发布时间 : 星期一 文章2010物理化学（上）考试题A卷答案更新完毕开始阅读
湖南科技学院二○一○年下学期期末考试
化学专业2008年级物理化学试题答案（A卷）
考试类型：闭卷 考试时量：120分钟 题 号 一 二 三 四 总分 统分人 得 分 阅卷人 复查人 一、填空题（每空1分，共20分）
1、系统的诸性质不随 时间 而改变的状态称为热力学平衡态，热力学平衡态必须同时满足的四个条件是热平衡、 力学 平衡、相平衡和化学平衡。
2、等温过程中，封闭系统所能做的最大功等于其 亥姆霍茨自由能 的减少 3、精馏97%的酒精溶液，在精馏塔顶部得到 95%乙醇或最低恒沸 溶液。 4、填 >、=、<
①理想气体向真空膨胀过程Q = 0； ⊿H = 0； ⊿S ＞ 0； ⊿G ＜ 0 ②H2(g)和Br2(g)在绝热钢瓶中发生反应生成HBr(g)
⊿U = 0； ⊿H ＞ 0； ⊿S ＞ 0； ⊿G ＜ 0
5、900K时，在一个真空容器中有下列反应CaCO3(S)?CaO(S)+CO2（g），此平衡体系的相数= 3 、组分数= 2 和自由度数= 0 。
6、下列各式， ①、④、⑤ 表示偏摩尔量， ③、⑤、⑥、⑧ 表示化学势。
??H???n①?B??G⑤???n?B。
??G??????T,P,nC ②??nB???H?? ⑥???n?T,P,nC?B???U?????T,V,nC ③??nB???U?? ⑦???n?S,P,nC?B???A?????S,V,nC ④??nB??A??? ⑧??n??B?S,T,nC????T,P,nC ?? ??T,V,nC?Hdp??7、由克拉佩龙方程??m可导出适用于蒸发平衡和升华平衡的克劳修斯-克拉佩龙方
dT??Vmp2?vapHm?程的定积分式：lnp1R?11???T?T??，推导中引入的三个基本假设分别是：
2??1忽略凝聚(液固)相的体积、蒸气（气相）为理想气体 、?vapHm为常数(或与温度无关)。
1
二、单项选择题（每小题2分，共16分） 8、理想气体的卡诺循环过程中[D] A、功和热都可以完全互相转换；
B、功不能完全转换为热，而热却可以完全转变为功； C、功与热都不能完全互相转换；
D、功可以完全转化为热，而热却不能完全转变为功； 9、理想气体的节流膨胀过程，满足[B]
??T???T???T?A 、??＜0 B、???0 C 、??＞0 D、上述三种情况都有可能
??P?H??P?H??P?H10、?H＝Qp适用于哪一个过程[B]
A、理想气体从101325Pa反抗恒定的10132.5Pa膨胀到10132.5Pa B、在0℃、101325Pa下，冰融化成水 C、电解CuSO4的水溶液
D、气体从(298K，101325Pa)可逆变化到(373K，10132.5Pa )
11、理想气体与温度为T的大热源接触作等温膨胀吸热Q，所作的功是变到相同状态的最大功的20%，则体系的熵变为[C]
Q5QQA、 B、 0 C、 D、?
TTT12、合成氨反应N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)达平衡后加入惰性气体，且保持体系温度、总压不变（气体为理想气体），则：[D] A、nN2减少，nH2减少，nNH3增加，K?p不变。 B、nN2减少，nH2减少，nNH3增加，K?p增加。 C、nN2不变，nH2不变，nNH3不变，K?p不变。 D、nN2增加，nH2增加，nNH3减少，K?p不变。
2P?时，水的化学势与冰的化学势之间的关系如何：[A] 13、在273.15K、A、前者高 B、前者低 C、相等 D、不可比较 14、(1) 溶液的化学势等于溶液中各组分的化学势之和 (2) 对于纯组分，则化学势等于其Gibbs自由能 (3) 理想溶液各组分在其全部浓度范围内服从Henry定律 (4) 理想溶液各组分在其全部浓度范围内服从Raoult定律 上述说法中正确的是：[D]
A、 (1) (2) B、 (2) (3) C、 (2) (4) D、 (3) (4) 15、对一定量的纯理想气体，下列关系正确的是 [C] A、???H???H???U???U???H???U???A???U????? B、????? C、????? D、????? ??T?P??T?V??P?T??T?V??V?T??P?T??P?T??V?T2
三、证明 (6分)
??2P???CV????T?16、?2? ???V?T??T?VCV， ?S?证：?dS?CVdT ，?????T??T?VT????S??????S??1??CV? ??? ?? ?????????T?V???V?T?T?V??????TV?TT?V????2P???CV???S???P??又????T????? ??2? ???V?T??V?T??T?V??T?V四、问答与计算题（共58分）
17、(本题14分)已知P?下活泼的轻金属Na(A)和K(B)的熔点分别为372.7K和336.9K，二者可以形成一个不稳定化合物Na2K(s),该化合物在280K时分解为纯金属Na(s)和含K的摩尔分数为xB=0.42的熔化物。在258K时，Na(A)和K(B)有一低共熔化合物，这时含K的摩尔分数为xB=0.68，此二元T-x相图如下。
