物理化学A试卷(答案)

河北理工大学2006~2007学年第一学期物理化学A-11分，答案填入题后表格中）1、1mol 理想气体298K 向真空膨胀体积变为原来的10倍，则∆G 为 a 19.14J b 5703.7J c -5703.7J d 02、∆H=∆U+∆(PV)适用于a 恒压过程b 恒容过程c 恒温过程d 一切过程 3、1mol 单原子理想气体在300K 绝热压缩至500K,则其焓变∆H 为 a 4157J b 596J c 1255J d 994J 4、若体系与环境之间只有能量交换而无物质交换，该系统为： a. 封闭体系 b 隔离体系 c. 敞开体系 d. 混合体系 5、已知CO ( g) +1/2O 2(g) =CO 2(g) 的∆r H m 下列说法何者不正确： a. ∆r H m 是CO 2(g) 的生成热 b. ∆r H m 是CO (g) 的燃烧热 c. ∆r H m 是负值 d. ∆r H m 与反应的∆r U m 数值不相等 6、-20 ︒C 、101.325KPa 下1mol 过冷水结冰，放热为∆H ，则过程的熵变∆Sa. 等于253H ∆b. 大于253H ∆c. 小于253H∆ d. 不能确定7、B 物质从α相自发地向β相转移，则μB α 与μB β 的关系是：a. μB α >μB βb. μB α <μB βc. μB α =μB βd. 不能确定8、25︒C 有反应)(2)(2)(2)(6663217g l g l CO O H O H C +=+气体作为理想气体，则反应的❒H 与❒U 之差约为：a -3.7KJb 1.2KJc -1.2KJd 3.7KJ 9、H 2 和O 2以2：1的比例在绝热的钢瓶中反应生成水，在该反应过程中 a ∆H =0 b ∆T=0 c ∆P=0 d ∆U=0 10、任一反应的Q p,m 与Q v,ma Q p,m 总是大于Q v,mb Q p,m 总是小于Q v,mc Q p,m 等于Q v,md Q p,m 与Q v,m 的比较不能确定 11、100℃，101.325KPa 条件下，1mol 水向真空蒸发为100℃，101.325KPa 的水蒸汽，则:a ∆S=0b ∆U=0c ∆H=0d ∆G=0 12、任意不可逆循环的熵变a 大于零b 小于零c 等于零d 是温度的函数 13、绝热过程中，系统的∆S>0，表示过程a 自发的b 反自发的c 可逆的d 可能自发也可能反自发14、CaCO 3(s)装入真空容器中加热分解达平衡，则其自由度为a 1b 2c 0d 315、A 和B 形成理想溶液，已知100℃时P A *=1000mmHg ，P B *=500mmHg ，当溶液中X A =0.5时，与溶液平衡的蒸气中A 的摩尔分数为a 1b 43c 21d 32 16、已知1mol O 2在25℃，100KPa 的S m θ=205.14JK -1mol -1，则其在45℃，101.3KPa 的规定熵以J.mol -1.K -1表示值应为（C p,m =25J.K -1mol -1）a209.28 b 206.65 c 206.87 d 249分，每题1分，以"Y"、或"N"填入题后表格中） 1、沸点上升是稀溶液的依数性之一； 2、绝热过程熵值不变；3、理想液态混合物中某一组分化学势，μB =μB θ+RTlnX B ；4、系统在恒压过程中吸收的热等于焓变；5、过冷水结冰是一自发过程，∆S 系<0与熵增原理相矛盾；6、升高温度对平衡常数增加有利；7 、20℃时，1mol 纯理想气体从0.1Mpa 压缩到2.5MPa 时，化学势变化值为 - 9.845kJ ；8、物质处于临界状态时，Sm (l)=Sm (g)；；9、理想气体化学反应等温方程式为-∆ r G m =∆ r G m θ+RTlnJp ； 10 、∆G<0的化学反应能自发向右进行；已知水在100℃、101325Pa 下蒸发热Δvap H m =40．64KJ ·mol -1，试求4mol 水在100℃、101325Pa 下变为水蒸气过程的Q 、W 、ΔU 、ΔH 、ΔS 、ΔG 各为若干？(水的体积与水蒸气体积相比较可忽略不计。

水蒸气可作为理想气体)分）在298．2K （25℃）101.325KP a 下1摩尔过冷水蒸气变为同温度下的水，求此过程的ΔG 。

已知298．2K 时水的蒸汽压为3.167KP a）已知25℃，CO （g ）和CH 3OH （g ）的标准生成焓Θ∆m f H 分别为52.110-及17.200-⋅-mol KJ 。

CO （g ）、H 2（g ）和CH 3OH （l ）的标准熵()K S m 15.298Θ分别为112768.13067.197-⋅mol J 及、，又知25℃时甲醇的饱和蒸汽压p *=16．587KPa 、气化热10.38-⋅=∆mol KJ H m vap 。

