2010年物理化学期中考试题

二、选择题
3.对于1mol理想气体其(∂S/∂V)T等于 ( A.R 答：B dA = -SdT - pdV
∂S ∂p = = R /V ∂V T ∂T V
)。
B.R/V
C.0
D.-R/p
二、选择题
4. B物质在α相中浓度大于在β相中的浓度，当 两相接触时：( A. B由α相向β相扩散 B. B由β相向α相扩散 C. B在两相中处于扩散平衡 D. 无法确定 答：D )。
A. T >Tc p > pc C. T <Tc p > pc 答：C
二、选择题（2分×10） （ 分 ）
2. 在一个绝热刚瓶中，发生一个放热的分子数 增加的化学反应，那么：( A. Q > 0，W > 0， ∆U > 0 B. Q = 0，W = 0， ∆U = 0 C. Q = 0，W = 0， ∆U < 0 D. Q < 0，W > 0， ∆U < 0 答：B )。
一、填空题
11. 25℃时,0.5mol A与0.5molB形成理想液态混合 物，则混合过程的∆S = ( )。 答：5.76J/K
∆S = − R∑B nB ln xB
∆S = −8.314 × (0.5 ln 0.5 + 0.5 ln 0.5)
∆S = 5.76J/K
一、填空题
12. 只有物系的( )性质才具有偏摩尔量，组 分B的偏摩尔热力学能可表示为UB＝( ), 而用热力能表示的组分B的化学势 µB = ( )。 答：容量（或广延或广度）
四 （16分）
四. 在100℃时下列反应的 K = 8×10-9 ， ∆rSm = 125.5 J•mol-1 • K-1 ， COCl2(g) ＝ CO(g)＋ Cl2(g) 试计算： ⑴ 100℃时总压为200kPa下COCl2的解离度； ⑵ 在100℃下，上述反应的∆rHm ； ⑶ 设反应的定压热容∆rCp,m＝0，求总压为 200kPa, COCl2解离度为0.1 % 时的温度。
2
α
1
α = 6.36 × 10−5
四
(2)
∆ rGm = − RT ln K (T ) = −8.314 × 373.15 × ln 8.1 × 10 −9
∆ rGm = 57.80 kJ • mol −1
∆ r H m = ∆ rGm + T∆ r Sm
∆ r H m = 57.80 kJ • mol −1 + 0.37315 × 125.5kJ • mol −1
二、选择题
8. 液态水在25℃，p＝23.76 mmHg（即25 ℃时 水的饱和蒸气压）下蒸发为水蒸气（假定为 理想气体）则（ A. ∆U＝0 答：C ）。 B. ∆H＝0
C. ∆G＝0 D. ∆S＝0
二、选择题
9.下列叙述中错误的是： ( ) A. 水的三相点的温度是273.15K，压力是 610.62 Pa B. 三相点的温度和压力仅由系统决定，不能 任意改变 C. 水的冰点温度是0℃(273.15K)，压力是 101325 Pa D. 水的三相点F= 0，而冰点F= 1 答：A
三
解： Q = 0 ∴ W = ∆U ∵ W = –pamb(V2－V1) = –p2(V2－V1) = –nR[T2－(p2/p1)T1] ∆U = n CVm(T2－T1) ∴ – nR[T2－(p2/p1)T1] = n CVm(T2－T1) T2＝468.3K W = ∆U = n CVm(T2－T1)＝3542 J
一、填空题
4.反应C2H5OH(l)＋3O2(g)→ 2CO2(g)＋3H2O(l) 的∆H和∆U的大小关系为∆H ( 答：＜
∆H = Q p = QV + ∑B ( g )ν B RT = ∆U + ∑B ( g )ν B RT
)∆U 。
∆H = ∆U + ( 2 − 3) RT = ∆U − RT
∂U ∂n B T , p ,nC(C≠B ) ∂U ∂n B S ,V ,nC(C≠B )
一、填空题
13. 含有非挥发性溶质B的水溶液，在101325 Pa 下于270.15 K时开始析出冰，已知水的 Kf =1.86 K⋅kg⋅mol-1，Kb=0.52 K⋅kg⋅mol-1， 则该溶液的质量摩尔浓度是( )mol⋅kg-1， 正常沸点是 ( )K。 答：1.61，373.99
二、选择题
5. A和B两种液体形成理想液态混合物，则混合 过程 ( )。 A. ∆H = 0， ∆V = 0， ∆S > 0 ， ∆G > 0 B. ∆H = 0， ∆V > 0， ∆S > 0 ， ∆G > 0 C. ∆H = 0， ∆V = 0， ∆S > 0 ， ∆G < 0 D. ∆H = 0， ∆V = 0， ∆S < 0 ， ∆G < 0 答：C
0 = −5300 + 10.6 × (T − 298K )
T = 798K
一、填空题
6.理想气体经一不可逆循环过程有∆Ssys( ∆Samb( 答：=，> 循环过程体系的状态函数不变 孤立体系不可逆循环过程熵增加 ) 0。 ) 0，
一、填空题
7.热力学第三定律的表述为( 答： 0K时纯物质完美晶体的熵为0。 8.G判据: ∆G≤0的适用条件( 的过程 9.由麦克斯韦关系式有(∂V/∂S)p ＝（ 答：(∂T/∂p)S 。 dH = TdS + Vdp ）。 )。 )。
xB (l ) = 0.2500
* pB xB (l ) 136.12 × 0.2500 p= = = 74.70Pa xB (g ) 0.4556
五
(2) 根据杠杆规则有
n(g ) xB − xB (l ) = n xB (g ) − xB (l )
n(g ) 0.3000 − 0.2500 = = 0.2432 5mol 0.4556 − 0.2500
二、选择题
