2011物理化学(上)考试题A卷答案

11、由热力学第二定律可知，在任一循环过程中（B）A、功和热都可以完全互相转换；B、功可以完全转化为热，而热却不能完全转变为功；C、功与热都不能完全互相转换；D、功不能完全转换为热，而热却可以完全转变为功；4、热力学第一定律用下式表示：pdVQdU，其使用条件是（B）A、理想气体的一切过程B、封闭体系只作体积功的过程C、均相体系的不可逆过程D、封闭体系平衡态5、理想气体与温度为T的大热源接触作等温膨胀吸热Q，所作的功是变到相同状态的最大功的25%，则体系的熵变为（C）A、TQB、0C、TQ4D、TQ6、对于反应C(s)+H2O(g)→CO(g)+H2(g)，298K时，rmH=131.31kJ·mol-1。下列哪种条件对正向反应有利（C）。A、增大总压B、总压不变通入氢气C、提高温度D、降低温度7、在等温等压下，化学反应体系达到平衡时，不一定成立的等式是（C）A、BBB0B、0GPT，C、0GmrD、0Gmr9、理想气体的节流膨胀过程，满足[B]A、0PTH＜B、0PTHC、0PTH＞D、上述三种情况都有可能10、∆H＝Qp适用于哪一个过程[B]A、理想气体从101325Pa反抗恒定的10132.5Pa膨胀到10132.5PaB、在0℃、101325Pa下，冰融化成水C、电解CuSO4的水溶液D、气体从(298K，101325Pa)可逆变化到(373K，10132.5Pa)11、理想气体与温度为T的大热源接触作等温膨胀吸热Q，所作的功是变到相同状态的最大功的20%，则体系的熵变为[C]A、TQB、0C、TQ5D、TQ13、在P2K.157、32时，水的化学势与冰的化学势之间的关系如何：[A]A、前者高B、前者低C、相等D、不可比较14、(1)溶液的化学势等于溶液中各组分的化学势之和(2)对于纯组分，则化学势等于其Gibbs自由能(3)理想溶液各组分在其全部浓度范围内服从Henry定律(4)理想溶液各组分在其全部浓度范围内服从Raoult定律上述说法中正确的是：[D]A、(1)(2)B、(2)(3)C、(2)(4)D、(3)(4)15、对一定量的纯理想气体，下列关系正确的是[C]2A、VPTHTHB、VTTUPUC、TTPUVHD、TTVUPA8、系统的诸性质不随时间而改变的状态称为热力学平衡态，热力学平衡态必须同时满足的四个条件是热动平衡、力学平衡、相平衡和化学平衡。相平衡是指系统中各相的组成和数量不随时间而变。9、热力学变量分为广度变量和强度变量，广度变量的数值与系统的数量成正比，例如体积、质量、熵（焓H或自由能A、G）、内能等，广度性质具有加和性，数学上为一次齐函数。10、精馏70%的酒精溶液，在精馏塔顶部得到95%乙醇或乙醇恒沸溶液。11、填、=、①理想气体向真空膨胀Q＝0；⊿H＝0；⊿S＞0；⊿G＜0②在恒温、恒压下，理想液态混合物混合过程⊿mixVm＝0；⊿mixUm＝0；⊿mixHm＝0；⊿mixSm＞0③H2(g)和Br2(g)在绝热钢瓶中发生反应生成HBr(g)⊿U＝0；⊿H＞0；⊿S＞0；⊿G＜0④)P,K,l(OH3732变成)P,K,g(OH3732，W＜0；H＜0；S＞0；G＝012、反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)的pK在300—500K的温度区间满足：TbakPln，a和b为常数，则400K时,该反应的mrG=TaRbRkRTpln、mrH=bR、mrS=aR13、在一个真空容器中，放入过量的NH4Br(S)和NH4Cl(S)，并发生下列分解反应：NH4Br(S)⇌NH3(g)+HBr(g)NH4Cl(S)⇌NH3(g)+HCl(g),此平衡体系的相数=3、组分数=2和自由度数=1。14、由克拉佩龙方程mmVHdTdp可导出适用于蒸发平衡和升华平衡的克劳修斯-克拉佩龙方程的定积分式：211211TTRHpplnmvap，推导中引入的三个基本假设分别是：忽略凝聚(液固)相的体积、蒸气（气相）为理想气体、mvapH为常数(或与温度无关)。315、VTT22VTPVC证：TdTCdSV，TCTSVV，3分TVVTTVVCT1VSTTSV3分VTTPVS又VTT22VTPVC4分16、系统由状态1(p1,V1,T1)变到状态2(p2,V2,T2)的2121dVTPdTTCVm,VVVTTnS证：设),(VTSSdVVSdTTSdSTVTCTSVV，且VTTPVSdVTPdTTCVm,VndVVSdTTSdSTV2121VVVTTm,VdVTPdTTCnS17、(本题10分)已知活泼的轻金属Na(A)和K(B)的熔点分别为372.7K和336.9K，二者可以形成一个不稳定化合物Na2K(s),该化合物在280K时分解为纯金属Na(s)和含K的摩尔分数为Bx=0.42的熔化物。在258K时，Na(A)和K(B)有一低共熔化合物，这是含K的摩尔分数为Bx=0.68。①试画出(补全)此二元T-x相图。②画出含K的摩尔分数为Bx=0.38的熔化物从a点冷却到b点的步冷曲线。