【免费下载】物理化学上考试题A卷答案
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中国药科大学物理化学期末试卷(A卷)2008-2009学年第二学期(药学理科基地班)专业班级学号姓名核分人:一、选择题(每小题2分,共20分)( )vap m21221112(-)A. nB. lnC. =D. =constantH T TV pW RT lnV p RT THS pVTγ∆==∆∆2. 涉及焓的下列说法中正确的是( )A. 单质的焓值均等于零B. 在绝热可逆过程中焓变为零C. 在等温过程中焓变为零D. 化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化3. 水溶液中的反应:422N H O C N C O(N H)→,测得不同起始尝试下的反应半衰期如下:起始浓度/mol⋅L-10.05 0.10 0.20t1/2/hr 37.03 19.15 9.49则此反应的反应级数是:()A. 1 级B. 2级C. 3级D. 0级4.蒽在光的作用下可以聚合为二蒽,二蒽在加热时会发生分解反应,达到化学平衡。
已知热分解反应的温度系数约为0.28(即每升高1K温度速率常数增加值)。
当达到光化学平衡时,每增加10K的温度,二的产量变化是多少?( )A.增加35.7% B.减少35.7% C.增加28% D.减少28%5. 298K时测定水-丙醇的蒸气压,当x丙醇=0.1时,测得平衡气相中总蒸气压为p总=4786Pa,y丙醇=0.3677,已知p水*=3173Pa,p丙醇*=2906Pa,则水的活度系数为:( )A. 0.954B. 1.06C. 0.943D. 1.006.在一密闭体系中,AgNO 3(s)加热部分分解达到以下平衡:2 AgNO 3(s) →Ag 2O(s)+2NO 2(g)+1/2O 2(g)此平衡系统自由度f 为A. f =1B. f =2C. f =3D. f =47. 在唐南(Donnan )平衡中,判断平衡的条件是: ( ) A. 膜两边的小离子浓度相等 B. 膜两边的总电荷相等C. 膜两边的小离子化学势相等D. 膜两边的小分子电解质化学势相等8.300K 时玻璃毛细管和不锈钢毛细管半径相同,水在毛细管中的升高高度相同,当水的温度降到274K 时,它们的升高高度分别为h 玻璃和h 不锈钢,则有: ( )A h 玻璃 = h 不锈钢B h 玻璃 > h 不锈钢C h 玻璃 < h 不锈钢D 无法确定9.如右图,实线为恒温线,虚线为恒容线,点划线为绝热线,星线为恒压线。
1、由热力学第二定律可知,在任一循环过程中( B ) A 、功和热都可以完全互相转换;B 、功可以完全转化为热,而热却不能完全转变为功;C 、功与热都不能完全互相转换;D 、功不能完全转换为热,而热却可以完全转变为功;4、热力学第一定律用下式表示:pdV Q dU -=δ,其使用条件是( B ) A 、理想气体的一切过程 B 、封闭体系只作体积功的过程 C 、均相体系的不可逆过程 D 、封闭体系平衡态5、理想气体与温度为T 的大热源接触作等温膨胀吸热Q ,所作的功是变到相同状态的最大功的25%,则体系的熵变为( C )A 、TQ B 、 0 C 、T Q 4 D 、T Q -6、对于反应C(s)+H 2O(g) → CO(g)+H 2(g),298K 时,r m H θ∆ =131.31kJ ·mol -1。
下列哪种条件对正向反应有利( C )。
A 、增大总压B 、总压不变通入氢气C 、提高温度D 、降低温度 7、在等温等压下,化学反应体系达到平衡时,不一定成立的等式是( C )A 、∑=B B B 0μν B 、0G PT =⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂,ξ C 、0G m r =θ∆ D 、0G m r =∆9、理想气体的节流膨胀过程,满足[B]A 、0P T H <⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂B 、0P T H =⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂C 、0P T H >⎪⎭⎫⎝⎛∂∂ D 、上述三种情况都有可能10、∆H =Q p 适用于哪一个过程[B]A 、理想气体从101325Pa 反抗恒定的10132.5Pa 膨胀到10132.5PaB 、在0℃、101325Pa 下,冰融化成水C 、电解CuSO 4的水溶液D 、气体从(298K ,101325Pa)可逆变化到(373K ,10132.5Pa )11、理想气体与温度为T 的大热源接触作等温膨胀吸热Q ,所作的功是变到相同状态的最大功的20%,则体系的熵变为[C]A 、TQ B 、 0 C 、T Q 5 D 、T Q -13、在θP 2K .157、32时,水的化学势与冰的化学势之间的关系如何:[A]A 、前者高B 、前者低C 、相等D 、不可比较 14、(1) 溶液的化学势等于溶液中各组分的化学势之和 (2) 对于纯组分,则化学势等于其Gibbs 自由能 (3) 理想溶液各组分在其全部浓度范围内服从Henry 定律 (4) 理想溶液各组分在其全部浓度范围内服从Raoult 定律 上述说法中正确的是:[D]A 、 (1) (2)B 、 (2) (3)C 、 (2) (4)D 、 (3) (4)15、对一定量的纯理想气体,下列关系正确的是 [C]A 、V P T H T H ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂ B 、V T T U P U ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ C 、T T P U V H ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ D 、TT V U P A ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ 8、系统的诸性质不随时间而改变的状态称为热力学平衡态,热力学平衡态必须同时满足的四个条件是 热动平衡 、力学平衡、相平衡和化学平衡。
