最新物理化学练习题18.docx
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最新物理化学练习题18
课程名称：
_物理化学
（一）__
学生姓名：
___________________学号：
___________________
专业：
___________________年级/班级：
__________________
课程性质：
公共必修、公共选修、专业必修或专业选修
一
二
三
四
五
六
七
八
总分
阅卷人签名
一、选择：
（下面每道题目均为单项选择题，请把正确的答案序号填在括号内。
每题2分，共20分。
）
1.在25ºC，常压下，以下哪个过程的焓变从数值上等于反应SO3（g，101.3kPa）+H2O（l，101.3kPa）=H2SO4（aq，x=0.1，101.3kPa）的∆rHm（298.15K）？
（）
A．将1molSO3（g）通入10mol水中；
B．将1molSO3（g）通入大量x=0.1的H2SO4水溶液中；
C．将1molSO3（g）和1mol水通入一定量的x=0.1的H2SO4水溶液中；
D．将1molSO3（g）和1mol水通入大量的x=0.1的H2SO4水溶液中。
2.理想气体绝热可逆膨胀过程中（）
A.Q>0B.∆H<0C.∆S>0D.∆U=0
3.某化学反应在300K、p下于烧杯中进行，放热60kJ⋅mol-1，若在相同条件下安排在可逆电池中进行，吸热6kJ⋅mol-1，则该反应在300K的∆rGm为（）？
A．66kJ⋅mol-1B.54kJ⋅mol-1C.-66kJ⋅mol-1D.-54kJ⋅mol-1
4.已知373K时液体A的饱和蒸气压为105Pa，液体B的饱和蒸气压为0.5×105Pa。
设A、B能够形成理想溶液，则当A在溶液中摩尔分数为0.5时，在气相中A的摩尔分数为（）
A.1B.1/2C.2/3D.1/3
5.分解反应A（s）=B（g）+2C（g），此反应的平衡常数Kp与分解压p之间的关系为（）
A.Kp=4p3B.Kp=4p3/27C.Kp=p3/27D.Kp=p2
6.在描述恒沸混合物时，下列说法错误的是：
（）
A.恒沸混合物类似于化合物，有确定的组成。
B.恒沸点的条件自由度f*=0。
C.平衡时气相和液相的组成相同。
D.恒沸点随环境压力的变化而变化。
7.恒温下，反应2NO2（g）=N2O4（g）达到平衡后，向系统中加入惰性气体，同时保持体系总压不变时，则（B）
A.平衡向正反应方向移动；
B.平衡向逆反应反向移动；
C.平衡不会移动；
D.条件不充分，无法判断
8.在恒温密闭的容器中有A、B两杯稀盐水溶液，盐的浓度分别为cA和cB（cA>cB），放置足够长的时间后（）
A.A杯中盐的浓度降低，B杯中盐的浓度增大；
B.A杯中液体量减少，B杯中液体量增加；
C.A杯中盐的浓度增大，B杯中盐的浓度降低；
D.A，B两杯中盐的浓度都不会变化
9.相图上，当物系点处于哪一个点时体系中只有一个相：
（c）
A.恒沸点；B.熔点；C.临界点；D.低共熔点
10.在温度T，压力p时，理想气体反应C2H6（g）=H2（g）+C2H4（g）的平衡常数Kc/Ky的比值为（）
A.RTB.1/RTC.RT/pD.p/RT
二、填空：
（每空2分，共20分）
1.已知NaHCO3（s）的热分解反应为2NaHCO3（s）→Na2CO3（s）+CO2（g）+H2O（g），今将一定量的NaHCO3（s）放在抽空的密闭容器内，当反应建立平衡时系统的自由度数f=。
2.在一定的温度和压力下某物质的气液两相达到平衡，则两相的化学势µB（l）和µB（g），若维持压力一定，升高温度，则相将转变为相。
3.在一定温度、压力下，由A-B两组分组成的均相体系中，当体系的组成改变时，若VA,i增大，则VB,i将。
4.由液体A和液体B构成的溶液中，在298K，xA=0.497时，液面上蒸气A的平衡分压仅为纯A的饱和蒸汽压的43.3%，若以纯A为参考态，溶液中A的活度和活度系数分别为和。
5.向挥发性溶剂中加入少量不挥发溶质，则溶液的蒸气压比纯溶剂的饱和蒸气压，沸点，凝固点。
三、简答：
（每题5分，共20分）
1.什么是水的三相点？
什么是水的冰点？
二者有什么不同？
温度不同，压力不同，自由度不同（三相点f=0;冰点f=1）
2.写出关闭体系热力学四个基本方程，并说明此方程适用的范围。
封闭体系，除了体积功无其他功，不存在化学变化和相变。
3.推导克-克方程时做了哪些近似处理？
相对气相体积可以忽略凝聚相体积
把气体看成理想气体
4.已知乙酸乙酯（A）和乙醇（B）在压力一定时的气液平衡相图如下所示，试说明能否用精馏的办法把质量比为1:
1混合的乙酸乙酯和乙醇完全分离？
