物质的恒温恒压可逆相变过程 。 (3) 某物质经一循环恢复原状态 。
则上述两过程的功值的大小为W1
W2。
答：>
η1= (T3 - T1)/ T3 > η2= (T2 - T1)/ T2
-W=ηQ
|-W1| > |-W2|
一、填空题
7.下述说法中，错误的是 。 A)体系放出的热量一定等于环境吸收的热量。 B)体系温度的降低值一定等于环境温度的升高值。 C)热力学平衡时体系的温度与环境的温度相等。 D)若体系1与体系2分别与环境达成热平衡，则两体 系的温度相等。
(p/T)V =R /(Vm-b)
(U/V)T=T(p/T)V – p =RT/(Vm-b) – p =0
一、填空题
3.实际气体绝热恒外压膨胀时，其温度将 升高、降低、不变、不确定）
答：降低
dU = (U/V)TdV + (U/T)VdT
(U/V)T > 0
(U/T)V > 0
而 Q = 0 , W < 0 故 ΔU < 0
山米与白鹤
贝特西.贝尔斯
2019年物理化学期中考试题
一、填空题
1.已知：
ΔfHm(298K) kJ/mol
A
0
B
0
C
-44
Sm(298K) J/(K•mol）
180 120 180
Cpm(298K) J/(K•mol）
30 20 30
则反应A+3B→2C在298K时反应的
（ΔrSm/T)p 0，（ΔrGm/T)p 0， （lnK/T)p 0。
= -165.059kJ•mol-1
ΔrSm(300K) = ∑BvBSm(B,,300K)
= -172.507J • K-1•mol-1
ΔrCpm(300K) = ∑BvBCpm(B,)
= -37.28J • K-1•mol-1 ΔrHm(800K) = ΔrHm(300K) +
= -183.699kJ•mol-1
1.1mol双原子分子理想气体，始态的p1 = 100kPa， T1 = 300K，经等压可逆过程到终态T2 = 500K ，计 算过程的Q，W及体系的ΔU, ΔH, ΔS, ΔA, ΔG 。已 知始态熵S1 = 13.50J/K。
解：Q = H = n Cpm (T2-T1) = 1×7/2R(500-300)
又 dV > 0
则 dT < 0
即温度降低。
。（填
一、填空题
4.等温等压下，在A和B组成的均相体系中，若A的 偏摩尔体积随浓度的增加而增加，则B的偏摩尔 体积将 。
A)增加 B)减少 C)不变
D)不确定
答： B
∑BnBdxB = 0
5.某绝热封闭体系在接受了环境所做的功后，其温 度。
A)一定升高
B)一定降低
答： B
一、填空题
8.已知2Fe(s) + O2(g) =2FeO(s) ΔrGm/(J•mol-1)= -519200 + 125T/K
3/2Fe(s) + O2(g) =1/2Fe3O4(s) ΔrGm/(J•mol-1)= -545600 + 156.5T/K
由Fe(s) 、O2(g)、FeO(s) 、Fe3O4(s) 组成平衡物系 的组分数是 ，自由度数是 。 答：组分数是 2 ，自由度数是 0 。 C = S – R – R/ = 4 – 2 – 0 = 2 F = C – P + 2= 2 – 4 + 2 = 0
= 11.8
三、相图题
某二元凝聚系统相图如下图所示： 1. 在相区中填入稳定存在的相； 2. 用式子表示在线
PQ、MN、RS和 HI上所进行的过 程； 3. 画出熔体x、y的 布冷曲线。
三、相图题
答：(1)
l
l+C
l+
l+G
l+C l+D
l+
+G G+D
D+C C+
三、相图题
(2) PQ： l + (s)
J/K。
一、填空题
12.若反应C(s) +O2(g) = CO2(g)在恒温恒压条件下发 生，其ΔrHm < 0，若在绝热恒容条件下发生，则 ΔrUm 0， ΔrSm 0。（选择“>”，“<”，“=” 中的一个）。
答： ΔrUm = 0， ΔrSm > 0。 ∵ Q = 0 ,W = 0 ∴ ΔrUm = 0 ∵ 绝热自发 ∴ ΔrSm > 0