《物理化学 上》期末试题A 卷闭卷考试 时间120分钟一、选择题(每空2分,共28分)1.对于理想气体的等温自由膨胀过程,下列哪一组结论是正确的( )A 、W =0,Q =0,ΔH =0B 、W >0,Q =0,ΔH =0C 、W <0,Q <0,ΔH <0D 、W >0,Q >0,ΔH >02.体系从态A 经历一不可逆过程到态B ,则该体系的熵变( ) A 、一定小于零B 、一定大于零C 、一定等于零D 、可能大于零也可能小于零3.NH 4HCO 3(s)在真空容器中发生分解反应:NH 4HCO 3 (s) = NH 3(g) + H 2O(g)+CO 2(g),并达到平衡,则该反应体系( ) A 、Φ = 4,C = 1,f = 1B 、Φ = 3,C = 3,f = 2 C 、Φ = 2,C = 2,f = 2D 、Φ = 2,C = 1,f = 14.下列各式中哪个是化学势? ( )A 、B n P T Bdn n UB C ≠∂∂,,)(B 、 B n P T Bdn n HB C ≠∂∂,,)(C 、 B n P T Bdn n GB C ≠∂∂,,)(D 、B n P T Bdn n AB C ≠∂∂,,)(5.298.15K 、P Ø下液态水的化学势μ(l ),水蒸汽的化学势μ(g ),则( )A 、μ(l ) = μ(g )B 、μ(l ) < μ(g )C 、μ(l ) > μ(g )D 、μ(l ) ≠ μ(g )6.下述说法中,哪一个是错误的( )A 、通过相图可确定一定条件下体系由几相构成B 、相图可表示出平衡时每一相的组成如何C 、相图可表示出达到相平衡所需的时间长短D 、通过杠杆规则可在相图上计算各相的相对数量多少7.在一定的温度和压力下,某化学反应达到平衡应满足的条件是( ) A 、ΔG Ø=0B 、ΔG =0C 、ΔG =ΔG ØD 、ΔG Ø=-RT ln k Ø8.理想气体反应:2A + B = 2C 是吸热反应,当反应达到平衡时,可采用哪组条件,使平衡向右移动( ) A 、降低温度和降低总压B 、升高温度和增大总压C 、升高温度和降低总压D 、降低温度和增大总压9.298K 、101.325kPa 时反应:C 6H 6(l ) + 7.5O 2(g ) → 3H 2O(l ) + 6CO 2(g ),若反应中各气体物质均可视为理想气体,则其等压反应热Δr H Øm 与等容反应热Δr U Øm 之差约为( ) A 、-3.7kJB 、1.2kJC 、-1.2kJD 、3.7kJ10.在一定温度压力下,A 、B 形成理想溶液,液相中两物质的摩尔分数x A :x B =5,与溶液平衡的气相中A 的摩尔分数为0.5,则A 、B 的饱和蒸气压之比为( ) A 、5B 、1C 、0.2D 、0.511. 两只烧杯各有 1 kg 水,向1号杯中加入 0.01 mol 蔗糖,向2号杯内溶入0.01 mol NaCl ,两只烧杯按同样速度冷却降温,则有 ( ) A 、1号杯先结冰B 、2号杯先结冰C 、两杯同时结冰 C 、不能预测其结冰的先后次序 12.H 2和O 2在绝热钢瓶中生成水的过程: ( ) A 、ΔH = 0 B 、ΔU = 0 C 、ΔS = 0D 、ΔG = 013.已知反应C (金刚石)+O 2(g )=CO 2(g )的反应热为θm H ∆,下列说法中不正确的是( )A 、θm H ∆为C (金刚石)的标准燃烧焓B 、θm H ∆为CO 2(g )的标准生成焓 C 、θm H ∆应为负值D 、θm H ∆与θm U ∆近似相等14.当某溶质溶于某溶剂中形成浓度一定的溶液时,若采用不同的标准浓度,则下列说法中正确的是:( ) A 、溶质的标准态化学势相同 B 、溶质的活度相同 C 、溶质的活度系数相同D 、溶质的化学势相同二、判断题(每题1分,共10分)1.虽然ΔU = Q v ,但U 是状态函数,而Q v 不是状态函数。
上期物理化学试题(B)(可带计算器)一、判断题。
判断下列说法的正误,在正确的说法后面打“√”,错误的说法后面打“×”。
(每小题1分,共10分)1、温度一定的时候,气体的体积与压力的乘积等于常数。
( F )2、热力学过程中W的值应由具体过程决定( R )3、系统的混乱度增加,则其熵值减小。
( F)4、处于标准状态的CO (g),其标准燃烧热为零。
( F )5、1mol理想气体从同一始态经过不同的循环途径后回到初始状态,其热力学能不变。
( R )6、吉布斯判据适用于理想气体的任意过程。
( F )7、四个热力学基本方程适用于所有封闭体系的可逆过程。
( R )8、在纯溶剂中加入少量不挥发的溶质后形成的稀溶液沸点将升高。
( R )9、惰性组分的加入将使反应的平衡转化率降低。
( F )10、只受温度影响的平衡系统自由度F=C-P+1。
( R )二、选择题。
以下各题,只有一个正确选项,请将正确的选项填在相应位置。
(每小题3分,共45分)1. 一定压力下,当2 L理想气体从0℃升温到273℃时,其体积变为()。
A. 5 LB. 4 LC. 6 LD. 1 L2、A、B两种理想气体的混合物总压力为100kPa,其中气体A的摩尔分数0.6,则气体B的分压为()。
A. 100kPaB. 60kPaC. 40kPaD. 不确定3、当实际气体的压缩因子Z大于1的时候表明该气体( )。
A. 易于压缩B. 不易压缩C. 易于液化D. 不易液化4、如图,将CuSO4水溶液置于绝热箱中,插入两个铜电极,以蓄电池为电源进行电解,可以看作封闭体系的是()。
A. 绝热箱中所有物质B. 两个铜电极C. 蓄电池和铜电极D. CuSO4水溶液5、在体系温度恒定的变化中,体系与环境之间()。
A. 一定产生热交换B. 一定不产生热交换C. 不一定产生热交换D. 温度恒定与热交换无关6、下列定义式中,表达正确的是()。
A. G=H+TSB. G=A+PVC. A=U+TS C. H=U—PV7、在一个绝热钢瓶中,发生一个放热的分子数增加的化学反应,那么()。
