青岛科技大学物理化学试题三套及答案.doc

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青岛科技大学物理化学试题之一

第一套

一、填空题（每小题2分，共20分）

1、系统处于热力学平衡状态时，必须同时满足、、

、四个条件平衡。

2、同一个系统的U、H、A、G这四个热力学量，最大，最小。

3、补全热力学函数关系式：

dG=+VdP；（¶G/¶p）T=。

4、理想气体与温度为T的大热源接触作等温膨胀，吸热Q，所做的功是变化到相同终态的最大功的20%，则系统的熵变为（用T和Q表示）。

5、等温等压下两种纯物质混合形成理想溶液，则△mixV0，△mixH0，△mixS0，△mixG0（填“＞”或“＜”或“=”）。

6、非理想气体的标准态是指：

。

7、热分析法绘制相图时，常需画出不同组成混合物的温度－时间曲线，这种线称之为。

8、写出化学反应等温式：

。

9、反应C（s）+O2（g）=CO2（g），2CO（g）+O2（g）=2CO2（g），C（s）+1/2O2（g）=CO（g）的平衡常数分别为K1Θ、K2Θ、K3Θ，这三个平衡常数之间的关系是K3Θ=。

10、298K时有一仅能透过水的渗透膜将0.01mol/L和0.001mol/L的蔗糖溶液分开，欲使该体系达平衡，需在浓度为的溶液上方施加压力，该压力为Pa。

二、选择题（每小题2分，共30分）

1、下列说法不符合近代化学的发展趋势与特点的是（）

（A）从单一学科到交叉学科（B）从宏观到微观

（C）从平衡态研究到非平衡态研究（D）从表相到体相

2、下列关于热力学方法的叙述，不正确的是（）

（A）热力学研究对象是大量分子的集合，所得的结论不适用于分子的个体行为。

（B）热力学可以解决怎样把一个变化的可能性变为现实性的问题

（C）经典热力学不考虑物质的微观结构和反应机理

（D）经典热力学不能解决一个具体变化所需要的时间

3、下列参数中属于过程量的是（）

（A）H（B）U（C）W（D）V

4、实际气体处于下列哪种情况时，其行为与理想气体接近（）

（A）高温高压（B）高温低压

（C）低温高压（D）低温低压

5、在一个刚性绝热容器内发生苯在氧气中燃烧的反应（）

（A）△U=0，△H＜0，Q=0（B）△U=0，△H＞0，W=0

（C）△U=0，△H=0，Q=0（D）△U=0，△H=0，W=0

6、关于Joule-Thomson系数μJ-T，下列说法错误的是（）

（A）μJ-T是系统的强度性质

（B）μJ-T＜0，表示节流膨胀后气体的温度下降

（C）常温下，大多数气体的μJ-T为正值，而H2和He的μJ-T为负值

（D）理想气体的μJ-T=0

7、工作在393K和293K的两个大热源间的卡诺热机，其效率约为（）

（A）83％（B）25％（C）100％（D）20％

8、当10molN2和20molH2混合通过合成氨塔，反应一段时间后有5molNH3生成。

对反应式N2+3H2=2NH3，反应进度（）

（A）等于2.5mol（B）等于－2.5mol

（C）对不同反应物计算结果不一样（D）反应物没反应完而无法计算

9、在标准状态下2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）的ΔrHmø是（）

（A）水的标准生成热ΔfHmø（H2O，l）；

（B）H2（g）的标准燃烧热ΔcHmø（H2，g）；

（C）1/2ΔrHmø是水的标准生成热ΔfHmø（H2O，g）；

（D）1/2ΔrHmø是水的标准生成热ΔfHmø（H2O，l）。

10、等温等压下，A和B组成的均相系统中，当改变浓度时A的偏摩尔体积增加，则B的偏摩尔体积将（）

（A）增加（B）减小

（C）不变（D）随A和B的比例不同而不同

11、FeCl3和H2O能形成四种水合物，则在25℃，标准压力下，该系统最多可平衡共存的相数为（）

（A）2（B）3（C）4（D）5

12、两液体的混合物在T-x图上出现最高点，则该混合物对拉乌尔定律产生偏差的情况为（）

（A）正偏差（B）负偏差（C）无偏差（D）无规则

13、等温等压下，某反应的∆rGmΘ=5kJ/mol，则该反应变化（）

（A）正向自发（B）反向自发

