攀枝花学院2011-2012学年二学期物理化学期末考试试卷(C卷)班级:___________学号:___________姓名:___________得分:___________题目部分，(卷面共有17题,100.0分,各大题标有题量和总分)一、填空(2小题,共5.0分)[2.0分]1.气体A的临界温度T c(A)高于气体B的T c(B)，而临界压力p c(A)小于p c(B)，则气体_____的范德华常数a较大。
[3.0分]2.A，B两种气体的临界温度及临界压力有如下关系：T c(A) > T c(B)，p c(A) < p c(B)。
则气体_____的范德华常数a大，气体_____的范德华常数b大，气体_____的临界体积V c大。
二、选择(2小题,共4.0分)[2.0分]1.若气体能借增大压力而被液化，则其对比温度T r必为：( )。
( 1 )任意值； ( 2 ) T r = 1；( 3 ) T r≥1；( 4 ) T r≤1。
[2.0分]2. 已知298 K及101.325 kPa压力下，反应A(s) + 2BD(aq) == AD2(aq) + B2(g)在电池中进行，反应进度∆ξ= 1 mol时，系统做电功150 kJ，放热80 kJ，该反应的摩尔等压反应热Q p, m= （）。
（1）－232.5 kJ；（2）－227.5 kJ；（3）－230 kJ；（4）－80 kJ。
三、问答(1小题,共6.0分)[6.0分]1. 气相反应NO(g)＋O2(g) ==== NO2(g)在298 K，101.325 kPa下进行。
若有关气体均可视为理想气体，则因理想气体的热力学能只是温度的函数，故上述反应的∆U = 0，又因是等温等压过程，。
此种说法是否正确？为什么？四、计算(10小题,共75.0分)[6.0分]1. 某地夏天最高温度为42℃，冬天最低温度为－38℃。
有一容量为2000 m3的气柜，若其压力始终维持在103.9×103 Pa，试问最冷天比最热天可多储多少千克的氢？(已知H2的摩尔质量为2.016 g·mol-1。
)[5.0分]2. 1 kg，101.325 kPa，100℃的水变成同温、同压的水蒸气时体积增加了多少？水蒸气体积按理想气体计算。
(已知：100℃下水的密度为958.8 kg·m-3，水的相对分子质量M r = 18.02。
)[8.0分]3. 从梅耶(Meyer)实验获得的0.1525 g某液体试样汽化后，被蒸气置换出的空气，在97.32 kPa，20.0℃时的体积为35.05 cm3。
该液体中所含各元素的质量分数为w(C ) = 0.2210，w(H) = 0.0458，w(Br) = 0.7332，试求该液体的化学式。
假设该液体的蒸气服从理想气体状态方程。
（已知C，H，Br的相对原子质量分别为12.01，1.008，79.90。
）[5.0分]4. 在27℃，3.0 dm3的容器内盛有0.3024 g H2和1.401 g N2，试求混合气体总压力、各气体的摩尔分数及分压力。
（已知元素的相对原子质量：H，1.008；N，14.01。
）[10.0分]5. 碘I2在137℃时的蒸气压是26.665 kPa。
问最少需要多少体积的空气从10 g碘上通过才能使5 g碘升华。
已知空气的入口温度是20℃，压力是101.325 kPa，出口压力也是101.325 kPa，出口温度是137℃。
(已知碘I的相对原子质量为126.9。
)[5.0分]6. 人长期吸入Hg蒸气会引起肾的损伤，因此空气中Hg含量不应超过0.01 mg·m-3。
设由于空气流通，空气中Hg蒸气的分压力只是其饱和蒸气压的10 %。
当室温为25℃时，实验室中残留的Hg产生的蒸气是否超过允许值。
（已知25℃时Hg的蒸气压为0.24 Pa，Hg 的相对原子质量为200.6。
）[12.0分]7.应用范德华方程，计算在27℃时将1 mol CO2气体从10 dm3压缩到1dm3时所需的最小功。
CO2的范德华常数a = 0.364 Pa·m6·mol-2，b = 0.0427×10-3 m3·mol-1。
[6.0分]8. 用流动法测定摩尔定压热容，先使H2在101.3 kPa压力下以一定的流速通过一绝热管，管内有电阻丝用于加热气体，进行了二次实验数据如下：试计算在三个温度下氢气的平均。
[12.0分]9.某气体经过如右图所示的循环过程，过程AB的∆U = 0，过程BC的∆p = 0，过程CA的Q = 0。
试求：（1）循环过程的净功W；（2）过程BC的∆U；（3）过程BC的Q。
（皆用图形面积来表示）[6.0分]10. 在25℃时，等容容器中，1 mol 萘(s)在氧气中燃烧，已知Q V,m= －5148.9 kJ·mol-1，∆f H(H2O, l ) =－285.84 kJ·mol-1，∆f H(CO2, g ) = 393.51 kJ·mol-1，试求25℃下：（1）反应的∆c H；（2）萘的标准摩尔生成焓∆f H(C10H8, s ) 。
