四川大学2012-2013上期中物理化学试题解答

11．A和B能形成理想液体混合物。已知在T时pA*=2pB*，当A和
B的二元液体中xA = 0.5时，与其平衡的气相中A的摩尔分数是
C． 2/3 D． 1/2 12．对非理想稀溶液, 若采用不同的浓度表示法表示溶质的化学 A． 1 B． 3 / 4
势, 则下列描述溶质的各说法中正确的是
A．浓度数据相同 C．活度因子相同 B．活度数据相同 D．化学势相同
二．填空题：（每小题2分，共30分，每空格只填写一个答案） = 1．绝热可逆过程的ΔS____0，绝热不可逆膨胀过程的 ＞ ＞ ΔS_____0，绝热不可逆压缩过程的 ΔS_____0。 2．1mol理想气体从始态p1,V1,T1分别经过程I绝热可逆膨胀到p2， 经过程II反抗恒定外压（p环 = p2）绝热膨胀至平衡，则两个 过程间有WI____WII，ΔUI_____ΔUII，ΔHI____ΔHII。 ＜ ＜ ＜ ＝ 3．某系统进行不可逆循环后，其系统的ΔS______0，环境的 ＞ ΔS______0。
＞ ＞ 6．某理想气体经绝热恒外压压缩，ΔU ____0，ΔH ____0。
7．1mol理想气体体积由V变到2V，若经等温自由膨胀，ΔS1= 5.76 5.76 _______J· -1，若经等温可逆膨胀，ΔS2= _______J· -1。若 K K 5.76 K 经绝热自由膨胀，ΔS3= _______J· -1，若经绝热可逆膨胀， 0 ΔS4= _______J· -1。 K
一、选择题：
1．热力学第一定律以ΔU=Q +W 的形式表示时，其使用条件是
C.封闭系统 2．对于凝聚相系统，压力p 表示的含意是 A.任意系统 A. 101.325kPa B. p C. 外压 B. 隔离系统 D. 敞开系统
D. 平衡蒸气压
3．某系统经历一不可逆循环之后，下列关系式中不能成立的是 A. b) ΔCp = 0 C ΔU = 0 D.ΔT = 0 Q=0 4．理想气体与温度为T的大热源接触作等温膨胀吸热Q，所做 的功是在相同温度下变到相同终态的最大功的20%，则系统 的熵变为 A. Q / T B. –Q / T C. 5Q/T D. Q / 5T
6:1 质摩尔分数之比yA : yB =______。 10．20℃时两杯由A和B形成的理想液体混合物，甲杯的组成为 1mol A + 9mol B，乙杯的组成为20mol A + 80mol B。今将 两个杯子放在同一密闭容器中，经足够长的时间，则甲杯中 减少 增加 A的量会_________，B的量会_________。
66.66kPa，A和B形成理想溶液，与此二元溶液成平衡的气 相中的A摩尔分数为2/3时，溶液中A的摩尔分数为 A．1 B．2/3 C．1/2 D．1/4
pA p xA yA * * p pA xA pB xB
* A
2 2 xA 2 xA 3 2 xA (1 xA ) xA 1
4．1mol理想气体绝热向真空膨胀，体积扩大1倍，则此过程
＞ ΔS（系统）+ΔS（环境）_____0，ΔS（环境）_____0。 ＝
5．1mol单原子理想气体（CV,m=1.5R）从300K，的始态经pT =
常数的可逆途径压缩至压力增加1倍的终态，则该过程的
-1871 ΔU = ______ J。 p2T2=p1T1 T2=150K
15．水中含有碘，在恒温下加入CS2液体并充分摇动，静置后， 水相中碘的化学势为μ1，CS2相中碘的化学势为μ2，则二者的关 系为 A．μ1 ＞ μ2 B．μ1 = μ2 C．μ1 ＜ μ2 D．无确定关系 16．水和水蒸气构成两相平衡时，两相的化学势的大小关系为 A． μ(g) =μ(l) B． μ(g) ＞μ(l)
= 0.4 ×8.314× (3.5×ln(900/300)+ln(200/1000)) =7.435J.K-1 S2 = S1 + ΔS = 82.0 +7.435 =89.435J.K-1 ΔG = ΔH – Δ( T S ) = 6983.8 – ( 900× 89.435 – 300×82.0 ) ① = –48908J ΔA = ΔU – Δ( T S ) = 4988.4 – ( 900×89.435 – 300×82.0 ) ① = –50903J
T p V V T T p
p V
①+②
T p C p V T CV V p
p V
Baidu Nhomakorabea
p p ② V S V T
① ①
cB= bBρ = 0.806 mol· -3 dm
①
π= cB RT=0.806 × 103 ×8.314 × 298.15 =1.999 × 106Pa ①
3：解 令A为苯，B为HCl。 ① kB = pB / xB = 101325/0.0425 = 2.384×106 Pa ① ① kB xB + p*(1 - xB)=101.325kPa
O * = O 11. 对于理想溶液，如果 p* pB ，则 B ________ B ， B > * _____ 。 B B
* > b,B _____ B ， 12．对于理想稀溶液，因为溶质极少，有
* c ,B _____ B 。 >
13．在100℃，101.325kPa下液态水的化学势为μ1, 100℃， 150kPa下水蒸气的化学势为μ2，则μ1______μ2。 ＜ 14．0.005mol· -1的硫酸钾水溶液，其沸点较纯水的沸点升高 kg 了0.0073℃，已知水的Kf = 1.86K· mol-1，Kb = kg· -0.026 0.52K· mol-1，则此溶液的凝固点为________℃。 kg·
