青岛科技大学物理化学试题三套及答案

青岛科技大学物理化学试题之一第一套一、填空题（每小题2分，共20分）1、系统处于热力学平衡状态时，必须同时满足、、、四个条件平衡。2、同一个系统的U、H、A、G这四个热力学量，最大，最小。3、补全热力学函数关系式：dG=+VdP；(G/p)T=。4、理想气体与温度为T的大热源接触作等温膨胀，吸热Q，所做的功是变化到相同终态的最大功的20%，则系统的熵变为（用T和Q表示）。5、等温等压下两种纯物质混合形成理想溶液，则△mixV0，△mixH0，△mixS0，△mixG0（填“＞”或“＜”或“=”）。6、非理想气体的标准态是指：。7、热分析法绘制相图时，常需画出不同组成混合物的温度－时间曲线，这种线称之为。8、写出化学反应等温式：。9、反应C(s)+O2(g)=CO2(g)，2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)，C(s)+1/2O2(g)=CO(g)的平衡常数分别为K1Θ、K2Θ、K3Θ，这三个平衡常数之间的关系是K3Θ=。10、298K时有一仅能透过水的渗透膜将0.01mol/L和0.001mol/L的蔗糖溶液分开，欲使该体系达平衡，需在浓度为的溶液上方施加压力，该压力为Pa。二、选择题（每小题2分，共30分）1、下列说法不符合近代化学的发展趋势与特点的是（）（A）从单一学科到交叉学科（B）从宏观到微观（C）从平衡态研究到非平衡态研究（D）从表相到体相2、下列关于热力学方法的叙述，不正确的是（）（A）热力学研究对象是大量分子的集合，所得的结论不适用于分子的个体行为。（B）热力学可以解决怎样把一个变化的可能性变为现实性的问题（C）经典热力学不考虑物质的微观结构和反应机理（D）经典热力学不能解决一个具体变化所需要的时间3、下列参数中属于过程量的是（）(A)H(B)U(C)W(D)V4、实际气体处于下列哪种情况时，其行为与理想气体接近（）(A)高温高压(B)高温低压(C)低温高压(D)低温低压5、在一个刚性绝热容器内发生苯在氧气中燃烧的反应（）(A)△U=0，△H＜0，Q=0(B)△U=0，△H＞0，W=0(C)△U=0，△H=0，Q=0(D)△U=0，△H=0，W=06、关于Joule-Thomson系数μJ-T，下列说法错误的是（）（A）μJ-T是系统的强度性质（B）μJ-T＜0，表示节流膨胀后气体的温度下降（C）常温下，大多数气体的μJ-T为正值，而H2和He的μJ-T为负值（D）理想气体的μJ-T=07、工作在393K和293K的两个大热源间的卡诺热机，其效率约为（）(A)83％(B)25％(C)100％(D)20％8、当10molN2和20molH2混合通过合成氨塔，反应一段时间后有5molNH3生成。对反应式N2+3H2=2NH3，反应进度（）(A)等于2.5mol(B)等于－2.5mol(C)对不同反应物计算结果不一样(D)反应物没反应完而无法计算9、在标准状态下2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)的ΔrHmø是（）(A)水的标准生成热ΔfHmø(H2O，l)；(B)H2(g)的标准燃烧热ΔcHmø(H2，g)；(C)1/2ΔrHmø是水的标准生成热ΔfHmø(H2O，g)；(D)1/2ΔrHmø是水的标准生成热ΔfHmø(H2O，l)。10、等温等压下，A和B组成的均相系统中，当改变浓度时A的偏摩尔体积增加，则B的偏摩尔体积将（）(A)增加(B)减小(C)不变(D)随A和B的比例不同而不同11、FeCl3和H2O能形成四种水合物，则在25℃，标准压力下，该系统最多可平衡共存的相数为（）(A)2(B)3(C)4(D)512、两液体的混合物在T-x图上出现最高点，则该混合物对拉乌尔定律产生偏差的情况为（）(A)正偏差(B)负偏差(C)无偏差(D)无规则13、等温等压下，某反应的∆rGmΘ=5kJ/mol，则该反应变化（）(A)正向自发(B)反向自发(C)不能判断(D)不能进行14、反应3O2(g)=2O3(g)，在25℃时ΔrHmø=－280J/mol，对该反应正向进行有利的条件是（）(A)加压升温(B)加压降温(C)降压升温(D)降压降温15、过饱和溶液中的溶剂的化学势与纯溶剂的化学势相比较，前者（）(A)大(B)小(C)与后者相等(D)无法比较四、解答题（每小题10分，共50分）得分评卷人1、在273K，1000kPa时，10.0dm3单原子理想气体（1）经过绝热可逆膨胀到终态压力100kPa；（2）在恒外压100kPa下绝热膨胀到终态压力100kPa。