中南大学物化考试卷1

1中南大学考试试卷01一、选择题(每小题2分共30分)1.下列诸过程可应用公式dU=(Cp-nR)dT进行计算的是：()(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：()(A)可以从同一始态出发达到同一终态(B)从同一始态出发，不可能达到同一终态(C)不能断定(A)、(B)中哪一种正确(D)可以达到同一终态，视绝热膨胀还是绝热压缩而定3.理想气体等温过程的ΔF。()(A)ΔG(B)ΔG(C)=ΔG(D)不能确定4.下列函数中为强度性质的是：()(A)S(B)(G/p)T(C)(U/V)T(D)CV5.273K，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：()(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：()(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：()(A)1(B)2(C)3(D)48.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?()(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。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)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：()(A)4(B)0.5(C)2(D)111.若298K时，反应N2O4(g)＝2NO2(g)的Kp$=0.1132，则：(1)当p(N2O4)=p(NO2)=1kPa时，反应将___________；()(2)当p(N2O4)=10kPa，p(NO2)=1kPa时，反应将________。()(A)向生成NO2的方向进行(B)向生成N2O4的方向进行(C)正好达化学平衡状态(D)难于判断其进行方向12.在一定温度和压力下，对于一个化学反应，能用以判断其反应方向的是()(1)ΔrGm$(2)Kp(3)ΔrGm(4)ΔrHm213.(1)处于标准态的CO2(g)和O2(g)，其标准燃烧焓值为零(2)因为ΔrGm$=-RTlnKp$，而Kp$是由平衡时的组成表示的，所以ΔrGm$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Sm$=(ΔHm$-ΔGm$)/T(4)在恒温，恒压下可逆电池反应，求算熵变的公式为ΔrSm=ΔrHm/T上述说法正确的是：（）(A)1,2(B)2,3(C)1,3(D)3,414.在T，p时，理想气体反应C2H6(g)＝H2(g)+C2H4(g)的Kc/Kx为：()(A)RT(B)1/(RT)(C)RT/p(D)p/(RT)15.标准态的选择对下列物理量有影响的是：()(A)f，，ΔrGm$(B)m，，ΔF(C)a，，ΔrGm$(D)a，，(G/)0,,fwpT二、填空题(共5题10分)1.某理想气体，等温(25℃)可逆地从1.5dm3膨胀到10dm3时，吸热9414.5J，则此气体的物质的量为摩尔。2.化学位B就是B物质的偏摩尔___________。3.N2(g)，O2(g)体系中加入一种固体催化剂，可生成几种气态氮的氧化物，则体系的自由度为。4.完全互溶的二组分溶液，在xB=0.6处平衡蒸气压有最高值，那么组成xB=0.4的溶液在气-液平衡时,xB(g)，xB(l)，xB(总)的大小顺序为________________。将xB=0.4的溶液进行精镏，塔顶将得到___________。5.低压气相反应的平衡常数与温度，压力的关系分别是：Kp只是温度的函数,Kc是____________的函数，Kx是___________的函数。三、计算题(共5题60分)21.计算1molHe(理想气体)在下列状态变化过程中的ΔH和ΔG。He(101325kPa,473K)He(101325kPa,673K)已知：Cp,m[He(g)]=(5/2)R，473K时Sm$[He(g)]=135.1J·K-1·mol-1。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。323.两液体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？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。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？4物理化学试卷答案01一、选择题(共15题25分)1.(C)2.(B)因为绝热可逆ΔS=0，绝热不可逆S0。所以状态函数S不同，故终态不能相同。