中国海洋大学物理化学2006—2007年期末考试试题一、选择题（每题2分，共10分）1、1、1mol理想气体在恒容情况下，由T1、p1的状态变到T2、p2的状态，下列表达式不正确的是：（）A.)T-(TCH12mp,=∆ B. QH=∆C.)T-(TCQ12mv,= D. )T-R(TU-H12=∆∆2、在绝热不可逆过程中，体系和环境熵变为：（）A. ΔS体系=0，ΔS环境=0B. ΔS体系>0，ΔS环境>0C. ΔS体系>0，ΔS环境=0 C. ΔS体系=0，ΔS环境>03、关于理想溶液，下列说法中不正确的是：（）A.A.组成理想溶液的几种物质，化学结构和物理性能十分接近；B. B.理想溶液中各种微粒间的相互作用力可忽略不计；C. C.理想溶液中各种物质的分子从溶液中逸出难易程度和纯态一样；D.D.恒温恒压下，在由纯组分组成理想溶液的过程中既不吸热，也不放热。
4、500K，101.3kPa下，下列反应分别处于平衡状态：（）（1）（1）C（s）+ H2O（g）= CO（g）+ H2（g）（2）（2）CO（g）+ H2O（g）= CO2（g）+ H2（g）（3）（3）CO（g）+ Cl2（g）= COCl2（g）（4）（4）CaCO3（s）= CaO（s）+ CO2（g）A. （1）、（2）B. （2）、（3）C. （1）、（4）D. （3）5、下图是H2O（A）与盐（B）的相图。
要从组成为O和P的两物系得纯物质BA m，应进行的正确操作为：（）·O P·T/KA BA m C Bx BA.A.物系O先加适量B再降温，物系P先加适量水再降温；B. B.物系O先加适量水再降温，物系P先加适量B再降温；C. C.物系O和物系P均先加适量水再降温；D.D.物系O和物系P均先加适量B再降温。
二、填空题（每题2分，共10分）1、1mol双原子理想气体，由400K、14.0dm3先反抗恒外压绝热膨胀至26.3dm3，再保持体积不变升温至400K，则整个过程ΔU = _________________。
2、在同一高温热源与同一低温热源间工作的可逆热机其效率为ηR，不可逆热机其效率为ηIR，则ηR与η之间的关系为__________________。
IR3、稀溶液中溶剂A的化学势的表达式为_________________________________________；当用质量摩尔浓度b B表示稀溶液中溶质的浓度时，稀溶液中溶质B的化学势的表达式为___________________________________________。
4、写出反应NH4HS（s）= NH3（g）+H2S（g）的标准平衡常数K p 的表达式___________；若同温下NH4HS （s）的分解压力为62.8kPa，则标准平衡常数K p 等于_____________。
5、今将一定量的NaHCO3(s)放入一个真空容器中，加热分解并建立平衡：2 NaHCO3(s) = Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g)则系统的浓度限制条件数 b =__________；组分数 C =_________；相数Φ=__________；自由度数ƒ=__________。
三、计算题（每题10分，共50分）1、将1mol甲苯在p 、383K（正常沸点）下与383K的热源接触，使它向真空容器中蒸发变为1mol、p 下的蒸气。
(已知在该温度时苯的∆vap H m=33.5 kJ·mol-1，假设蒸汽为理想气体)（1）（1）求过程的W、Q、∆U、∆H、∆A、∆S、∆G ？（2）（2）能否用∆G说明过程的不可逆性？如何判断该过程可逆与否？2、已知某些物质的标准摩尔燃烧焓与标准摩尔生成焓的数据列于下表：物质∆c H m (298 K) / kJ·mol-1 ∆f H m (298K) / kJ·mol-1H2(g) －285.84 0C(石墨) －393.51 0(C3H6环丙烷, g) －2091.68 －(C3H6丙烯, g) －20.40计算由环丙烷(g)异构化制丙烯(g)时在298 K的∆r H m 。
3、60℃时甲醇(A)的饱和蒸气压83.4 kPa , 乙醇(B)的饱和蒸气压是47.0 kPa , 二者可形成理想溶液, 若溶液的组成为质量分数w B= 0.5 , 求60℃时与此溶液的平衡蒸气组成。
（以摩尔分数表示）。
（已知甲醇及乙醇的分子量M r分别为32.04及46.07。
）4、对573K和总压力为101.3kPa下的合成氨反应1/2N2（g）+ 3/2H2（g）= NH3（g）若开始时体系中只有氮和氢，且氮和氢的数量比为1：3，反应达到平衡后，氮气的物质的量分数为0.0652。
计算：（1）该反应的K p和∆r G m (573 K) ？（2）该反应在623K下的∆r G m (623 K) ？5、如图：（1）标明各区域存在的相（直接标在下图上）；（2）画出组成为w B=0.4的物系的步冷曲线；（3）写出E点的相数、自由度数。
