中南大学物化考试卷5

中南大学考试试卷05

一、 选择题（每题2分，共20分）

1. 一可逆热机与另一可逆热机在其它条件相同时，燃烧等量的燃料，则可逆热机拖动

的列车运行的速度（ ）

(a) 较快 (b) 较慢 (c) 一样 (d) 不一定

2. 在等压下,无论用什么手段进行反应 A + B === C，若△rHm＞0，则该反应（ ）。 (a) 为吸热反应； (b) 为放热反应； (c) 视反应手段而定； (d) 无热交换

3. 理想气体在等温条件下，经恒外压压缩至稳定，此变化中的系统熵变△S系及环境熵变△S环应为（ ）

(a) △S系＞0 ，△S环＜0 (b) △S系＜0 ，△S环＞0 (c) △S系＞0 ，△S环=0 (d) △S系＜0 ，△S环=0

4. 在定温定压下，溶剂A和溶质B形成一定浓度的稀溶液，若采用不同的浓度表示方式，则（ ）。

(a) 溶液中A和B的活度不变； (b) 溶液中A和B的标准化学势不变； (c) 溶液中A和B的活度系数不变；(d) 溶液中A和B的化学势值不变。

5. 有一以水为溶剂的稀溶液浓度为m，其沸点升高值为△Tb，凝固点下降值为△Tf，则（ ）。

(a) △Tf ＞△Tb ；(b) △Tf ＝△Tb； (c) △Tf ＜△Tb ；(d) 不能确定

6. A、B两液体形成的溶液在T~x图上出现最高点，则该溶液对拉乌尔定律产生（ ）。

(a) 正偏差； (b) 负偏差； (c) 无偏差； (d) 无规则

7. 合成氨反应 N2（g）+ 3H2（g）== 2NH3（g）达平衡后加入惰性气体，保持体系温度和总压不变（气体为理想气体），则有（ ）。

(a) 平衡右移，Kpo 不变； (b) 平衡右移，Kpo 增加； (c) 平衡左移，Kpo 不变； (d)，平衡不移动，Kpo 不变。 8. 在 300K时，2 mol某理想气体的吉布斯函数G与亥姆霍兹函数A的差值为（ ）。 (a) G-A=1.247kJ (b) G-A=2.494kJ (c) G-A=4.988kJ (d) G-A=9.977kJ 9. FeCl3和H2O能形成FeCl3·6H2O，2FeCl3·7H2O ，2 FeCl3·5H2O ， FeCl3·2H2O 四 种水合物，则该系统的独立组分数C和在恒压下最多可能平衡共存的相数Φ分别为（ ） (a)C=3，Φ= 4 (b) C=2，Φ= 4 (c) C=2，Φ= 3 (d) C=3，Φ= 5 10.由纯物质形成理想溶液的（ ）。

(a) △S=0； (b) △G=0 (2)； (c) △H=0； (d) △A=0

二、填空题（每题2分，共30分）

1

1. 在273K，Po 下，1mol固体冰融化为水，其Q 0；W 0；△U 0 ；△H 0；。（填＞，＝或＜＝）

2.一定量的H2和O2在绝热刚性容器中反应生成H2O此过程的Q 0；W 0；△U 0 ；△H ；△S 0 。（填＞，＝或＜） 3. 理想气体等温向真空膨胀，体积由V1到V2，其△U ，△S 。 4. 把500克樟脑（熔点为451.15K）和0.1mol某新合成的有机物相混合，所得混合物 的熔点为433.15 K。已知该有机物0.13克和5克樟脑混合物的熔点为447.15，则该有机物的摩尔质量为 kg·mol-1。

5. PCl5（g）分解反应在473K下达到平衡时，有48.5% PCl5（g）分解，在573K下，平衡分解率为97%，则此反应的△rHm 0。（填＞，＝或＜） 6.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 。

7. 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 = 。 8.对于U、H、S、A、G等热力学量

（a） 在绝热定容反应器中反应，过程中不变的量是 。

（b） 在373.15K和101325 Pa下，液体水气化过程中不变的量是 。 （c） 气体绝热可逆膨胀过程中不变的量是 。

9.克劳修斯-克拉贝龙方程的表达式为 。它是热力

学第二定律对纯物质 两相平衡的应用。

10. 已知298.15K时，反应2H2（g）+O2（g）= 2H2O（g）的K（298.15）=1.17×1080，

θθ-1θ

假设此反应的ΔrCp，m=0，ΔrHm=-483.64 KJ·mol。则K（T）=1.29×1020时所对应的反应温度T= k 三、计算题（共60分）

1.（本题12分）已知1 molCaCO3（s）在900℃、po下分解为CaO（s）与CO2(g)时吸热178 kJ。计算此过程的Q、W、△U、△H。

θ

θ

θ

2.（本题12分）苯的正常沸点为353 K，此时?vapHm(Ｃ６Ｈ６，353Ｋ)＝30.77 kJ·mol

－１

。现将353 K、p下的1 mol液态苯向真空恒温蒸发为同温同压下的苯蒸气(可视为

?