物理化学试卷(A )适用专业: 试卷所需时间:120分钟 闭卷 试卷总分 :100分 考试说明:自带计算器 一、 选择题 (2.5×16=40分)1、某实际气体经不可逆循环过程,下列表述正确的是: A 、△G <0 B 、△S <0 C 、△U >0 D 、△H =02、下列各量为偏摩尔量的是哪个:A 、BC n ,V ,S B n U ≠⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ B 、B C n ,V ,T B n p ≠⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂ C 、BC n p T B n ≠⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂,,F D 、B C n ,V ,T B n S ≠⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂ 3、ΔH 是指体系的什么:( )A 、反应热B 、吸收的热量C 、焓的增量D 、生成热 4、已知FeO(s) + C(s) = CO(g) + Fe(s),反应的△r H m θ和△r S m θ均为正值且不随温度而变化,欲使反应正向进行,则( ) A 、高温有利 B 、低温有利 C 、与温度无关 D 、无法确定 5、工作于100℃ 和25℃ 的两个大热源之间的可逆机,其效率是 A 、20% B 、30% C 、50% D 、75%6、298K 时,要使下列电池成为自发电池:Na(Hg)(a 1) ∣Na +(aq) ∣Na(Hg)(a 2),则必须使两个活度的关系为:A 、a 1 < a 2B 、a 1 = a 2C 、a 1 > a 2D 、a 1 , a 2可取任意值 7、溶剂服从拉乌尔定律,溶质服从亨利定律的二元溶液是: A 、理想稀溶液 B 、理想溶液 C 、实际溶液 D 、一切溶液 8、25℃时,0.1000 mol·dm -3的HAC 溶液Λm 为α,已知Λ∞m (HAC )为β,则该HAC 溶液的电离度为: A 、α+β B 、α-β C 、α×β D 、α÷β9. 在一定温度下,在4个装有相同体积的As 2S 3溶胶的试管中,分别加入c 和V 相同的下列不同的电解质溶液,能够使As 2S 3溶胶最快发生聚沉的是:A 、KClB 、NaClC 、ZnCl 2D 、AlCl 3 10、下列哪一种物质在0K 时标准熵值为0:A 、理想气体B 、理想液体C 、理想溶液D 、完美晶体 11、总压为101.3kPa 的容器中装有基本混合气体实验测得其中O 2的分压为20.26kPa ,则氧所占摩尔分数为:A 、0.20B 、0.50C 、0.60D 、0.80 12、反应1.5H 2(g) + 0.5N 2(g) = NH 3(g),当H 2因反应消耗了0.3mol 时,反应进度ξ应为:A 、0.1B 、0.3C 、0.5D 、0.213、定温定压下,A 与B 组成的均相系统,若A 的偏摩尔热力学能随系统组成的改变而增加时,则B 的偏摩尔热力学能的变化将( ) A 、增加 B 、减小 C 、不变 D 、无法确定 14、浓度为 0.1mol ·kg -1的 MgCl 2水溶液,其离子强度为: A 、0.1 mol ·kg -1 B 、0.15 mol ·kg -1 C 、0.3 mol ·kg -1 D 、0.2 mol ·kg -1 15、影响任意一个化学反应的标准平衡常数值的因素为:A 、催化剂B 、温度C 、压力D 、浓度 16、叔戊烷基碘的水解反应为:C 5H 11I + H 2O →C 5H 11OH + HI 298K 标压下测定出其反应速率k=0.0981min -1,则此反应为:院系: 专业班级: 姓名: 学号: 装 订 线A、零级反应B、一级反应C、二级反应D、三级反应二、填空题(每空2分,共20分)1、1mol液态苯在298K时置于量热计中完全燃烧生成H2O(l)和CO2(g),同时放热为3264KJ/mol,则等压燃烧焓为。
河北理工大学2006~2007学年第一学期物理化学A-11分,答案填入题后表格中)1、1mol 理想气体298K 向真空膨胀体积变为原来的10倍,则∆G 为 a 19.14J b 5703.7J c -5703.7J d 02、∆H=∆U+∆(PV)适用于a 恒压过程b 恒容过程c 恒温过程d 一切过程 3、1mol 单原子理想气体在300K 绝热压缩至500K,则其焓变∆H 为 a 4157J b 596J c 1255J d 994J 4、若体系与环境之间只有能量交换而无物质交换,该系统为: a. 封闭体系 b 隔离体系 c. 敞开体系 d. 混合体系 5、已知CO ( g) +1/2O 2(g) =CO 2(g) 的∆r H m 下列说法何者不正确: a. ∆r H m 是CO 2(g) 的生成热 b. ∆r H m 是CO (g) 的燃烧热 c. ∆r H m 是负值 d. ∆r H m 与反应的∆r U m 数值不相等 6、-20 ︒C 、101.325KPa 下1mol 过冷水结冰,放热为∆H ,则过程的熵变∆Sa. 等于253H ∆b. 大于253H ∆c. 小于253H∆ d. 不能确定7、B 物质从α相自发地向β相转移,则μB α 与μB β 的关系是:a. μB α >μB βb. μB α <μB βc. μB α =μB βd. 