物理化学练习题-1-8

1课程名称：_物理化学（一）__学生姓名：___________________学号：___________________专业：___________________年级/班级：__________________课程性质：公共必修、公共选修、专业必修或专业选修一二三四五六七八总分阅卷人签名一、选择：（下面每道题目均为单项选择题，请把正确的答案序号填在括号内。每题2分，共20分。）1.在25ºC，常压下，以下哪个过程的焓变从数值上等于反应SO3（g，101.3kPa）+H2O（l，101.3kPa）=H2SO4（aq，x=0.1，101.3kPa）的rHm(298.15K)？()A．将1molSO3(g)通入10mol水中；B．将1molSO3(g)通入大量x=0.1的H2SO4水溶液中；C．将1molSO3(g)和1mol水通入一定量的x=0.1的H2SO4水溶液中；D．将1molSO3(g)和1mol水通入大量的x=0.1的H2SO4水溶液中。2.理想气体绝热可逆膨胀过程中（）A.Q0B.H0C.S0D.U=03.某化学反应在300K、p下于烧杯中进行，放热60kJmol-1，若在相同条件下安排在可逆电池中进行，吸热6kJmol-1，则该反应在300K的rGm为（）？A．66kJmol-1B.54kJmol-1C.66kJmol-1D.54kJmol-14.已知373K时液体A的饱和蒸气压为105Pa，液体B的饱和蒸气压为0.5×105Pa。设A、B能够形成理想溶液，则当A在溶液中摩尔分数为0.5时，在气相中A的摩尔分数为（）A.1B.1/2C.2/3D.1/35.分解反应A（s）=B（g）+2C（g），此反应的平衡常数Kp与分解压p之间的关系为（）A.Kp=4p3B.Kp=4p3/27C.Kp=p3/27D.Kp=p26.在描述恒沸混合物时，下列说法错误的是：（）A.恒沸混合物类似于化合物，有确定的组成。B.恒沸点的条件自由度f*=0。C.平衡时气相和液相的组成相同。D.恒沸点随环境压力的变化而变化。7.恒温下，反应2NO2（g）=N2O4（g）达到平衡后，向系统中加入惰性气体，同时保持体系总压不变时，则（B）A.平衡向正反应方向移动；B.平衡向逆反应反向移动；C.平衡不会移动；D.条件不充分，无法判断8.在恒温密闭的容器中有A、B两杯稀盐水溶液，盐的浓度分别为cA和cB（cAcB），放置足够长的时间后（）A.A杯中盐的浓度降低，B杯中盐的浓度增大；B.A杯中液体量减少，B杯中液体量增加；C.A杯中盐的浓度增大，B杯中盐的浓度降低；D.A，B两杯中盐的浓度都不会变化9.相图上，当物系点处于哪一个点时体系中只有一个相：（c）A.恒沸点；B.熔点；C.临界点；D.低共熔点10.在温度T，压力p时，理想气体反应C2H6（g）=H2（g）+C2H4（g）的平衡常数Kc/Ky的比值为（）2A.RTB.1/RTC.RT/pD.p/RT二、填空：（每空2分，共20分）1.已知NaHCO3(s)的热分解反应为2NaHCO3(s)Na2CO3(s)+CO2(g)+H2O(g)，今将一定量的NaHCO3(s)放在抽空的密闭容器内，当反应建立平衡时系统的自由度数f=。2.在一定的温度和压力下某物质的气液两相达到平衡，则两相的化学势µB(l)和µB(g)，若维持压力一定，升高温度，则相将转变为相。3.在一定温度、压力下，由A-B两组分组成的均相体系中，当体系的组成改变时，若VA,i增大，则VB,i将。4.由液体A和液体B构成的溶液中，在298K，xA=0.497时，液面上蒸气A的平衡分压仅为纯A的饱和蒸汽压的43.3%，若以纯A为参考态，溶液中A的活度和活度系数分别为和。5.向挥发性溶剂中加入少量不挥发溶质，则溶液的蒸气压比纯溶剂的饱和蒸气压，沸点，凝固点。三、简答：（每题5分，共20分）1.什么是水的三相点？什么是水的冰点？二者有什么不同？