物化(上)期中考试试卷(0219)2004 3 28

物理化学期中考试试卷（02019）2004 3 28姓名 学号 分数一、选择题（每小题2分，共26分）：请将一个正确答案写在括号内。

1、下列过程中H ∆为零的是（ ） （1）绝热恒压没有非体积功时发生化学反应； （2）绝热恒容没有非体积功时发生化学反应； （3）实际气体不可逆循环过程； （4）理想气体不可逆恒温压缩。

A 1、2、3；B 2、3、4；C 3、4、1；D 4、1、2。

2、下列说法中正确的是（ ）（1）不做功的封闭体系未必是隔离体系； （2）吸热又做功的体系是封闭体系；（3）与环境有化学作用的体系是敞开体系；（4）封闭的透热壁容器内，用只能允许水透过的半透膜将高分子水溶液与纯水隔开，高分子水溶液为敞开体系，而高分子水溶液与纯水合在一起则是封闭体系 A 1、2、3； B 2、3、4； C 3、4、1； D 4、1、2。

3、对下列关系的描述正确的是（ ）(1) O∆m c H （石墨，s ）=O∆m f H （2CO ，s ）;(2) O∆m c H （2H ，g ）=O∆m f H （O H 2，g ）;(3) O∆m c H （2SO ，g ）=0;(4) ())(),(,525252OH H C H l OH H C H g OH H C H m vap m f m f OOO∆+∆=∆A 1、2、3；B 2、3、4；C 3、4、1 ；D 4、1、2。

4、下列过程中当温度升高时G ∆增加的是（ ）（1）MgCO 3 (s) → MgO (s) + CO 2 (g)； （2）NH 3 (g) + HCl (g) → NH 4Cl (s)； （3）NaOH (s)溶于水； （4）N 2 (g) 与O 2 (g)的混合。

A 1、2、3； B 2、3、4； C 3、4、1 ； D 4、1、2。

5、下列偏微分中属于化学势的是（ ） A ij n P T i nU ≠⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂,,； B ij n P T i n H ≠⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂,,； C ij n P T i n F ≠⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂,,； D ij n P T i n G ≠⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂,,6、下列偏微分中属于偏摩尔量的是（ ） A ij n V S i nU ≠⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂,,； B ij n P S i n H ≠⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂,,； C ij n V T i n F ≠⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂,,； D ij n P T i n G ≠⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂,,7、对于双原子分子的理想气体，SV T ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂等于（ ）A VT 35； B VT 52-； CTV 35； D VT 57-8、公式.const pV=γ适用于（ ）A 任何气体的绝热变化；B 理想气体的任何绝热变化；C 理想气体的任何可逆变化；D 理想气体的绝热可逆变化。

9、在理想气体的S ～T 图上，任一条恒容线与任一条恒压线的斜率之比为（ ）A()()0=∂∂∂∂pT S VT S ； B()()∞=∂∂∂∂pT S VT S ； C()()Vp pT S V T S C C =∂∂∂∂； D()()pV pT S VT S C C =∂∂∂∂10、一个由气相变为凝聚相的化学反应在恒温恒容下自发进行，有关的熵变为（ ） A 0,0<∆>∆环境体系S S ； B 0,0>∆<∆环境体系S S C 0,0=∆>∆环境体系S S ； D 0,0>∆>∆环境体系S S11、恒温恒压下，在A 与B 组成的均相体系中，若A 的偏摩尔体积随浓度的改变而增加时，则B 的偏摩尔体积将（ ）A 增加；B 减小；C 不变；D 不确定12、恒温时，B 溶解于A 中形成溶液。

若纯B 的摩尔体积大于溶液中B 的偏摩尔体积，则增加压力将使B 在A 中的溶解度（ ）A 增加；B 减小；C 不变；D 不确定13、理想气体与温度为T 的大热源接触作等温膨胀吸热Q ，所作的功是变到相同终态的最大功的50%，则体系的熵变为（ ）A Q/T ；B 2Q/T ；C 3Q/T ；D 4Q/T二、判断题（每小题2分，共24分）：请将判断结果写在括号内（+为正确；-为错误）。

