物理化学试卷 A.doc含答案

2010/2011学年第2学期期末考试

化学专业 2009 级 物理化学 试卷（A卷）

题号 得分

一 二 三 四 五 六 七 总分 一、 单项选择题（每小题2分，共30分）

1．一可逆热机与一不可逆热机在其他条件都相同时，燃烧等量的燃料，则可逆热机牵引的列车行走的距离：（ ） (A ) 较长 (B) 较短 (C) 一样 (D) 不一定

??S?2．由麦克斯韦关系式，?? 和下式哪个相等：（ ）

?P??T??P?(A) ??? (B)

??S?V??P???V? (C) ????? (D) 不能确定

??T?V??T?P3． 阿马格分体积定律使用的条件是：（ ）

(A) 理想气体，定温下，各气体单独存在时的体积和混合后总气体的体积相等时 (B) 理想气体，定温下，各气体单独存在时的压力和混合后总气体的压力相等时 (C) 理想气体，等温，等压 (D) 理想气体，等温，等容

4．理想气体的绝热向真空膨胀的过程，哪个是不正确的：（ ）

(A) ?U=0 (B) W=0 (C) ?S?0 (D) ?H?0 5．下列各式中哪个是化学势：（ ）

??H(A)???n?B?? (B) ??T,S,nC(C?B)??A???n?B?? (C) ??T,P,nC(C?B)??G???n?B?? (D) ??T,V,nC(C?B)??U???n?B?? ??S,V,nC(C?B)6．具有最低恒沸点的某二组分体系,在T～x图的最低点有：（ ）

ggggll(A) f=0,xA (C) f=1,xB (D) f=1,xlA?xB ?xlA (B) f=0,xA?xB?xB7．在0℃到100℃的范围内液态水的蒸气压P与T的关系为lgP/mmHg??2265/T?8.977,某高原地区的气压只有

450mmHg,则该地区的沸点为：（ ）

(A) 358.2K (B) 85.2℃ (C) 385.2K (D) 373K 8．亥姆霍兹自由能判据可写作：（ ）

(A) ?dA?T,V,W?0?0 (B)?dA?T,V,Wf?0?0 (C) ?dA?T,V,W?0?0 (D) ?dA?T,V,Wf?0?0 9．石墨的燃烧热：（ ）

(A) 等于CO的生成热 (B) 等于CO2的生成热 (C) 等于金刚石的燃烧热 (D) 等于零 10．合成氨反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)达平衡后加入惰性气体,且保持系统温度、总压不变(气体为理想气体)则：（ ）

??(A)nN2减少, nH2减少, nNH3增加,KP不变 (B) nN2减少, nH2减少, nNH3增加,KP增加

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??(C) nN2, nH2, nNH3不变;KP不变 (D) nN2增加, nH2增加, nNH3减少,KP不变

??11．理想气体反应CO(g) + 2H2(g) = CH3OH(g)的?rGm与温度T的关系为?rGm??21660?52.92T若要时反应的平衡常

数K>1,则应控制的反应温度：（ ）

(A) 必须低于409.3℃ (B) 必须高于409.3K (C) 必须低于409.3K (D) 必须等于409.3K 12．某真实气体易被压缩，则其压缩因子Z的数值：（ ）

(A) Z＞ 1 (B) Z＜1 (C) Z=1 (D) 不能确定 13． 在恒温抽空的玻璃罩中，封如液面相同的一杯糖水（A）和一杯纯水（B）经历若干时间后两杯液面的高度将：

（ ）

(A) A杯高于B杯 (B) A杯等于B杯 (C) A杯低于B杯 (D) 视温度而定 14．400K时，液体A的蒸气压为4×104Pa，液体B的蒸气压为6×104Pa，两者组成理想液态混合物，平衡时液态混合

物中A的物质的量分数为0.6，则气相中B的物质的量分数为：（ ）

(A) 0.60 (B) 0.50 (C) 0.40 (D) 0.31

15．已知Na2CO3(s)和H2O(l) 可以生成如下三种水合盐:Na2CO3·H2O(s) ,Na2CO3·7H2O(s) 和Na2CO3·10H2O(s),在298K时