物系点abcde相数12332自由度数21001K4.2731001000TPPTPTPT4.1571.40.41-1212-122-111141J2735.3K)2734.41(2Kmol314J.851moldTnCU1-1TTm,V211J-2735.3UWJ-3829.4K)2734.41(2Kmol314J.871mol)TT(nCH1-112m,P14J9330.6)2734.41(1004.829TS-H(TS)-HG13J10424.7)2734.41(1003.735TS-U(TS)-UA12372.70.10.20.30.40.50.60.70.80.9NaxKKT/K280258336.9T/Kt/minba18、(本题10分)在333K时，纯苯胺和水的饱和蒸气压分别为0.76kPa和19.9kPa，在该温度下，苯胺和水部分互溶，在两个液相中，苯胺的摩尔分数分别为0.732和0.088，①假设每个液相中溶剂遵循Rault定律，溶质遵循Henry定律，试求在两个液相中，分别作为溶质的水和苯胺的Henry系数。②若水层中以Henry定律为基准时，试求出每个组分的相对活度系数[解]①平衡时任意一组分在气相分压只有一个水为溶剂相中，kPakPaxpplOHOHOH149.18912.09.19222苯胺为溶剂相中，kPakPaxppl556.0273.076.0苯胺苯胺苯胺水中苯胺的kPakPaxpkx32.6088.00.556,苯胺苯胺苯胺苯胺中水的kPakPaxpkx72.67732.01149.18,水水水②以Henry定律为基准时，水层（上层）中，水水水水水水xkakpxx,,294.0912.072.67149.18,kPakPaxkpx水水水水苯胺苯胺，苯胺苯胺xkpx1088.032.60.556,kPakPaxkpx苯胺苯胺苯胺苯胺19、(本题16分)在273K和1000KPa时，mol1单原子理想气体绝热可逆膨胀到终态压力为100KPa，试计算此过程的Q，W，U，H，S，A和G。已知该气体在273K，100kPa的摩尔熵11100molKJSm5[解]0Qr2分)SS(0TQS12r即K.2731001000TPPTPTPT67.1351.670.671-1212-122-11171082分J.K)273.(2Kmol314J.831moldTnCU1-1TTm,V212204971082分J.UW220492分J.-K)273.(2Kmol314J.851mol)TT(nCH1-112m,P3341571082分J.)273.(100.TS-H(TS)-HG7130147108334152分J8.14380)2737.108(1002.2049TS-U(TS)-UA2分20、(本题10分)潮湿的Ag2CO3(s)在110℃用空气流干燥，如果要避免Ag2CO3(s)分解为Ag2O(s)和CO2(g)，问空气中CO2的分压至少是多少？已知298.15K和100kPa下：1molkJHmf11KmolJS11,KmolJCmpAg2CO3(s)-501.7167.4109.6Ag2O(s)-31.05121.365.86CO2(g)-393.51213.7437.11解：反应)()()(2232gCOsOAgsCOAg)()()()15.298(3222COAgSCOSOAgSKSmmmmr=(121.3+213.7-167.4)11KmolJ=167.311KmolJ)()()()15.298(3222COAgHCOHOAgHKHmfmfmfmr=[-31.05+(-393.51)-(-501.7)]1molkJ=77.191molkJmprC,=(65.86+37.11-109.6)11KmolJ=-6.6311KmolJdTCKKKHKHmprmrmr,15.29815.383)15.298()15.383(=76.631molkJdTTCK.K.)K.(S)K.(Sm,prmrmr15298153831529815383=11}15.29815.383ln)63.6(3.167{KmolJ=165.611KmolJ)15.383()15.383()15.383(KSTKHKGmrmrmr=13.181molkJ6383.15K时，为了不使反应发生，须有pmrmrKRTGGln≥0ppRTKRTGCOpmr2lnlnkPakPappCO597.1)15.383315.81018.13exp(3218、(本题10分)在288K，1molNaOH溶解在4.559mol水中，溶液上方蒸气压为596.5Pa，在此温度下，纯水的蒸气压为1705.0Pa，试计算：(1)该溶液中水的活度）（OHax2及活度系数）（OHx2解：0.351705.0596.5ppOHax）（20.434.55914.5590.35OHxOHaOHxx）（）（）（222(2)溶液中水的化学势和纯水的化学势相差多少(J·mol-1)？解：1-xAxAAAmolJ-2513.730.35ln.OHalnRT--]OHalnRT[-sol288314822）（）（）