10化工物化上期中试卷A

温州大学试卷纸物理化学（二）期末试卷第1页共11页温州大学期中考试试卷2011-2012学年第二学期考试科目物理化学(一)试卷类型A卷考试形式闭卷。考试对象10化工题号一二三四五六七八总分得分一、选择题（每小题2分，共50分。）1、下列公式不受理想气体条件限制的是（）2、对于单组分相体系，下列物理量组中均为强度性质的是（）3、下列物质在(298.15K,100kPa)条件下标准摩尔熵mS(298.15K)最大的是（）(A)Ar(g)(B)CH3OH(g)(C)C(石墨)(D)H2O(g)4、在(298.15K,100kPa)下，反应N2(g)+2O2(g)N2O4(g)的热效应可表示为（）(A)N2(g)的燃烧热(B)N2O4(g)的燃烧热(C)N2O4(g)的生成热(D)O2(g)的生成热5、100℃和1大气压下，水变为水蒸汽，以水和水蒸汽为体系，则体系在此过程中U、H、S的值（）(A)均为零(B)均为正值(C)均为负值(D)不能确定得分学院--------------------------------------班级----------------------------------姓名-------------------------------------学号-------------------------------------学院--------------------------------------班级----------------------------------姓名-------------------------------------学号------------------------------------------------------------------------------装--------------------------订---------------------------------线---------------------------------------温州大学试卷纸物理化学（二）期末试卷第2页共11页6、理想气体卡诺循环的图为下列四种情况中的哪一种?()7、1mol单原子分子理想气体，从273K，202.65kPa,经pT=常数的可逆途径压缩到405.3kPa的终态，该气体的ΔU为()(A)1702J(B)-406.8J(C)406.8J(D)-1702J8、Cl2(g)的燃烧热为何值?()(A)HCl(g)的生成热(B)HClO3的生成热(C)HClO4的生成热(D)Cl2(g)生成盐酸水溶液的热效应9、下述说法哪一个错误?()(A)封闭体系的状态与其状态图上的点一一对应(B)封闭体系的状态即是其平衡态(C)封闭体系的任一变化与其状态图上的实线一一对应(D)封闭体系的任一可逆变化途径都可在其状态图上表示为实线10、理想气体在等温条件下反抗恒定外压膨胀，该变化过程中体系的熵变S体及环境的熵变S环应为()(A)S体0，S环=0(B)S体0，S环=0(C)S体0，S环0(D)S体0，S环0温州大学试卷纸物理化学（二）期末试卷第3页共11页11、范德华气体绝热向真空膨胀后，气体的温度()(A)上升(B)下降(C)不变(D)无法确定12、当溶液中溶质浓度采用不同浓标时，下列说法中哪一个是正确的？（）(A)溶质的活度相同(B)溶质的活度系数相同(C)溶质的标准化学势相同(D)溶质的化学势相同13、气体经一不可逆绝热膨胀过程后（）(A)因为Q＝0，故体系的熵值不变。(B)因为体系的温度下降，故熵值会减少。(C)体系的温度会下降，但熵值会增加。(D)因为Q＝0，故不管体系发生怎样的变化，周围的环境不发生变化。14、理想气体从状态I经过自由膨胀到状态II，可用哪个热力学判据来判断该过程的自发性？（）(A)A(B)G(C)S(D)U15、某单组分体系的Vm(l)Vm(s)，当压力升高时其熔点将（）(A)升高(B)降低(C)不变(D)不确定16、热力学第一定律ΔU=Q+W适用于（）(A)单纯状态变化(B)相变化(C)化学变化(D)封闭物系的任何变化17、对于理想气体，下列关系中哪个是不正确的（）(A)0pTU(B)0TVU(C)0TpH(D)0TpU18、下列过程中，系统内能变化不为零的是（）(A)不可逆循环过程(B)可逆循环过程(C)两种理想气体的混合过程(D)纯液体的真空蒸发过程19、有一容器四壁导热，上部有一可移动的活塞，在该容器中同时放入锌块和盐酸，发生化学反应后活塞将上移一定距离，若以容器内的物质为体系则（）(A)Q0,W0,U0(B)Q=0,W0,U0(C)Q0,W0,U=0(D)Q0,W0,U020、实际气体经节流膨胀后（）(A)Q＜0，H＝0，p＜0(B)Q＝0，H＝0，T＜0温州大学试卷纸物理化学（二）期末试卷第4页共11页(C)Q＝0，H＜0，p＜0(D)Q＝0，H＝0，p＜021、盖斯定律包含了两个重要问题,即（）(A)热力学第一定律和热力学第三定律(B)热力学第一定律及热的基本性质(C)热力学第三定律及热的基本性质(D)热力学第一定律及状态函数的基本特征22、1mol液体苯在298.15K时置于弹式量热计中完全燃烧，生成水和二氧化碳气体，同时放热3264kJ·mol-1，则其等压燃烧焓为[提示Qp=QV+∆nRT]（）(A)3268kJ·mol-1(B)-3265kJ·mol-1(C)3264kJ·mol-1(D)-3268kJ·mol-123、在一个循环过程中，物系经历了i步变化，则（）(A)∑Qi＋∑Wi=0(B)∑Qi－∑Wi=0(C)∑Wi=0(D)∑Qi=024、一定量的理想气体，从同一初态分别经历等温可逆膨胀、绝热可逆膨胀到具有相同压力的终态，终态体积分别为V1、V2，则（）(A)V1V2（B）V1=V2（C）V1V2（D）无法确定25、在p下，C(石墨)+O2→CO2(g)的反应焓为rmH，下列哪种说法是错误的（）(A)mrH是CO2(g)的标准生成焓(B)mrH=mrU(C)mrH是石墨的燃烧焓(D)mrHmrU二、简答题（10分）请分别叙述热力学第一、第二及第三定律，并就各自所能解决的问题予以简要说明。