2010级化工-物理化学平考试卷及参考答案(4-5章)

12010级化工专业-物理化学上册平考试卷（4-6章）参考答案一、选择题(共20题40分)1.对于理想液体混合物：(C)(A)△mixH=0△mixS=0(B)△mixH=0△mixG=0(C)△mixV=0△mixH=0(D)△mixV=0△mixS=02.已知挥发性纯溶质A液体的蒸气压为67Pa，纯溶剂B的蒸气压为26665Pa，该溶质在此溶剂的饱和溶液的物质的量分数为0.02，则此饱和溶液（假设为理想液体混合物）的蒸气压为：(B)(A)600Pa(B)26133Pa(C)26198Pa(D)599Pa.[答](B)p=p*AxA+p*BxB=26665Pa×0.98+67Pa×0.02=26133Pa3.17.298K,p下,苯和甲苯形成理想液体混合物,第一份溶液体积为2dm3,苯的摩尔分数为0.25,苯的化学势为1,第二份溶液的体积为1dm3,苯的摩尔分数为0.5,化学势为μ2,则：(B)(A)μ1μ2(B)μ1μ2(C)μ1=μ2(D)不确定4.已知373K时，液体A的饱和蒸气压为6×104Pa，液体B的饱和蒸气压为2×104Pa，A和B构成理想液体混合物，当A在溶液中的物质的量分数为0.5时，气相中B的物质的量分数为：(A)(A)1/4(B)1/1.5(C)1/2.5(D)1/35.下列四个偏微商中，哪个不是化学势?(A)(A)(F/nB)T,p,cn(B)(H/nB)S,p,cn(C)(U/nB)S,V,cn(D)(G/nB)T,p,cn6.在298K时，A和B两种气体单独在某一溶剂中溶解，遵守亨利定律，亨利常数分别为kA和kB，且知kAkB，则当A和B压力（平衡时的）相同时，在一定量的该溶剂中所溶解的关系为：(B)(A)A的量大于B的量(B)A的量小于B的量(C)A的量等于B的量(D)A的量与B的量无法比较27.沸点升高,说明在溶剂中加入非挥发性溶质后,该溶液的化学势比纯溶剂的化学势：(B)(A)升高(B)降低(C)相等(D)不确定8.氯仿(1)和丙酮(2)形成非理想液体混合物,在T时,测得总蒸气压为29398Pa，蒸气中丙酮的物质的量分数y2=0.818,而该温度下纯氯仿的饱和蒸气压为29571Pa，则在溶液中氯仿的活度a1为：(D)(A)0.500(B)0.823(C)0.181(D)0.813[答](D)a1=p1/*1p=0.1819.质量摩尔浓度凝固点降低常数Kf，其值决定于(A)(A)溶剂的本性(B)溶质的本性(C)溶液的浓度(D)温度10.增大压力能使平衡向生成物方向移动的反应是:（C）(A)CaCO3(s)＝CaO(s)+CO2(g)(B)CO(g)+H2O(g)＝CO2(g)+H2(g)(C)3H2(g)+N2(g)＝2NH3(g)(D)2H2O(g)＝2H2(g)+O2(g)11.理想气体反应N2O5(g)=N2O4(g)+1/2O2(g)的ΔrHm$为41.84kJmol-1，ΔCp=0，试问增加N2O4平衡产率的条件是：（B）(A)降低温度(B)提高温度(C)提高压力(D)等温等容加入惰性气体12.在等温等压下，当反应的θrmG=5kJ/mol时，该反应能否进行？（C）(A)能正向自发进行(B)能逆向自发进行(C)不能判断(D)不能进行13.对于理想气体反应体系，下列标准反应自由能与平衡常数之间的关系式中正确的是：（D）(A)θrmlnpGRTK(B)θrmlncGRTK(C)θrmlnxGRTK(D)θθrmlnGRTK14.理想气体反应平衡常数Kx与Kc的关系是∶（D）3(A)Kx=Kc(RT)BB(B)Kx=Kp(V/ΣνBnB)BB(C)Kx=Kc(RT/pBB)(D)Kx=KppBB)15.已知反应2NH3=N2+3H2在等温条件下，标准平衡常数为0.25，那么，在此条件下，氨的合成反应1/2N2+3/2H2=NH3的标准平衡常数为：(C)(A)4(B)0.5(C)2(D)0.125[答](C)K0p(2)=[K0p(1)]-1/2=(0.25)-1/2=216.硫酸与水可形成H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)、H2SO4·4H2O(s)三种水合物，问在101325Pa的压力下，能与硫酸水溶液及冰平衡共存的硫酸水合物最多可有多少种?(C)(A)3种(B)2种(C)1种(D)不可能有硫酸水合物与之平衡共存17.已知A和B可构成固溶体，在A中若加入B可使A的熔点提高，则B在此固溶体中的含量必_______B在液相中的含量。（A）(A)大于(B)小于(C)等于(D)不能确定18.一体系如下图所示，其中半透膜aa'只允许O2(g)通过，则体系的组分数、相数、自由度数为:(B)(A)C=2;Φ=3;F=1(B)C=3;Φ=4;F=2(C)C=4;Φ=5;F=3(D)C=1;Φ=3;F=419.在pӨ下，用水蒸气蒸镏法提纯某不溶于水的有机物时，体系的沸点：（A）(A)必低于373.15K(B)必高于373.15K(C)取决于水与有机物的相对数量(D)取决于有机物的分子量大小420.定压下，二元合金处于低共熔温度时，物系的自由度为：（B）(A)F=1(B)F=0(C)F=3(D)F=2二、填空题(共5题10分)1.