与水蒸气平衡共存的水合盐最多可有：（ ）

(A) 1种 (B) 2种 (C) 3 种 (D) 4种

二、 判断题(每小题1.5分,共15分)

（ ）1．根据热力学第一定律，因为能量不能无中生有，所以一个系统若要对外做功，必须从外界吸收热量。 （ ）2．状态函数改变后，状态一定改变。

（ ）3．在同一溶液中对于同一组分B，若标准态的规定不同，则活度也不同。 （ ）4．对于纯组分，则化学势等于其自由能。 （ ）5．凡是熵增加的过程都是自发过程。

（ ）6．NaHCO3(s)部分分解为Na2CO3(s),H2O(g),CO2(g)达成平衡,则该体系的独立组分数为1。 （ ）7．某一反应的平衡常数是一个不变的常数。

（ ）8．两种不同种类的理想气体，如果它们的平均平动能相同，密度相同，则它们的压力也相同。 （ ）9．同种理想气体的根均方速率、最概然速率、数学平均速率，三者中最概然速率最大。 （ ）10．水的三相点的温度是273.16K，压力是610.62Pa，三相点随压力的变化而变化。

三、 计算题 (共10分)

在300K时，将葡萄糖(C6H12O6)溶于水中，得葡萄糖的质量分数为0.044的溶液。试求 (1) 该溶液的渗透压；

(2) 若用葡萄糖不能透过的半透膜，将溶液和纯水隔开，试问在溶液一方需要多高的水柱才能使之平衡。设这时溶液

3?3的密度为1.015?10kg?m。

四、 计算题 (共13分)

1mol单原子理想气体，从始态273K，100kPa，分别经下列可逆变化到达各自的终态，试计算各过程的Q，W，△U

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△H，△S，△A和△G。已知该气体在273K，100kPa的摩尔熵Sm?100J?K?1?mol?1。

(1) 恒压下体积加倍； (2) 绝热不可逆反抗50kPa的恒外压。

五、 计算题 (共10分)

在298K时，NH4HS（s）在一真空瓶的分解为NH4HS（s）= NH3(g)+H2S(g), （1） 达平衡后,测得总压为66.66kPa,计算标准平衡常数K?p,设气体为理想气体。 （2） 若瓶中已有NH3(g),其压力为40.00kPa,计算这时瓶中的总压。

六、绘图题 (共10分)

电解熔融的LiCl(s)制备金属锂Li(s)时，常常要加一定量的KCl(s),这样可节约电能。已知LiCl(s)的熔点为878K，KCL(s)的熔点为1048K， LiCl(A)与KCL(B)组成的二组分物系的低共熔点为629K，这时含KCL(B)的质量分数为wB?0.50。在723K时, KCL(B)含量为wB?0.43的熔化物冷却时，首先析出LiCl(s)，而wB?0.63的熔化物冷却时，首先析出KCl(s) 。

(1) 绘出LiCl(A)与KCl(B)二组分物系的低共熔相图； (2) 简述加一定量KCl(s)的原因；

(3) 电解槽的操作温度应高于哪个温度，为什么?

七、 证明题 (共12分，第1小题4分，第2小题8分)

???P????H???U???T?1． ? 2. ?C?PCP?CV??????????V? P???V?P??V?P??T?V???P?T?

