A.向生成NO2的方向进行；B.向生成N2O4的方向进行；
C.正好达化学平衡状态；D.难于判断其进行方向。
7．NH4HS（s）放入一抽空的容器中，并与其分解产物NH3（g）和H2S（g）成平衡；
NH4HS（s）=NH3（g）+H2S（g）
系统的组分数C、相数P和自由度数F为（D），推出独立组分数C值的依据是：
C=S–R–R’=3–1-1
A.C=2，P=2，F=1B.C=2，P=3，F=2
C.C=1，P=3，F=0D.C=1，P=2，F=1
8．在通常情况下，对于四组分系统平衡时所具有的最大自由度数为（C），相关的相律为：
F=C–P+2=6–P≤5
A.3B.4C.5D.6
9．101325Pa、373.15K下水蒸发为水蒸气，该过程体系哪一种热力学函数变化为零？
（D）,理由是：
该过程T、P一定，W’=0，可逆相变
A、△UB、△HC、△SD、△G
10．对于理想气体，下列关系中哪个是正确的？
（D），该式可以用文字描述为：
理想气体的焓只于温度有关。
A、（
）P=0B、（
）V=0C、（
）P=0D、（
）T=0
得分
评卷人
二、填空题（每空1分，共10分）
1．已知液态水在温度T时的标准摩尔生成焓为x，则氢气在该温度下的标准燃烧焓为__小______。
2．影响化学反应平衡组成的因素有：
温度、压强、惰性组分、配比。
3．公式△H=QP成立的前提条件是：
恒压、W’=0。
4．对于理想气体，有CP，M-CV，M=R。
5．理想气体恒温可逆膨胀，H_>__W，Q_>_0；（<;>）
6.石墨和金刚石（C）在25℃，101325Pa下的标准燃烧热分别为-393.4kJ·mol-1和-395.3kJ·mol-1，则金刚石的标准生成热fHm（298K）为_1.9kJ·mol-1。
得分
评卷人
三、简答题（每小题2分，共20分）
1．写出下列定律或方程的数学表达式，用简单的一句话说明其主要应用或要解决什么问题？
（1）热力学第三定律
S*m,B（0K,完美晶体）=0求规定熵和标准熵，以便将热力学进一步应用于解决化学平衡问题。
（2）化学反应的等温方程
ΔrGm=ΔrGmθ+RTlnΠ（pB/pθ）Νb
表示ΔrGm与参加反应的各物质pB的关系，用于判断反应的反向。
（3）拉乌尔定律
pA=pA*xA表示溶剂的蒸气压与溶液中物质浓度的关系。
2．用一句话说明下列叙述成立的原因。
（1）经过一个循环过程，不论过程是否可逆，体系的熵变为零。
因为熵是状态函数。
（2）相变热等于相变焓，但化学反应热却不一定等于化学反应焓变。
△H=QP成立的前提条件是：
恒压、W’=0
（3）体系温度的升高，不一定是吸热的结果；而温度不变时，也不能说明体系既不吸热也不放热。
（举例说明）
温度升高，可以是因为环境对系统做功，相变化或理气等温变化过程，系统就有吸热或放热。
3．名词解释
（1）可逆过程
可逆过程：
在无限接近平衡的条件下进行变化的过程称为可逆过程，当沿其逆过程进行时，物系和环境都可以完全恢复。
（2）压缩因子
Z=PVm/RT=Vm（实）/Vm（理）
（3）理想液态混合物
理想液态混和物：
在全部浓度范围内各组分都符合拉乌尔定律的液态混合物。
4．什么状态下的气体为标准态气体？
在压强为Pθ、温度为T、表现为理想气体性质的纯气体物质。
得分
评卷人
四、实验题（共10分）
1．恒温槽的组成部件主要有哪些？
槽体、介质、加热器、搅拌器、温度传感器、温度控制器、温度计
2．液态完全互溶的二元液系相图有那几类？
苯—乙醇相图属于哪一类？
三类。
混合物沸点在两组分之间，有最低恒沸点、有最高恒沸点的，苯—乙醇的相图属于第二类。
3．什么是恒沸物？
有何特点？
有恒定沸点的液态混合物，沸腾时，气—液相的组成完全相同，不能通过蒸馏分离出二组分。
4．克-克方程在哪三个条件下才适用？
气—液或气—固平衡；固、液体的体积小小于气体体积，可忽略不计；气体为理想气体。
