2009-2010学年第二学期物理化学期末试题A

2009~2010学年第二学期物理化学期末试题（A ）

一、选择题（共24分，每小题2分）

1. 系统对环境做功为负(W<0)，环境对系统做功为正(W>0)，则封闭系统的热力学第一定律数学表达式为 ( ) A) ΔU = Q – W (B) ΔU = Q + W C) ΔU = W – Q DΔU = – Q – W

2. 两种理想气体在等温下混合（ ）

(A )ΔU = 0 ΔH = 0 ΔS = 0 ΔG = 0 (B) ΔU = 0 ΔH = 0 ΔS > 0 ΔG = 0

(C )ΔU > 0 ΔH < 0 ΔS > 0,ΔG < 0 (D) ΔU = 0 ΔH = 0 ΔS > 0 ΔG < 0

3. 下列哪个关系式不是化学势 ( ) (A) C s,v,n B n U )(∂∂ (B) C s,v,n B n H )(∂∂ (C) C T,p,n B

n G )(∂∂ (D) C T,v,n B n F )(∂∂ 4. 在等温等压下，溶剂A 与溶质B 形成一定浓度的稀溶液，采用不同浓度表示的话，则 ( )

(A)溶液中A 、B 的活度不变 (B)溶液中A 、B 的标准化学势不变

(C)溶液中A 、B 的活度系数不变 (D)溶液中A 、B 的化学势值不变

5. 已知FeO (s) + C (s) = CO (g) + Fe (s)，反应的Δr H m θ >0，Δr S m θ>0，且都不随温度而变化，欲使反应正向进行，则一定（ ）（A ） 高温有利 （B ） 低温有利 C 与温度无关 （D ）与压力有关

6. 已知水的四种状态：(1)100℃、p θ、H 2O (l)；(2)99℃、2p θ、H 2O (g)； (3)100℃、2p θ、H 2O (l)；(4)100℃、2p θ、H 2O (g)。它们化学势高低顺序是 ( )

(A) μ2 > μ4 > μ3 > μ1 (B) μ4 > μ3 > μ2 > μ1 (C) μ4 > μ3 > μ1 > μ2(D) μ1 > μ2 > μ4 > μ3

7. H 2O 、K +、Na +、Cl – 、I – 体系的组分数是 ( )

(A) C = 3 (B) C = 5 (C) C = 4 (D) C = 2

8. 设反应 A(s) = B(g) + C(g) 的Δr G m (J·mol -1) = – 4500 + 11(T/K)，要防止反应发生，温度必须 ( )

(A) 高于409 K (B) 低于136 K

(C) 高于136K 而低于409 K (D) 低于409 K

9. 公式pV r = 常数的适用范围是 ( )

（A ） 任何气体的绝热变化 （B ） 理气的任何绝热变化

（C ） 理气的任何可逆变化 （D ） 理气的绝热可逆变化

10. 如图A 与B 是两组分恒压下固相部分互溶凝聚系统相图，图中有几个单相区 ( ) A ） 1 个 （B ） 2 个

（C ） 3 个 （D ） 4 个

11. 在同一高温热源与同一低温热源间工作的可逆热机其效率为ηR ，不可逆热机效率为ηIR ，则二者关系为 ( )

不能确定

(A) = (B) < (C) > (D) 12. 270 K 和大气压下 1 mol 水凝结成冰，对该过程来是说，下面关系正确的是 ( )

(A) ΔS 体+ΔS 环> 0 (B) ΔS 体+ΔS 环< 0 (C) ΔS 体+ΔS 环≥ 0 (D) ΔS 体+ΔS 环= 0

二、填空题（共18分，每空2分）

1. 1mol 某理想气体从始态T 1=273 K ，p 1=2×105 Pa 经恒温可逆压缩至末态压力p 2=4×105Pa ，则该过程中系统对环境所作的功为 kJ 。

2. 已知CH 3OH(l) 和CH 3OOCH(l) 在298.15 K 、标准大气压时的燃烧焓（燃烧产物中水均为液态）分别为-728.5kJ·mol -1、-979.5kJ·mol -1。则反应2CH 3OH(l) + O 2(g) →CH 3OOCH(l) + 2H 2O(l)在298.15 K 时的标准摩尔反应焓为 kJ·mol -1。

3. 热力学第三定律可叙述如下：0 K 时 的熵等于零。

4. 气体的标准态是指在标准压力P θ 下具有 性质的纯气体。

5. NH 4HS(s)与一定量的NH 3(g)及H 2S(g)达平衡时，Φ= ，f= 。

6. 气相反应 2NO(g) + O 2(g) == 2NO 2(g) 是放热反应, 当反应在一定温度、一定压力下达平衡时, 若升高温度, 则平衡向_________移动; 若增大压力, 则平衡向_____移动( 选填左,右)。

7. 液态水在100℃及101.325 kPa 下汽化成水蒸气，该过程ΔG 0。(填“=”、“>”或“<”)

三、是非题。(共10分，每小题2分，正确的打“√”，错误的打“×”）

1. 对于封闭系统，经历一个不做非体积功的等压过程，其热量Q p 只取决于系统的始态和终态。

2. 夏天将室内冰箱门打开，接通电源紧闭门窗（设墙壁门窗均不传热），则室内温度会降低。

3. 只有广度性质才有偏摩尔量。

4. 对于二元互溶液系统，通过精馏的方法总可以得到两个纯组分。

5. 理想溶液中各种微粒间的相互作用可忽略不计。

四、计算推导题（共38分）

1. (12 分)今有温度为300 K 、体积为50 dm 3 的氧气2 mol 先恒容加热至600K ，再恒压加热至体积为300 dm 3。如果气体可视为理想气体，求该过程的Q 、W 、ΔU 、ΔH 。

2. （10分） 已知有如下反应：I 2(g) +环戊烯→2IH(g) +环戊二烯，此反应在448-688 K 温度范围内K θ 与温度的关系为：lnK θ = 17.39 ─{11155/(T/K)}。试计算在573 K 时该反应的Δr G m θ、Δr H m θ、Δr S m θ。

3.（8分） 在413.15 K 时，纯C 6H 5Cl 和纯C 6H 5Br 的蒸气压分别为p A * = 125.238 kPa 和p B * = 66.104 kPa 。假定两液体组成理想溶液，该理想溶液在413.15 K 、1× 105 Pa 下沸腾，试求该溶液的组成以及在此情况下液面上蒸气的组成。

4. 证明题（8分） p S

p S V A V S -∂∂=∂∂)()( 五、相图分析题（10分）

下图是碳的相图，试根据该图回答下列问题：

(1) 说明图中曲线OA 、OB 、OC 分别代表什么？(2 分 ) (2) 说明图中O 点的含义。

(3) 碳在3000 K 及P θ 下，以什么状态稳定存在？(2 分)

(4) 已知在2000K 时，增加压力使石墨转变成金刚石是一个放热过程，试从相图判断两者的摩尔体积V m (石墨)和V m (金刚石)哪个大？为什么？(4分)