福建农林大学挂科补考试卷及答案(上)

福建农林大学挂科补考试卷2007——2008学年第二学期课程名称：物理化学（上）考试时间120min地点：化工、轻化、材料专业年级班学号姓名题号一二三四五总得分得分评卷人签字复核人签字得分一、简答题（共34分）1．写出四个最常用的气体状态方程（理想气体状态方程、范德华方程、维里方程、有压缩因子的状态方程）。（4分）2．总结第一、二章有关理想气体的性质。（6分）（1）状态方程、微观模型、混合性质（2）热力学性质（内能、焓、热容、恒压热容与恒容热容差值）3．写出封闭系统的四个热力学基本方程。（4分）4．写出热力学三个判据的不等式；其适用范围各是什么？（4分）5．二组分系统的相图有哪些类型？（4分）气—液平衡相图：固—液平衡相图：6．已知水在100℃时的蒸发焓为mvapH（373K），问：用一工业锅炉，在恒压下将1Kg20℃的水蒸发为180℃、1.003MPa的水蒸气，需多少热？只要求画出求解的过程框图（2分）和计算式（4分）。7．写出下列热力学公式的适用范围（4分）（1）△U=W（2）CRTHpmvapln，，。（3）△H=Q、、。（4）熵判据。8．根据相图，简述将苯和甲苯的混合溶液由a点变化到b点的变化过程。（4分）aL1：L1G2：G2b：01ap=const.glbL1G1L2G2tBl+gC6H5CH3(A)-C6H6(B)BAttAt2t1得分二、单项选择题，答案填在下表里（每小题1分，共20分）NO.1234567891011121314151617181920答案1．功和热都是A.途径函数，无确定的变化途径就无确定的数值；B.途径函数，对应某一状态有以确定值；C.状态函数，变化量与途径无关；D.状态函数，始、终态确定，其值也确定；2．1mol某理想气体在恒压下温度升高1K时，此过程的体积功为A.8.314JB.﹣8.314JC.0JD.无法计算3．若液态水在温度T时的标准摩尔生成焓为x，则氢气在该温度下的标准燃烧焓为A.xB.–xC.0D.–2x4．下列说法中不符合热力学第一定律的是A.在孤立体系中内发生的任何过程中，体系的内能不变；B.在任何等温变化过程中体系的内能不变；C.在任一循环过程中W=﹣Q；D.在理想气体自由膨胀过程中，Q=△U=0。5．一定量理想气体在绝热条件下由始态反抗恒外压膨胀至终态，结果体系对外作功。对体系，下列表达不正确的是A.△U＜0B.△H＜0C.W＜0D.Q＜06.反应2A+B→C中，反应物A从6mol变到2mol，则反应进度Δξ为A.1molB.-2molC.2molD.4mol7．根据热力学第二定律，在一循环过程中，A.功和热可以完全互相转换；B.功和热都不能完全互相转换；C.功可以完全转化为热，热不能完全转化为功；D.功不能完全转化为热，热可以完全转化为功；8．由热力学基本方程判断：一定量的N2气在恒定的温度下增大压力，则其吉布斯函数A.增大B.不变C.减小D.不能确定9．在101.325kpa下，-10℃时过冷水结成冰是一个自发过程，该过程中A．△S=0，△G=0B.△S0，△G0C.△S0，△G0D.△S0，△G010．应用ΔG≤0作为变化方向或限度的判据可适用于以下哪一种过程？A.等温变化B.等温等压变化C.等温等压且无其它功D.任意过程11．下列关于熵的说法，哪一句是对的？A.隔离系统的熵永远增加。B.隔离系统的熵永不减少。C.可以用体系的熵值是增加或不变来判断过程是自发变化或达平衡。D.纯物质在温度趋近于0K时熵规定为零。12．理想气体从状态I等温自由膨胀到状态II，哪个状态函数的变量最适合用来判断过程的自发性。A.GB.UC.SD.H13．下列各量中，化学势定义式为A.CnpTBnH,,)/(B.BnpTVG,,)/(C.CnpTBnG,,)/(D.CnVTBnS,,)/(14．1atm、-5℃的过冷水与-5℃、1atm的冰比较，其化学势：A.