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物理化学
1
中南大学物理化学（上册）考试卷03
一、单选题（每题2分，共24分）
1.1mol理想气体，从始态（p，V，T）出发，分别进行⑴恒温可逆膨胀和⑵绝热可逆膨胀
过程，若两过程所达到的末态体积相同，则两过程体积功的关系是（）
（A）|W⑴|=|W⑵|（B）|W⑴|>|W⑵|（C）|W⑴|<|W⑵|（D）无法确定
2.在T和pΘ下，C（石墨）+O2（g）===CO2（g）的反应热为△rHmΘ（T）。
下列说法中不正确的是
（）
（A）△rHmΘ（T）是CO2（g）在温度T下的标准生成焓（B）△rHmΘ（T）=△rUmΘ（T）
（C）△rHmΘ（T）是C（石墨）在温度T下的标准燃烧焓（D）△rHmΘ（T）>△rUmΘ（T）
3.在确定的T、p下，无论用什么手段进行一个A+B===C的反应，若反应的△rHm>0，
则该反应的反应热（）
（A）大于零（B）小于零（C）视反应手段而定（D）等于零
4.某单组分体系的Vm（l）>Vm（s），当体系的压力升高时，其熔点将（）
（A）升高（B）降低（C）不变（D）不确定
5.使用热力学判据△GT,p,W’=0<0判别某过程方向时，下标p所表示的是（）
（A）体系中每一组分的分压（B）体系的总压（C）外压（D）标压pΘ
6.下列针对偏摩尔量的描述，不正确的是（）
（A）偏摩尔量是体系某种容量性质的一种偏微分
（B）偏摩尔量是体系的强度性质，状态函数
（C）体系的偏摩尔量可正、可负、亦可为零
（D）体系中某组分的偏摩尔Gibbs自由能就是该组分的化学势
7.恒温恒压下由纯组分形成理想溶液，下列各量中为零的是（）
（A）ΔmixG（B）ΔmixS（C）ΔmixH（D）ΔmixA
8.关于溶液中某组分的活度及活度系数，不正确的是（）
（A）活度相当于是校正浓度，但无量纲
（B）活度及活度系数的大小与参考态的选择有关
（C）理想溶液中各组分的活度系数皆为1
（D）活度及活度系数的大小与标准态的选择有关
2
9.化学反应等温式△rGm=△rGmΘ+RTlnJa，当选取不同标准态时，反应的△rGmΘ将改变，
该反应的△rGm和Ja将（）
（A）都随之改变（B）都不改变
（C）Ja变，△rGm不变（D）Ja不变，△rGm变
10.在等温等压下，当反应的△rGmΘ=5kJ·mol-1时，该反应能否（）
（A）能正向自发进行（B）能逆向自发进行
（C）不能判断（D）不能进行
11.通常条件下的二组分体系中，最多共存的相有（）
（A）3相（B）4相（C）5相（D）6相
12.CuSO4与水可生成CuSO4·H2O，CuSO4·3H2O和CuSO4·5H2O三种水合物，在一定压力
下与CuSO4水溶液和冰共存的含水盐有（）
（A）3种（B）2种（C）1种（D）0种
二、填空题（每空1分，共16分）
1.某理想气体一从始态出发，分别进行绝热可逆膨胀和绝热不可逆膨胀，若两过程所达到
的末态压力相同，则末态温度T可逆T不可逆，而体系的焓变ΔH可逆ΔH不可逆。
（填>，<或=号）
2.在383K、pΘ下，1mol的过热水蒸气凝聚成液态水，体系的熵变ΔS体系0，环境的
熵变ΔS环境0。
（填>，<或=号）
3.含不挥发溶质的稀溶液，其沸点较纯溶剂的沸点；其凝固点较纯溶剂的凝固点
_____。
4.溶液中某组分在其参考态下的活度为；活度系数为。
5.一定温度下，对于给定反应，Kp=Ky=Kn=Kc的条件是__和。
6.将NH4HS（s）和任意量的NH3（g）、H2S（g）混合。
当体系达到平衡时，此体系的独立组分数
C=__，相数Φ=__，自由度f=_。
7.某反应体系中有C（s）、H2O（g）、CO（g）、CO2（g）、H2（g）共5种物质，在1200K下体系达
到平衡。
则此体系的独立组分数C＝，条件自由度f*＝，相数Φ＝。
三、（本题20分）将1molO2由298.15K，pΘ的压强下经恒温可逆压缩增至压强为607950Pa
的末态，试求W、Q、ΔU、ΔH、ΔA、ΔG、ΔS体、ΔS环及ΔS隔。
如改为恒外压607950Pa压
缩至同一末态，上述各热力学量又为多少?
