物理化学期末考试试题

化学专业《物理化学》上册期末考试试卷（2）（时间120分钟）一、单项选择题（每小题2分，共30分）1、下列对某物质临界点的描述，错误的是（）(A)液相摩尔体积与气相摩尔体积相等(B)气化热为零(C)液相与气相的相界面消失(D)气、液、固三相共存2、理想气体的分子运动论公式为213pVmNu=2121　，µµµµ≠≠21　　µµ≠1µ2µ2121　，µµµµ=2121　　，µµµinm$，式中u是（）(A)分子平均运动速率(B)最可几速率(C)分子运动最大速率(D)根均方速率3、某单组分体系的Vm(l)Vm(s)，当压力升高时，其熔点将()(A)升高(B)降低(C)不变(D)不确定4、某气体进行不可逆循环过程的熵变为()(A)ΔS系=0,ΔS环=0(B)ΔS系=0,ΔS环0(C)ΔS系0,ΔS环=0(D)ΔS系0,ΔS环05、1mol理想气体经一等温可逆压缩过程，则（）(A)ΔGΔF(B)ΔGΔF(C)ΔG=ΔF(D)ΔG与ΔF无法进行比较6、下面有关统计热力学的描述，正确的是（）(A)统计热力学研究的是大量分子的微观平衡体系(B)统计热力学研究的是大量分子的宏观平衡体系(C)统计热力学是热力学的理论基础(D)统计热力学和热力学是相互独立互不相关的两门学科7、对于定位体系，N个粒子分布方式D所拥有微观状态数WD为：（）(A)WD=N!πNigi/Ni！(B)WD=N!πgiNi/Ni！(C)WD=N!πgiNi/Ni(D)WD=πgiNi/Ni！8、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9、下列气体溶于水溶剂中，哪个气体不能用亨利定律（）(A)N2(B)O2(C)NO2(D)CO10、注脚“1”代表298K、pθ　的O2，注脚“2”代表298K、2pθ　的H2，那么（）(A)(B)因为，与大小无法比较µ(C)(D)11、NH4HS(s)和任意量的NH3(g)及H2S(g)达平衡时,有()(A)C=2，Φ=2，f=2(B)C=1，Φ=2，f=1(C)C=2，Φ=3，f=2(D)C=3，Φ=2，f=312、NaCl水溶液和纯水经半透膜达成渗透平衡时，该体系的自由度是()(A)1(B)2(C)3(D)413、在相图上,当体系处于下列哪一点时只存在一个相?()(A)恒沸点(B)熔点(C)临界点(D)低共熔点14、化学反应体系在等温等压下发生∆ξ=1mol反应,所引起体系吉布斯自由能的改变值ΔrGm的数值正好等于体系化学反应吉布斯自由能(∂G/∂ξ)T,p,的条件是：（）(A)体系发生单位反应(B)反应达到平衡(C)反应物处于标准状态(D)无穷大体系中所发生的单位反应15、已知反应3O2(g)=2O3(g)在25℃时，ΔrH=-280J⋅mol-1,则对该反应有利的条件是()(A)升温升压(B)升温降压(C)降温升压(D)降温降压题号一二三四五六七八得分得分得分评卷人复核人学院：年级/班级：姓名：学号：装订线内不要答题《物理化学》上册期末试卷本卷共8页第1页《物理化学》上册期末试卷本卷共8页第2页二、填空题（每空1分，共10分）1、在隔离体系中发生某剧烈的化学反应，使体系的温度及压力皆明显上升，则该体系的△H0，△F0。（填,=,）2、卡诺热机的效率只与有关，而与无关。3、含有CaCO3(s)，CaO(s)，CO2(g)的混合物与CO2(g)和N2(g)的混合物达渗透平衡时，该体系的物种数S为，独立组分数C为，相数Φ为，自由度f为。4、在373K时，CCl4分子的根均方速率与NH3分子的根均方速率的比值为,它们同时扩散到同一细孔面处所用的时间比为三、证明题（共10分）证明：若一气体状态方程满足pVm=RT+bp时，则该气体的内能仅是温度的函数。得分评卷人复核人得分评卷人复核人装订线内不要答题《物理化学》上册期末试卷本卷共8页第3页《物理化学》上册期末试卷本卷共8页第4页装订线内不要答题四、绘图题（共10分）《物理化学》上册期末试卷本卷共8页第5页《物理化学》上册期末试卷本卷共8页第6页已知Hg-TL二组分体系的数据如下物质HgTL2Hg5E1(含TL18%)E2(含TL41%）TL溶点-39℃+15℃-60℃+0.4℃303℃（E1、E2均为低共熔点，Hg原子量200.59，TL的原子量为204.383）绘制t/℃--w%相图，并标出各区域、各线、各交点的相数，自由度数。得分评卷人复核人五、计算题（共40分）得分评卷人复核人1、（10分）某一化学反应若在等温等压下(298.15K,pθ)进行，放热40.0kJ，若使该反应通过可逆电池来完成，则吸热4.0kJ。