a336.9T/Kbcd280258eNa0.10.20.30.4xK0.50.60.70.80.9KT/K372.7t/min画出含K的摩尔分数为xB=0.38的熔化物从a点逐步冷却历经b、c、d点到e点的步冷曲线，并在下表中指出a、b、c、d、e各点的相数、自由度数。 物系点 相数 自由度数 a 1 2 b 2 1 c 3 0 d 3 0 e 2 1 18、(本题10分)在288K，1molNaOH溶解在4.559mol水中，溶液上方蒸气压为596.5Pa，在此温度下，纯水的蒸气压为1705.0Pa，试计算：
3
(1) 该溶液中水的活度a（及活度系数?（ xH2O）xH2O）解：a（Hx2O）? p596.5??0.35?1705.0p0.35 ?0.434.5591 ?4.559?（?xH2O）a（xH2O）?x（H2O） (2) 溶液中水的化学势和纯水的化学势相差多少(J·mol-1)？ 解：
????????（-?A?[?A?RTlna（]-?A-?RTlna（Asol）xH2O）xH2O）?8.314?288?ln0.35?-2513.73 J?mol-1
19、(本题8分)270K时冰的蒸气压为475.4Pa，过冷水的蒸气压为489.2Pa，求270K，P?下，1mol过冷水变成冰的?G。[列出过程与算式即可] [解]可设计如下途径来计算：
1molH2O（l） 1molH2O（s） ? G?？ ??????????????????270K,P?270K,P?1molH2O（l）1molH2O（s）
270K,489.2Pa270K,475.4Pa ?② ?④1molH2O（g） 1molH2O（g） ③ ????????? ???? ????270K,489.2Pa270K,475.4Pa ?① ?⑤①为恒温变压过程?G1??100KPaVldp ②为恒温恒压可逆相变过程?G2?0 ③为恒温变压过程?G3??475.4Pa489.2Pa489.2PaVgdp
④为恒温恒压可逆相变过程?G4?0
Vsdp ⑤为恒温变压过程?G5??475。4Pa?G??G1??G2??G3??G4??G5
20、(本题16分)在273K和1000KPa时，1mol双原子理想气体绝热可逆膨胀到终态压力为100KPa，试计算此过程的Q，W，?U，?H，?S，?A和?G。已知该气体在273K，100kPa的摩尔熵Sm?100J?K?1?mol?1。 [解] Qr?0 ?S?Qr?0 ( 即 ? S2S1) T1-?100kPa??? P1?7?1.4 T1? P11-?? T2? P21-? ?T2???P??5?2?T2T1??1000?T1???100???0.41.4?273?141.4 K
?U??5?8.314J?mol-1?K?1nCV,mdT?1mol??(141.4?273)K??2735.3 J
2W??U?-2735.3 J
4
7?8.314J?mol-1?K?1?H?nCP,m(T2?T1)?1mol??(141.4?273)K?-3829.4 J
2?G??H-?(TS)??H-S?T??3829.4?100?(141.4?273)?9330.6 J ?A??U-?(TS)??U-S?T??2735.3?100?(141.4?273)?10424.7 J
21、(本题10分)潮湿的Ag2CO3(s)在110℃用空气流干燥，如果要避免Ag2CO3(s)分解为Ag2O(s)和CO2(g)，问空气中CO2的分压至少是多少？已知298.15K和100kPa下： ? S??fHmCp,m ?1 ?1?1 kJ?molJ?mol?KJ?mol?1?K?1Ag2CO3(s) -501.7 167.4 109.6 Ag2O(s) -31.05 121.3 65.86 CO2(g) -393.51 213.74 37.11 解：反应Ag2CO3(s)??Ag2O(s)?CO2(g)
?????rSm(298.15K)?Sm(Ag2O)?Sm(CO2)?Sm(Ag2CO3)
=(121.3+213.7-167.4) J?mol?1?K?1=167.3J?mol?1?K?1
?????rHm(298.15K)??fHm(Ag2O)??fHm(CO2)??fHm(Ag2CO3)
=[-31.05+(-393.51)-(-501.7)] kJ?mol?1=77.19kJ?mol?1
?rCp,m=(65.86+37.11-109.6) J?mol?1?K?1= -6.63J?mol?1?K?1
???rHm(383.15K)??rHm(298.15K)??383.15K?rCp,mdT=76.63kJ?mol?1
298.15K?rSm(383.15K)??rSm(298.15K)??={167.3?(?6.63)ln??383.15K?rCp,m298.15KTdT
383.15}J?mol?1?K?1=165.6J?mol?1?K?1 298.15????rGm(383.15K)??rHm(383.15K)?T?rSm(383.15K)=13.18kJ?mol?1
?383.15K时，为了不使反应发生，须有?rGm??rGm?RTlnK?p≥0
?rGm??RTlnKp??RTln3pCO?p??exp(?13.18?102??pCOp?2
)kPa?1.597kPa
8.315?383.15
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