青岛科技大学物理化学试题三套及答案.doc

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mixV 0，mixH 0，mixS 0，mixG 0（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)，2 CO(g) +O2(g)= 2CO2(g)，C(s)+ 1/2 O2(g)=CO(g)的平衡常数分别为K1、K2、K3，这三个平衡常数之间的关系是K3= 。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，H0，Q=0 (B) U=0，H0，W=0(C) U=0，H=0，Q=0 (D) U=0，H=0，W=06、关于Joule-Thomson系数J-T，下列说法错误的是 （ ）（A）J-T是系统的强度性质（B）J-T0，表示节流膨胀后气体的温度下降（C）常温下，大多数气体的J-T为正值，而H2和He的J-T为负值（D）理想气体的J-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) 208、当10mol N2和20mol H2混合通过合成氨塔，反应一段时间后有5mol NH3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 rHm是 （ ） (A) 水的标准生成热fHm(H2O，l)； (B) H2(g)的标准燃烧热cHm(H2，g)； (C) 1/2rHm是水的标准生成热fHm(H2O，g)；(D) 1/2rHm是水的标准生成热fHm(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rGm=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rHm=280 J/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) 无法比较得分评卷人四、解答题（每小题10分，共50分）1、在273K，1000 kPa时， 10.0dm3单原子理想气体（1）经过绝热可逆膨胀到终态压力100 kPa；（2）在恒外压100 kPa下绝热膨胀到终态压力100 kPa。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40.0 kPa和120.0 kPa，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0.1 mol CO2(g)加入体积为2.5 dm3的空瓶中，然后再充入H2S(g)使总压为1000 kPa。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rHm = 2.74105J/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) + 3 H2(g) = 2 NH3(g)，在298K和各气体均处于标准压力时该反应的rHm = 92.22 kJ/mol，rGm =32.90 kJ/mol。已知：Cp,m(N2) =28.58 + 3.7610-3T (JK-1mol-1) ；Cp,m(H2) =27.28 + 3.2610-3T (JK-1mol-1) ；Cp,m(NH3) =29.75 +25.110-3T (JK-1mol-1) ，请表示出rGm与温度的函数关系，并计算1000K时该反应的rGm 和K。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、=，=，(2)(3) B. (2)(1)(3) C. (3)(1)(2) D. (3)(2)(1)( ) 25. 298K时反应Zn+Fe2+=Zn2+Fe的E0为0.323V，则其平衡常数为 A. 2.89105 B. 8.341010 C. 5.53104 D. 2.35102一、 二、计算题：(共50分)1(10分) A(熔点651)和B(熔点419)的相图具有一个低共熔点，为368(42% A,质量百分数，下同)。(1) (1) 绘出该二组分系统的示意相图，标出各相区相态，及自由度。(2) (2) 分别指出80% A和30% A的系统从700冷却到300的过程的相变。(3) (3) 画出49% A的溶液的步冷曲线。2、(20分) 某抗菌素施于人体后在血液中的反应呈现一级反应。如在人体中注射0.5克某抗菌素，然后在不同时间测其在血液中的浓度，得到下列数据：t (h)481216CA (血液中药含量mg/100ml)0.480.310.240.15lncA-t的直线斜率为-0.0979, lncA,0=-0.14(1) (1) 求反应速率常数。(2) (2) 计算半衰期(3) 若使血液中某抗菌素浓度不低于0.37mg/100ml，问需几小时后注射第二针。3、(20分) 5mol过冷水在-5, 101.3kPa下凝结为冰，计算过程的G, 并判断过程在此条件下能否发生。已知水在0, 101.3kPa下凝固热Hm,凝=-6.009JK-1mol-1，水的平均热容为75.3 JK-1mol-1, 冰的平均热容为37.6 JK-1mol-1。答案：一、1. B 2. C 3. C 4. C 5.D 6.C 7. D 8. B 9.B 10.D 11.B 12.A 13.A 14.B 15.A 16.C 17.B 18. C 19. B 20. A 21.B 22. B 23. C 24. C 25.B二、1(10分)A(熔点651)和B(熔点419)的相图具有一个低共熔点，为368(42% A,质量百分数，下同)。(4) (4) 绘出该二组分系统的示意相图，标出各相区相态，及自由度。(5) (5) 分别指出80% A和30% A的系统从700冷却到300的过程的相变。(6) (6) 画出49% A的溶液的步冷曲线。B(s)+l20040060080020406080BAB%t ()lA(s)-lA(s)+B(s)单相区为2，两相区为1，三相线为02、(20分) 二、(20分) 某抗菌素施于人体后在血液中的反应呈现一级反应。如在人体中注射0.5克某抗菌素，然后在不同时间测其在血液中的浓度，得到下列数据：t (h)481216CA (血液中药含量mg/100ml)0.480.310.240.15lncA-t的直线斜率为-0.0979, lncA,0=-0.14(3) (3) 求反应速率常数。(4) (4) 计算半衰期(3) 若使血液中某抗菌素浓度不低于0.37mg/100ml，问需几小时后注射第二针。解： 设cA,0为抗菌素开始浓度(1)反应速率方程积分形式 lncA=-kt+lncA,0 斜率为-k=-0.0979 .k=0.0979h-1(2) =7.08h(3)t=0时，ln cA= ln cA,0=-0.14 t=1/k=1/0.0979ln(0.72/0.37)=6.8h约需6.8小时后注射第二针。3、(20分) 5mol过冷水在-5, 101.3kPa下凝结为冰，计算过程的G, 并判断过程在此条件下能否发生。已知水在0, 101.3kPa下凝固热Hm,凝=-6.009JK-1mol-1，水的平均热容为75.3 JK-1mol-1, 冰的平均热容为37.6 JK-1mol-1。G(2) H2O(l) H2O(s) n=5.00mol, n=5.00mol, t1= -5 t1= -5 p=101.3kPa p=101.325kPa G3G1 H2O(l) H2O(s)G3 n=5.00mol, n=5.00mol, t1= 0 t1=0 P=101.3kPa p=101.3kPa H=H1+H2+H3=1883-30045-940=-29102J，S1=nCp,m,水lnT1/T2=575.3ln273.2/268.2=6.93JK-1，S2=Hm,凝/T=5(-6009103)/273.2=-110.0 JK-1S3=nCp,m,冰lnT2/T1=537.6ln268.2/273.2=3.47JK-1，S=S1+S2+S3=6.95-110.0-3.47=-106.5 JK-1G=H-TS=-29102-268.2(-106.5)=-539 J 0，W 0，U 0 B. Q = 0，W = 0，U 0C. Q = 0，W = 0，U = 0 D. Q 0，U 0，则该反应一定是：（ ）。A. 吸热反应 B. 放热反应 C. 温度升高 D. 无法确定13、将1mol H2O(l)（100、101.325kPa）置于密闭真空容器中，蒸发为同温同压的水蒸气并达平衡，该过程的G（ ）。A.大于0 B.小于0 C.等于0 D.不能确定14、1mol双原子理想气体的Cp是：（ ）。A. 1.5R B. 2.5R C. 3.5R D. 2R 15、 2mol理想气体B在300K时