物化试卷

2004-2005学年度第二学期期终考试物理化学（上）试题A 一、填空题（每空1分，共18分）

1、273K、p?下，1mol固体冰融化为水，Q 0; W 0; ?U 0; ?H 0。

2、1mol单原子理想气体，从273K、2p经pT=常数的可逆途径压缩至压力增加一倍的终态，则该过程的?U为 ，?H为 。

3、某一热机的低温热源为313K，高温热源为538K，该热机的理论转换系数为 。 4、联系宏观量和微观量的玻兹曼公式的表达式为 。

5、在298.2K时，将1molO2从101.325kPa等温可逆压缩到6?101.325kPa，?S为 ，?G为 。

6、摩尔分数为0.5的甲醇水溶液在293.15K和p下，每摩尔溶液的体积为2.83?10m/mol, 甲

醇的偏摩尔体积为3.95?10m/mol，把1mol甲醇加入上述大量溶液中，体积增加 m3，加入1mol水后体积增加 m3。

7、活度的测定方法很多，请举出两种 、 。 8、在HCN的水溶液中，独立组分数为 ，自由度为 。

9、双液系在T-x图上出现最高点，则该混合物对拉乌尔定律产生 偏差。

10、在298K时N2O4=2NO2的Kp?=0.1132,当p(N2O4)=p(NO2)=1kPa时，反应将向 移动。

-5

3

?

-5

3

?

二、选择题（每题2分，共30分）

1、 理想气体进行绝热自由膨胀后，哪一个不正确？

(A) Q=0 (B) W=0 (C) ?U=0 (D) ?H=0

2、1mol液体苯在298K时置于弹式量热计中完全燃烧，生成水和二氧化碳气体，同时放热3264kJ/mol, 则其等压燃烧焓为 。

(A) 3268 kJ/mol (B) -3265 kJ/mol (C) 3264 kJ/mol (D) -3268 kJ/mol 3、范氏气体经Joule实验后（绝热向真空膨胀），气体的温度将 。 (A) 上升 (B)下降 (C) 不变 (D) 不确定

4、某一反应若在等温等压（298.15K, p?）进行，放热40.0kJ，若使反应通过可逆电池来完 成，则吸热4.0kJ。该化学反应的?S体为 。

(A) -13.42J/K (B) 13.42J/K (C) -134.2J/K (D)134.2J/K 5、上题反应体系可能做的最大非体积功为 。

(A) 44000J (B) -44000J (C) -36000J (D) 36000J

6、某单组分体系的Vm(l)? Vm(s)，当压力升高时其熔点将 。 (A) 升高 (B)降低 (C)不变 (D)不确定

7、体系由初态A经不同的不可逆途径到达终态B时，其熵变为 。 (A) 各不相同 (B)都相同 (C) 不等于可逆途径的熵变 (D)不一定相同

8、恒温时在A-B双液系中，若增加A组分使其分压pA上升，则B组分在气相中的分压pB将 。

(A) 上升 (B)下降 (C) 不变 (D) 不确定

9、已知373K时液体A的饱和蒸汽压为105Pa，液体B的饱和蒸汽压为0.5?105Pa。设A和B构成理想溶液，则当A在饱和溶液中的摩尔分数为0.5时，在气相中A的摩尔分数为 。 (A) 1 (B)1/2 (C) 2/3 (D) 1/3

10、温度为273K，压力为1?106Pa下液态水和固态水的化学势?(l)和?(s)之间的关系为 。

-----------_ --- -- -- --- -- - 线 -- --- -----姓名---- - -- --- -- -- 封 -- --- --级 ---班---- -- --- -- -- -- 密 ---- - ----别-系------------------- (A) ?(l)? ?(s) (B) ?(l)? ?(s) (C) ?(l)? ?(s) (D) 不确定

11、在298K时，0.01mol/dm3

糖水的渗透压为?3

1，0.01 mol/dm食盐水的渗透压为?2，则它们的关系是 。

(A) ?1? ?2 (B) ?1? ?2 (C) ?1? ?2 (D) 不确定 12、对于恒沸物，下列说法中错误的是 。 (A) 不具有确定的组成

(B) 平衡时气相和液相组成相同 (C) 其沸点随外压的改变而改变 (D) 与化合物一样有确定组成

13、碳酸钠和水可以形成Na2CO3 ·H2O、Na2CO3 ·7H2O、Na2CO3 ·10H2O三种水合物，当在1atm下与Na2CO3的水溶液和冰共存的含水盐最多有 种。 (A) 没有 (B)1 (C) 2 (D) 3

14、在温度T、压力p时，理想气体反应C2H6(g)=H2(g)+C2H4(g)的平衡常数Kc/Kx比值为 。 (A) RT (B)1/RT (C) RT/p (D) p/RT

15、已知FeO(s)+C(s)===CO(g)+Fe(s)，反应的???rH?m为正，?rSm为正（设?rHm和??rSm不随温度变化），欲使反应正向进行，则一定 。 (A)高温有利 (B)低温有利 (C)与温度无关 (D)与压力有关

三、判断题（每题1分，共10分）

1、因为ΔU=QV ，ΔH=QP ，所以QV 、QP是特定条件下的状态函数。 （ ） 2、恒温过程一定是可逆过程。

（ ） 3、不可逆过程一定是自发的，而自发过程一定是不可逆的。 （ ） 4、熵增加原理可用于绝热体系和孤立体系。 （ ） 5、溶液的化学势等于溶液中各组分的化学势之和。

（

）

6、理想溶液同理想气体一样，分子间没有作用力，所以ΔU=0。 （ ） 7、固熔体是混合物。

（ ）

8、二组分体系的T-x图，杠杆规则仅适用于两相区，不适用于三相线。 （ ） 9、某反应的平衡常数是一个不变的常数。 （ ）

10、在一定温度、压力下，某反应的ΔrGm＞0，所以要用合适的催化剂，使反应得以进行。

（ ）

四、证明题（8分）

证明： （?CV/?V）T=T(?2p/?T2)V

五、计算题（共34分）

1、在298.15K及p?压力时,设环丙烷、石墨及氢的燃烧热(ΔcH?m)分别为-2092,-393.8及-285.84 kJ?mol-1

。若已知丙烯（气）的Δ?