19．下列关于稀溶液依数性的叙述中，不正确的是 A. 稀溶液的依数性与溶质的性质无关 B．稀溶液的依数性与拉乌尔定律无关 C．凝固点降低正比于溶液的质量摩尔浓度 D．沸点升高正比于溶液的质量摩尔浓度 20．对于理想溶液，混合过程的热力学函数的变化为 A． Δ mixH=0， Δ mixS=0， Δ mixG<0 B． Δ mixH=0， Δ mixG=0， Δ mixS>0 C． Δ mixV=0， Δ mixH=0， Δ mixS>0 D． Δ mixV=0， Δ mixS=0， Δ mixH=0
C． μ(g) ＜ μ(l)
D．不能确定
17．在298.15K时，A和B两种气体在某溶剂中的亨利系数分别 为 kA和kB ，并有kA> kB ，当A和B具有相同的分压力时，二
者的浓度关系为
A． cA = cB c ＜c C．
A
B． cA ＞ cB D．不能确定
B
18．已知373K时纯A的蒸气压为133.32kPa，纯B的蒸气压为
四.1.证明：
dU TdS pdV ①
U S T p ① S p ① V T V T V T T V
U p T p ① V T T V
10．某系统经历两条不同的途径由状态A变化到状态B，其热、
功、内能变化、焓变化分别为Q1、W1、Δ U1、Δ H1和Q2、
W2、Δ U2、Δ H2，肯定成立的是 A．Q1-W1 = Q2-W2 B．Δ U1 -W1 = Δ U2-W2
C．Δ H1 -W1 = Δ H2-W2
D．Δ U1 -Δ H1 = Δ U2-Δ H 2
①
2.解: bB = ΔTf /Kf = 1.5 /1.86 = 0.806 mol· -1 kg ΔTb = bB · b = 0.52×0.806K = 0.42K K Tb = Tb* + ΔTb = 373.15K + 0.42K = 373.57K
① ①
①
xA=1- xB= 1- bB MA =1- 0.806 × 18.02×10-3 = 1- 0.0143 = 0.985 pA= pA*xA = 3.167 × 0985 = 3.12kPa
15．在298K时，当糖水和食盐水的浓度相同时，其渗透压
＜ π（糖水）_______π（盐水）。
1 解：这是理想气体的绝热过程。 Q = 0, ΔU = W = 4988.4J
(1-16)
W = nCV,m(T2 – T1)
4998.4 = 0.4 × 2.5 × 8.314 × (T2 – 300) T2 = 900K ② ① ΔH = nCp,m(T2 – T1) = 0.4×3.5×8.314 × (900– 300) = 6983.8J ΔS = nCp,m lnT2/T1 + nR ln p1/p2 S1 = n Sm = 0.4 × 205.0 = 82.0J.K-1 ①
13．在25℃时，A和B两种气体在同一溶剂中的享利系数分别为 kA和kB，且kA=2kB，当A和B压力相同时，在该溶液中A和B 的浓度间的关系为 C．2cA = cB D． 不确定 14．恒温时在A和B的二元液系中，若增加A组分使其分压pA上 A． cA = cB B．cA =2cB 升，则B组分在气相中的分压pB将 A． 上升 B． 不变 C．下降 D． 不确定
2.证明：
S S V p T p S V S S p T V T p V T V p p V C p T T V CV T T p
8．在298K，101.325kPa下，将0.5mol苯和0.5mol甲苯混合形成
0J 0J 理想液体混合物，该过程的ΔH =_______，ΔU =_______， ΔS =_______。 5.76J.K-1
9．2mol A和1mol B形成的理想液体混合物，已知pA* =90kPa，
pB* =30kPa。若气相的量相对液相而言很小，则气相中两物
5．系统经不可逆循环过程，则有： A.ΔS系统 = 0，ΔS隔＞0 B. ΔS系统＞0，ΔS隔 ＞0， C. ΔS系统 = 0，ΔS环＜0 6．下列叙述中不正确的是 D. ΔS系统 = 0，ΔS隔＜0。
A．系统变化时，状态函数的改变值只由系统的初终态决定
B．系统状态确定后，状态函数的值也确定 C．经循环过程，状态函数的值不变 D．所有的状态函数均具有加和性 7．因Qp = ΔH，QV = ΔU，所以 A． Qp与QV都是状态函数 B． Qp与QV都不是状态函数 C． Qp是状态函数，QV不是状态函数 D． Qp不是状态函数，QV是状态函数
8．在下列关于焓的描述中，正确的是 A．在任何过程中焓都等于定压热 B．在任何过程中焓都不等于定压热 C．理想气体的焓只是温度的函数 D．理想气体的焓是温度和压力的函数 9．能用W = CV (T2-T1 ) 来计算功的过程是 A. 实际气体的绝热过程 B. 理想气体的绝热过程 C. 实际气体的等温过程 D. 理想气体的等温过程
(2-6)
p p 101325 1.0 104 xB 0.03847 ① 6 4 k B p 2.38410 1.0 10
nB mB M B ① xB nA nB mA M A mB M B
M B m A xB 36.45100 0.03847 1.867g ① ① mB M A (1 xB ) 78 (1 0.03847 )