μ(水)μ(冰)B.μ(水)μ(冰)C.μ(水)=μ(冰)D.不能确定15．温度一定时，在相同外压下，稀溶液中溶剂A的化学势μA（）纯溶剂化学势A。A.大于B.小于C.等于D.有时大于，有时小于16．已知反应)(3)()(2223gHgNgNH，在等温条件下，标准平衡常数为0.25，那么，在此条件下，氨的合成反应)()(2/3)(2/1322gNHgHgN的标准常数为A.4B.0.5C.2D.117．两种理想气体在等温下混合：A.△U=0△H=0△S=0△G=0B.△U=0△H=0△S0△G=0C.△U0△H0△S0△G0D.△U=0△H=0△S0△G018．将克拉贝龙方程用于H2O的液固两相平衡，因为Vm(H2O,s)Vm(H2O,l)，所以随着压力的增大，则H2O(l)的凝固点将：A.上升B.下降C.不变D.不能确定19．互不相溶双液系的沸点:A.低于任一组分的沸点。B.高于任一组分的沸点。C.介于A、B两纯物质沸点之间D.无法判定。20．在通常情况下，对于2组分系统平衡时所具有的最大自由度数为.A.0B.1C.2D.3得分三、填空题（共12分）1．（2分）物理化学研究的两个主要内容是、；化学热力学研究的两个主要内容是、。2．（2分）对于任意的不可逆循环，ΔU（体系）0；ΔH（体系）0；△S（体系）0；△S（体系）+△S（环境）0。（填≠、＝）3．（4分）焦耳实验的热力学特点是：Q=，W=，ΔU=，ΔH=，其最重要的实验结论为：。4.（2分）将1molSO3(g)引入一个1000K的真空容器中，反应为SO3==SO2+1/2O2，当总压为206.65kpa时，SO3（g）离解为SO3(g)及O2（g）并达到平衡。已知SO3的离解百分数为25%，则其热力学平衡常数K值为。5．（2分）25℃时有反应C6H6(l)+7.5O2(g)3H2O(l)+6CO2(g)若反应中各气体物质均可视为理想气体，则其反应的标准摩尔焓变ΔrH与反应的标准摩尔热力学能变ΔrU之差约为：。得分四、判断题。正确的标+，错误的标-，结果填入下表（每小题1分，共15分）NO.123456789101112131415答案1．物质的标准态没有确定温度。2．隔离系统内发生的可逆变化过程是△S=0，△S（环）=03．在恒温恒压不作非体积功的情况下,若某过程△H0，△S0，这个过程肯定可以自发进行。4．封闭体系发生了一个不可逆过程，我们可以设想出一个始终态相同的可逆过程来算它的△S。5.在等温等压条件下，G0的过程一定不能进行。6．理想混合气体中任意组分B的化学势表达式为B=B(g,T)+RTln(pB/p)。7．组成可变的均相系统的热力学基本方程dG=－SdT＋Vdp＋1BBdnB，既适用于封闭系统也适用于敞开系统。8．今有10升萘的苯溶液，其溶质萘化学势为μ，取出其中一升，则此1升溶液中溶质萘的化学势也为μ。9．偏摩尔吉布斯函数与化学势是同一个物理量的不同称谓。10．组分B从α相扩散入β相中，总是从化学势高的相扩散入化学势低的相。11．化学反应的ΔrHmθ、ΔrGmθ、Kθ的数值都是与反应的计量式写法有关的。12．可逆绝热过程的熵变都为零。13．分子间一定存在范德华引力，分子间没有排斥力。14．理想气体可逆变化，△Ssys=0，△A=0，△G=0。15．二组分系统中，三相共存时自由度为0，即有确定的温度、压强和组成。得分五、计算题（共18分）1．（共12分）在298.2K时，将1molO2从101.325kPa等温可逆压缩到6×101.325kPa，求Q，W，ΔUm，ΔHm，ΔAm，ΔGm，ΔSm，ΔSiso2．欲用苯和乙烯在一定催化剂下进行烷基化反应制备乙苯：C6H6（g）+C2H4（g）====C6H5-C2H5（g）今查表得298K相关数据。求298K时该反应的ΔrHmθ、ΔrGmθ、Kθ和100℃时的Kθ。