物理化学A试卷及答案

河北理工大学2006~2007学年第一学期

物理化学A-1 题号 得分 一 二 三 四 五 六 七 总分 得分 评卷人 一、单选题（共16分，每题1分，答案填入题后表格中）

1、1mol理想气体298K向真空膨胀体积变为原来的10倍，则?G为 a 19.14J b 5703.7J c -5703.7J d 0 2、?H=?U+?(PV)适用于

a恒压过程 b恒容过程 c恒温过程 d一切过程 3、1mol单原子理想气体在300K绝热压缩至500K,则其焓变?H为 a 4157J b 596J c 1255J d 994J 4、若体系与环境之间只有能量交换而无物质交换，该系统为： a. 封闭体系 b 隔离体系 c. 敞开体系 d. 混合体系 5、已知CO( g) +1/2O2(g) =CO2(g) 的?rHm 下列说法何者不正确： a. ?rHm是CO2(g) 的生成热 b. ?rHm是CO(g) 的燃烧热 c. ?rHm是负值 d. ?rHm与反应的?rUm数值不相等 6、-20 ?C、101.325KPa下1mol过冷水结冰，放热为?H，则过程的熵变?S

?H?H?H a. 等于253 b. 大于253 c. 小于253 d. 不能确定

7、B物质从?相自发地向?相转移，则?B? 与?B? 的关系是： a. ?B? >?B? b. ?B?

1C6H6(l)?7O2(g)?3H2O(l)?6CO2(g)28、25?C有反应气体作为理想气体，则反应

的?H与?U之差约为：

a -3.7KJ b 1.2KJ c -1.2KJ d 3.7KJ

9、H2 和O2以2：1的比例在绝热的钢瓶中反应生成水，在该反应过程中 a ?H =0 b ?T=0 c ?P=0 d ?U=0

10、任一反应的Qp,m与Qv,m

a Qp,m总是大于Qv,m b Qp,m总是小于Qv,m c Qp,m等于Qv,m d Qp,m与Qv,m的比较不能确定 11、100℃，101.325KPa条件下，1mol水向真空蒸发为100℃，101.325KPa的水蒸汽，则:

a ?S=0 b ?U=0 c ?H=0 d ?G=0 12、任意不可逆循环的熵变

a 大于零 b 小于零 c 等于零 d 是温度的函数 13、绝热过程中，系统的?S>0，表示过程

a 自发的 b 反自发的 c 可逆的 d 可能自发也可能反自发

14、CaCO3(s)装入真空容器中加热分解达平衡，则其自由度为

a 1 b 2 c 0 d 3

15、A和B形成理想溶液，已知100℃时PA*=1000mmHg，PB*=500mmHg，当溶液中XA=0.5时，与溶液平衡的蒸气中A的摩尔分数为

321 d 2 a 1 b 4 c 316、已知1mol O2在25℃，100KPa的Sm?=205.14JK-1mol-1，则其在45℃，101.3KPa的规定熵以J.mol-1.K-1表示值应为（Cp,m=25J.K-1mol-1）

a 209.28 b 206.65 c 206.87 d 249 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 2 得分 评卷人 二、 判断题（共10分，每题1分，以\、或\填入题后表格中） 1、沸点上升是稀溶液的依数性之一； 2、绝热过程熵值不变；

3、理想液态混合物中某一组分化学势，?B=?B?+RTlnXB； 4、系统在恒压过程中吸收的热等于焓变；

5、过冷水结冰是一自发过程，?S系<0与熵增原理相矛盾； 6、升高温度对平衡常数增加有利；

7 、20℃时，1mol纯理想气体从0.1Mpa压缩到2.5MPa时，化学势变化值为 - 9.845kJ；

8、物质处于临界状态时，Sm(l)=Sm(g)；；

9、理想气体化学反应等温方程式为-? rGm =? rGm?+RTlnJp； 10 、?G<0的化学反应能自发向右进行； 1 2 3 得分 评卷人 -1

4 5 6 7 8 9 10 三、计算题（共18分）

已知水在100℃、101325Pa下蒸发热Δ

vapHm=40．64KJ·mol

，试求4mol

水在100℃、101325Pa下变为水蒸气过程的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS、ΔG各为若干？(水的体积与水蒸气体积相比较可忽略不计。水蒸气可作为理想气体) 得分 评卷人 四、计算题（共12分）

在298．2K（25℃）101.325KPa下1摩尔过冷水蒸气变为同温度下的水，求此过程的ΔG。已知298．2K时水的蒸汽压为3.167KPa 得分 评卷人 五、计算题（共24分）

??H已知25℃，CO（g）和CHOH（g）的标准生成焓fm分别为?110.523

?S及?200.7KJ?mol。CO（g）、H2（g）和CH3OH（l）的标准熵m?298.15K??1?1197.67、130.68及127J?mol分别为，又知25℃时甲醇的饱和蒸汽压

?1?H?38.0KJ?molp=16．587KPa、气化热vapm。蒸气可视为理想气体。

*

利用上述数据，求:

