物理化学__华东理工大学(9)--《物理化学》(上)考试试卷及答案(A)

四、（14 分） 20℃时，HCl 气体溶于苯中形成理想稀溶液。
（1）当达气液平衡时，若液相中 HCl 的摩尔分数为 0.0385，气相中苯的摩尔分数为 0.095。试求气相 总压。（7 分）
（2）当达气液平衡时，若液相中 HCl 的摩尔分数为 0.0278。试求气相中 HCl 气体的分压。（7 分） 已知 20℃时纯苯的饱和蒸气压为 10010Pa。
D．
K 1
(K

2
)0.5
=1
二、(15 分) 以 25℃的 1mol CH4 (g) 和 4mol H2O(l) 为原料，在恒定压力下进行如下化学反应： CH4 (g) + H2O(g) → CO(g) + 3H2 (g)
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若 CH4 的转化率为 50%，终态温度为 700℃，试求整个过程的热量。设气体服从理想气体状态方程，各物
相化合物之间彼此完全不互溶，则在 A 和 B 完整的液固平衡相图中最低共熔点有（ ）个。
A. 2 ； B. 3 ； C. 4；
D.5
17. 对于正偏差系统，下列正确的说法是（ ）。
A． pi < pi*xi ；
B．正偏差强烈时，可形成最高恒沸混合物 ；
C． pi = pi*xi ；
D．正偏差强烈时，可形成最低恒沸混合物
8. 体积功的定义式是（ ）。
∫ A．W
=−
V2
pdV
；
V1
∫ B．W = − V2 p外dV ； V1
∫ C．W = V2 p外dV ； V1
∫ D．W =
V2
Vd p
V1
9. 当化学反应 H2 (g) + 0.5O2 (g) = H2O(g) 达平衡时，下列式子何者正确？（
）
A． µH2O(g) + µH2 (g) + µO2 (g) = 0 ；
A．1 ；
B．2 ；
C．4 ；
D．0
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11.
相同温度下，组分 A 和 B 的饱和蒸气压分别为 pA* 和
pB* ，它们形成理想溶液，若
pA* =0.5
p
* B
且 xA = xB ，
则 yA 与 yB 的关系为（ ）。
A． yA = 2 yB ； B． yA = yB ； C． yA = 0.5yB ； D．无法判断
B． µH2O(g) = µH2 (g) + µO2 (g) ；
C． µH2O(g) + µH2 (g) + 0.5µO2 (g) = 0 ；
D． µH2O(g) = µH2 (g) + 0.5µO2 (g)
10. 组分 A 和 B 形成部分互溶的α 和 β 两个液相，当二者与气相达到平衡时，系统的自由度等于（ ）。
18. 要使具有上部会溶点的两组分液-液平衡系统成为单相，可采用下面哪项措施？（ ）
A．升高温度； B．降低温度； C．升高压力； D．降低压力
19. 对于实际气体化学反应，在 K f 、 K p 和 K 中，与压力无关的是（
）。
A． K f 、 K p 和 K ；
B． K p ；
C． K p 和 K ；
30.82
H2 (g)
0
29.42
（注：解题时应首先根据所给条件确定系统的初态和终态。）
三、（15 分） （1）将 2mol 、−10 ℃、101325 Pa 的 H2O(s) 变为 25 ℃、101325 Pa 的 H2O(l) ，试求其熵变。已知 H2O(s)
在 0 ℃的熔化热为 333.4J ⋅ g−1 ，−10 ℃ ~ 0 ℃范围内 H2O(s) 的平均比热为 2.067J ⋅ K−1 ⋅ g−1 ，0 ℃ ~ 25 ℃范围 内 H2O(l) 的平均比热为 4.184J ⋅ K−1 ⋅ g−1 ， H2O 的摩尔质量为18.02g ⋅ mol−1 。（8 分）
⋅
K −1
=
43.99J
⋅ K−1
∆S 3
=
[2 ×18.02 ×
4.184 × ln
298.15 ]J 273.15
⋅ K −1
= 13.21J
⋅
K −1
∆S = ∆S1 + ∆S2 + ∆S3 = 59.98J ⋅ K−1
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（2）1mol H2O(s) 由固态变为液态
∆Vm
= V2
−V1 =
∆H = ∆H1 + ∆H2 + ∆H3 = (176.048 + 103.05 + 145.6)kJ = 424.7kJ
三、解：（1）
∆S1
=
[2
×18.02 ×
2.067
ln
273.15 ]J 263.15
⋅
K −1
=
2.778J
⋅
K −1
∆S 2
= [2 ×18.02 × 333.4 ×
1 ]J 273.15
D． K f 和 K
20. 反应 2NH3(g) = N2 (g) + 3H2 (g) 和 0.5N2 (g) + 1.5H2 (g) = NH3(g) 的标准平衡常数分别为 K1 和 K2 ，则二者 的关系为（ ）。
A．
K1
=
K