答案2、1、1mol理想气体在恒容情况下，由T1、p1的状态变到T2、p2的状态，下列表达式不正确的是：（ B ）A.)T-(TCH12mp,=∆ B. QH=∆C.)T-(TCQ12mv,= D. )T-R(TU-H12=∆∆2、在绝热不可逆过程中，体系和环境熵变为：（ C ）A. ΔS体系=0，ΔS环境=0B. ΔS体系>0，ΔS环境>0C. ΔS体系>0，ΔS环境=0 C. ΔS体系=0，ΔS环境>03、关于理想溶液，下列说法中不正确的是：（ B ）E. A.组成理想溶液的几种物质，化学结构和物理性能十分接近；F. B.理想溶液中各种微粒间的相互作用力可忽略不计；G.C.理想溶液中各种物质的分子从溶液中逸出难易程度和纯态一样；H.D.恒温恒压下，在由纯组分组成理想溶液的过程中既不吸热，也不放热。
4、500K，101.3kPa下，下列反应分别处于平衡状态：（ C ）（5）（1）C（s）+ H2O（g）= CO（g）+ H2（g）（6）（2）CO（g）+ H2O（g）= CO2（g）+ H2（g）（7）（3）CO（g）+ Cl2（g）= COCl2（g）（8）（4）CaCO3（s）= CaO（s）+ CO2（g）A. （1）、（2）B. （2）、（3）C. （1）、（4）D. （3）5、下图是H2O（A）与盐（B）的相图。
要从组成为O和P的两物系得纯物质BA m，应进行的正确操作为：（ A ）·O P·T/KA BA m C Bx BE. A.物系O先加适量B再降温，物系P先加适量水再降温；F. B.物系O先加适量水再降温，物系P先加适量B再降温；G.C.物系O和物系P均先加适量水再降温；H.D.物系O和物系P均先加适量B再降温。
1、1mol双原子理想气体，由400K、14.0dm3先反抗恒外压绝热膨胀至26.3dm3，再保持体积不变升温至400K，则整个过程ΔU = （0 ）。
2、在同一高温热源与同一低温热源间工作的可逆热机其效率为ηR，不可逆热机其效率为ηIR，则ηR与ηIR之间的关系为（ > ）。
3、稀溶液中溶剂A的化学势的表达式为（）；当用质量摩尔浓度b B表示稀溶液中溶质的浓度时，稀溶液中溶质B的化学势的表达式为（）。
4、写出反应NH4HS（s）= NH3（g）+H2S（g）的标准平衡常数K p O的表达式（）；若同温下NH4HS （s）的分解压力为62.8kPa，则标准平衡常数K p O等于（ 0.0967 ）。
5、今将一定量的NaHCO3(s)放入一个真空容器中，加热分解并建立平衡：2 NaHCO3(s) = Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g)则系统的浓度限制条件数b =（ 1 ）；组分数C =（ 2 ）；相数Φ=（ 3 ）；自由度数ƒ=（ 1 ）。
1、1、已知某些物质的标准摩尔燃烧焓与标准摩尔生成焓的数据列于下表：物质∆c H m (298 K) / kJ·mol-1 ∆f H m (298K) / kJ·mol-1H2(g) －285.84 0C(石墨) －393.51 0(C3H6环丙烷, g) －2091.68 －(C3H6丙烯, g) －20.40计算由环丙烷(g)异构化制丙烯(g)时在298 K的∆r H m 。
解：先求∆f H m (环丙烷, 298 K)：∆f H m (环丙烷, 298 K)=3∆c H m (C , 石墨, 298 K)+3∆c H m (H2 , g , 298 K)- ∆c H m (环丙烷, 298 K)]= 53.63 kJ·mol-1则∆r H m (298 K)=－∆f H m (环丙烷, g , 298 K) + ∆f H m (丙烯, g , 298 K)=－33.23 kJ·mol-1。
2、将1mol甲苯在p 、383K（正常沸点）下与383K的热源，使它向真空容器中蒸发边为1mol、p 下的蒸气。
(已知在该温度时苯的∆vap H m=33.5 kJ·mol-1，假设蒸汽为理想气体)（3）（1）求过程的W、Q、∆U、∆H、∆A、∆S、∆G ？（4）（2）能否用∆G 说明过程的不可逆性 ？ 如何判断该过程可逆与否 ？（W=0；∆H=33500J ；∆U=30315.7J ；Q=30315.7J ；∆G=0；∆S=87.46J ·K -1；∆A=-3184.26J ；不能；∆S 环境=-79.157 J ·K -1；∆S 总=8.31 J ·K -1 > 0；自发不可逆过程）3、60℃时甲醇(A)的饱和蒸气压83.4 kPa , 乙醇(B)的饱和蒸气压是47.0 kPa , 二者可形成理想溶液, 若溶液的组成为质量分数w B = 0.5 , 求60℃时与此溶液的平衡蒸气组成。
（以摩尔分数表示）。
（已知甲醇及乙醇的分子量M r 分别为32.04及46.07。
）解：该液态混合物的摩尔分数5898.007.46/50.004.32/50.004.32/50.0A =+=x 系统的总压力：p = p A *x A + p B *x B = 68.47 kPa平衡蒸气组成： 718.047.685898.04.83A *A =⨯==p x p y Ay B = 0.824、对573K 和总压力为101.3kPa 下的合成氨反应1/2N 2（g ）+ 3/2H 2（g ）= NH 3（g ）若开始时体系中只有氮和氢，且氮和氢的数量比为1：3，反应达到平衡后，氮气的物质的量分数为0.0652。