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物理化学试卷及答案

1. 某体系经历一个不可逆循环后,下列关系式中不能成立的是 A 。

A. Q = 0B. ΔS = 0C. ΔU = 0D. ΔH = 02. 已知CH 3COOH(1)、CO 2(g )、H 2O(1)的标准摩尔生成焓f m H ∆(298 K ) / kJ·mol -1分别为-484.5,-393.5,-285.8。

则CH 3COOH(1)的标准摩尔燃烧焓c m H ∆(298 K ) / kJ·mol -1为 C 。

A. -484.5B. 0C. -873.5D. 194.83. 工作在100℃和25℃的两大热源间的卡诺热机,其效率为 A 。

A. 20 %B. 25 %C. 75%D. 100 %4. 理想气体自状态p 1、V 1、T 等温膨胀到p 2、V 2、T ,则此过程的A ∆与G ∆的关系为 B 。

A. A ∆>G ∆B. A ∆=G ∆C. A ∆<G ∆D. 不能确定5. 在400 K 时,液体A 的蒸气压为4×104 Pa ,液体B 的蒸气压为6×104 Pa ,两者组成理想液体混合物,平衡时,溶液中A 的摩尔分数为0.6,则气相中B 的摩尔分数为 B 。

A. 0.60B. 0.50C. 0.40D. 0.316. 为马拉松运动员沿途准备的饮料应该是哪一种? D 。

A. 高脂肪、高蛋白、高能量饮料B. 20%葡萄糖水C. 含兴奋剂的饮料D. 含适量维生素的等渗饮料7. 对恒沸混合物的描述,下列各种叙述中哪一种是不正确的? B 。

A. 与化合物一样,具有确定的组成B. 不具有确定的组成C. 平衡时,气相和液相的组成相同D. 其沸点随外压的改变而改变8. 相图与相律之间的关系为 A 。

A. 相图由实验结果绘制得出,不能违背相律B. 相图由相律推导得出C. 相图由实验结果绘制得出,与相律无关D. 相图决定相律9. 液体A 与B 形成蒸气压正偏差很大的溶液,在精馏塔中精馏时,塔釜得到的是 D 。

A. 恒沸混合物B. 纯AC. 纯BD. 纯A 或纯B10. 下列各系统中属于近独立粒子系统的是 B 。

A. 绝对零度的晶体B. 理想气体混合物C. 理想液体混合物D. 纯气体1. 当某实际气体的压缩因子大于1时,表明该气体比理想气体 难 压缩。

(填易、难)2. 对实际气体,经节流膨胀后,Q = 0,ΔH = 0,Δp < 0。

要达到降温制冷的目的,需要µJ-T > 0。

3. 水在273.15 K ,p 下凝结成冰,下面各热力学量Q ,W ,ΔU ,ΔH ,ΔS ,ΔG ,ΔA 中哪些为零 ΔG 。

4. 一切不可逆过程都是向混乱度 增加 的方向进行,而 熵 函数则可以作为系统混乱度的一种量度。

5. 在等温、等压条件下,一个封闭系统所能做的最大非膨胀功等于其 吉布斯自由能 的减少。

6. 0.1 kg H 2O 中含有0.0045 kg 某纯非电解质的溶液,于272.685 K 时结冰,则该溶质的摩尔质量为 0.18 kg·mol -1。

已知水的凝固点降低常数K f 为1.86 K·mol -1·kg 。

7. 摩尔分数为0.5的甲醇水溶液在293.15 K 和标准大气压下,每摩尔溶液的体积为2.83×10-5 m 3·mol -1,甲醇的偏摩尔体积为3.95×10-5 m 3·mol -1。

把1 mol 的甲醇加入上述大量溶液中,体积增加 3.95×10-5 m 3,加入1 mol 水后体积增加 1.71×10-5 m 3。

8. CuSO 4与水可生成CuSO 4·H 2O 、CuSO 4·3H 2O 、CuSO 4·5H 2O 三种水合物,该体系的C = 2 ,最大自由度等于3 。

在一定压力下和CuSO 4溶液及冰共存的含水盐有 1 种。

9. 在恒熵、恒容、不做非体积功的封闭系统中,当热力学函数 热力学能 到达最 小 值的状态为平衡状态。

10. 在一般情况下,用 r m G ∆ 来判别化学反应的方向,而 r m G∆ 只能反映反应的限度。

11. 25℃ 时水的饱和蒸气压为3.168 kPa, 此时液态水的标准生成吉布斯自由能f m G ∆为-237.19 kJ·mol -1,则水蒸气的标准生成吉布斯自由能为 -228.6 kJ·mol -1 。

