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1、中南大学考试试卷2008 - 2009 学年 二 学期时间110分钟工科大学化学之物理化学 课程40学时2.5学分考试形式：闭卷专业年级： 升华0801班 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、选择题(每题2分，共20分)1 .对于理想气体的热力学能有以下四种理解：状态一定，热力学能也一定对应于某一状态的热力学能是可以直接测定的对应于某一状态，热力学能只有一个数值，不可能有两个以上的数值状态改变时，热力学能一定跟着改变其中理解完全正确的是()(A)，(B)，(C)，(D)，2 .当5mol的H2(g)与4mol的Cl2(g)混合，最后生成2mol的HCl(
2、g)。若以下式为 基本反应单元：H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g),则反应进度 E为()(A) 1mol(B) 2mol(C) 4mol(D) 5mol3 .下列关于物质生成热的表述不正确的是()(A)化合物的生成热一定不为零(B)很多物质的生成热都不能用实验直接测定(C)标准状态下单质的生成热都规定为零(D)通常所使用的物质的标准生成热数据实际上都是相对值4 .理想气体绝热自由膨胀与范德华气体绝热自由膨胀的区别在于范德华气体经绝 热自由膨胀后()(A) W=0(B) AH w0(C) AU w0(D) Q = 05.在p0下，385K的水蒸发成同温度下的水蒸气，则(A) AS
3、体 + AS环 0(B) AS 体 + AS环 5(C)田 4(D) 3 世8 .确定的T, p下，在A和B组成的均相体系中，若 A的偏摩尔体积随浓度的改变而增加，则B的偏摩尔体积将()(A)增加(B)减小(C)不变(D)不一定9 .在确定的p下，对一个化学反应而言，能用以判断其反应方向的函数()_(9(A) AGm(B) AHm(C) AGm(D) Kp高，M(A) ArGm0变负，反应更不完全(C) Kp0变小，反应更不完全10.反应 2c(s) + O2(g) ? 2CO(g),其 AGm/Jmol-1= -232600- 167.7T,若温度升()(B) Kp0变大，反应更完全(D)
4、AGm0变正，反应更完全二、填空题（每空1分，共20分）1 .实际气体的节流膨胀过程 Q 0、即 0、AH 0。（填“”或一）2 .基希霍夫定律的适用条件是： 或、的化学 反应。3 .当某化学反应的 时，则反应的AHm随温度升高而降低。4 .在绝热条件下，用大于气缸内的压力迅速推动活塞压缩气缸内气体，则体系的嫡变 AS 00 （填“”或“二”）5 .对任意物质而言，其Cp,m 大于其Cv,mo （填“一定”或“不一定”）6 .热力学第三定律可表述为。7 . AG用作过程自动与否判据的条件是： 、。8 .现有以下三种溶液0.1mol蔗糖溶于80mL水中，液面上水蒸气压为pi;0.1mol葡萄糖糖
5、溶于40mL水中，液面上水蒸气压为p2；0.1mol尿素溶于80mL水中，液面上水蒸气压为P3；则三个水蒸气压之间的关系为：pi p2p3。（填“v” 、或一）9 .物质Al（H 2O）4（OH）2+的共腕酸为,共腕碱 为。10 .表示配位平衡的平衡常数有、和 三种。三、（12分）298 K、p0下，在可逆电池中进行 Zn和CuSO4溶液的置换反应，所做 电功为200kJ,放热6 kJ。求该反应的AU、ArH、AS AA和AG。四、（10分）已知298K及p0下，丙烯月青CH=CH2-CN（l）、石墨和氢气的燃烧热分别为-1760.71、-393.51和-285.85 kJ mol-1,丙烯月
6、青的燃烧反应为：CH=CH2-CN(l) + 3.75 02(g) = 3CO2(g) +0.5N2(g) + 1.5 H2OQ)已知298K及p下CH=CH2-CN(l)的蒸发热为vapHm0= 32.84kJmol-1,气态 HCN(g) 和C2H2(g)的生成始分别为 129.7WI口 226.73 kJ mol-1;求反应 C2H2(g) + HCN(g)= CH=CH2-CN( g)在298K和p的热效应rHm。五、(12分)在300K下，液态A的蒸气压为37.338kPa,液态B的蒸气压为22.656kPa 将2 mol的A与2 mol的B混合形成溶液之后，液面上的蒸气压为 50.
