物理化学期末练习题及答案(B卷)复习过程

2014-2015学年一学期物理化学期末练习题(B 卷)

一、选择(15小题，每小题2分，共30分)

1．将某理想气体从温度T 1加热到T 2。若此变化为非恒压过程,则其焓变ΔH 应为何值? ( )

A 、 ΔH =0

B 、 ΔH =

C p (T 2-T 1) C 、 ΔH 不存在

D 、 ΔH 等于其它值

2．已知 1mol HCl 的无限稀释溶液与 1mol NaOH 的无限稀释溶液在恒温恒压下完全反应，热效应Δr H m ? =-55.9 kJ ·mol -1，则 1mol HNO 3的无限稀释溶液与 1mol KOH 的无限稀释溶液在恒温恒压下完全反应的热效应Δr H m ?为： ( ) A 、 > -55.9 kJ ·mol -1 B 、 < -55.9 kJ ·mol -1 C 、 = -55.9 kJ ·mol -1 D 、 不能确定

3．下列宏观过程： (1) p ?, 273 K 下冰融化为水 (2) 电流通过金属发热 (3) 往车胎内打气 (4) 水在 101 325 Pa, 373 K 下蒸发 可看作可逆过程的是： ( )

A 、 (1),(4)

B 、 (2),(3)

C 、 (1),(3)

D 、 (2),(4)

4．理想气体的物质的量为n ,从始态A(p 1,V 1,T 1)变化到状态B(p 2,V 2,T 2)，其熵变的计算公式可用： ( )

A 、2121d In T p T C T p S nR p T ?=+?

B 、2112d In T p T

C T p S nR p T

?=-? C 、

2121d In T V T C T V S nR V T ?=+? D 、2121d In T V T C T V S nR V T ?=-? 5．理想气体绝热向真空膨胀，则： ( )

A 、 ΔS = 0，W = 0

B 、 ΔH = 0，ΔU = 0

C 、 ΔG = 0，ΔH = 0

D 、 ΔU = 0，ΔG = 0 6．封闭体系中，若某过程的ΔA =-W R , 应满足的条件是： （ ）

A 、等温、可逆过程

B 、等容、可逆过程

C 、等温等压、可逆过程

D 、等温等容、可逆过程 7．关于亨利系数,下列说法中正确的是: ( )

A、其值与温度、浓度和压力有关

B、其值与温度、溶质性质和浓度有关

C、其值与温度、溶剂性质和浓度有关

D、其值与温度、溶质和溶剂性质及浓度的标度有关

8．理想溶液具有一定的热力学性质。在下面叙述中哪个是错误的。( )

A、Δmix V=0

B、Δmix A=0

C、Δmix H=0

D、Δmix U=0 9．根据理想稀溶液中溶质和溶剂的化学势公式：μB= μB*(T,p) + RT ln x B，μ

= μA*(T,p) + RT ln x A下面叙述中不正确的是：( )

A

A、μA*(T,p) 是纯溶剂在所处T, p时的化学势

B、μB*(T,p) 是x B= 1，且仍服从亨利定律的假想状态的化学势，而不是纯溶质的化学势

C、当溶质的浓度用不同方法（如x B, m B, c B）表示时，μB*(T,p)不同，但 B不变

D、μA*(T,p) 只与T, p及溶剂的性质有关, μB*(T,p) 只与T, p及溶质的性质有关

10．在密闭容器中，让NH4Cl(s)分解达到平衡后，体系中的相数是：( ) A、1 B、2 C、3 D、4

11．当克劳修斯–克拉贝龙方程应用于凝聚相转变为蒸气时，则: ( )

A、p必随T之升高而降低

B、p必不随T而变

C、p必随T之升高而变大

D、p随T之升高可变大或减少

12．三相点是: ( )

A、某一温度,超过此温度,液相就不能存在

B、通常发现在很靠近正常沸点的某一温度

C、液体的蒸气压等于25℃时的蒸气压三倍数值时的温度

D、固体、液体和气体可以平衡共存时的温度和压力

13．理想气体化学反应平衡时,应用下列哪个关系式？ ( )

A、Δr G m= -RT ln K p?

B、Δr G p?= -RT ln K p?

C、Δr G p? = -RT ln K x

D、Δr G p? = -RT ln K c?