( T )1. 对于任何体系,等压只做体积功的过程∆H =∆U -W 。

( F )2. 功可以全部转化为热,但热不能全部转化为功。

( F )3. 在等温等压条件下,∆G > 0的过程一定不能进行。

( T )4. 一个绝热过程Q = 0,但体系的 ∆T 不一定为零。

( F )5. 因为亨利定律是稀溶液定律,所以任何溶质在稀溶液范围内都遵守亨利定律。

( T )6. 在一个给定的系统中,物种数可以因分析问题角度的不同而不同,但独立组分数是一个确定的数。

( T )7. 单组分系统的相图中两相平衡线都可以用克拉贝龙方程定量描述。

( F )8. 化学平衡时各物质的化学势相等。

( F )9. 加入惰性气体平衡向总压力减少的方向移动。

( T )10. 对于气相反应,当体系总压力p 变化时,对f K 无影响。

1. 设有压力为100 kPa ,温度为293 K 的理想气体3.0 dm 3,在等压下加热,直到最后的温度为353 K 为止。

计算过程中的W 、ΔU 、ΔH 和Q 。

已知该气体的等压摩尔热容为27.28 J·K -1·mol -1。

解:1111013250.0030.125mol 8.314293p V n RT ⨯===⨯ (1分) 332220.1258.314353 3.6210m 101325nRT V p -⨯⨯===⨯ (1分) 321()101325(3.62100.003)62.8J W p V V -=--=-⨯⨯-=- (2分)21,m d 0.12527.28(353293)204.6J T p p T H Q n C T ===⨯⨯-=⎰∆ (4分) 204.662.8141.8J p U Q W =+=-=∆ (4分)2. 已知在101.325 kPa 下,水的沸点为100℃,其比蒸发焓Δvap H = 2257.4 kJ·kg -1。

液态水和水蒸气在100 ~ 120℃范围内的平均比定压热容分别为p C (H 2O, l) = 4.224 kJ·kg -1·K -1及p C (H 2O, g) = 2.033 kJ·kg -1·K -1。

今有101.325 kPa 下120℃的1 kg 过热水变成同样温度、压力下的水蒸气。

设计可逆途径,并按可逆途径分别求过程的ΔS 及ΔG 。

解:设计可逆过程如下:H 2O (l,393.15K,101.325 kPa) ΔS sys H 2O (g,393.15K,101.325 kPa)ΔS 1 ΔS 3H 2O (l,373.15K, 101.325 kPa) ΔS 2 H 2O (g, 373.15K, 101.325 kPa) (3分)vap 211231221(l)ln(g)ln 373.1512257.4393.151 4.224ln 1 2.033ln 393.15373.15373.150.221 6.0500.106 5.935kJ K p p m H T T S S S S mC mC T T T -∆∆=∆+∆+∆=++⨯=⨯⨯++⨯⨯=-++=⋅ (6分)12321vap 12(l)()(g)()1 4.224(373.15393.15)12257.41 2.033(393.15373.15)84.482257.440.662213.58kJp p H H H H mC T T m H mC T T ∆=∆+∆+∆=-+∆+-=⨯⨯-+⨯+⨯⨯-=-++= (6分)2213.58393.15 5.935119.77kJ G H T S ∆=∆-∆=-⨯=- (2分)3、在真空的容器中放入固态的NH 4HS ,于25℃下分解为NH 3(g)与H 2S(g),平衡时容器内的压力为66.66 kPa 。

(1) 当放入NH 4HS 时容器内已有39.99 kPa 的H 2S(g),求平衡时容器中的压力。

(2) 容器内原有6.666 kPa 的NH 3(g),问需加多大压力的H 2S ,才能形成NH 4HS ?解:反应的化学计量式如下: NH 4HS(s)→ NH 3(g)+H 2S(g)由题给条件,25℃下,32NH H S 2233.3333.330.1082()(101.325)p p K p ⨯=== (1) 33NH NH 2(39.99)0.1082()p p K p +==3NH p =18.873kPa p =39.99+23NH p =77.735 kPa(2) 2H S26.6660.1082(101.325)p ⋅> 2H S p >166.65 kPa4. 已知A ,B 两组分体系在p 下的相图(T -x 图)如下图所示。

1)标出各区的相态;2)水平线EF ,GDH 和垂线CD 上体系的条件自由度是多少(列出计算过程)?3)在右图中画出a ,b ,c 点冷却的步冷曲线。

(本题共12分)解:(1) (6分)(2) EF 、GDH 线:*12310f C =-+=-+=Φ (2分)垂线CD :*11111f C =-+=-+=Φ (1分) (3分)1 2 3 4 5 6 l A+l C+l B+l A+C C+B。

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