3
四、（本题6分）请根据下列各反应的热效应值，计算在298.15K下，AgCl（s）的恒压标准生
成热△fHmΘ[AgCl（s），298.15K]和恒容标准生成热△fUmΘ[AgCl（s），298.15K]。
⑴Ag2O（s）+2HCl（g）===2AgCl（s）+H2O（l）△rHmΘ[298.15K]⑴=-324.9kJ·mol-1
⑵2Ag（s）+0.5O2（g）===Ag2O（s）△rHmΘ[298.15K]⑵=-30.57kJ·mol-1
⑶0.5H2（g）+0.5Cl2（g）===HCl（g）△rHmΘ[298.15K]⑶=-92.31kJ·mol-1
⑷H2（g）+0.5O2（g）===H2O（l）△rHmΘ[298.15K]⑷=-285.84kJ·mol-1
五、（本题12分）液体A和液体B形成理想溶液。
在343.15K时，由1mol的A和2mol的
B所形成的溶液的蒸汽压为50.663kPa,若在该溶液中再加入3mol的A，则溶液的蒸汽压为
70.928kPa。
求：
（1）343.15K时，纯液体A和纯液体B的饱和蒸汽压pA*及pB*；
（2）对第一种溶液，平衡气相中A,B的摩尔分数yA和yB。
六、（本题10分fD_|WN_Q__）乙醇气相脱水可制备乙烯，其反应为：
C2H5OH（g）=C2H4（g）+H2O（g），已
知如下数据：
C2H5OH（g）C2H4（g）H2O（g）
△fHm
Θ（298K）/kJ·mol-1-235.352.28-241.8
Sm
Θ（298K）/J·K-1·mol-1282219.5188.7
4
求298K下反应的△rGm
Θ、Kp
Θ及Kp。
七、（本题12分）NaCl—H2O二元系相图如图所示，其中化合物组成为NaCl·2H2O。
（1）请写出（Ⅰ）~（Ⅵ）相区内的稳定相，并写出图中两条水平线所对应的三相平衡反应及名
称；
（2）在冰-水平衡系中加入固态NaCl做制冷剂，可获得最低温度多少度?
（3）将1kg质量分数28%NaCl水溶液（M点）由433K冷到264K，最多能析出纯NaCl多少?
240
260
280
300
320
340
360
380
400
H2O102030405060708090NaCl
（Ⅰ）
NaCl（%wt）
T/K
252
420
440
（Ⅴ）
M（28%NaCl，433K）
（Ⅲ）
（Ⅱ）（Ⅳ）
（Ⅵ）
264K
HE（22.3）
D
P（27）
G（62）
F
5
答案03
一、单选题（每题2分，共24分）
1.（B）2.（D）3.（C）4.（A）5.（B）6.（A）
7.（C）8.（D）9.（C）10.（C）11.（B）12.（C）
二、填空题（每空1分，共16分）
1.<，<；2.<，>；3.高；__低_；4.1，1；
5.__Δνg=0理想气体；6.2，2，2；7.3，2，2。
三、（本题20分）解：
（1）将O2视为理想气体，因是恒温可逆压缩，（1分）
故ΔU=ΔH=0（2分）
2
1
rln
p
Q=−W=nRTp
4441J-4.44kJ
607950
=1×8.314×298.15×ln101325=−=（2分）
ΔS体=Qr/T=（-4441）÷298.15=-14.9J·K-1（1分）
ΔG=ΔH-TΔS体=-Qr=4.44kJ（1分）
ΔA=ΔU-TΔS体=-Qr=4.44kJ（1分）
ΔS环=-Qr/T=4441÷298.15=14.9J·K-1（1分）
ΔS隔=ΔS体+ΔS外=0（1分）
（2）因恒外压压缩，则（1分）
12394J12.394kJ
101325
1
607950
6079508.314298.151
21
=−=−
⎟⎠
⎞
⎜⎝=×
×
⎛
−
⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛
=−=Δ=×−
p
RT
p
QWpVpRT外
（2分）
ΔS环=-Q/T=12394÷298.15=41.57J·K-1（1分）
ΔS隔=ΔS体+ΔS环=（-14.9）+41.57=26.67J（1分）
ΔG，ΔA，ΔU，ΔH及ΔS体均与