得分温州大学试卷纸物理化学（二）期末试卷第5页共11页三、计算题（第1小题10分，第2小题20分，共30分。）1、已知1mol水在100℃、1atm下的汽化热为40.63kJmol-1，水的体积可忽略，求1mol水汽化为气体时的Q、W、U、H、S、A和G（设水汽为理想气体，在t=100℃，p=1atm，Wf=0的条件下）。(10分)2、某双原子理想气体4mol，经下列不同的过程从初态p1=200kPa，V1=60dm3膨胀到未态压力p2=50kPa，求未态的T2，V2及过程的Q、W、ΔU、ΔH和ΔS的值。已知该双原子理想气体，CV,m＝2.5R，Cp,m＝3.5R。（1）等容；（2）等温可逆；（3）向真空膨胀；（4）等温反抗恒外压50kPa；（5）绝热可逆；（6）绝热反抗恒外压50kPa（绝热不可逆）。得分温州大学试卷纸物理化学（二）期末试卷第6页共11页三、证明题（每小题5分，共10分。）1、对于理想气体，试证明：得分温州大学试卷纸物理化学（二）期末试卷第7页共11页2、试用热力学的相关公式证明范德华气体绝热向真空膨胀后，气体的温度降低。温州大学试卷纸物理化学（二）期末试卷第8页共11页参考答案和评分标准一、选择题（每题2分，共50分。）1、D2、B3、B4、C5、B6、B7、D8、D9、C10、C11、B12、D13、C14、C15、A16、D17、A18、D19、A20、D21、D22、D23、A24、C25、D二、简答题（10分）答：热力学第一定律：U=Q+W，解决过程的能量交换问题，可用来计算变化过程的热效应。（4分）热力学第二定律：，，，，解决变化的方向与限度问题，以及相平衡和化学平衡中的有关问题。（4分）热力学第三定律：S*(0K，纯态，完美晶体)=0，解决规定熵的计算问题。（2分）三、计算题（第1小题10分，第2小题20分，共30分。）1、解：H2O(l)H2O(g)1mol,1atm,100℃1mol,1atm,100℃Qp=H=40.63kJ（2分）W=-p(Vg-Vl)-pVg=-ngRT=-8.314373.2=-3.102kJU=Qp+W=40.63-3.102=37.528kJ（2分）G=0（2分）S=15.37363.40TQp=0.109kJK-1（2分）A=U-TS=U-Qp=W=-3.102kJ（2分）2、解：n=4mol，p1=200kPa,V1=60dm3，p2=50kPa，T1=p1V1/(nR)=200×60/4×8.315K=360.8K（1）等容（3分）V2=V1=60dm3，T2=1/4T1=90.2KW=0ΔU=nCv,m(T2-T1)=4×(5R/2)×(90.2-360.8)J=-22.500kJQ=ΔU=-22.500kJΔH=nCp,m(T2-T1)=4×(7R/2)×(90.2-360.8)J=-31.500kJ。12V,TTnCSlnm=4×(5R/2)ln(1/4)J/K=-115.3J/K（2）等温可逆（3分）温州大学试卷纸物理化学（二）期末试卷第9页共11页T2=T1=360.8KV2=nRT2/p2=4R×360.8/50dm3=240.0dm3ΔU=ΔH=0W=-nRTln(V2/V1)=-4R×360.8×ln(240/60)J=-16.633kJQ=-W=16.633kJ)ln(12VVnRS=46.1J/K（3）向真空膨胀，始态和终态同（2）。（3分）T2=360.8K，V2=p1V1/p2=200×60/50dm3=240.0dm3真空膨胀，W=0，根据焦耳实验，Q=0ΔU=0，ΔH=0，)ln(12VVnRS=46.1J/K（4）等温反抗恒外压50kPa，始态和终态同（2）。（3分）p2=50kPa，T2=T1=360.8K，V2=240.0dm3W=-p2(V2-V1)=-50×(240-60)J=-9kJ，Q=-W=9kJΔU=0，ΔH=0，)ln(12VVnRS=46.1J/K（5）绝热可逆；T1=360.8K。（4分）绝热可逆过程,(T2/T1)(p2/p1)(1-γ)/γ=1,Γ=Cp,m/Cv,m=(7R/2)/(5R/2)=7/5,(1-γ)/γ=-2/7T2=T1(p2/p1)(γ-1)/γ=360.8×(50/200)2/7=242.8K.V2=nRT2/p2=4×8.315×242.8/50dm3=161.5dm3Q=0ΔU=nCv,m(T2-T1)=4×(5R/2)×(242.8-360.8)J=-9.812kJΔU=W=-9.812kJΔH=nCp,m(T2-T1)=4×(7R/2)×(242.8-360.8)J=-13.736kJΔS=0（6）绝热反抗恒外压50kPa（绝热不可逆）,T1=360.8K。（4分）Q=0W=-p2(V2-V1)=ΔU=nCv,m(T2-T1)温州大学试卷纸物理化学（二）期末试卷第10页共11页代入有:-50×(4RT2/50-60)=4×5R/2(T2-360.8)T2=283.5KV2=nRT2/p2=4×8.314×283.5/50=188.6dm3ΔU=W=nCv,m(T2-T1)=4×(5R/2)(283.5-360.8)=-6.427kJΔH=nCp,m(T2-T1)=4×(7R/2)×(283.5-360.8)J=-8.997kJ12,21lnlnTTnCppnRSmp=4Rln4+4(7R/2)ln(2