= 14.86 J•K-1
S2 = S + S1 = 14.86 + 13.50 = 28.36 J•K-1 A = U - (TS) = U - (T2 S2 - T1 S1)
= 4157 - (500×28.36 - 300×13.50) = -5565J
G = H - (TS) = H - (T2 S2 - T1 S1)
为 l g S m l g H m l g G m T 。
D) 在恒温恒压下，可逆电池反应，求算熵变的 公式为C = ΔrHm /T。 上述说法正确的是 。 答： C
一、填空题
15.在恒温恒容只做非体积功的封闭体系里，当热力 学函数 到达最 值时，体系处于平衡状态。
答：A 小
二、计算题
= 5819.8 - (500×28.36 - 300×13.50) = -3902.2J
二、计算题
2.计算反应CO2(g) + 4H2(g) = CH4(g) + 2H2O(g)在800 K时的平衡常数K 。已知有关物质的热力学数据
如下：
CO2(g) H2(g) CH4(g) H2O(g)
ΔfHm(300K) kJ/mol
C)一定不变
D)不一定改变
答： D
一、填空题
6.有三个大热源，其温度T3>T2>T1，现有一热机在下 面两种不同情况下工作：
(1) 从T3热源吸取热量Q循环一周，对外做功W1，放 给T1热源热量为（Q － W1）。
(2) T3热源先将热量Q传给T2热源，热机从T2热源吸 取热量Q循环一周，对外做功W2，放给T1热源热量 为（Q － W2）。
一、填空题
13.对于任何宏观物质，其焓H一定 内能U，因
为
；对于理想气体反应，来自百度文库子数增多的焓
变ΔH一定 ΔU，因为
。
答： > H = U + pV
> ΔH = ΔU + pV = ΔU + ΔnRT
一、填空题
14. A) 即使对于标准状态下的反应也不能用其ΔrGm 判断反应方向。 B) 因为ΔrGm =-RTlnK ，而K是由平衡时组成 表示的，所以ΔrGm表示平衡时产物的吉布斯焓与 反应物的吉布斯焓之差。 C) 水在25℃，p压力下蒸发，求算熵变的公式
冷却 加热
G(s)
MN ：G(s) + D(s)
加热 冷却
l
RS
： l + C(s)
冷却 加热
D(s)
HI ： C(s) + (s)
加热 冷却
l
Thank you
= -1662.8 J
U = Q + W = 4157J （或U = n CVm (T2-T1) = 4157J)
二、计算题
S =
T2 C p dT T T1
= n Cpm ln(T2/T1) = 1×7/2R ln(500/300)
一、填空题
2.某气体服从状态方程式 pVm= RT+bp(b为大于零的 常数），若该气体经等温可逆膨胀，其热力学能变 将。
A)ΔU > 0
B)ΔU < 0
C)ΔU = 0
D)不确定值
答：C
dU = TdS - pdV
(U/V)T=T(S/V)T – p
(U/V)T=T(p/T)V – p
p=RT/(Vm-b)
380000rCpdT
二、计算题
ΔrSm(800K) = ΔrSm(300K) + = -209.072J • K-1•mol-1
800rCp
300 T
dT
ΔrGm(800K) = ΔrHm(800K) - 800 ΔrSm(800K)
= -16.44kJ•mol-1
ΔrGm (800K) =-RTlnK (800K) K (800K)＝exp{- ΔrGm (800K)/800R}
－393.505
0 －74.894 －241.835
Sm(300K) J/(K•mol） 213.928 130.750 186.523 188.949
Cpm J/(K•mol）
45.56 28.33 49.56 36.02
二、计算题
解： ΔrHm(300K) = ∑BvBΔfHm(B,,300K)
一、填空题
答：(ΔrSm/T)p < 0， (ΔrGm/T)p > 0， (lnK/T)p < 0。 (ΔrSm/T)p= ΔrCpm/T =(2×30－3×20－30)/T < 0
