中南大学物化考试卷及答案 4套

ΔvapHm=ΔsubHm-ΔfusHm= 17 580 J·mol-1
-ΔvapHm/RT + B = -3116 K/T + 27.537
B = 22.922
所以液体 CO2 的蒸气压与温度的经验关系为：
ln(p/Pa) = -ΔvapHm/RT + 22.922 = -2115 K/T + 22.922
0， W
0， Δ
U
0 ，ΔH
0，
2. 1mol 25℃的液体苯在弹式量热计中完全燃烧，放热 3264KJ，则反应
Kp =(x NH3 p)2/(x H2 p)3(x N2 p)= 6.818×10-8 kPa2 解得 p = 1115 kPa
(2 分)
(1 分) (2 分)
(2 分)
(3 分)
6
中南大学考试试卷 02
一、填空题（每小题 3 分，共 45 分）
1. 273.15K,101.325KPa 下，固体冰融化为水，其过程的 Q
15. [答] (C)
二、填空题 ( 共 5 题 9 分 )
16. [答] Q=W=nRTln(V2/V1)，n=2 mol
17. [答] 吉布斯自由能
18. [答] f = 3
19. [答] xB(g) > xB(总) > xB(l)
xB= 0.6 恒沸混合物
20. [答] T; T, p
三、计算题 ( 共 5 题 60 分 )
3. N2(g)，O2(g) 体系中加入一种固体催化剂，可生成几种气态氮的氧化物，则体系的自由
度为
。
4.完全互溶的二组分溶液，在 xB= 0.6 处平衡蒸气压有最高值，那么组成 xB=0.4 的溶液在 气-液平衡时,xB(g)，xB(l)，xB(总)的大小顺序为________________ 。将 xB=0.4 的溶液进 行精镏，塔顶将得到 ___________ 。
$
已知：Cp, m [He(g)] = (5/2)R ，473K 时 S m [He(g)] = 135.1 J·K-1·mol-1 。
22. 某气体状态方程为 pV = n(RT + Bp)，始态为 p1T1，该气体经绝热真空膨胀后终态压力为 p2，试求该过程的 Q，W 及气体的ΔU，ΔH，ΔF，ΔG，ΔS。
(
)
(A) 大于
(B) 小于
(C) 等于
(D)不能确定
10. 已知反应 2NH3= N2+ 3H2 在等温条件下，标准平衡常数为 0.25，那么，在此条件下，
氨的合成反应 (1/2) N2+(3/2) H2= NH3 的标准平衡常数为：
()
(A) 4
(B) 0.5 (C) 2
(D) 1
$
11. 若 298 K 时，反应 N2O4(g) ＝ 2NO2(g) 的 K p = 0.1132，则：
杯液面的高度将是：
()
(A) A 杯高于 B 杯
(B) A 杯等于 B 杯
(C) A 杯低于 B 杯
(D) 视温度而定
7. 在通常情况下,对于二组分物系能平衡共存的最多相为：
()
(A) 1
(B) 2
(C) 3
(D) 4
8. 硫酸与水可形成 H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)、H2SO4·4H2O(s)三种水合物,问在 101
1. (C)
2. (B) 因为 绝热可逆ΔS = 0 ，绝热不可逆 ∆ S > 0。
所以 状态函数 S 不同，故终态不能相同。
3. [答] (C)
4. [答](C) 容量性质除以容量性质为强度性质。
5. [答] (C)
6. [答] (A) μ(纯水) >μ(糖水中水)
水从 (B) 杯向 (A) 杯转移。
∫ p2 −
ΔSySS = p1 ( ∂ V/ ∂ T)pdp = nRln(p1/p2)
温度不变
5
(3 分) (5 分)ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
ΔsurrS = -Q/T = 0 ΔisoS = nRln(p1/p2) ΔF =ΔU-TΔS = -nRT1ln(p1/p2) ΔG =ΔH-TΔS
= nB(p2-p1)-nRT1ln(p1/p2)
(1 分) (1 分)
∫ n T2
21. 10 分 [答] ΔH = T1 Cp,m dT = 4.157 kJ
