物理化学期末考试试卷及答案四川大学2011级物理化学（上期）期末考试题 A 卷一、选择填空（12分）1．300K 将1molZn 片溶于稀硫酸溶液中，设恒压反应热效应为Q p ，恒容反应热效应为Q v ，则Q p -Q v = B J 。

（A ）-2494 （B ）2494 （C ）0 （D ）无法判定2．A 和B 形成理想的液体混合物，50℃时纯A 的饱和蒸气压为84kPa ，纯B 的为35kPa 。

50℃时与液相组成x A =0.75的液体平衡的气相组成y A = A 。

（A ）0.88 （B ）0.71 （C ）0.75 （D ）0.423．水和盐B 可以形成两种水合盐B ·H 2O 和B ·2H 2O ，恒压下与冰和盐水溶液平衡共存的固体水合盐为 B 。

（A ）B ·H 2O （B ）B ·2H 2O （C ）B ·H 2O 和B ·2H 2O （D ）无法判定4．方程2ln RTH T P mβα∆=d d 适用于以下哪个过程 B 。

（A ）H 2O(s)= H 2O(l) （B ）H 2O(s)= H 2O(g)（C ）NH 4Cl (s)= NH 3(g)+HCl(g) （D ）NH 4Cl(s)溶于水形成溶液5．25℃下反应 CO(g)+2H 2(g) = CH 3OH(g) θm r H ∆= - 90.6kJ ·mol -1，为提高反应的平衡产率，应采取的措施为 C 。

（A ）升高温度和压力 （B ）降低温度和压力 （C ）降低温度，升高压力 （D ）升高温度，降低压力6．化学反应 N 2(g) + 3H 2(g) = 2NH 3(g) 在恒T 恒P 下达平衡，三种物质的化学势满足 D 。

（A ）3NH 2H 2N μμμ== （B ）032=++3NH 2H 2N μμμ （C ）3NH 2H 2N μμμ32== （D ）2H 2N 3NH μμμ32+=二、填空题（20分）1．1mol 单原子理想气体经绝热不可逆过程，从320K 和500kPa 的始态变化为273K ，100kPa 的终态，过程的功W = 586.1 J ，ΔS = 10.08 J ·K -1。

2．人体血浆可视为稀溶液，密度为103kg ·m -3，凝固点为-0.56℃，37℃时人体血浆的渗透压Π= 776.3 kPa 。

（已知水的K f =1.86K ·kg ·mol -1）3．100℃时x NaCl =0.035的水溶液上方蒸气压P =94.3kPa ，以纯水为标准态，该溶液中水的活度a 水= 0.931 ，活度系数水γ= 0.964 。

4．25℃ NH 4HCO 3(s)在恒容真空容器中分解达平衡：NH 4HCO 3(s) = NH 3(g) + H 2O(g) + CO 2(g) 该体系的组分数 C = 1 ，f * = 0 。

5．液体A 和B 可完全互溶，恒压下的沸点——组成曲线在x B =0.4处出现一极小值。

将0,B x =0.6的溶液进行蒸馏，达平衡后，气相组成y B ，液相组成x B 和0,B x 从大到小的顺序为 x B ＞,0B x ＞y A ，蒸馏气相最终得 恒沸物 。

6．25℃反应 Ag 2O(s) = 2Ag(s) +21O 2(g) 的分解压为16.34Pa ，25℃时Ag 2O(s)的θm f G ∆为 －10.823 kJ ·mol -1。

三、（16分）θP 下将2mol 环已烷(C 6H 12, l)从25℃升温到正常沸点80.7℃，再在正常沸点下可逆气化为蒸气(C 6H 12, g)，求此过程的△H 和△S 。

已知θm P C (C 6H 12,l)=156.5J ·K -1·mol -1，正常沸点处△vap θm H (C 6H 12, l)=30.1kJ ·mol -1。