7、663kPa,在 蒸气中A的摩尔分数为0.6。设气体为理想气体。求溶液中A和B的活度与活度系数；求A和B的混合吉布斯自由能变化量 mixG。六、(6分)在-10C及p0下，1mol过冷水凝固成冰，请用化学势计算该条件下水 的融化吉布斯自由能变化量 fusGm。已知水和冰在-10 C时的饱和蒸气压分别为 p1=287Pa和 p2=259Pa七、(12分)在300K下,反应 A(g) + B(g) ? AB (g)的 ArGm0= -8368 Jm ol-1,将 2mol 的A和2mol的B在300K及p0下进行上述反应。求反应的最大产率；计算反应的平衡转化率；计算平衡混合物中各气体的含量。八、(
8、8分)在含有0.01 mol L-1的I-和Cl-离子的混合溶液中，逐滴加入 AgNO3 溶液，计算逐滴加入AgNO3溶液，分别使AgI开始沉淀和使AgCl开始沉淀时的 Ag+0,有无可能用此方法分离这两种离子？已知Ksp(AgI) =8.3父10口7, K sp(AgCl) =1.8 100一、选择题(每题2分，共20分)1. D 2. A 3. C 4. B 5. A 6. B 7. A 和 C 8. B 9. A 10.B二、填空题(每空1分，共20分)1 .=、 、=2.恒压或恒容、不做非体积功3.ACp5.不一定6. 0K时、任何 完整晶体的嫡等于零7.恒温、 恒压 、不做非体积功8
9、. P1 P2 P3 _2+9. Al(H 2O)5(OH),Al(H 2O)3(OH)w10. K、 K 不稳 和 (累积、(12分)解：因为反应是可逆条件下进行的，所以， Qr= -6000J(2分)根据嫡的定义有： AS = Qr /T = - 6000/298 = -20.13 JK -1(2 分)而可逆条件下体系所做的最大非体积功就等于体系吉布斯自由能减少，即：AG = W= -200 kJ(2 分)由 4G = ArH-T AS 得：AH = AG + TAS = - 200000 + (- 6000) = - 206000 J(2 分)又 AH = AU + A(pV) = AU
10、 + pA(V) = AU = - 206000 J(2分)AA =AU T ArS = ArH-TAS = ArG = - 206000 J(2 分)四、(10分)解：反应 C2H2(g) + HCN(g) = CH=CH 2-CN( g)的热效应rHm 与各反应物的生成热之间的关系为： rHm = AfHmCH=CH2-CN( g) AHr4c2H2(g) fHmHCN(g)根据CH=CH2- CN(l)的燃烧反应和CH=CH2-CN(l)的蒸发过程CH=CH2-CN(l) + 3.75 O2(g) = 3CO2(g) +0.5N2(g) + 1.5 H2O(l) cHm*CH=CH 2-
11、 CN(l)(1 分)CH=CH2- CN(l) = CH=CH 2- CN( g)AvapHm (1 分)得 CH=CH2-CN(g )的燃烧反应热效应：CH=CH2-CN(g ) + 3.75 O2(g) = 3CO2(g) +0.5N2(g) + 1.5 H2O(l) cHm CH=CH 2- CN(g ) = cH m CH=CH 2- CN(l) vapH m=-1793.55 kJm ol-1(2分)CH=CH2-CN( g) 的生成反应为：3C(s) +1.5 H2( g) + 0.5 N2(g) = CH=CH2-CN( g)(1 分)所以，AHmCHuCHz-CM g)=3A
12、cHmC(s) +1.5AcHmH2( g) cHmCH=CH2-CN(g)(1 分)=3X( 393.51) +1.5X ( 285.85) -(-1793.55) = 184.245 kJmol-1(1 分)故反应C2H2(g) + HCN(g) = CH=CH 2- CN( g) 的热效应为： rHm = fHm*CH=CH2-CN( g) fHmC2H2(g) fHm)HCN(g) (1 分)=184.245 -226.73- 129.70 = -172.185 kJmol-1(2 分)五、(12 分)解：依题意 PA= pA*XaA, PB= pB*XaB(2 分)而 PA= p x
13、 yA = 50.663X 0.6 = 30.3978 kPa(1 分)Pb= pX(1-yA) = 50.663X 0.4 = 20.2652 kPa(1 分)所以，aA= pA/ pA* = 30.3978/37.338 = 0.814(1 分)aB= pB/ pB* = 20.2652/22.656 = 0.894(1 分)K= aA/ xa = 0.814 / 0.5 = 1.628(2 分)a= aa/ xa = 0.894 / 0.5 = 1.788 A 和 B 的混合吉布斯自由能变化量为： mixG = RTE nilnai=8.314X 300X 2X (ln0.814 + l
14、n0.894) = 1585.535J六、(6 分)解：以水* =j(T) + RT Inp 水/p0 3K* = N (T) + RT lnp力K/p fusGm = Gm,水 一 Gm,冰=1 水 * 11 冰*=RT ln(p 水/p 力0-1=8.314X 263X ln(287/259) = 224.46 Jmol 1 -七、(12分)解：依题意，在300K下，反应A(g) + B(g) ? AB (g) 数为： Kp丁 exp(- AGm6/ RT) = exp(8368/8.314X 300) = 28.645 平衡关系为：A(g) + B(g) ? AB (g)!2y=1=0 时220=田祖寸2x2 x xZ2ni = 4 x E vi_2Kp =Ky(p / p )= Ky = x (4-x)/ (2-x)解方程得：x = 1.633mol所以，反应的最大产率为： 1.633/2 = 0.816 反应的平衡转化率