2010/2011学年第2学期期末考试 09化学物理化学试卷A参考答案及评分标准

一、选择题(每小题2分，共30分)

1－5 ACBCD 6－10 AABBD 11－15 CBABB

二、判断题（每小题1.5分，共15分） 1－5 ×√√×× 6－10 ×××××

三、计算题（共10分） 解：(1) 以0..1kg溶液为基准,则

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?V?nBRT(2分)??mBM?RTB?m/??（2分）?0.1?0.0448.314?300

0.180?0.1/(1.015?103)?6.188?105Pa（2分）????gh?H2O（2分）h???g(2)

?6.188?105

1.0?103?9.8?63.14m（2分）

四、计算题（共13分） 解：（1）恒压下体积加倍

P?nRTV 因为V2?2V1所以T2?2T1（1分）?U?nCV,m(T2?T1)?1?32?8.314?273

?3405JW??P?V??P1(2V1?V1)??P1V1??nRT1??1?8.314?273 ??2270J(2分)?H?C（PT2?T1）?52?8.314?273?5674J(1分)

?S?CPlnT2T1?1?52?8.314?ln2?14.41J?K?1（1分）

S2?S1??S?1?100?14.41?114.4J?K?1?G??H??（TS）??H?(S2T2?S1T1)?5674?(2?273?114.4?273?100)??2.949?104J(1分)?A??U??（TS）??U?(S2T2?S1T1)?3405?（2?273?114.4?273?100)

??3.176?104J(1分)（2）绝热不可逆反抗50kPa恒外压膨胀至平衡膨胀至压力减少一半

Q?0

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Q??U?W?5675J

?U?W

nCV,m(T2?T1)??P外（V2?V1）T13n?R(T2?T1)??nR(T2??P2)

2P1350(T2?273)??T2??273 2100T2?218.4K (3分)

?U?nCV,m(T2?T1)3?1??8.314?(218.4?273)

2??680.9JW??U??680.9J?H?C（PT2?T1）?5?8.314?(218.4?273)??1135J2P1T?CPln2P2T1(1分)

?S?nRln5218.4?1?8.314?ln2?1??8.314?ln2273?1.125J?K?1S2?S1??S?1?100?1.125?101.1.J?K?1?G??H??（TS）??H?(S2T2?S1T1)??1135?(218.4?101.1?273?100)?4085J

（2分）

?A??U??（TS）??U?(S2T2?S1T1)??680.9?（218.4?101.1?273?100)?4539J

五、计算题（共10分）

?解 (1)KP?

(2分)PNH3P??PH2SP??33.33?????0.111 (5分) ?100?2(2)设平衡时H2S(g)的分压为x,则

x?40.00?x? KP????0.111 (3分) ????P?P?2x?18.87kPa (1分)

P总?40.00?18.87?18.87?77.74kPa (1分)

六、绘图题（共10分）

解： (1) 根据题意LiCL与KCL混合物在629K, KCL的质量分数wB?0.50时,有一低共熔物。通过该点c应有一根三相平衡共存线ab。当KCL的质量分数wB?0.43时,熔化物从高温冷却到723K析出LiCL(s),说明该点d一定落在LiCL

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的凝固点下降曲线上。同理e点(723K, wB?0.63)一定落在KCL的凝固点下降曲线上。LiCL(A)与KCL(B)的凝固点分别为878K(f点)1048K(g点),连接fdc曲线,gec曲线,即得到完整的相图.（5分） (2) 加入KCL可与LiCL形成低共熔混合

物,降低LiCL的熔点,节约电能。（2分） (3) 电解槽操作温度应高于629K。

如果低于629K电解液全部凝固, Li+ 无法向阴极移动而析出金属锂。

（3分）

七、证明题（共12分：第1小题4分；第2小题8分）

解: (1) U?H?PV ???U???V??????H??V???P P?P ????H???T???T?????P P??V?P ?C??T?P???V???P P(2)C??H???U?p?CV????T????? P??T?V

????H????H?pV????T?????T? P?? V ????H???T??????H???V???P??P??T?V??T?(1)

V令 H?f?T,p?

dH????H???H???T??dT??P???p???dp T ???H???T??????H???????H??????p??(2) V??T?P??p?T??T?V把（2）式代入（1）式得：

C??H????H???H???p??p?CV????T????????T????????V???p?? P?P???p???T??T?V????T?V?????p???????T????V???H??p?????V?

T??物理化学试卷A

(1分)

(1分)

(1分)

(1分)

（2分）

（2分）

（1分） (1分)

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