物质C6H6（g）C2H4（g）C6H5-C2H5（g）ΔfGmθ/kJ/mol129.768.12130.45ΔfHmθ/kJ/mol82.9352.2629.76福建农林大学挂科补考试卷答案2007——2008学年第一学期课程名称：物理化学（上）考试时间120min地点：专业年级班学号姓名题号一二三四五总得分得分评卷人签字复核人签字得分一、简答题（共36分）1．写出第一章介绍的四个最常用的气体状态方程。理想气体状态方程：pV=nRT范德华方程：RTbVVapm2m维力方程：3m2mmm1VDVCVBRTpV32m1pDpCpBRTpV或ZnRTpV2．总结第一、二章有关理想气体的性质。在任意条件下均符合理想气体状态方程；分子间无相互作用、分子本身不占有体积；体积有加和性（阿玛伽定律）、不能液化、p~V成反比例曲线（T一定）内能、焓、热容只受温度影响，与压强、体积无关；RCCVpmm,,3．写出封闭系统的四个热力学基本方程。VpSTUdddpVSTHdddVpTSAdddpVTSGddd4．（3分）写出热力学三个判据的不等式；其适用范围各是什么？1）隔离系统2）封闭系统3）封闭系统5．二组分系统的相图有哪些类型？液-固平衡相图6．已知水在100℃时的蒸发焓为mvapH，问：用一工业锅炉，将1Kg20℃的水蒸发理想系统真实系统一般正偏差最大正偏差一般负偏差最大负偏差液态完全互溶系统p-x、t-x图液态部分互溶系统t-x图气相组成介于两液相之间气相组成位于某液相同侧液态完全不互溶系统t-x图气-液平衡相图固态不互溶凝聚系统生成化合物凝聚系统固态互溶系统相图热分析法溶解度法：水-盐物系稳定化合物不稳定化合物完全互溶部分互溶有一转变温度有一低共熔点不可逆=可逆0ambsysisoSSS自发=平衡(恒温、恒压、W´=0)0pT,G0VT,A自发=平衡(恒温、恒容、W´=0)为180℃、1.003MPa的水蒸气，需多少热？只要求画出求解过程的框图和计算式。因为为恒压无其它功的过程，QP=ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3其中，ΔH1=nCP,m(l)*80KΔH2=nΔvapHmΔH3=可可453373,)(dTgnCmP7．写出下列热力学公式的适用范围（1）△U=W绝热过程（2）CRTHpmvapln两相平衡中有一相为气体，气体看作理想气体，温度变化范围不大（3）△H=Q封闭体系，无有用功，恒压过程（4）熵判据绝热体系（孤立体系）8．根据相图，简述将苯和甲苯的混合溶液由a点变化到b点的变化过程。aL1：a的液态混合物恒压升温，到达L1点时，液相开始起泡沸腾，t1为该液相的泡点。对应的气相相点为G1。L1G2：系统进入气-液平衡两相区。蒸发过程中，液相相点沿L1L2线变化，气相相点沿G1G2线变化，系统点到达至G2点，液相全部蒸发为蒸气，最后消失的一滴液相的状态点为L2。G2b：系统进入气相区，G2至b为气相升温过程。01ap=const.glbL1G1L2G2tBl+gC6H5CH3(A)-C6H6(B)BAtAt2t1t20℃水1.003MPa100℃水1.003MPa100℃水蒸汽1.003MPa180℃水蒸汽1.003MPaΔH1ΔH2ΔH3得分二、单项选择题（每小题1分，共20分）NO.1234567891011121314151617181920答案AAABDCCCBCBCCBACDBCD1．功和热都是（A）A.途径函数，无确定的变化途径就无确定的数值B.途径函数，对应某一状态有以确定值C.状态函数，变化量与途径无关D.状态函数，始、终态确定，其值也确定2．1mol某理想气体在恒压下温度升高1K时，此过程的体积功为(A)A.8.314JB.﹣8.314JC.0JD.无法计算3．已知液态水在温度T时的标准摩尔生成焓为x，则氢气在该温度下的标准燃烧焓为A.xB.–xC.0D.–2x(A)4．下列说法中不符合热力学第一