不能确定8、25︒C 有反应)(2)(2)(2)(6663217g l g l CO O H O H C +=+气体作为理想气体,则反应的❒H 与❒U 之差约为:a -3.7KJb 1.2KJc -1.2KJd 3.7KJ 9、H 2 和O 2以2:1的比例在绝热的钢瓶中反应生成水,在该反应过程中 a ∆H =0 b ∆T=0 c ∆P=0 d ∆U=0 10、任一反应的Q p,m 与Q v,ma Q p,m 总是大于Q v,mb Q p,m 总是小于Q v,mc Q p,m 等于Q v,md Q p,m 与Q v,m 的比较不能确定 11、100℃,101.325KPa 条件下,1mol 水向真空蒸发为100℃,101.325KPa 的水蒸汽,则:a ∆S=0b ∆U=0c ∆H=0d ∆G=0 12、任意不可逆循环的熵变a 大于零b 小于零c 等于零d 是温度的函数 13、绝热过程中,系统的∆S>0,表示过程a 自发的b 反自发的c 可逆的d 可能自发也可能反自发14、CaCO 3(s)装入真空容器中加热分解达平衡,则其自由度为a 1b 2c 0d 315、A 和B 形成理想溶液,已知100℃时P A *=1000mmHg ,P B *=500mmHg ,当溶液中X A =0.5时,与溶液平衡的蒸气中A 的摩尔分数为a 1b 43c 21d 32 16、已知1mol O 2在25℃,100KPa 的S m θ=205.14JK -1mol -1,则其在45℃,101.3KPa 的规定熵以J.mol -1.K -1表示值应为(C p,m =25J.K -1mol -1)a209.28 b 206.65 c 206.87 d 249分,每题1分,以"Y"、或"N"填入题后表格中) 1、沸点上升是稀溶液的依数性之一; 2、绝热过程熵值不变;3、理想液态混合物中某一组分化学势,μB =μB θ+RTlnX B ;4、系统在恒压过程中吸收的热等于焓变;5、过冷水结冰是一自发过程,∆S 系<0与熵增原理相矛盾;6、升高温度对平衡常数增加有利;7 、20℃时,1mol 纯理想气体从0.1Mpa 压缩到2.5MPa 时,化学势变化值为 - 9.845kJ ;8、物质处于临界状态时,Sm (l)=Sm (g);;9、理想气体化学反应等温方程式为-∆ r G m =∆ r G m θ+RTlnJp ; 10 、∆G<0的化学反应能自发向右进行;已知水在100℃、101325Pa 下蒸发热Δvap H m =40.64KJ ·mol -1,试求4mol 水在100℃、101325Pa 下变为水蒸气过程的Q 、W 、ΔU 、ΔH 、ΔS 、ΔG 各为若干?(水的体积与水蒸气体积相比较可忽略不计。
物理化学A 卷试题答案一、1. 敞开体系 封闭体系 孤立体系2. 恒容热效应 恒压热效应 Q p =Q v +ΔnRT3. ΔS ≥0 (ΔF)T,V,W ≤0 (ΔG)T,V,W ’20≤04. 2.535. 亲水性基团 亲油性基团 阴离子表面活性剂 阳离子表面活性剂 两性表面活性剂 非离子型表面活性剂 亲油性6. 高度选择性 高度催化活性 特殊的温度效应二、1. 理想溶液:如果组成溶液的组分结构非常近似,因此,异种分子间的作用力非常接近同种分子间的作用力,故在定温及定压下,这种溶液中每一个组分在整个浓度范围内,其蒸气压与液体组成的关系都服从拉乌尔定律,这种溶液称为理想溶液。
2. 生成热:在指定条件下由某些最稳定状态的单质生成1mol 某种化合物时的恒压反应热,称为该化合物的生成热。
3. 准静态过程:进行得无限缓慢,其经历的每个状态都可视为平衡态的过程,称为准静态过程。
4. 焦耳-汤姆逊效应:气体在一定压力差下通过多孔塞进行绝热膨胀而发生温度变化的效应,称为焦耳-汤姆逊效应。
5. 活化能:表征分子发生有效反应的能量要求,活化分子平均能量与所有分子平均能量之差称为活化能。
三、CACAA BDDDD CCCBA CDCBA四、ACD BCD ABC ABCD ABD BC ABCD BD AB ABCD 五、1. 解:等温可逆膨胀U ∆=H ∆=0121125747110ln 2.300314.8ln ln-⋅=⨯⨯===-=mol J P P RT V V RT W Q R R 1121115747ln 57471.192.3005747----⋅-==∆⋅-==∆⋅⋅===∆mol J P P RT G mol J W F mol K J T Q S R R2.解:αβθa a K a = ,由于葡萄糖溶解度小,故可认为是稀溶液反应,即αβθθc c K K c a == 因此相应的标准自由能变化为∆∆m r G24.1ln 540.0/49/20ln 29810314.836.90668.904ln 13311311''=∴-=∆⋅-=⨯⋅⋅⨯+⋅+⋅-=+∆=∆∆------∆θθβαθc cm r m r m r K K RT G mol kJ dm g dm g K mol K kJ mol kJ mol kJ c c RT G G 3.解: 因为12244410714.210)0.1984.73()()()(----∞+∞∞⋅⋅⨯=⨯+=+=Λmol m S OH NH OH NH mm m λλ1103.74525141.0)()(--=Ω⨯⋅==m m S KCl R KCl K cell κ114403647.02030/03.74)(/)(--⋅=Ω==m S m OH NH R K OH NH cell κ 所以243314410647.3)101.0/()03647.0()(/)(----⋅⋅⨯=⋅⨯⋅==Λmol m S m mol m S OH NH c OH NH m κ 01344.0)10714.2/()10647.3(122124=⋅⋅⨯⋅⋅⨯=ΛΛ≈----∞mol m S mol m S mm α 5221083.11.0)01344.01/()01344.0(1-⨯=⨯-=⋅-=θθααc c K c 4. 解: 设小水滴的数目为N ,则 32313434r N r ππ⋅= 1839332110)1000.11000.1()(=⨯⨯==--mm r r NJm m m N r r N A A dA G A A 914.0])1000.1()1000.1(10[)0728.0(14.34)44()(232918*********=⨯-⨯⨯⨯⋅⨯⨯=-⋅=-=⋅=∆---⎰ππγγγ六、1. (1)W=0 (2)W=-2042.7J (3)W= -2950.6J (4)W=-5226.2/J 2. (1)0.228 (2)0.343mol(3)P H2O =P CO2=48.4kpa N NaHCO3=0.088mol N Na2CO3=0.056mol(4)65.6kpa。
