大学物理化学试题及答案.docx

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大学物理化学试题及答案

物理化学

试卷一

一、选择题（共15题30分）

1.下列诸过程可应用公式dU=（Cp-nR）dT进行计算的是：

（C）

（A）实际气体等压可逆冷却

（B）恒容搅拌某液体以升高温度

（C）理想气体绝热可逆膨胀

（D）量热弹中的燃烧过程

2.理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程：

（B）

（A）可以从同一始态出发达到同一终态因为绝热可逆ΔS=0

（B）从同一始态出发，不可能达到同一终态绝热不可逆S>0

（C）不能断定（A）、（B）中哪一种正确所以状态函数S不同

（D）可以达到同一终态，视绝热膨胀还是绝热压缩而定故终态不能相同

3.理想气体等温过程的ΔF。

（C）

（A）>ΔG（B）<ΔG（C）=ΔG（D）不能确定

4.下列函数中为强度性质的是：

（C）

（A）S（B）（G/p）T

（C）（U/V）T容量性质除以容量性质为强度性质（D）CV

5.273K，10p下，液态水和固态水（即冰）的化学势分别为μ（l）和μ（s），两者的关系为：

（C）

（A）μ（l）>μ（s）（B）μ（l）=μ（s）

（C）μ（l）<μ（s）（D）不能确定

6.在恒温抽空的玻璃罩中封入两杯液面相同的糖水（A）和纯水（B）。

经历若干

时间后，两杯液面的高度将是（μ（纯水）>μ（糖水中水）,水从（B）杯向（A）杯转移）（A）

（A）A杯高于B杯（B）A杯等于B杯

（C）A杯低于B杯（D）视温度而定

7.在通常情况下,对于二组分物系能平衡共存的最多相为：

（D）

（A）1（B）2（C）3（D）4*Φ=C+2-f=2+2-0=4

8.硫酸与水可形成H2SO4·H2O（s）、H2SO4·2H2O（s）、H2SO4·4H2O（s）三种水合物,问在101325Pa的压力下，能与硫酸水溶液及冰平衡共存的硫酸水合物最多可有多少种?

（C）

（A）3种（B）2种

（C）1种（D）不可能有硫酸水合物与之平衡共存。

*S=5,R=3,R'=0,C=5-3=2

f*=2-Φ+1=0,最大的Φ=3,除去硫酸水溶液与冰还可有一种硫酸水含物与之共存。

9.已知A和B可构成固溶体，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）

（A）大于（B）小于

（C）等于（D）不能确定

10.已知反应2NH3=N2+3H2在等温条件下，标准平衡常数为0.25，那么，在此条件下，氨的合成反应（1/2）N2+（3/2）H2=NH3的标准平衡常数为：

（C）

（A）4（B）0.5

（C）2K（D）1

*$p

（2）=[K$p

（1）]=（0.25）=2

11.若298K时，反应N2O4（g）＝2NO2（g）的K$p=0.1132，则：

（1）当p（N2O4）=p（NO2）=1kPa时，反应将_____（B）_____；

（2）当p（N2O4）=10kPa，p（NO2）=1kPa时，反应将____（A）____。

（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

12.在一定温度和压力下，对于一个化学反应，能用以判断其反应方向的是（C）

（A）ΔrG$m（B）Kp（C）ΔrGm（D）ΔrHm

13.

（1）处于标准态的CO2（g）和O2（g），其标准燃烧焓值为零

（2）因为ΔrG$m=-RTlnK$p，而K$p是由平衡时的组成表示的，所以ΔrG$m表示平衡时产物的吉布斯自由能与反应物的吉布斯自由能之差

（3）水在25℃,p下蒸发，求算熵变的公式为ΔS$m=（ΔH$m-ΔG$m）/T

（4）在恒温，恒压下可逆电池反应，求算熵变的公式为ΔrSm=ΔrHm/T

上述说法正确的是：

（C）

（A）1,2（B）2,3（C）1,3（D）3,4

14.在T，p时，理想气体反应C2H6（g）＝H2（g）+C2H4（g）的Kc/Kx为：

（D）

（A）RT（B）1/（RT）

（C）RT/p（D）p/（RT）

15.标准态的选择对下列物理量有影响的是：

（C）

（A）f，，ΔrG$m（B）m，，ΔF$m

（C）a，，ΔrG（D）a，，（G/）T,p,wf0

二、填空题（共5题10分）

16.某理想气体，等温（25℃）可逆地从1.5dm3膨胀到10dm3时，吸热9414.5J，则此气体的物质的量为Q=W=nRTln（V2/V1），n=2mol摩尔。

17.化学位μB就是B物质的偏摩尔吉布斯自由能。

18.N2（g），O2（g）体系中加入一种固体催化剂，可生成几种气态氮的氧化物，则体系的自由度为f=3。

19.完全互溶的二组分溶液，在xB=0.6处平衡蒸气压有最高值，那么组成xB=0.4的溶液在气-液平衡时,xB（g），xB（l），xB（总）的大小顺序为__xB（g）>xB（总）>xB（l）_。

