青岛科技大学物理化学试题三套及答案

青岛科技大学物理化学试题之一第一套一、填空题（每小题2分，共20分）1、系统处于热力学平衡状态时，必须同时满足、、、四个条件平衡。

2、同一个系统的U、H、A、G这四个热力学量，最大，最小。

3、补全热力学函数关系式：dG= + VdP ； (∂G/∂p)T = 。

4、理想气体与温度为T的大热源接触作等温膨胀，吸热Q，所做的功是变化到相同终态的最大功的20%，则系统的熵变为（用T和Q表示）。

5、等温等压下两种纯物质混合形成理想溶液，则△mix V 0，△mix H 0，△mix S 0，△mix G 0（填“＞”或“＜”或“=”）。

6、非理想气体的标准态是指：。

7、热分析法绘制相图时，常需画出不同组成混合物的温度－时间曲线，这种线称之为。

8、写出化学反应等温式：。

9、反应C(s)+O2(g)=CO2(g)，2 CO(g) +O2(g)= 2CO2(g)，C(s)+ 1/2 O2(g)=CO(g)的平衡常数分别为K1Θ、K2Θ、K3Θ，这三个平衡常数之间的关系是K3Θ= 。

10、298K时有一仅能透过水的渗透膜将0.01mol/L和0.001mol/L的蔗糖溶液分开，欲使该体系达平衡，需在浓度为的溶液上方施加压力，该压力为 Pa。

二、选择题（每小题2分，共30分）1、下列说法不符合近代化学的发展趋势与特点的是（）（A）从单一学科到交叉学科（B）从宏观到微观（C）从平衡态研究到非平衡态研究（D）从表相到体相2、下列关于热力学方法的叙述，不正确的是（）（A）热力学研究对象是大量分子的集合，所得的结论不适用于分子的个体行为。

（B）热力学可以解决怎样把一个变化的可能性变为现实性的问题（C）经典热力学不考虑物质的微观结构和反应机理（D）经典热力学不能解决一个具体变化所需要的时间3、下列参数中属于过程量的是（）(A)H (B)U (C)W (D)V4、实际气体处于下列哪种情况时，其行为与理想气体接近（）(A)高温高压 (B)高温低压(C)低温高压 (D)低温低压5、在一个刚性绝热容器内发生苯在氧气中燃烧的反应（）(A) △U=0，△H＜0，Q=0 (B) △U=0，△H＞0，W=0(C) △U=0，△H=0，Q=0 (D) △U=0，△H=0，W=06、关于Joule-Thomson系数μJ-T，下列说法错误的是（）（A）μJ-T是系统的强度性质（B）μJ-T＜0，表示节流膨胀后气体的温度下降（C）常温下，大多数气体的μJ-T为正值，而H2和He的μJ-T为负值（D）理想气体的μJ-T = 07、工作在393K和293K的两个大热源间的卡诺热机，其效率约为（）(A) 83％ (B) 25％ (C) 100％ (D) 20％8、当10mol N2和20mol H2混合通过合成氨塔，反应一段时间后有5mol NH3生成。

对反应式N2+3H2=2NH3，反应进度（）(A) 等于2.5mol (B) 等于－2.5mol(C) 对不同反应物计算结果不一样 (D) 反应物没反应完而无法计算9、在标准状态下 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) 的Δr H mø是（）(A) 水的标准生成热Δf H mø(H2O，l)；(B) H2(g)的标准燃烧热Δc H mø(H2，g)；(C) 1/2Δr H mø是水的标准生成热Δf H mø(H2O，g)；(D) 1/2Δr H mø是水的标准生成热Δf H mø(H2O，l)。

10、等温等压下，A和B组成的均相系统中，当改变浓度时A的偏摩尔体积增加，则B的偏摩尔体积将（）(A) 增加 (B) 减小(C) 不变 (D) 随A和B的比例不同而不同11、FeCl3和H2O能形成四种水合物，则在25℃，标准压力下，该系统最多可平衡共存的相数为（）(A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 512、两液体的混合物在T-x图上出现最高点，则该混合物对拉乌尔定律产生偏差的情况为（）(A) 正偏差 (B)负偏差 (C) 无偏差 (D) 无规则13、等温等压下，某反应的∆r G mΘ=5kJ/mol，则该反应变化（）(A) 正向自发 (B)反向自发(C) 不能判断 (D) 不能进行14、反应3O2(g)=2O3(g)，在25℃时Δr H mø=－280 J/mol，对该反应正向进行有利的条件是（）(A) 加压升温 (B) 加压降温(C) 降压升温 (D) 降压降温15、过饱和溶液中的溶剂的化学势与纯溶剂的化学势相比较，前者（）(A) 大 (B) 小 (C) 与后者相等 (D) 无法比较四、解答题（每小题10分，共50分）1、在273K，1000 kPa时，10.0dm3单原子理想气体（1）经过绝热可逆膨胀到终态压力100 kPa；（2）在恒外压100 kPa下绝热膨胀到终态压力100 kPa。

