大连理工2004年物理化学(上)期末考试试卷B卷及答案

2004年物理化学（上）期末考试试卷（B卷）及答案

一、是非题

[ ]1. 对于反应2A(g) + 1/2B(s) = Y(g) + 3Z(s), rHm(T)=100 kJ·mol-1, 可以通过升温加压的方法使平衡最有效地向右移动。

[ ]2. 在－10℃，101.325 kPa下过冷的H2O ( l )凝结为冰是一个不可逆过程，故此过程的熵变大于零。

[ ]3. 相同质量摩尔浓度的蔗糖稀溶液和食盐稀溶液的凝固点下降值相同。

[ ]4. 临界温度是气体能够液化的最高温度，超过此温度无论加多大的压力均不能使气体液化。

[ ]5. 在非体积功等于零的条件下，封闭系统的焓变等于在恒压过程中吸收的热量。 [ ]6. 化学反应的标准平衡常数K是量纲一的量。

[ ]7. 今有一定浓度的乙醇稀水溶液，在一定温度下，当达到气、液两相平衡时，溶液的饱和蒸汽压与温度的关系，满足克劳休斯-克拉佩龙方程。 [ ]8. 恒沸混合物的恒沸温度与恒沸组成不随压力而改变。.

[ ]9. 反应CO(g) +1/2 O2(g) === CO2(g) 的标准摩尔反应焓rH(T)为CO2的标准摩尔生成焓。

[ ]10. 只要一个系统在变化过程中向环境放出热量，则该系统的热力学能就必然减小。

二、选择题

[ ]1. 298 K时，CuSO4·H2O (s) == CuSO4 (s) + H2O (g)，p ( H2O, 平衡) = 106.66 Pa，CuSO4·3H2O (s) == CuSO4·H2O (s) + 2H2O (g)，p (H2O, 平衡) = 746.61 Pa， CuSO4·5H2O (s)==CuSO4·3H2O (s) + 2H2O(g)，p(H2O, 平衡) =1039.91 Pa 若要使CuSO4·3H2O (s)稳定存在, 应当使空气中水蒸气的分压保持在 （1）p (H2O) < 106.66 Pa ；

（2）106.66 Pa < p (H2O) <746.61 Pa ； （3）p (H2O)<746.61 Pa ；

（4）746.61 Pa < p (H2O) < 1 039.91 Pa。 [ ]2. 对于只作膨胀功的封闭系统，(G)p的值为： T （1）大于零； （2）小于零； （3）等于零； （4）不能确定。 [ ]3. 使气体致热的节流膨胀，其焦耳—汤姆逊系数J-T必须 （1）> 0； （2）< 0； （3）= 0。 [ ]4. 下列说法不正确的是：

( 1 ) 等焓过程即系统焓不发生变化的过程; ( 2 ) 焓是系统状态的单值函数;

( 3 ) 任何气体的焓只与温度有关，而与压力和体积无关。 ( 4 ) N种理想气体混合物的焓等于混合物中各气体的焓之和。 [ ]5. A和B两组分在定温定压下混和形成理想液态混合物时，则有： （1）mixG=0； （2）mixS=0； （3）mixA=0； （4）mixH=0。

[ ]6. 70℃时，纯液体A的饱和蒸气压是纯液体B的两倍，组分A和B能构成理想液态混

;.

.

合物。若平衡气相中组分A和B的摩尔分数相等，则平衡液相中组分A和B的摩尔分数之比xA：xB应为：

（1） 1：2； （2） 2：1； （3） 3：2； （4） 2：3。 [ ]7. 隔离系统内发生一变化过程，则系统的：

( 1 ) 热力学能守恒，焓守恒；

( 2 ) 热力学能不一定守恒，焓守恒； ( 3 ) 热力学能守恒，焓不一定守恒； ( 4 ) 热力学能、焓均不一定守恒。

[ ]8. 已知A(l)，B(l)可以组成其t-x(y)图具有最大恒沸点的液态完全互溶的系统，则将某一组成的系统蒸馏可以得到：。

( 1 ) 一个纯组分和一个恒沸混合物； ( 2 ) 两个纯组分； ( 3 ) 两个恒沸混合物。 ( 4 ) 不能确定。

三、填空

1. 用化学势表示反应aAbByYzZ的平衡条件是： 。 2．在温度T时，将NH2COONH4 (s) 置于抽空的容器中 ，当反应

NH2COONH4 (s) 2NH3 (g) + CO2 (g) 达平衡时，测得总压力为 p，则反应的标准平衡常数K与总压力 p的关系为。 3. 5mol H2（可视为理想气体）由同一始态开始分别经可逆绝热膨胀（I）与不可逆绝热膨胀（II）至相同终态温度，则HI HII，SI SII。（选填 >， =， <）

4. Na2CO3和H2O可组成的水合物有Na2CO3H2O(s)、Na2CO37H2O(s)、Na2CO310H2O(s)。在20℃时与水蒸气平衡共存的水合物最多可有 种。

5. 在25℃，H2和CO溶于水中的亨利系数分别为7.11106 Pakgmol-1和5.79106 Pakgmol-1, 由亨利定律可知，在相同压力下，H2在水中的溶解度 CO在水中的溶解度。（选择填“大于”“小于”或“等于” ）

