02A物理化学（上）期末试题（A）姓名学号成绩一、选择题1. 1mol的理想气体在TK时经一等温可逆膨胀过程，则对于体系-----------------------------------------------------------------------（）A、∆U>0 B、∆S=0C、∆S>0D、∆S<02.同一温度下，同一气体物质的等压摩尔热容Cp与等容摩尔热容Cv之间存------------------------------------（）A、Cp<Cv B、Cp>CvC、Cp=CvD、难以比较3.工作在100℃和25℃的两个大热源间的卡诺机其效率是-（）A、20%B、25%C、75%D、100%4.任何可逆循环的熵变化---------------------------（）A、一定是正值B、一定是负值C、一定是零D、一定是温度的函数5.热力学第三定律认为-----------------------------（）A、在0K时任何物质的熵等于零B、在0K时任何晶体的熵等于零C、在0K时任何完整晶体的熵等于零D、在0K时任何完整晶体的熵都等于一个定值6、对于理想气体，焦耳-汤姆逊系数μ是---------------（）A、μ＞0B、μ=0C、μ＜0D、μ不确定7.下列各式哪个表示了偏摩尔量？--------------------（）A、（∂Un i）T P n j,,B、(∂Fn i)T v n j,,C、（∂Hn i）S P n j,,D、(∂Gn i)T v n j,,8、在封闭体系中，一个化学反应能在恒温恒压下自发正向进行的条件为--------------------------------------------------------------- ( )A、μiii dn∑> 0 B、μiii dn∑= 0 C、μiii dn∑< 09.吸热反应C 2H 5OH(g)=C 2H 4(g)+H 2O(l), 达到平衡后，再增高温度和加大压力，平衡的移动方向为-------------------------( )A 、向右B 、向左C 、、不一定 10.在25℃时，当气相反应A+B=2L+M 达到平衡时，应有--( ) A 、Kp=1 B 、Kp>Kc C 、Kp<KcD 、Kp=Kc11、气相反应2NO+O 2 =2NO 2是放热反应，当反应达到平衡时，可采用下列哪组条件，使平衡向右移动-------------------------( ) A 、降低温度和降低压力 B 、升高温度和增加压力 C 、升高温度和降低压力 D 、降低温度和增加压力 12.在一定温度压力下，对于一个化学反应，能用以判断其反应方向的是-------------------------------------------------------------（ ） A 、△G 0 B 、Kp C 、△G D 、△H13、对于任何组成的互不相溶的双液系，其总蒸气压总是P=P A *+P B *，因此互不相溶双液系的沸点 ---------------------( ) A 、低于任一组分的沸点； B 、介于A 与B 的两纯物质间；C 、高于任一组分的沸点。
D 、无法确定 14、在通常情况下，对于二组分物系能平衡共存的最多相为（ ） A 、1 B 、2 C 、3 D 、4 15. 在克莱普郎方程dT dP =VT∆∆H 中 -------------------------------（ ） A 、△H 和△V 的正负号可相同或不同； B 、△H 和△V 的正负号必定是相同； C 、△H 和△V 的正负号必定是相反的； D 、△H 和△V 的数值必定是相等的；16、0.05mol/Kg 的硫酸钾水溶液其沸点较纯水的沸点升高了0.0073℃，已知水的Kf 和Kb 分别为1.86和0.52，则该溶液的凝固点（以℃表示）----------------------------（ ）A.-0.005×52.086.1 B.005.00073.0 ×52.086.1 C.-0.0073×52.086.1 D.-0.0073×86.152.017、碳酸钠和水可以形成Na2CO3.H2O、Na2CO3.7H2O、Na2CO3.10H2O 三种水合物，在1atm下该物系共存的相数最多为--------（）A 3B 4C 2D 518、100︒C及P0下1mol H2O(l),令其与100︒C的大热源相接触并使其向真空器皿中蒸发，变为100︒C及P0下1mol H2O(g)。
对于这一过程，可以用哪个量来判断其过程的方向性----( )A .∆S体系B .∆S总C .∆GD .∆U19.平衡常数Kx------------------------------------------------------( )A、仅仅是温度的函数B、仅仅是总压力的函数C、既是温度又是压力的函数D、与温度和压力无关20、已知25︒C时反应12H2(g)+12Cl2(g)=HCl(g)的∆H为-92.5KJ,则此时反应的∆U--------------------------------------------------（）A、无法知道B、一定大于∆HC、一定小于∆HD、等于∆H二、正误判断1、功和热都是能量传递的形式，所以它们可以相互转化而不引起其它变化？-------------------------------------（）2、理想气体的内能只是温度的单值函数。
---------------（）3、因为△H = Q P，所以只有在等压过程才有焓变。
--------（）4、热温商（Q/T）就是过程的熵变。
--------------------（）5、运用杠杆规则，只能计算平衡两相物质的质量或物质的量的相对值。
-----------------------------------------（）6、由于传热的介质的比热不同，因此，工作在可逆热机中的不同传热介质的热机效率不同。