（1）同。
（5分）
四、（本题6分）解：
AgCl（s）的生成反应为：
Ag（s）+0.5Cl2（g）===AgCl（s）（1分）
与题目所给反应的关系为：
生成反应=0.5×⑴+0.5×⑵+⑶-0.5×⑷（2分）
6
则△fHmΘ[AgCl（s），298.15K]=0.5×△rHmΘ[298.15K]⑴+0.5×△rHmΘ[298.15K]⑵
+△rHmΘ[298.15K]⑶-0.5×△rHmΘ[298.15K]⑷
=0.5×（-324.9）+0.5×（-30.57）+（-92.31）-0.5×（-285.84）
=-127.125kJ·mol-1（1分）
因为Σνg=-0.5（1分）
则△fUmΘ[AgCl（s），298.15K]=△fHmΘ[AgCl（s），298.15K]-RTΣνg
=（-127.125）+0.5×8.314×298.15×10-3
=-125.886kJ·mol-1（1分）
五、（本题12分）解：
（1）因为液体A和液体B形成理想溶液，所以有
pA=pA*xA=pA*（1-xB）pB=pB*xB（2分）
p=pA+pB
由1mol的A和2mol的B所形成的溶液中xB,1=2/3，（1分）
且p1=pA,1+pB,1=pA*（1-xB,1）+pB*xB1=50.663kPa（2分）
由4mol的A和2mol的B所形成的溶液中xB,2=1/3，（1分）
且p2=pA,2+pB,2=pA*（1-xB,2）+pB*xB,2=70.928kPa（2分）
将上两式联立求解得：
pA*=91.193kPa，pB*=30.398kPa（2分）
（2）对第一种溶液有
yA=pA,1/p1=91.193/3×50.663=0.6，yB=1-yA=0.4（2分）
六、（本题10分）解：
△rHm
Θ（298K）=Σνi△fHm
Θ（i,298K）
=△fHm
Θ[H2O（g）,298K]+△fHm
Θ[C2H4（g）,298K]-△fHm
Θ[C2H5OH（g）,298K]
=45.78kJ·mol-1（2分）
△rSm
Θ（298K）=ΣνiSm
Θ（i,298K）
=Sm
Θ[H2O（g）,298K]+Sm
Θ[C2H4（g）,298K]-Sm
Θ[C2H5OH（g）,298K]
=126.2J·K-1·mol-1（2分）
△rGm
Θ（298K）=△rHm
Θ（298K）--T△rSm
Θ（298K）
=8.17kJ·mol-1（2分）
7
因为△rGm
Θ=-RTlnKp
Θ，
所以Kp
Θ=exp[-△rGm
Θ/RT]
=exp[-8172.4/8.314×298.15]=0.03694（2分）
而Kp=Kp
Θ（pΘ）Σνi=Kp
Θ（pΘ）=3742.6Pa（2分）
七、（本题12分）解：
（1）.①（每相0.5分，共3分）各相区的稳定相依序为：
（Ⅰ）—NaCl水溶液（溶液单相）；（Ⅱ）—冰+NaCl水溶液（s1-l两相）；
（Ⅲ）—冰+NaCl·2H2O（s）（s1-s2两相）；（Ⅳ）—NaCl·2H2O（s）+NaCl水溶液（s2-l两相）；
（Ⅴ）—NaCl（s）+NaCl水溶液（s3-l两相）；（Ⅵ）—NaCl·2H2O（s）+NaCl（s）（s2-s3两相）；
②（反应1分，名称1分，共4分）
水平线HED对应的三相平衡反应为共晶反应：
水平线PGF对应的三相平衡反应为包晶反应：
（2）此时就是向（I）区加入NaCl，则溶液中NaCl浓度提高，其组成-温度线将下降至共晶点，
所以可获得最低温度为252K（-21℃）。
（2分）
（3）按杠杆规则有
Wb·ba=Wc·ac，（1分）
而ba=28-27=1，ac=100-28=72，（1分）
又Wb+Wc=1
∴解得：
Wc=0.0137kg，即可得纯硅约13.7g（1分）
l（E）—←———→
冷）
热）
冰（H）+NaCl·2H2O（s）（D）
l（P）+NaCl（s）（F）—←———→
冷）
热）
NaCl·2H2O（s）（G）
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