3.[答](C)4.[答](C)容量性质除以容量性质为强度性质。5.[答](C)6.[答](A)μ(纯水)μ(糖水中水)水从(B)杯向(A)杯转移。7.2分(2437)[答](D)Φ=C+2-f=2+2-0=4(2分)8.(C)S=5,R=3,R'=0,C=5-3=2f*=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.[答](A)10.[答](C)Kp$(2)=[Kp$(1)]12=(0.25)12=211.[答](1)(B)向生成N2O4的方向进行(1分)(2)(A)向生成NO2的方向进行(1分)12.[答](C)13.[答](C)14.[答](D)Kp=Kc(RT)BB=KxpBB15.[答](C)二、填空题(共5题9分)16.[答]Q=W=nRTln(V2/V1)，n=2mol17.[答]吉布斯自由能18.[答]f=319.[答]xB(g)xB(总)xB(l)(1分)xB=0.6恒沸混合物(1分)20.[答]T;T,p三、计算题(共5题60分)21.10分[答]ΔH=21TTnCp,mdT=4.157kJ(2分)ΔS=21(TTnCp,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(2分)22.15分[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)ΔSySS=21pp(V/T)pdp=nRln(p1/p2)5ΔsurrS=-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)(2分)23.10分[答](a)p=p*AxA+p*BxB5.33×104Pa=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)(c)BBmmix(I)nRTGlnxB=-5984J·mol(2.5分)(d)p(Ⅲ)=p*AxA(Ⅲ)+p*BxB(Ⅲ)=6.66×104Pa(2.5分)24.15分[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/RT2ΔsubHm=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)25.10分[答]3H2(g)+N2(g)＝2NH3(g)(2分)平衡时：3mol-3n1mol-n2nBBn=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/(x2Hp)3(x2Np)=6.818×10-8kPa2解得p=1115kPa(3分)中南大学考试试卷026一、填空题（每小题3分，共45分）1.273.15K,101.325KPa下，固体冰融化为水，其过程的Q0，W0，ΔU0，ΔH0，2.1mol25℃的液体苯在弹式量热计中完全燃烧，放热3264KJ，则反应2C6H6（l）+15O2（g）==12CO2（g）+6H2O（l）的ΔrUm（298K）==KJ·mol-1，ΔrHm（298K）==KJ·mol-13.298K时某化学反应的ΔrHmθ=-16.74KJ·mol-1，ΔrCp，m=16.74J·K·mol-1，则该化学反应在K温度下反应时的反应热为零。4.1mol单原子理想气体等容从T1冷却到T2，则该过程的ΔS0，W0。5.1mol的液态水由100℃,101.325KPa向真空蒸发为100℃,101.325KPa的水蒸气，已知此过程的ΔH=40.6KJ，则该过程的Q=KJ，W=KJ，ΔU=KJ，ΔS=J·K-1，ΔA=KJ，ΔG=KJ。6.在298.15K,101.325KPa下，将0.5mol苯和0.5mol甲苯混合形成理想液体混合物，该过程的ΔU=，ΔH=，ΔS=。7.2molA和1molB形成的理想液体混合物，已知PA※=90KPa，PB※=30KPa。则气相中两物质摩尔分数之比yA：yB=。8.设葡萄糖在人体（体温为36.8℃）血液中和尿液中的质量摩尔浓度分别为5.50×10-3mol·Kg-1和5.50×10-5mol·Kg-1，若将1mol葡萄糖从尿中转移到血液中，肾脏至少须作KJ的功。9.已知ΔfGmθ（HCl，g，298K）==-95.625KJ·mol-1，则反应H2（g）+Cl2（g）==2HCl（g）的Kpθ==，Kc==，Ky==。10.某化学反应的Kθ与T的关系为：lnKθ=1.0×105/T–8.0则该反应的ΔrHmθ=——————KJ·mol-1，ΔrSmθ=J·K·mol-1。11.某化学反应的ΔrGmθ=（-21660+54.15T）J·mol，若要使该反应的平衡常数Kθ＞1，则应将温度控制在。12.在石灰窑中，分解反应CaCO3（s）==CaO（s）+CO2（g）已达平衡，则该系统的独立组分数C=，相数Φ=，自由度数f=。13.Ca