-1

fHm =20.5 kJ?mol,求：（8分）

（1）环丙烷的Δ?

fHm。

（2）环丙烷异构化变为丙烯的ΔrHm。 2、（1）在298.2K时,将1 mol O2从101.325 kPa等温可逆压缩到6×101.325 kPa,求Q,W,ΔU,ΔH,ΔA,ΔG,ΔS和ΔSiso。（5分） （2）若自始至终用6×101.325 kPa的外压等温压缩到终态，求上述各热力学量的变化值。（5分）

3、1.22×10kg苯甲酸，溶于0.10kg乙醇后，使乙醇的沸点升高了1.13K，若将1.22×10kg苯甲酸溶于0.10kg苯中，则苯的沸点升高1.39K。计算苯甲酸在两种溶剂中的分子量。计算结果说明什么问题（沸点升高常数乙醇的Kb=1.19K?kg?mol-1，苯的Kb=2.60K?kg?mol-1）。（8分） 4、在298.15K时，有0.01 kg的N2O4(g),压力为202.65 kPa,现把它全转变成NO2(g),压力为30.40 kPa,求过程中的ΔrG。(ΔfGm (N2O4(g)=98.29 kJ?mol, ΔfGm (NO2(g)=51.84 kJ?mol（8分）

?

-1

?

-1

-2-2

物理化学（上）A答案及评分标准

一、填空题（每空1分，共18分）

1、 ? ， ? ， ? ， ? 2、 ?1.702 kJ , ?2.837kJ 3、 41.8% 或0.418 4、 S=kln? 5、 ?14.9J·? 6、 3.95×10 , 1.71×10

7、蒸汽压降低法, 沸点升高法, 凝固点降低法, 渗透压法, 电动势法任选两种 8、 2 , 3 9、 负 10、 正方向或右 二、选择题（每题2分，共30分）

1~5 D D B B A 6~10 A B B C C 11~15 B D B D A 三、判断题（每题1分，共10分）

1 ? 2√ 3 ? 4√ 5 ? 6 ? 7√ 8√ 9 ? 10 ? 四、证明题（8分）

????S??????U?????U???????T?p?????????????V??????T?????T?V????V?T?????? ?????V?T?T??????????????V??T??V????p??????T????p???????T?V??=??

?T??????V-1

-5

-5

??CV?法一： ????V?T??2p??p?=???T???T2??T?V????p????? ??V??T?V??2p=T???T2??? ??V

法二: 因为 CV??QV?T?TdS??S? 所以 CV?T?? dT??T?V??CV?所以 ????V?T????S??????p?????S????T??????????????????T??2p?T?V???V??T?V??????????T?T?T???T2???????V?T?T?????????????V??V????T?? ??V五、计算题

1、 （8分）解：（1）3C（s）+ 3H2（g）= C3H6（环丙烷）

?fHm?（环丙烷）= ?rHm? = 3?CHm?(石墨) + 3?CHm?(氢)- ?CHm?(环丙烷) = 3?（-393.8）+ 3?（-285.4）-（-2092） = 53.08kJ?mol-1

（2）C3H6（环丙烷）= C3H6（丙烯）

?rHm? = ?fHm?（丙烯）-?fHm?（环丙烷） = 20.5-53.08 =-32.58 kJ?mol-1

2、 （10分）解：（1）理想气体等温过程 ?U=0 ?H=0

Q=W=nRTlnV2/V1= nRTlnP1/P2=1?8.314?298.2ln1/6= ?4443J= 4.44kJ ?G= nRTlnP2/P1=1?8.314?298.2ln6= 4443J= 4.44kJ

?A=-W= 4.44kJ

?S=QR/T=-4.44kJ / 298.2K=-14.9J?K-1

（2）?U、 ?H、?G、?A、?S值同（1）

Q=W=p外（V2-V1）= p外（nRT /p2- nRT /p1）= nRT（p外/p2- p外/p1）

=1?8.314?298.2（1-6） = -12.4kJ

?Siso=?S环+?S体=12.4/298.2-14.9=26.67 J?K-1

3、 （8分）解：根据公式 ?Tb=Kb?mB=KbWB/（MBWA）

得 MB= KbWB/（?TbWA）

苯甲酸在乙醇中的分子量：MB=0.128kg?mol 苯甲酸在苯中的分子量： MB=0.228kg?mol-1 苯甲酸的分子量为0.122 kg?mol-1

所以苯甲酸在苯中呈双分子缔合状态存在。

4、 （8分）解：N2O4（g）=2NO2（g）

?rGm=?rGm?+RTlnQP

=2?fGm?（NO2）-?fGm?（N2O4）+RTln（pNO2/p?）2/（pN2O4/p?）

-32

=2?51.84-98.29+8.314?298.15?10ln30.40/（101.325?202.65）

=-2.3kJ?mol-1

所以 ?rG=n ?rGm=250J

-1