(ΔrGm/T)p=－ ΔrSm
=－(2×180－3×120－180)/T > 0 (lnK/T)p= ΔrHm/RT2 = [2 × (－44)－3×0－0)/ RT2 < 0
答： (1) ΔU 。 (2) ΔG 。 (3) ΔU, ΔS, ΔG 。
一、填空题
11.10mol单原子分子理想气体的(H/T)V =
答：208
(H/T)V ＝ (U/T)V + [(pV)/T]V = (U/T)V + V (p/T)V = CV + V [(nRT/V)/T]V
= CV + V ×nR/V = nCVm + nR = 10(3/2R + R) = 208J/K
一、填空题
9.已知反应2H2(g) + O2(g) =2H2O(l)在298K时的恒容
反应热为QV = -569kJ/mol，则H2(g)在298K时标准
摩尔燃烧焓为
kJ/mol。
答：－285.7
H2(g)在298K时标准摩尔燃烧焓应为反应 H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(l)
在298K时，恒压（标准压力）下的反应焓
而反应 2H2(g) + O2(g) =2H2O(l) 的 Qp = QV + (-1)RT = －571.5 kJ/mol ΔcHm(298K) = Qp/2 = －285.7 kJ/mol
一、填空题
10.对一封闭体系，非体积功为零时，下列过程中体 系的ΔU, ΔS, ΔG ，何者为零？ (1) 绝热密闭刚性容器中进行的化学反应过程 。 (2) 某物质的恒温恒压可逆相变过程 。 (3) 某物质经一循环恢复原状态 。
则上述两过程的功值的大小为W1
W2。
答：>
η1= (T3 - T1)/ T3 > η2= (T2 - T1)/ T2
-W=ηQ
|-W1| > |-W2|
一、填空题
7.下述说法中，错误的是 。 A)体系放出的热量一定等于环境吸收的热量。 B)体系温度的降低值一定等于环境温度的升高值。 C)热力学平衡时体系的温度与环境的温度相等。 D)若体系1与体系2分别与环境达成热平衡，则两体 系的温度相等。
(p/T)V =R /(Vm-b)
(U/V)T=T(p/T)V – p =RT/(Vm-b) – p =0
一、填空题
3.实际气体绝热恒外压膨胀时，其温度将 升高、降低、不变、不确定）
答：降低
dU = (U/V)TdV + (U/T)VdT
(U/V)T > 0
(U/T)V > 0
而 Q = 0 , W < 0 故 ΔU < 0
山米与白鹤
贝特西.贝尔斯
2019年物理化学期中考试题
一、填空题
1.已知：
ΔfHm(298K) kJ/mol
A
0
B
0
C
-44
Sm(298K) J/(K•mol）
180 120 180
Cpm(298K) J/(K•mol）
30 20 30
则反应A+3B→2C在298K时反应的
（ΔrSm/T)p 0，（ΔrGm/T)p 0， （lnK/T)p 0。
= -165.059kJ•mol-1
ΔrSm(300K) = ∑BvBSm(B,,300K)
= -172.507J • K-1•mol-1
ΔrCpm(300K) = ∑BvBCpm(B,)
= -37.28J • K-1•mol-1 ΔrHm(800K) = ΔrHm(300K) +
= -183.699kJ•mol-1
1.1mol双原子分子理想气体，始态的p1 = 100kPa， T1 = 300K，经等压可逆过程到终态T2 = 500K ，计 算过程的Q，W及体系的ΔU, ΔH, ΔS, ΔA, ΔG 。已 知始态熵S1 = 13.50J/K。
解：Q = H = n Cpm (T2-T1) = 1×7/2R(500-300)
又 dV > 0
则 dT < 0
即温度降低。
。（填
一、填空题
4.等温等压下，在A和B组成的均相体系中，若A的 偏摩尔体积随浓度的增加而增加，则B的偏摩尔 体积将 。
