08-09第二学期物化试卷-A-参考答案与评分标准

（勤奋、求是、创新、奉献）

2008～ 2009学年第 二 学期考试试卷

主考教师： 陈燕青

学院 化学化工学院 班级 __________ 姓名 __________学号 ___________

《物理化学(一)》课程试卷A参考答案与评分标准

（本卷考试时间 120分钟） 题号 一 题分 20 得分

二 20 三 10 四 15 五 10 六 10 七 15 八 九 十 总得分 一、选择题（本题共10小题，每小题2分，共20分）

$-11、 若298 K时，反应N2O4(g)?2NO2(g)的?rGm?5398J?mol，则当

p(N2O4)=p(NO2)=1 kPa时，反应将 ( A )

(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

2、石墨的燃烧热 ( B )

(A) 等于CO生成热 (B) 等于CO2生成热

(C) 等于金刚石燃烧热 (D) 等于零

3、 某绝热封闭体系在接受了环境所做的功之后，其温度： ( A )

(A) 一定升高 (B) 一定降低 (C) 一定不变 (D) 不一定改变

4、液态苯在一绝热刚性的氧弹中燃烧，其化学反应为：C6H6(l)+7.5O2(g)=6CO2(g)+3H2O(g)，则下面表示准确的是 ( B )

（A）ΔU=0，ΔH<0，Q=0 （B）ΔU=0，ΔH>0，W=0 （C）ΔU=0，ΔH=0，Q=0 （D）ΔU≠ 0，ΔH≠ 0，Q=0

5、 在270K和大气压力下，一定量的过冷水凝结为同温同压下的冰，则系统和环境的熵变分别为 ( B )

(A) ΔSsys<0，ΔSsur<0 (B) ΔSsys<0，ΔSsur>0 (C) ΔSsys>0，ΔSsur<0 (D) ΔSsys>0，ΔSsur>0 6、下列偏微分中，能称为偏摩尔量的是 ( A )

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(A) ????V?? ???nB?T,p,nC(C?B) (B) ????H?? ???nB?S,p,nC(C?B)(C) ??

??G?? ???nB?p,V,nC(C?B) (D) ????S?????nB?T,H,nC(C?B)

?7、已知反应3O2(g)=2O3(g)，在298 K时?rHm=-280 J·mol-1，则对该反应有利的

条件是 ( C )

(A) 升温、加压 (B) 升温、降压 (C) 降温、加压 (D) 降温、降压

8、 在某反应条件下，反应SO2(g)?12O2(g)?SO3(g)的标准平衡常数K1?=0.54。

保持反应条件不变，反应2SO2(g)?O2(g)?2SO3(g)的标准平衡常数K2?应该等于

( D )

(A) 0.54 (B) 1.08 (C) 0.735 (D) 0.2916

9、 合成了一个新化合物B(s)的质量为1.5 g，溶于1.0 kg 纯水中形成非电解质溶液，测得出现冰的温度比纯水凝固点下降了0.015 K，已知水的凝固点降低常数kf=1.86 K·mol-1·kg，则该新化合物的摩尔质量MB约为 ( C )

(A)100 g·mol-1 (B) 150 g·mol-1 (C) 186 g·mol-1 (D) 200 g·mol-1

10、 已知 373.15 K 时，液体 A 的饱和蒸气压为 133.32 kPa，另一液体 B 可与 A 构成理想液体混合物。当 A 在溶液中的物质的量分数为 1/2 时，A 在气

相中的物质量分数为2/3 时，则在373.15 K时，液体 B 的饱和蒸气压应为： ( A )

(A) 66.66 kPa (B) 88.88 kPa (C) 133.32 kPa (D) 266.64 kPa

二、填空题（本题共10小题，每题2分，共20分）

1、300 K时，将2 mol Zn片溶于过量的稀硫酸中，若反应在敞口容器中进行时

放热Qp，在封闭刚性容器中进行时放热QV，则QV -Qp= __-4988___ J。 0387

[答] QV -Qp=-ΔnRT= -4988 J

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2、在298K 时，有1 mol 50 kPa的纯理想气体，它的化学热与标准态化学热的差值?????___-1.72kJ·mol-1_______。

3、理想气体向真空膨胀，体积由V1变到V2，其ΔU __0__ ，ΔS __ nRln(V2/V1) ___ 。 4、 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,B两液体形成理想溶液。若气相中A和B的摩尔分数相等,则液相中A和B的摩尔分数比xA/xB为__1/21____。

5、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 = 0 J。

6、10 mol单原子理想气体,在恒外压0.987p?下由400 K,2p?等温膨胀至0.987p?,物体对环境作功 16.85 kJ。

7、 选择“＞”、“＜”、“＝”中的一个填入下列空格： 苯和甲苯在恒温恒压条件下,混合形成理想液体混合物,其ΔmixH __=___ 0 , ΔmixS __>__ 0。

8、 已知 N2O4的分解反应 N2O4(g) = 2NO2 (g)，在 25℃时，ΔrG $ = 4.78 mkJ?mol-1。此温度时，在 p(N2O4) = 3p?，p(NO2)=2p?的条件下，反应向 _____左______ 进行。

