中南大学物化考试卷2

中南大学考试试卷02

一、填空题（每小题3分，共45分）

1. 273.15K,101.325KPa下，固体冰融化为水，其过程的Q 0， W 0，

ΔU 0 ，ΔH 0，

2. 1mol 25℃的液体苯在弹式量热计中完全燃烧，放热3264KJ，则反应 2C6H6（l）+15O2（g） == 12CO2（g） +6H2O（l）

的ΔrUm（298K）== KJ·mol ，ΔrH m（298K）== KJ·mol 3. 298K时某化学反应的ΔrH m= -16.74 KJ·mol ，ΔrCp，m =16.74 J·K·mol，则

该化学反应在 K温度下反应时的反应热为零。

4. 1mol单原子理想气体等容从T1冷却到T2，则该过程的ΔS 0， W 0。 5. 1mol的液态水由100℃,101.325KPa向真空蒸发为100℃,101.325KPa的水蒸气，已知此

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过程的ΔH = 40.6 KJ，则该过程的Q = KJ，W = KJ， ΔU = KJ ，ΔS = J·K-1，ΔA = KJ，ΔG = KJ。

6. 在 298.15K,101.325KPa下，将0.5 mol苯和0.5 mol甲苯混合形成理想液体混合物，该过

程的ΔU = ，ΔH = ，ΔS = 。

7. 2molA和1molB形成的理想液体混合物，已知PA = 90KPa，PB =30KPa。则气相中两

物质摩尔分数之比yA：yB = 。

8. 设葡萄糖在人体（体温为36.8℃）血液中和尿液中的质量摩尔浓度分别为5.50×10-3

mol·Kg-1和5.50×10-5mol·Kg-1，若将1mol葡萄糖从尿中转移到血液中，肾脏至少须作 KJ的功。

9. 已知ΔfGm（HCl，g，298K）== -95.625 KJ·mol，则反应

H2（g） + Cl2（g） == 2HCl（g） 的Kp== ，Kc == ，Ky == 。

10. 某化学反应的K与T的关系为：lnK=1.0×10/T –8.0 则该反应的ΔrHm= ——————

KJ·mol，ΔrSm= J·K·mol 。

11. 某化学反应的ΔrGm =（-21660+54.15T）J·mol，若要使该反应的平衡常数K＞1，

则应将温度控制在 。

12. 在石灰窑中，分解反应 CaCO3（s）== CaO（s） + CO2（g） 已达平衡，则该系统的独

立组分数C = ，相数Φ= ，自由度数f = 。

1

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5

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θ

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※

13. CaCO3（s），CaO（s），BaCO3（s），BaO（s）和CO2（g）达到平衡时，此系统的独立组

分数C = ，相数Φ= ，自由度数f = 。

14. 已知水的平均汽化热为40.6 KJ·mol，若压力锅允许的最高温度为423K，此时压力锅

内的压力为 kPa 。

15. UF6（s）的蒸汽压与温度的关系式为ln（P/Pa） = 29.416 – 5894.6/（T/K），则其平

均升华热为 KJ·mol.

二、 （5分） 2mol理想气体的始态为500K、10 p, 经等温可逆过程膨胀到1 p, 求此过

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θ

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-1

程的Q, W,?△U, △H, △S, △A，△G?

三、 （10分） 1mol单原子分子理想气体经一不可逆绝热膨胀过程达到终态273K, 1 p,已

知此过程的△S=20.9 J.K-1·mol-1, W = -1255 J, 终态时,气体的规定熵为188.3 J·.K-1mol-1, 试求此过程的△U,?△H,?△A,?△G和体系初始状态的温度T?

四、 （10分）某水溶液含有不挥发性溶质，在-1.5℃时凝固，已知水的Kf =1.86K·mol-1·Kg，

Kb =0.52K·mol-1·Kg。水在25℃时的p=3.167 kPa，试计算 (1) 该溶液的正常沸点；

※

θ

(2)在298.15K时该溶液的蒸汽压和渗透压。

五、 （10分）已知25℃时,Ag2O(s)的ΔfHm= -30.59 KJ·mol。Ag2O(s) ,Ag (s) ,O2(g) 在

25℃时Sm分别为121.71， 42.69和205.14J·K·mol。(1)求25℃时Ag2O(s)的分解压力；(2)纯Ag (s) 在25℃，p的空气中能否被氧化？已知空气中氧的含量为0.21（摩尔分数）

六、 （10分）苯的正常沸点为353K，摩尔气化焓?vapHm＝30.77kJ·mol，今将353K，P?下

1mol液态苯向真空等温蒸发为同温同压的苯蒸汽（设为理想气体）。 （1） 计算该过程中苯吸收的热量Q和作的功W； （2） 求苯的摩尔气化自由能?vapGm和摩尔气体熵?vapSm； （3） 求环境的熵变；

