《物理化学A2011上》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理化学A2011上（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、中南大学考试试卷2011 - 2012 学年 上 学期 时间 110 分钟(2012.1.5)物 理 化 学 课程 48 学时 3 学分 考试形式： 闭 卷专业 年级： 化工、应化、制药、粉体、材化等 2010 级 总 分 100 分，占总评成绩 70 %注：此页不作答题纸，请将答案写在答 题纸上一、单选题（每题 2 分，共 24 分）1. 恒容条件下，一定量的理想气体，当温度升高时热力学能U 将 （ ）（A）降低 （B）增加 （C）不变 （D ）不能确定2. 将 1mol 乙醇在 101kPa、78.5（正常沸点）下与 78.5的热源接触，并向真空容器中蒸发，变成 101kPa 及 78.5
2、的蒸气。则对该过程，正确的是 （ ）（A） (B) (C) (D) 0vapmS0vapmG0vapmH0vapmU3. 下列关系式中哪个不需要理想气体的假设？ （ ）(A) (B) pVCnR 2lndTR(C) 对恒压过程， (D) 对绝热可逆过程，HUpVpV常 数4. 关于熵，下列叙述中正确的是 ( )(A) 298K 时，纯物质的 0mS(B) 一切单质的 (C) 对于隔离体系而言， 的反应总是自发进行的rm(D) 在一个反应过程中，随着生成物的增加，反应的熵变值 逐渐增大。rmS5. 恒温下，纯物质过冷液体的化学势比其固体的化学势 （ ）（A）高 （B）低 （C）相等 （D ）不可
3、比较6. 假设 A、B 二组分混合可以形成理想溶液，则下列叙述中不正确的是 ( )(A) A、B 分子之间的作用力很微弱；(B) A、B 都遵守拉乌尔定律；(C) 液体混合物的蒸气压介于 A、B 的蒸气压之间；(D) 可以用重复蒸馏的方法使 A、B 完全分离。7. 已知 A 和 B 可形成固溶体，在 A 中，若加入 B 可使 A 的熔点提高，则 B 在此固溶体中的含量必（ ）B 在液相中的含量。（A）大于 （B）小于 （C）等于 （D ）不能确定8. 某固体氧化物的分解反应为吸热，则当温度升高时其分解压 ( )(A)降低 (B)增大 (C) 恒定 (D) 变化不能确定9. Na2CO3可形成三
4、种水合盐：Na 2CO3H2O、Na 2CO37H2O及Na 2CO310H2O.。常压下与Na 2CO3(s)及Na 2CO3水溶液平衡共存的水合盐最多可有几种？ （ ）（A）0 （B） 1 （C）2 （D） 310. 在定温定压下，某反应的 kJmol-1，则能判断该反应 （ ）0rmG（A）能正向自发进行 （B）能逆向自发进行（C）已达平衡 （D ）既不能判断方向，也不一定已达平衡11. 杠杆规则可适用于直角平面相图中的 （ ）（A）单相区 （B）两相区 （C）两相线 （D）三相线12. 有反应 A(s)+2B(g)=C(s)+2D(g)，达到平衡后，再分别进行下列操作，则能使反应的标准
5、平衡常数（ ）发生改变的是 （ ）K（A）加入A(s) （B）增加总体积 （C）加入惰性气体 （D）升高温度二、填空题（共 16 分）1.（4 分） 1mol 理想气体在 273.15K、202kPa 下，经 101kPa 恒外压膨胀到273.15K、101kPa 的末态，则该过程的功 W= ，熵变 = 。S2. （2 分）现有以下四个物理量： ， ， ，12,TpnU2,TpnH21,TVnA，其中表示组分 1 的化学势是 ，表示组分 2 的偏摩尔量的12,SVnU是 。3. （2 分）对气相反应：2CO + O 2 =2CO2，若该反应的 ,体系总压 ，则pKapb该反应的 = ， = 。
6、pKx4. （2 分）热力学第二定律的数学表达式是 ，绝热可逆过程是恒 过程。5. （3 分）对实际溶液中的某组分，当选择不同的参考态时，其化学势的值（填相同或不同） ，其活度的值（填相同或不同） 。理想溶液中量较多的组分的活度系数（填1 或1 或=1） 。6. （3 分）NH 4HS(s)能热分解为 NH3(g)和 H2S(g)。若将 NH4HS(s)和任意量的 NH3(g)、H2S(g)混合并加热，当在某温度下达到分解平衡时，体系的独立组分数 C =_ _， 相数 =_ _，自由度 f = _。三、(16 分) 苯在正常沸点 353 K 时摩尔汽化焓为 3075 kJmol1。今将 353
