物理化學(xué)(上)期末試題三及參考答案

物理化學(xué)(上)期末試題三及參考答案物理化學(xué)(上)期末試題三及參考答案物理化學(xué)(上)期末試題三及參考答案V:1.0精細(xì)整理，僅供參考物理化學(xué)(上)期末試題三及參考答案日期：20xx年X月一、填空題（每小題2分，共20分）1、熱力學(xué)第零定律是指：。2、熵與熱力學(xué)概率之間的函數(shù)關(guān)系式是。3、補(bǔ)全熱力學(xué)函數(shù)關(guān)系式：CP=(S/T)P4、一定量的單原子理想氣體定壓下從T1變化到T2的熵變與定容下從T1變化到T2的熵變之比為：5、化學(xué)勢的表示式中，是偏摩爾量。6、稀溶液的依數(shù)性包括、、和。7、反應(yīng)NH4HS(s)=NH3(g)+H2S(g)，在298K時測得分解壓為，則該溫度下該反應(yīng)的KpΘ=；Kp=。8、1atm壓力下水和乙醇系統(tǒng)的最低恒沸混合物含乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為，現(xiàn)將含乙醇50%的乙醇水溶液進(jìn)行分餾，最終得到的物質(zhì)為。9、水在時沸點(diǎn)為373K，汽化熱為kJ/mol（設(shè)汽化熱不隨溫度變化）；畢節(jié)學(xué)院的大氣壓約為kPa，則在畢節(jié)學(xué)院水的沸點(diǎn)為K。10、反應(yīng)NH4HS(s)=NH3(g)+H2S(g)已達(dá)平衡；保持總壓不變，往系統(tǒng)中充入一定量的惰性氣體，平衡移動方向?yàn)?。得分評卷人二、選擇題（每小題2分，共30分）1、下列屬于化學(xué)熱力學(xué)范疇的是（）（A）物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系（B）化學(xué)反應(yīng)速率（C）化學(xué)變化的方向和限度（D）反應(yīng)機(jī)理2、下列關(guān)于熱力學(xué)方法敘述正確的是（）（A）熱力學(xué)研究所得的結(jié)論不適用于分子的個體行為（B）熱力學(xué)可以解決某條件下怎樣把一個變化的可能性變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)性的問題（C）經(jīng)典熱力學(xué)詳細(xì)討論了物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)（D）經(jīng)典熱力學(xué)常需計算一個變化所需要的時間3、下列函數(shù)中為強(qiáng)度性質(zhì)的是：（）(A)S(B)(G/p)T(C)(U/V)T(D)CV4、一定量的純理想氣體，下列哪組量確定后，其他狀態(tài)函數(shù)方有定值。（）（A）T（B）V（C）T、U（D）T、p5、對一化學(xué)反應(yīng)，若知其△Cp,m=∑νBCp,m,B>0，則該反應(yīng)的（）（A）△H隨溫度升高而增大（B）△H隨溫度升高而減少（C）△H大于零（D）△H小于零6、某氣體的壓縮因子Z>1，表示該氣體（）（A）易于壓縮（B）不易壓縮（C）易于液化（D）不易液化7、下列說法錯誤的是（）（A）熱容的大小與系統(tǒng)所含物質(zhì)的量有關(guān)（B）對于氣體來說，其Cp,m恒大于CV,m（C）對于任意系統(tǒng)，因?yàn)轶w積隨溫度升高可能減小，所以其Cp,可能小于CV（D）對于體積不變的剛性容器中的系統(tǒng)，因?yàn)槎ㄈ?