2

理想气体)，试计算：(1) 此过程中苯吸收的热和所做的功；(2) ?vapSm（Ｃ６Ｈ６）及

?vapGm；(3) 在298.15K时苯的饱和蒸气压。

 3.（本题12分）计算在1473K时固态FeO的分解压力，分解反应为FeO === Fe（s）+1/2O2。

-1

已知此反应的△rCp，mo = -3.2J·K-1，在298K时此反应的△rHmo = 268.8 KJ·mol，△o-1-1rSm=70.88 J·K·mol

4. （本题12分） 298.15 K时，将2 g某化合物溶于1 kg水中的渗透压与在298.15 K将0.8 g葡萄糖(C6H1２O6)和1.2 g蔗糖(C１２H２２O１１)溶于1 kg H２O中的渗透压相同。(1)求此化合物的摩尔质量；(2)此化合物溶液的蒸气压降低多少?(3)此化合物溶液的冰点是多少?(已知298.15 K水的饱和蒸气压为3.168 kPa，水的冰点降低常数Kf=1.86 mol·kg·K) 。

5. （本题12分） A的熔点为923 K，AB2熔点为1 418 K，B的熔点为1 725 K。A2B无熔点，但在1 043 K分解成AB2及含B ５０% 的液体，在783 K(含B２５%)及1 353 K(含B89%)有两个低共熔点。各固相互不相溶，（1）试作出A—B系相图，（2）标明各相区的稳定相。(各组成均为质量百分数，AB2中含B的质量百分数为：B=82.85%，A2B中含B的质量百分数为：B=54.70%)

-1

物理化学期末考试试题答案05

一、选择题（每题2分）

1. b ， 2. a ， 3. b ，4. d ， 5. a ，6. b ，7. c ，8. c ，9. c ，10. c 。 二、选择题（每题2分）

1、Q＞0， W＞0，ΔU＞0，ΔH＞0 。 2、Q=0， W=0，ΔU=0，ΔH＞0 ，ΔS＞0 3、ΔU=0，ΔS=nRlnV2/V1

3

4、65×10-3 kg ·mol 5、ΔrHm＞0 6、400k以下

7、C=2、Φ=3、f=1 8、（a）U （b）G （c）S

-1

dlnp/p??vapHm?9、；l-g、s-g两相平衡 2dTRT10、1020k

三、计算题

1、 ：此反应为恒温恒压下的化学反应 CaCO3（s）→ CaO（s） + CO2（g）（2分） ∵过程中没做非体积功

∴Qp=ΔH=178 KJ（3分）

W=-PΔV=-P（V产物-V反应物）=-PVco2=-nRT =-8.314×1173=-9.75 KJ（4分） ΔU=Q+W=168.25 KJ（3分）

（若解题思路正确，公式用对可适当给分） 2、 ：（1）W=0， ΔH=30.77 KJ

Q=ΔU=ΔH- P（Vg-Vl）=ΔH-RT=30770-8.314×353=27835.16J ΔS=30770/353=87.18 J·k·mol

ΔG=0 ，ΔA=-RT=-8.314×353=-2.935 KJ（6分）

P2?vapHm11（2）ln?(?)

P1RT2T1P2=17961Pa（6分）（若解题思路正确，公式用对可适当给分）

3、 △rHmo（T2）=△rHmo（T1）+∫T1 T2ΔrCp，mdT =268.8×103-3.2×（1473-298）=265040 J（2分）

△rSmo（T2）=△rSmo（T1）+△rCp，moln1473/298=70.88-3.2 ln1473/298=65.77 J·K（2分） △ rGmo（T2）=△rHmo（T2）-T△rSmo（T2）=168161 J（2分） △ rGmo（T2）=-RTlnKp，2o=-1/2RTlnPO2/Po（2分）

lnPO2/Po=-2△rGmo（T2）/RT2=-168161×2/8.314×1473=-27.4627（2分） PO2/Po=1.1834×10-12

PO2=1.1834×10-10kPa（2分）

（若解题思路正确，公式用对可适当给分）

4

4、 解：（1）Kb??Tb?0.5207k·kg·mol（3分）

W1/(M1WA)W2Kb?105.1 g·mol（3分）

WA?Tb（2）M2?（3）XA?※

nA?0.9927（3分）

nA?n1?n2P≈PA=xAPA=3.165kPa（3分）

（若解题思路正确，公式用对可适当给分）

5、依以上数据作出Ｍｇ—Ｎｉ系相图如下：（若解题思路正确，可适当给分）

T/K

1700

1600

1500 1400 T=1353K 1300 1200 1100 1000 900

800 T=783K P

T=1043K

E2(89%)

E1(35%) Mg2Ni MgNi2

10 20 30 40 50 60 70 80 90 Ni

Ni%→

5

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