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物理化学期末考试试卷及答案-(2)

物理化学期末考试试卷及答案-(2)期期末试卷课程名称:物理化学A考试时间: 120 分钟考试方式:闭卷(开卷/闭卷)(卷面总分100分,占总成绩的 60 %)一、选择题(每小题2分,共30分)1.在绝热箱中放置一隔板,左右两部分分别通入温度不同,压力不同的同种气体,抽去隔板,以气体为系统,则()A. Q=0,W<0,ΔU>0B. Q<0,W=0,ΔU<0C. Q=0,W=0,ΔU=0D. Q<0,W>0,ΔU=02.1mol水在373K,101325Pa下变成水蒸气,所做可逆功为W1,在319K,101325Pa下变成水蒸气,所做可逆功为W2,两者关系正确的是()A. W1=W2B.W1>W2C. W1<W2D.无确定关系3.对于理想气体,焦尔—汤姆逊系数μJ-T ()A.大于0B.小于0C.等于0D.不能确定4.1mol 理想气体,在TK 时经一恒温可逆膨胀过程,则系统( )A.ΔU>0B.ΔS=0C.ΔS>0D.ΔS<05.下列各式中,哪个是化学式( ) A.j n p T i n U ,,⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ B.j n V T i n A ,,⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂ C.jn p T i n H ,,⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ D.jn V T i n G ,,⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂6.对1mol 理想气体,TVS ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂为( ) A.R/V B.0 C.R D.-R/p7.在定温定压下,二组分混合形成理想溶液,下列哪个函数的变化值正确( ) A.ΔS=0 B.ΔH=0C.ΔG=0D.ΔA=08.在2000K 时,反应CO (g )+1/2O 2(g )=CO 2(g )的K p =6.443Pa -0.5,则在相同温度下,反应2CO 2(g )= 2CO (g )+O 2(g )的K p值为( )A.6.443-1PaB.6.4432Pa -1 C.2× 6.443Pa-0.5D.6.443-2Pa9.在101325Pa 下,CaCO 3的分解温度为1170K ,该分解反应的压力平衡常数K p 为( ) A.小于1的纯数B.101325PaC.1D.不能确定10.100℃,105Pa 的水蒸气变成100℃,5×104Pa的水蒸气,该过程的ΔG与ΔA的关系是()A.ΔG=ΔA=0B.ΔG=ΔA<0C.ΔG<ΔAD.ΔG>ΔA.11.某理想气体,其温度由298K升高到348K,经(1)绝热过程,(2)等压过程,则两过程的()A.ΔH1>ΔH2,W1<W2B.ΔH1<ΔH2,W1>W2C.ΔH1=ΔH2,W1<W2D.ΔH1=ΔH2,W1>W212.渗透压法经常用来测定高分子的分子量,下面哪一个因素不影响渗透压数值的大小()A.溶液中溶质的含量B.溶质的分子量C.溶剂的分子量D.测量时的温度13.二元合金处于最低共熔温度时,系统的自由度为()A.1B.0C.2D.314.在抽空的密闭容器中加热NH4Cl(s),有一部分分解成NH3(g)和HCl(g),当系统平衡时,其组分数和自由度是()A.K=1,f=1B.K=2,f=2C.K=3,f=3D.K=2,f=115.具有最高恒沸物C的A和B二组分系统,下列哪种蒸馏结果能得到纯A()A.含B量大于C的精馏物B.含B量大于C的残留液C.含B量小于C的精馏物D.含B量小于C的残留液二、简答题(每小题5分,共20分)1.在105Pa和100℃,1mol水经恒温可逆过程蒸发为水蒸气(设其为理想气体),因为这一过程中系统的温度不变,所以ΔU=0,Qp=∫Cp dT=0。

这一结论对否?为什么?2.理想气体从V1自由膨胀(向真空膨胀)到V2,试判断该过程的Q,W,ΔU,ΔH,ΔS,ΔA,ΔG的数值是大于0,小于0,还是等于0?3.为什么溶液中组分的化学势为μi=μiθ(T,p)+RTlnXi,则该溶液便是理想溶液?上式中μiθ(T,p)的意义是什么?得分评卷人4.反应Fe(s)+H2O(g)=FeO(s)+H2(g),在700K,Qp <Kp时,FeO是否被还原成Fe?三、相图分析(10分)Bi—Cd相图如下图所示。

