05-06年04化工专业上册期末考试试题(AB) 答案

福建农林大学考试试卷 （A）卷

2005——2006学年第 二 学期

课程名称： 物理化学（上） 考试时间 2006.5.19

化工 专业 04 年级 班 学号 姓名 题号 分值 得分 评卷人 复核人

一 12 二 9 三 23 四 12 五 40 六 总得分 得分 评卷人 NO. 答案 一、选择题，并在空白处简要说明选择的理由（每小题1分，共12分）。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 A C A A A C D B D A B B 1．对任一过程，与反应途径无关的是：(A) 体系的内能变化 (B) 体系对外作的功 (C) 体系得到的功 (D) 体系吸收的热 内能是状态函数 2．下列反应中符合燃烧焓定义的是 （C）满足完全氧化的条件 (A) H2(g)+1/2 O2(g) = H2O(g)

(B) CH3Cl(g) + 3/2 O2(g) = CO2(g) + H2O(l) + HCl(g) (C) CH2=CH2(g) + 3 O2(g) = 2CO2(g) + 2H2O(l) (D) CH3CHO(g) + 1/2 O2(g) = CH3COOH(l)

3．与物质的生成焓有关的下列表述中不正确的是 (A)未指明是最稳定单质 (A) 标准状态下单质的生成焓都规定为零 (B) 化合物的生成焓一定不为零 (C) 很多物质的生成焓都不能用实验直接测量

(D) 通常所使用的物质的标准生成焓数据实际上都是相对值

4．当某化学反应ΔrCp＜0,则该过程的ΔrHm随温度升高而 基希霍夫公式

(A) 下降 (B) 升高 (C) 不变 (D) 无规律

5．满足△S=0的过程是 A. 可逆绝热过程 B. 自由膨胀过程 C. 绝热过程 D. 等压绝热过程dS =δQr/T = 0 Qr = 0

6．公式△H ＝Qp适用于哪一个过程: C.满足恒压无其它功的条件

A. 理想气体从101325Pa反抗恒定的10132.5Pa膨胀到10132.5Pa B. 电解CuSO4的水溶液

C. 在0℃、101325Pa下，冰融化成水 D. 气体从(298K，101325Pa)可逆变化到

(373K，10132.5Pa )

7．理想气体由同一始态出发，分别经（1）绝热可逆膨胀；（2）多步骤膨胀,达到同一体积V2，则过程(1)的熵变ΔS(1)和过程(2)的熵变ΔS(2)之间的关系是： A.? ΔS(1)＞ΔS(2) B.ΔS(1) ＜ΔS(2) C.ΔS(1) ＝ΔS(2) D.两者无确定关系 终态不能确定是否一样

8．氮气进行绝热可逆膨胀 dS =δQr/T = 0 Qr = 0 (A) ΔＵ＝０ (B) ΔＳ＝０ (C) ΔＦ＝０ (D) ΔＧ＝０

9. 在一绝热恒容的容器中,10 mol H2O(l)变为10 mol H2O(s)时,如果不做非体积功,热力学函数的变化为零的是 (A) ΔS (B) ΔG (C) ΔH (D) ΔU = Q+W = 0+0 10. 若N2 (g)和CO2 都视为理想气体,在等温等压下,1mol N2 (g)和2 mol CO2 (g)混合后不发生变化的一组热力学性质是 (A) U, H, V (B) G, H, V (C) S, U, G (D) A, H, S 该过程ΔH =ΔU = Δ V =0 自发变化ΔGΔS不为0 11．比较如下两筒氧气（理想气体）化学势的大小：

A：O2(g) 1mol，300K，p? B：O2(g) 1mol，300K，10p? μB=μB? + RTlnpB/p?

A. ?A > ?B B. ?A < ?B C. ?A = ?B D. 不能比较其相对大小 12．已知 373K 时液体A的饱和蒸气压为66.7kPa，液体B的饱和蒸气压为101kPa，设A和B构成理想液体混合物，则当A在溶液中的物质的量分数为0.5时，气相中A的物质的量分数应为：yB = pA/p =xApA*/ (xApA*+ xBpB*)

A. 0.199 B. 0.301 C. 0.398 D. 0.602 得分 1． 2． 3．

___x_____。

写出四个热力学基本方程中的任一个： dG = - SdT +VdT, 等 。 写出实际气体状态方程的任一个: pVm = ZRT 等 。 评卷人

二、填空题（每空1分，共9分）

已知液态水在温度T时的标准摩尔生成焓为x，则氢气在该温度下的标准燃烧焓为

4．某蛋白质在323.2K时变性并达到平衡状态，即: 天然蛋白质 ? 变性蛋白质，

已知该变性过程的?ΔrHm(323.2K)=29.288kJ·mol-1 ,则该反应的熵变ΔrSm(323.2K)= _ _90.62J/mol K_。

5．NH4HS（s）放入一抽空的容器中，并与其分解产物NH3(g)和H2S(g)成平衡：

NH4HS（s）= NH3(g) + H2S(g)

