物理化学期末考试试卷及答案-(2)

物理化学期末考试试卷及答案-(2)期期末试卷课程名称：物理化学A考试时间： 120 分钟考试方式：闭卷（开卷/闭卷）（卷面总分100分，占总成绩的 60 %）一、选择题（每小题2分，共30分）1.在绝热箱中放置一隔板，左右两部分分别通入温度不同，压力不同的同种气体，抽去隔板，以气体为系统，则（）A. Q=0，W<0，ΔU>0B. Q<0，W=0，ΔU<0C. Q=0，W=0，ΔU=0D. Q<0，W>0，ΔU=02.1mol水在373K，101325Pa下变成水蒸气，所做可逆功为W1，在319K，101325Pa下变成水蒸气，所做可逆功为W2，两者关系正确的是（）A. W1=W2B.W1>W2C. W1<W2D.无确定关系3.对于理想气体，焦尔—汤姆逊系数μJ-T （）A.大于0B.小于0C.等于0D.不能确定4.1mol 理想气体，在TK 时经一恒温可逆膨胀过程，则系统（ ）A.ΔU>0B.ΔS=0C.ΔS>0D.ΔS<05.下列各式中，哪个是化学式（ ） A.j n p T i n U ,,⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ B.j n V T i n A ,,⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂ C.jn p T i n H ,,⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ D.jn V T i n G ,,⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂6.对1mol 理想气体，TVS ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂为（ ） A.R/V B.0 C.R D.-R/p7.在定温定压下，二组分混合形成理想溶液，下列哪个函数的变化值正确（ ） A.ΔS=0 B.ΔH=0C.ΔG=0D.ΔA=08.在2000K 时，反应CO （g ）+1/2O 2（g ）=CO 2（g ）的K p =6.443Pa -0.5，则在相同温度下，反应2CO 2（g ）= 2CO （g ）+O 2（g ）的K p值为（ ）A.6.443-1PaB.6.4432Pa -1 C.2× 6.443Pa-0.5D.6.443-2Pa9.在101325Pa 下，CaCO 3的分解温度为1170K ，该分解反应的压力平衡常数K p 为（ ） A.小于1的纯数B.101325PaC.1D.不能确定10.100℃，105Pa 的水蒸气变成100℃，5×104Pa的水蒸气，该过程的ΔG与ΔA的关系是（）A.ΔG=ΔA=0B.ΔG=ΔA<0C.ΔG<ΔAD.ΔG>ΔA.11.某理想气体，其温度由298K升高到348K，经（1）绝热过程，（2）等压过程，则两过程的（）A.ΔH1>ΔH2，W1<W2B.ΔH1<ΔH2，W1>W2C.ΔH1=ΔH2，W1<W2D.ΔH1=ΔH2，W1>W212.渗透压法经常用来测定高分子的分子量，下面哪一个因素不影响渗透压数值的大小（）A.溶液中溶质的含量B.溶质的分子量C.溶剂的分子量D.测量时的温度13.二元合金处于最低共熔温度时，系统的自由度为（）A.1B.0C.2D.314.在抽空的密闭容器中加热NH4Cl（s），有一部分分解成NH3（g）和HCl（g），当系统平衡时，其组分数和自由度是（）A.K=1，f=1B.K=2，f=2C.K=3，f=3D.K=2，f=115.具有最高恒沸物C的A和B二组分系统，下列哪种蒸馏结果能得到纯A（）A.含B量大于C的精馏物B.含B量大于C的残留液C.含B量小于C的精馏物D.含B量小于C的残留液二、简答题（每小题5分，共20分）1.在105Pa和100℃，1mol水经恒温可逆过程蒸发为水蒸气（设其为理想气体），因为这一过程中系统的温度不变，所以ΔU=0，Qp=∫Cp dT=0。

这一结论对否？为什么？2.理想气体从V1自由膨胀（向真空膨胀）到V2，试判断该过程的Q，W，ΔU，ΔH，ΔS，ΔA，ΔG的数值是大于0，小于0，还是等于0？3.为什么溶液中组分的化学势为μi=μiθ（T，p）+RTlnXi，则该溶液便是理想溶液？上式中μiθ（T，p）的意义是什么？得分评卷人4.反应Fe（s）+H2O（g）=FeO（s）+H2（g），在700K，Qp <Kp时，FeO是否被还原成Fe？三、相图分析（10分）Bi—Cd相图如下图所示。