若将WB=0.5的乙酸乙酯与乙醇的混合溶液在精馏塔内充分精馏，则塔顶得到什么成分的物质？
四、1mol过冷水在-10ºC、101325Pa下结冰，凝结过程放热312.3J⋅g-1，-10ºC时过冷水和冰的饱和蒸气压分别为285.7Pa与260.0Pa，计算∆U、∆H、∆F、∆S和∆G，说明计算过程的合理近似。
（本题8分）
五、333K时苯胺（A）和水（B）的蒸气压分别为0.760kPa和19.9kPa，在此温度下苯胺和水部分互溶形成两相，苯胺在两相中的摩尔分数分别为0.732（苯胺层中）和0.088（水层中）。
试求：
（1）苯胺和水的亨利系数。
假设每一相中溶剂服从拉乌尔定律，溶质服从亨利定律；
（2）水层中苯胺和水的活度及活度因子。
先以惯例I（拉乌尔定律）为参考态，后以惯例II（亨利定律）为参考态，分别计算之。
（本题10分）
六、Zn（A）与Mg（B）形成的二组分固液平衡相图具有两个低共熔点，一个含Mg的质量分数为0.032，温度为641K，另一个含Mg的质量分数为0.49，温度为620K，在体系的熔点曲线上有一个最高点，含Mg的质量分数为0.157，温度为863K。
已知Zn（s）的熔点为692K，Mg（s）的熔点为924K。
（1）画出Zn（A）与Mg（B）形成的两组分相图（T-x）。
并在相图中标明各个相区的相态和条件自由度f*（p为常数）。
（6分）
（2）画出含Mg的质量分数分别为80%和30%的熔化物从973K至573K的步冷曲线，并指明降温过程中的相变情况。
（6分）
（本题12分）
七、将NH4Cl（s）加热至700K，其解离气体总压为6.080⨯105Pa，加热至723K时解离总压为1.1146⨯106Pa，计算解离反应
NH4Cl（s）=NH3（g）+HCl（g）
（1）在723K时的KӨ和∆rGm为多少？
（2）假设∆rHm与温度无关，求反应的∆rHm和∆rSm。
（本题10分）
课程名称：
____________________
学生姓名：
___________________学号：
___________________
专业：
___________________年级/班级：
__________________
课程性质：
公共必修、公共选修、专业必修或专业选修
一
二
三
四
五
六
七
八
总分
阅卷人签名
请将答案填写在答题纸上！
一、判断正误。
（请在括号内对以下命题的正误进行判断，并填入“√”或者“×”。
每题1分，共10分。
）
1.绝热过程的Q=0，则
，因而必定为恒熵过程。
（）
2.常压下-5℃的水结冰，该过程的∆S<0，∆G<0。
（）
3.实际气体发生状态变化时，用f1，f2表示始终态的逸度，则等温变化过程的
。
（）
4.如果两种液体混合时没有热效应，则它们必能组成理想溶液。
（）
5.理想气体参加的化学反应，如果反应的∆ν相同，则Kp=Kc。
（）
6.恒沸混合物是有一定组成的混合物而不是化合物，两组分溶液到达恒沸点时，其自由度数为1。
（）
7.根据等温方程式
，当选择不同的参考态时，
和Qa均改变，
也会随之改变。
（）
8.二元溶液中，如果溶剂在全部浓度范围内溶剂服从拉乌尔定律，则溶质必在全部浓度范围内服从亨利定律。
（）
9.对于两个组分形成的完全互溶双液体系，都可以通过精馏的方法把它们完全分离。
（）
10.反应C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）的∆H>0,在623K时达到平衡，此时若增加碳的数量，则平衡向右移动。
（）
二、填空。
（每空2分，共20分）
1.某理想气体从同一始态出发，分别经
（1）等温可逆膨胀，
（2）绝热可逆膨胀，（3）绝热不可逆膨胀，均使体积增加一倍，则该气体对外做功最大的是过程，末态温度最低的是过程。
2.指出下列各过程中体系的∆U、∆H、∆S、∆A、∆G何者为零：
1）实际气体的节流膨胀过程：
；
2）H2O（l）在100℃,p下蒸发为同温同压的水蒸汽：
；
3）理想气体进行卡诺循环：
；
4）N2和Ar混合气体的绝热可逆压缩过程：
。
3.由MgCO3（s），MgO（s），BaCO3（s），BaO（s）以及CO2（g）组成的平衡体系，其独立组分数为。
4.FeCl3和水能形成四种具有相合熔点的水合物FeCl3·6H2O（s），2FeCl3·7H2O（s），2FeCl3·5H2O（s），FeCl3·2H2O（s）。
恒压下体系最多能有相平衡共存，在水和FeCl3的固液平衡相图中有个低共熔点。
5.298K时，CuSO4·3H2O（s）=CuSO4+3H2O（g）的K=10-6,则该温度下体系达到平衡时水蒸气分压为Pa。
三、单项选择。
（每题2分，共20分）
1．在下列过程中，恒压下升高温度时，
增加的是（）
A.
