2007化工物理化学(I)-A卷题目及答案

物理化学(I)试卷A试题及答案注意：1请将答题做在答题纸上，不要做在试卷上；2可以使用计算器。[一]单选择题(50分)(1)下述哪一种说法正确?完成同一过程(a)经任意可逆途经所做功一定比经任意不可逆途经做功多(b)经不同的可逆途经所做的功都一样多(c)经不同的不可逆途经所做的功都一样多(d)经任意可逆途经所做功不一定比经任意不可逆途经做功多(2)下述说法,何者正确?(a)水的生成热即是氧气的燃烧热(b)水蒸气的生成热即是氧气的燃烧热(c)水的生成热即是氢气的燃烧热(d)水蒸气的生成热即是氢气的燃烧热(3)戊烷的标准摩尔燃烧焓是-3520kJ·mol-1,CO2(g)和H2O(l)的标准摩尔生成焓分别是-395kJ·mol-1和-286kJ·mol-1，则戊烷的标准摩尔生成焓为(a)2839kJ·mol-1(b)-2839kJ·mol-1(c)171kJ·mol-1(d)-171kJ·mol-1(4)下列关系式中哪个不需要理想气体的假设？(a)Cp-CV=nR(b)(dlnp)/dT=H/RT2(c)对恒压过程，H=U+pV(d)对绝热可逆过程，pV=常数。(5)理想气体绝热向真空膨胀，则(a)ΔS=0，W=0(b)ΔH=0，ΔU=0(c)ΔG=0，ΔH=0(d)ΔU=0，ΔG=0(6)体系经历一个不可逆循环后(a)体系的熵增加(b)体系吸热大于对外作的功(c)环境的熵一定增加(d)环境的内能减少(7)在p下，当过冷水蒸气凝结为同温度的水，在该过程中正、负号无法确定的量是(a)G(b)S(c)H(d)U(8)G=A的过程是(a)H2O(l，373K，p→2O(g，373K，p)；(b)N2(g，400K，→2(g，400K，100kPa)；(c)等温等压下，N2(g)+3H2→3(g)；(d)Ar(g，T，p→，T+100，p)。(9)在p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)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(10)苯(A)与甲苯(B)形成理想混合物，当把5mol苯与5mol甲苯混合形成溶液，这时，与溶液相平衡的蒸汽中，苯(A)的摩尔分数是(a)yA=0.5(b)yA0.5(c)yA0.5(d)无法确定(11)两液体的饱和蒸汽压分别为p*A，p*B，它们混合形成理想溶液，液相组成为x，气相组成为y，若p*Ap*B，则：（a）yAxA（b）yAyB（c）xAyA（d）yByA(12)苯和甲苯构成的理想溶液，在一定温度和压力下达到气液平衡，再向其中加入一些苯后重新在此温度和压力下达平衡（a）气相中苯的浓度增大（b）液相中苯的浓度增大（c）两相中苯的浓度都增大（d）以上三者都不对(13)在等温等压下，化学反应系统达平衡时，下列式子不一定成立的是：（a）ΣνBμB＝0（b）,/TPG＝0（c）rmG＝0（d）rmG＝0(14)在等温等压下，当反应的rmG=5kJ·mol-1时，该反应能否进行？（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(15)已知反应N2(g)＋3H2(g)＝2NH3(g)的平衡常数fK，则在同样的条件下反应：NH3(g)===1/2N2(g)＋3/2H2(g)的平衡常数'fK为：（a）'fK＝fK（b）fK＝('fK)-1（c）fK＝('fK)2（d）fK＝('fK)-2(16)在1100℃时，发生下列反应：(1)C(s)+2S(s)=CS2(g)K1=0.258(2)Cu2S(s)+H2(g)=2Cu(s)+H2S(g)K2=3.9×10-3(3)2H2S(g)=2H2(g)+2S(s)K3=2.29×10-2则1100℃时反应C(s)+2Cu2S(s)=4Cu(s)+CS2(g)的K为：（a）8.99×10-8（b）8.99×10-5（c）3.69×10-5（d）3.69×10-8(17)分解反应A(s)=====B(g)＋2C(g)，该反应的平衡常数KP与分解压力p数值的相对大小为：（a）KP＝p3（b）KP＞p3（c）KP＜p3（d）无法比较相对大小(18)x05a02131对于一个已建立平衡的放热反应，温度升高10℃，那么：（a）对化学反应的平衡常数无影响（b）使平衡常数增加到２倍（c）使平衡常数减小（d）反应速率不变(19)当反应C2H6(g)===CH2CH2(g)+H2(g)达到平衡后，向其中加入不参与反应的惰性气体，则：（a）等压时平衡向左移动（b）等容时平衡向右移动（c）等压时平衡向右移动（d）等容时平衡向左移动(20)1000K时，反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)的Kp=1.84，若气相中CO2含量大于65％，则：（a）Fe将不被氧化（b）Fe将被氧化（c）反应是可逆平衡（d）无法判断(21)巳知反应CH3OH(g)＝HCHO(g)+H2(g)；rmH＝92.0KJ·mol-1HCHO(g)＝CO(g)+H2(g)；rmH＝8.4KJ·mol-1若要提高平衡混合物中HCHO的含量,应采取：（a）升高温度（b）降低温度（c）增加压力（d）减小压力(22)下列等温低压气体的反应中，通入惰性气体使反应正向移动的是：（a）N2(