蒸气可视为理想气体。

利用上述数据，求:1. T=298．15K 时下列反应的∆ r H，∆r S ，Θ∆m r G 各为若干？CO （g ）+2H 2（g ）≒CH 3OH （L ） 2. T=298．15K 时下列反应的∆ r H，∆r S ，Θ∆m r G 及K Θ;CO （g ）+2H 2（g ）≒CH 3OH （g ）分）苯和甲苯形成理想溶液，300K 时纯苯的饱和蒸汽压为4.28×104Pa ，纯苯的饱和蒸汽压为6.759×104Pa 。

求1. 该温度下甲苯摩尔分数为0.60时溶液的蒸汽压；2. 与该溶液成平衡的气相组成。

)16 g 氧在30℃时，从100 kPa 等温可逆压缩至500 kPa ，计算Q ，W ，∆U ，∆H ，∆S 。

（假定变化过程只作体积功。

）河北理工大学2006－2007第一学期物化A-1答案及评分标准制作人：崔广华；审核：张秀玲考试日期：三、计算题（18分）解：题给过程可以表示为n=4molH2O（l）100℃H2O（g）101325Pa因始末态处于平衡态，故此过程为恒温、恒压可逆相变过程。

Q=ΔH=n Δvap H m =4mol ×40．64KJ ·mol -1=162．56KJ（6分）W=—（v g —v l ）=—PV g =—nRT =—（4×8．314×373．15）J =—12．409KJ （3分）ΔU=Q+W=ΔH —nRT=150．15KJ （3分）ΔS=ΔH/T=162．56×103J/373．15K=435．64J/K （3分） ΔG=ΔH —T ΔS=0 （3分）四、计算题（12分）解： 25℃，1atm H 2O （g ）→H 2O （l ）（ΔG ） ↓ΔG 1 ↑ΔG 3 25℃，0。

03126atm ，H 2O （g ）→H 2O （l ）321G G G G ∆+∆+∆=∆ （6分）⋅-=⨯⨯==++=⎰⎰J p p nRT dpV dP V p p l p p g 8592103126.0ln 298314.81ln0121221（6分）五、计算题（24分）解：1. CH 3OH （g ）（p Θ=100Kpa ） — CH 3OH （g ）p *=16．587KPa — CH 3OH （l ）p *=16．587KPa ——CH 3OH （l ）p Θ=100Kpa=∆Θm r H 4321H H H H ∆+∆+∆+∆=()0,,04332=∆∆=∆=∆H OH CH H H H m vap∴=∆Θm r H -200.7-（-110.5）=-90.18KJ （3分） ΔH (){}KJ KJ 18.1280.3852.1107.200-=⋅----=(1分)(){}(){}{}2312H S g CO S l OH CH S S m m m ΘΘΘ--=∆=-332.03J.K -1 （4分） 111S T H G ∆-∆=∆=-29.19KJ （4分） 2.设计下列过程：利用上述数据直接计算 (){}(){}()OH CH H g CO H g OH CH H H m f m f mf 331ΘΘΘ∆-∆-∆=∆ ＝－90.18KJ （4分）(){}(){}{}2312H S g CO S l OH CH S S m m mΘΘΘ--=∆ ()1103.33268.130267.197127--⋅⋅-=⋅⨯--=K J K J （3分）ΔS 2 =0 ；ΔS 3 =127.45J.K -1；ΔS 4 =-14.94 J ·K.-1 ΔS 总 =-219.53 J ·K.-1 （1分）ΔG=ΔH 1-T ΔS 1=-24.73 KJ （2分）()979.915.298314.81074.24ln 3=⨯⨯--=∆-=ΘΘRT G K m r∴410157.2⨯=ΘK （可用两种方法求解） （2分）本题有无mol -1单位均不减分 六、计算题（10分） 解：⑴()22201211χχp p p p p +-=+=()Pa Pa Pa 4441027.560.01028.46.0110759.6⨯=⨯⨯+-⨯⨯=（10分）⑵ 设两者的蒸气皆为理想气体，则11211y y p p -=[1y 为气相中组分⑴的摩尔分数]（6分）1012021211111χχp p p p y +=+=513.040.010759.660.01028.41144=⨯⨯⨯⨯+=Pa Pa 487.0112=-=y y （4分）七、计算题(10分，每个函数2分)解：该条件下的氧气可看作为理想气体。

因是理想气体等温可逆过程，故W n R T p p =-=-⨯⨯⨯⨯⨯=--ln..ln...21155058314530310105010203mol J K mol K Pa PakJ1··因一定量理想气体的内能及焓只是温度的函数，且过程为等温。

所以 ∆U = 0 ∆H = 0 由热力学第一定律 Q = ∆U －W = -2.03 kJ 理想气体等温可逆过程熵变化为∆S nR p p =-=-⨯⨯⨯⨯--ln ..ln211550583145510110mol J K mol Pa Pa 1··=--6691.J K ·。