物理化学上学期试卷（应用化学专业上学期用）校名：华南理工大学系名：专业：得分:班级：本班排序号：姓名：日期：年月日一、选择题( 共10题20分)1. 2 分(2435)2435CuSO4与水可生成CuSO4ּH2O,CuSO4ּ3H2O,CuSO4⋅5H2O三种水合物，则在一定温度下与水蒸气平衡的含水盐最多为： ( ) (A) 3种 (B) 2种 (C) 1种 (D) 不可能有共存的含水盐2. 2 分(1192)1192用130℃的水蒸气(蒸气压为 2.7p∃)与1200℃的焦炭反应生成水煤气：C+H2O−−→CO+H2,如果通入的水蒸气反应掉70%,问反应后混合气体中CO的分压为多少?设总压2.7p∃不变。

( )(A) 0.72p∃(B) 1.11p∃(C) 2.31p∃(D) 1.72p∃3. 2 分(0485)0485氧气的燃烧热应为何值? ( )(A) 大于零(B) 小于零(C) 等于零(D) 不确定4. 2 分(1513)1513气体CO和N2有相近的转动惯量和相对分子摩尔质量，在相同温度和压力时，两者平动和转动熵的大小为：( )(A) S t,m(CO)=S t,m(N2), S r,m(CO)>S r,m(N2)(B) S t,m(CO)>S t,m(N2), S r,m(CO)>S r,m(N2)(C) S t,m(CO)=S t,m(N2), S r,m(CO)<S r,m(N2)(D) S t,m(CO)=S t,m(N2), S r,m(CO)=S r,m(N2)5. 2 分(2392)2392将固体NH4HCO3(s) 放入真空容器中，恒温到400 K，NH4HCO3按下式分解并达到平衡: NH4HCO3(s) = NH3(g) + H2O(g) + CO2(g)体系的组分数C和自由度数f为： ( )(A) C= 2，f= 1(B) C= 2，f= 2(C) C= 1，f= 0(D) C= 3，f= 26. 2 分(0422)0422已知：Zn(s)+(1/2)O2−−→ZnO Δc H m=351.5 kJ·mol-1Hg(l)+(1/2)O2−−→HgO Δc H m= 90.8 kJ·mol-1因此Zn+HgO−−→ZnO+Hg 的Δr H m是：( )(A) 442.2 kJ·mol-1(B) 260.7 kJ·mol-1(C) -62.3 kJ·mol-1(D) -442.2 kJ·mol-17. 2 分(2329)2329相律在下列体系中何者不适用？( )(A)NaCl水溶液(B)NaCl饱和水溶液(C)NaCl过饱和水溶液(D)NaCl水溶液与纯水达渗透平衡8. 2 分(0111)0111一可逆热机与另一不可逆热机在其他条件都相同时,燃烧等量的燃料,则可逆热机牵引的列车行走的距离: ( )(A) 较长(B) 较短(C) 一样(D) 不一定9. 2 分(0008)0008(1) 体系的同一状态能否具有不同的体积？(2) 体系的不同状态能否具有相同的体积？(3) 体系的状态改变了，是否其所有的状态函数都要发生变化？(4) 体系的某一状态函数改变了，是否其状态必定发生变化？*. 2 分(0157)0157下述哪一种说法错误? ( )(A) 焓是定义的一种具有能量量纲的热力学量(B) 只有在某些特定条件下,焓变ΔH才与体系吸热相等(C) 焓是状态函数(D) 焓是体系能与环境能进行热交换的能量二、填空题( 共5题10分)11. 2 分(2438)2438含有KNO3和NaCl的水溶液与纯水达渗透平衡时,其组分数为 ,相数为 ,自由度数为。