将xB=0.4的溶液进行精镏，塔顶将得到_xB=0.6恒沸混合物。

20.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_T___的函数，Kx是_T,p__的函数。

三、计算题（共5题60分）

21.计算1molHe（理想气体）在下列状态变化过程中的ΔH和ΔG。

He（101325kPa,673K）He（101325kPa,473K）已知：

Cp,m[He（g）]=（5/2）R，473K时S$m[He（g）]=135.1J·K-1·mol-1。

答]ΔH=T2T1nCp,mdT=4.157kJ（2分）

ΔS=T2Cp,m/T）dT=nCp,mln（T2/T1）

=7.3J·K-1（4分）S2=ΔS+S1=142.4J·K-1（2分）ΔG=ΔH-Δ（TS）=ΔH-T2S2+T1S1

=27.780kJ

22.某气体状态方程为pV=n（RT+Bp），始态为p1T1，该气体经绝热真空膨胀后终态压力为p2，试求该过程的Q，W及气体的ΔU，ΔH，ΔF，ΔG，ΔS。

[答]Q=0,W=0,ΔU=0（3分）

（U/V）T=T（p/T）V-p=0dU=CVdT+（U/V）TdV=CVdT=0温度不变ΔH=ΔU+Δ（pV）=nB（p2-p1）（5分）

p2T1（nΔSySS=（V/T）pdp=nRln（p1/p2）

ΔsurrS=-Q/T=0ΔisoS=nRln（p1/p2）（3分）ΔF=ΔU-TΔS=-nRT1ln（p1/p2）（2分）ΔG=ΔH-TΔS=nB（p2-p1）-nRT1ln（p1/p2）

23.10分（1809）

两液体A,B形成理想液体混合物。

在320K，溶液I含3molA和1molB，总蒸气压为：

5.33×104Pa。

再加入2molB形成理想液体混合物II，总蒸气压为6.13×104Pa。

（1）计算纯液体的蒸气压pA*，pB*；

（2）理想液体混合物I的平衡气相组成yB；

（3）理想液体混合物I的混合过程自由能变化ΔmixGm；

（4）若在理想液体混合物II中加入3molB形成理想液体混合物Ⅲ，总蒸气压为多少？

[答]（a）p=p*AxA+p*BxB

5.33×104Pa=0.75p*A+0.25p*B-------------

（1）

6.13×104Pa=0.5p*A+0.5p*B-------------

（2）

联立

（1）式与

（2）式得：

p*A=4.53×104Pap*B=7.73×104Pa（2.5分）（b）yB（I）=p*BxB（I）/p（I）=0.36（2.5分）p1（c）mixGm（I）RTnB

BlnxB=-5984J·mol（2.5分）

（d）p（Ⅲ）=p*AxA（Ⅲ）+p*BxB（Ⅲ）=6.66×104Pa（2.5分）

24.固体CO2的蒸气压与温度间的经验式为：

ln（p/Pa）=-3116K/T+27.537

已知熔化焓fusHm=8326J·mol-1，三相点的温度为217K。

试求出液体CO2的蒸气压与温度的经验关系式。

答：

已知ln（p/Pa）=-3116K/T+27.537

对固气平衡：

[dln（p/Pa）/dT]=ΔsubHm/RT2

[dln（p/Pa）/dT]=3116K/T2=ΔsubHm/RT2

ΔsubHm=25906J·mol-1（4分）

ΔvapHm=ΔsubHm-ΔfusHm=17580J·mol-1（4分）

-ΔvapHm/RT+B=-3116K/T+27.537B=22.922（4分）

所以液体CO2的蒸气压与温度的经验关系为：

ln（p/Pa）=-ΔvapHm/RT+22.922=-2115K/T+22.922（3分）

25.3H2+N2=2NH3在350℃的Kp=6.818×10-8（kPa）-2，并设与压力无关，从3:

1的H2，N2混合物出发，在350℃下要获得物质的量分数为0.08的NH3，压力至少要多大？

[答]3H2（g）+N2（g）＝2NH3（g）（2分）平衡时：

3mol-3n1mol-n2n

B=4mol-2n（1分）2n/（4mol-2n）=0.08n=0.148mol（2分）

故x（H2）=0.69x（N2）=0.23（2分）Kp=（xNH3p）2/（xH2p）3（xN2p）=6.818×10-8kPa2

解得p=1115kPa（3分）nB

试卷二

一、选择题（每题2分，共50分,将唯一的答案填进括号内）

1.下列公式中只适用于理想气体的是.B

A.ΔU=QVB.W=nRTln（p2/p1）C.ΔU=

2.ΔH是体系的什么.C

A.反应热B.吸收的热量C.焓的变化D.生成热

3.2000K时反应CO（g）+1/2O2（g）=CO2（g）的Kp为6.443,则在同温度下反应为

2CO2（g）=2CO（g）+O2（g）的Kp应为.C

A.1/6.443B.（6.443）C.（1/6.443）D.1/（6.443）

4.固态的NH4HS放入一抽空的容器中，并达到化学平衡，其组分数、独立组分数、相数及自由度分别是.C

A.1，1，1，2B.1，1，3，0C.3，1，2