B.
C.
溶于水
D.
与
混合
2．热力学基本方程
适用于下述过程中的（）
A．氢气和氧气在绝热密闭的钢瓶中燃烧生成水。
B．298
、
下液体水蒸发为同温同压下的水蒸气。
C．一定温度下，若干小水珠凝结成大水滴。
D．理想气体真空膨胀过程。
3．热力学第三定律的普朗克说法是（）
A．在0K时任何完美晶体的熵都等于一个定值。
B．在0K时任何晶体的熵等于零。
C．在0K时任何纯物质完美晶体的熵等于零。
D．在0K时任何纯物质的熵等于零。
4．下列各式哪个表示了偏摩尔量:
（）
A．
；B.
;C.
；D.
5．在恒温密封容器中有A、B两杯浓度不等的非挥发性溶质的稀溶液，溶液的浓度分别为m1和m2（m1>m2），放置足够长的时间后（）
A．A杯盐的浓度降低，B杯盐的浓度增加
B．A杯液体量减少，B杯液体量增加
C．A杯盐的浓度增加，B杯盐的浓度降低
D．A、B两杯中盐的浓度保持不变
6．对于实际稀溶液中的溶剂（A）与溶质（B）的活度因子，下列说法中正确的是（）
A.当xA→0，γA→0；当xB→0，γB→1
B.当xA→0，γA→1；当xB→0，γB→1
C.当xA→1，γA→1；当xB→0，γB→1
D.当xA→1，γA→1；当xB→1，γB→1
7．
由右图可看出，将xB=0.8的CH3COOC2H5和C2H5OH组成的溶液进行精馏，则能得到（）
A.纯C2H5OH和CH3COOC2H5
B.最低恒沸混合物和纯CH3COOC2H5
C.最低恒沸混合物和纯C2H5OH
D.最高恒沸混合物和纯CH3COOC2H5
8．三组分系统的最大自由度数及平衡共存的最大相数为（）
A.3；3。
B.3；4。
C.4；4。
D.4；5。
9．甲苯比苯容易挥发，如将少量甲苯溶于苯中形成理想溶液，下列说法不正确的是：
（）
A.溶液的平衡蒸气压必低于同温度下纯甲苯的饱和蒸气压。
B.溶液的沸点必定高于相同温度下纯苯的沸点。
C.将该溶液进行精馏，可在塔顶得到纯甲苯。
D.气相中甲苯的组成大于其在液相中的组成。
10．相图上，当物系处于哪一个点时只有一个相：
（）
B.恒沸点；
C.临界点
D.熔点
E.低共熔点
四、解析相图并回答问题。
（20分）
p下，NaCl和水的固液平衡相图如下。
已知NaCl和水可生成水合物NaCl·2H2O，各物质在固相完全不互溶，NaCl·2H2O在-9°C分解为NaCl和质量分数为27%的水溶液，NaCl与水之低共熔温度为-21.1°C，溶液组成为23.3%（质量分数）的NaCl。
1.根据以上描述指明A，B，C各为何物质，在相图上标注出A的熔点和C的转熔温度。
并完成下表。
（10分）
相区或平衡线
相态
相数
自由度f*（p=p）
①
②
③
④
⑤
⑥
EFG
CHD
2.画出从a点开始沿虚线降温时的步冷曲线，并标出转折点及平台处的相变化情况。
（5分）
3.北极爱斯基摩人根据季节的变换，从海水中取出淡水，根据相图分析其科学依据，如果能从海水中取淡水，试计算1000kg海水中能取出淡水的最大量是多少？
已知海水为含NaCl2.5%（质量分数）的溶液。
（5分）
五、计算。
（共3题，每题10分）
1.海水中含有大量的盐，298K时海水的蒸汽压为0.306kPa，同温度下纯水的饱和蒸汽压为0.3167kPa，计算：
（1）海水中水的的活度；（3分）
（2）海水在298K下的渗透压。
已知水的偏摩尔体积V水=1.8×10-5m3·mol-1。
（3分）
（3）若用反渗透法将海水淡化，从大量海水中取得1mol水所需做的最小非体积功为多少？
（4分）
2.已知20°C时纯苯的蒸气压为10kPa。
（1）20°C时HCl的摩尔分数为0.043的HCl-苯溶液液面上HCl的分压为100kPa，假定HCl服从亨利定律，计算此溶液的蒸气中苯的分压；（5分）
（2）20°C时，蒸气总压为100kPa时，计算此时每100g苯中溶解多少克HCl？
（5分）
3.已知NiO（s）+CO（g）=Ni（s）+CO2（g），设在下表的温度范围里
=0
T/K