A)增加 B)减少 C)不变
D)不确定
答： B
∑BnBdxB = 0
5.某绝热封闭体系在接受了环境所做的功后，其温 度。
A)一定升高
B)一定降低
答： B
一、填空题
8.已知2Fe(s) + O2(g) =2FeO(s) ΔrGm/(J•mol-1)= -519200 + 125T/K
3/2Fe(s) + O2(g) =1/2Fe3O4(s) ΔrGm/(J•mol-1)= -545600 + 156.5T/K
由Fe(s) 、O2(g)、FeO(s) 、Fe3O4(s) 组成平衡物系 的组分数是 ，自由度数是 。 答：组分数是 2 ，自由度数是 0 。 C = S – R – R/ = 4 – 2 – 0 = 2 F = C – P + 2= 2 – 4 + 2 = 0
= 11.8
三、相图题
某二元凝聚系统相图如下图所示： 1. 在相区中填入稳定存在的相； 2. 用式子表示在线
PQ、MN、RS和 HI上所进行的过 程； 3. 画出熔体x、y的 布冷曲线。
三、相图题
答：(1)
l
l+C
l+
l+G
l+C l+D
l+
+G G+D
D+C C+
三、相图题
(2) PQ： l + (s)
J/K。
一、填空题
12.若反应C(s) +O2(g) = CO2(g)在恒温恒压条件下发 生，其ΔrHm < 0，若在绝热恒容条件下发生，则 ΔrUm 0， ΔrSm 0。（选择“>”，“<”，“=” 中的一个）。
答： ΔrUm = 0， ΔrSm > 0。 ∵ Q = 0 ,W = 0 ∴ ΔrUm = 0 ∵ 绝热自发 ∴ ΔrSm > 0
= 14.86 J•K-1
S2 = S + S1 = 14.86 + 13.50 = 28.36 J•K-1 A = U - (TS) = U - (T2 S2 - T1 S1)
= 4157 - (500×28.36 - 300×13.50) = -5565J
G = H - (TS) = H - (T2 S2 - T1 S1)
为 l g S m l g H m l g G m T 。
D) 在恒温恒压下，可逆电池反应，求算熵变的 公式为C = ΔrHm /T。 上述说法正确的是 。 答： C
一、填空题
15.在恒温恒容只做非体积功的封闭体系里，当热力 学函数 到达最 值时，体系处于平衡状态。
答：A 小
二、计算题
= 5819.8 - (500×28.36 - 300×13.50) = -3902.2J
二、计算题
2.计算反应CO2(g) + 4H2(g) = CH4(g) + 2H2O(g)在800 K时的平衡常数K 。已知有关物质的热力学数据
如下：
CO2(g) H2(g) CH4(g) H2O(g)
ΔfHm(300K) kJ/mol
C)一定不变
D)不一定改变
答： D
一、填空题
6.有三个大热源，其温度T3>T2>T1，现有一热机在下 面两种不同情况下工作：
(1) 从T3热源吸取热量Q循环一周，对外做功W1，放 给T1热源热量为（Q － W1）。
(2) T3热源先将热量Q传给T2热源，热机从T2热源吸 取热量Q循环一周，对外做功W2，放给T1热源热量 为（Q － W2）。
一、填空题
13.对于任何宏观物质，其焓H一定 内能U，因
为
；对于理想气体反应，来自百度文库子数增多的焓
变ΔH一定 ΔU，因为
。
答： > H = U + pV
> ΔH = ΔU + pV = ΔU + ΔnRT
一、填空题
14. A) 即使对于标准状态下的反应也不能用其ΔrGm 判断反应方向。 B) 因为ΔrGm =-RTlnK ，而K是由平衡时组成 表示的，所以ΔrGm表示平衡时产物的吉布斯焓与 反应物的吉布斯焓之差。 C) 水在25℃，p压力下蒸发，求算熵变的公式
冷却 加热
G(s)
MN ：G(s) + D(s)
加热 冷却
l
RS
： l + C(s)
冷却 加热
D(s)
HI ： C(s) + (s)
加热 冷却
l
Thank you