2
；
B．
(K1 )2
K

2
=1；
C． K1 (K2 )2 = 1 ；
M ρl
−
M ρs
=
M

ρs − ρl ρlρs

dT dp
= T∆Vm ∆H m
=
TM ∆H m

ρs − ρl ρlρs

=
T ∆H m
A．>0 ；
B．<0 ；
C．=0 ；
D．无法确定
5. 温度为 T 时，液态甲醇与气态甲醇的标准摩尔燃烧焓分别是 ∆H1 和 ∆H2 ，在此温度下甲醇的标准摩尔蒸
发焓等于（ ）。
A． ∆H1 − ∆H2 ； B． ∆H1 + ∆H2 ；
C． ∆H1 / ∆H2 ；
D． ∆H1 ⋅ ∆H2
6. H2O(l) 的正常沸点为 100℃，若将1mol 100℃、101325Pa 的 H2O(l) 在 p外 = 0 的条件下气化为 100℃、
CO2 (g) + H2 (g)
物质
CO(g) H 2O(g) H2 (g) CO2 (g)
∆
f
H

m
(298.15K)
kJ ⋅ mol−1
-110.54
-241.84
0
-393.51
S

m
(298.15K
)
J ⋅ K−1 ⋅ mol−1
197.90
18
设反应的
∆
r
H
101325Pa 的水蒸气，则该过程的 ΔG （ ）。
A．> 0；
B．< 0；
C．= 0；
D．无法确定
7. 下列偏导数中，何者是偏摩尔量？（ ）
( ) ( ) ( ) ( ) A． ∂H / ∂ni S,P,n j≠i ； B． ∂Gm ∂xi T , p,n j≠i ； C． ∂G ∂ni T , p,n j≠i ；D． ∂ A / ∂ni T ,V ,n j≠i
12. 当 A 和 B 二元系的α、β 两相达到相平衡时，下列式子正确的是（
）。
A.
f
α A
=
f
α B
；
B.
f
α A
=
f Bβ
；
C.
f Aα
=
f
β A
；
13. 对于理想溶液，下面的说法何者正确？（
）
D.
f
β A
=
f
β B
A．在全浓度范围内， pi = pi*xi ；
B．在全浓度范围内， pi > pi*xi ；
五、（15 分） 水(A)和异丁醇(B)可形成液相部分互溶系统。在 101.325
kPa 下，水和异丁醇的沸点分别为 100℃和 108℃，其最低恒 沸点温度为 90.0℃。在此温度下，液液气三相的平衡组成（以
wB 计）分别为水相 0.10，醇相 0.75，气相 0.65。
(1) 试在右面的水和异丁醇气液液平衡相图上，标明各相 区内存在的相。（6 分）
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A 卷试题参考答案
一、1. A 10. A 19. D
2. C 11. C 20. C
3. B 12. C
4. C 5. A 6. C 7. C 13. A 14. C 15. A 16. C
8. B 17. D
9. D 18. A
二、解： CH4(g)， H2O (l) 1 mol 4 mol 25℃
质在
25℃的标准摩尔生成焓
∆f
H

m
及
25~700℃的平均摩尔定压热容
C
p,m
如下：
物质
∆
f
H

m
/(kJ
⋅
mol−1
)
C p,m /(J ⋅ K −1 ⋅ mol−1)
CH4 (g)
−74.81
53.97
H2O(l)
−285.830
／
H2O(g)
−241.818
36.89
CO(g)
−110.525
六、（15 分）
由1mol CO(g) 、 3mol H2O(g) 、 0.5mol H2 (g) 、 2mol CO2 (g) 组成的混合气体，其压力为101325 Pa 、 温度为1000K 。试由计算确定在此条件下，如下反应进行的方向及达到平衡时各物质的量。