12. 2 分(0021)0021热力学封闭体系与环境之间的界面所起的作用为：(1) ；(2) 。

13. 2 分(1448)1448N2的转动常数B=h/(82πI)=5.96⨯1010 s-1，计算T→∞时, J=1和J=0能级上粒子数之比N1/N0= 。

14. 2 分(2553)2553三相点是。

15. 2 分(0387)0387300 K时，将2 mol Zn片溶于过量的稀硫酸中，若反应在敞口容器中进行时放热Q p，在封闭刚性容器中进行时放热Q V，则Q V -Q p= _______ J。

三、计算题( 共4题55分)16. 15 分(1104)1104某气体状态方程为pV = n(RT + Bp)，始态为p1T1，该气体经绝热真空膨胀后终态压力为p2，试求该过程的Q，W及气体的ΔU，ΔH，ΔF，ΔG，ΔS。

17. 15 分(1530)1530水和二氧化碳分子各有几个转动和振动自由度？写出室温下这两种分子的配分函数。

在求算这些配分函数时，我们需要哪些有关H2O和CO分子的数据？18. 15 分(2271)22710.645 g 萘(C 10H 8)溶于43.25 g 二氧杂环己烷[(CH 2)4O 2的正常沸点为100.8°C]时，沸点升高0.364°C ，当0.784 g 联苯酰[(C 6H 5CO)2]溶于45.75 g 二氧杂环己烷时沸点升高0.255°C ，计算：（1）沸点升高常数K b ；（2）二氧杂环己烷的摩尔汽化热；（3）联苯酰的摩尔质量。

19. 10 分 (0871) 0871一绝热恒容箱被绝热隔板分为左、右两部分，分别充以理想气体 A,B ，起始状态如下图所示。

已知 C V ,A = 1.5R ，C V ,B = 2.5R 。

抽去绝热隔板当体系达平衡时，求混合过程中体系的ΔS 。

四、问答题 ( 共 3题 15分 ) 20. 5 分 (2415) 2415一个平衡体系如图所示，其中半透膜 aa ' 只能允许 O 2(g )通过，bb ' 既不允许O 2(g )，N 2(g ) 通过，也不允许 H 2O (g ) 通过。

(1) 体系的组分数为几 ? (2) 体系有几相? 并指出相态；(3) 写出所有平衡条件； (4) 求体系的自由度数。

21. 5 分 (1958)1958请给出下列公式使用条件:(1)mix B B Bln S R n x ∆=-∑(2)A A ,m ln /x pV R T -= (3)B γ=p B /（p B *x B ）(4)()()A A B B ln ln ln ln T T p x p x ∂∂∂∂=22. 5 分 (1133)1133对只做膨胀功的封闭体系,求证： (∂U /∂V )T =T (∂p /∂T )V -p答案一、选择题 ( 共10题 20分 ) 1. 2 分 (2435)2435[答] (B) (2分) 因为等温下,f *=2-Φ+1 Φ最多为3 所以，除水蒸汽相外,最多可有两种水合盐2. 2 分 (1192)1192[答] (B) (2分)3. 2 分 (0485)0485[答] (C)4. 2 分 (1513)1513[答] A (2分) 因对CO, σ=1 对N 2, σ=25. 2 分 (2392)2392[答] (C) S = 4 C = S - R - R ' = 4 - 1 - 2 = 1 f *= C + 1 -Φ= 1 + 1 - 2 = 06. 2 分 (0422)0422[答] (B) (2分)7. 2 分 (2329)2329答：(C) （2分）0111[答] (A) (2分)9. 2 分(0008)0008[答] (1) 不能(2) 可以(3) 不一定(4) 一定*. 2 分(0157)0157[答] (D)二、填空题( 共5题10分)11. 2 分(2438)2438[答] 3 (0.5分)2 (0.5分)4 (1分)因为对于渗透平衡，相律应为f=C-Φ+312. 2 分(0021)0021[答] 1、隔开体系与环境；2、体系与环境之间功和热的传递必须通过界面进行。

