《物理化学》期中试卷

2010 —2011学年 第 一 学期 化学与材料学院材料专业 《物理化学》期中试卷 一、选择题（每题2分；填上正确答案）30分 1、273.15K ，p ?下，1dm 3水中能溶解49molO 2或23.5molN 2，在标准情况下，1dm 3水中能溶解空气的物质的量为： （ ） （A ）25.5mol （B ）28.6mol （C ）96mol （D ）72.5mol 2、1mol van der waals 气体的T V S )(??应等于： （ ） （A ）b V R m - （B ）m V R （C ）0 （D ）b V R m -- 3、理想气体与温度为T 的大热源接触做等温膨胀，吸热Q ，所做的功是变到相同终态的最大功的20%，则系统的熵变为： （ ） （A ）T Q （B ）T Q 5- （C ）T Q 5 （D ）T Q - 4、两种理想气体在等温下混合，则： （ ） （A ）ΔU =0，ΔH =0，ΔS =0，ΔG =0 （B ）ΔU =0，ΔH =0，ΔS >0，ΔG =0 （C ）ΔU >0，ΔH <0，ΔS >0，ΔG <0 （D ）ΔU =0，ΔH =0，ΔS >0，ΔG <0 5、1mol 理想气体从p 1，V 1，T 1分别经： (1) 绝热可逆膨胀到p 2，V 2，T 2，(2) 绝热恒外压下膨胀到p 2′，V 2′，T 2′，若V 2= V 2′，则： （ ） （A ）T 2′=T 2，p 2′=p 2，S 2′=S 2 （B ）T 2′>T 2，p 2′<p 2，S 2′<S 2 （C ）T 2′>T 2，p 2′>p 2，S 2′>S 2 （D ）T 2′<T 2，p 2′<p 2，S 2′<S 2 题号 一 二（1） 二（2） 二（3） 二（4） 三（1） 三（2） 总分 得分 评卷人 息 考 生 信 栏 院（系） 班级 姓名 学号 ………………………………………………装……………………订……………………线……………………………………

6、598.15 K 时，与汞的摩尔分数为 0.497 的汞齐呈平衡的气相中，汞的蒸气压

为纯汞在该温度下饱和蒸气压的 43.3%，汞在该汞齐的活度系数γHg 为： （ ）

（A ）1.15 （B ）0.87 （C ）0.50 （D ）0.43

7、一密封钟罩内放一杯纯水A 和一杯糖水B ，静置足够长时间后发现： （ ）

（A ）A 杯水减少，B 杯水满后不再变化

（B ）A 杯水减少至空杯，B 杯水满后溢出

（C ）B 杯水减少，A 杯水满后不再变化

（D ）B 杯水减少至空杯，A 杯水满后溢出

8、设373 K 时，液体A 的饱和蒸气压为133.3 kPa ，液体B 为66.66 kPa ，则：

若 A 和 B 形成理想液体混合物，当 A 在溶液中的摩尔分数为 0.5 时，在气

相中的摩尔分数为： （ ）

（A ）2/3 （B ）1/2 （C ）1/3 （D ）1

9、某化学反应若在300K ，101325Pa 下在试管中进行时放热6×104J ，若在相同

条件下通过可逆电池进行反应，则吸热6×103J ，该反应系统可能做的最大非膨

胀功为： （ ）

（A ）66000J （B ）-66000J （C ） 54000J （D ）-54000J

10、在纯物的S -T 图中，通过某点可以分别作出等容线和等压线，其斜率分别

为 和 ，则在该点两曲线的斜率关系为： （ ） （A ）x >y （B ）x =y （C ）x <y （D ）无法确定

11、实际气体经节流膨胀后， （ ）

（A ）Q <0，ΔH =0，Δp <0 （B ）Q =0，ΔH =0，ΔT <0

（C ）Q =0，ΔH<0，Δp <0 （D ）Q =0，ΔH =0，Δp <0

12、可逆机的效率最高，在其他条件相同的情况下假设由可逆机牵引火车，其

速度将： （ ）

（A ）最快 （B ）最慢 （C ）中等 （D ）不确定

13、执力学基本公式dG =-SdT+Vdp 可适用的过程是： （ ）

（A ）298K ，101325Pa 的水蒸发过程 （B ）理想气体真空膨胀

《物理化学》期中试卷 共 6页 第 1页 x T S V =??? ????y T S p

=??? ????