五、证明(2小题,共10.0分)[2.0分]1. 已知理想气体加热过程的∆U = nC V,m( T2－T1 )，证明∆H = nC p,m( T2－T1 )。
[8.0分]2. 一绝热硬木箱中原为真空，用针将木箱刺一微小孔隙，使温度为T1的空气缓慢进入。
求稳定时（即箱内气体压力等于大气压力）箱内温度T2与T1的关系式。
答案部分，(卷面共有17题,100.0分,各大题标有题量和总分)一、填空(2小题,共5.0分)[2.0分]1.答案解：A[3.0分]2.答案解：AAA二、选择(2小题,共4.0分)[2.0分]1.答案解：( 4 )[2.0分]2.答案解：（2）三、问答(1小题,共6.0分)[6.0分]1.答案解：不对。
对于一定量一定组成的理想气体，其热力学能只是温度的函数。
有相变化和化学变化时都不满足上述条件，也就得不到∆U = 0的结论。
只适用于一系统在无相变化及无化学变化且W’= 0的等压过程下的情况，而有化学变化时套用此式则不对。
四、计算(10小题,共75.0分)[6.0分]1.答案解：m1－m2 = ( n1－n2 ) M = ( pV / RT1－pV / RT2 ) M =[pV / R](1 / T1－1 / T2 )M= {[(103.9×103)×2000 / 8.314]×(1 / 235－1 / 315) ×2.016×10-3}kg= 54.5 kg[5.0分]2.答案解：∆V = 1.698 m3[8.0分]3.答案解：该液体的蒸气服从理想气体行为，故该液体的摩尔质量为：M = mRT / pV该化合物中碳、氢、溴三种元素的原子个数分别为：C：0.2210 / 12.01×109.0 = 2.006 ≈ 2H：0.0458 / 1.008×109.0 = 4.953 ≈ 5Br：0.7332 / 79.90×109.0 = 1.000故该液体的化学式为C2H5Br。
[5.0分]4.答案解：n(H2) = (0.3024 / 2.016) mol = 0.15 moln(N2) = (1.401 / 28.02) mol = 0.05 molp = [n(H2)＋n(N2)]RT / V= [ ( 0.15＋0.05 )×8.314×300 / ( 3.0×10-3 ) ] Pa= 166.3 kPay(H2) = 0.15 / ( 0.15＋0.05 ) = 0.75y(N2) = 1－0.75 = 0.25p(H2) = py(H2) = 166.3 kPa×0.75 = 124.7 kPap(N2) = py(N2) = 166.3 kPa×0.25 = 41.6 kPa[10.0分]5.答案解：碘蒸气的物质的量：n(I2) = [5 / ( 2×126.9 )]mol = 0.0197 mol出口体积V = [ 0.0197×8.314 ( 273.15＋137 ) / 26665 ] m3由于入口、出口时，空气物质的量不变，则：( 101325×V0 / m3 ) / [ 8.314 ( 273.15＋20 ) ]= ( 101325－26665 )×2.5196×10-3 / [ 8.314 ( 273.15＋137 ) ]得入口体积V0 = 1.327×10-3 m3V0即为空气入口时的体积。
[5.0分]6.答案解：p(B) = n(B)RT / V = c(B)RTc(Hg) = [ 0.24×0.1 / ( 8.314×298.15 ) ] mol·m-3= 9.6×10-6 mol·m-3若以mg·m-3为单位，则空气中Hg含量为：200.6×103×9.6×10-6 mg·m-3 = 1.9 mg·m-3远超过允许值。
[12.0分]7.答案解：最小功即等温可逆功。
p1 = RT / ( V m－b )－a / V m2= {－8.314×300ln[ ( 1－0.0427 ) / ( 10－0.0427 ) ]－0.364[ 1 / ( 1×10-3 )－1 / ( 10×10-3 ) ]} J= ( 5841－328 ) J = 5.51 kJ[6.0分]8.答案解：= Q p / (n∆T)，M r(H2) = 2.016(288.7K) = 123.12 / (6.110×1.413 / 2.016) J·K-1·mol-1= 28.75 J·K-1·mol-1(195.2K) = 92.15 / (3.612×1.937 / 2.016) J·K-1·mol-1= 26.55 J·K-1·mol-1(90.2K) = 43.57 / (3.112×1.259 / 2.016) J·K-1·mol-1 = 22.35 J·K-1·mol-1[12.0分]9.答案解：（1）循环过程的净功W< 0，相当于ACBA所围面积的负值。