考生考試誠信承諾書在我填寫考生信息后，表示我已閱讀和理解龍巖學院考試紀律與違紀處分辦法的有關規定，承諾在考試中自覺遵規守紀，如有違反將接受處理；我保證在本科目考試中，本人所提供的個人信息是真實.準確的。考生簽名： 息考生信欄 院（系） 班級 姓名 學號 裝訂線化學與材料學院物理化學（上）試卷答案試卷類別： 開卷（ ）閉卷（ ）考試用時： 120 分鐘考試時間： 2012 年 1 月 6 日 上 午考試地點： 文（ ） 題號分數評卷人一二三（1）三（2）注意事項1.學生的院（系）別.專業.班級.姓名.學號必須填寫在考生信息欄內指定的位置。2.學生在考試之前必須填寫考試時間和地點。3.答題字跡要清楚，并保持卷面清潔。三（3）三（4）三（5）總分復核人息考生信欄 院（系） 班級 姓名 學號 裝訂線一、選擇題（共20小題，每題2分，共40分）把正確選題項序號填入括號內11 mol單原子分子理想氣體，從始態p1= 202650 Pa，T1= 273 K沿著p/V=常數的途徑可逆變化到終態為p2=405300 Pa 則H為: ( A ) A17.02 kJ B-10.21 kJ C-17.02 kJ D10.21 kJ 2H2和O2在絕熱鋼瓶中生成水的過程： ( B ) AH = 0 B U = 0 C S = 0 DG = 0 3理想氣體恒壓膨脹，其熵值如何變化？ ( B ) A不變 B增大 C減小 D不能確定 4在N2和O2混合氣體的絕熱可逆壓縮過程中，下列結論中正確的是: ( C ) AU = 0 BA = 0 CS = 0 DG = 0 5用 1 mol 理想氣體進行焦耳實驗（自由膨脹），求得 S = 19.16 JK-1，則體系的吉布斯自由能變化為： ( B ) AG = 19.16 J BG 19.16 J DG = 0 6恒壓下純物質當溫度升高時其吉布斯自由能： ( A ) A上升 B下降 C不變 D無法確定 7在下列狀態變化中，哪些可以應用公式dU=TdS-pdV ? ( C ) ANO2氣體緩慢膨脹，始終保持化學平衡NO2=NO+O2 BNO2氣體以一定速度膨脹，解離出來的NO+O2總是落后于平衡組成 CSO3氣體在不解離為SO2+O2的條件下膨脹 D水在-10時等溫結冰 8把下列化學勢與偏摩爾量區別開來： ( C ) (1) (S/nB )T,p,nc (2) (H/nB)S,p,nc (3)(U/nB)T,V,nc (4) (A/nB)T,V,nc A(1)、(4) 偏摩爾量；(2)、(3) 化學勢 B(1) 偏摩爾量；(2) 化學勢； (3)、(4) 都不是 C(1) 偏摩爾量；(2)、(4) 化學勢；(3) 都不是 D(2) 化學勢；(3)、(4) 偏摩爾量；(1) 都不是 9298K，p的N2氣狀態和323K，p的N2氣狀態各一瓶，問哪瓶N2氣的化學勢大? ( D ) A() () B() () C()= () D不可比較 101mol某未知理想氣體在298.15K經絕熱可逆膨脹使其摩爾體積增加了0.2倍，而溫度降至277.18K，其內能的改變值 ( A ) A-52.4R B-31.4R C-73.4R D-20.9R11兩只燒杯各有1 kg水，向A杯中加入0.01 mol 蔗糖，向B杯內溶入0.01 mol NaCl，兩只燒杯按同樣速度冷卻降溫，則有： ( A ) AA 杯先結冰 BB 杯先結冰 C兩杯同時結冰 D不能確定 12主要決定于溶解在溶液中粒子的數目，而不決定于這些粒子的性質的特性叫 ( B ) A一般特性 B依數性特征 C各向同性特性 D等電子特性 13含有非揮發性溶質B的水溶液，在101325 Pa下，270.15 K時開始析出冰，已知水的Kf=1.86 Kkgmol-1，Kb=0.52 Kkgmol-1，該溶液的正常沸點是： ( C ) A370.84 K B372.31 K C373.99 K D376.99 K 14氯仿(1)和丙酮(2)形成非理想液體混合物，T時測得總蒸氣壓為29398 Pa，蒸氣中丙酮的物質的量分數y2=0.818，而該溫度下純氯仿的飽和蒸氣壓為29571Pa，則在溶液中氯仿的活度a1為： ( C ) A0.500 B0.823 C0.181 D0.813 15某溶質溶于某溶劑中形成溶液時，若采用不同的標準濃度，則下列說法中正確的是： （D） A溶質的標準態化學勢相同 B溶質的活度相同 C溶質的活度系數相同 D溶質的化學勢相同 16在等溫等壓下，當某一反應的rGm= 5 kJmol-1時，該反應能否進行？ ( C ) A能正向自發進行 B能逆向自發進行 C不能判斷 D不能進行 17在溫度為T、壓力為p時，反應3O2(g) =2O3(g) 的Kp與Kx的比值為： ( D ) ART Bp C(RT)-1 Dp-1 息考生信欄 院（系） 班級 姓名 學號 裝訂線息考生信欄 院（系） 班級 姓名 學號 裝訂線18硫酸與水可形成H2SO4H2O(s)、H2SO42H2O(s)、H2SO44H2O(s)三種水合物，問在101325 Pa A3 種 B2 種 C1 種 D不可能有硫酸水合物與之平衡共存。 19某實際氣體反應，用逸度表示的平衡常數Kf 隨下列哪些因素而變： ( C ) A體系的總壓力 B催化劑 C溫度 D惰性氣體的量 20理想氣體反應N2O5(g) = N2O4(g) +O2(g)的rH m 為41.84 kJmol-1，Cp= 0，試問增加 N2O4平衡產率的條件是： ( A ) A降低溫度 B提高溫度 C提高壓力 D等溫等容加入惰性氣體 二、填空題 ( 共5題，每題2分，共10分 )1選擇“”，“”，“”中的一個填入下列空格：理想氣體恒溫可逆壓縮，U = 0，H = 0。 2有個學生對理想氣體的某個公式記得不太真切了，他只模糊地記得是(S/X)y= -nR/p，按你的看法，這個公式的正確表達式中，X應為 p ，y 應為 T 。 3298 K，p下，1 mol甲苯與1 mol苯混合形成理想溶液，則mixH = 0 ，mixS = 11.53JK-1 。 4反應CO(g) + 2H2(g)=CH3OH(g) 在300，1013.25 kPa壓力下進行，按理想氣體反應處理時，其平衡常數Kc=10 mol-2dm6，則Kx= 0.452 。 5對于理想氣體的化學反應 (lnKc/p)T= 0 ； (lnKx/p)T =。 三、計算題（共5小題，共50分）1(本題12分) 4mol某理想氣體，其=2.5R，由始態600K，1000kPa依次歷經下列過程：（1）反抗600kPa恒定的外壓，絕熱膨脹至平衡態；（2）再恒容加熱至800kPa；（3）最后絕熱可逆膨脹至500kPa的末態。試求整個過程的Q，W，U，H，S。解: （1）（T1=600K，p1=1000kPa）（p2=pe=600kPa，） 絕熱，Q1=0，U1=W1 （0.5分) U1=n(T2-T1)=10R(T2-T1) W1=-pe(V2-V1)=-p2=2.4RT1-4RT2 10R(T2-T1)=2.4RT1-4RT2，10(T2-T1)=2.4T1-4T2 14T2=12.4T1，T2=531.43K （1分) W1=10R(T2-T1)=108.314(531.43-600)=-5701J （0.5分) （2）（T2=531.43K，p2=600kPa）（T3=?，p3=800kPa） 恒容，W2=0，U2=Q2，K (1分) Q2=U2=n(T3-T2)=42.58.314(708.57-531.43)=14727J （1分) （3）（T3=708.57K，p3=800kPa）（T4=？