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1、物理化学期末考题(A) 2004-06-18 物理化学期末考题(A) 2004-06-18 题号 1 2 3 4 5 6 7 分总 分数 1. 填空题(20 分) (1)描述均相平衡系统宏观量间存在的函数关系式称为状态方程,常 见的是n、p 、V、T关系方程。 1mol 理想气体: p =( ) ; 1mol 真实气体的范德华方程: p =( ) ; 1mol 真实气体的维里方程: p =( ) 。 (2) 在一个绝热恒容的系统中发生了爆炸反应, 使系统的温度和压力 皆显著升高,则反应前后系统的 U( ) 、H( )、S ( ) 、A( ) (填入0、0、或0 )。 (3)在 、相中都含有两A
2、 和 B物,到相平衡,下列两种质当达时 三只有一是正确的,是(种结论种它 ) 。 A A A B A . c;. b;. a B = (4) 由克拉佩龙方程 m m d d H VT p T =可导出适用于蒸发平衡和升华平衡 的 克 劳 修 斯 - 克 拉 佩 龙 方 程 的 定 积 分 式 : = 12 mvap 1 2 11 ln TTR H p p ,推导中引入的三个基本假设分别是: ( ) ; ( ) ; ( ) 。 (5)溶液中溶剂(A)的蒸气压下降,凝固点降低(析出纯溶剂)和 沸点升高(加入不挥发物质)的数值,仅与溶液中溶质(B)的质 1 点数目有关而与溶质性质无关,称这种性质为稀
3、溶液的依数性: 蒸 气 压 下 降 公 式 ; 其 中x BAA xpp= B是 : ( ) ; 凝固点降低公式Tf = KfbB; 其中Kf的 物理意义是: ( ) ;沸点升高公式 Tb= Kb bB,其中Kb的单位(量纲)是: (6) 在一定的温度下将 1molA和 1molB两种液体混合形成理想液态混 合 物 , 则 混 合 过 程 的 mixH = ( ) ; mixS = ( )。 (填入具体数值) (7) 已知某化学反应的rCp,m=0, 且标准平衡常数K 0与温度T的关系为: 67. 4 2100 lg += K T K ,则该反应在 400时的 )(),( mr mr =SH
4、(填入具体数 值) (8) 质量同为m的两份同种液体,温度分别为T1和T2,比热皆为Cp,将 二者混合起来,则该过程的熵变S( ) (给出 S与m,Cp,T1和T2的关系式。 2 (15 分) 甲醇(CH3OH)是重要的化工原料, 在高温下通过分子筛可以脱水 变为二甲醚(CH3OCH3) ,其工艺中首先要将甲醇气化。已知甲醇 在 101.325kPa下的沸点 为 64.65,此时摩尔蒸发焓vapHm=35.52 kJmol-1,求在上述条件下将 32 kg的液体甲醇变为甲醇蒸气时的Q、 W、U、H、S及G。 3 (15 分) 光气(COCl2)是一种具有烂苹果气味的无色气体,其毒性比氯 气大
5、10 倍。1951 年侵朝美军曾在朝鲜半岛投下光气炸弹,造成数 百人死亡和数千人中毒。 已知:100,光分解反:时气应COCl2(g) = CO(g) + Cl2(g) 的 911 mr 101 . 8,molKJ 6 . 125 =KS, 2 求: (1)100,总压为 200 kPa时COCl2(g)的解离度; (2)100,上述分解反应的; mrH (1) 总压为 200 kPa时,若使COCl2(g)的解离度达 0.1%的温度 为多少?(设rCp,m=0) 4 (15 分) 如同对于一定状态下的真实气体可用不同的状态方程来描述当 然有不同的精度一样,对于真实溶液(或液态混合物)也可以用
6、不 同的模型处理。 已 知 在 温 度T时 纯 A(l) 和 B(l) 的 饱 和 蒸 气 压 分 别 为 和,现有该温度下xkPa100 * A =pkPa200 * B =p B = 0.1 的A和B互溶液 体且达气液平衡,气相可视为理想气体。 (1)若按理想液体混合物处理,求气相组成yB及蒸气总压力p; (2)实际测定气相总压为 123 kPa,其中 B 的分压为 24 kPa,若以拉 乌尔定律为参考,分别求出液态混合物中 A 和 B 的活度系数。 5 (15 分) 工业生产中有时需要结晶与蒸馏联合运用方可得到纯净物质,已知 A 和 B 二组分形成的液态互溶、固态完全不互溶的气、液、固相
7、图 如下: 3 4 a (1)标出 1、2、3、4、5 相区内的 稳定相; 1 2 (2)图中、五条 线的名称各是什么? t/ b 3 (3)画出系统点 a 的冷却曲线,并 描述过程中的相变化 (4)现工业中由化学反应只能得到 状态为 b 的混合物。据相图,要得到 5 wB A B 纯 B 和纯 A 应如何操作? 6 (20 分) (1)从定义、性质与纯物质摩尔量的区别、应用等方面谈谈你对偏 摩尔量的理解。 (2)一定温度下的某化学反应的摩尔反应焓的求法有多种,至少给 出三种计算方法或计算公式: : : : 一定温度下的某化学反应的标准平衡常数K 的求法有多种, 至少给出 三种计算方法或计算公
8、式: : : : (3)对于不形成化合物的二组分系统,按两组分相互溶(熔)解度 分类,相图主要可以分为三种基本类型,分别画出示意图: a. 二组分液态(或固态)完全互溶系统相图 ()无恒沸(熔)点; ()具有最高恒沸(熔)点; () 具有最低恒沸(熔)点。 b.二组分液态(或固态)部分互溶的气液或固液系统相图 () 低温时液 (固) 态部分互溶且具有高会溶点, 高温时液 (固) 态完全互溶且具有最低恒沸(熔)点; ()低温时液(固)态部分互溶但无高会溶点,高温时具有低 共沸(熔)点。 c.二组分液态(或固态)完全不互溶系统相图 (4)若某实际气体的状态方程可用 nbV nRT p =表示,式中b只是与气 4 体性质和温度有关的常数,若该气体定温下由p1可逆变化为p2, 试推导出过程的W、Q、H、S及G与T、p的关系式。 5