物化试卷B

课程号：0303073
《物理化学B》期末考试试卷B
考试形式：闭卷考试考试时间：120分钟
班号学号姓名得分
注意事项：答案要求写在答题纸上。

一、单项选择题(3分/题，共30分)
1.封闭系统经任意循环过程，则：
A．Q=0 B．W=0
C．Q+W=0 D．以上均不对
2.水在可逆相变过程中：
A．ΔU=0 ΔH=0 B．Δp=0 ΔT=0
C．ΔU=0 ΔT=0 D．以上均不对
3. 隔离系统内发生的可逆变化过程：
A．∆S = 0，∆S(环) = 0 B．∆S > 0，∆S(环) = 0
C．∆S = 0，∆S(环) > 0 D．∆S > 0，∆S(环) > 0
4. 实际气体经一不可逆循环：
A．∆S = 0，∆U> 0 B．∆S > 0，∆U>0
C．∆S = 0，∆ U = 0 D．∆S> 0，∆U= 0
5. 理想气体向真空膨胀时：
A．∆U = 0，∆S = 0，∆G = 0 B．∆U > 0，∆S > 0，∆G > 0
C．∆U < 0，∆S < 0，∆G < 0 D．∆U = 0，∆S > 0，∆G < 0
6. 在α，β两相中均含有A和B两种物质，达到相平衡时，下列各式正确的是：
A．μAα＝μBβ B. μBα＝μBβ
C．μAα＝μBα D. μBα＝μAβ
7. 在298.15K时0.01mol·dm-3葡萄糖水溶液的渗透压π1, 0.01mol dm-3硫酸钾水溶液的渗透压π2，下列各项正确的是：
A．π1>π2 B. π1<π2
C．π1=π2 D. 不能确定
8．组分B从α相扩散入β相中，则以下说法正确的有：
A. 总是从浓度高的相扩散入浓度低的相
B.总是从浓度低的相扩散入浓度高的相
C. 平衡时两相浓度相等
D. 总是从高化学势移向低化学势
9. 某化学反应在298K时标准摩尔反应吉布斯函数变化为负值，则该温度时反应的K0：
A．K0<0 B．K0=0 C．0<K0<1 D．K0>1
10. 大分子溶液与憎液溶液的主要性质上区别在于后者
A．有渗透压
B．扩散慢
C．有电泳现象
D．是热力学上的不稳定性
二、填空题(1分/题，共30分)
1. 对理想气体的纯PVT变化，公式dU=nC V,m dT适用于过程；而真实气体的纯PVT变化，公式dU=nC V,m dT适用于过程。

2. 物理量Q、W、U、H、V、T、p属于状态函数的有；属于途径函数的有。

状态函数中属于强度性质
的；属于容量性质的有。

3. 已知反应C(S)+O2→CO2 ∆r H m 0＜0 若该反应在恒容、绝热条件下进行，则ΔU于零、ΔT于零、ΔH于零；若该反应在恒容、恒温条件下进行,则ΔU于零、ΔT于零、ΔH于零。

（O2、CO2可按理想气体处理）4. 已知反应C(S)+O2→CO2 ∆r H m 0＜0 若该反应在恒容、绝热条件下进行，则ΔU于零、ΔT于零、ΔH于零；若该反应在恒容、恒温条件下进行,则ΔU于零、ΔT于零、ΔH于零。

（O2、CO2可按理想气体处理）5. 1mol理想气体经恒温膨胀、恒容加热和恒压冷却三步完成一个循环回到始态，此过程气体吸热20.0KJ。

则ΔU = ，ΔH = ，W = 。

6. 298K下，将两种理想气体分别取1mol进行恒温恒压的混合，则混合前后热力学性质的变化情况为：∆U0，∆S0，∆G 0。

（填：>、= 或<）。

在右图所示的水的平衡相图中，
7. 线是水的蒸发曲线；
线是冰的升华曲线；
线是冰的熔化曲线；
点是水的三相点。

P
8. 在101.325 kPa 外压下，水的沸点为100℃, 氯苯的沸点为130℃。

水和氯苯组成的完全不互溶系统的共沸点一定 100℃、 130℃。

（填大于、等于、小于）
三、证明题(10分/题，共20分)
1. 证明δW 不是全微分，即W 不是状态函数。

2.证明p p S T V C T p T ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂＝
四、计算题(10分/题，共20分)
1. 下图为二元物系A ，B 在100kPa 下的沸点－组成图。

