物理化學(xué)(上)期末試題及參考答案

1、【精品文檔】如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除，僅供學(xué)習(xí)與交流物理化學(xué)(上)期末試題及參考答案.精品文檔.一、填空題（每小題2分，共20分）1、熱力學(xué)第零定律是指： 2、熵與熱力學(xué)概率之間的函數(shù)關(guān)系式是 。3、補(bǔ)全熱力學(xué)函數(shù)關(guān)系式：CP= (¶S/¶T)P4、一定量的單原子理想氣體定壓下從T1變化到T2的熵變與定容下從T1變化到T2的熵變之比為 ：5、化學(xué)勢(shì)的表示式中， 是偏摩爾量。6、稀溶液的依數(shù)性包括 、 、 和 。7、反應(yīng)NH4HS(s)=NH3(g)+H2S(g)，在298K時(shí)測(cè)得分解壓為66.66Pa，則該溫度下該反應(yīng)的Kp= ；Kp= 。8、1atm壓力下水和乙醇系統(tǒng)的最

2、低恒沸混合物含乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9557，現(xiàn)將含乙醇50%的乙醇水溶液進(jìn)行分餾，最終得到的物質(zhì)為 。9、水在101.3kPa時(shí)沸點(diǎn)為373K，汽化熱為40.67 kJ/mol（設(shè)汽化熱不隨溫度變化）；畢節(jié)學(xué)院的大氣壓約為85.5 kPa，則在畢節(jié)學(xué)院水的沸點(diǎn)為 K。10、反應(yīng)NH4HS(s)=NH3(g)+H2S(g)已達(dá)平衡；保持總壓不變，往系統(tǒng)中充入一定量的惰性氣體，平衡移動(dòng)方向?yàn)?。得分評(píng)卷人二、選擇題（每小題2分，共30分）1、下列屬于化學(xué)熱力學(xué)范疇的是 （ ）（A）物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系 （B）化學(xué)反應(yīng)速率（C）化學(xué)變化的方向和限度 （D）反應(yīng)機(jī)理2、下列關(guān)于熱力學(xué)方法敘述正確的是 （

3、 ）（A）熱力學(xué)研究所得的結(jié)論不適用于分子的個(gè)體行為（B）熱力學(xué)可以解決某條件下怎樣把一個(gè)變化的可能性變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)性的問題（C）經(jīng)典熱力學(xué)詳細(xì)討論了物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)（D）經(jīng)典熱力學(xué)常需計(jì)算一個(gè)變化所需要的時(shí)間3、下列函數(shù)中為強(qiáng)度性質(zhì)的是： （ ） (A) S (B) (¶G/¶p)T (C) (¶U/¶V)T (D) CV 4、一定量的純理想氣體，下列哪組量確定后，其他狀態(tài)函數(shù)方有定值。 （ ）（A）T （B）V （C）T、U （D）T、p5、對(duì)一化學(xué)反應(yīng)，若知其Cp,m = B Cp, m, B > 0，則該反應(yīng)的 （ ）（A）H隨溫度升高而增大 （B

4、）H隨溫度升高而減少（C）H大于零 （D）H小于零6、某氣體的壓縮因子Z > 1，表示該氣體 （ ）（A）易于壓縮 （B）不易壓縮 （C）易于液化 （D）不易液化7、下列說法錯(cuò)誤的是 （ ）（A）熱容的大小與系統(tǒng)所含物質(zhì)的量有關(guān)（B）對(duì)于氣體來說，其Cp, m恒大于CV, m（C）對(duì)于任意系統(tǒng)，因?yàn)轶w積隨溫度升高可能減小，所以其Cp,可能小于CV（D）對(duì)于體積不變的剛性容器中的系統(tǒng)，因?yàn)槎ㄈ?，所以有CV而沒有Cp值8、某可逆熱機(jī)的高溫?zé)嵩礊門2，低溫?zé)嵩礊門1 (1)若選用水蒸氣為工作物質(zhì)，其熱機(jī)效率為W (2)若選用汽油為工作物質(zhì)，其熱機(jī)效率為O則下列關(guān)系正確的是： （ ）(A)W &

5、gt;O (B)W<O (C)WO (D)無法比較9、已知某溫度下，fHm(CO2)=393.3 kJ/mol，cHm(CO)=282.8 kJ/mol，則fHm(CO)為 （ ）（A）110.5 kJ/mol （B）110.5 kJ/mol （C）676.1 kJ/mol （D）172.3 kJ/mol10、過飽和溶液中的溶質(zhì)的化學(xué)勢(shì)與純?nèi)苜|(zhì)的化學(xué)勢(shì)相比較，前者 （ ）(A) 大 (B) 小 (C)與后者相等 (D)無法比較11、兩支燒杯各有1kg水，向A杯中加入0.01mol蔗糖，向B杯中加入0.01mol NaCl，兩支燒杯在相同條件下按同樣的速度降溫，則 （ ）（A）A杯先結(jié)冰

