物理化学上册试卷一答案

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一、选择填空题:(每小题3分)

1、在一个抽空的容器中放入过量的NH

4HCO

3

固体并通入少量NH

3

(g),加热时发生下述反应

并达到平衡: NH

4HCO

3

(s)→NH

3

(g)+CO

2

(g)+H

2

O(g)

该系统的独立组分数为 1 ,自由度数为 1 。

2、( C )理想气体自由膨胀是自发过程,因为

A、ΔU

S,V <0 B、ΔG

T,P

<0 C、ΔS隔离>0 D、ΔA

T,V

<0

3、在( D )的情况下,封闭系统的熵变可用式子ΔS=ΔH/T计算。

A、等温;

B、等温、等压;

C、等温、等压且W’=0;

D、等温、等压W’=0、可逆。

4、在恒温、恒压且非体积功W’=0 的条件下,才可使用ΔG≤0来判断一个过程是否可逆。

5、已知气相反应C

6H

6

(g)+3H

2

(g)==C

6

H

12

(g)373K时的Δ

r

H

m

=-192.43kJ.mol-1。当反应达平

衡时,可采用下列哪组条件,使平衡向右移动-------------------( C )A、升温与加压; B、升温与减压;

C、降温与加压;

D、降温与减压。

6、克—克方程可用于-------------------------------------------( A )

A、固—气及液—气两相平衡

B、固—液两相平衡

C、固—固两相平衡

D、固体晶形转变

7、已知298.15k时,反应2H

2(g)+O

2

(g)→2H

2

O(g)的K o(298.15k)=1.17×1080,△

H

m

o(298.15k)= -488KJ.mol-1,假设此反应的△Cp=0,则k o=1.29×1020时,所对应的反应温度为 998K 。

8、在指定温度下,若A、B两液体形成理想液体混合物,且纯A的饱和蒸气压P

A

*大于纯B

的饱和蒸气压P

B

*,则----------------------------------------( C )

A、y

A < x

A

B、 y

A

= x

A

C、 y

A

> x

A

D、无法确定

9、在一定的T、P下,若物质A在α相和β相中的化学势满足>,则A在两相间的迁移方向是从α相迁移到β相中;若A在两相中达到平衡,则 = 。

10、填写下列公式的应用条件:

① ΔA=Wˊ恒温、恒容且可逆情况下;

② dG= -SdT+Vdp 系统在可逆下;

③ ΔG=ΔH-TΔS 恒温下。

二、判断题:(对的划“√”,错的划“×”)8%

1、若一个化学反应的Δ

r H

m

o>0,则此反应在任何条件下进行时,都是吸热的。

(×)

2、公式ΔG=nRTlnP

2/P

1

适用于封闭系统、W’=0的理想气体等温过程。(×)

3、当理想气体的状态改变时,其内能一定改变。(×)

4、一个气相反应,只要反应温度不变,无论在高压或低压下进行,k o的值不会变化。

(√)

三、简要回答下列问题:16%

1、何谓系统的广度性质,并举出3个例子。

参考答案:具有加和性的系统热力学性质,称为系统的广度性质。如系统的焓、内能、体积等。

2、能否用市售的60º烈性酒精,经多次蒸馏后,得到无水乙醇?

参考答案:不行。因为市售的60º烈性酒精,乙醇含量低于共沸组成,经多次蒸馏后,达到共沸组成而得不到无水乙醇。

3、ΔG 〉0的过程是否一定不能进行?为什么?

参考答案:只有在恒温、恒压、非体积功为零的条件下,用ΔG 是否大于、等于或小于零来判断才有意义。所以,ΔG 〉0不能用于判断过程是否一定不能进行。 四、计算题:

1、2.00mol He(g)初态为298K 、5dm 3,现经过下列可逆变化:(1)等温压缩到体积为原来的1/2;(2)再等容冷却到初始的压力。求此过程的Q 、W 、ΔU 、ΔH 及ΔS 。已知平均C p,m (He,g)=20.8J.K -1.mol -1。 (10%)

答案:气体看成是理想气体,由于理想气体的焓和内能都只是温度的函数,则: (1)等温过程△H 1=0、△U 1=0,W 1=nRTlnV 1/V 2=2×8.314×298ln2=3434.6J

根据△U 1=W 1+Q 1, Q 1= - W 1= - 3434.6J (3分) (2)末态压力P 3=P 1=nRT 1/V 1=2×8.314×298/5×10-3=9.9×105N/m 2

V 3=2.5dm 3,则T 3=1/2T 1=149K ,等容过程W 2=0,⎰=∆3

22T T V dT C n U =-2×(20.8-8.314)×149

=3720.8J, ⎰=∆3

2

2T T P dT C n H =2×20.8×149=6198.4J, Q 2=△U 2, (4分)

因此,△H=△H 1+△H 2=6198.4J, △U=△U 1+△U 2=3720.8J, Q=Q 1+Q 2=- 3434.6J

W=W 1+W 2=3434.6J ,2ln 8.202ln 1

3⨯-==∆T T

nC S P =-28.8J/K (3分)

2、液态氯仿CHCl 3(l)在313k 和343k 的饱和蒸气压分别为48.8kpa 和135.8kpa 。 1、求CHCl 3(l)在此温度区间的平均摩尔蒸发焓;

2、若此温度区间内将其饱和蒸气压与温度的关系表示为如下形式(即克-克方程的形式): ln[p/(kpa)]= -A/T(k) +C

试求式中常数A 、C 之值,并由此写出克-克方程的具体形式。 (10%)

答案:(1)由克-克方程可知:)1

1(ln 1

212T T R H p p -∆-

= 即)313

13431(8.488.135ln -∆-=R H ,平均摩尔蒸发焓△H=30.45KJ/mol (5分)

(2)A=△H/R=3662.6, 代入ln48.8= -3662.6/313 +C

得C=15.6 (5分)

3、已知25℃甲酸甲酯(HCOOCH 3,l )的标准摩尔燃烧焓Δc H m º为-979.5 kJ·mol -1,甲酸(HCOOH,l )、甲醇(CH 3OH,l )、水(H 2O,l )及二氧化碳(CO 2,g )的标准摩尔生成焓Δf H m º

分别为-424.72 kJ·mol -1

,-238.66 kJ·mol -1,-285.83 kJ·mol -1及-393.509 kJ·mol -1。应用这些数据求25℃时下列反应的标准摩尔反应焓。HCOOH (l )+ CH 3OH (l )== HCOOCH 3(l )+ H 2O (10%)

答案:由甲酸甲酯(HCOOCH 3,l )的标准摩尔燃烧焓求甲酸甲酯(HCOOCH 3,l )的标准摩尔生成焓:HCOOCH 3(l )+ 2O 2(g)= 2H 2O(l)+ 2CO 2(g ) (6分) Δc H m º [HCOOCH3(l )]= -979.5 =2×(-285.83)+ 2×(-393.509)- Δf H m º [HCOOCH3(l )] Δf H m º [HCOOCH3(l )]=379.2 kJ·mol -1

因此,25℃时反应的标准摩尔反应焓=379.2-285.83+424.72+238.66=756.73 kJ·mol -1

(4分)