分别计算两个过程的终态温度、W、△U、△H、△S。

2、室温下，液体A与液体B能形成理想溶液。

现有一A、B混合物的蒸气相，其中A的摩尔分数为0.4 ，把它放在一个带活塞的汽缸内，在室温下将汽缸缓慢压缩。

已知纯A与纯B的饱和蒸气压分别为40.0 kPa和120.0 kPa，求（1）当液体开始出现时，汽缸内气体的总压；（2）当气体全部液化后，再开始汽化时气体的组成。

3、CO2(g)与H2S(g)在高温的反应为CO2(g) + H2S(g) = COS(g) + H2O(g) ，在610K时将0.1 mol CO2(g)加入体积为2.5 dm3的空瓶中，然后再充入H2S(g)使总压为1000 kPa。

达平衡后取样分析，其中H2O(g)的摩尔分数为0.02 。

设该反应的Δr H mø= 2.74×105J/mol且不随温度变化，视气体为理想气体。

分别求610K和620K时该反应的标准平衡常数。

4、在标准压力下蒸馏时，乙醇—乙酸乙酯系统有如下数据（x表示液相中的摩尔分并回答下列问题：对x乙醇=0.80的溶液，（1）进行蒸馏，最初馏出物的组成为？（2）普通蒸馏到最后一滴时，余液组成为？（3）在带有活塞的密闭容器中平衡蒸发到最后一滴时，余液组成为？5、合成氨的反应可表示为 N2(g) + 3 H2力时该反应的Δr H mø= －92.22 kJ/mol，Δr G mø=－32.90 kJ/mol。

已知：C p,m(N2)=28.58 + 3.76×10-3T (J﹒K-1﹒mol-1) ；C p,m(H2)=27.28 + 3.26×10-3T (J﹒K-1﹒mol-1) ；C p,m(NH3)=29.75 +25.1×10-3T (J﹒K-1﹒mol-1) ，请表示出Δr G mø与温度的函数关系，并计算1000K时该反应的Δr G mø和Kø。