得分
评卷人
五、计算题（每小题10分，共40分）
1．1mol苯在80℃、1atm（沸点）下蒸发，气化热30808J·mol-1，计算此过程Q、W、ΔU、ΔH、ΔS、ΔA、ΔG。
解：
QP=ΔH=nQP,m=30.808kJ
W=-PΔV=-nRT=-8.31*353.15J=-2.936kJ
ΔU=Q+W=27.872kJ
ΔS=ΔH/T=87.24J/K
ΔG=0（TP一定，W`=0，可逆）
ΔA=W=--2.936kJ
2．25℃，1mol理气从106pa自由膨胀到105pa，求过程的△U，△H，△S体，△G和Q，W。
解：
理想气体自由膨胀过程，有
W=Q=△U=△H=0………………………..（6分）
△S体=nRlnV2/V1=nRlnP1/P2=2.303*8.3143J/K=19.15J/K……..（2分）
△G=△H-T△S=-T△S=-5.709kJ………………………..（2分）
3．求298.15K时，下列反应的ΔrSmθ、ΔrHmθ、ΔrGmθ及Kθ。
试估计该反应的理论得率如何？
有可行性吗？
CO（g）+2H2（g）===CH3OH（g）
附：
298.15K下的热力学参数
ΔfHmθ/kJ/mol
Smθ/J/mol·K,
CO（g）
-110.52
197.67
H2（g）
130.68
CH3OH（g）
-200.7
239.8
ΔrHmθ=ΣνBΔfHmθ（B）=（-200.7+110.52）kJ/mol=-90.18kJ/mol……………（2分）
ΔrSmθ=ΣνBSmθ（B）=（239.8–197.67-130.684*2）J/mol·K=-219.23J/mol·K（2分）
ΔrGmθ=ΔrHmθ–TΔrSmθ=（-90180+219.23*298.15）J/mol=-24.82kJ/mol…（2分）
LnKθ=-ΔrGmθ/RT=10.01Kθ=2.23*104………………………………..（2分）
因为Kθ较大，反应可以进行的较为完全，该反应具有可行性。
…………（2分）
4．标出右边二元凝聚系统的相图中各相区的平衡相态（5分），并分别标出固溶体、稳定化合物和不稳定合物（2分），指出三条三相线对应的是哪三相平衡（3分）。
福建农林大学考试试卷（B）卷
2005——2006学年第一学期
课程名称：
物理化学考试时间2006.2.10
材料、轻化专业04年级班学号姓名
题号
一
二
三
四
五
六
总得分
分值
30
10
20
40
得分
评卷人
复核人
得分
评卷人
一、选择题（每小题2分，共30分。
将正确答案填入题后的括号内和下
列表格内）
NO.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
答案
A
C
D
A
D
C
D
B
B
B
A
A
B
D
B
1、对于封闭体系来说,当过程的始态与终态确定后,下列各项中哪一个无确定值:
（A）Q（B）Q+W（C）W（当Q=0时）（D）Q（当W=0时）
2、反应2A+B→C中,反应物A从6mol变到2mol,则反应进度的改变值Δξ为
（A）1mol（B）-2mol（C）2mol（D）4mol
3、氮气进行绝热可逆膨胀
（A）ΔU＝0（B）ΔG＝0（C）ΔF＝0（D）ΔS＝0
4、A、可用体系的熵的增加或不变来判断过程是否可逆。
B、在绝热条件下,趋向平衡的过程中封闭体系的熵值增加。
C、孤立体系的熵值永不减少。
作为熵增原理,上述表述中,错误的是
（A）（B）（C）
5、对于理想气体，下列关系中哪个是正确的？
A、（
）P=0B、（
）V=0C、（
）P=0D、（
）T=0
6、在373.15K和101325Pa下水的化学位与水蒸气化学位的关系为
（A）μ（水）＞μ（汽）（B）μ（水）＜μ（汽）
（C）μ（水）＝μ（汽）（D）无法确定