1. T=298．15K时下列反应的? rH

，? rS

??G，rm各为若干？

CO（g）+2H2（g）≒CH3OH（L） 2. T=298．15K时下列反应的? rH

，? rS

??G，rm及K

Θ

;

CO（g）+2H2（g）≒CH3OH（g） 得分 评卷人 苯和甲苯形成理想溶液，300K时纯苯的饱和蒸汽压为4.28×104Pa，纯苯的饱和蒸汽压为6.759×104Pa。求

1. 该温度下甲苯摩尔分数为0.60时溶液的蒸汽压； 2. 与该溶液成平衡的气相组成。 得分 评卷人 六、计算题（共10分）

七、计算题 (共 10分 )

16 g氧在30℃时，从100 kPa等温可逆压缩至500 kPa，计算Q，W ，?U，?H，?S。（假定变化过程只作体积功。）

河北理工大学2006－2007第一学期

物化A-1答案及评分标准

制作人：崔广华；审核：张秀玲 考试日期：

一、填空（每空1分，16分） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 a 15 c 16 b c d a a a b a a d d d c d 二． 判断题（每空1分10分，以\、或\填入试卷末表格中） 1 2 3 4 5 6 7 8 Y N Y N N N N Y 三、计算题（18分） 解：题给过程可以表示为 n=4mol

H2O（l） 100℃ H2O（g） 101325Pa

因始末态处于平衡态，故此过程为恒温、恒压可逆相变过程。

-1

Q=ΔH=nΔvapHm=4mol×40．64KJ·mol

=162．56KJ （6分）

W=—（vg—vl）=—PVg=—nRT =—（4×8．314×373．15）J =—12．409KJ （3分）

ΔU=Q+W=ΔH—nRT=150．15KJ （3分）

3

ΔS=ΔH/T=162．56×10J/373．15K=435．64J/K （3分） ΔG=ΔH—TΔS=0 （3分）

四、计算题（12分）

解： 25℃，1atm H2O（g）→H2O（l）（ΔG）

↓ΔG1 ↑ΔG3 25℃，0。03126atm，H2O（g）→H2O（l） ?G??G1p2p1p19 Y 10 N ??G2??G3 （6分）

p2??VgdP?0??Vldp?nRTln

五、计算题（24分）

p20.03126?1?8.314?298ln??8592J?p11 （6分）

解：1. CH3OH（g）（pΘ=100Kpa） — CH3OH（g）p*=16．587KPa — CH3OH

Θ

（l）p*=16．587KPa——CH3OH（l）p=100Kpa

?H2?0,?H3??vapHm?CH3OH?,?H4?0

??H?-200.7-（-110.5）=-90.18KJ （3分） rm∴

ΔH???200.7???110.52??38.0?KJ???128.18KJ(1分)

??rHm???H1??H2??H3??H4

????CH3OH?l???Sm?CO?g???2Sm?H2?=-332.03J.K-1 （4分） ?S1?Sm ?G1??H1?T?S1=-29.19KJ（4分）

2.

设计下列过程：

Θ CO （ g ） + 2H CH3OH（g） 2（g） Δr GmΘ

标准态 p=100Kpa 标准态

（！） 恒温298。15K

OHl）（3） CH3OH（g） CH 3 （ （2）CH3OH（l） 100Kpa p* p*

利用上述数据直接计算 ＝－90.18KJ（4分）

????CH3OH?g????fHm?CO?g????fHm?CH3OH? ?H1??fHm ??127?197.67?2?130.68?J?K-1

????CH3OH?l???Sm?CO?g???2Sm?H2? ?S1?Sm?1??332.03J??K?1（3分）

-1

ΔS2 =0 ；ΔS3 =127.45J.K-1；ΔS4 =-14.94 J·K.

ΔS总 =-219.53 J·K. （1分）

ΔG=ΔH1-TΔS1=-24.73 KJ （2分）

???rGm???24.74?103??lnK???9.979RT8.314?298.15

∴ K?2.157?10（可用两种方法求解） （2分）

本题有无mol-1单位均不减分 六、计算题（10分）

?40?1??2??p2?2 p?p?p?p121解：⑴

?6.759?104Pa??1?0.6??4.28?104Pa?0.60?5.27?104Pa（10分）

⑵ 设两者的蒸气皆为理想气体，则

p1y1?p21?y1[y1为气相中组分⑴的摩尔分数]（6分）

1p2p20?21?1?0p1p1?1

1??0.5134.28?104Pa?0.601?6.759?104Pa?0.40 y1??1y2?1?y1?0.487（4分）

七、计算题(10分，每个函数2分)

解：该条件下的氧气可看作为理想气体。 因是理想气体等温可逆过程，故

W??nRTlnp2p1?1?1??0.5mol?8.3145J·K·mol?303K?ln10.?105Pa5.0?105Pa?2.03kJ

因一定量理想气体的内能及焓只是温度的函数，且过程为等温。

所以 ?U = 0 ?H = 0 由热力学第一定律 Q = ?U－W = ?2?03 kJ 理想气体等温可逆过程熵变化为

p25?105Pa?1?1?S??nRln??05.mol?8.3145J·K·mol?lnp1?105Pa??6.69J·K?1 1

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