分别计算两个过程的终态温度、W、△U、△H、△S。2、室温下，液体A与液体B能形成理想溶液。现有一A、B混合物的蒸气相，其中A的摩尔分数为0.4，把它放在一个带活塞的汽缸内，在室温下将汽缸缓慢压缩。已知纯A与纯B的饱和蒸气压分别为40.0kPa和120.0kPa，求（1）当液体开始出现时，汽缸内气体的总压；（2）当气体全部液化后，再开始汽化时气体的组成。3、CO2(g)与H2S(g)在高温的反应为CO2(g)+H2S(g)=COS(g)+H2O(g)，在610K时将0.1molCO2(g)加入体积为2.5dm3的空瓶中，然后再充入H2S(g)使总压为1000kPa。达平衡后取样分析，其中H2O(g)的摩尔分数为0.02。设该反应的ΔrHmø=2.74×105J/mol且不随温度变化，视气体为理想气体。分别求610K和620K时该反应的标准平衡常数。4、在标准压力下蒸馏时，乙醇—乙酸乙酯系统有如下数据（x表示液相中的摩尔分数；y表示气相中的摩尔分数）：x乙醇y乙醇温度/℃x乙醇y乙醇温度/℃0077.150.5630.50772.00.0250.07076.700.7100.60072.80.1000.16475.00.8330.73574.20.2400.29572.60.9420.88076.40.3600.39871.80.9820.96577.70.4620.46271.61.0001.00078.3请根据以上数据在右框画出该系统的T-x图，并回答下列问题：对x乙醇=0.80的溶液，（1）进行蒸馏，最初馏出物的组成为？（2）普通蒸馏到最后一滴时，余液组成为？（3）在带有活塞的密闭容器中平衡蒸发到最后一滴时，余液组成为？5、合成氨的反应可表示为N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)，在298K和各气体均处于标准压力时该反应的ΔrHmø=－92.22kJ/mol，ΔrGmø=－32.90kJ/mol。已知：Cp,m(N2)=28.58+3.76×10-3T(J﹒K-1﹒mol-1)；Cp,m(H2)=27.28+3.26×10-3T(J﹒K-1﹒mol-1)；Cp,m(NH3)=29.75+25.1×10-3T(J﹒K-1﹒mol-1)，请表示出ΔrGmø与温度的函数关系，并计算1000K时该反应的ΔrGmø和Kø。答案一、填空（每题2分，共20分）1、热平衡、力学平衡、相平衡、化学平衡。2、H，A3、－SdT；V4、5Q/T5、=，=，，6、在标准压力下，且符合理想气体性质的假想态7、步冷曲线8、∆rGm=∆rGmΘ+RTlnQ9、K3Θ=K1Θ/2K10、0.01mol/L，22298二、选择（每题2分，共30分）DBCBBBBADBABCBB三、解答题（每题10分，共50分）1、每一问的T2、W、△U、△H、△S五个量各1分解：n=PV/(RT)=4.41mol(1)γ=Cp,m/CV,m=5/3由绝热可逆过程方程式P1V1γ=P2V2γ，代入数据得V2=39.8dm3T2=P2V2/(nR)=108.6KW=△U=nCV,m(T2-T1)=—9.04kJ△H=△U+△(PV)=—9.04×103+(105×39.8×10-3-106×10.0×10-3)(J)=—15.06kJ△S=0(2)绝热：W=nCV,m(T2-T1)等外压：W=—P2(V2-V1)=—P2(nRT2/P2-nRT1/P1)两式相等，代入数据，解得T2=175KW=△U=nCV,m(T2-T1