物理化學(xué)上期末試卷B答案

1、2014 2015 學(xué)年 第 一 學(xué)期 化學(xué)與材料 學(xué)院（系） 2012 級(jí) 應(yīng)用化學(xué) 專業(yè)物理化學(xué)（上）期末試卷B答案注意事項(xiàng)： 1. 答題必須寫(xiě)在答題紙上，寫(xiě)在試卷上不予得分，答題字跡要清楚，并保持卷面清潔；2. 把考生信息填入信息欄指定位置；3. 考試時(shí)間為120分鐘一、 選擇題（共20小題，每小題2分，共40分）1下列各圖所示的速率分布曲線，哪一個(gè)圖中的兩條曲線是同一溫度下氮?dú)夂秃獾姆肿铀俾史植记€？ （A） A. B. C. D.2速率分布函數(shù)f()的物理意義為： （C） A. 具有速率的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比 B. 具有速率的分子數(shù) C. 速率分布在附近的單位速率間隙中的分子數(shù)

2、占總分子數(shù)的百分比 D. 速率分布在附近的單位速率間隙中的分子數(shù) 3 在一個(gè)容積不變的容器中，有一定的理想氣體，溫度為T(mén)0時(shí)，氣體分子的平均速率為，分子的平均碰撞次數(shù)為，平均自由程為。當(dāng)氣體溫度為4T0時(shí)，氣體分子的平均速率為，分子的平均碰撞次數(shù)為，平均自由程為分別為： （B） A. =4，=4，=4 B. =2，=2，= C. =2，=2，=4 D. =4，=2，= 4下列對(duì)某物質(zhì)臨界點(diǎn)的描述，哪一個(gè)是錯(cuò)誤的？ （D） A. 飽和液體和飽和氣體的摩爾體積相同 B. 臨界參數(shù)Tc， pc ，Vc 皆有定值 C. 氣體不能液化 D. ， 5假定某種分子的許可能級(jí)為0、2和3，簡(jiǎn)并度為1、1、2、

3、3。四個(gè)分子構(gòu)成的定位系統(tǒng)，其總能量為3時(shí)，系統(tǒng)的微觀狀態(tài)數(shù)為： （A） A. 64 B. 60 C. 40 D. 286某雙原子分子AB取振動(dòng)基態(tài)能級(jí)為零，在溫度T時(shí)的振動(dòng)配分函數(shù)q0v=為1.1，則粒子分布在=0的基態(tài)上的分布數(shù)N0/N應(yīng)為： （B） A. 1.1 B. 0.91 C. 1 D. 0 7已知CO(g)和N2(g)的分子質(zhì)量相同，轉(zhuǎn)動(dòng)特征溫度基本相同，若電子都處于非簡(jiǎn)并的基態(tài)，且振動(dòng)對(duì)熵的貢獻(xiàn)可忽略，則CO(g)和N2(g)的摩爾熵的大小關(guān)系是：（A） A. Sm(CO) > Sm(N2) B. Sm(CO) <Sm(N2) C. Sm(CO) =Sm(N2) D

4、. 無(wú)法確定 8已知N2(g)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量I=1.394×10-46kg.m2，k=1.38×10-23J.K-1，h=6.626×10-34J.s，則298.15K時(shí)N2(g)的轉(zhuǎn)動(dòng)配分函數(shù)是： （B） A. 103.0 B. 51.52 C. 25.76 D. 3429在等壓下，進(jìn)行一個(gè)反應(yīng)A(g)+B(g)C(g)，若rHm>0，則該反應(yīng)一定是： （D） A. 吸熱反應(yīng) B. 放熱反應(yīng) C.溫度升高 D. 無(wú)法確定 10一定量的單原子理想氣體，從A態(tài)變化到B態(tài)，變化過(guò)程不知道，但若A態(tài)和B態(tài)兩點(diǎn)的壓強(qiáng)、溫度和體積都確定，那就可以求出： （B） A. 氣體