（C）不能判断（D）不能进行

14、反应3O2（g）=2O3（g），在25℃时ΔrHmø=－280J/mol，对该反应正向进行有利的条件是（）

（A）加压升温（B）加压降温

（C）降压升温（D）降压降温

15、过饱和溶液中的溶剂的化学势与纯溶剂的化学势相比较，前者（）

（A）大（B）小（C）与后者相等（D）无法比较

得分

评卷人

四、解答题（每小题10分，共50分）

1、在273K，1000kPa时，10.0dm3单原子理想气体

（1）经过绝热可逆膨胀到终态压力100kPa；

（2）在恒外压100kPa下绝热膨胀到终态压力100kPa。

分别计算两个过程的终态温度、W、△U、△H、△S。

2、室温下，液体A与液体B能形成理想溶液。

现有一A、B混合物的蒸气相，其中A的摩尔分数为0.4，把它放在一个带活塞的汽缸内，在室温下将汽缸缓慢压缩。

已知纯A与纯B的饱和蒸气压分别为40.0kPa和120.0kPa，求

（1）当液体开始出现时，汽缸内气体的总压；

（2）当气体全部液化后，再开始汽化时气体的组成。

3、CO2（g）与H2S（g）在高温的反应为CO2（g）+H2S（g）=COS（g）+H2O（g），在610K时将0.1molCO2（g）加入体积为2.5dm3的空瓶中，然后再充入H2S（g）使总压为1000kPa。

达平衡后取样分析，其中H2O（g）的摩尔分数为0.02。

设该反应的ΔrHmø=2.74×105J/mol且不随温度变化，视气体为理想气体。

分别求610K和620K时该反应的标准平衡常数。

4、在标准压力下蒸馏时，乙醇—乙酸乙酯系统有如下数据（x表示液相中的摩尔分数；y表示气相中的摩尔分数）：

x乙醇

y乙醇

温度/℃

x乙醇

y乙醇

温度/℃

0

0

77.15

0.563

0.507

72.0

0.025

0.070

76.70

0.710

0.600

72.8

0.100

0.164

75.0

0.833

0.735

74.2

0.240

0.295

72.6

0.942

0.880

76.4

0.360

0.398

71.8

0.982

0.965

77.7

0.462

0.462

71.6

1.000

1.000

78.3

请根据以上数据在右框画出该系统的T-x图，

并回答下列问题：

对x乙醇=0.80的溶液，

（1）进行蒸馏，最初馏出物的组成为？

（2）普通蒸馏到最后一滴时，余液组成为？

（3）在带有活塞的密闭容器中平衡蒸发到

最后一滴时，余液组成为？

5、合成氨的反应可表示为N2（g）+3H2（g）=2NH3（g），在298K和各气体均处于标准压力时该反应的ΔrHmø=－92.22kJ/mol，ΔrGmø=－32.90kJ/mol。

已知：

Cp,m（N2）=28.58+3.76×10-3T（J﹒K-1﹒mol-1）；

Cp,m（H2）=27.28+3.26×10-3T（J﹒K-1﹒mol-1）；

Cp,m（NH3）=29.75+25.1×10-3T（J﹒K-1﹒mol-1），

请表示出ΔrGmø与温度的函数关系，并计算1000K时该反应的ΔrGmø和Kø。

答案

一、填空（每题2分，共20分）

1、热平衡、力学平衡、相平衡、化学平衡。

2、H，A

3、－SdT；V

4、5Q/T

5、=，=，>，<

6、在标准压力下，且符合理想气体性质的假想态

7、步冷曲线

8、∆rGm=∆rGmΘ+RTlnQ

9、K3Θ=K1Θ/

10、0.01mol/L，22298

二、选择（每题2分，共30分）

DBCBBBBADBABCBB

三、解答题（每题10分，共50分）

1、每一问的T2、W、△U、△H、△S五个量各1分

解：

n=PV/（RT）=4.41mol

（1）γ=Cp,m/CV,m=5/3

由绝热可逆过程方程式P1V1γ=P2V2γ，代入数据得V2=39.8dm3

T2=P2V2/（nR）=108.6K

W=△U=nCV,m（T2-T1）=—9.04kJ

△H=△U+△（PV）=—9.04×103+（105×39.8×10-3-106×10.0×10-3）（J）

=—15.06kJ

△S=0

（2）绝热：

W=nCV