物理化学(上)模拟试卷一

物理化学(上)模拟试卷一一、选择题(共10题20分)1、一恒压反应体系，若产物与反应物的C p＞0，则此反应：(A)吸热；(B)放热；(C)无热效应；(D)吸放热不能肯定。

2、将某理想气体从温度T1加热到T2。

若此变化为非恒压过程，则其焓变ΔH应为何值?：(A) ΔH＝0；(B) ΔH＝C p(T2－T1)；(C) ΔH不存在；(D) ΔH等于其它值。

3、恒温恒压条件下，某化学反应若在电池中可逆进行时吸热，据此可以判断下列热力学量中何者一定大于零？(A) ΔU；(B) ΔH；(C) ΔS；(D) ΔG。

4、已知在373K时液体A的饱和蒸气压为66 662 Pa，液体B的饱和蒸气压为1.01 325×105 Pa，设A和B构成理想液体混合物，则当A在溶液中的物质的量分数为0.5 时，气相中A的物质的量分数应为：(A) 0.200；(B) 0.300；(C) 0.397；(D) 0.603。

5、非理想气体进行绝热自由膨胀时，下述答案中哪一个错误?(A) Q=0；(B) W=0；(C) ΔU=0；(D) ΔH=0。

6、对于下列的四种表述中正确的是：(A) 因为ΔH=Q p，所以只有等压过程才有ΔH；(B) 因为ΔH=Q p，所以Q p也具有状态焓数的性质；(C) 公式ΔH=Q p只适用于封闭体系；(D)对于封闭体系经历一个不作其它功的等压过程，其热量只决定于体系的始态和终态。

7、今有298 K、p 的N2气[Ⅰ]和323 K、p 的N2气[Ⅱ]各一瓶，问哪瓶N2气的化学势大?(A)μ(Ⅰ)>μ(Ⅱ)；(B) μ(Ⅰ)<μ(Ⅱ)；(C)μ(Ⅰ)=μ(Ⅱ)；(D) 不可比较。

8、对实际气体的节流膨胀过程，有(A) ΔH = 0；(B) ΔS = 0；(C) ΔG = 0；(D) ΔU = 0。

9、在某温度下，当B溶解于A中形成溶液时，若纯B的摩尔体积大于溶液中B的偏摩尔体积时，(设B的偏摩尔体积大于零)，若增加压力则B在A中的溶解度将：（A）增大；（B）减小；（C）不变；（D）不确定。

10、在p 、273.15 K下水凝结为冰，判断体系的下列热力学量中何者一定为零？(A) ΔU；(B) ΔH；(C) ΔS；(D) ΔG。

二、填空题( 共5题10分)11、摩尔分数为0.5 的甲醇水溶液在293.15K 和p下，每摩尔溶液的体积为2.83×10-5 m3mol-1，甲醇的偏摩尔体积为3.95×10-5 m3mol-1，把1 mol 甲醇加入上述大量溶液中，体积增加____ m3，加入1 mol 水体积又增加____ m3。

12、从多孔硅胶的强烈吸水性说明自由水分子的化学势比吸附在硅胶表面的水分子的化学势___ ___。

当硅胶吸水达到饱和时，自由水分子的化学势_____吸附在硅胶表面水分子的化学势。

13、氢气可看作理想气体，其C V,m = _____ ，C p,m = _____，以气体常数R表示。

14、对于任何宏观物质，其焓H一定____ 内能U (填上＞、＜、＝) ，因为_____；对于等温理想气体反应，分子数增多的ΔH一定________ΔU，因为_____ 。

15、理想气体经节流膨胀，ΔS __>__ 0，ΔG _<__ 0。

三、计算题( 共5题50分)16、1 mol双原子分子理想气体，始态的p1=100 kPa，T1=300 K，经等压可逆过程到终态T2=500 K，计算过程的Q，W及体系的ΔU、ΔH、ΔS、ΔF、ΔG。

已知始态熵S1=13.50 J·K−1。

17、293.15 K，乙醚的蒸气压为58.95 kPa。

今在0.100 kg乙醚中溶入某非挥发性有机物质0.010kg，乙醚的蒸气压降低到56.79 kPa，试求该非挥发性有机物的摩尔质量。

18、通常在钢瓶里的压缩氢气中含有少量氧气。

实验中常将氢气通过高温下的铜粉，以除去少量氧气，其反应为：2Cu(s) + (1/2) O 2(g) ＝ Cu 2O(s) 若在 600℃时，使反应达到平衡，试问经处理后在氢气中剩余氧的浓度为多少？已知：Δr G m = (-166 732 + 63.01 T / K )J mol -1。

19、298 K 时，水的饱和蒸气压为3173 Pa ，某水溶液上水蒸气平衡压力为 2733 Pa ，若选298 K 下与133.1 Pa 水蒸气达平衡时的假想纯水为标准态，试求该溶液中水的活度；若选用同温度下纯水的真实状态为标准态，该溶液中水的活度又为多少？20、298.15 K ，101.325 kPa 下，等物质的量的A 和B 形成理想液体混合物。

求mix ΔU ，mix ΔG ，mix ΔS 。

四、问答题 ( 共 4题 20分 )21、对于理想气体，试证明： (T /p )S ＝V /C p 。

22、高温时，Cu-Sn 二组分相图如图所示，填出 6 个所标相区中由哪几相组成。

(C 稳定化合物)23、回答下列问题，对者用 (+)，错者用 (-)。

(1)适当选定温度和压力，正交硫、单斜硫、液态硫与气态硫可以同时平衡共存；(2)定温定压下，二元系中 A 组分的化学势增大，B 组分的化学势必减少；(3)CH 3CH 2OH-C 6H 5Cl ，C 2H 5OH-H 2O 为完全互溶，C 6H 5Cl-H 2O为部分互溶。