1.据图填空。

2.怎样从含80%Cd的Bi—Cd混合物中分离出Cd？能否将Cd全部分离出来？四、推证题（15分）1.V TT V T V p H ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ （7分）2.试证明理想气体由状态V 1，T I →V 2，T 2的任意过程的熵变1212,ln lnV VnR T T nC S m V +=∆ (8分)五、计算题（25分）1.1mol过冷水在-5℃，105Pa下凝结为冰，其熵变为多少？已知冰的熔化热为333.8J·K-1，水和冰的比热分别为4.184J·g-1和1.966 J·g-1。

（10分）2.（1）在25℃，将1mol氧气（理想气体）从105Pa恒温可逆压缩至6×105Pa，求此过程的Q，W，ΔU，ΔH，ΔS，ΔA，ΔG。

（2）自始至终用6×105Pa的外压恒温压缩之，上述各热力学量又将如何？（15分）得分评卷人物理化学A 试卷答案及评分标准一、选择题(每小题2分，共30分)二、简答题(每小题5分，共20分)1．不对。

（1分）①恒温过程0=∆U，只适用于理想气体简单状态变化，对相变过程不适用。

（2分）②⎰=dTCQpp只适用于无相变、无化学变化的简单状态变化，而相变有相变潜热。

（2分）2．0=Q0=W（1分）=∆U0=∆H（1分）=∆S0=∆A0=∆G（3分）3．①∵θθμμμppRTTgs iiiiln)()(ln)(+==对理想溶液iiixpp*=∴iiiiiixRTpTxRTppRTTs ln),(lnln)(ln)(*+=++=θθθμμμ(3分)②),(pTiθμ是标准态化学势，取1=i x即纯i作为标准态。

（2分）4. θK Q RT Ga mrln=∆ 对此反应pK K =θPp mrK Q RT Gln=∆p p K Q <0<∆∴mr G （2分） ∴ 正向反应自发，故FeO 不会被还原 (3分)三、相图分析（10分） 1．据图填空（6分）2．将混合物全部溶化，再逐渐降温，降到温度低于液相线EB 时，即有Cd(s)析出。

随温度下降，Cd(s)量增加。

只要温度不低于E 点温度，即可得到大量的Cd(s)，但此法不能将Cd 全部分离出来。

（4分）四、推证题（15分） 1．（7分） 证明：∵Vdp TdS dH +=∴Tp H ⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=Tp S T ⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂V+（3分）又Vdp SdT dG +-= ∴p TT V p S ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂（3分）∴Tp H ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=PT V T V ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂-（1分）2．（8分） 证明： V 1，T 1 V 2，T 2△S 1△S 2V 1，T 2（2分）1212,21ln lnV VnR T T nC S S S m V +=∆+∆=∆ （6分）五、计算题（25分）1．（10分） △S 解： H 2O(l). P θ.-5℃H 2O(s). P θ.-5℃△S 1 △S 3H 2O(l). P θ.0℃H 2O(s). P θ.0℃ （3分）△S 2321S S S S ∆+∆+∆=∆ =⎰273268.dTT Cp lm + TH m θ∆+dT T Cpsm ⎰268273.（4分）273268ln 18966.1273188.333268273ln 18184.4⨯+⨯-⨯=656.001.2239.1--=)(3.211-⋅-=K J（3分）2．（15分）解：（1）理想气体=dT 0=∆=∆∴H U（2分）)(104.410610ln 298314.81ln 35521J P P nRT W Q ⨯-=⨯⨯⨯=== （2分）)(104.4ln312J W P P nRT G ⨯=-==∆)(104.4ln ln31212J P PnRT V V nRT A ⨯==-=∆（3分）).(8.14298104.413--=⨯-==∆K J T Q S r （2分）（2） G A S H U ,,,,均为状态函数，故改变值与⑴相同=∆=∆∴H U)(104.43J G A ⨯=∆=∆)(8.141-⋅-=∆K J S（2分）)(12V V P W Q e -==⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=12P RT P RT P e⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯⨯⨯⨯=5551011061298314.8106)(104.123J ⨯-=（4分）。