936
1027
4.54×103
2.55×103
（1）计算此反应在1000K的
（6分）
（2）若产物中Ni与某金属生成固熔体（合金），当反应在1000K达平衡,
=1.05×103时，求固熔体中Ni的活度。
（4分）
化学系2010级化学/应用化学《物理化学》（I）期末考试
（答题纸A卷）
学生姓名
学号分数
一
二
三
四
五
总分
请将一、二、三、四的答案写在答题纸上。
第五题的答案书写在另一张答题纸上！
一、判断。
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
二、填空。
1.，。
2.1）；2）
3）；4）
3.
4.；
5.
三、选择。
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
四、相图解析回答问题
（1）A：
，熔点。
B：
。
C:
，转熔温度。
（或标于相图上正确位置）
（2）步冷曲线绘在右边图上，并标注相变化情况。
相区或平衡线
相态
相数
自由度f*（p=p）
①
②
③
④
⑤
⑥
EFG
CHD
3.
课程名称：
____________________
学生姓名：
___________________学号：
___________________
专业：
___________________年级/班级：
__________________
课程性质：
公共必修、公共选修、专业必修或专业选修
一
二
三
四
五
六
七
八
总分
阅卷人签名
六、判断正误。
（请在括号内对以下命题的正误进行判断，并填入“√”或者“×”。
每题1分，共10分。
）
11.当化学反应的∆rHm不随温度变化而改变时，其∆rSm也必不随温度变化。
（）
12.在恒温恒压下进行可逆的电池反应，其
。
（）
13.对于接触相之间的平衡，给定组分的逸度在所有相间一定相等。
（）
14.反应N2O4=2NO2既可在气相中进行，又可在CCl4或CHCl3为溶剂的溶液中进行，若都用体积摩尔浓度来表示平衡常数Kc，同温度下，这三种情况的Kc都相等。
（）
15.当反应体系中各组分都处于标准态时，化学反应的标准平衡常数K=1。
（）
16.过饱和溶液中溶质的化学势高于该温度下纯溶质的化学势。
（）
17.绝热循环过程一定是可逆循环过程。
（）
18.理想稀溶液就是稀的理想溶液。
（）
19.对于完全不互溶的双液体系，体系的沸点恒低于任一液体的的沸点。
（）
20.吸热反应的平衡常数随着温度升高而降低。
（）
七、填空。
（每空2分，共20分）
6.H2O（l）的标准摩尔生成焓等于的标准摩尔燃烧焓。
7.水的三相点温度被定义为K，压力为Pa。
8.一定温度下，某物质在互不相溶的两种液体间达到溶解平衡时，该物质在两液相的浓度成正比，这个结论称为。
9.恒温条件下，一关闭体系在过程中对外所做的功称为最大功。
10.由Na+、Cl-、K+、NO3-、H2O组成的溶液，其独立组分数为。
自由度数为。
11.固体受热分解放出气体时，当气体的压力等于时的温度称为固体的分解温度。
897K时，CaCO3（s）=CaO（s）+CO2（g）的K=1,该温度下体系达到平衡时CO2的分压为Pa。
12.向挥发性溶剂中加入某不挥发性溶质，形成稀溶液，则该溶液的沸点比纯溶剂的沸点。
八、单项选择。
（每题2分，共20分）
11．设有下列各状态，其化学势的大小顺序为：
（）
（1）373.15K，101.3kPa的H2O（l），μ1
（2）373.15K，202.6kPa的H2O（l），μ2
（3）373.15K，101.3kPa的H2O（g），μ3
（4）373.15K，202.6kPa的H2O（g），μ4
A．μ1=μ3>μ2>μ4；B．μ2>μ3=μ1>μ4；
C．μ1<μ3<μ2<μ4；D．μ1=μ3<μ2<μ4。
12．298K下，将两种液体恒温恒压混合，形成理想液态混合物，则混合前后下列热力学性质的变化情况为：
（）
A．
>0,
<0；B.