，p4=500kPa） 絕熱可逆，Q3=0 （0.5分） 理想氣體絕熱可逆過程方程式：T3p31-=T4p41-，=Cp,m/Cv,m=3.5R/2.5R=1.4 （0.5分） 619.53K （1分） W3=U3=n(T4-T3)=42.58.314(619.53-708.57)=-7403J （1分)總過程： Q=Q1+Q2+Q3=Q2=14727J (1分) W=W1+W2+W3=W1+W3=-5701-7403=-13104J (1分) U=nCv,m(T4-T1) =42.58.314(619.53-600)=1624J （1分） H=nCp,m(T4-T1) =43.58.314(619.53-600)=2273 J （1分） =3.73+23.05=26.78JK-1 （1分）息考生信欄 院（系） 班級 姓名 學號 裝訂線2(本題8分) 光氣（COCl2）是一種具有爛蘋果氣味的無色氣體，其毒性比氯氣大10倍。1951年侵朝美軍曾在朝鮮半島投下光氣炸彈，造成數百人死亡和數千人中毒。 已知：100時，光氣分解反應：COCl2(g) = CO(g) + Cl2(g)的Sm=125.6JK-1mol-1，K=8.110-9.求：（1）100，總壓為200 kPa時COCl2(g)的解離度； （2）100，上述分解反應的Hm； （3）總壓為200 kPa時，若使COCl2(g)的解離度達0.1%的溫度為多少？（設rCp,m=0） 解：（1） COCl2(g) = CO(g) + Cl2(g)起始/kPa: pA 0 0平衡/kPa: pA(1-) pA pA (1分) p=pA(1+)= 200kPa，= (1分) ， (1分)(2) rGm= -RT ln K =rHm- TrSm (1分) rHm= 373.15125.6-8.314373.15ln(8.110-9)=105.0 kJmol-1 (1分)(3) ， (1分) ，T2=446 (2分)3(本題12分) 工業生產中有時需要結晶與蒸餾聯合運用方可得到純凈物質，已知A和B二組分形成的液態互溶、固態完全不互溶的氣、液、固相圖如下： (1) 標出1、2、3、4、5、6相區內的穩定相； (2) 圖中、五條線的名稱各是什么？ (3) 畫出系統點a的冷卻曲線，并描述過程中的相變化 (4) 現工業中由化學反應只能得到狀態為b的混合物。據相圖，要得到純B和純A應如何操作？ 解:（1）1-氣相；2-氣相和液相；3-液相；4-SA和液相；5-SB和液相；6-SA和SB（3分） （2）-氣相線；-液相線；-A的凝固點降低曲線；-B的凝固點降低曲線；-SA、SB和溶液的三相線或低共熔線（2.5分）（3） 系統點a的冷卻曲線：（2.5分） 氣相降溫至第一拐點，開始有液相產生；降溫至第二拐點， 氣相消失； 降溫至第三拐點，析出固體A； 到達三相線，開始析出固體B，并保 持溫度不變，至液相消失，溫度繼續下降。（4）首先將系統點為b的液體混合物冷卻至SB+L兩相區內，有一定量純SB析出，過濾得到SB； 將濾液升溫至g+L兩相區內，即進入蒸餾塔內，塔頂氣相中B的含量增大，氣相再冷卻至 SB+L 兩相區，又可有SB析出； （2分） 塔底液相中A的含量增大，液相再冷卻至SA+L兩相區，可有SA析出，過濾得到SA。 合并兩次濾液升溫至g+L兩相區內，重復以上操作，即可分離出SA和SB。 （2分） 結晶和蒸餾聯合操作，比單純用蒸餾方法能耗低，而且也可避免因高溫使A或B組份分解。 4(本題10分)若某實際氣體的狀態方程可用表示，式中b只是與氣體性質和溫度有關的常數，若該氣體定溫下由p1可逆變化為p2，試推導出過程的W、Q、U、H、A、S及G與T、p的關系式。解：等溫可逆，（2分）dU=TdS-pdV， （2分）息考生信欄 院（系） 班級 姓名 學號 裝訂線 故U僅是溫度T的函數，即U=0，Q=-W= （1分） ，G= （1分） ，A= （1分） ，S= （2分）H=U+(pV)=nb(p2-p1) （1分）5(本題8分)已知在溫度T時純A(l)和純B(l)的飽和蒸氣壓分別為p*A=100kPa和p*B=200kPa，現有該溫度下xB = 0.1的A和B互溶液體且達氣液平衡，氣相可視為