温度不同，压力不同，自由度不同（三相点f=0;冰点f=1）2.写出关闭体系热力学四个基本方程，并说明此方程适用的范围。封闭体系，除了体积功无其他功，不存在化学变化和相变。3.推导克-克方程时做了哪些近似处理？相对气相体积可以忽略凝聚相体积把气体看成理想气体4.已知乙酸乙酯（A）和乙醇（B）在压力一定时的气液平衡相图如下所示，试说明能否用精馏的办法把质量比为1:1混合的乙酸乙酯和乙醇完全分离？若将WB=0.5的乙酸乙酯与乙醇的混合溶液在精馏塔内充分精馏，则塔顶得到什么成分的物质？酯乙醇wB0.20.40.60.8T/K3503463423383四、1mol过冷水在10ºC、101325Pa下结冰，凝结过程放热312.3Jg-1，10ºC时过冷水和冰的饱和蒸气压分别为285.7Pa与260.0Pa，计算U、H、F、S和G，说明计算过程的合理近似。（本题8分）五、333K时苯胺（A）和水（B）的蒸气压分别为0.760kPa和19.9kPa，在此温度下苯胺和水部分互溶形成两相，苯胺在两相中的摩尔分数分别为0.732（苯胺层中）和0.088（水层中）。试求：（1）苯胺和水的亨利系数。假设每一相中溶剂服从拉乌尔定律，溶质服从亨利定律；（2）水层中苯胺和水的活度及活度因子。先以惯例I（拉乌尔定律）为参考态，后以惯例II（亨利定律）为参考态，分别计算之。（本题10分）六、Zn（A）与Mg（B）形成的二组分固液平衡相图具有两个低共熔点，一个含Mg的质量分数为0.032，温度为641K，另一个含Mg的质量分数为0.49，温度为620K，在体系的熔点曲线上有一个最高点，含Mg的质量分数为0.157，温度为863K。已知Zn（s）的熔点为692K，Mg（s）的熔点为924K。（1）画出Zn（A）与Mg（B）形成的两组分相图（T-x）。并在相图中标明各个相区的相态和条件自由度f*（p为常数）。（6分）（2）画出含Mg的质量分数分别为80%和30%的熔化物从973K至573K的步冷曲线，并指明降温过程中的相变情况。（6分）（本题12分）4七、将NH4Cl(s)加热至700K，其解离气体总压为6.080105Pa，加热至723K时解离总压为1.1146106Pa，计算解离反应NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)（1）在723K时的KӨ和rGm为多少？（2）假设rHm与温度无关，求反应的rHm和rSm。（本题10分）课程名称：____________________学生姓名：___________________学号：___________________专业：___________________年级/班级：__________________课程性质：公共必修、公共选修、专业必修或专业选修一二三四五六七八总分阅卷人签名请将答案填写在答题纸上！一、判断正误。（请在括号内对以下命题的正误进行判断，并填入“√”或者“×”。每题1分，共10分。）1.绝热过程的Q=0，则0QST，因而必定为恒熵过程。（）2.常压下-5℃的水结冰，该过程的S0，G0。（）3.实际气体发生状态变化时，用f1，f2表示始终态的逸度，则等温变化过程的21lnfAnRTf。（）4.如果两种液体混合时没有热效应，则它们必能组成理想溶液。（）55.理想气体参加的化学反应，如果反应的相同，则Kp=Kc。（）6.恒沸混合物是有一定组成的混合物而不是化合物，两组分溶液到达恒沸点时，其自由度数为1。（）7.根据等温方程式rmrmlnaGGRTQ，当选择不同的参考态时，rmG和Qa均改变，rmG也会随之改变。（）8.二元溶液中，如果溶剂在全部浓度范围内溶剂服从拉乌尔定律，则溶质必在全部浓度范围内服从亨利定律。（）9.对于两个组分形成的完全互溶双液体系，都可以通过精馏的方法把它们完全分离。（）10.