7、 K，101325 kPa 下的 1 mol 液态苯向真空等温蒸发变为同温同压的苯蒸气（设为理想气体） 。（1）求此过程的 Q，W，U， H，S ，A 和 G；（2）应用有关原理，判断此过程是否为不可逆过程四、(12 分) 已知 298.15K 时有下列数据：/ kJmol-1fmH/ Jmol-1K-1mS饱和蒸气压/PaH2O(l) -285.83 69.9 3166H2O(g) -241.82 188.83H2(g) 130.7O2(g) 205.1试求：（1）H 2O(l)在 313.15K 时饱和蒸气压（假设蒸发焓不随温度变化） ；（2）H 2O(l)在 298.15K 时的标准生成
8、吉布斯自由能 fmG（3）在 298.15K 时反应 H2O(l)= H2(g， )+0.5O2(g， )的 ；此条件下ppr该反应能否自动发生？五、(10 分) 298.15K 及 下，某非挥发性非电解质溶质 72.54g 溶于 1kg 水中所形成p的溶液，其饱和蒸汽压为 3121Pa。已知纯水在此温度下的饱和蒸汽压为 3166Pa，凝固点降低常数 Kb=0.52 K.mol-1.kg,，沸点升高常数 Kf=1.86 K.mol-1.kg；设此溶液为理想稀溶液，且溶质不与冰形成固溶体。试求：(1) 该溶液的正常凝固点；(2) 该溶液的正常沸点 ； (3) 该溶质的摩尔质量。 六、(10 分)
9、 已知 298 K 时，HgO(s)在的标准生成焓为-90.21 kJmol-1，HgO(s)、Hg（l）及 O2(g)的标准熵分别为 73.2、77.4、205.1 Jmol-1K-1，假设 HgO(s)分解反应的 和 不随温度而变化。求（1）HgO(s)在 298 K 时的分解压；（2）在标mrHrS准压力下能分解为 Hg(l)和 O2(g)的最低温度。七、(12 分) NaClH2O 二元系固液平衡相图如图所示，其中化合物组成为NaCl2H2O。NaCl (%wt)240260280300320340360H2O 20 40 60 80 NaCl()T/K252()M(28%NaCl，3
10、63K)()()()()264KE(22.3)HDP(27)G(62) F(1) 写出 () () 相区内的稳定相，并写出图中两条水平线(HD 及 PF)所对应的三相平衡反应及名称；(2) 在冰 -水平衡系中加入 NaCl（s）做制冷剂，合适的加入量及可获得的最低温度分别为多少?(3) 若要从 M 点所示的 NaCl 溶液中分别得到 NaCl（s）及 NaCl2H2O（s） ，参照相图简要说明应采取的方法。参考答案一， 选择题：1B； 2B； 3C； 4C； 5A； 6A；7A ； 8B； 9B；10D；11B； 12D二， 填空题：1.（4 分，每空 2 分）W= -1135.5 J ， =
11、 5.8 JK-1 。S2. （ 2 分，每空 1 分）表示组分 1 的化学势是 ，表示组分21,TVnA2 的偏摩尔量的是 。12,TpnU3. （2 分，每空 1 分） = ， = 。K/axK/abp4. （2 分，每空 1 分）表达式是 或 ，QdST不 可 逆可 逆 QST不 可 逆可 逆绝热可逆过程是恒 熵 过程。5. （3 分，每空 1 分）其化学势的值 相同 ，其活度的值 不同 。理想溶液中量较多的组分的活度系数 =1 。6. （3 分，每空 1 分）C =_ 2 _，=_ 2 _， f = 2 _。三、(16 分) （1） 定温可逆相变与向真空蒸发(不可逆相变) 的终态相同，
12、故两种变化途径的状态函数变化相等。 （或状态变化图） （2 分） 即： （1 分）0GH = H = 1mol30.75 kJmol = 30.75 kJ （1 分）（2 分） -13758.JKSTU = U = HpV = HnRT= 30.75 kJ1 mol8.314 JK 1mol1353 K= 27.82 kJ （2 分）A = UTS = 27.82 kJ353 K87.1110 3 kJK1 =2.93 kJ （2 分）向真空蒸发，p 外 = 0，故 W = 0 （2 分）因 U = Q + W 所以 Q = U = 2782 kJ （1 分）（2） 由（1）的计算结果可知，A
13、 r W， （1 分）故过程不可逆。 （2 分）四、(12 分) 已知 298.15K 时有下列数据（1）：298K 蒸发焓： （1 分）241.8(5.3)4.0kJ/molvapmH所以： （2 分）2112lnpRT， 313.15K 时： （2 分）240l3698.53.2741Pap（2 ）：298K 时，H 2O(l)的生成反应的 （1 分）85.3kJ/molrmH（2 分） -6.10.72.164KrmS（1 分）-8539(.)7.JlrmrrGT既 H2O(l)的标准生成吉布斯自由能为：（1 分）-137.kJolfm（3）：此为标准态下的分解反应，所以 （1 分）-2.J ml0rmrG反应不能自发进行。 （1 分） 五、(10 分) (1) 水的摩尔分数为 x A = 3121/3166 = 0.9857 （2 分）溶质的摩尔分数 x B = 1
