2012-2013学年第一学期材料化学专业物理化学期末考试试题C_
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2012-2013学年第一学期材料化学专业物理化学期末考试试题(C)
一.选择题(15题,共30分)
1．在一个绝热刚瓶中，发生一个分子数增加的放热化学反应，那么：（ ）
(A)Q > 0，W > 0，ΔU > 0； (B)Q = 0，W = 0，ΔU < 0；
(C)Q = 0，W = 0，ΔU = 0； (D)Q < 0，W > 0，ΔU < 0。
2．范德华气体绝热向真空膨胀后，气体的温度将：（ ）
(A)不变； (B)升高； (C)降低； (D)不能确定。
3．实际气体的节流过程中,下列哪一组的描述是正确的:（ ）
(A)Q=0, ΔH=0, ΔP<0； (B)Q=0, ΔH<0, ΔP>0；
(C)Q>0, ΔH=0, ΔP<0； (D)Q<0, ΔH=0, ΔP<0。
4．下列哪个关系式不是化学势？ （ ）
(A),,c B S V n U n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭；(B),,c B S V n H n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭；(C),,c B T p n G n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭；(D),,c
B T V n F n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭。
5．可逆热机的效率最高，因此由可逆热机带动的火车：（ ）
(A) 跑的最快； (B)跑的最慢； (C)夏天跑的快； (D)冬天跑的快。
6．已知水的四种状态：(1)100℃、p θ、H 2O(l)；(2)99℃、2p θ、H 2O(g)；(3)100℃、2p θ、H 2O(l)；(4)100℃、2p θ、H 2O(g)。
它们化学势高低顺序是：（ ）
(A)μ2 > μ4 > μ3 > μ1； (B)μ4 >μ3 > μ2 >μ1；
(C)μ4 >μ3 > μ1 >μ2； (D)μ1 > μ2 >μ4 > μ3。
7．在等温等压下，溶剂A 与溶质B 形成一定浓度的稀溶液，采用不同浓度表示的话，则（ ）
(A) 溶液中A 、B 的活度不变； (B)溶液中A 、B 的标准化学势不变；
(C)溶液中A 、B 的活度系数不变； (D)溶液中A 、B 的化学势值不变。
8．下列气体溶于水溶剂中，哪个气体不能用亨利定律：( )
(A) N 2； (B) O 2； (C) NO 2； (D) CO 。
9．在298.2K 、101325Pa 压力下，两瓶体积均为1dm 3的萘溶于苯的溶液，第一瓶中含萘1mol ；第二瓶中含萘0.5mol 。
若以μ1及μ2分别表示两瓶萘的化学势，则：（ ）
(A) μ1 >μ2； (B) μ1 <μ2； (C)μ1 =μ2； (D)不能确定。
10．对于恒沸混合物，下列说法错误的是：（ ）
(A) 不具有确定组成； (B)平衡是气、液相组成相同；
(C)其沸点随外压的改变而改变； (D)与化合物一样具有确定组成。
11．单组分固－液两相平衡的p -T 曲线如图所示，则：（ ）
(A) V m (l) = V m (s) ； (B) V m (l)＞V m (s) ；
(C) V m (l)＜V m (s) ； (D) 无法确定 。
12．如图A 与B 是两组分恒压下固相部分互溶凝聚体系
相图，图中有几个单相区：（ ）
(A) 1个 ； (B) 2个 ；
(C) 3个 ； (D) 4个 。
13．设反应 A(s) = B(g) + C(g) 的∆r G m (J ·mol -1) = -4500 + 11(T /K)，要防止反应发生，
温度必须：（ ）
(A) 高于409K ； (B) 低于136K ；(C) 高于136K 而低于409K ； (D)低于409K 。
14．下列叙述中不正确的是：（ ）
(A)标准平衡常数仅是温度的函数； (B)催化剂不能改变平衡常数的大小；
(C)平衡常数发生变化，化学平衡必定发生移动，达到新的平衡；
(D)化学平衡发生移动，平衡常数必发生变化 。
15．已知反应 2NH 3 = N 2 + 3H 2，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 N 2 + 3/2 H 2 = NH 3 的标准常数为：（ ）
(A) 4； (B) 0.5； (C) 2； (D) 1。
二.证明题(2题，15分)
1．p v V T p H C C V T p ⎡⎤⎛⎫∂∂⎛⎫-=--⎢⎥ ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭⎣⎦。
（10分） 2．对于范氏气体，证明2T U V V
α∂⎛⎫= ⎪∂⎝⎭。
（5分） 三．相图分析（1题，15分）：
2000 a b c
右图是SiO 2-Al 2O 3体系在高温区间的相 I IV
图。
在高温下，SiO 2有白硅石和磷石英两种 II III VII
变体，AB 线是这两种变体的转晶线，AB 线 V
以下是磷石英，以上是白硅石。
VI
（1）指出各相区分别由哪些相组成？ SiO 2 2Al 2O 3·SiO 2 Al 2O 3
（2）图中三条水平线分别代表哪些相平衡共存？
（3）画出从a 、b 、c 点冷却的步冷曲线。
四.计算题(4题，共40分)
1．1molO 2，始态为300K 和10p θ，经过恒温可逆膨胀过程最终达到压力为p θ。
设氧气为理想气体，试计算：Q 、W 、ΔU 、ΔH 、ΔS 体、ΔS 环、ΔS iso 、ΔF 、ΔG 。
（10分）
2．苯在正常沸点353K 下vap m H θ∆=30.77kJ/mol ，今将353K 及p θ下1mol 苯向真空等温
蒸发为同温同压下的苯蒸气（设蒸气为理想气体）。
（1）计算此过程中苯吸收的热量Q 与所作的功W ；
（2）计算苯的摩尔汽化熵vap m S θ∆及摩尔汽化自由能vap m G θ∆；
（3）计算环境的熵变S ∆环；
（4）应用有关原理，判断上述过程是否为不可逆过程？
（5）298K 时苯的蒸气压为多大？ （14分）
3．298K 、p θ下苯(A)与甲苯(B)混合形成理想溶液，若将含1mol 苯的溶液用甲苯从x A =0.8mol(状态I)稀释到x A =0.6mol(状态II)，求体系对环境所作的最小功。
（10分）
4．298K 时反应：N 2O 4(g) =2NO 2(g) 的p K θ=0.155。
（1）求此反应的r m G θ∆；
（2）求总压为p θ时N 2O 4的离解度。
（6分）。