6．一恒压绝热箱中，有甲烷和氧气的混合气体，发生化学反应后气体的温度升高、压力增大，则此过程的H 0，S 0。（选择填“>”“<”或“=” ）

四、综合填空题

1. 1molC6H5CH3在其正常沸点（110.6℃）时，蒸发为101325Pa的蒸汽。已知在该温度下C6H5CH3的摩尔蒸发焓为33.38 kJ·mol1，与蒸汽相比，液体的体积可以忽略不计，且蒸汽可视为理想气体。计算该过程的 W= ； H= ；A= 。

2. 25℃, 1.43 dm3的0.2 mol H2(g)，绝热可逆膨胀到最终体积为4.29 dm3， H2(g)按理想气体处理，Cp,m = 7R / 2 。计算终态温度T2= ；该过程的U= ; H= 。

3. 25℃时，CH4(g)的标准摩尔燃烧焓为 -894.34 kJ·mol-1，水在25℃时的摩尔气化热为44.02 kJ·mol-1，试计算1mol CH4(g)完全燃烧成H2O(g)和CO2(g)的标准反应焓变rH（298K）= 。

;.

.

4. 10 mol 理想气体，由25 ℃，1 dm3膨胀到25 ℃，5 dm3，该过程系统的熵变 S= 。

5. C2H5OH(A)-H2O(B)所形成的溶液中, xB=0.12。在323 K时，总蒸汽压为28.8 kPa，在气相中yB=0.26。已知该温度下纯乙醇的蒸汽压pA*=29.4 kPa。若以同温度同压力下的纯乙醇为标准态，则该溶液中乙醇活度因子为 。

6.氯甲烷的饱和蒸气压在－47 ℃ 到 －10 ℃ 的范围内与温度T的关系式为

ln(p*/Pa)11499.6060 , 则－20 ℃ 时氯甲烷的饱和蒸气压p*( CH3Cl，l )= T/KPa， 氯甲烷的摩尔蒸发焓 vapHm = kJ·mol-1。 7. A、B能形成相合熔点化合物，该体系的热分析数据如下：

0 0.10 0.20 0.36 0.40 0.65 0.80 0.90 1 B的摩尔分数

步冷曲线第一转折 883 973 923 998 点T/K 步冷曲线的水平线924 787 787 787 994 739 739 739 1116 T/K

(1) 请画出符合上述数据的熔点-组成相图示意图； 1200 p一定

1100

1000

900

800 700

600

00.20.40.60.81 A xB → B

(2) 生成化合物的分子式为 。将0.70 mol xB = 0.60的熔融体冷却到无限接 近739 K时，可获得固态的物质为 mol；

五、证明题

Temp.(K) 试证明：理想气体的定容热容CV只是温度的函数，与体积V无关，即CV0。 VT;.

.

六、计算题

1．已知某金属M的分解反应为MO (s) = M (s) +1O2 (g)，参与物的相关数据为：

2物质 ΔfHm(298K)Sm(298K) 111kJmolJKmolCp,mJK1mol126.0 51.0 32.0 MO(s) M(s) O2(g) -155.0 0 0 44.0 23.0 205.00

计算900 K时反应的标准摩尔焓变 rHm，标准摩尔熵变rSm，及反应的标准平衡常数K 2. 已知298K下，反应CO(g) + 1O2(g) → CO2(g)的rH(298 K )= 283. 0 kJ·mol-1；氧气

2及二氧化碳气体的定容摩尔热容分别为CV, m (O2 , g ) = 20.08 J·K-1·mol-1和 CV, m (CO2 , g ) = 23.85 J·K-1·mol-1，且与温度无关。今把1 mol CO和10 mol 的O2注入绝热恒容的量热计中, 初温为298 K。

试计算：（1）298K时上述反应的rU

；（2）求完全反应后的最高温度。（忽略量热计的热容） 参考答案

一、是非题

1. √ 2. × 3. × 4. √ 5. √ 6. √ 7.× 8. × 9. × 10.×

二、选择题

1. ④ 2. ② 3. ② 4. ③ 5. ④ 6.① 7. ③ 8. ①

三、填空

1. yYzzaAbB0 2. K4p3() 3. H1H2,27pS1S2

4. 2种 5. < 6. H0,四、综合填空题

1. W = -3.19 kJ ；H= 33.38 kJ ；A= -3.19 kJ 2. T2= 192K ； U= -0.44 kJ ; H= -0.61 kJ 3. rH（298 K）= -806.3 kJ·mol-1 4. S= 133.8 J·K-1 5. 0.82 6. p*( Hg，l )= 158.3 Pa， vapHm = 9.55 kJ·mol-1

S0

;.

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7.① 1200 p一定

1100

1000

900

800

700

600

00.20.40.60.81 A xB → B

② A3B2 ③ 0.07mol

五、证明题 因为 CV(Temp.(K) U)V TU(V)TTT VU(T)VCV()TVV因为理想气体 (六、计算题

1.

CU)T0, 所以 (V)T0

VVrHm(298.15K)155kJmol1

1rHm(900K){1551035132.026(900298)}kJmol1179.682kJmol12

rSm(298.15K)81.5JK1mol1

;.

.

1900rSm(900K){81.55132.026ln}JK1mol1126.82JK1mol12298

rGm(900K)(197.62103900126.82)kJmol165.55kJmol1 rGm(900K)RTlnK

K1.57104

2．

（1）rUmrHmBRT281.8kJmol1

（2） (298K) (T )

△V=0, △U=0 2+9.5 O CO+1/2O U1 2

CO2(g)+9.5O2 U1

CO2(g)+ 9.5 O2

U=U1+U2=0

U2 (298K)

U1[1molCV,m(CO2)9.5molCV,m(O2)](T298K)281.810(23.859.520.08)(T298)3

T = 1611K

;.