则系统的独立组分数 C = 1 、相数P = 2 、 自由度数 F = 1 。 6．属于强度性质的状态函数有： T p Vm ，属于广延性质的有：UHSAGV（各举数例）。

得分

评卷人 三、三、简答题（1—4每小题2分，第五题7分，共23分）

1．物理化学研究的对象和主要内容？ 研究的对象：物理变化和化学变化； 研究的主要内容：热力学和动力学。 2．

是非题，不论对错，均用一句话简要说明。

（1） 经过一个循环过程，不论过程是否可逆，体系的熵变为零。 对，S为状态函数 。

（2） 甲烷气燃烧过程可以近似看作绝热过程。 对，因散热远小于反应热，反应热主要用于体系升温。 （3） 单质的标准摩尔生成焓一定为零。 错，还必须是最稳定单质。 3．

名词解释

（1） 偏摩尔体积：在温度、压强和其他组成一定的条件下，增加1molB物质对体系总体积的贡献。

（2） 自由度：在保持系统原有相数的前提下，系统内可以独立改变的变量数。 （3） 标准摩尔生成反应吉布斯函数变：在温度为T的标准态下，由最稳定态的单质生成1mol化合物B的过程的吉布斯函数变。

4．什么状态下的气体为标准态气体？

在温度为T、压强为Pθ的纯物质的物质的理想气体状态。 5．完成下列各过程的热力学计算式

过程 理气等温可逆变化 理气自由膨胀

得分 1． 2．

评卷人

四、实验题（每题3分，共12分）

W 2 Q ΔU 0 0 ΔH 0 0 ΔS ΔG ΔA nRTlnV1/V-W 0 0 nRlnV2/V1 nRTlnV1/V2 nRTlnV1/V2 nRlnV2/V1 nRTlnV1/V2 nRTlnV1/V2 恒温槽的组成部件主要有哪些？

液态完全互溶的二元液系相图有那几类？水—正丙醇相图属于哪一类？

槽体、介质、加热器、搅拌器、温度传感器、温度控制器、温度计

三类。混合物沸点在两组分之间，有最低恒沸点、有最高恒沸点的，水—正丙醇的相图属于第二类。

3． 什么是恒沸物？有何特点？

有恒定沸点 的液态混合物，沸腾时，气—液相的组成完全相同，不能通过蒸馏分离出二组分。 4．克-克方程在哪三个条件下才适用？

气—液或气—固平衡；固、液体的体积小小于气体体积，可忽略不计；气体为理想气体。 得分 评卷人

(标准压力，25℃下)

物质

ΔfHmθ/ kJ/mol Smθ/ J/mol?K

CH4

CO2

CO

H2 0

五、计算题（共44分）

1．（15分）化学反应如下：CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g）

(1) 利用右表中各物质的Smθ、ΔfHmθ数据，

求上述反应在25℃时的ΔrSmθ、ΔrHmθ、ΔrGmθ和

K。（8分）

θ

-74.81 -393.509 -110.525 186.264

213.74

(2) 25℃时，若始态CH4（g）和CO2（g）

的分压均为150kPa，末态CO（g）和

197.674 130.684

H2（g）的分压均为50kPa，求反应的ΔrSm ，ΔrGm （4分）。要求画出你设计的途径的框图（3分）。

ΔrHmθ = ΣνBΔfHmθ(B) = -247.269 kJ/mol

ΔrSmθ = ΣνBSmθ(B) = （197.647*2 +130.684 * 2-186.264 -213.74）J/mol?K = 256.712 J/mol?K

ΔrGmθ = ΔrHmθ – TΔrSmθ = 170.703 kJ/mol

ln Kθ = -ΔrGmθ/RT = - 150.94 Kθ = 1/(3.62 * 1065) (2)设计框图 ΔSm =

ΔSm，1 + ΔrSmθ+ΔSm，2

CH（4g）+CO（2g）======2CO（g）+2H（2g） 298K,pθ = 2Rln150/100 + ΔrSmθ+ 2Rln50/100 =286.507 J/mol?K

因为反应体系为理想气体，ΔrHm = ΔrHmθ ΔrGm =ΔrHm - TΔSm = 161.860 kJ/mol

CH4（g）+CO2（g）======2CO（g）+2H2（g） 150 KPa (始态) 50 KPa(终态)

2．（8分）25℃下在密闭容器中有10g固体萘在过量的氧气中完全燃烧，过程放热401.727 kJ。问 （1） （2） （3）

C10H8（s）+12CO2（g）=======10CO2（g）+4H2O（l）的反应进度 C10H8（s）的ΔCUmθ C10H8（s）的ΔCHmθ

解：（1）Δξ = 10g/128g/mol = 78 mmol………………（2分）