利用水进行液－液萃取，可从 C 2H 5OH-C 6H 5Cl 中分离出较纯的氯苯；(4)高压反应CO(g)+H 2O(g)→CO 2(g)+H 2(g)，压力变化时，平衡不会移动。

24、有两种液体，其质量均为m，比热均为C p，温度分别为T1和T2，试证明在等压下绝热混合的熵变为：ΔS = 2mC p ln[(T1+ T2)/2(T1-T2)1/2]并证明T1≠T2时，ΔS > 0，假设C p与温度无关。

参考答案一、选择题( 共10题20分)1. (D)2. (B)3. (C)4. (C)5. (D)6. (D)7. (A)8. (A)9. (A）10. (D)二、填空题( 共5题10分)11. [答] a O H2/ p*O H2＝(1702 Pa－42 Pa)/ 1702 Pa=0.9253γx(H2O)= a O H2/ x O H2= 0.994812. [答] (1) 大；(2) 等于13. [答] 5/2R，7/2R14. [答] 一定大于；因为H=U+pV；一定大于；因为ΔH=ΔU+ (Δn)RT，而Δγ为正。

15. [答] > ，<因为理想气体经节流膨胀后温度不变，而压力降低，体积增大。

所以ΔS = nR ln(V2/V1) > 0，ΔG = nRT ln(p2/p1) < 0 。

三、计算题( 共5题50分)16.[答] Q p=ΔH=n C p,mΔT=5.82 kJW=p(V2-V1)=nR(T2-T1)=1.663 kJΔU=nC V,m(T2-T1)=4.157 kJΔS=nC p,m ln(T2/T1)=14.86 J·K-1S2=ΔS+S1=28.36 J·K-1ΔF=ΔU-Δ(TS)= -5.97 kJΔG=ΔH-Δ(TS)=9.19 kJ17.[答] (p*A-p A)/p*A= x B=n B/(n A+n B)= m B M A/( m A M B+ m B M A)M B= [p*A m B M A/(p*A- p A) - m B M A ]/m A = 0.195 kg·mol-118. [答] Δr G m= (-166 732 + 63.01×873.2) J·mol-1 = -111 722 J·mol-1因为Δr G m = -RT ln K p RT ln(p (O 2)/p )1/2所以 p (O 2)= p exp(2Δr G m /RT ) = 4.46×10-9 Pa19. [答] (1) a 2H O = p /(*)p '= 2733 Pa/133.1 Pa = 20.5 (2) a 2H O = p /p *= 2733 Pa/3173 Pa = 0.861 20. [答] 0mix =∆V 0mix =∆H0mix mix mix =∆-∆=∆V p H U1B B mix m ol J 3436ln -⋅-=∑=∆n x n RT G11B B mix m ol K J 53.11ln --⋅⋅=∑-=∆n x n R S四、问答题 ( 共 4题 20分 )21. [答] 根据循环关系式：(∂T /∂p )S (∂p /∂S )T (∂S /∂T )p =-1所以 (∂T /∂p )S = -(∂S /∂p )T /(∂S /∂T )p = (∂V /∂T )p /(C p /T ) = [T (∂V /∂T )p ] /C p = V /C p22. [答] 1. 固溶体α；2. 固溶体 α 与熔液 l ； 3. 固溶体 β ；4.固溶体 β 与熔液 l ；5. 固溶体γ ；6. 固溶体γ 与稳定化合物 C 。

23. [答] (1) (-)； (2) (+)； (3) (+)；(4) (-)。

24. [答] 终态温度为 T = (T 1+ T 2)/2ΔS 1= mC p ln[(T 1+ T 2)/2T 1] ， ΔS 2= mC p ln[(T 1+ T 2)/2T 2]ΔS =ΔS 1+ΔS 2 = 2m [C p ln(T 1+ T 2)/2(T 1T 2)1/2]当 T 1≠ T 2，(T 1-T 2)2> 0 则 T 1+ T 2> 2(T 1T 2)1/2所以ΔS > 0二三证明：若一气体状态方程满足pV m = RT+bp 时，则该气体的内能仅是温度的函数。

四、绘图题（共10分）（E1、E2均为低共熔点，Hg原子量200.59，T L的原子量为204.383）绘制t/℃--w%相图，并标出各区域、各线、各交点的相数，自由度数。

五、计算题（共40分）1、（10分）某一化学反应若在等温等压下(298.15K,pθ)进行，放热40.0 kJ，若使该反应通过可逆电池来完成，则吸热4.0kJ。

⑴计算该反应的ΔrSm⑵当该反应自发进行时(即不做电功时)，求环境的熵变和总熵变；⑶计算体系可能做的最大功为多少？（10分）2、（10分）已知1000K时，AB双原子分子的振动配分函数q0,V = 1.25，(q0,V为振动基态能量规定为零的配分函数)。

(1) 求振动特征温度？(2) 求处于振动基态能级上的分布分数N0/N = ？3、（10分）合成氨循环气压机第二缸内混合气组成如下（体积分数/％）∶N2H2NH3CH4,Ar等CO219.31 58.30 9.87 12.52 10-6压力是13.61×106Pa，温度是43℃，问：(1) 在此条件下能否生成氨基甲酸胺。