（4） 使用哪种判据，可以判别上述过程可逆与否？并判别之。 七、 （10分）已知A－B两组分体系相图，如图： 1. 标出各相区的相态；

2. 指出相图中的三相线及相应相组成；

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2

3. A、B是否组成中间化合物？若有，写出其化学式，其稳定性如何？ 4. A－B混合物在什么情况下凝固点最低？ 5. 绘制a,b表示的两个体系冷却时的步冷曲线。

一、填空题

1、Q＞0， W＞0，ΔU＞0，Δ H＞0 。 2、ΔrU=-6528，ΔrH=-6538 3、1298K 4、ΔS＜0，W=0

5、Q=37.5kJ， W=0 kJ，ΔU=37.5kJ，Δ S=108.8ΔA=-3.1 kJ，ΔG=0 kJ

3

6、ΔU=0，Δ H=0，Δ S=5.76。 7、6/1

8、11.9 kJ 9、 Kp== 3.344×10 ，Kc== 3.344×10，Ky == 3.344×10 。 10、-831.4，-66.51 11、400 k以下 12、2、3、1 13、4、5、1 14、472.88kPa 15、49.02kJ·mol-1 二、解: 此过程是理想气体等温过程, 故有:

?U=0 （2分） ?H=0（2分）

Q = W = nRTln(p1/p2) = 2·8.314·500·ln(10/1)=19144J（2分） ?S = nRln(p1/p2) = 38.29 J.K （2分）

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3

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3

3

?A = ?G = nRTln(p2/p1) = －19144J （2分）

三、 解： ∵ 此过程是一绝热过程, 故: Q=0 ?U = W = －1255 J（2分） 对理想气体有： ?U = CV (T2－T1) （1分）

T1 = T2 －?U/CV = 273－(－1255/1.5R) = 373.6 K（2分） ?H = Cp?T = 2.5R·(273－373.6) = －2091 J（2分） S1= S2－?S = 188.3－20.9 = 167.4 J.K.mol （2分）

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?A = ? (U－TS) = ?U－(T2S2－T1S1) （2分）

= －1255－(273·188.3－373.6·167.4) = 9880 J（2分） ?G = ?(H－TS) = ?H－(T2S2－T1S1)

= －2091－(273·188.3－373.6·167.4) = 9044 J（2分）

此体系的初态为：T= 373.6K, ?U=－1255 J ?H=－2091 J ?A = 9880 J ?G = 9044 J 四、解（1）ΔTf=kf·mB （1分）

mB=ΔTf/ kf=1.5/1.86=0.806mol·kg-1（2分） ΔTb=kb·mB =0.52×0.806=0.402 （2分） Tb= Tb+ΔTb=373.15+0.402=373.55k（2分）

※

4

因溶液为稀溶液 xB=0.806/（1000/18.2+0.806）= 0.0143（2分） pA = PA*xA = 3.167×（1－00143）= 3.122kPa（2分）

稀溶液的密度近似为1kg·dm-3，CB = 0.806mol·dm-3 = 806 mol·m-3（2分） Π= CBRT=806×8.314×298.2=1.998×103kPa（2分）

五、解：Ag2O（s）=2Ag（s）+1/2O2（g）

ΔrHm=-ΔfHm[Ag2O（s）]= 30.59 K （2分）

Θ

θ

ΔrSm=66.24 J·K·mol（2分）

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-1

ΔrGm=ΔrHm-TΔrSm=10.84×103 J·mol （2分）

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Θ

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K=exp（-ΔrGm/RT）=0.0126（3分）

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PO2= （K）2·P=15.9Pa（3分）

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（2）在空气中PO2=0.21×101325 Pa=21278.2 Pa＞分解压（2分） 所以反应得逆向进行，故Ag可被氧化（1分）

六、解：（1）因是恒温向真空膨胀 W=0，

又因 T1=T2，P1=P2，∴ ?H=30770 J·mol-1 Q=?U=?H- P(Vg-V1)≈?H- PVg=?H-nRT

=30770-8.314×353=27835.16 J（4分）

（2）?vapSm＝QR/T＝87.2J·K ?vapGm＝0（2分）

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（3）?S环＝－Q实际/T＝－78.9J·K（2分）

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（4）?S总＝?S环＋?vapSm＝8.3J·K＞0 所以原过程为不可逆过程。（2分）

七、解：（1） 1. 熔融物L 2. L+A(s) 3. A(s)+中间化合物D(s) 4．L＋B（s） 5. L+D(s) 6. B(s)+D(s) （2分） （2） 三相线有 EF：组成为J的熔融物L＋A（s）＋D(s) GH: 组成为G的熔融物L＋B(s)＋D(s) （2分）

（3） 有中间化合物，化学式为AB4，该化合物不稳定，在到达熔点前分解（2分）

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5

（4） 当B的摩尔分数为0.6时混合物凝固点最低，为510K（2分） （5） 如图（2分）

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/dh0t.html