（C）电解水制取氢（D）N2+3H2=2NH3，未达平衡14、有四杯含有不同溶质相同质量摩尔浓度（m=1mol?kg-1)的水溶液，分别测定其沸点，沸点升高最多的是：（）（A）Al2(SO4)3 （B）MgSO4（C）K2SO4（D）C6H5SO3H 15、温度为273K，压力为1000kPa下液态水和固态水的化学势u(l)和u(s)之间的关系是：（）（A）u(l)>u(s)（B）u(l)=u(s)（C）u(l)<u(s)（D）无法确定

二、计算题50分

1. (本题10分)将1 mol、373 K、p?的水经下列两种不同的过程汽化为373 K、p?的水蒸汽(假设为理想气体)，求不同过程的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS、ΔA、ΔG 。(a) 在373 K、p?下进行等温等压汽化；(b)在恒外压50kPa下恒温汽化为水蒸气，然后再可逆加压成373K、p?的水蒸汽；(c) 将该状态的水放入恒温373 K 的真空箱中，水蒸气充满整个真空箱，控制体积使终态压力为p?。已知水的蒸发焓为40.67kJ·mol–1。

《物理化学》期中试卷共6 页第2页

2、(本题10分)2mol 的O 2(g)（设为理想气体）处于300K ，100kPa 的始态，经下列不同过程后使压力减半，分别求算各过程中的功和ΔS ： (1) 等温可逆膨胀； (2) 对抗恒外压50kPa 等温膨胀； (3) 向等体积的真空自由膨胀； (4) 绝热可逆膨胀； (5) 绝热对抗恒外压50kPa 膨胀； (6）沿着VT =常数的可逆多方过程； (7) 沿着T -p 图中T 1，p 1(300K ，100kPa)到T 2，p 2(240K ，50kPa)的直线可逆膨胀。 息

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3、(本题10分)假设一冰箱是反Carnot机，冰箱外室温为298K，冰箱内部温度为273K，冰箱的电功率为300W，现将10kg298K的水放入冰箱使其全部结成冰，问需要多少时间？（已知273K时，冰的融化焓为334.7kJ·kg-1，水的平均热容为4.184J·K-1·g-1）

4、(本题10分) 请计算1mol过冷苯(液)在268.2K、101325Pa时凝固过程的Q 、W、ΔS、ΔH、ΔU、ΔA和ΔG。已知268.2K时固态苯和液态苯的饱和蒸气压分别为2280Pa和2675Pa，苯的熔化焓为9860J·mol–1，V m,l(苯)=8.911×10-5 m3·mol–1，V m,s(苯)=8.444×10-5 m3·mol–1

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5、(本题10分) 300K 时，纯A 与纯B 形成理想混合物，试计算如下两种情况所需做的最小功值。 （1）从大量的等物质量的纯A 与纯B 形成的理想混合物中，分出2mol 纯A ； （2）从A 与纯B 各为4mol 所形成的理想混合物中，分出1mol 纯A 。 三、证明题20分 1、(本题10分) 已知某气体状态方程为pV m =RT+bp ，其中b 为常数，证明该气体的逸度f ＝pe bp/RT 。

息 考 生 信 栏 院（系） 班级 姓名 学号 ………………………………………………装……………………订……………………线…………………………………… 《物理化学》期中试卷 共 6 页 第 5页

2、(本题10分) 证明： C B c c n V T B n V n V U B

n V T B n U U S n S n S ,,,,,,,)()()()(????+??=??

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