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1、1 物理化学试卷五六（ 3）班级姓名分数一、选择题( 共 10 题18 分 ) 1. 二级相变服从的基本方程为：( ) （A）克拉贝龙方程（B）克拉贝龙克劳修斯方程（C）爱伦菲斯方程（D）以上三个方程均可用2. 不饱和溶液中溶质的化学势与纯溶质的化学势*的关系式为：( ) （A）*（B）*（C）*（D）不能确定3. 将固体NH4HCO3( s) 放入真空容器中，恒温到400 K，NH4HCO3按下式分解并达到平衡 : NH4HCO3( s) = NH3( g) + H2O(g) + CO2( g) 体系的组分数C 和自由度数f 为： ( ) (A) C= 2 ， f= 1 (B) C= 2 ，
2、 f= 2 (C) C= 1 ， f= 0 (D) C= 3 ， f= 2 4. 在 298 K 时 ,气相反应H2I22HI 的rG m$-16 778 J mol-1，则反应的平衡常数K p$为：( ) (A) 2.01012(B) 5.91106(C) 873 (D) 18.9 5. N2的临界温度是124 K, 如果想要液化N2就必须：( ) (A) 在恒温下增加压力(B) 在恒温下降低压力(C) 在恒压下升高温度(D) 在恒压下降低温度7. 相律在下列体系中何者不适用？( ) (A)NaCl 水溶液(B)NaCl 饱和水溶液(C)NaCl 过饱和水溶液(D)NaCl 水溶液与纯水达渗
3、透平衡8. 对恒沸混合物的描述，下列各种叙述中哪一种是不正确的？ ( ) (A) 与化合物一样，具有确定的组成(B) 不具有确定的组成(C) 平衡时，气相和液相的组成相同(D) 其沸点随外压的改变而改变9. 在相图上 , 当体系处于下列哪一点时只存在一个相? ( ) (A) 恒沸点 (B) 熔点 (C) 临界点 (D) 低共熔点10. 化学反应等温式rGm=rG m$+ RTlnQa，当选取不同标准态时，反应的 rG m$将改变，该反应的rGm和 Qa将：( ) (A) 都随之改变2 (B) 都不改变(C) Qa变， rGm不变(D) Qa不变， rGm改变二、填空题( 共 9 题17 分 )
4、 11. 当用三角形坐标（三个顶点为A，B，C）来表示三组分体系时，若物系点在通过A 点的一条直线上变动时，则此物系的特点是。12. 对于非理想气体反应，其平衡常数可用K f$= KrK p$表示，式中K f$决定于 _ ；K p$决定于_ ；Kr决定于_ 。13. NaCl(s) 和含有稀 HCl 的 NaCl 饱和水溶液的平衡体系, 其独立组分数是。14. 答：不变；减少；减少（2 分）15. 下图是根据实验结果而绘制的白磷的相图。试讨论相图中各面、线、点的含义。16. 低压气相反应的平衡常数与温度，压力的关系分别是：Kp只是温度的函数, Kc是_的函数， Kx是 _ 的函数。17. Ni
5、O(s) 与 Ni(s) ， H2O(g), H2(g), CO2(g)及 CO(g)呈平衡 , 则该体系的独立组分数为 ,自由度数为。18. 25 C时，水蒸气与液态水的标准生成吉布斯自由能分别为-228.60 -1kJm ol及-237.19 -1kJm ol，则该温度下水的饱和蒸气压为kPa。19. 在 H2和石墨的体系中, 加一催化剂 , H2和石墨反应生成n 种碳氢化合物 , 此体系的独立组分数为。三、计算题( 共 5 题50 分 ) 20. CO2在高温时按下式分解2CO22CO + O2,在 p，1000 K 时解离度为2.010-7，1400 K 时为1.2710-4，设在该温
6、度范围内反应热效应不随温度而改变，则在1000 K 时反应的 rG m$和rS m$各为多少？21. （1） 利用下面数据绘制Mg-Cu 体系的相图。 Mg （熔点为 648 C） 和 Cu （熔点为 1085 C）形成两种化合物：MgCu2（熔点为800 C） ，Mg2Cu（熔点为580 C） ；形成三个低共熔混 合物，其组成分别为w().M g0 10，w().M g0 33，w().M g0 65，它们的熔点分别为690 C，560 C 和 380 C。（2）画出组成为w().M g0 25的 900 C 的熔体降温到100 C 时的步冷曲线。3 （3）当（2）中的熔体1kg 降温至无限
7、接近560 C 时，可得到何种化合物？其质量为若干？22. 将固体NaHCO3放入真空容器中会发生分解反应：2NaHCO3(s) Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g) 求 : (1) 25分解达到平衡时，体系的组分数及自由度各为多少？(2) 25，该平衡体系的总压为多少？(3) 若平衡总压力为101.325 kPa，该体系的温度为多少？已知下列数据（fHm$,S m$均为 298 K 时的数据）：NaHCO3(s) Na2CO3(s) CO2(g) H2O(g) fHm$/kJ mol-1-947.7 -1130.9 -393.5 -241.8 S m$/J K-1 mol-
8、1102.1 136.6 213.6 188.7 Cp,m /J K-1 mol-187.6 109.6 37.1 33.6 23. UCl4的蒸气压如下: lg(p/p)=A+B/T对于固体 : A=10.430.10B=(- 10 41282) K对于液体 : A=7.240.13B=(- 7649121) K试求： (1) UCl4(s)的熔点；(2) UCl4(s)在熔点时的fusHm ；(3) 试估计 (1) 和(2) 的误差。24. 在 630 K 时，反应： 2HgO(s) 2Hg(g) + O2(g)的rG m$= 44.3 kJ mol-1。(1) 求上述反应的标准平衡常数K