反应C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)的H0,在623K时达到平衡，此时若增加碳的数量，则平衡向右移动。()二、填空。（每空2分，共20分）1.某理想气体从同一始态出发，分别经（1）等温可逆膨胀，（2）绝热可逆膨胀，（3）绝热不可逆膨胀，均使体积增加一倍，则该气体对外做功最大的是过程，末态温度最低的是过程。2.指出下列各过程中体系的U、H、S、A、G何者为零：1)实际气体的节流膨胀过程：；2)H2O(l)在100℃,p下蒸发为同温同压的水蒸汽：；3)理想气体进行卡诺循环：；4)N2和Ar混合气体的绝热可逆压缩过程：。3.由MgCO3(s)，MgO(s)，BaCO3(s)，BaO(s)以及CO2(g)组成的平衡体系，其独立组分数为。4.FeCl3和水能形成四种具有相合熔点的水合物FeCl3·6H2O(s)，2FeCl3·7H2O(s)，2FeCl3·5H2O(s)，FeCl3·2H2O(s)。恒压下体系最多能有相平衡共存，在水和FeCl3的固液平衡相图中有个低共熔点。5.298K时，CuSO4·3H2O(s)=CuSO4+3H2O(g)的K=10-6,则该温度下体系达到平衡时水蒸气分压为Pa。三、单项选择。（每题2分，共20分）1．在下列过程中，恒压下升高温度时，G增加的是（）A.(g)COCaO(s)(s)CaCO23B.Cl(s)NHHCl(g)(g)NH43C.NaCl(s)溶于水D.(g)O2与(g)N2混合2．热力学基本方程dddGSTVp适用于下述过程中的（）A．氢气和氧气在绝热密闭的钢瓶中燃烧生成水。B．298K、θp下液体水蒸发为同温同压下的水蒸气。C．一定温度下，若干小水珠凝结成大水滴。D．理想气体真空膨胀过程。3．热力学第三定律的普朗克说法是（）A．在0K时任何完美晶体的熵都等于一个定值。6B．在0K时任何晶体的熵等于零。C．在0K时任何纯物质完美晶体的熵等于零。D．在0K时任何纯物质的熵等于零。4．下列各式哪个表示了偏摩尔量:（）A．,.cBTVnGn；B.,.cBTVnUn;C.,.cBSpnHn；D.,.cBTpnHn5．在恒温密封容器中有A、B两杯浓度不等的非挥发性溶质的稀溶液，溶液的浓度分别为m1和m2(m1m2)，放置足够长的时间后（）A．A杯盐的浓度降低，B杯盐的浓度增加B．A杯液体量减少，B杯液体量增加C．A杯盐的浓度增加，B杯盐的浓度降低D．A、B两杯中盐的浓度保持不变6．对于实际稀溶液中的溶剂（A）与溶质（B）的活度因子，下列说法中正确的是（）A.当xA→0，γA→0；当xB→0，γB→1B.当xA→0，γA→1；当xB→0，γB→1C.当xA→1，γA→1；当xB→0，γB→1D.当xA→1，γA→1；当xB→1，γB→17．由右图可看出，将xB=0.8的CH3COOC2H5和C2H5OH组成的溶液进行精馏，则能得到（）A.纯C2H5OH和CH3COOC2H5B.最低恒沸混合物和纯CH3COOC2H5C.最低恒沸混合物和纯C2H5OHD.最高恒沸混合物和纯CH3COOC2H58．三组分系统的最大自由度数及平衡共存的最大相数为（）A.3；3。B.3；4。C.4；4。D.4；5。9．甲苯比苯容易挥发，如将少量甲苯溶于苯中形成理想溶液，下列说法不正确的是：（）A.溶液的平衡蒸气压必低于同温度下纯甲苯的饱和蒸气压。B.溶液的沸点必定高于相同温度下纯苯的沸点。C.将该溶液进行精馏，可在塔顶得到纯甲苯。D.气相中甲苯的组成大于其在液相中的组成。10．相图上，当物系处于哪一个点时只有一个相：（）B.恒沸点；C.临界点D.熔点E.低共熔点四、解析相图并回答问题。（20分）p下，NaCl和水的固液平衡相图如下。已知NaCl和水可生成水合物NaCl·2H2O，各物质在固相完全不互溶，NaCl·2H2O在-9°C分解为NaCl和质量分数为27%的水溶液，NaCl与水之低共熔温度为-21.1°C，溶液组成为2