(2分)13. 2 分(1448)1448[答] N1/N0=3exp(-ε1/kT)/exp(-ε0/kT)=3exp(-2Bh/kT)=3exp[-5.723/(T/K)] (1分) T→∞时, N1/N0=3 (1分)14. 2 分(2553)2553答：固、液、气三态可以平衡共存时的温度和压力（2分）15. 2 分(0387)0387[答] Q V -Q p=-ΔnRT= -4988 J三、计算题( 共4题55分)1104[答] Q = 0 , W = 0 , ΔU = 0 (3分) (∂U /∂V )T = T (∂p /∂T )V -p = 0 d U = C V d T + (∂U /∂V )T d V = C V d T = 0 温度不变 ΔH =ΔU +Δ(pV ) = n B(p 2- p 1) (5分) ΔS y S S =⎰-21p p (∂V /∂T )p d p = nR ln(p 1/p 2)Δsurr S = -Q /T = 0 Δiso S = nR ln(p 1/p 2)(3分)ΔF =ΔU -T ΔS = -nRT 1ln(p 1/p 2) (2分) ΔG =ΔH -T ΔS = n B(p 2-p 1)-nRT 1ln(p 1/p 2) (2分)17. 15 分 (1530) 1530答：H 2O 是非线型多原子分子，三个平动，三个转动，3n -6=3个一维简谐振动， 在室温下振动不开放 (2分) ])()π8(π][)π2([32/12/322/32r t OH2σh I I I kT hmkT V q q q C B A =⋅= (2分)需知道OH 2M=18 , H 2O 分子中O —H 键长=0.97oA ，键角H —O —H=105°，对称数σ=2， (2分) CO 2是线型多原子分子，三个平动，两个转动，四个振动 (2分) ]π8][)π2([222/32r t CO 2σh IkT hmkT V q q q =⋅= (3分)需知道2COM=44 , CO 2分子中C —O 键长=1.15±0.02oA ，对称数σ=2 (2分)18. 15 分 (2271) 2271[答] （1）1ABB kgmol 1165.0/)(-⋅==W M W m 萘1B b b m o l K kg 124.3/-⋅⋅=∆=m T K （5分）（2）mvap A2b b )(H M T R K ∆=*1bA2b m v a pm o l kJ 75.32)(-*⋅==∆K MT R H （5分）(3)联苯酰B '的质量摩尔浓度为 bb A B B B/ K T W M W m '''''∆==9.209b A b B B =∆=''''T W K W M（5分）19. 10 分 (0871)0871[答] V A = n A RT A /p A = 0.02462 m 3，V B = n B RT B /p B = 0.06564 m 3V = V A + V B = 0.9026 m 3 Q = 0 , W = 0 , ΔU = 0 (2分) 由 n A C V ,A (T - T A ) + n B C V ,B (T - T B ) = 0解得 T = 376.9 K (3分) ΔS = ΔS A + ΔS B = [n A R ln(V /V A ) + n A C V ,A ln(T /T A )]+ [n B R ln(V /V B ) + n B C V ,B ln(T /T B )] = 16.72 J·K -1 (5分)四、问答题 ( 共 3题 15分 ) 20. 5 分 (2415)2415[答] (1) C = 6 - 1 = 5 (1分) (2) 共有六相 Ca(s) , CaO(s) , O 2(g) O 2(g) + HCl(g) 混合气 , H 2O(g) + N 2(g) 混合气 , H 2O (l) (1分) (3) 化学平衡 Ca(s) + (1/2) O 2(g) = CaO(s) 相平衡 H 2O(l) = H 2O(g) 浓度 p (O 2),左= p (O 2),右 (2分) 温度 Ｔ1=Ｔ2=Ｔ3=Ｔ (4) f = C -Φ+ 4 = 5 - 6 + 4 = 3 (1分)21. 5 分 (1958)1958[答] (1)理想溶液等温混合过程，理想气体等温混合，且混合前每种气体单独存在时的压力与混合后的总压力都相等。