物化（上）期末考试试卷

中国科学技术大学

04～05学年度第二学期考试试卷

考试科目 物理化学 得分

学生所在系 姓名 学号

一、选择题 下列各题中有一个答案是正确的，请选择之。每小题2分，共40分。

1．下述体系中的组分B，选择假想标准态的是（ ） （A）混合理想气体中的组分B （B）混合非理想气体中的组分B （C）理想溶液中的组分B （D）稀溶液中的溶剂

2．在某温度下，当B溶解于A中形成溶液时，若纯B的摩尔体积大于溶液中B的偏摩尔体积时，(设B的偏摩尔体积大于零)，若增加压力则B在A中的溶解度将( )

（A） 增大 （B）减小 （C） 不变 （D）不确定

3．298 K时，HCl(g,Mr=36.5)溶解在甲苯中的亨利常数为245 kPa?kg?mol-1，当HCl(g)在甲苯溶液中的浓度达2%时，HCl(g)的平衡压力为 ( )

(A) 138 kPa (B) 11.99 kPa (C) 4.9 kPa (D) 49 kPa

4．298 K 时，蔗糖水溶液与纯水达渗透平衡时，整个体系的组分数、相数、自由度数为: ( )

(A) C= 2，? = 2，f*= 1 (B) C= 2，? = 2，f*= 2 (C) C= 2，? = 1，f*= 2 (D) C= 2，? = 1，f*= 3

5．在101.3 kPa下，110℃的水变为110℃水蒸气吸热Qp，在该相变过程中下列哪个关系式不成立? ( )

(A) ?S体> 0 (B) ?S环不确定 (C) ?S体+?S环> 0 (D) ?S环< 0

6．下列表达式中不正确的是 ( )

(A) (?U/?V)S = -p （适用于任何物质） (B) dS = Cpdln(T/K)- nRdln(p/p?) （适用于任何物质） (C) (?S/?V)T = (?p/?T)V （适用于任何物质） (D) (?U/?p)T = 0 （适用于理想气体）

7．纯液体苯在其正常沸点等温汽化，则 ( )

(A) ΔvapU?=ΔvapH?，ΔvapF?=ΔvapG?，ΔvapS?> 0 (B) ΔvapU?<ΔvapH?，ΔvapF?<ΔvapG?，ΔvapS?> 0

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(C) ΔvapU?>ΔvapH?，ΔvapF?>ΔvapG?，ΔvapS?< 0 (D) ΔvapU?<ΔvapH?，ΔvapF?<ΔvapG?，ΔvapS?< 0

8．正常沸点时液体气化为蒸气的过程在定压下升高温度时体系的ΔvapG?值应如何变化？ ( )

(A) ΔvapG?＝ 0 (B) ΔvapG?≥ 0 (C) ΔvapG?＜ 0 (D) ΔvapG?＞ 0

9．恒压下，无相变的单组分封闭体系的焓值随温度的升高而 ( )

(A) 增加 (B) 减少 (C) 不变 (D) 不一定

10．NH4HS(s)和任意量的NH3(g)及H2S(g)达平衡时，有( ) (A) C = 2，? = 2，f = 2 (B) C = 1，? = 2，f = 1 (C) C = 2，? = 3，f = 2 (D) C = 3，? = 2，f = 3

11．恒温下，单一组分的过冷液体的化学势比其固体的化学势 ( )

(A) 高 (B) 低 (C) 相等 (D) 不可比较 12．在288 K时，H2O(l)的饱和蒸气压为1702 Pa，当0.6 mol的不挥发溶质B溶于0.540 kg H2O时，蒸气压下降42 Pa，溶液中H2O的活度系数γx应该为 ( ) (A) 0.9804 (B) 0.9753 (C) 1.005 (D) 0.9948

13．若298 K时，反应N2O4(g)?2NO2(g)的?rGm?5398J?mol$-1，则当

p(N2O4)=p(NO2)=1 kPa时，反应将 。

（A）向生成N2O4方向进行 （B）向生成NO2方向进行 （C）反应恰好达到平衡 （D）不能判断其进行的方向

14．已知苯―乙醇双液体系中，苯的沸点是353.3 K，乙醇的沸点是351.6 K，两者的共沸组成为：含乙醇47.5%(摩尔分数)，沸点为341.2 K。今有含乙醇77.5%的苯溶液，在达到气液平衡后，气相中含乙醇为y2，液相中含乙醇为x2。下列结论何者正确? ( ) (A) y2>x2 (B) y2=x2 (C) y2

15．若将上述溶液精馏（14题），则能得到 ( ) (A) 纯苯 (B) 纯乙醇

(C) 纯苯和恒沸混合物 (D) 纯乙醇和恒沸混合物

16．在理想气体的S-T图上，任一条恒容线与任一条恒压线的斜率之比，在恒温时所代表的含义是 ( )

(A) (?S/?T)V/(?S/?T)p=0 (B) (?S/?T)V/(?S/?T)p=∞ (C) (?S/?T)V/(?S/?T)p=Cp/CV (D) (?S/?T)V/(?S/?T)p=CV/Cp

17．理想气体等温过程的ΔF。( )

(A) >ΔG (B) <ΔG (C) =ΔG (D) 不能确定

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18．在等温等压下进行下列相变：

H2O (s,-10℃, p?) = H2O (l,-10℃, p?) 在未指明是可逆还是不可逆的情况下，考虑下列各式哪些是适用的? ( )