5、膨脹所做的功 B. 氣體熱力學(xué)能的變化值 C. 氣體分子的質(zhì)量 D. 熱容的大小11一種實(shí)際氣體，其狀態(tài)方程為pVm=RT+ap (a>0)，經(jīng)節(jié)流膨脹后其溫度將： （A） A. 升高 B. 降低 C. 不變 D. 無(wú)法確定 12對(duì)于吉布斯-杜亥姆公式，下列敘述錯(cuò)誤的是： （C） A. B. C. D. 各偏爾量之間有關(guān)系 13某理想氣體，在300K時(shí)等溫真空膨脹至體積增加一倍，則其S =？ （D） A. -5.76 J·K-1 B. 331J·K-1 C. 5.76J·K-1 D. 11.53J·K-114在恒溫密閉容器中有A、B兩杯稀鹽水溶液，

6、鹽的濃度分別為cA和cB，且cA>cB，放置足夠長(zhǎng)的時(shí)間后：（A） A. cA 降低，cB增加 B. A杯液體量的減少，B杯液體量的增加 C. cA 增加，cB降低 D. A、B兩杯中鹽的濃度會(huì)同時(shí)增大15100時(shí)，濃度為mol·kg-1的蔗糖水溶液的蒸氣壓為100kPa，那么該溶液中水的活度a與活度系數(shù)r是：（B） A. a<1，r<1 B.a<1，r>1 C. a>1，r>1 D.a>1，r<116部分互溶雙液系，一定溫度下若出現(xiàn)兩相平衡，則：（B） A. 系統(tǒng)的組成一定 B. 兩相的組成與物系點(diǎn)有關(guān)，且兩相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)之比為常

7、數(shù)C. 兩相的組成一定 D. 兩相的組成與物系點(diǎn)無(wú)關(guān)，且兩相的量之比為常數(shù)17FeCl3(s)和水能形成FeCl3·6H2O(s)、2FeCl3·7H2O(s)、2FeCl3·5H2O(s)、FeCl3·2H2O(s)四種水合物。常壓下，將一定量的FeCl3(s)溶于水中，達(dá)三相平衡時(shí)，能與冰和氯化鐵溶液共存的水合物是： （A） A. FeCl3·6H2O(s) B. 2FeCl3·7H2O(s) C.2FeCl3·5H2O(s) D. FeCl3·2H2O(s)18某溫度下，反應(yīng)2SO2+O22SO3達(dá)到平衡時(shí)，

8、n(SO2):n(O2):n(SO3)=2:3:4?？s小體積，反應(yīng)再次達(dá)到平衡時(shí)，n(O2)=0.8 mol，n(SO3)=1.4 mol，此時(shí)n(SO2)=？ （C） A. 0.4 mol B. 0.6 mol C. 0.78 mol D. 1.2 mol19 在密閉容器中，有一反應(yīng)：NO(g)CO(g) 1/2N2(g)CO2(g)；H-373.2 kJ·mol-1，達(dá)到平衡后，為提高該反應(yīng)的速率和NO的轉(zhuǎn)化率，正確措施是： （B） A. 加催化劑同時(shí)升高溫度  B. 加催化劑同時(shí)增大壓強(qiáng) C. 升高溫度同時(shí)充入N2   

9、0;     D. 降低溫度同時(shí)增大壓強(qiáng)20可逆反應(yīng)N23H2 2NH3的正、逆反應(yīng)速率可用各反應(yīng)物或生成物濃度的變化來(lái)表示。下列各關(guān)系中能說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是： （C） A. 3正（N2）正（H2） B. 正（N2）逆（NH3） C. 2正（H2）3逆（NH3） D. 正（N2）3逆（H2）二、計(jì)算題（共5小題，每題10分，共50分）1將1mol 單原子理想氣體從始態(tài)300K，100kPa，經(jīng)絕熱可逆壓縮到體積為5dm3，試求該過(guò)程的Q，W，U，H，A、G、S。已知Sm(g,300K)=150J·K-1。解：V1= =24.9435dm

10、3（1分） T2=T1× =875.88K（2分） Q=0（0.5分），S=0（0.5分） =7182.2J（2分） H=nCp,m (T2T1)=1×2.5×8.3145×(875.88300)=11970.4J (1分) U=nCv,m( T2T1)=1×1.5×8.3145×(875.88300)=7182.2J (1分) A= U(T2S2T1S1)=7182.2150×(875.88300)= 79199.8J (1分) G= H(T2S2T1S1)=11970.4150×(875.88300)