，所以有CV而沒有Cp值8、某可逆熱機(jī)的高溫?zé)嵩礊門2，低溫?zé)嵩礊門1(1)若選用水蒸氣為工作物質(zhì)，其熱機(jī)效率為ηW(2)若選用汽油為工作物質(zhì)，其熱機(jī)效率為ηO則下列關(guān)系正確的是：（）(A)ηW>ηO(B)ηW<ηO(C)ηW＝ηO(D)無法比較9、已知某溫度下，?fHmΘ(CO2)=－kJ/mol，?cHmΘ(CO)=－kJ/mol，則?fHmΘ(CO)為（）（A）－kJ/mol（B）kJ/mol（C）－kJ/mol（D）－kJ/mol10、過飽和溶液中的溶質(zhì)的化學(xué)勢與純?nèi)苜|(zhì)的化學(xué)勢相比較，前者（）(A)大(B)小(C)與后者相等(D)無法比較11、兩支燒杯各有1kg水，向A杯中加入蔗糖，向B杯中加入NaCl，兩支燒杯在相同條件下按同樣的速度降溫，則（）（A）A杯先結(jié)冰（B）B杯先結(jié)冰（C）兩杯同時結(jié)冰（D）都不會結(jié)冰12、I2(s)與I2(g)平衡共存，系統(tǒng)自由度為（）(A)0(B)1(C)2(D)313、化學(xué)反應(yīng)等溫式?rGm=?rGmΘ+RTlnQ，當(dāng)選取不同標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時（）（A）?rGm和Q的值都改變（B）?rGm和Q的值都改變（C）?rGm的值改變，Q不變(D)?rGm不變，Q的值改變14、反應(yīng)C(s)+O2(g)=CO2(g)，2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)，C(s)+1/2O2(g)=CO(g)的平衡常數(shù)分別為K1Θ、K2Θ、K3Θ，這三個平衡常數(shù)之間的關(guān)系是（）(A)K3Θ=K1ΘK2Θ(B)K3Θ=K1Θ/K2Θ(C)K3Θ=K1Θ/(D)K3Θ=15、等溫等壓下，A和B組成的均相系統(tǒng)中，當(dāng)改變濃度時A的偏摩爾體積增加，則B的偏摩爾體積將（）(A)增加(B)減小(C)不變(D)隨A和B的比例不同而不同得分評卷人三、解答題（計算過程必須有公式、代入數(shù)據(jù)后的式子、計算結(jié)果以及必要的文字說明；回答問題須簡要說明理由。每小題10分，共50分）1、在100kPa和373K時，將molH2O(g)可逆壓縮為液體（已知該條件下水的蒸發(fā)熱為2258kJ/kg，摩爾質(zhì)量為g/mol。水蒸氣視為理想氣體；計算中可以忽略液體體積）（1）計算該過程的Q、W、△U、△H、△S、△A和△G；（2）如果該氣體是經(jīng)過非可逆途徑變化到相同終態(tài)，則Q、W、△U、△H、△S、△A和△G中有哪些與(1)的相等？

2、某溫度下液體A與液體B能形成理想溶液。（1）將1mol純A與2mol純B混合后總蒸氣壓為kPa；若在混合物中再加入3mol純A，則總蒸氣壓為kPa，求純A的飽和蒸氣壓和純B的飽和蒸氣壓；（2）若將1mol純A與1mol純B混合，求對應(yīng)的氣相中A的摩爾分?jǐn)?shù)和B的摩爾分?jǐn)?shù)。3、某溫度時反應(yīng)①2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)的分解壓為kPa；反應(yīng)②CuSO4·5H2O(s)=CuSO4·3H2O(s)+2H2O(g)的分解壓為kPa。計算（1）反應(yīng)①的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)KpΘ1和反應(yīng)②的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)KpΘ2；（2）該溫度下NaHCO3(s)、Na2CO3(s)、CuSO4·5H2O(s)和CuSO4·3H2O(s)所組成的系統(tǒng)達(dá)到同時平衡時的壓力。4、標(biāo)準(zhǔn)壓力下(NH4)2SO4－H2O系統(tǒng)的相圖如下（ω表示質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。（1）圖中各區(qū)域的自由度數(shù)分別為PΘ多少？