Key 第 1 页一、选择题二、填空题1. 90.622. 小于3. 804. 25. 0.25/4=0.06256. ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂≠n H B B C nC p T )(,, 7. x RT B oB B ln +=μμ8. 蒸气压下降、凝固点降低、沸点升高和渗透压。
9. x p p p p B A B A )(***-+= 10. 两相平衡区。
11. A(s)+B(s)+l 。
12. 膜两边的溶液存在着浓度差。
13. 26.79 14. 315. 任何纯物质的任意两相平衡 三、论证题1. 因为A 和B 形成了理想液态混合物,所以汽液平衡时,总蒸汽压为x p p p p B A B A )(***-+=。
根据理想液态混合物的性质可知,p p p B A **<<。
设B 的气相和液相中的浓度分别为y B 和x B ,这样由分压定律得到:px p p p y B B B B *==,从条件中知道:1*>p pB ,所以等到结论:y B >x B 。
Key 第 2 页2.活性炭吸附二氧化氮一定是自发的,所以∆G <0。
又因为吸附过程是一个混乱度减小的过程,所以∆S <0,根据公式∆∆∆G H T S =-,∆H 必是为负值,所以吸附过程为放热过程。
根据以上结论,即能很好地说明,随着二氧化氮的被吸附,气体颜色变淡,高精度量热计显示有热量放出。
3.熵判据(隔离体系):(∆S)U,V ≥0;(“>”,表示自发;”=”表示可逆)亥姆霍兹函数判据:(∆A)T,V,w’≤ 0;(“<”,表示自发;”=”表示可逆或平衡) 吉布函数判据:(∆G)T,p,w’≤ 0;(“<”,表示自发;”=”表示可逆或平衡) 4.恒温可逆过程、绝热可能过程、恒温可可逆压缩和绝热可逆压缩等四个过程。
图形略。
四、计算题 1.H 2O(l)= H 2O(g))l ,O H (H )g ,O H (H H 2om f 2om f o1,m r ∆-∆=∆)l ,O H (H 2om f ∆=-285.7 kJ·mol -1 CH 3COOC 2H 5(l)+5O 2= 4CO 2(g)+4H 2O(l)H om f ∆(乙酸乙酯)=-468.8 kJ·mol -1 题中所求反应的H o m r ∆=55.1 kJ·mol -1 U om r ∆=H om r ∆-BBvRT ∑=52.62 kJ·mol -1 2.(1) π=n 1RT /V =n 2RT /Vn 1=n 2=0.8×10-3 kg/0.180 kg·mol -1+1.2×10-3 kg/0.342 kg·mol -1=7.953×10-3 mol M =W /n =0.2515 kg·mol -1 (2) ΔT f =K f m =0.0148 K(3) Δp =p 水* - p 水水= p 水* - p 水* (1-x 2)= p 水*x 2 =0.4535 Pa3.Key 第 3 页(气固可逆相变)s (p o -p ss )因为∆G 1+∆G 5≈0; ∆G 3=0; ∆G 4=0所以∆G=∆G 2=1000/18RTln(p s s / p l s )=55.56⨯8.314⨯268ln(0.414/0.422)= -2.369kJ 又因为∆G=∆H-T ∆S所以∆S=(∆H-∆G)/T=(-322.4⨯103+2.369⨯103)/268= -1.194kJ·K -14.已知:T 1=373K,T 1’=334.5K; p 1=p 1’=101.325kPa 设压力相等时的温度为T 2, 饱和蒸汽压为p 2=p 2’,则T T p p 2212373314.8)373(40670ln ln ⨯-=-T T p p p p 2212125.334314.8)5.334(29500'ln 'ln ln ln ⨯-=-=-两式相等, 即 T T T T 22225.334314.8)5.334(29500373314.8)373(40670⨯-=⨯-求得T 2=536K5.㏑K Ө(1473K)/ K ф(1336K)= -H o m r ∆×(1/1473-1/1336)/R ㏑K Ө(1473K)-㏑0.0118= -177×103×(6.789×10-4-7.485×10-4)/8.314 ㏑K Ө(1473K) =177×103×6.96×10-5/8.314+㏑0.0118 =1.4817-4.4397= -2.9580 K Ө(1473K) =0.05192G om r ∆(1473K)= -8.314×1473㏑K Ө(1473K) = -8.314×1473×(-2.9580)=36.225kJ 由公式△G=△H -T △SKey 第 4 页S o m r ∆=(H om r ∆-G o m r ∆)/T=(177×103-36.225×103)/1473=95.57J ⋅K –16. (1) ln (p 2/p 1)=(Δ H m /R)×(1/ T 1-1/T 2) 解得Δsub H m = 109 kJ·mol -1 Δvap H m = 70.83 kJ·mol -1Δfus H m =Δsub H m -Δvap H m = 38.17 kJ·mol -1 ------ (1) (2) s- g lnp = -Δsub H m /RT + c 解得 c= 25.69 ----- (2) l - g lnp = -Δvap H m /RT + c' 解得 c' = 15.37 -- (3) 三相共存时 (2) 式 = (3) 式,再联立 (1) 解得 T = 444.9 K , p = 2316 Pa。
