物理化学上期末试题

《物理化学 上》期末试题A 卷闭卷考试 时间120分钟一、选择题（每空2分，共28分）1．对于理想气体的等温自由膨胀过程，下列哪一组结论是正确的（ ）A 、W =0，Q =0，ΔH =0B 、W >0，Q =0，ΔH =0C 、W <0，Q <0，ΔH <0D 、W >0，Q >0，ΔH >02．体系从态A 经历一不可逆过程到态B ，则该体系的熵变（ ） A 、一定小于零B 、一定大于零C 、一定等于零D 、可能大于零也可能小于零3．NH 4HCO 3(s)在真空容器中发生分解反应：NH 4HCO 3 (s) = NH 3(g) + H 2O(g)+CO 2(g)，并达到平衡，则该反应体系（ ） A 、Φ = 4，C = 1，f = 1B 、Φ = 3，C = 3，f = 2 C 、Φ = 2，C = 2，f = 2D 、Φ = 2，C = 1，f = 14．下列各式中哪个是化学势？ ( )A 、B n P T Bdn n UB C ≠∂∂,,)(B 、 B n P T Bdn n HB C ≠∂∂,,)(C 、 B n P T Bdn n GB C ≠∂∂,,)(D 、B n P T Bdn n AB C ≠∂∂,,)(5．298.15K 、P Ø下液态水的化学势μ(l )，水蒸汽的化学势μ(g )，则（ ）A 、μ(l ) = μ(g )B 、μ(l ) < μ(g )C 、μ(l ) > μ(g )D 、μ(l ) ≠ μ(g )6．下述说法中，哪一个是错误的（ ）A 、通过相图可确定一定条件下体系由几相构成B 、相图可表示出平衡时每一相的组成如何C 、相图可表示出达到相平衡所需的时间长短D 、通过杠杆规则可在相图上计算各相的相对数量多少7．在一定的温度和压力下，某化学反应达到平衡应满足的条件是（ ） A 、ΔG Ø=0B 、ΔG =0C 、ΔG =ΔG ØD 、ΔG Ø=-RT ln k Ø8．理想气体反应：2A + B = 2C 是吸热反应，当反应达到平衡时，可采用哪组条件，使平衡向右移动（ ） A 、降低温度和降低总压B 、升高温度和增大总压C 、升高温度和降低总压D 、降低温度和增大总压9．298K 、101.325kPa 时反应：C 6H 6(l ) + 7.5O 2(g ) → 3H 2O(l ) + 6CO 2(g )，若反应中各气体物质均可视为理想气体，则其等压反应热Δr H Øm 与等容反应热Δr U Øm 之差约为（ ） A 、-3.7kJB 、1.2kJC 、-1.2kJD 、3.7kJ10．在一定温度压力下，A 、B 形成理想溶液，液相中两物质的摩尔分数x A :x B =5，与溶液平衡的气相中A 的摩尔分数为0.5，则A 、B 的饱和蒸气压之比为（ ） A 、5B 、1C 、0.2D 、0.511． 两只烧杯各有 1 kg 水，向1号杯中加入 0.01 mol 蔗糖，向2号杯内溶入0.01 mol NaCl ，两只烧杯按同样速度冷却降温，则有 ( ) A 、1号杯先结冰B 、2号杯先结冰C 、两杯同时结冰 C 、不能预测其结冰的先后次序 12．H 2和O 2在绝热钢瓶中生成水的过程： ( ) A 、ΔH = 0 B 、ΔU = 0 C 、ΔS = 0D 、ΔG = 013．已知反应C （金刚石）+O 2（g ）＝CO 2（g ）的反应热为θm H ∆，下列说法中不正确的是（ ）A 、θm H ∆为C （金刚石）的标准燃烧焓B 、θm H ∆为CO 2（g ）的标准生成焓 C 、θm H ∆应为负值D 、θm H ∆与θm U ∆近似相等14．当某溶质溶于某溶剂中形成浓度一定的溶液时，若采用不同的标准浓度，则下列说法中正确的是：（ ） A 、溶质的标准态化学势相同 B 、溶质的活度相同 C 、溶质的活度系数相同D 、溶质的化学势相同二、判断题（每题1分，共10分）1．虽然ΔU = Q v ，但U 是状态函数，而Q v 不是状态函数。

（ ）2．若体系从态A 经历任意不可逆循环过程回到态A ，则体系的熵变可能大于零，也可能小于零。

（ ）3．在一个绝热系统中，发生了一个不可逆过程，从状态1变到状态2，不论用什么方法，系统再也回不到原来状态了。

（ ） 4．凡是ΔG >0的过程都不能进行。

（ ）5．惰性气体的加入不会影响平衡常数，但会影响气相反应中的平衡组成。

（ ） 6．二组分溶液中若A 组分在某浓度区间内服从拉乌尔定律，B 组分也在该区间服从拉乌尔定律。

（ ）7．二组分体系最大共存相数为4。

（）8．对于纯组分，其化学势等于它的摩尔吉布斯自由能。

（）9．二组分液态混合物的总蒸汽压，大于任一纯组分的蒸汽压。

（）10．对正偏差或负偏差很大的非理想二组分液态混合物进行分馏可同时得到两个纯组分。

（）三、填空题（每空1分，共11分）1．1mol的某理想气体，从体积为V1的始态分别经绝热可逆膨胀过程和恒压膨胀过程到同一终态p2、V2、T2。

则从数值上W（绝热）W（恒压），Q（绝热）Q（恒压）。

2．当体系状态改变后，状态函数________改变（填一定或不一定），反之，状态函数改变后，体系状态_______改变（填一定或不一定）。

3．可逆循环的热温商之和等于，在工作于温度为T1和T2之间的所有热机中，只有热机的效率最高。

4．若反应A(g) + 1/2B(g) = C(g)+1/2D(g)的K pθ=100，Δr G mθ=50kJ mol-1，则相同温度下反应2A(g) + B(g) = 2C(g)+ D(g)的K pθ= ，Δr G mθ= 。