⑴计算该反应的ΔrSm⑵当该反应自发进行时(即不做电功时)，求环境的熵变和总熵变；⑶计算体系可能做的最大功为多少？（10分）装订线内不要答题2、（10分）已知1000K时，AB双原子分子的振动配分函数q0,V=1.25，(q0,V为振动基态能量规定为零的配分函数)。(1)求振动特征温度？(2)求处于振动基态能级上的分布分数N0/N=？3、（10分）合成氨循环气压机第二缸内混合气组成如下（体积分数/％）∶N2H2NH3CH4,Ar等CO219.3158.309.8712.5210-6压力是13.61×106Pa，温度是43℃，问：(1)在此条件下能否生成氨基甲酸胺。已知反应CO2(g)+2NH3(g)=NH2COONH4(s)《物理化学》上册期末试卷本卷共8页第7页《物理化学》上册期末试卷本卷共8页第8页p$在此温度下的标准平衡常数K=6.82。(2)为避免氨基甲酸胺的生成，混合气中CO2的物质的量分数不应超过什么值？4、（10分）在单斜硫与斜方硫的晶态转变点附近，它们的蒸气压公式分为斜方硫：lg(p/pθ)=－5267/T+11.866，单斜硫：lg(p/pθ)=－5082/T+11.364，试计算：①硫的晶态转变温度；②转变点时的晶型转变热。物理化学（上册）2卷参考答案及评分细则一、单项选择题（共30分，每小题2分）1、D2、D3、A4、B5、C6、B7、B8、C9、C10、B11、A12、C13、C14、D15、C二、填空题（共10分，每空1分）1、，2、两个热源的温度，工作物质3、S=4；C=3；Φ=4；=2f4、1:3，3:1三、证明题（共10分）关也得分）−−⎟⎠⎞ppT《物理化学》上册期末试卷本卷共8页第7页《物理化学》上册期末试卷本卷共8页第8页2分2分2分2分2分四、绘图题（共10分）TL2Hg5含TL2%=%29%10059.200=×5383.2042383.2042×+××为稳定化合物（6分）1—Hg（g）+lf*=12—Cs+lf*=13—TL（g）+lf*=14—Cs+lf*=1（4分）及内能的变化与体积无证明：（其它合理证明0=−−=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−∂∂=−⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂=⎜⎝⎛∂∂=⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂⇒−=pbVRTbVRTTTpTpTVSTVUpdVTdSdumVmVT五、计算题（共40分）分分分分分分。注明单位共扣果错误给一半分，没有分，公式正确，计算结解：共环体隔环244000244000400040000)3(26.14722.134115.29840000)2(2......42.13115.2984000)1(110max,111111JGWJQHSTHGmolKJSSSmolKJTQSmolKJTQSSfRpRmrmr=∆−=−=−−=−∆=∆−∆=∆••=∆+∆=∆••=×=−=∆••=×==∆=∆−−−−−−ξξξ2、（10分）(1)q0,V=1/[1-exp(-Θv/T)]=1/[1-exp(-Θv/1000)]=1.25exp(-Θv/1000)=1-1/1.25=0.20所以Θv=1609K5分(2)N0/N=g0exp(-∈0/kT)/q0,V=g0exp(-∈0/kT)/[exp(-∈0/kT)q0,=1/q0,V=1/1.25=0.805分3、（10分）(1)依题给数据计算Qp，即《物理化学》上册期末试卷本卷共8页第7页《物理化学》上册期末试卷本卷共8页第8页23NHpp$p$Qp=1/[{/pCOp∃}×{/p∃}2]=4240(5分)因为QpK，所以氨基甲酸胺不能生成(2)欲使氨基甲酸胺不能生成，应满足下式：Qp=1/[{x(CO2)p/p∃}{x(NH3)p/p∃}2JK(5分)将有关数据代入上式，解得x(CO2)6.24×10-64、（10分）3分JmolkJmolkJdTpd306.97848.100lg303.11HHHRHRTRTRTdTpdRTHRTHdTpd②KTTT①msmsrmsmsms3542)()(5082303.2)(5267303.25267303.22ln)(ln5.368364.115082866.11526722222=∆−∆=∆→∴•=•=×−−××=∆××=××=×==∆⇒∆==⇒+−=+−单斜斜方单斜由斜方单斜同理：斜方气压相等，故转变温度时，两者的蒸解：θθθθθ2分1分2分