14．Ag2O 分解可用下列两个反应方程之一表示，其相应的平衡常数也一并列出

I. Ag2O (s) 2Ag (s) + (1/2) O2 (g) K p(Ⅰ)

II. 2Ag2O (s) 4Ag (s) + O2 (g) K p(Ⅱ)

设气相为理想气体，而且已知反应是吸热的，试问下列哪个结论是正确的： ( )

A、K p(Ⅰ)= K p(Ⅱ)

B、K p(Ⅰ) = K p2(Ⅱ)

C、O2气的平衡压力与计量方程的写法无关

D、K p(Ⅰ) 随温度降低而减小

15．对一个理想气体化学反应的平衡常数与其标准吉布斯自由能变化(Δr G m? ) 的关系有：

(1) K p?= exp(-Δr G m?/RT) (2) K c?= exp(-Δr G m?/RT) (3) K x= exp(-Δr G m?/RT) 其中以( ) 关系为正确？

A、(1)、(2) 和(3) 式均正确

B、(1) 式正确

C、(2) 式正确

D、(3) 式正确

二、填空(9小题，每小题2分，共18分)

1. 在横线上填上＞、＜、＝或？（？代表不能确定）。氢气和氯气在绝热刚性容器中反应，则： (A) W____ 0 (B) ΔU____ 0 (C) ΔH____ 0 (D) Q____ 0 。

2. 某理想气体，等温(25℃)可逆地从1.5 dm3膨胀到10 dm3时，吸热9414.5 J，则此气体的物质的量为摩尔。

3. 一定T、p下，Gibbs - Duhem 公式告诉我们，一个溶液中各组分的偏摩尔量的变化之间的关系式是：__________ 。

4. 在等温和存在非体积功的情况下，某气体由始态经一微小变化到达终态，其吉布斯自由能变化的表达式为。

5. 形成负偏差的溶液，异种分子间的引力同类分子间的引力，使分子逸出液面的倾向，实际蒸气压拉乌尔定律计算值，且Δmix H0, Δmix V0。

6. 三相点是。

7. 二元合金处于低共熔温度时，体系的自由度f = 。

8. 已知N2O4的分解反应N2O4(g) = 2NO2(g)，在25℃时，Δr G mΘ = 4.78 kJ?mol-1。此温度时，在p(N2O4) = 3pΘ，p(NO2)=2pΘ的条件下，反应向___________ 方向进行。

9. 一个抑制剂结合到碳酸酐酶，在298 K时反应的平衡常数KΘa=4.17×107，Δ

H mΘ=-45.1 kJ?mol-1，则该温度下反应的Δr S mΘ＝________ J?K-1?mol-1。

r

三、计算(4小题，每小题10分，共40分)

1将100℃和101 325 Pa 的1g 水在恒外压(0.5×101 325 Pa) 下恒温汽化为水蒸气,然后将此水蒸气慢慢加压(近似看作可逆地)变为100℃和101 325 Pa 的

水蒸气。求此过程的Q, W和该体系的ΔU, ΔH。(100℃，101325Pa下水的汽化热为2259.4 J·g-1)

2．298 K，101.3 kPa下，Zn 和CuSO4溶液的置换反应在可逆电池中进行，做出电功200 kJ，放热 6 kJ，求该反应的Δr U，Δr H，Δr A，Δr S，Δr G（设反应前后的体积变化可忽略不计）。

3. 已知293 K时纯苯的蒸气压为10 013 Pa,当气相中HCl的分压为101 325 Pa 时,HCl在苯中的摩尔分数为0.0425,试问293 K下，当HCl的苯溶液的总蒸气压为101 325 Pa时,100 g苯里可溶解多少克HCl?已知苯和HCl的相对分子质量分别为78.1和36.5

4．已知下列氧化物的标准生成自由能为：Δf G m? (MnO)＝(-3849×102＋74.48 T/K) J·mol-1Δf G m? (CO)＝(-1163×102- 83.89 T /K) J·mol-1Δf G m? (CO2)＝-3954×102 J·mol-1问：(1) 在0.133 33 Pa的真空条件下,用炭粉还原固态MnO生成纯Mn及CO的最低还原温度是多少？(2) 在(1) 的条件下还原反应能否按下列方程式进行？2MnO(s)＋C(s)＝2Mn(s)＋CO2(g)

四、简答题(3题，每小题4分，共12分)

1．(1) 自然界中有无相互绝对不溶解的物质？(2) 自然界中有无绝对不挥发的物质？

2. 在简单低共熔点二组分金属相图上，当出现低共熔混合物时，这时有三相平衡共存，处于低共熔点的水平线上，每点都代表三相共存，试问该水平线的两个端点也是三相共存吗？为什么？