9、 p$；(2) 求 630 K 时 HgO(s) 的分解压力；(3) 若将HgO(s)投入到630 K， 1.013 105Pa 的纯 O 2气的定体积容器中， 在 630 K 时使其达平衡，求与HgO(s) 呈平衡的气相中Hg(g) 的分压力。四、问答题( 共 3 题15 分 ) 25. 何谓水的冰点与三相点? 二者有何区别? 物系点与相点有什么区别? 27. 试用相律分析，用C 还原 ZnO 的反应体系能否通过控制温度来控制Zn 蒸气的压力。一、选择题( 共 10 题18 分 ) 1. C 2.C 3. 答 (C) S= 4 C= S - R - R = 4 - 1 - 2 = 1 f*=
10、 C+ 1 -= 1 + 1 - 2 = 0 4.C 5. 答 (D) (1 分) 无论压力如何 ,温度在 124 K 以上不能液化N2。7. C 8. 答 (A) 恒沸混合物与化合物不同，没有确定的组成。只在压力恒定时，其组成才一定，即恒沸混合物的沸点随外压而改变。4 9. C 10.C 二、填空题( 共 9 题17 分 ) 11. 答： B 和 C 的质量分数之比不变（2 分）12. 答 温度；温度和压力；温度和压力13. 答 2 (2 分) 14. 答：不变；减少；减少（2 分）15. 答： （1）面：相区 AOC 为气相区， COB 为液相区， BOA 为固相区。即12, f。（ 2）
11、线：I. 三条实线（分别是两个相区的交界线），在线上1,2f，是两相平衡，温度和压力只有一个是独立变量。OC 线是气液平衡线，又称为蒸发曲线；OB 线是液固平衡线，又称为熔化曲线；OA 线是气固平衡线，又称为升华曲线。II. 两条虚线 EF 和 GH 表示定压下升温时白磷的相变化情况。在p1恒定情况下升温，白磷将由固态变成气态，即白磷升华；在p2恒定情况下升温， 白磷将由固态熔化为液态，然后再蒸发为气态。由此可见，若要实现升华操作，必须将体系的压力控制在低于三相点的压力。（ 3）点：O 点是三相点，在该点三相平衡共存，0,3f，即C1.44t，p=21.20 Pa。C 点是临界点，高于此温度时
12、，无论加多大压力，白磷的气体均不能被液化。（10 分）16. 答 T; T, p17. 答 C=4 f=3 18. 2 分 (2905) Kx=Kp p-=0.2905 (1 分) (2) Kp=Kp1/2 =171.6(Pa)1/2(1 分) Kx=Kx1/2 =0.539 (1 分) Kc=Kc1/2 =1.88 mol1/2 m-3/2(1 分) 19. 答 2 (1 分) 三、计算题( 共 5 题50 分 ) 20. 答 2CO2(g) 2CO(g) + O2(g) 1 mol(1- ) mol (1/2) mol BBn= ( 1 + /2 ) mol (1 分) 所以 p(CO)
13、= x(CO)p = 2.010-7p(1 分) p(O2) = 1.010-7pp(CO2) p(1 分) 5 K p$(1000 K) = 4.0 10-21(1 分) K p$(1400 K) = 1.0 10-12(1 分) 根据等压方程求得：rH m$= 563 kJmol-1(1 分) rG m$(1000 K) = - RT lnK p$(1000 K) = 390 kJmol-1(2 分 ) rS m$(1000 K) = rH m$(1000 K)- rG m$(1000 K)/1000 K = 173 JK-1 mol-1(2 分) 21. 答： （1）依题给数据绘制相图如
14、下：（4 分） （2）步冷曲线画在图的右侧。（2 分）Cu w(M g )Mg 在绘制相图之前，首先分别计算化合物MgCu2和 Mg2Cu 中 Mg 的质量分数：MgCu2中： w124 3124 3163 5520 161()./ (.).M gMg2Cu 中： w224 31224 31263 550 433()./ (.).M g（2 分）（ 3）由图可见，可得到化合物MgCu2。设降温在无限接近560 时，析出MgCu2的质量为m(s)，则液相质量为1kg-m(s)，根据杠杆规则，有m(s) (0.25-0.161)=1kg- m(s) (0.33-0.25) 解得：m(s)=0.47
15、 kg （2 分）22. 答 (1) S=4, R=1, R=1, K=4-1-1=2 f*=K-+1 =2-3+1 =0 (2 分) (2) rH m$=129.2 kJmol-1rS m$=334.1 JK-1 mol-1rG m$=rH m$-TrS m$=29.64 kJmol-1K p$=exp(- rG m$/RT) =6.37410-6(2 分) 6 K p$= p(H2O)/p p(CO2)/p =(1/4)( p/p )2=6.37410-6求得p =511.6 Pa (2 分) (3) rG m$=-RTlnK p$=11.53 T(1 分) rH m$=rH m$(298 K) +TCTpd K298m.=(127 680+5.1 T/K) Jmol-1(1 分) rS m$=rS m$(298 K)+TK298( Cp,m/T)dT=305+5.1ln( T/K) JK-1 mol-1(1 分) 代入 rG m