(1) 指出各区的相态；
(2) 有4mol 的A(l)与1mol 的B(l)的混合物在100kPa 下80℃达平衡时
① 平衡体系中， 有几个相？各相的组成（以B 的摩尔分数来表示）分别为多少？
② 各相物质的量各为多少摩尔？
③ 求80℃A(l)的饱和P 0A 和B 的亨利常数k B 与A(l)的汽化热ΔH （汽化热不随温度变化）
设：蒸汽可视为理想气体混合物，在稀溶液范围内，溶液遵从稀溶液规律。

2. 1mol 单原子理想气体从300K 、300Kpa 的始态，沿TV ＝常数的途径可逆膨胀到100Kpa 的终态，求该过程的W 、Q 、ΔU 和ΔH 。

《物理化学》期末考试试卷B 卷标准答案 考试形式：闭卷考试 考试时间：120分钟
一、
选择
1.C
2.B
3.A
4.C
5. D
6. B
7. B
8. D
9. D 10.D 二、填空
1. 任意 恒容
2. U 、H 、V 、T 、P ， Q 、W ， T 、p ， U 、H 、V
3. 等， 大 ，大， 小 ， 等 ， 小
4. 等， 大 ，大， 小 ， 等 ， 小 5． 0 0 -20.0kJ
6. = > <
7.OC ，OB ，OA ，O
8. 小于,小于 三、证明
1．证明：dU=δQ +δW =δQ – pdV （1分）, δQ =pdV + dU （1分）
（2分） U 是全微分，所以
（2分）
=
（2分）
分别对系数取二次微分，a 不等于b ，故不是全微分。

（2分） 2.方法一 Maxwell 关系式
V V U T T U U T
V d d d ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=T V T U V
∂⎪
⎭⎫ ⎝⎛∂∂∂V T V U T ∂⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂∂V p V U T T U U pdV Q T V d d d ⎥⎦
⎤⎢⎣⎡+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫
⎝⎛∂∂=+∴＝δ11＝－规则” 方法二“－p
T S T S S p p T ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂
四、计算
1. (1) 如图（2分）
(2) ① 组成为D 的蒸汽⇔ 组成为C 的液相， 两相平衡 蒸汽D ， y B =0.4
液体C ， x B =0.04 （1分） ② 杠杆规则
∵ n=5 mol
∴ n l =(0.2/0.36)5=2.78 mol
n g =n-n l =2.22 mol （1分）
③ A 的气相中的分压P A ，遵从道尔顿分压定律， P A =P 总y A (1) 平衡液相x B =0.96，B 作为溶质，A 作为溶剂，从拉乌尔定律，P A =P A 0x A (2) 由 (1), (2) 得 80℃，
（2分）
从图中看出纯A 的沸点为 100℃ 由克－克方程：
解出 ΔH 汽化(A)＝25.725 kJ.mol -1 （2分）
(3)同理，P B =P 总y B =k B x B （亨利定律） 解得
（2分）
2. 解： W=ΔU=nC v,m (T 2-T 1), ΔH=nC p,m (T 2-T 1) 先求T 2 由封闭系统，理想气体
36
.02
.0=
=CD OD n nl kPa P x y P P A A A 62596
.06
.010
＝总总⨯==
)373
1
3531625.01ln
－（汽R H ∆=kPa
P x y P k B B B 100004
.04.01＝总总⨯==
（3分）
ΔU={
)3002.173(314.823
-⨯}J= -1.581 kJ （1分） ΔH={)3002.173(314.82
5
-⨯}J=--2.636 kJ （1分）
PdV W -=可逆
δ
∵ TV ＝常数， d(TV)=0 （2分）
T d V =-V d T ， T
VdT
dV -
=
kJ
W U Q kJ T T nR W nRdT T
dT
PV
W 527.0054.1)(12-=-∆=-=-===δ （3分）
K
T T T T T T V V V p V p V P V P T T 2.1733
13131313112212
221
121121112212＝＝，＝＝＝＝=。