物理化学(上)期末试题及参考答案

一、填空题（每小题2分，共20分）

1、热力学第零定律是指：

。

2、熵与热力学概率之间的函数关系式是。

3、补全热力学函数关系式：C P= (∂S/∂T)P

4、一定量的单原子理想气体定压下从T1变化到T2的熵变与定容下从T1变化到T2的熵变之比为：

5、化学势的表示式中，是偏摩尔量。

6、稀溶液的依数性包括、、和。

7、反应NH4HS(s)=NH3(g)+H2S(g)，在298K时测得分解压为66.66Pa，则该温度下该反应的K pΘ= ；K p= 。

8、1atm压力下水和乙醇系统的最低恒沸混合物含乙醇质量分数为0.9557，现将含乙醇50%的乙醇水溶液进行分馏，最终得到的物质为。

9、水在101.3kPa时沸点为373K，汽化热为40.67 kJ/mol（设汽化热不随温度变化）；毕节学院的大气压约为85.5 kPa，则在毕节学院水的沸点为K。

10、反应NH4HS(s)=NH3(g)+H2S(g)已达平衡；保持总压不变，往系统中充入一定量的惰性气体，平衡移动方向为。

二、选择题（每小题2分，共30分）

1、下列属于化学热力学范畴的是（）

（A）物质结构与性能的关系（B）化学反应速率

（C）化学变化的方向和限度（D）反应机理

2、下列关于热力学方法叙述正确的是（）

（A）热力学研究所得的结论不适用于分子的个体行为

（B）热力学可以解决某条件下怎样把一个变化的可能性变为现实性的问题

（C）经典热力学详细讨论了物质的微观结构

（D）经典热力学常需计算一个变化所需要的时间

3、下列函数中为强度性质的是：（）

(A) S (B) (∂G/∂p)T(C) (∂U/∂V)T(D) C V

4、一定量的纯理想气体，下列哪组量确定后，其他状态函数方有定值。（）

（A）T （B）V （C）T、U （D）T、p

5、对一化学反应，若知其△C p,m= ∑νB C p, m, B > 0，则该反应的（）

（A）△H随温度升高而增大（B）△H随温度升高而减少

（C）△H大于零（D）△H小于零

6、某气体的压缩因子Z> 1，表示该气体（）

（A）易于压缩（B）不易压缩（C）易于液化（D）不易液化

7、下列说法错误的是（）

（A）热容的大小与系统所含物质的量有关

（B）对于气体来说，其C p, m恒大于C V, m

（C）对于任意系统，因为体积随温度升高可能减小，所以其C p,可能小于C V

（D）对于体积不变的刚性容器中的系统，因为定容，所以有C V而没有C p值

8、某可逆热机的高温热源为T2，低温热源为T1

(1)若选用水蒸气为工作物质，其热机效率为ηW

(2)若选用汽油为工作物质，其热机效率为ηO

则下列关系正确的是：（）

(A)ηW >ηO(B)ηW<ηO

(C)ηW＝ηO(D)无法比较

9、已知某温度下，∆f H mΘ(CO2)=－393.3 kJ/mol，∆c H mΘ(CO)=－282.8 kJ/mol，

则∆f H mΘ(CO)为（）（A）－110.5 kJ/mol （B）110.5 kJ/mol

（C）－676.1 kJ/mol （D）－172.3 kJ/mol

10、过饱和溶液中的溶质的化学势与纯溶质的化学势相比较，前者（）

(A) 大(B) 小

(C)与后者相等(D)无法比较

11、两支烧杯各有1kg水，向A杯中加入0.01mol蔗糖，向B杯中加入0.01mol NaCl，

两支烧杯在相同条件下按同样的速度降温，则（）（A）A杯先结冰（B）B杯先结冰

（C）两杯同时结冰（D）都不会结冰

12、I2(s)与I2(g)平衡共存，系统自由度为（）

(A) 0 (B) 1

(C) 2 (D) 3

13、化学反应等温式∆r G m=∆r G mΘ+RT lnQ，当选取不同标准态时（）

（A）∆r G m和Q的值都改变（B）∆r G m和Q的值都改变

（C）∆r G m的值改变，Q不变(D) ∆r G m不变，Q的值改变

14、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（）

(A) K3Θ=K1ΘK2Θ(B) K3Θ= K1Θ/K2Θ

(C) K3Θ= K1Θ/

Θ

2

K(D) K

3

Θ=

Θ

Θ

2

1

/K

K

15、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

三、解答题（计算过程必须有公式、代入数据后的式子、计算结果以及必要的文字说明；回答问题须简要说明理由。每小题10分，共50分）

1、在100 kPa 和373 K 时，将2.0 mol H 2O(g)可逆压缩为液体（已知该条件下水的蒸发热为2258 kJ/kg ，摩尔质量为18.0 g/mol 。水蒸气视为理想气体；计算中可以忽略液体体积）

（1）计算该过程的Q 、W 、△U 、△H 、△S 、△A 和△G ；

（2）如果该气体是经过非可逆途径变化到相同终态，则Q 、W 、△U 、△H 、△S 、△A 和△G 中有哪些与(1)的相等？

2、某温度下液体A 与液体B 能形成理想溶液。 （1）将1mol 纯A 与2mol 纯B 混合后总蒸气压为50.66 kPa ；若在混合物中再加入3mol 纯A ，则总蒸气压为70.93 kPa ，求纯A 的饱和蒸气压和纯B 的饱和蒸气压；

（2）若将1mol 纯A 与1mol 纯B 混合，求对应的气相中A 的摩尔分数和B 的摩尔分数。

3、某温度时反应① 2NaHCO 3(s) = Na 2CO 3(s) + H 2O(g) + CO 2(g)的分解压为3.999 kPa ； 反应② CuSO 4·5H 2O(s) = CuSO 4·3H 2O(s) + 2H 2O(g)的分解压为6.053 kPa 。

计算（1）反应①的标准平衡常数K p Θ

1 和反应②的标准平衡常数K p Θ

2 ；

（2）该温度下NaHCO 3(s)、Na 2CO 3(s)、CuSO 4·5H 2O(s)和CuSO 4·3H 2O(s)所组成的系统达到同时平衡时的压力。

4、标准压力下(NH 4)2SO 4－H 2O

系统的相图如下（ω表示质量分数）。

（1）图中各区域的自由度数分别为 P Θ

多少？并分别说明有哪些独立变量。 （2）EF 线、EM 线、E 点分别表示 什么？各有几个自由度？分别说明 有哪些独立变量。

（3）通过作图和计算说明，在20℃将 80g(NH 4)2SO 4与20g H 2O 混合，平衡后 系统中存在哪些相？各相组成是什么？ 各相质量为多少？

5、标准压力，368.5K ，斜方硫可逆相变转化为单斜硫吸热402 J/mol 。在298K 到369K 范围内，斜方硫转变为单斜硫的∆C p ø,m =(0.356+2.76×10-3T) (J ﹒K -1﹒mol -1)。请表示出在该温度

区间内斜方硫转变为单斜硫的∆G m ø

随温度变化的关系式，并计算说明在标准压力，298.2K 时两种硫单质的稳定性