解：612612612,298.15K,2mol C H (l),353.9K,2mol C H (l),353.9K,2mol C H (g)P P P θθθ→→① ②1221(l)()(l)pm vap m H H H nC T T n H θ∆=∆+∆=-+∆ 8分 2156.5(353.9298.2)230.117.42360.277.623kJ =⨯⨯-+⨯=+=2121(l)(l)ln vap m pm bn H T S S S nC T T θ∆∆=∆+∆=+8分 3-1353.9230.1102156.5ln53.60170.10223.7J K 298.2353.9⨯⨯=⨯+=+=⋅ 四、（12分）当潜水员由深海急速上升到海面时，因氮气在血液中的溶解度降低将呈气泡逸出，并可能形成血栓影响血循环，这就是十分危险的“减压病”。

已知37℃、θP 下，N 2在血液中的溶解度为5.15×10-4mol ·dm -3，若潜水员在深海中呼吸了5θP 的压缩空气，当他上升到海面时，体内会释放出多少mlN 2气？设人体血液总量为3dm 3，吸入空气中的氧气因参加代谢已被消耗。

解：设N 2的分压为0.78×5P θ时在血液中的溶解度C 2 211N P k C =⋅ 222N P k C =⋅相比： 1122C P C P = 43312215.15100.785 2.0110mol dm C P P C P P θθ---⨯⨯⨯===⨯⋅ 4分 从深海上升到海平面，血液中释放出N 2的物质的量34321(0.78)(2.01100.78 5.1510)3 1.60810mol n C C V ---∆=-=⨯-⨯⨯⨯=⨯(血液) 4分N 2体积为3431.608108.314310.21.2310m 123ml 101325nRT V P --∆⨯⨯⨯∆===⨯= 4分五、（20分）S b -C d 二组分体系凝聚相图如下：1．确定化合物C 的化学式（S b —121.8，C d —112.4）； 2．填表注明各相区稳定存在的相态及条件自由度f *；3．在图中画出组成为a 、b 的熔化物从700℃冷却到200℃的步冷曲线； 4．将a 、b 两熔化物冷却，哪一个可以分离得到纯的化合物C(s)?冷却到什么温度可以分离出最大量纯净C(s)?计算1kg 熔化物可分离出最大量纯C(s)的质量。

S bw %→ C da b 124356 70 45 C5223344566t/℃ a b温度时间解：1.化合物S bx C dy 4258x:y=:0.345:0.5160.672:3121.8112.4=== 为S b2C d3 4分 2.相区1 2 3 4 5 6 7 相态 l S b(s)+l C (s)+l S b(s)+ C (s) l+C (s) C d(s)+l C (s)+C d(s) f * 2 1 1 1 1 1 13.见图4分4． b 冷却到290℃，可分离出最大量的C (s) 1分()()90701.6717058s s W W -==-- 4分()0.625kg s W =六、（20分）已知298.15K 以下数据：物质SO 3(g) SO 2(g) O 2(g) θm f H ∆/kJ ·mol -1-395.2-296.17分 温度 时间 a bθm S /J ·K -1·mol -1256.2248.5 205.031．求298.15K ，θP 下反应，SO 2(g) +21O 2(g) = SO 3(g)的θP K ,P K 和x K ；2．设θm r H ∆，θm r S ∆不随温度变化，反应物按反应计量系数比进料，在什么温度下，SO 2的平衡转化率可以达到80%？解：1. 11(395.2)(296.1)099.1kJ mol 2r m H θ-∆=----⨯=-⋅-11256.2248.5205.0394.82J K 2r m S θ∆=--⨯=-⋅31(99.1)298.15(94.82)1070.83kJ mol r m G θ--∆=--⨯-⨯=-⋅28.571270830exp() 2.56108.314298.15K e θ===⨯⨯12分1111292222.56101013258.0410p K K PPa θθ---==⨯⨯=⨯11121222() 2.5610() 2.5610x P P K K P Pθθθθ==⨯⨯=⨯2. SO 2(g) ＋ 1/2O 2(g) ＝ SO 3(g)t =0时 mol 1 0.5 0t =∞时 mol 1-α 0.5-1/2α α n 总＝1.5-1/2α121211.52()10.5.05111.5 1.522P x P K K Pθθαααααα-⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪-⎝⎭==⎛⎫⎛⎫ ⎪⎪-- ⎪⎪ ⎪⎪--⎝⎭⎝⎭6分11221122(3)0.8 2.213.27(1)(1)0.20.2αααα-⨯===--⨯99100852ln 94.828.314ln13.27r m r m H T K S R K θθθ∆-===∆---⨯ 2分。