答案一、填空（每题2分，共20分）1、热平衡、力学平衡、相平衡、化学平衡。

2、H，A3、－SdT ；V4、5Q/T5、=，=，>，<6、在标准压力下，且符合理想气体性质的假想态7、步冷曲线8、∆r G m=∆r G mΘ+RT lnQ9、K3Θ= K1Θ/2 K10、0.01mol/L ， 22298二、选择（每题2分，共30分）D B C B B B B A D B A B C B B三、解答题（每题10分，共50分）1、每一问的T2、W、△U、△H、△S五个量各1分解：n=PV/(RT)=4.41mol(1) γ= C p,m/ C V,m=5/3由绝热可逆过程方程式P1V1γ=P2V2γ，代入数据得V2=39.8 dm3T2= P2V2/(nR)=108.6KW=△U= nC V,m(T2- T1)= —9.04kJ△H=△U+△(PV)= —9.04×103+(105×39.8×10-3-106×10.0×10-3) (J)= —15.06 kJ△S=0(2)绝热：W= nC V,m(T2- T1)等外压：W= —P2(V2-V1)= —P2(nRT2/P2- nRT1/P1)两式相等，代入数据，解得T2=175KW=△U = nC V,m(T2- T1)= —5.39kJV2=nRT2/P2=64.16 dm3△H=△U+△(PV)= —5.39×103+(105×64.16×10-3-106×10.0×10-3) (J)=8.97 kJ△S=nRln(V2/V1)+n C V,m ln(T2/T1)= 43.7 J/K2、解：（1）P总=P A+P B= P A*x A+P B*x B =[40.0 x A+120.0(1-x A)]=120.0-80.0 x A (kPa) 3分y A= P A/P总= P A*x A/ P总 1分开始时，气相组成y A=0.4即：0.4=40.0 x A/(120.0-80.0 x A) 解得x A=0.667 1分所以 P总=120.0-80.0 ×0.667=66.67(kPa) 1分（2）全部液化后，液相组成与原始组成一致，即x A=0.4P A = P A*x A=40.0×0.40=16.0 (kPa) 1分P B = P B*x B=120.0×0.60=72.0 (kPa) 1分y A= P A/P总=16.0/(16.0+72.0)=0.182 1分y B=0.818 1分3、解，初始H2S(g)的量=n总-n0(CO2)=PV/(RT)- n0(CO2)=0.393 mol 2分设生成H2O(g)物质的量为xCO2(g) + H2S(g) = COS(g) + H2O(g)开始时物质的量/mol 0.1 0.393平衡时物质的量/mol 0.1-x 0.393-x x x由于该反应Σν=0，反应前后n总不变 n总=0.493 mol 2分H2O(g)的摩尔分数为0.02，即x=0.02×0.493=0.00986 (mol)该反应Σν=0，KΘ(610K）=K n=x2/[(0.1-x)( 0.393-x)]=2.82×10-3 3分由ln[K Θ(620K ）/ K Θ(610K ）]= (1/610K-1/620K)Δr H m ø/R代入数据后解得：K Θ(620K ）=6.74×10-3 3分4、解：（作图略） 4分（1）最初馏出物的组成为x 乙醇=0.69 2分（2）普通蒸馏到最后一滴时，余液为纯乙醇 2分（3）在带有活塞的密闭容器中平衡蒸发到最后一滴时，余液组成为x 乙醇=0.88 2分5、∆C p ø,m = —50.92 + 36.66×10-3T (J ﹒K -1﹒mol -1)由基尔霍夫定律，d ∆H m ø =∆C p ø,m dT ，将∆C p ø,m 随温度变化的关系式代入上式作不定积分得∆H m ø =∆H 0ø-50.92T+18.33×10-3T 2(J ﹒mol -1) 2分将T=298K 时∆H m ø =-92.22×103 J/mol 代入上式，求得∆H 0ø=-78680 J ﹒mol -1 所以∆H m ø与温度的关系式为 ∆H m ø =-78680-50.92T+18.33×10-3T 2(J ﹒mol -1) 2分 由吉-亥公式，d(∆G m ø /T)=-( ∆H m ø /T 2)dT将∆H m ø与温度的关系式代入上式作不定积分得∆G m ø /T = —78680/T+50.92l nT-18.33×10-3T+I (J ﹒K -1﹒mol -1) 2分即：∆G m ø =—78680+50.92T lnT -18.33×10-3T 2+IT (J ﹒mol -1)将T=298K 时∆G m ø =－32.90×103 J/mol 代入上式，求得I=－131 J ﹒K -1﹒mol -1所以∆G m ø与温度的关系式∆G m ø =—78680+50.92T lnT -18.33×10-3T 2-131T (J ﹒mol -1) 2分 将T=1000K 代入，的∆G m ø(1000K) =123.8 kJ ﹒mol -1) 1分K ø=EXP(-∆G m ø /RT)=3.41×10-7 1分第二套一、选择题(每题2分，共50分,将唯一的答案填进括号内)( )1. 下列公式中只适用于理想气体的是A. ΔU=Q VB. W=nRTln(p 2/p 1)C. ΔU=dT C m ,V T T 21⎰ D. ΔH=ΔU+p ΔV( )2. ΔH 是体系的什么A. 反应热B. 吸收的热量C. 焓的变化D. 生成热( )3. 2000K 时反应CO(g)+1/2O 2(g)=CO 2(g)的K p 为 6.443,则在同温度下反应为2CO 2(g)=2CO(g)+O 2(g)的K p 应为A. 1/6.443B. (6.443)1/2C. (1/6.443)2D. 1/(6.443)1/2( ) 4. 固态的NH 4HS 放入一抽空的容器中，并达到化学平衡，其组分数、独立组分数、相数及自由度分别是A. 1，1，1，2B. 1，1，3，0C. 3，1，2，1D. 3，2，2，2( ) 5. 下列各量称做化学势的是 A. i j n ,V ,S i )n (≠∂μ∂ B. i j n ,V ,T i )n p (≠∂∂ C. i j n ,p ,T i )n (≠∂μ∂ D. i j n ,V ,S i )n U (≠∂∂ ( ) 6. A 和B 能形成理想溶液。