7、H2O（-5℃，1atm，l）→H2O（-5℃，1atm，S）,该过程下列状态函数如何变化
A、△U=0B、△H=0C、△S体＞0D、△G＜0
8、恒温下，NH4HS（s）和任意量的NH3（g）及H2S（g）达平衡时有
A、C=1,P=2B、C=2,P=2C、C=1,P=3D、C=2,P=3
9、PCl5的分解反应PCl5（g）→PCl3（g）＋Cl2（g）,在473K达到平衡时，PCl5有48.5%分解，在573K达到平衡时PCl5有97%分解，则此反应为：
A、放热反应B、吸热反应C、既不放热也不吸热D、无法确定
10、溶液内任一组分的偏摩尔体积：
（A）不可能是负（B）总是正值
（C）可能是正值，也可能是负值（D）必然和纯组分的摩尔体积相等
11、水蒸气蒸馏的原理是互不相溶的双液系,其总蒸气压P=PA+PB
因此互不相溶双液系的沸点:
（A）低于任一组分的沸点。
（B）高于任一组分的沸点。
（C）介于A、B两纯物质沸点之间（D）无法判定。
12、关于克劳修斯-克拉佩龙方程下列说法错误的是
A、该方程仅适用于液-气平衡
B、该方程既适用于液-气平衡又适用于固-气平衡
C、该方程假定气体的体积远大于液体或固体的体积
D、该方程假定与固相或液相平衡的气体为理想气体
13、温度一定时，在相同外压下，稀溶液中溶剂A的化学势μA（）纯溶剂化学势
。
A、大于B、小于C、等于
14、依据相律，四组分系统最多可以有（）个相共存。
A.3B.4C.5D.6
15、在298K和100kPa下，反应3C（s）+O2（g）+3H2（g）→CH3COOCH3（l）的等压热效应Qp,m与等容热效应Qv,m之差为（）。
A.9911J·mol-1B.-9911J·mol-1
C.14866J·mol-1D.7433J·mol-1
得分
评卷人
二、填空题（每小题10分，共40分）
1．已知二氧化碳在温度T时的标准摩尔生成焓为y，则炭（石墨）在该温度下的标准燃烧焓为__y____。
2．影响化学反应平衡组成的因素有：
温度、压强、惰性组分、配比。
3．公式W=nRTlnV1/V2成立的前提条件是：
理想气体、等温、可逆。
4．对于理想气体，有CP，m-CV，m=R。
5．理想气体恒温可逆膨胀，△S（系）=nRlnV2/V1，
理想气体自由膨胀，△S（系）=nRlnV2/V1。
得分
评卷人
三、简答题（每题2分，共20分）
6.石墨和金刚石（C）在25℃，101325Pa下的标准燃烧热分别为-393.4kJ·mol-1和-395.3kJ·mol-1，则金刚石的标准生成热△fHm（298K）为_1.9kJ·mol-1。
1、指出下列过程中，ΔU、ΔH、ΔS和ΔG中何者为零？
（1）气体经过一个卡诺循环。
ΔU=ΔH=ΔS=ΔG=0因为循环过程状态函数都应恢复原值。
（2）理想气体等温向真空自由膨胀。
ΔU=ΔH=0
2、写出下列定律或方程的数学表达式，用简单的一句话说明其主要应用或要解决什么问题？
1）热力学第二定律
dS≥δQr/T解决变化的方向与限度问题。
2）化学反应的等温方程
ΔrGm=ΔrGmθ+RTlnΠ（pB/pθ）Νb
表示ΔrGm与参加反应的各物质pB的关系，用于判断反应的反向。
3）相律
F=C–P+2求相平衡系统的独立变量数。
3、名词解释
1）可逆过程
在无限接近平衡的条件下进行变化的过程称为可逆过程，当沿其逆过程进行时，物系和环境都可以完全恢复。
2）恒沸物
有恒定沸点的液态混合物，沸腾时，气—液相的组成完全相同，不能通过蒸馏分离出二组分。
4、下列叙述不成立的原因是什么？
用简单的一句话说明。
1）经过一个不可逆循环过程，体系的熵变大于零。
因为熵是状态函数，经历循环过程，体系的熵恢复原值。
2）相变热等于相变焓，化学反应热也一定等于化学反应焓变。
△H=QP成立的前提条件是：
恒压、W’=0
3）凡是体系的温度升高时，就一定是吸热，而温度不变时，则体系既不吸热也不放热。