6.放热反应 2NO(g) + O2(g) = 2NO2(g) 达平衡后， 若分别采取措施，能使平衡向产物方向移动 的是：( )。 ①增加压力；②减少NO2的分压；③增加O2 分压；④升高温度；⑤加入催化剂 A.①②③ 答：A B.②③④ C.③④⑤ D.①②⑤
二、选择题
7.有一个化学反应，在低温下可自发进行，随温 度的升高，自发倾向降低，这反应是：( ) A. ∆S > 0， ∆H > 0 C. ∆ < 0， ∆ > 0 ∆S ∆H 答：D ∆G = ∆H - T∆S B. ∆S > 0， ∆H < 0 D. ∆ < 0， ∆ < 0 ∆S ∆H
∆ r H m = 104.63 kJ • mol −1
四
(3)
∑B(g)ν B α p K = n p 1−α t
2
0.001 200 = 2 × 10 − 6 = 1 − 0.001 (1 + 0.001)100
2
1
K (T ) 1 ∆r Hm 1 ln ( − ) =− K ( 373.15K ) R T 373.15K
五
解: (1)
* pB pB xB (l ) xB (g ) = = p p * pA pA [1 − xB (l )] 1 − xB (g ) = = p p
* 1 − xB (g ) pA [1 − xB (l )] = * xB (g ) pB xB (l )
0.5444 54.22[1 − xB (l )] = 0.4556 136.12 xB (l )
答：封闭系统、恒温、恒压、非体积功为零
一、填空题
10. 25℃时，10g某溶质溶于1dm3溶剂中，测出 该溶液的渗透压Π= 0.4000kPa，该溶质的相 对分子质量为（ ）。 答：6.19×104
m/M RT Π = cRT = V 10g / M Π = − 3 3 × 8.314J • mol -1 • K -1 × 298.15K = 400Pa 10 m M = 6.19 × 104 g • mol −1
∆Tf = K f bB
bB = ( 273.15 − 270.15)K/1.86K • kg • mol −1 = 1.61mol/kg
∆Tb = K b bB = 0.84K
Tb = ∆Tb + Tb* = 373.99K
二、选择题（2分×10） （ 分 ）
1.某气体要其液化，则温度、压力必须满足： ( )。 B. T >Tc p < pc D. T < Tc p < pc
四
解： 反应前 COCl2(g) ＝ CO(g)＋ Cl2(g) 1
2
0
0
mol mol
平衡后 1-α (1)
α
α
∑B(g)ν B α p K (T ) = n p 1−α t
200 = 8.1 × 10 − 9 = 1 − α (1 + α )100
三
∆H＝nCp,m(T2－T1)＝ 4958J ∆S＝nRln(p1/p2)+ nCpmln(T2/T1) ＝4.02J/K S2＝ S1 +4.02 = 205.0 + 4.02 = 209.2J/K ∆A = ∆U - ∆(TS) ＝ ∆U - (T2S2 – T1S1) =-33.34kJ ∆G = ∆H - ∆(TS) ＝ ∆H - (T2S2 – T1S1) =-31.92k J
一、填空题
5.反应 A(g)＋ B(g) → C(g) 的 ∆rHm (298K) 为 -5.30kJ，反应的∆rCp,m为10.60 J/K，则温度 为( )K时，此反应的反应热为零。
T
答：798K
∆ r H m (T ) = ∆ r H m ( 298K ) + ∫
298 K
∆ r C p ,m dT
n(g ) = 1.22mol n( l ) = ( 5 − 1.22)mol = 3.78mol
武汉理工大学
2010年物理化学 年物理化学A4(上)期中考试题 年物理化学 上 期中考试题
解
答
一、填空题(2×17分)
1.当某气体的压缩因子z < 1时,说明理想气体 比此真实气体（ ）压缩(易于,难于)。 答：易于 2.理想气体模型的两点假设为( )。 答：分子本身不占体积、分子间无作用力 3.1mol H2(g)的燃烧焓等于1mol（ ）的生 成焓。 答： H2O(l)
二、选择题
11. CuSO4与水可生成CuSO4ּH2O， CuSO4ּ3H2O，CuSO4⋅5H2O三种水合物， 则在一定温度下与水蒸气平衡的含水盐最 多为： ( ) A 3种 B 2种 C 1种 D 不可能有共存的含水盐 答：B F=2–P+1=0 P=3
三 （16分）
三. 1mol理想气体从298K、101325Pa反抗恒 外压303975Pa绝热压缩至平衡，计算终态温度 T2及此过程的W、Q、 ∆U、 ∆H、 ∆S、 ∆A及 ∆G。已知该理想气体的CV,m= 20.8J·mol-1·K-1， 系统的始态熵为205.0 J·mol-1·K-1。
二、选择题
10.在下列体系中自由度F = 2的体系是：( ) A. 298K时，H2O(l)、H2O(g)共存 B. C2H5OH(l) 与H2O(l) 的混合物 C. S(s)、S(l)、S(g) 共存 D. PCl5(g)分解平衡时： PCl5(g) = PCl3(g) + Cl2(g) 答：D A 0 B 3 C 0
T = 446K
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五（12分）
五. 已知液体甲苯(A)和液体苯(B)在90℃时的 饱和蒸气压分别为pA*= 54.22kPa和pB*= 136.12kPa。两者可形成理想液态混合物。 今有系统组成为xB= 0.3的甲苯－苯混合物 5mol，在90℃下成气－液两相平衡，若气 相组成xB(g) (或yB)= 0.4556，求： （1）平衡时液相组成xB(l)及系统的压力p； （2）平衡时气、液两相的物质的量n(g)、 n(l)。