物理化学(上)期末考试试卷A一、单项选择题(45分)1.封闭体系,当状态从Ⅰ到Ⅱ发生变化时经历二条任意的不同途径,则()(A)Q1Q2(B)W1W2(C)Q1W1Q2W2(D)U02.若已知H2O(g)及CO(g)在298K时的标准摩尔生成焓(fHm)分别为242kJmol及1111kJmol1,则下列反应在298K时的标准摩尔反应热(rHm)为()H2O(g)+C()→H2(g)+CO(g)(A)353kJ(B)13kJ(C)131kJ(D)353kJ3.1mol理想气体经绝热自由膨胀使体积增大10倍,则体系的熵变(S)为()1(A)S0(B)S19.1JK11(C)S19.1JK(D)S19.1JK4.对于O2和N2混合气体的可逆绝热压缩过程()(A)U0(B)F0(C)S0(D)G05.1mol物质A与1mol物质B形成的理想溶液(即理想液态混合物),在压力p下达气-液两相平衡,已知pApB,则()(A)某AyA(B)yA某某yB(C)某AyA(D)某AyA6.今有胰凝乳蛋白脘酶原(Chymtryinogen)的水溶液,质量浓度为0.01552kgdm,测得298.2K时的渗透压()为1.539kPa,则其平均摩尔质量为()(A)25.00kgmol(B)15.00kgmol(C)30.00kgmol(D)35.00kgmol7.某纯物质的相图中,固液平衡线斜率dp/dT0,则该物质在凝固过程中下列热力学函数变化正确的是()(A)V0(B)H0(C)G0(D)S08.100g的Cl2与一定量的S8按反应式S824Cl28SCl6反应,当Cl2全部转变成SCl6时的反应进度ξ(单位:mo1)是()111113(A)0.0587(B)0.470(C)0.587(D)0.0479.在2000K时反应CO(g)1/2O2(g)CO2(g)的标准平衡常数(K)为6.443,则在同温度下反应2CO2(g)2CO(g)O2(g)的标准平衡常数为()(A)1/6.443(B)6.443(C)(1/6.443)2(D)1/6.44310.298K,101.325kPa下,有两瓶萘的苯溶液,第一瓶为2升(溶有0.5mol萘);第二瓶为1升(溶有0.25mol萘),若以1和2分别表示两瓶溶液中萘的化学位,则()(A)122(B)11/22(C)1102(D)1211.下图中,从P点开始的步冷曲线为()12.关于粒子配分函数的概念,不正确的说法是()(A)配分函数是无量纲量(B)配分函数是对体系中所有粒子的所有可能状态的玻兹曼因子求和,故又称状态和(C)配分函数中任意两项之比等于在该两能级上最概然分布的粒子数之比(D)配分函数中任意一项与配分函数本身的比值等于粒子分配在该任意能级上的分数13.一定量的纯气体恒温变压时,下列配分函数要发生变化的是()(A)平动配分函数(B)振动配分函数(C)转动配分函数(D)电子运动配分函数14.下列说法不正确的是()(A)热力学和统计热力学的研究对象都是大量粒子的集合体(B)热力学和统计热力学的研究方法都是宏观的方法(C)1900年,普朗克提出了量子论,引入了能量量子化的概念(D)吉布斯创立了统计系综的方法,建立了系综理论15.关于化学平衡,不正确的说法是()(A)化学平衡是动态平衡(B)一定的外界条件发生改变,平衡会发生移动16.A和B二种液体,在100kPa下,纯A的沸点较纯B的沸点为高。
1、由热力学第二定律可知,在任一循环过程中( B )A 、功和热都可以完全互相转换;B 、功可以完全转化为热,而热却不能完全转变为功;C 、功与热都不能完全互相转换;D 、功不能完全转换为热,而热却可以完全转变为功;4、热力学第一定律用下式表示:,其使用条件是( B )pdV Q dU -=δA 、理想气体的一切过程 B 、封闭体系只作体积功的过程C 、均相体系的不可逆过程 D 、封闭体系平衡态5、理想气体与温度为T 的大热源接触作等温膨胀吸热Q ,所作的功是变到相同状态的最大功的25%,则体系的熵变为( C )A 、B 、 0C 、D 、T Q T Q 4TQ -6、对于反应C(s)+H 2O(g) → CO(g)+H 2(g),298K 时, =131.31kJ·mol -1。
下r m H θ∆列哪种条件对正向反应有利( C )。
A 、增大总压B 、总压不变通入氢气C 、提高温度D 、降低温度7、在等温等压下,化学反应体系达到平衡时,不一定成立的等式是( C )A 、B 、C 、 ∑=B B B 0μν0G PT =⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂,ξ0G mr =θ∆D 、9、理想气体的节流膨胀过程,满足[B]0G m r =∆A 、 B 、 C 、 D 、上述三种情况都有可0P T H <⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂0P T H =⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂0P T H>⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂能10、∆H =Q p 适用于哪一个过程[B]A 、理想气体从101325Pa 反抗恒定的10132.5Pa 膨胀到10132.5PaB 、在0℃、101325Pa 下,冰融化成水C 、电解CuSO 4的水溶液D 、气体从(298K ,101325Pa)可逆变化到(373K ,10132.5Pa )11、理想气体与温度为T 的大热源接触作等温膨胀吸热Q ,所作的功是变到相同状态的最大功的20%,则体系的熵变为[C]A 、B 、 0C 、D 、13、在T Q T Q 5TQ -时,水的化学势与冰的化学势之间的关系如何:[A]θP 2K .157、32A 、前者高 B 、前者低 C 、相等 D 、不可比较14、(1) 溶液的化学势等于溶液中各组分的化学势之和(2) 对于纯组分,则化学势等于其Gibbs 自由能(3) 理想溶液各组分在其全部浓度范围内服从Henry 定律(4) 理想溶液各组分在其全部浓度范围内服从Raoult 定律上述说法中正确的是:[D]A 、 (1) (2)B 、 (2) (3)C 、 (2) (4)D 、 (3) (4)15、对一定量的纯理想气体,下列关系正确的是 [C]A 、 B 、 C 、 D 、VP T H T H ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂VT T U P U ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂TT P U V H ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂TT V U P A ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂8、系统的诸性质不随时间而改变的状态称为热力学平衡态,热力学平衡态必须同时满足的四个条件是 热动平衡 、力学平衡、相平衡和化学平衡。
