2010级物化(2-1)A考题答案

2011—2012学年第二学期《物理化学（2-1）》期末试卷专业班级姓名学号开课系室化学系考试日期2012年6月23日题号一二三总分本题满分242254本题得分阅卷人注意事项：1．请在试卷正面答题，反面及附页可作草稿纸；2．答题时请注意书写清楚，保持卷面清洁；3．本试卷共三道大题，满分100分；试卷本请勿撕开，否则作废；4.本试卷正文共7页。A卷第1页共7页一．选择题（共16小题，每小题1.5分，共计24分）1．理想气体反应A+2B=C+D达平衡后，保持温度和BBn不变，增加总压，则下列说法正确是（D）。A.nypKKK,,；B.不变不变nypKKK,,；C.不变不变nypKKK,,；D.nypKKK,,不变.2.具有一般负偏差的二组分真实液态混合物，其沸点（C）。A.一定大于任一纯组分的沸点；B.一定小于任一纯组分的沸点；C.一定介于两纯组分的沸点之间；D.以上三种情况均有可能。3．AB为具有最大正偏差的二元液态完全互溶系统，在温度T时，**BAPP，该系统常压下恒沸混合物的组成为含B47.5%(物质的量分数,下同)，今有含B40.5%的AB系统达气、液平衡后,下列正确的是（A）。A.xByB；B.xB=yB;C.xByB；D.无法确定。4.从同一始态出发分别经恒温可逆膨胀、绝热可逆膨胀到达具有相同压力的终态，则下列说法正确的是（C）。A.绝热恒温绝热恒温终态（绝热）终态（恒温）SSWWTT；B.绝热恒温绝热恒温终态（绝热）终态（恒温）SSWWTT；C.绝热恒温绝热恒温终态（绝热）终态（恒温）SSWWTT；D.绝热恒温绝热恒温终态（绝热）终态（恒温）SSWWTT5．下列各量能用来表示化学势的为（C）。ncpTBncpSBncpTBncVTBnADnHCnUBnSA、、、、、、、、....6．常见的Na2CO3（s）水化物有Na2CO3·H2O(s)、Na2CO3·7H2O(s)、Na2CO3·10H2O(s)三种水合物，问在101325Pa的压力下，能与Na2CO3水溶液及冰平衡共存的水合物最多可有多少种（A）A.1种；B.2种；C.3种；D.不可能有Na2CO3水合物与之平衡共存7.已知某气相化学反应A(g)+2B(g)=2C(g)为放热反应，则采取下列何种措施，可使该反应平衡向右移动（B）。本题满分24分得分第2页共7页A.恒温、恒压下充入惰性气体；B.降低温度；C.恒温、恒容下充入惰性气体；D.降低压力。8.某化学反应在烧杯中进行，放热1000J，若设计在可逆电池中进行，该体系作电功400J，若两过程的始终态相同，而且不作体积功，则电池中进行反应的Q为（A）。A.-600J；B.600J；C.-1400J；D.1400J。9.H2（g）和O2（g）在一绝热钢瓶中发生反应生成水，则下列热力学函数变化为零的是（D）。A.ΔS；B.ΔG；C.ΔH；D.ΔU10．下列说法正确是（D）。A.不可逆过程一定是自发过程，而自发过程不一定是不可逆的；B.系统达平衡时，熵值最大，吉布斯自由能最小；C.不可逆过程的熵永不减少；D.在隔离系统中，凡是熵增加的过程都是自发过程。11．关于Z的说法，下列错误的是（B）。A.Z值大小可以反映相同T、p下真实气体与理想气体体积的偏离程度；B.Z值的大小与物质的本性有关，相同条件下，物质不同Z值不同；C.Z为1的气体不能液化；D.不同气体处于相同对应状态时，Z值相同。12.一定量理想气体，在气缸内反抗一定外压做绝热膨胀，则下列正确的是（C）。A.HQSSp00总；B.HQSSp0总不确定；C.HQSSp00总；D.HQSSp0总不确定。13．1mol373K、100KPa下的水经过下列两个不同过程变为同温、同压下的水汽，（1）恒温可逆蒸发（2）真空蒸发，则下列说法正确的是（A）。A.212121GGQQWW；B.212121GGQQWW；第3页共7页C.212121GGQQWW；D.212121GGQQWW。14．今有一水-苯酚系统，在30℃液-液平衡时两共轭液层分别为L1、L2，若在该系统中再加入苯酚，当再次达到液-液平衡时两共轭液层分别为L1`、L2`,则（C）。A.两次平衡共轭液层的组成改变，共轭液层的数量也改变；B.两次平衡共轭液层的组成改变，共轭液层的数量不改变；C.两次平衡共轭液层的组成不变，共轭液层的数量改变；D.两次平衡共轭液层的组成不变，共轭液层的数量也不变。15．对于某0BB的气相反应，一定温度下，若使反应正向自发进行，则满足的条件（C）。A.pPKQ；B.pPKQ；C.pPKQ；D.A、B、C都不正确。16．下列说法正确是（C）。A.rmG是平衡状态时G函数的变化值，因为rmlnpGRTK；B.某反应的rm0G，所以该反应一定能正向进行；C.pK值改变了，平衡一定会移动；若平衡移动了，平衡pK值却不一定改变；D.某一反应的平衡常数是一个不变的常数。二．填空题（共11小题，每空1分，共计22分）1．阿马伽分体积定律适用于理想气体混合物。2.300K、100KPa下，由各为1.0mol的A和B混合形成理想液态混合物，则混合过程的∆V=0；∆U=0；∆S=11.53J.K-1。3.系统从状态A经过两条途径变化到状态B，a为可逆途径，b为不可逆途径，则aS=aBATQ，bSbBATQ(填=、或)。