在298K时,0.10moldm-3氨的氯仿(1)溶液上,氨的蒸气压为4433Pa,0.050moldm-3氨的水(2)溶液上,氨的蒸气压为886.6Pa,则氨在水和氯仿两液体间的分配系数K为2.5。2.对于多组分体系：(1)(μB/Ｔ)p,n=-SB,m；(2)(SB,m/p)T,n+(VB,m/T)p,n=0[因(S/p)T=-(V/T)p]式中SB,m，VB,m是组分B的偏摩尔熵，偏摩尔体积。3.温度对化学反应平衡常数影响很大，在恒压下，它们的定量关系是(lnKp$/T)p=ΔrHm$/RT2_。当__ΔrHm$0____时，升高温度对反应进行有利；当_ΔrHm$0时，升高温度对反应进行不利。4.低压气相反应的平衡常数与温度、压力的关系分别是：KP只是温度的函数。KC是___T____的函数，Kx是__T,P_____的函数。5.一般有机物可以用水蒸气蒸镏法提纯，当有机物的__摩尔质量__和__饱和蒸气压_越大时，提纯一定质量有机物需用的水蒸气量越少，燃料越省。三、计算题(每题10分共4题40分)1.(1)人类血浆的凝固点为272.65K(-0.5℃),求310.15K(37℃)时血浆的渗透压。(2)血浆的渗透压在310.15K(37℃)时为729.54KPa,计算葡萄糖渗透溶液的质量摩尔浓度(设血浆密度为1×103Kg.m-3)。5(1)水的Kf=1.86K.Kg.mol-1mB=△Tf/Kf=0.5K/1.86K.Kg.mol-1=0.2688mol.Kg-1(3分)血浆为稀液,视溶液密度为纯水密度,以1Kg稀溶液为基准。=nBRT/V=mBRT/(1Kg/)=(0.2688mol.Kg-1)(8.314J.K-1.mol-1)(310.2K)/(1Kg/103Kg.m-3)=6.93105Pa(3分)(2)以1Kg稀溶液为基准=nBRT/V=mBRT/(1Kg/)mB=(1Kg/)/RT=(729540Pa)(1Kg/103Kg.m-3)/(8.314J.K-1.mol-1)(310.2K)=0.2829mol.Kg-12.庚烷与辛烷可近似形成理想液体混合物。在313.15K时2mol庚烷与1mol辛烷的混合物之蒸气压为9.56×103Pa。假设用高效分馏柱蒸馏除去1mol庚烷。当冷却到313.15K时，剩余液体的蒸气压为8.20×103Pa。求庚烷和辛烷纯液体的蒸气压。[答]蒸馏前x(庚)=2/3x(辛)=1/39560Pa=(2/3)p*(庚)+(1/3)p*(辛)-------------(1)蒸馏后x(庚)=1/2x(辛)=1/28200Pa=(1/2)p*(庚)+(1/2)p*(辛)-------------(2)(1)与(2)联立，解得p*(庚)=12280Pap*(辛)=4120Pa3.目前工业制苯乙烯主要采用乙苯脱氢法，其化学反应如下：乙苯(g)＝苯乙烯(g)+H2(g)由于所用催化剂Ag沸石在700℃以上烧结现象严重，故反应温度一般不超过700℃。若在650℃，过热蒸气（惰性气体）与乙苯的物质的量之比为9:1，试求在101325Pa下乙苯脱氢的理论转化率。已知ΔrGm$(700K)=33.26kJmol-1，在427～827℃间，该反应热效应的平均值ΔrHm$=124.43kJmol-1。6[答]乙苯(g)=苯乙烯(g)+H2(g)H2O平衡时：1mol-nnn9BBn=10mol+n(2分)-RTlnK0P(700K)=3.326×104J.mol-1lnK0P(700K)=-5.715(2分)求得：K0P(923K)=0.5775(3分)5775.0])10([1)(2nPPnnnPPKKbnpn=0.8775mol(2分)理论转化率=(0.8775/1)×100%=87.75%(1分)4.反应2HI(g)＝H2(g)+I2(g)在698.6K时的Kp=1.83×10-2，若以10gI2、0.2gH2置于3dm3的容器中，加热使达此温度，试计算：(1)可形成多少克HI？(2)I2，H2，HI的分压各为若干？[答](1)2HI(g)＝H2(g)+I2(g)起始00.2g/2.016g·mol-110g/253.8g·mol-1平衡时2n[0.2g/2.016g·mol-1]-n[10g/253.8g·mol-1]-n(2分)Kp=(BBn)BB(/)pn=0.0183解得n=0.0377mol故生成HI的质量m(HI)=9.644g(3分)(2)n总=0.1386mol总压p=n总RT/V=268kPap(HI)=x(HI)p=146kPa(3分)p(H2)=119kPap(I2)=3.2kPa(2分)923170011043.124ln3)700()923(RKKKpKp7四、问答题(共1题10分)请在下述二组分等压固液T-x图上:(1)注明各区相态；(2)指出相图中那些状态自由度为零;(3)绘制从N，P点开始冷却的步冷曲线。[答](1)各区相态：(4分)(2)自由度为零的点：D,E,M,H(3分)自由度为零的线：BEK线,MFG线(3)从N，P点开始冷却的步冷曲线见下图：(3分)1234567LL+Sn(s)Sn(s)+Ag3Sn(s)L+Ag3Sn(s)L+αα+Ag3Sn(s)α