6、（B）B杯先結(jié)冰 （C）兩杯同時(shí)結(jié)冰 （D）都不會(huì)結(jié)冰12、I2(s)與I2(g)平衡共存，系統(tǒng)自由度為 （ ）(A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 313、化學(xué)反應(yīng)等溫式rGm =rGm+RT lnQ，當(dāng)選取不同標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時(shí) （ ）（A）rGm和Q的值都改變 （B）rGm和Q的值都改變（C）rGm的值改變，Q不變 (D) rGm不變，Q的值改變14、反應(yīng)C(s)+O2(g)=CO2(g)，2 CO(g) +O2(g)= 2CO2(g)，C(s)+ 1/2 O2(g)=CO(g)的平衡常數(shù)分別為K1、K2、K3，這三個(gè)平衡常數(shù)之間的關(guān)系是 （ ）(A) K3=K1K2 (B) K3= K1/

7、K2 (C) K3= K1/ (D) K3=15、等溫等壓下，A和B組成的均相系統(tǒng)中，當(dāng)改變濃度時(shí)A的偏摩爾體積增加，則B的偏摩爾體積將 （ ）(A) 增加 (B) 減小 (C) 不變 (D) 隨A和B的比例不同而不同得分評(píng)卷人三、解答題（計(jì)算過程必須有公式、代入數(shù)據(jù)后的式子、計(jì)算結(jié)果以及必要的文字說明；回答問題須簡(jiǎn)要說明理由。每小題10分，共50分）1、在100 kPa和373 K時(shí)，將2.0 mol H2O(g)可逆壓縮為液體（已知該條件下水的蒸發(fā)熱為2258 kJ/kg，摩爾質(zhì)量為18.0 g/mol。水蒸氣視為理想氣體；計(jì)算中可以忽略液體體積） （1）計(jì)算該過程的Q、W、U、H、S、A

8、和G；（2）如果該氣體是經(jīng)過非可逆途徑變化到相同終態(tài)，則Q、W、U、H、S、A和G中有哪些與(1)的相等？2、某溫度下液體A與液體B能形成理想溶液。（1）將1mol純A與2mol純B混合后總蒸氣壓為50.66 kPa；若在混合物中再加入3mol純A，則總蒸氣壓為70.93 kPa，求純A的飽和蒸氣壓和純B的飽和蒸氣壓；（2）若將1mol純A與1mol純B混合，求對(duì)應(yīng)的氣相中A的摩爾分?jǐn)?shù)和B的摩爾分?jǐn)?shù)。3、某溫度時(shí)反應(yīng) 2NaHCO3(s) = Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g)的分解壓為3.999 kPa； 反應(yīng) CuSO4·5H2O(s) = CuSO4

9、3;3H2O(s) + 2H2O(g)的分解壓為6.053 kPa。計(jì)算（1）反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)Kp1 和反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)Kp2 ；（2）該溫度下NaHCO3(s)、Na2CO3(s)、CuSO4·5H2O(s)和CuSO4·3H2O(s)所組成的系統(tǒng)達(dá)到同時(shí)平衡時(shí)的壓力。4、標(biāo)準(zhǔn)壓力下(NH4)2SO4H2O 系統(tǒng)的相圖如下（表示質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。（1）圖中各區(qū)域的自由度數(shù)分別為 P多少？并分別說明有哪些獨(dú)立變量。（2）EF線、EM線、E點(diǎn)分別表示什么？各有幾個(gè)自由度？分別說明有哪些獨(dú)立變量。（3）通過作圖和計(jì)算說明，在20將80g(NH4)2SO4與20g H2O混合，平衡

10、后系統(tǒng)中存在哪些相？各相組成是什么？各相質(zhì)量為多少？5、標(biāo)準(zhǔn)壓力，368.5K ，斜方硫可逆相變轉(zhuǎn)化為單斜硫吸熱402 J/mol。在298K到369K范圍內(nèi)，斜方硫轉(zhuǎn)變?yōu)閱涡绷虻腃pø,m =(0.356+2.76×10-3T) (JK-1mol-1)。請(qǐng)表示出在該溫度區(qū)間內(nèi)斜方硫轉(zhuǎn)變?yōu)閱涡绷虻腉mø隨溫度變化的關(guān)系式，并計(jì)算說明在標(biāo)準(zhǔn)壓力，298.2K時(shí)兩種硫單質(zhì)的穩(wěn)定性一、填空題（每題2分，共20分）1、若兩個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)均與第三個(gè)系統(tǒng)處于熱平衡狀態(tài)，則這兩個(gè)系統(tǒng)彼此也必定處于熱平衡。2、S=k ln3、T4、5:35、（偏摩爾吉布斯自由能）6、蒸氣壓降低、沸