相平衡是指系统中各相的组成和数量 不随时间而变。
9、热力学变量分为广度变量和强度变量,广度变量的数值与系统的数量成正比,例如体积、质量、 熵 (焓H 或自由能A 、G )、 内能等,广度性质具有加和性,数学上为 一次齐 函数。
10、精馏70%的酒精溶液,在精馏塔顶部得到 95%乙醇或乙醇恒沸 溶液。
11、填 >、=、<①理想气体向真空膨胀Q = 0; ⊿H = 0; ⊿S > 0; ⊿G < 0②在恒温、恒压下,理想液态混合物混合过程⊿mix V m = 0; ⊿mix U m = 0; ⊿mix H m = 0; ⊿mix S m > 0③H 2(g)和Br 2(g)在绝热钢瓶中发生反应生成HBr(g)⊿U = 0; ⊿H > 0; ⊿S > 0; ⊿G < 0④变成,)P ,K ,l (O H θ3732)P ,K ,g (O H θ3732 < 0; < 0; > 0; = 0W H ∆S ∆G ∆12、反应N 2(g)+3H 2(g)=2NH 3(g)的在300—500K 的温度区间满足:θp K ,和为常数,则400K 时,该反应的=Tb a k P -=θln a b θm r G ∆、=、=TaR bR k RT p -=-θln θm r H ∆bR θm r S ∆aR13、在一个真空容器中,放入过量的NH 4Br(S)和NH 4Cl(S),并发生下列分解反应:NH 4Br(S)⇌NH 3(g)+HBr(g) NH 4Cl(S)⇌NH 3(g)+HCl(g),此平衡体系的相数= 3 、组分数= 2 和自由度数= 1 。
14、由克拉佩龙方程可导出适用于蒸发平衡和升华平衡的克劳修斯-克mm V H dT dp βαβα∆∆=拉佩龙方程的定积分式:,推导中引入的三个基本假设分⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=211211T T RH p p lnmvap ∆别是:忽略凝聚(液固)相的体积、蒸气(气相)为理想气体 、为常数(或与温度无m vap H ∆关)。
15、 VT T ⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂22V T P V C 证:,, 3分 TdT C dS V = TC T S V V=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⇒ 3分T V V T T V V C T 1V S T T S V ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂∂∂=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂∂∂ 4分V T T P V S ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ 又VT T ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂∴22V T P V C 16、系统由状态1(p 1,V 1,T 1)变到状态2(p 2,V 2,T 2)的⎰⎰⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+=∆2121dVT P dT TC Vm,V V V T T n S 证:设 ),(V T S S =dVV S dT T S dS TV ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⇒,且T C T S V V =⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ V TT P V S ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂dVT P dT T C Vm ,V ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂+=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=∴n dV V S dT T S dS T V ⎰⎰⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+=2121V V VT Tm,V dV T P dT T C n S ∆17、(本题10分)已知活泼的轻金属Na(A)和K(B)的熔点分别为372.7K 和336.9K ,二者可以形成一个不稳定化合物Na 2K(s),该化合物在280K 时分解为纯金属Na(s)和含K 的摩尔分数为=0.42的熔化物。
在258K 时,Na(A)和K(B)有一低共熔化合物,B x 这是含K 的摩尔分数为=0.68。
①试画出(补全)此二元T-x 相图。
②画出含K 的B x 摩尔分数为=0.38的熔化物从a 点冷却到b 点的步冷曲线。
B x 物系点abcde相数12332自由度数211K 4.2731001000T P P T P T P T 4.1571.40.41-1212-122-111141=⨯⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⇒===-γγγγγγγJ 2735.3K )2734.41(2K mol 314J .851mol dT nC U 1-1T T m ,V 21-=-⨯⋅⋅⨯⨯==-⎰1∆J -2735.3U W ==∆J -3829.4K )2734.41(2K mol 314J .871mol )T T (nC H 1-112m ,P =-⨯⋅⋅⨯⨯=-=-1∆J 9330.6)2734.41(1004.829T S -H (TS)-H G =-⨯--===13∆∆∆∆∆J10424.7)2734.41(1003.735T S -U (TS)-U A =-⨯--===12∆∆∆∆∆18、(本题10分)在333K 时,纯苯胺和水的饱和蒸气压分别为0.76kPa 和19.9kPa ,在该温度下,苯胺和水部分互溶,在两个液相中,苯胺的摩尔分数分别为0.732和0.088,①假设每个液相中溶剂遵循Rault 定律,溶质遵循Henry 定律,试求在两个液相中,分别作为溶质的水和苯胺的Henry 系数。
