(完整版)湖南大学物理化学期末考试题1答案
湖南大学2011年秋物理化学试题答案 （A 卷）
一．填空题（每空1分，共10分）
1.< >
2.= <
3.U 小
4.< <
5. 3.95×10-5 1.71×10-5
二．选择题（每题2分，共20分）
1-5. B C D C A 6-10. C A B C B
三．（本题20分）
解：据题意系统的状态变化可用如下框图表示
()()()212111mol
298K
20.1MPa 1.0MPa 3T T p p ===u u u u u u u u u u u u u r u u u u u u u u u u u u u u u u u r u u u
u u u u u u u u u u r 恒温可逆恒外压膨胀自由膨胀 （1）为恒温可逆过程，21T T =
()()2121ln ln W nRT V V nRT p p =-=
()11mol 8.315J K mol 298K ln 0.1MPa 1MPa 5750J
-=?????=- （3分）
理想气体恒温 U=0? （1分）
0H ?= （1分）
所以==5750 J Q W - （1分）
（2）横外压快速膨胀过程可以看作一个绝热过程
0Q =（1分）
，U W ?=。即 ()()m 2122211V nC T T p n RT p nRT p -=--，
对1mol 理想气体有m m p V C C R -=，，由此可得
(){}
2,m 211,m p p T C R Rp p T C =-+
()1111111129.10J K mol 8.315J K mol 8.315J K mol 0.1MPa 1MPa 298K 29.10J K mol
--------??=??-??+????????=221.4K （3分）
(),m 21V U W nC T T ?==-
()111mol 20.786J K mol 221.4K 298K 159J --=????-=-（3分）
()()11
m 211mol 29.10J K mol 221.4K 298K p H nC T T --?=-=????-，
2229J =-（3分）
（3）自由膨胀即向真空膨胀过程，，故0W =（1分），
理想气体恒温0H ?=（1分）
且0U ?=（1分），则0Q =（1分）e 0p =
四．（本题20分）
解：25℃时
r m H ?111635.09k J mol 393.51kJ mol 1206.8kJ mol ---=-??-?+?
=178.2 kJ ?mol -1 (3分)
111111r m 40J K mol 213.7J K mol 92.9J K mol S ------?=??+??-??
11160.8J K mol --=??（3分）
r m r m r m
G H T S ?=?-?=
1111178.2kJ mol 298.15K 0.1608kJ K mol 130.3kJ mol ----?-???=? （4分）
1000℃的常压时，
r m r m r m G H T S ?=?-?= 111
178.2kJ mol 1273.15K 0.1608kJ K mol ---?-???
126.52kJ mol -=-?（4分）
反应可以进行。实际上，反应的分解温度为
r m r m r m =0G H T S ?=?-? （2分）
r m r m =T H S ?? = 111178.2kJ mol K mol 835---???=℃ （4分）
五．（本题15分）
解：（1）1
1
12
4.55mol
0.820 1mol
4.55mol
n
x
n n
===
++
（公式3分，结果2分）
（2）
1
596.5Pa
0.350
1705Pa
p
a
p*
===（公式3分，结果2分）
（3）
1
ln
8.314J mol K288.15K ln0.35
RT a
μμμ
-1-
?=-=
=????
1
2813.8J mol-
=-?（公式3分，结果2分）
六．（本题15分）
解：（1）指出各相区稳定存在的相。（0.5? 8）
相区 1 2 3 4 5 6 7 8
相态
l
(溶
液)
α+l l+C(s) l+βαα+C(s)C(s)+ββ
（2）三相线平衡关系式。（2.5’? 2）
上面的三相线为α(s)+C(s)＝l
下面的三相线为l = C(s)+β(s)
（3）步冷曲线图。（2’? 3）