1、通过绝热膨胀可以使理想气体的温度降低（ ）。

2、通过节流过程可以使理想气体的温度降低（ ）。

3、恒温过程就是既不吸热又不放热的过程（ ）。

4、某一体系从始态经一个绝热不可逆过程到达终态，为了计算某些热力学函数的变量，可以设计一个绝热可逆过程，从同一始态出发到同一终态（ ）。

5、绝热循环过程一定是可逆循环过程（ ）。

6、不可逆过程的熵永不减少（ ）。

7、熵值不可能为负值（ ）。

8、任何等温循环都不能把热转化为功（ ）。

9、不可逆等温循环一定耗功（ ）。

10、可逆等温循环既不能把热转化为功，也不能把功转化为热（ ）。

11、不可逆过程一定是自发的，自发过程一定是不可逆的（ ）。

12、功可以全部变为热，但热一定不能全部转化为功（ ）。

三、证明题（每小题5分，共20分） 1、证明Maxwell 关系VS S P V T ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂-=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂。

2、证明p TT V T V p H⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂。

3、比较绝热可逆膨胀与节流过程两种获得低温的方法，哪一种降温效果较好？4、范氏气体经joule 实验后，气体的温度如何变化？计算题（每小题10分，共30分）1、计算下列各过程的熵变（A、B均为双原子分子理想气体）。

（a）n A=1mol n A=2mol n A = 3molT, V T, V T, 2V(b) n A=1mol n B=2mol 绝热n A + n BT A=300K, V T B=400K, V T, 2V2、Zn(l)从419.5℃到907.0℃范围内之热容为113,]1085.466.29[---⋅⋅⨯+=molKJ T C m p ，单原子气体锌的热容为()25,,R g Zn C m p =，正常沸点K T b 1180=，计算773K 时Zn 之蒸气压，假设蒸气为理想气体。

3、汞的正常熔点234.28K 的1367.2-O⋅=∆molkJ H m l s ，设液体汞和过冷液体汞的11,28.28--O ⋅⋅=molKJ C m p ，并认为它是常数，且()11210.6915.223,,--O⋅⋅=K molJ K l Hg S m 。

将1 mol 、223.15 K 、100 kPa 的过冷液体汞，经绝热等压过程相变为234.28 K 的液体汞与固体汞的平衡体系，请计算： （1）1 mol 汞体系由始态到终态的焓变； （2）液体汞变为固体汞的量； （3）体系汞的熵变； （4）体系汞的Gibbs 自由能（5）上述过程是否为不可逆过程？请指明你所用的判据。

Additional problems (10 points)1、J. Gao and J. H. Weiter in their study of the origin of stress on the atomic level in dense polymer systems [Science,266 (1994)748], observe that the tensile force required to maintain the length, l, of a long linear chain of N freely joined links, each of length a, can be interpreted as arising from an entropic spring. For such a chain, S(l) = -3kl2/2Na2 + C, where k is the Boltzmann constant and C is a constant. Using thermodynamic relations show that the tensile force obeys Hook’s law, f = -k f l, if we assume that the energy U is independent of l.2、 Nitric acid hydrates have received much attention as possible catalysts for heterogeneous reactions which bring about the Antarctic ozone hole. Worsnop et al. investigated the thermodynamic stability of these hydrates under conditions typical of polar winter stratophere [Science , 259 (1993)71]. They reported thermodynamic data for the sublimation of mono-, di-, and trihydrates to nitric acid and water vapors, )()()(2323g O nH g HNO s O nH HNO+→⋅,for n = 1, 2, and 3. Given O ∆m r G and O ∆m r H for these reactants at 220K, compute O∆m r G at190K.n 1 2 3O∆m r G (kJ/mol) 46.2 69.4 93.2 O∆m r H(kJ/mol) 127 188 237。