1.据图填空。

2.怎样从含80%Cd的Bi—Cd混合物中分离出Cd?能否将Cd全部分离出来?四、推证题(15分)1.V TT V T V p H ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ (7分)2.试证明理想气体由状态V 1,T I →V 2,T 2的任意过程的熵变1212,ln lnV VnR T T nC S m V +=∆ (8分)五、计算题(25分)1.1mol过冷水在-5℃,105Pa下凝结为冰,其熵变为多少?已知冰的熔化热为333.8J·K-1,水和冰的比热分别为4.184J·g-1和1.966 J·g-1。

(10分)2.(1)在25℃,将1mol氧气(理想气体)从105Pa恒温可逆压缩至6×105Pa,求此过程的Q,W,ΔU,ΔH,ΔS,ΔA,ΔG。

(2)自始至终用6×105Pa的外压恒温压缩之,上述各热力学量又将如何?(15分)得分评卷人物理化学A 试卷答案及评分标准一、选择题(每小题2分,共30分)二、简答题(每小题5分,共20分)1.不对。

(1分)①恒温过程0=∆U,只适用于理想气体简单状态变化,对相变过程不适用。

(2分)②⎰=dTCQpp只适用于无相变、无化学变化的简单状态变化,而相变有相变潜热。

(2分)2.0=Q0=W(1分)=∆U0=∆H(1分)=∆S0=∆A0=∆G(3分)3.①∵θθμμμppRTTgs iiiiln)()(ln)(+==对理想溶液iiixpp*=∴iiiiiixRTpTxRTppRTTs ln),(lnln)(ln)(*+=++=θθθμμμ(3分)②),(pTiθμ是标准态化学势,取1=i x即纯i作为标准态。

(2分)4. θK Q RT Ga mrln=∆ 对此反应pK K =θPp mrK Q RT Gln=∆p p K Q <0<∆∴mr G (2分) ∴ 正向反应自发,故FeO 不会被还原 (3分)三、相图分析(10分) 1.据图填空(6分)2.将混合物全部溶化,再逐渐降温,降到温度低于液相线EB 时,即有Cd(s)析出。

随温度下降,Cd(s)量增加。

只要温度不低于E 点温度,即可得到大量的Cd(s),但此法不能将Cd 全部分离出来。

(4分)四、推证题(15分) 1.(7分) 证明:∵Vdp TdS dH +=∴Tp H ⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=Tp S T ⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂V+(3分)又Vdp SdT dG +-= ∴p TT V p S ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂(3分)∴Tp H ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=PT V T V ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂-(1分)2.(8分) 证明: V 1,T 1 V 2,T 2△S 1△S 2V 1,T 2(2分)1212,21ln lnV VnR T T nC S S S m V +=∆+∆=∆ (6分)五、计算题(25分)1.(10分) △S 解: H 2O(l). P θ.-5℃H 2O(s). P θ.-5℃△S 1 △S 3H 2O(l). P θ.0℃H 2O(s). P θ.0℃ (3分)△S 2321S S S S ∆+∆+∆=∆ =⎰273268.dTT Cp lm + TH m θ∆+dT T Cpsm ⎰268273.(4分)273268ln 18966.1273188.333268273ln 18184.4⨯+⨯-⨯=656.001.2239.1--=)(3.211-⋅-=K J(3分)2.(15分)解:(1)理想气体=dT 0=∆=∆∴H U(2分))(104.410610ln 298314.81ln 35521J P P nRT W Q ⨯-=⨯⨯⨯=== (2分))(104.4ln312J W P P nRT G ⨯=-==∆)(104.4ln ln31212J P PnRT V V nRT A ⨯==-=∆(3分)).(8.14298104.413--=⨯-==∆K J T Q S r (2分)(2) G A S H U ,,,,均为状态函数,故改变值与⑴相同=∆=∆∴H U)(104.43J G A ⨯=∆=∆)(8.141-⋅-=∆K J S(2分))(12V V P W Q e -==⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=12P RT P RT P e⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯⨯⨯⨯=5551011061298314.8106)(104.123J ⨯-=(4分)。

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