②若水层中以Henry 定律为基准时,试求出每个组分的相对活度系数[解] ①平衡时任意一组分在气相分压只有一个水为溶剂相中,kPa kPa x p p lOH O H O H 149.18912.09.19222=⨯=⋅=*苯胺为溶剂相中,kPakPa x p p l 556.0273.076.0=⨯=⋅=*苯胺苯胺苯胺水中苯胺的kPakPax p k x 32.6088.00.556,===苯胺苯胺苯胺苯胺中水的kPakPax p k x 72.67732.01149.18,=-==水水水②以Henry 定律为基准时,水层(上层)中,水水水水水水γ⋅⋅=⋅=x k a k p x x ,,294.0912.072.67149.18,=⨯=⋅=⇒kPa kPax k p x 水水水水γ 苯胺苯胺,苯胺苯胺γ⋅⋅=x k p x 1088.032.60.556,=⨯=⋅=⇒kPa kPax k p x 苯胺苯胺苯胺苯胺γ19、(本题16分)在273K 和1000KPa 时,单原子理想气体绝热可逆膨胀到终态mol 1压力为100KPa ,试计算此过程的,,,,,和。
已知该气体Q W U ∆H ∆S ∆A ∆G ∆在273K ,100kPa 的摩尔熵11100--⋅⋅=mol K J S m [解] 2分 0Q r = ) S S ( 0TQ S 12r===即∆ 2分K .2731001000T P P T P T P T 67.1351.670.671-1212-122-1117108=⨯⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⇒===-γγγγγγγ2分J .K )273.(2K mol 314J .831mol dT nC U 1-1T T m ,V 21220497108-=-⨯⋅⋅⨯⨯==-⎰∆2 J .U W 22049=-=∆分2分J .-K )273.(2K mol 314J .851mol )T T (nC H 1-112m ,P 334157108=-⨯⋅⋅⨯⨯=-=-∆2分J .)273.(100.T S -H (TS)-H G 713014710833415=-⨯--===∆∆∆∆∆2分J 8.14380)2737.108(1002.2049T S -U (TS)-U A =-⨯--=∆∆=∆∆=∆20、(本题10分)潮湿的Ag 2CO 3(s)在110℃用空气流干燥,如果要避免Ag 2CO 3(s)分解为Ag 2O(s)和CO 2(g),问空气中CO 2的分压至少是多少?已知298.15K 和100kPa 下:1-⋅∆mol kJ H m f θ11--⋅⋅K mol J S θ11,--⋅⋅K mol J C mp Ag 2CO 3(s)-501.7167.4109.6Ag 2O(s)-31.05121.365.86CO 2(g)-393.51213.7437.11解:反应)()()(2232g CO s O Ag s CO Ag +==)()()()15.298(3222CO Ag S CO S O Ag S K S m m m m r θθθθ-+=∆ =(121.3+213.7-167.4) =167.311--⋅⋅K mol J 11--⋅⋅K mol J )()()()15.298(3222CO Ag H CO H O Ag H K H m f m f m f m r θθθθ∆-∆+∆=∆=[-31.05+(-393.51)-(-501.7)] =77.191-⋅mol kJ 1-⋅mol kJ=(65.86+37.11-109.6) = -6.63m p r C ,∆11--⋅⋅K mol J 11--⋅⋅K mol J =76.63dT C KKK H K H m p r m r m r ,15.29815.383)15.298()15.383(∆+∆=∆⎰θθ1-⋅mol kJ dTTC K .K .)K .(S )K .(S m,p r m r m r ∆∆∆θθ⎰+=15298153831529815383==165.611}15.29815.383ln)63.6(3.167{--⋅⋅-+K mol J 11--⋅⋅K mol J =13.18)15.383()15.383()15.383(K S T K H K G m r m r m r θθθ∆-∆=∆1-⋅mol kJ 383.15K 时,为了不使反应发生,须有≥0θθp m r m r K RT G G ln +∆=∆θθθp p RT K RT G CO p m r 2ln ln -=-≥∆kPakPa p p CO 597.1)15.383315.81018.13exp(32=⨯⨯-⨯≥θ18、(本题10分)在288K ,1molNaOH 溶解在4.559mol 水中,溶液上方蒸气压为596.5Pa ,在此温度下,纯水的蒸气压为1705.0Pa ,试计算: (1) 该溶液中水的活度及活度系数)(O H a x 2)(O H x 2γ解:0.351705.0596.5pp O Ha x===*)(20.434.55914.5590.35O H x O H a O H x x =+==)()()(222γ (2) 溶液中水的化学势和纯水的化学势相差多少(J·mol -1)?解:1-x A x A A A mol J -2513.730.35ln .O H a ln RT --]O H a ln RT [-sol ⋅=⨯⨯==+==****288314822)()()(μμμμμ∆19、(本题8分)270K 时冰的蒸气压为475.4Pa ,过冷水的蒸气压为489.2Pa ,求270K ,下,1mol 过冷水变成冰的。