∫T2 (n
ΔS = T1 Cp,m /T)dT = nCp,m ln(T2/T1) = 7.3 J·K-1
S2= ΔS + S1= 142.4 J·K-1 ΔG =ΔH -Δ(TS) = ΔH - T2S2+ T1S1
7. 2 分 (2437)
[答] (D)
Φ=C+2-f=2+2-0=4
(2 分)
8. (C)
S = 5 , R = 3 , R' = 0,C= 5 - 3 = 2
f*= 2 -Φ+ 1 = 0, 最大的Φ= 3 , 除去硫酸水溶液与冰还可有一
种硫酸水含物与之共存。
9. [答] (A)
10. [答]
$
14. 在 T，p 时，理想气体反应 C2H6(g) ＝ H2(g) + C2H4(g)的 Kc/Kx 为：
(A) RT
(B) 1/(RT) (C) RT/p (D) p/(RT)
15. 标准态的选择对下列物理量有影响的是：
$
(A) f，µ，ΔrG m
(B) m，µ∃，ΔF
$
(C) a，µ∃，ΔrG m
23.两液体 A, B 形成理想液体混合物。在 320 K，溶液 I 含 3 mol A 和 1 mol B，总蒸气压为： 5.33×104 Pa。再加入 2 mol B 形成理想液体混合物 II，总蒸气压为 6.13×104 Pa。 (1) 计算纯液体的蒸气压 pA*，pB*； (2) 理想液体混合物 I 的平衡气相组成 yB； (3) 理想液体混合物 I 的混合过程自由能变化ΔmixGm；
(4) 若在理想液体混合物 II 中加入 3 mol B 形成理想液体混合物Ⅲ，总蒸气压为多少？
24. 固体 CO2 的蒸气压与温度间的经验式为： ln(p/Pa)=-3116 K/T + 27.537
已知熔化焓∆fusHm= 8326 J·mol-1，三相点的温度为 217 K。试求出液体 CO2 的蒸气压与 温度的经验关系式。
中南大学考试试卷 01
一、选择题 ( 每小题 2 分 共 30 分 )
1.下列诸过程可应用公式 dU = (Cp- nR)dT 进行计算的是：
()
(A) 实际气体等压可逆冷却 (B) 恒容搅拌某液体以升高温度
(C) 理想气体绝热可逆膨胀 (D) 量热弹中的燃烧过程
2.理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程：
()
(A) 可以从同一始态出发达到同一终态
(B) 从同一始态出发，不可能达到同一终态
(C) 不能断定 (A)、(B) 中哪一种正确
(D) 可以达到同一终态，视绝热膨胀还是绝热压缩而定
3. 理想气体等温过程的ΔF。
()
(A) >ΔG (B) <ΔG (C) =ΔG (D) 不能确定
4. 下列函数中为强度性质的是：
(4 分) (4 分)
(4 分)
(3 分)
25. 10 分 [答] 3H2(g) + N2(g) ＝ 2NH3(g)
平衡时：3 mol-3n 1 mol-n
2n
∑ nB
B = 4 mol- 2n
2n/(4 mol-2n) = 0.08 n = 0.148 mol
故 x(H2) = 0.69
x(N2) = 0.23
(1) 当 p (N2O4) = p (NO2) = 1 kPa 时，反应将 ___________；
(
)
(2) 当 p (N2O4) = 10 kPa，p (NO2) = 1 kPa 时，反应将 ________ 。
(
)
(A) 向生成 NO2 的方向进行
(B) 向生成 N2O4 的方向进行
(C) 正好达化学平衡状态
(D) 难于判断其进行方向
12. 在一定温度和压力下，对于一个化学反应，能用以判断其反应方向的是 ( )
$
(1) ΔrG m
(2) Kp
(3) ΔrGm
(4) ΔrHm
1
13. (1) 处于标准态的 CO2(g) 和 O2 (g)，其标准燃烧焓值为零
$
$
$
$
(2) 因为ΔrG m = -RT lnK p ，而 K p 是由平衡时的组成表示的，所以ΔrG m
5. 低压气相反应的平衡常数与温度，压力的关系分别是： Kp 只是温度的函数 , Kc 是 ____________的函数，Kx 是 ___________ 的函数。