4．理想气体的节流膨胀过程H=0、T=0、S0。(填=、或)。5．理想液态混合物任一组分在全部浓度范围内都符合拉乌尔定律的混合物。其中某组分B化学势的表示式Bl,,TpBBxRTTlln,。本题满分22分得分第4页共7页6．在一定温度、外压下，某稀水溶液（1）和稀水溶液（2）中xB分别为0.01和0.02，若在两溶液中加一半透膜，则渗透方向为从1到2。7．在263K和100KPa时，H20（s）和H20（l）的化学势满足lOHSOH,,22，则H20（s）和H20（l）两者相比，H20（s）更稳定。8．某反应温度从298K升高到308K，反应的平衡常数加倍，则该反应的mrH=52.9KJ.mol-1（设其与温度无关）9．一定外压下，当稀溶液中含非挥发性溶质时，则稀溶液的沸点比纯水的沸点高；当稀溶液中含挥发性溶质时，若稀溶液达气液两相平衡时溶质在气相中的浓度小于其在液相中的浓度，则稀溶液的沸点比纯水的沸点高。（填低、高、不变）10．水-异丁醇系统液相部分互溶，在101.325KPa下，系统的共沸点为89.7℃，气（g）、液（L1）、液（L2）三相平衡时的组成W（异丁醇）依次为70.0%，8.7%，85.0%，今由W（异丁醇）=0.30形成的系统在101.325KPa压力下由室温加热，则温度刚要达到共沸点时，系统处于相平衡时存在液（L1）和液（L2）相；当温度由共沸点刚有上升趋势时，系统处于相平衡时存在液（L1）和气（g）相。（填气（g）、液（L1）或液（L2））11．为了将含非挥发性杂质的甲苯提纯，在86.0KPa压力下用水蒸气蒸馏法。在此压力下该系统的共沸点为80℃，80℃时KPapOH3.472，则80℃时气相的组成y（甲苯）为0.45，若欲蒸出100Kg纯甲苯（M甲苯=92g.mol-1），消耗水蒸气的W（水蒸汽）为10.76Kg。三．计算题（共4小题，共计54分）1．设某实际气体的状态方程为nRTVVanp22(a为常数)，将1mol气体从p1、V1经恒温可逆过程变到p2、V2，试从热力学基本关系式出发证明：21211VVanU（7分）证明：pdVTdSdU2分pTpTpVSTVUVTT2分VnRTpVanVnRTpV22本题满分54分得分第5页共7页22VanpVnRTVUT2分212221121VVandVVanUVV1分2．已知1mol苯C6H6（l）在正常沸点353K、101.325KPa下向真空蒸发为同温、同压的蒸气，已知在该条件下，苯的摩尔汽化焓为1.77.30molKJHmVap，设气体为理想气体。（共16分）试求(1)该过程的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS、ΔA及ΔG；（14分）(2)能否用ΔG的数据来判断该过程的自发性，并解释原因。（3分）解：（1）因为过程为真空蒸发过程，所以0WkJ2分kJHHmvap77.3012分kJRTnHpVHUg84.2710353314.8177.3032分13.17.873531077.301kJTHnSmvap2分0G2分kJSTUA93.21017.8735384.2732分kJUQ84.272分（2）不能用ΔG的数据来判断过程的自发性，因为过程并不符合ΔG的判据，该过程为恒外压，并非恒压。3．已知气相反应A2+B2=2AB的mrH及rmS分别为180.50KJ.mol-1与24.76J.mol-1.K-1。设反应的0,mPrC。（共15分）137页20题(1)计算反应的mrG为125.52KJ.mol-1时反应的温度；（4分）（2）反应在（1）的温度下，等摩尔比的A2与B2开始进行反应，求反应达平衡时A2的平衡转化率是多少？（6分）(3)若使上述等摩尔比反应A2的平衡转化率为5103.4，则所需的温度为多少？（5分）解：（1）mrmrmrSTHG第6页共7页76.241050.1801052.12533TkT7.22184分（2）A2+B2=2AB平衡1-α1-α2α当T=2218.7K时，由pmrKRTGln得pKln7.2218314.81052.1253310109.1pK3分2231210109.1npKK016.03分（3）若5103.4则得922104.712pK2分TTRHKKmrPP11ln7.2218111050.18010109.1104.7ln339TR3分KT10004．苯和甲苯在90℃下各自的饱和蒸气压分别是136kPa和54kPa，90℃下用2.6mol苯和2.2mol甲苯构成的混合气体加压到多大压力时只剩最后一个气泡？最后一个气泡的组成如何？在92kPa的压力下气液平衡时,气、液相的数量各是多少摩尔？（共15分）解：只剩最后一个气泡，即系统点落在了液相线上第7页共7页分由杠杆规则知：分达平衡时当分：最后一个气泡的组成为分由分‘‘‘‘‘‘409.371.18.4458.0315.0537.0458.04315.0537.0921923251.0458.0251.0444.98458.0542444.98458.054458.011362458.06.22.22.2molnmolnnnnnyxPyPxxPxPPKPaPyxPxPyKPaxPxPPxZglglglBBBBBBBBABBBBBBBAABB