)=—5.39kJV2=nRT2/P2=64.16dm3△H=△U+△(PV)=—5.39×103+(105×64.16×10-3-106×10.0×10-3)(J)=8.97kJ△S=nRln(V2/V1)+nCV,mln(T2/T1)=43.7J/K2、解：（1）P总=PA+PB=PA*xA+PB*xB=[40.0xA+120.0(1-xA)]=120.0-80.0xA(kPa)3分yA=PA/P总=PA*xA/P总1分开始时，气相组成yA=0.4即：0.4=40.0xA/(120.0-80.0xA)解得xA=0.6671分所以P总=120.0-80.0×0.667=66.67(kPa)1分（2）全部液化后，液相组成与原始组成一致，即xA=0.4PA=PA*xA=40.0×0.40=16.0(kPa)1分PB=PB*xB=120.0×0.60=72.0(kPa)1分yA=PA/P总=16.0/(16.0+72.0)=0.1821分yB=0.8181分3、解，初始H2S(g)的量=n总-n0(CO2)=PV/(RT)-n0(CO2)=0.393mol2分设生成H2O(g)物质的量为xCO2(g)+H2S(g)=COS(g)+H2O(g)开始时物质的量/mol0.10.393平衡时物质的量/mol0.1-x0.393-xxx由于该反应Σν=0，反应前后n总不变n总=0.493mol2分H2O(g)的摩尔分数为0.02，即x=0.02×0.493=0.00986(mol)该反应Σν=0，KΘ(610K）=Kn=x2/[(0.1-x)(0.393-x)]=2.82×10-33分由ln[KΘ(620K）/KΘ(610K）]=(1/610K-1/620K)ΔrHmø/R代入数据后解得：KΘ(620K）=6.74×10-33分4、解：（作图略）4分（1）最初馏出物的组成为x乙醇=0.692分（2）普通蒸馏到最后一滴时，余液为纯乙醇2分（3）在带有活塞的密闭容器中平衡蒸发到最后一滴时，余液组成为x乙醇=0.882分5、∆Cpø,m=—50.92+36.66×10-3T(J﹒K-1﹒mol-1)由基尔霍夫定律，d∆Hmø=∆Cpø,mdT，将∆Cpø,m随温度变化的关系式代入上式作不定积分得∆Hmø=∆H0ø-50.92T+18.33×10-3T2(J﹒mol-1)2分将T=298K时∆Hmø=-92.22×103J/mol代入上式，求得∆H0ø=-78680J﹒mol-1所以∆Hmø与温度的关系式为∆Hmø=-78680-50.92T+18.33×10-3T2(J﹒mol-1)2分由吉-亥公式，d(∆Gmø/T)=-(∆Hmø/T2)dT将∆Hmø与温度的关系式代入上式作不定积分得∆Gmø/T=—78680/T+50.92lnT-18.33×10-3T+I(J﹒K-1﹒mol-1)2分即：∆Gmø=—78680+50.92TlnT-18.33×10-3T2+IT(J﹒mol-1)将T=298K时∆Gmø=－32.90×103J/mol代入上式，求得I=－131J﹒K-1﹒mol-1所以∆Gmø与温度的关系式∆Gmø=—78680+50.92TlnT-18.33×10-3T2-131T(J﹒mol-1)2分将T=1000K代入，的∆Gmø(1000K)=123.8kJ﹒mol-1)1分Kø=EXP(-∆Gmø/RT)=3.41×10-71分第二套一、选择题(每题2分，共50分,将唯一的答案填进括号内)()1.下列公式中只适用于理想气体的是A.ΔU=QVB.W=nRTln(p2/p1)C.ΔU=dTCm,VTT21D.ΔH=ΔU+pΔV()2.ΔH是体系的什么A.反应热B.吸收的热量C.焓的变化D.生成热()3.2000K时反应CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)的Kp为6.443,则在同温度下反应为2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)的Kp应为A.1/6.443B