三、计算题 ( 共 5 题 60 分 ) 21.计算 1mol He(理想气体) 在下列状态变化过程中的ΔH 和ΔG。
He (101.325 kPa,473 K) ⎯⎯→ He (101.325 kPa,673 K)
表示平衡时产物的吉布斯自由能与反应物的吉布斯自由能之差
(3) 水在 25℃, p∃下蒸发，求算熵变的公式为
$
$
$
ΔS m =(ΔH m -ΔG m )/ T
(4) 在恒温，恒压下可逆电池反应，求算熵变的公式为
ΔrSm= ΔrHm/ T 上述说法正确的是：
（）
(A) 1 , 2 (B) 2 , 3 (C) 1 , 3 (D) 3 , 4
= 27.780 kJ
(2 分)
(4 分) (2 分)
(2 分)
22. 15 分 [答] Q = 0 , W = 0 , ΔU = 0
( ∂ U/ ∂ V)T = T( ∂ p/ ∂ T)V -p = 0 dU = CVdT + ( ∂ U/ ∂ V)TdV = CVdT = 0
ΔH =ΔU +Δ(pV) = nB(p2- p1)
(
)
(A) S
(B) (∂G/∂p)T
(C) (∂U/∂V)T
(D) CV
5. 273 K，10p∃下，液态水和固态水（即冰）的化学势分别为μ(l) 和μ(s)，两者的关系为：
()
(A) μ(l) >μ(s) (C) μ(l) < μ(s)
(B) μ(l) = μ(s) (D) 不能确定
6. 在恒温抽空的玻璃罩中封入两杯液面相同的糖水 (A) 和纯水 (B)。经历若干时间后，两
(2.5 分) (2.5 分)
(2.5 分) (2.5 分)
24. 15 分[答] 已知 ln(p/Pa) = -3116 K/T + 27.537
对固气平衡： [dln(p/Pa)/dT] =ΔsubHm/RT2 [dln(p/Pa)/dT] = 3116 K/T2=ΔsubHm/RT2
ΔsubHm= 25 906 J·mol-1
325 Pa 的压力下，能与硫酸水溶液及冰平衡共存的硫酸水合物最多可有多少种? (
)
(A) 3 种
(B) 2 种
(C) 1 种
(D) 不可能有硫酸水合物与之平衡共存。
9. 已知 A 和 B 可构成固溶体，在 A 中，若加入 B 可使 A 的熔点提高，则 B 在此固
溶体中的含量必 _______ B 在液相中的含量。
(D) a，µ，(∂G/∂ξ) T , p,wf =0
() ()
二、填空题 ( 共 5 题 10 分 )
1. 某理想气体，等温(25℃)可逆地从 1.5 dm3 膨胀到 10 dm3 时，吸热 9414.5 J，则此气体的
物质的量为
摩尔。
2. 化学位µB 就是 B 物质的偏摩尔 ___________ 。
(3 分) (2 分)
(2 分)
23. 10 分 [答] (a) p = p*AxA+ p*BxB
5.33×104 Pa = 0.75 p*A+ 0.25 p*B ------------- (1)
6.13×104 Pa = 0.5 p*A+ 0.5 p*B ------------- (2)
联立 (1) 式与 (2) 式得：
2
25. 3H2+ N2= 2NH3 在 350℃的 Kp= 6.818×10-8(kPa)-2，并设与压力无关，从 3:1 的 H2，N2 混合物出发，在 350℃下要获得物质的量分数为 0.08 的 NH3，压力至少要多大？
3
4
物理化学试卷答案 01
一、选择题 ( 共 15 题 25 分 )
$
(C)
K
p
(2)
=
[K
p
(1)] − 12 =
(0.25)
−
1 2
=
2
11. [答] (1) (B) 向生成 N2O4 的方向进行
(2) (A) 向生成 NO2 的方向进行
12. [答] (C)
13. [答] (C)
(1 分) (1 分)
14. [答] (D)
∑ νB
∑ νB
Kp = Kc(RT) B = Kxp B
p*A= 4.53×104 Pa p*B= 7.73×104 Pa
(b) yB(I) =p*BxB(I)/p(I) = 0.36
∑ ∆ mix G m (I) = RT n B
(c)
B lnxB = -5984 J·mol
(d) p(Ⅲ)=p*AxA(Ⅲ) +p*BxB(Ⅲ)= 6.66×104 Pa