g)＋3H2(g)＝2NH3(g)（b）CH4(g)＋H2O(g)＝CO(g)＋3H2(g)（c）SO2(g)＋1/2O2(g)＝SO3(g)（d）Ag2S(s)＋H2(g)＝2Ag(s)＋H2S(g)(23)已知乙基苯(气)、苯乙烯(气)在298.15K时的mfH$(kJ·mol-1)值分别为29.79、146.90，其mfG$(kJ·mol-1)值分别为130.6、213.8，对于乙基苯脱氢的反应：C6H5-CH2CH3(g)＝C6H5-CH=CH2(g)＋H2(g)，下列叙述不正确的是：（a）在298.15K下反应不能自发进行（b）标准平衡常数K＝2.7×10-15（c）提高温度有利于反应的进行（d）使用催化剂可使反应显著地正向移动(24)如果二元溶液的T~x图上只有最低恒沸点，则此溶液对于理想溶液必定产生:（a）大的正偏差（b）微小的正偏差（c）大的负偏差（d）微小的负偏差(25)在下列二组分恒压固液相图中，相区2代表不稳定化合物与熔液两相平衡共存的是：[二]问答题(6分)(1)在等压下，机械搅拌绝热容器中的液体，使其温度上升，则ΔH＝QP＝0。这一说法对否？为什么？(2)在下列结论中正确的划“√”，错误的划“×”。当液态水和水蒸气达平衡时,(1)在373.15K和101325kPa下,G(g)=G(l)(2)由(1)可知，对于恒压而温度发生变化的过程，有dG(g)=dG(l)(3)对于某一相（气相或液相），固定压力，则dG=-SdT(4)由(3)可知，S(l)=S(g)[三]计算题(10分)有一绝热真空钢瓶体积为V0，从输气管向它充空气（空气可视为理想气体），输气管中气体的压力为p0，温度为T0，由于气体量很大，且不断提供气体，所以在充气时输入气管中的气体的压力、温度保持不变，当钢瓶中气体压力为p0时，问钢瓶中气体温度为多少？[四]计算题(4分)3mol单原子分子理想气体在等压条件下由300K加热到600K，试求该过程的S。[五]计算题(10分)常压下冰的熔点是0℃，比熔化焓1333.3Jgfush，水的比定压热熔-1-14.184JgKpC，系统的始态为一绝热容器中1Kg，80℃的水及0.5kg0℃的冰，求系统达到平衡态后，过程的熵变。[六]计算题(10分)苯和甲苯混合成理想溶液，在303K时纯苯的蒸气压为15799Pa，纯甲苯的蒸气压为4893Pa,若将等摩尔的苯和甲苯混合为溶液，问在303K平衡时，气相中各组分的摩尔分数和质量分数各为若干?[七]计算题(10分)已知Hg~Tl二组分体系的数据如下：(1)绘制其温度~组成图（示意图）；(2)指出各相区、水平线段、交点的相数；(3)为扩大低温测量范围，应选什么组成的Hg~Tl混合物做温度计较合适？物理化学(I)试卷A答案---------------------------------------------[一]单选择题(1)d(2)c(3)d(4)c(5)b(6)c对于不可逆循环ΔS体=0，ΔS隔离0，所以ΔS环0(7)d(8)b(9)a(10)c(11)a(12)d(13)d(14)c(15)d(16)a(17)c(18)c(19)c(20)b(21)a(22)b(23)d(24)a(25)c[二]问答题(1)(题分：2)答：错。由于有非膨胀功的存在。ΔH≠QP。(2)(题分：4)答：(1)√；(2)×；(3)√；(4)×[三]计算题(题分：10)解：设进入钢瓶中nmol空气为体系始态p0、T0、V0终态p0、T、V均视为理想气体。W=p0V0=nRT0，ΔU=WnCV,m(T-T0)=nRT0[5]Cp,m=CV,m+R，Cp,m/CV,m=γT=(Cp,m/CV,m)×T0=γT0[5][四]计算题(题分：5)解：因该过程系等压过程,所以S=nCp,mln(T2/T1)=(3mol)×(5/2)Rln(600K/300K)=43.2J·K-1[五]计算题(题分：10)解：绝热0321HHHH[2]11221()(')0fusmCpTTmhmCpTT[2]10004.184(80)500333.35004.1840TT26.8T℃=300K[2]321SSSS300300353.15273.1510004.1845004.184500333.3273.15dTdTTT1680.68196.15610.10125.57JK[4][六]计算题(题分：10)解：令A=苯,B=甲苯pA=p*AxA=(15799Pa)×0.5=7900Pa[2]pB=p*BxB=(4893Pa)×0.5=2447Pa[2]p总=pA+pB=10347Pa[1]气相中yA=pA/p总=0.7635[2]yB=1-yA=0.2365[1]wA=nAMA/(nAMA+nBMB)=yAMA/(yAMA+yBMB)=(0.7635×78)/[(0.7635×78)+(0.2365×92)]=73.2%[2]wB=26.8%[七]计算题(题分：10)解：(1)绘制相图如下：Hgw(Tl)Tl[4分](2)相区：1区：为熔化物，单相区，1P2区~7区：为两相平衡共存区，2P水平线：FG和HI为三相平衡共存线，3P交点：E1和E2为最低共熔点，三相平衡共存，3PA和B分别为Hg和Tl的熔点，2PC点为化合物的相合熔点，2P[4分](3)为扩大测温范围，所采用混合物的熔点越低越好，由相图可知，选Hg~Tl混合物的组成应为w(Tl)=8%最合适。[2分]