9、 选择“＞”、“＜”、“＝”中的一个填入下列空格。

理想气体恒温可逆压缩，?S __ <___ 0，?G __> ___ 0。

10、88 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____0.35_____。

三、10 分

p???，298 K时，乙醇(l)的?cHm=-1366.9 kJ·mol-1, CO2(g)和H2O(l)的?fHm分别

为-393.5和285.9 kJ·mol-1，计算C2H5OH(l)的标准摩尔生成焓。

???? ?cHm=-1366.9 kJ·mol-1=2?fHm (CO2)+3?fHm (H2O)-?fHm(C2H5OH)

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得ΔfH$(C2H5OH)=-277.8 kJ·mol-1 (10分) m

四、15 分

设有300 K的1 mol理想气体作等温可逆膨胀,起始压力为15p?，终态体积为10

dm3。试计算该气体的Q，W，?U，?H，?A，?S和?G。 [答] 该过程是理想气体等温过程，故 ΔU =ΔH = 0 (4分)

始态体积 V1为： V1= nRT/p1 = (1mol)×(8.314 J·K-1·mol-1) ×(300 K)/(15×100 kPa) = 1.66 dm3

W= nRTln(V1/V2) = (1 mol)×(8.314 J·K-1·mol-1)×(300 K)×ln(1.66 dm3/10dm3) = - 4.48 kJ (2分) Q=-W=4.48 kJ (2分)

ΔS = nRln(V2/V1) = (1mol)×(8.314 J·K-1·mol-1) ×ln(10 dm3/1.66 dm3) = 14.9 J·K-1 (3分)

ΔA =WR= nRTln(V1/V2) = (1 mol)×(8.314 J·K-1·mol-1)×(300 K)×ln(1.66 dm3/10dm3) = - 4.48 kJ (2分) ΔG =ΔA = - 4.48 kJ (2分)

五、10 分

在p?和373.15 K下，把1mol水蒸气可逆压缩为液体,计算Q，W，?U，?H，

?A，?G和?S。已知在373.15 K和p?下,水的摩尔汽化热为40.691 kJ·mol-1。

[答] W = -pΔVm= -p[V(l)-V(g)] ≈pV(g) = RT = 3.102 kJ·mol-1 (2分) Qp= ΔH= -ΔvapHm×1mol = - 40.691 kJ (2分) ΔU=ΔH- pΔV = -37.589 kJ·mol-1 (2分) ΔG= 0 (1分) ΔA= WR= 3.103 kJ·mol-1 (1分) ΔS= QR/T = -109.0 J·K-1·mol-1 (2分)

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六、10 分

两液体A，B形成理想液体混合物。在320 K，溶液I含3 mol A和1 mol B，总蒸气压为：5.33×104 Pa。再加入2 mol B 形成理想液体混合物II，总蒸气压为 6.13×104 Pa。

**

(1) 计算纯液体的蒸气压 p A，pB； (2) 理想液体混合物I的平衡气相组成 yB； (3) 若在理想液体混合物II中加入3 mol B形成理想液体混合物Ⅲ，总蒸气压为多少？

*

[答] (1) p = p*AxA+ pBxB

*

5.33×104 Pa = 0.75 p*A+ 0.25 pB ------------- (1)

*

6.13×104 Pa = 0.5 p*A+ 0.5 pB ------------- (2)

联立 (1) 式与 (2) 式得：

4 *4

p*A= 4.53×10Pa pB= 7.73×10Pa (4分) (2) yB(I) =p*BxB(I)/p(I) = 0.36 (3分)

*4

(3) p(Ⅲ)=p*AxA(Ⅲ) +pBxB(Ⅲ)= 6.66×10Pa (3分)

七、 15分

在298 K时，NH4SH(s) 在一真空瓶中分解： NH4SH(s)＝ NH3(g) + H2S(g)

?该反应的 ?rHm= 93 720 J?mol-1，ΔCp= 0。

(1) 达到平衡时，测得平衡压力为 5.997×104 Pa (气相中只有 NH3和 H2S)，

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计算此时标

准平衡常数K?，设气体为理想气体。 p （2）若此反应在 308 K 时达到平衡时，标准平衡常数K?是多少？ p 此时容器中的总压力为多大？ 解：（1） 298 K 时， p(NH3) = p(H2S) = p/2 = 29 980 Pa (2分) K?= [p(NH3)/100 000 Pa]×[p(H2S)/100 000 Pa] = 0.0876 (4分) p (1) ln[K?p (308 K)/ K?p (298 K)] = (??rHm/R)(1/298 K - 1/308 K) K?p (308 K)= 0.299 K?p= [p(NH3)/100 000 Pa]×[p(H2S)/100 000 Pa] p(NH3)=p(H2S)=p/2=54695 Pa (1分)

p =109390 Pa

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(4分) (2分) (2分)

计算此时标

准平衡常数K?，设气体为理想气体。 p （2）若此反应在 308 K 时达到平衡时，标准平衡常数K?是多少？ p 此时容器中的总压力为多大？ 解：（1） 298 K 时， p(NH3) = p(H2S) = p/2 = 29 980 Pa (2分) K?= [p(NH3)/100 000 Pa]×[p(H2S)/100 000 Pa] = 0.0876 (4分) p (1) ln[K?p (308 K)/ K?p (298 K)] = (??rHm/R)(1/298 K - 1/308 K) K?p (308 K)= 0.299 K?p= [p(NH3)/100 000 Pa]×[p(H2S)/100 000 Pa] p(NH3)=p(H2S)=p/2=54695 Pa (1分)

p =109390 Pa

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(4分) (2分) (2分)

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