物理化学试卷及答案

物理化学（一）B卷第1页（共3页）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CH3COOH(1)、CO2(g)、H2O(1)的标准摩尔生成焓fmH(298K)/kJ·mol-1分别为-484.5，-393.5，-285.8。则CH3COOH(1)的标准摩尔燃烧焓cmH(298K)/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p1、V1、T等温膨胀到p2、V2、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400K时，液体A的蒸气压为4×104Pa，液体B的蒸气压为6×104Pa，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，Δp0。要达到降温制冷的目的，需要µJ-T0。3.水在273.15K，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。6.0.1kgH2O中含有0.0045kg某纯非电解质的溶液，于272.685K时结冰，则该溶质的摩尔质量为0.18kg·mol-1。已知水的凝固点降低常数Kf为1.86K·mol-1·kg。7.摩尔分数为0.5的甲醇水溶液在293.15K和标准大气压下，每摩尔溶液的体积为2.83×10-5m3·mol-1，甲醇的偏摩尔体积为3.95×10-5m3·mol-1。把1mol的甲醇加入上述大量溶液中，体积增加3.95×10-5m3，加入1mol水后体积增加1.71×10-5m3。8.CuSO4与水可生成CuSO4·H2O、CuSO4·3H2O、CuSO4·5H2O三种水合物，该体系的C=2，最大自由度等于物理化学（一）B卷第2页（共3页）3。在一定压力下和CuSO4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rmG来判别化学反应的方向，而rmG只能反映反应的限度。11.25℃时水的饱和蒸气压为3.168kPa,此时液态水的标准生成吉布斯自由能fmG为－237.19kJ·mol-1，则水蒸气的标准生成吉布斯自由能为-228.6kJ·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fK无影响。1.设有压力为100kPa，温度为293K的理想气体3.0dm3，在等压下加热，直到最后的温度为353K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27.28J·K-1·mol-1。解：1111013250.0030.125mol8.314293pVnRT（1分）332220.1258.3143533.6210m101325nRTVp（1分）321()101325(3.62100.003)62.8JWpVV（2分）21,md0.12527.28(353293)204.6JTppTHQnCT（4分）204.662.8141.8JpUQW（4分）2.已知在101.325kPa下，水的沸点为100℃，其比蒸发焓ΔvapH=2257.4kJ·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pC(H2O,l)=4.224kJ·kg-1·K-1及pC(H2O,g)=2.033kJ·kg-1·K-1。今有101.325kPa下120℃的1kg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:H2O(l,393.15K,101.325kPa)ΔSsysH2O(g,393.15K,101.325kPa)ΔS1ΔS3H2O(l,373.15K,101.325kPa)ΔS2H2O(g,373.15K,101.325kPa)（3分）vap211231221(l)ln(g)ln373.1512257.4393.1514.224ln12.033ln393.15373.15373.150.2216.0500.1065.935kJKppmHTTSSSSmCmCTTT（6分）物理化学（一）B卷第3页（共3页）12321vap12(l)()(g)()14.224(373.15393.15)12257.412.033(393.15373.15)84.482257.440.662213.58kJppHHHHmCTTmHmCTT（6分）2213.58393.155.935119.77kJGHTS（2分）3、在真空的容器中放入固态的NH4HS，于25℃下分解为NH3(g)与H2S(g)，平衡时容器内的压力为66.66kPa。(1)当放入NH4HS时容器内已有39.99kPa的H2S(g)，求平衡时容器中的压力。(2)容器内原有6.666kPa的NH3(g)，问需加多大压力的H2S，才能形成NH4HS？解：反应的化学计量式如下：NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)由题给条件，25℃下，32NHHS2233.3333.330.1082()(101.325)ppKp$$(1)33NHNH2(39.99)0.1082()ppKp$$3NHp=18.873kPap=39.99+23NHp=77.735kPa(2)2HS26.6660.1082(101.325)p2HSp＞166.65kPa4.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：*12310fC（2分）垂线CD：*11111fC（1分）（3分）123456lA+lC+lB+lA+CC+B