11、點(diǎn)升高、凝固點(diǎn)降低和滲透壓7、0.111；1.11×109Pa28、純水和恒沸混合物9、36810、向右移動(dòng)二、選擇題（每題2分，共30分）C A C D A B D C A A A B D C B三、解答題（每題10分，共50分）1、解：（1）W=-PV(l)-V(g)PV(g)=nRT=(2×8.314×373)J=6.20kJ 1分 Q=H=2258 kJ/kg×18.0×10-3 kg/mol×2mol=-81.2 kJ 各 1分 U= Q+ W=（6.20-81.2）kJ =-75.0 kJ 1分 S= QR/T=-81.2

12、×103 J/373K=-218 J/K 1分A= WR=6.20kJ 1分G=0 1分 （2）由于狀態(tài)函數(shù)的改變量只決定于始、終態(tài)，與變化途徑無關(guān)，所以U、H、S、A和G均與(1)的相等。 3分2、解：（1）由道爾頓分壓定律和拉烏爾定律，P總=PA+PB=PA*xA+PB*xB 所以 50.66kPa= 1/3 PA* +2/3 PB* 2分70.93kPa= 4/6 PA* +2/6 PB* 2分 聯(lián)立這兩個(gè)式子可得：PA*=91.20 kPa 1分PB*=30.39 kPa 1分（2）yA=PA/P總= PA*xA/( PA*xA+PB*xB) =91.20×0.5/

13、(91.20×0.5+30.39×0.5)=0.75 3分yB=1- yA =0.25 1分3、解：（1）Kp1=(P1/2) /(p) 2= (3999Pa/2)/(105 Pa) 2 =3.998×10-4 2分 Kp2=(P2 /p) 2=(6053Pa/ 105 Pa) 2=3.66×10-3 2分（2）同時(shí)平衡時(shí)，由反應(yīng)的平衡條件可知 P(H2O)=P2=6.053kPa 2分由反應(yīng)的平衡條件Kp1=P(H2O)P(CO2)/ (p)2P(CO2)= Kp1(p)2/ P(H2O) =3.998×10-4×(105 Pa)

14、2/6053Pa=660.5 Pa=0.661 kPa 2分 所以系統(tǒng)的平衡壓力為P(H2O) +P(CO2)=6.053+0.661=6.714 (kPa) 2分4、答：（1）在定壓下，二組分系統(tǒng)相律為f=C-+1=3-，所以單相時(shí)自由度為2，兩相共存時(shí)自由度為1。即：溶液區(qū)的自由度為2，獨(dú)立變量為溫度、濃度； 1分冰+溶液區(qū) 和 固體硫酸銨+溶液區(qū) 自由度均為1，溫度和濃度只有一個(gè)是獨(dú)立變量。 各1分冰+固體硫酸銨 區(qū)域，自由度均為1，獨(dú)立變量為溫度。 1分（2）EF線為溶液的冰點(diǎn)下降曲線，表示出冰+溶液兩相平衡時(shí)，溶液組成 與溫度的關(guān)系。自由度均為1，溫度和濃度只有一個(gè)是獨(dú)立變量。 1分

15、 EM線為溶解度曲線，表示出固體硫酸銨+溶液兩相平衡時(shí)，溶液組成 與溫度的關(guān)系。自由度均為1，溫度和濃度只有一個(gè)是獨(dú)立變量。 1分 E點(diǎn)為三相點(diǎn)，表示冰+溶液+固體硫酸銨三相共存。該點(diǎn)的溫度及濃度均取決于系統(tǒng)自身特性，自由度為0，沒有獨(dú)立變量。 1分（3）由圖可知，系統(tǒng)中為硫酸銨質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.45的溶液 和 固體硫酸銨 兩相。 1分 由杠桿原理： m溶液×（0.8-0.45）= m固體×（1-0.8） 1分 又 m溶液+ m固體 = 100g 聯(lián)立這兩式，可得m溶液=36.4g m固體 =63.6 g 1分5、解： S(斜方) S(單斜) 由基爾霍夫定律，d Hmø

16、; =Cpø,m dT ，將Cpø,m隨溫度變化的關(guān)系式代入上式作不定積分得Hmø =H0ø+0.356T+1.38×10-3T2(Jmol-1) 2分將T=368.5K時(shí)Hmø =402 J/mol代入上式，求得H0ø=84 Jmol-1 所以Hmø與溫度的關(guān)系式為 Hmø =84+0.356T+1.38×10-3T2(Jmol-1) 2分 由吉-亥公式，d(Gmø /T)=-( Hmø /T2)dT將Hmø與溫度的關(guān)系式代入上式作不定積分得Gmø /T =84/T-0.356lnT-1.38×10-3T+