2009-2010第1学期物理化学上A(正式)

武汉理工大学考试试题纸（ A 卷） 课程名称 物理化学 专业班级 材科，无机非，高分子，材化，化工，制药08 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 100 题分 24 24 15 12 12 13 备注: 学生不得在试题纸上答题(含填空题、选择题等客观题) 试卷中常数： R=8.315J·mol-1·K-1， p?=100kP 一.选择题（2分×12） 1. 实际气体液化的必要条件： (A) 气体温度低于沸点 (B) 气体温度不高于临界温度 (C) 气体压力大于临界压力 (D) 气体温度小于波义尔温度 2. 热力学中，下列变量中，哪一个是不需要的： (A) 时间 (B) 质量 (C) 浓度 (D) 热容 3. 实际气体经过节流膨胀过程，下述结论哪一个正确？ (A) Q ? 0，?H = 0 ，?p ?0 (B) Q＝0 ΔH＜0 ΔT＜0 (C) Q = 0，?H ? 0 ，?p ? 0 (D) Q＝0 ΔH＝0 Δp＜0 4. 沸点升高，说明在溶剂中加入非挥发性溶质后，该溶剂的化学势比纯溶剂的化学势： (A) 升高 (B) 降低 (C) 相等 (D) 不确定 5. 分子数增加的发热化学反应在一绝热钢瓶中进行，那么： (A) Q > 0，W > 0，ΔU > 0 (B) Q=0，W?0，?U ? 0 (C) Q < 0，W > 0，ΔU < 0 (D) Q = 0，W = 0，ΔU = 0 6. 一定量的理想气体从p1V1T1分别经过（1）绝热可逆膨胀到p2V2T2； （2）等温可逆膨胀至p3V3T3。如果p3 = p2，那么 (A) V3 = V2 (B) V3 ? V2 (C) V3 < V2 (D) 不能够确定 7. 对于理想气体，???S??值等于： ??T?V(A) CV /R (B) Cp /nR (C) Cp /T (D) CV /T 8. 下列偏导数中，小于零的是： (A) ????G???U????(B) ?? (C) ??p?S??V??T??A?(D) ?????V??T??H???p???? ?S9. 有反应AB(g) ＝A(g)＋B(g)，?rHm > 0，平衡将随下列那一组条件向右移动 (A) 温度上升和压力下降 (B) 温度和压力均下降 (C) 温度和压力均上升 (D) 温度下降和压力上升 10. 下列对恒沸混合物的描述中，哪个不正确： (A) 与化合物不同，组成不确定 (B) 平衡时，气液两相组成相同 (C) 其沸点不随外压改变而改变 (D) 按照相律分析，共沸点的组分数C等于1 11．两只烧杯中各盛有1kg水，向A杯中加入0.01g的葡萄糖(C6H12O6)，向B杯中加入0.01g 的蔗糖(C12H22O11)，待两种溶质完全溶解后，让两只烧杯按照相同的速度冷却降温，则有： (A) A杯先结冰 (B) B杯先结冰 (C) 同时结冰 (D) 不能够确定 12．系统发生不可逆循环过程后，与之有关的环境的?S ： (A) ?S ＜ 0 (B) ?S ＝ 0 (C) ?S ＞ 0 (D)不能够确定 二.填空题（2分×12） 1. 1mol-10℃的过冷水在100kPa下变成-10℃的冰，该过程?U 0 ；?H 0。 填入＜，＝，或者 ＞。 2. 25℃，100kPa条件下金属Zn能够自发将CuSO4溶液中的Cu置换出来，该反应过程中系统 的?G 0，?S系统＋?S环境 0。填入＜，＝，或者 ＞。 3. 在700℃时，将物质的量之比为1:1 的H2O(g)及CO(g)充入一抽空的密闭容器，使之发生反 应H2O(g)＋ CO(g)＝ CO2(g)＋ H2 (g)并达平衡，则该系统的独立组分数=_ ；自由度数=____。 4. 80℃时，纯液体A和B的饱和蒸气压分别为40KPa和120KPa，在一抽空容器中注入4mol 纯液体A和6mol纯液体B，两者形成理想液体混合物。80℃时，气液两相达平衡时，测得系 统的总压力为80kPa。平衡时，系统的气相组成yB ＝ ，气相中A的物质的量＝ 。 5. 下列偏导数中， 是偏摩尔量， 是化学势 A. ????G??nB?? B. ??T,p,nc(c?B)??Q???n?B??C. ??T,p,nc(c?B)??U???n?B?? D. ??S,V,nc(c?B)??A???n?B?? ??T,p,nc(c?B)6. 298K时有一个仅能够通过水的渗透膜将0.001mol/dm3和0.01 mol/dm3的蔗糖水分开，欲使该 系统达到平衡，需在0.01 mol/dm3溶液上方施加的压力为 kPa。 7. 在25℃和100kPa条件下，0.6mol苯和0.4mol甲苯形成理想液态混合物，该过程的?H＝ 。 三. 1mol理想气体由200kPa、10L时恒容升温，使压力到2000 kPa。再恒压压缩至体积为1L。求 整个过程的W、Q、ΔU、ΔH、ΔS及ΔG。已知该理想气体的CV，m=21.8J·mol-1·K-1。（15分） 四. 已知苯(分子量等于78)在101.325kPa下的正常沸点为80.1℃，而且此温度压力下的ΔvapHm为 30.878 kJ?mol-1。今将40.53kPa，80.1℃下苯蒸气1mol，先恒温可逆压缩至101.325kPa， 然后在101.325kPa和80.1℃下凝结为液态苯。假设苯蒸气为理想气体，请计算此过程的W、 Q、?U、?H、?S、?G。（12分） 五. 在高温下，CO2按反应2CO2(g) == 2CO (g) + O2(g)分解。在101.325kPa下，CO2的分解百 分数在1000K和1400K时分别为2.5?10-3%和1.27％。已知在1000K和1400K温度区间 ???为常数，试计算1000K时该反应的?rSm和?rGm。（12分） ?rHm注意：（试卷反面还有第六题）