11、=74411.6J (1分)2333K時(shí)苯胺(A)和水(B)的蒸氣壓分別為0.760kPa和19.9kPa，在此溫度苯胺和水部分互溶形成兩相，苯胺在兩相中的摩爾分?jǐn)?shù)分別為0.732(苯胺層)和0.088(水層)。試求：（1） 苯胺和水的亨利常數(shù)。溶劑遵守Raoult定律，溶質(zhì)遵守Henry定律（2） 水層中苯胺和水的活度因子 (以Raoult定律為基準(zhǔn))（3） 苯胺層中苯胺和水的活度因子 (以Henry定律為基準(zhǔn))解：（1）苯胺層：pA=p*AxA，pB=kBxB (1分) 水層：pB=p*BxB，pA=kAxA (1分) p*AxA=kAxA，kA=p*AxA/xA=0.760×0

12、.732/0.088=6.37 kPa (1分) p*BxB=kBxB，kB=p*BxAB/xB=19.9×0.912/0.268=67.72 kPa (1分) （2）以Raoult定律為基準(zhǔn)：pA=p*AxArRA，rRA=pA/(p*AxA)=p*AxA /(p*AxA) (1分) rRA=xA/xA=0.732/0.088=8.32 (1分) pB=p*BxBrRB，rRB=pB/(p*BxB)=p*Bx B/(p*BxB) =1 (1分) （3）以Henry定律為基準(zhǔn)：pA=kAxArHA，rHA=pA/(kAxA)=p*AxA /(kAxA) (1分) rHA=p*A/kA

13、=0.760/6.37=0.113(1分) pB=p*BxBrHB，rHB=pB/(p*BxB)=p*Bx B/(p*BxB) =x B/xB = 0.912/0.268=3.40 (1分3液體和固體CO2的飽和蒸氣壓為p(l)和p(s)與溫度的關(guān)系式分別為： ；已知其液體密度l=1.10×103kg·m-3，固體密度s=1.56×103kg·m-3，M=48×10-3kg·mol-1。 求下列不可逆相變的G，并判斷200K，100kPa下液體CO2能否穩(wěn)定存在？ CO2(s，1mol，200K，100kPa)CO2(l，1mol，2

14、00K，100kPa）解：200K下， ，p(l)=228662Pa (1分)200K下， ，p(s)=160332Pa (1分) 可逆途徑：（3分）G1= 1.702J（1分）G5= =-5.146J（1分）G3=nRTln =1×8.314×200×ln =590.29J（1分）G=G1+G2+G3+G4+G5=1273.17+1.702-5.146=568.85J（1分）G>0，逆方向自發(fā)，故液體CO2不能穩(wěn)定存在。（1分）4將摩爾比為n(H2O)(g):n(CH4)(g)=5:1的原料氣通過(guò)灼熱的催化床，溫度為873K，壓力為100kPa，并假設(shè)只發(fā)

15、生下列兩個(gè)反應(yīng)：（注意：解方程可省略，用未知數(shù)代）(1) H2O(g)+CH4(g)CO(g)+3H2(g) rGm(1)=4435J·mol-1(2) H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g) rG(2)= -6633J·mol-1試計(jì)算達(dá)到平衡時(shí)的組成，用摩爾分?jǐn)?shù)表示。解：Kp(1)=exp-rGm(1)/(RT)=exp(-4435/8.3145/873)=0.5428 (1分) Kx(1)=Kp(1)(p)2(p)-2=0.5428×(100)2×(100)-2=0.5428 (0.5分)Kp(2)=exp-rGm(2)/(RT)=exp

16、(6633/8.3145/873)=2.494 (1分) Kx(2)=Kp(1)(p)0(p)0=2.494 (0.5分) (1) H2O(g)+CH4(g)CO(g)+3H2(g) (2) H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g) 起始(mol)： 5 1 0 0 5-x x 0 3x 平衡(mol)：5-x-y 1-x x-y 3x+y (2分) 5-x-y x-y y 3x+y n總=6+2x，Kp(1)= = =0.542 (1分)Kp(2)= = =2.494 (1分) x=0.911mol (0.5分)，y=0.653 mol (0.5分)，n總=6+2×0.911=7.822mol (0.5分)x(CH4)=0.440 (0.5分) x(CO2)=0.083 (0.5分)x(CO)=0.033 (0.5分) x(H2O)=0.011 (0.5分) 三、分析題（10分）有凝聚相二組分相