3．在密闭容器中，KNO3饱和溶液与其蒸气呈平衡，并且存在着从溶液中析出的细小KNO3晶体，问该体系中的组分数、相数、自由度各为多少？

2014-2015学年一学期物理化学期末练习题(B卷) 答案

命题教师：蒙昌宇命题教师所在院：化学与材料学院试卷类型：考试（B）课程名称：物理化学考试专业：化学、应化、材化考试年级：2012级

一、选择(15小题，每小题2分，共30分)

1．( B )

2．( C )

3． ( A )

4． ( C)

5．( B )

6．（A ）

7． ( D )

8．( B )

9．( D )

10．( B )

11．( C )

12． (D )

13．( B)

14．( D )

15．( B )

二、填空(6小题，每小题2分，共12分)

1.A=；(B)=；(C)=；(D)=

2.Q=W=nRT ln(V2/V1)，n=2 mol

3.∑n B d Z B,m= 0

4.d G=V d p-δW f

5.大于减小小于小于小于

6. 固、液、气三态可以平衡共存时的温度和压力

7. 1

8. 因为K pΘ= exp(-Δr G mΘ/RT) = 0.1454 Q p= [p(NO2)/pΘ]2/[p(N2O4/pΘ) = 1.3333 所以, Q p> K pΘ反应向左进行。

9. Δr G mΘ=-RT ln K aΘ=-43.45 kJ·mol-1 Δr S mΘ=(Δr H mΘ-Δr G mΘ)/T=-5.53 J·K-1·mol-1

三、计算(5小题，每小题10分，共50分)

1．答：1g 水在恒外压(0.5×101 325 Pa) 下恒温汽化为水蒸气,系统对环境做功W1= -p(V-0)= -pV= -nRT，水蒸气慢慢加压(近似看作可逆地)变为100℃和101 325 Pa 的水蒸气，环境对系统做功：W2= -nRT ln (p1/p2) ，W= W1+W2= -nRT+(-nRT ln (p1/p2) ）= - 52.88 J Q=ΔU-W=2139.93 J ；ΔU=ΔH-ΔpV≈ΔH-nRT= 2087.05 J ；ΔH=Q p=2259.4 J

2．答：W f = 200 kJ，W v= 0，W = W f + W v= 200 kJ

Δr U = Q - W = -206 kJ

Δr H = Δr U + Δ(pV) = Δr U + pΔV = -206 kJ

Δr S = Q R/T = -20.1 J·K-1

Δr A = Δr U - TΔr S = -200 kJ

Δr G = Δr H - TΔr S = -200 kJ

3.答：设溶剂苯遵守Roault's定律,溶质HCl遵守Henry定律；

k=p(HCl)/x=101325 Pa/0.0425=2.384×106 Pa

p= P A*x A+kx B

101 325 Pa=(10 013 Pa)x A+2.384×106 Pa(1-x A)

x A=0.9615

x A=(m/M)苯/[(m/M)苯+(m/M)HCl]

0.9615=(100/78.1)/[(100/78.1)+(m/36.5)]

m=1.9 g

4．答： (1) 还原反应为MnO(s) +C(s) =Mn(s) +CO(g) Δr G m? =Δf G m? (CO)- Δf G m? (MnO) =(2686×102-158.37T/K) J·mol-1Δ

G m=Δr G m?+RT ln Q p=Δr G m?+RT ln[p(CO)/p?] =(2686×102-270.9T/K) r

J·mol-1

在最低还原温度时, Δr G m=0

由此可得T=992 K

当T>992 K时, Δr G m< 0, 还原反应可以进行

故最低还原温度为992 K。

(2) Δr G m?=Δf G m?(CO2)-2Δf G m?(MnO) =(3744×102-148.96T/K) J·mol-1

Δr G m=Δr G m? +RT ln[p(CO)/p?] =115×103 J·mol-1 >0

故在该条件下, 还原反应不可能按(2)式进行。

四、简答题(2题，每小题4分，共8分)

1．答: (1) 没有μB=μ*B(T) + RT ln a B（2）没有μB=μBθ(T)+RT ln(p/pθ) 2. 答：不是三相共存。低共熔点所在的水平线称为低共熔线，又称为共晶线，物系点落在这条线上时，三个相的状态由水平线的两个端点和低共熔点来描述，水平线的两个端点中的任何一个端点，都仅代表一个相，称为相点（即代表纯组分），不存在三相共存。

3．答：独立组分数C=2相数Ф=3自由度f=C-Ф+2=1