5．气体经节流膨胀过程后，ΔH0，Q0，节流膨胀后，若体系的温度升高，则焦耳-汤姆逊系数μ0。

四、相图题（10分）下面是A，B两化合物的等压固液相图：1、指出图中条件自由度为零的点和线；2、绘出体系从d点冷却到y点过程的步冷曲线，并用相律对各线段进行处理。

五、证明题（共5分）p T TV T V p H )()(∂∂-=∂∂六、计算题（共36分）1．计算1molO 2（O 2看作理想气体）由298.15 K 、1p θ经下列过程压缩到6 p θ时各热力学量Q 、W 、ΔH 、ΔU 、ΔS 、ΔA 、ΔG 。

已知：O 2的C p,m =27R ，S m θ（O 2，298K ）=205.03J·K -1·mol -1。

（18分）（1）恒温可逆压缩到6 p θ； （2）绝热可逆压缩到6 p θ2．Ag 2CO 3(s)的分解反应为：Ag 2CO 3(s) = Ag 2O(s) + CO 2(g) 已知298K 、1p ø时有关热力学数据如下表：若各物质的C p,m 均为与温度无关的常数，试计算298K 和398K 时，Ag 2CO 3(s)分解反应的Δr H m ø、Δr S m ø 、Δr G m ø和平衡常数K p ø。

《物理化学上》试题答案一、选择题（每空2分，共28分）1.A2.D3.D4.C5.B6.C7.B8.B9.A10.C11.A12.B13.B14.D二、判断题（每题1分，共10分）1.√2.×3.√4.×5.√6.×7.√8.√9.× 10.×三、填空题（每空1分，共13分）1.>，<；2.不一定，一定；3.0，可逆；4.10000，100kJ•mol -1；5.=，=，<；6.=，<四、相图题（10分）1.（3分）条件自由度为0的点：M 、N 、Q 、R ；条件自由度为0的线：ENC 、PQS2.de ：Ф=1，f *=2-1+1=2 ef ：Ф=2，f *=2-2+1=1 ff’：Ф=3，f *=2-3+1=0 f’g ：Ф=2，f *=2-2+1=1 gg’：Ф=3，f *=2-3+1=0 （2分） （5分）五、证明题（5分）∵ dH =TdS +Vdp ∴ V p ST p H T T +∂∂=∂∂)()(又∵T pS)(∂∂=p T V )(∂∂-∴ T pH)(∂∂ =V T V T p +∂∂-)(六、计算题（34分）1．（16分） （1）等温可逆压缩：ΔU =0ΔH =0W =nRT ln θθpp 6=1×8.314×298.15l n6=4.44kJ•mol -1Q =-W =-4.44kJ•mol -1 ΔS =15.2984440-=T Q R =-14.89 J•K -1 ΔA =ΔU-T ΔS =-298.15×14.89=4.44 kJ ΔG =ΔH-T ΔS =-298.15×14.89=4.44 kJ（2）绝热可逆压缩：Q =0ΔS =0=TQ R∵ γγγγ212111T p T p --= ∴ 5725715757160015.298100T --=T 2=497.47K ∵ ΔU =Q +W∴ΔU = W =nC v,m （T 2-T 1） =1×2.5×8.314×（497.47-298.15） =4.14kJ ΔH =nC p,m （T 2-T 1） =1×3.5×8.314×（497.47-298.15） =5.79kJΔA =ΔU-S ΔT =4140-205.03×（497.47-298.15） =-36.73kJΔG =ΔH-S ΔT =5790-205.03×（497.47-298.15） =-35.08kJ2．（18分） 298K ；Δr H θ1,m =)298,(K B H m Bf Bθν∑∆=-30.585+(-393.51)-(-501.66)=77.565 kJ•mol -1Δr S θ1,m =)298(K S m BB θν∑=121.8+213.8-167.4=168.2 J•K -1•mol -1Δr G θ1,m =Δr H θ1,m -T 1Δr S θ1,m =77565-298×168.2=27.441kJ•mol -1Δr G θ1,m =-RT ln K θ1,pln K θ1,p =298314.827441⨯-=-11.076K θ1,p =6.46×104 Δr C p =)298(,K C m p BB∑ν=65.7+37.6-109.6=-6.3 J •mol -1•K -1398K ：Δr H θ2,m =Δr H θ1,m +p r C ⎰∆398298dT =77565+(-6.3) ×100=76.935kJ•mol -1Δr S θ2,m =Δr S θ1,m +dT TC p r ⎰∆398298=168.2+(-6.3) ×ln298398=166.377 J•K -1•mol -1 Δr G θ2,m =Δr H θ2,m -T 2Δr S θ2,m =76935-398×166.377=10.717 kJ•mol -1 Δr G θ2,m =-RT ln K θ2,p ∴ln K θ2,p =398314.810717⨯-=-3.239K θ2,p =0.0392。