-------------------------（）7、凝固点降低与加入溶质的性质有关，而与加入的溶质的量无关。
---------------------------------------------（）8、因为温度趋于绝对零度，任何纯物质的完善晶体的熵值也趋于零，因此，绝对零度时，任何纯物质的完善晶体的熵值为零，不是人为规定的。
---------------------------------（）9、化学势的高低可以决定物质在相变中转移的方向和限度（）10、不能简单根据△G0的大小来判断一个过程的方向.--- -( )三、简答题1、可逆过程及其特点是什么？2、自然界发生的一切过程，都遵守能量守恒转换定律，那么凡是遵守能量守恒转换定律的一切过程都能自发进行吗？为什么？3、液态理想混合物主要有那些特性？。
4、试写出吉布斯—亥姆霍兹方程，并根据△H0的大小，来讨论平衡移动的方向？5.什么叫相律？并写出其表达式。
试画单组分和两组分体系的步冷曲线，并根据相律进行分析。
四、计算1、1 mol H2O(l)在100℃、P0下，向真空蒸发变成100℃、P0的H2O(g)。
求该过程体系的W、Q、ΔU、ΔH、ΔS、ΔA和ΔG。
已知该温度下相变热为40.67Kj·mol-1,蒸气可视为理想气体，液态水的体积与蒸气体积相比可忽略不计。
2、已知C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g),在400K时，K=0.1,若原料由1mol C2H4和1mol H2O所组成，计算在该温度及压力为10大压时，C2H4的转化率，并计算平衡体系中各物质的摩尔分数（气体可作为理想气体）标准答案一、选择题1、C2、B3、A4、C5、C6、B7、A8、C9、A 10、B 11、D 12、C 13、C 14、D 15、A16、C 17、A 18、C 19、C 20、D二、正误判断1、错2、对3、错4、错5、对6、错7、错8、错9、对10、对三、简答题1、可逆过程及其特点是什么？答：在热力学中，由一系列非常接近于平衡的状态所组成的，中间每一步都可以向相反方向进行的而不在环境中留下任何痕迹的过程叫可逆过程。
可逆过程的特点有：（1）可逆过程是以无限小的变化进行，是由一连串无限接近于平衡的状态所组成；（2）当可逆过程向相反方向进行时，则体系和环境都恢复到各自原来的状态，而不留下任何痕迹；（3）在等温可逆过程中，体系对外做最大功。
2、自然界发生的一切过程，都遵守能量守恒转换定律，那么凡是遵守能量守恒转换定律的一切过程都能自发进行吗？为什么？答：不对。
自然界发生的一切过程，都遵守能量守恒转换定律这是属于热力学第一定律的范围，但过程是否能自发进行要有热力学第二定律来确定。
第二定律认为：只有绝热过程或孤立体系的熵变大于零时才能自发进行。
所以虽然符合热力学第一定律（能量守恒）但不符合热力学第二定律的过程是不能自发进行的。
3、液态理想混合物主要有那些特性？。
答：主要有以下三点：（1）当几种物质组成理想混合物时，体系无体积的变化。
即： ΔV mix = 0（2）在组成理想混合物的过程中无热效应。
即： H A =H *A ΔH mix = 0 （3）理想混合物的等压热容与纯物质的等压热容相等，即 C B P ,= C *B P , 所以 ΔC B P ,= 04、试写出吉布斯—亥姆霍兹方程，并根据△H 0的大小，来讨论平衡移动的方向？答：布斯—亥姆霍兹方程为 (T ∂∂0LnK )P = 20RT ∆H 即为平衡常数K 0的对数随温度的变化率。
由上式不难看出，(1)对于吸热反应△H > 0，(T∂∂0LnK )P > 0,K 0的值随温度上升而提高，增加温度对正向反应有利，平衡向正方向转移。
（2）对于放热反应, △H < 0，(T∂∂0LnK )P < 0，即K 0随温度的上升而减小，故升高温度，对正反应有不利，平衡向逆向反应转移。
5.什么叫相律？并写出其表达式。
答：相律是平衡体系中，联系体系内相数Φ、独立组分数（或简称组分数）C 与自由度数f 及影响体系性质的外界因素（如温度、压力等）之间关系的规律。
若只考虑温度和压力因素的影响下平衡体系中相数、组分数和自由度数之间的关系，相律可表示为f = C —Φ + 2四、计算1、解：以1 mol H 2O(l)为体系，设计100℃、P 0下可逆相变到同样终态。
向真空蒸发 P=0,W =0 所以 Q = △U 可逆相变热：ΔH= 40.67Kj△U = ΔH －Δ(PV) =ΔH －PV = ΔH －RT = (40.67×103－3.10×103) =37.57 Kj Q = 37.57 KjΔS =T ∆H =2.37340670j· K -1 =109.0 j· K -1ΔA = ΔU －T ΔS =－RT =－3.10 Kj 因为是可逆相变，所以 ΔG = 0 2、解：设C 2H 4(g)转化了α，则有C 2H 4(g) + H 2O(g) = C 2H 5OH(g) 反应前 1 1 0 平衡时 1－α 1－α αn 总 (1－α)+(1－α)+ α= 2－α p 分 αα--21×10 αα--21×10 αα-2 ∴Kp =OH H OH H P P P 24252C C =αααα--⨯⨯--⨯-211021102 = 0.1∴2)21(2αααα--- = 1 αα-2×2)12(αα-- = 1ααα--1)2( = 1α 2α－α2 = 2α－α 22α－α2 =1－α 2α－α2= 1－2α2α2 － 4α+ 1 = 0∴α= 22124)4(42⨯⨯⨯--± = 48164-± = 484±=4828.24± ∴ α1= 4828.24+= 1.71 > 1 不和题意，舍去α 2 = 4828.24- = 0.293 和题意。