(1) ?δQ/T = Δfus S (2) Q = Δfus H

(3) Δfus H/T = Δfus S (4) －Δfus G = 最大净功 (A) (1)，(2) (B) (2)，(3) (C) (4) (D) (2)

19．1 mol理想气体向真空膨胀,若其体积增加到原来的10倍,则体系、环境和孤立体系的熵变应分别为 ( ) (A) 19.14 J·K-1, -19.14 J·K-1 , 0 (B) -19.14 J·K-1, 19.14 J·K-1 , 0 (C) 19.14 J·K-1, 0 , 19.14 J·K-1 (D) 0 , 0 , 0 20．CaCO3(s)，CaO(s),BaCO3(s),BaO(s)及CO2(g)构成的一个平衡物系，其组分数为 ( ) (A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 5

二、填空题 每小题2分，共20分。

1．1kg水中分别加入相同数量(0.01mol)的溶质：葡萄糖, NaCl, CaCl2和乙醇溶液。相应的沸点为Tb（水），Tb（糖），Tb(NaCl) , Tb(CaCl2) , Tb（乙）。试将其沸点的次序由高到低排列： 。

2．将AlCl3溶于水，待全部水解时，体系的组分数C= 。

3． 在313 K时，液体A的饱和蒸气压是液体B的饱和蒸气压的21倍，A和B形成理想液体混合物，当气相中A和B的摩尔分数相等时，液相中A和B的摩尔分数分别为

xA=_____________, xB=______________。

4．300 K时，0.125 mol正庚烷（液体）在弹式量热计中完全燃烧，放热 602 kJ，反应

C7H16(l) + 11O2(g) = 7CO2(g) + 8H2O(l) 的ΔrUm= _____，ΔrHm = _____。(RT≈2.5 kJ)

5．选择“＞”、“＜”、“＝”中的一个填入下列空格：

实际气体绝热自由膨胀，ΔU 0，ΔS _____ 0。

6．逸度等于101 325 Pa的状态就是气体的标准态。此结论 。 气体的标准态就是逸度为101 325 Pa，且符合理想气体行为的状态，此结论 。 （填正确或错误） 7．选择“＞”、“＜”、“＝”中的一个填入下列空格：

若反应 C(s) + O2(g) = CO2(g) 在恒温、恒压条件下发生，其 ΔrHm< 0，若在恒容绝热条件下发生，则ΔrUm _____ 0，ΔrSm _____ 0。 8．NiO(s)与Ni(s)，H2O(g),H2(g),CO2(g)及CO(g)呈平衡,则该体系的独立组分数为 ,自由度数为 。

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9．288 K时，1 mol氢氧化钠溶在4.559 mol水中所形成的溶液的蒸气压为596.5 Pa，在该温度下纯水的蒸气压为1705 Pa，该溶液中水的活度为____________，水在溶液中和纯

水中的化学势之差为____________，以纯水为参考态。

10．1 mol单原子分子理想气体，从p1=202 650 Pa，T1= 273 K在p/T=常数的条件下加热，使压力增加到p2= 405 300 Pa，则体系做的体积功W = J。

三、计算题 1、2、3小题各10分；4、5小题各5分，共40分

1．在温度T时，A和B形成的溶液中，组分B的蒸气压与其组成的关系如图所示。 (1) xB=0.5时，按真实液态混合物计算B的活度及活度系数，物质B的标准态相当于图中哪个点?

(2) xB=0.5时，作为真实溶液中的溶质，计算物质B的活度及活度系数。B的标准态相当于图中哪个点?

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2．若将1 mol H2和3 mol I2引入一容积为V，温度为T的烧瓶中，当达到平衡时得到 x mol 的HI，此后再引入2 mol H2，新达平衡后得到2x mol的 HI。 (1) 写出 Kp，Kc，Kx，Km 之间的关系； (2) 求该温度下的 Kp。 3．NaCl-H2O 所组成的二组分体系。在 -21℃ 时有一个低共熔点。此时，冰、 NaCl·2H2O(s) 和浓度为 22.3％ (质量分数) 的 NaCl水溶液平衡共存。在 -9℃时不稳定化合物 (NaCl·2H2O) 分解，生成无水 NaCl 和 27％ 的 NaCl 水溶液。已知无水 NaCl 在水中

的溶解度受温度的影响不大 (当温度升高时，溶解度略有增加)。 (1) 试绘出相图，并指出各部分存在的相态； (2) 若有 1000ｇ28 ％ 的 NaCl 溶液，由 160℃ 冷到 -10℃，问此过程中能析出多少纯 NaCl？

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(3) 以海水(含 2.5% NaCl ) 制取淡水，问冷到何温度时析出淡水最多?

4．298 K时，测得当CO2分压为1.013×105 Pa时，CO2气体在水中的饱和浓度为 0.0338 mol?dm-3。假设气体为理想气体，溶液为稀溶液，计算在298 K和1.013×105 Pa下CO2 溶解于1 mol水至饱和时，体系的吉布斯自由能变化，并指出所用标准态。

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5．在平均海拔4500 m的西藏高原上，大气压力只有57.33 kPa，试根据公式

ln(p/Pa)?25.56?5216K/Tb计算水的沸点。

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