并分別說明有哪些獨(dú)立變量。（2）EF線、EM線、E點(diǎn)分別表示什么各有幾個自由度分別說明有哪些獨(dú)立變量。（3）通過作圖和計算說明，在20℃將80g(NH4)2SO4與20gH2O混合，平衡后系統(tǒng)中存在哪些相各相組成是什么各相質(zhì)量為多少？5、標(biāo)準(zhǔn)壓力，，斜方硫可逆相變轉(zhuǎn)化為單斜硫吸熱402J/mol。在298K到369K范圍內(nèi)，斜方硫轉(zhuǎn)變?yōu)閱涡绷虻?Cp?,m=+×10-3T)(J﹒K-1﹒mol-1)。請表示出在該溫度區(qū)間內(nèi)斜方硫轉(zhuǎn)變?yōu)閱涡绷虻?Gm?隨溫度變化的關(guān)系式，并計算說明在標(biāo)準(zhǔn)壓力，時兩種硫單質(zhì)的穩(wěn)定性一、填空題（每題2分，共20分）1、若兩個熱力學(xué)系統(tǒng)均與第三個系統(tǒng)處于熱平衡狀態(tài)，則這兩個系統(tǒng)彼此也必定處于熱平衡。2、S=klnΩ3、T4、5:35、（偏摩爾吉布斯自由能）6、蒸氣壓降低、沸點(diǎn)升高、凝固點(diǎn)降低和滲透壓7、；×109Pa28、純水和恒沸混合物9、36810、向右移動二、選擇題（每題2分，共30分）CACDABDCAAABDCB三、解答題（每題10分，共50分）1、解：（1）W=-P[V(l)-V(g)]≈PV(g)=nRT=(2××373)J=1分Q=△H=2258kJ/kg××10-3kg/mol×2mol=kJ各△U=Q+W=（）kJ=kJ1分△S=QR/T=×103J/373K=-218J/K1分△A=WR=1分△G=01分（2）由于狀態(tài)函數(shù)的改變量只決定于始、終態(tài)，與變化途徑無關(guān)，所以△U、△H、△S、△A和△G均與(1)的相等。3分2、解：（1）由道爾頓分壓定律和拉烏爾定律，P總=PA+PB=PA*xA+PB*xB所以=1/3PA*+2/3PB*2分=4/6PA*+2/6PB*2分聯(lián)立這兩個式子可得：PA*=kPa1分PB*=kPa1分（2）yA=PA/P總=PA*xA/(PA*xA+PB*xB)=××+×=3分yB=1-yA=1分3、解：（1）KpΘ1=[(P1/2)/(pΘ)]2=[(3999Pa/2)/(105Pa)]2=×10-42分KpΘ2=(P2/pΘ)2=(6053Pa/105Pa)2=×10-32分（2）同時平衡時，由反應(yīng)②的平衡條件可知P(H2O)=P2=2分由反應(yīng)①的平衡條件KpΘ1=P(H2O)﹒P(CO2)/(pΘ)2P(CO2)=KpΘ1﹒(pΘ)2/P(H2O)=×10-4×(105Pa)2/6053Pa=Pa=kPa2分所以系統(tǒng)的平衡壓力為P(H2O)+P(CO2)=+=(kPa)2分4、答：（1）在定壓下，二組分系統(tǒng)相律為f=C-Φ+1=3-Φ，所以單相時自由度為2，兩相共存時自由度為1。即：溶液區(qū)的自由度為2，獨(dú)立變量為溫度、濃度；1分冰+溶液區(qū)和固體硫酸銨+溶液區(qū)自由度均為1，溫度和濃度只有一個是獨(dú)立變量。各1分冰+固體硫酸銨區(qū)域，自由度均為1，獨(dú)立變量為溫度。1分（2）EF線為溶液的冰點(diǎn)下降曲線，表示出冰+溶液兩相平衡時，溶液組成與溫度的關(guān)系。自由度均為1，溫度和濃度只有一個是獨(dú)立變量。1分EM線為溶解度曲線，表示出固體硫酸銨+溶液兩相平衡時，溶液組成與溫度的關(guān)系。自由度均為1，溫度和濃度只有一個是獨(dú)立變量。1分E點(diǎn)為三相點(diǎn)，表示冰+溶液+固體硫酸銨三相共存。該點(diǎn)的溫度及濃度均取決于系統(tǒng)自身特性，自由度為0，沒有獨(dú)立變量。1分（3）由圖可知，系統(tǒng)中為硫酸銨質(zhì)量分?jǐn)?shù)為的溶液和固體硫酸銨兩相。1分由杠桿原理：m溶液×（）=m固體×（）