温度升高，可以是因为环境对系统做功，相变化或理气等温变化过程，系统就有吸热或放热。
得分
评卷人
四、计算题（每小题10分，共40分）
1、1mol理想气体由27℃，1MPa的初态经等温反抗恒外压为0.1MPa，膨胀到平衡为止，求该过程的ΔU、ΔH、Q、W、ΔS（体）、ΔS（环）、ΔS（孤）ΔG、ΔA、，并判断方向且指出所用判据。
已知该气体为理想气体
∴P1V1/nRT1=P2V2/nRT2，
即：
1×106V1/R×300..15=0.1×106×10V1/RT2
T2=T1=300.15K
W=-P外（V2-V1）=-0.1×106×（10V1-V1）=-0.1×106×9V1
=-0.1×106×9×8.3145×300.15/1×106
=-2.245×103J2分
∵过程中温度不变，理想气体的内能和焓变只是温度的函数
∴ΔU=ΔH=0
ΔU=Q+W=>Q=-W=2.245×103J2分
ΔSsys=nRlnp1/p2
=8.3145×ln10J.K-1=19.14J.K-1
ΔSamb=-Q/T=-7.483J.K-12分
ΔSiso=ΔSsys+ΔSamb=11.32J.K-1>0自发2分
ΔA=ΔU-TΔS=-300.15×19.14J=-5.745kJ
ΔG=ΔH-TΔS=-300.15×19.14J=-5.745kJ2分
2、25℃，1mol理气从106pa自由膨胀到105pa，求过程的△U，△H，△S体，
△G和Q，W。
解：
理想气体自由膨胀过程，有
W=Q=△U=△H=0………………………..（6分）
△S体=nRlnV2/V1=nRlnP1/P2=2.303*8.3143J/K=19.15J/K……..（2分）
△G=△H-T△S=-T△S=-5.709kJ………………………..（2分）
3、化学反应如下：
CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g）
（1）利用下表中各物质的Smθ、ΔfHmθ数据，求上述反应在25℃时的ΔrSmθ和ΔrGmθ。
（2）利用下表中各物质的ΔfGmθ数据，计算上述反应在25℃时的ΔrGmθ。
（3）25℃时，若始态CH4（g）和CO2（g）的分压均为150kPa，末态CO（g）和H2（g）的分压均为50kPa，求反应的ΔrSm，ΔrGm。
要求画出你设计的途径的框图
（标准压力，25℃下）
物质
CH4
CO2
CO
H2
ΔfHmθ/kJ/mol
-74.81
-393.509
-110.525
0
Smθ/J/mol·K
186.264
213.74
197.674
130.684
ΔfGmθ/kJ/mol
-50.72
-394.359
-137.168
0
（1）ΔrHmθ=ΣνBΔfHmθ（B）=-247.269kJ/mol
ΔrSmθ=ΣνBSmθ（B）=（197.647*2+130.684*2-186.264-213.74）J/mol·K=256.712J/mol·K
ΔrGmθ=ΔrHmθ–TΔrSmθ=170.703kJ/mol
（2）ΔrGmθ=ΣνBΔfGmθ（B）=[-2*137.168–（-50.72）–（-394.359）]kJ/mol
=170.743kJ/mol
（3）设计框图
ΔSm=ΔSm，1+ΔrSmθ+ΔSm，2
=2Rln150/100+ΔrSmθ+4Rln50/100
=286.507J/mol·K
因为反应体系为理想气体，ΔrHm=ΔrHmθ
ΔrGm=ΔrHm-TΔSm=161.860kJ/mol
4、标出右边二元凝聚系统的相图中各相区的平衡相态（5分），并分别标出固溶体、稳定化合物和不稳定化合物（3分），指出三条三相线对应的是哪三相平衡（2分）。
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