=0,
<0；C.
<0,
>0；D.以上均不对。
13．热力学第三定律的普朗克说法是（）
A.在0K时任何完美晶体的熵都等于一个定值。
B.在0K时任何晶体的熵等于零。
C.在0K时任何纯物质完美晶体的熵等于零。
D.在0K时任何纯物质的熵等于零。
14．下列各式哪个是化学势
A.
B.
C.
D.
15．B物质在α相中浓度大于在β相中的浓度，当两相接触时
A.B由α相向β相扩散
B.B由β相向α相扩散
C.B在两相中处于扩散平衡
D.无法确定
16．CuSO4与H2O可生成CuSO4⋅H2O（s）、CuSO4⋅3H2O（s）、CuSO4⋅5H2O（s）三种水合物，则在一定温度下能与硫酸水溶液及冰平衡共存的含水盐可有：
（）
A.3种B.2种C.1种D.0种
17．已知纯A和纯B的饱和蒸气压pA*向A中不断加入B，则溶液的蒸气压（）
A.不断增大
B.不断减小
C.先增大后减小
D.先减小后增大
18．已知下列反应的平衡常数
①H2（g）+S（s）=H2S（s）K1；②S（s）+O2（g）=SO2（g）K2。
则反应H2（g）+SO2（g）=O2（g）+H2S（g）的平衡常数为（）
AK1+K2BK1-K2CK1·K2DK1/K2
19．恒压下，加入惰性气体后，对下列哪一个反应能增大其平衡转化率
A.
B.
C.CO2（g）+H2（g）=CO（g）+H2O（g）
D.C2H5OH（l）+CH3COOH（l）=CH3COOC2H5（l）+H2O（l）
20．对于同一化学反应，反应方程式写法不同，例如⑴N2+3H2=2NH3；
⑵
则下列叙述正确的是
A.∆rGm不变B.Kp不变
C.
不变D.
，正向自发
九、解析相图并回答问题。
（20分）
A和B的二组分凝聚系统温度-组成（t-x）图如下所示：
800°C以下，A和B形成化合物AB2（组成为xB=0.7）。
A和B的熔点分别为600°C和1200°C，A与AB2的低共熔点为400°C，组成为xB=0.2。
700°C时与AB2（s）共存的液相组成为xB=0.5；
（1）指出相图中各区域及三相线所表示的相态以及自由度数。
（10分）
相区或平衡线
相态
相数
自由度f*（p=p）
①
②
③
④
⑤
⑥
GDH
EIJ
（2）计算将10mol组成为xB=0.1的A-B系统冷却至400°C时最多可析出多少摩尔A？
（5分）
（3）画出从a点开始降温的步冷曲线，并指出转折点及平台始末发生的相变化情况。
（5分）
一十、计算。
1.45°时由液体A和B混合而成的实际溶液其平衡蒸气压为24.4kPa，液相组成为xA=0.30，气相组成为yA=0.60.已知45°时纯A和纯B的蒸气压分别为23.0kPa和9.30kPa，计算：
（1）溶液中A和B的活度系数。
（2）混合形成实际溶液过程的∆Gm。
2.人的血液可看作蛋白质的水溶液，已测得在101kPa下血液可在-0.560°C下结出冰屑。
计算：
（1）在体温37°C人血液的渗透压。
（2）欲配置出与人的血液等渗透压的葡萄糖（C6H12O6）水溶液，需要每千克水中需加入多少克葡萄糖？
已知水的凝固点降低常数为1.86K·kg·mol-1。
3.将NaHCO3（s）放入真空容器中发生如下反应：
2N
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