六、A和B可形成一不稳定化合物D，A－B固液系统的相图如下图所示，请回答（13分）： ⑴填写下图中各个编号相区中所存在的稳定相； 相区编号 稳定相 1 2 3 4 5 ⑵ 用式子分别表示出三相线MN、QP线上所进行的过程； ⑶ 作出X和Y熔体的冷却曲线。 ．

武汉理工大学教务处

试题标准答案及评分标准用纸

课程名称: 物理化学 （ A 卷）

一、选择题：（2分×12）1.B 2.A 3.D 4.B 5.D 6.B 7. D 8.C 9.A 10.C或D或者C和D

11B 12.C

二、填空题：（2分×12）

1. ＜, ＜ 2. ＜, ＞ 3.1，1 4.0.75；1mol 5. A,D；A,C 6. 22.3 7. 0

三. （15分）由于p1V1＝ p3V3，所以T1＝T3。

因此：ΔU＝0， （2分） ΔH＝0， （2分）

W2 =－ pΔV=- p2 (V3- V2)=－ 20 × (1-10) atm·L=18.24kJ

W = W1+ W2＝0＋W2＝18.24 kJ （2分） Q =ΔU-W，或者Q＝nCV,m(T2-T1)＋nCp,m(T3-T2)＝－18.24k （3分） ?S= nCV,mln(T2/T1)＋nCp,mln(T3/T2)或者?S= nCV,mln(T3/T1)＋nRln(V3/T1)

或者?S= nCp,mln(T3/T2)-nRln(p3/p1)或者nCV,mln(p2/p1)＋nCp,mln(V2/V1)

或者?S=-nRln(p3/p1) 或者nRln(V3/V1)＝ －19.14J/K （3分） ΔG=ΔH－T?S＝ 4.67KJ （3分）

四. （12分）

W＝ W1＋W2 ＝ nRTln(p2/p1)－p2(Vl-Vg)＝nRTln(p2/p1) ＋nRT＝5.63kJ（2分） Q＝Q1＋Q2＝－nRTln(p2/p1)－nΔvapHm＝-2.69kJ－30.878kJ＝-33.57kJ（2分）

?U＝Q＋W＝-27.94kJ （2分）

?H＝?H1＋?H2＝0+ nΔvapHm=－30.878kJ 或者?H＝? (U＋pV) （2分） ?S＝?S1＋?S2＝nRln(p1/p2)－nΔvapHm/T＝-95.09J/K

或者 ?S＝Q/T （2分） ?G＝?H-T?S或者＝?G1＋?G2＝?G1＝2.69kJ （2分）

五.（12分）2CO2(g) == 2CO (g) + O2(g)

2(1－?) 2? ? K?=(p总/p标)( ?3/(1-?)2(2+?)) （2分）

1000K时，?＝2.5?10-3%，K1＝7.812?10-15 （2分） 1400K时，?＝1.27％，K2＝1.044?10-6 （2分）

????K2由ln???K?1????rHm11???＝5.44?105J/mol （2分） (?)，可求?rHm?RT1T2???(1000K) ＝－RTlnK1＝2.70?105J/mol （2分） ?rGm???(1000K) ＝ ( ?rHm－?rGm)/T＝2.74?102J/mol/K （2分） ?rSm

六.（13分）参考解答

(1) 每空1分，共5分 相区编号 稳定相 1 ? 2 D＋? 3 D＋? 4 D+l 5 ?＋l （2）MN：D+??l； （2分） QP：D?l＋? （2分）

（3）步冷曲线略，各2分

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