A 卷 第 1 页 华东理工大学2004～2005学年 《物理化学》（上）期中模拟试题A卷 班机 _________ 姓名 _________ 学号 __________ 成绩 _________ 2005.4. 一 二 三 四 五 六 七 八 总 分 一、概念题（ 20 分） 1、试写出 n摩尔范德华气体的状态方程 。 2、水的正常冰点与水的三相点温度相差 K。 3、根据状态函数的基本假定，对一定量的均相纯物质系统，其 U， S， T 三个状态函数间的 关系为 ),( TSUU = 或 ),( TUSS = 或 ),( SUTT = 。 。 （对、错、无法确定） 4、实际气体的压缩因子 Z 不可能等于 1。 （对、错） 5、下图为某物质的压缩因子图，图中标 有三条等温线，则三条线上注明的温度 T 1 、 T 2 、 T 3 由高到低的顺序是 。 6、气体液化的必要条件是它的温度必须低于某一温度，这一温度称为 。 （临界 温度、露点温度、沸点温度） 7、有机物质的标准摩尔燃烧焓与它的聚集状态 。 （有关、无关） 8、一般来说纯物质的摩尔蒸发焓随着温度的升高 。 （降低、升高、不变） 9、 CO 2 (g)的标准摩尔生成焓 C(金刚石 )的标准摩尔燃烧焓。 （等于、不等于） 10、一封闭系统经一循环过程热和功分别为 Q 和 W，则（ Q＋ W） 0。 （ >、 =、 <） 11、热不可能从低温物体传向高温物体。 。 （对、错） 12、在 1000K 的高温热源和 300K 的低温热源间运转的热机，当它从高温热源吸热 1000J 时， 则它所做的功不可能超过多少焦耳？ 13、如系统经历一不可逆绝热过程，则系统的熵变 SΔ 0。 （ >、 =、 <） 14、在只做体积功的情况下， 0≤ΔA 作为平衡判据的适用条件是 。 A 卷 第 2 页 15、一定量的理想气体在恒温下体积由 V 1 膨胀到 V 2 ，其 =ΔG 。 16、对于理想气体式 TnCH p ΔΔ m, = 的适用条件是 。 17、对于理想气体 0= ? ? ? ? ? ? ? ? = ? ? ? ? ? ? ? ? TT S H S U 。 。 （对、错） 18、 理想气体由相同的初态 A 分别经历两过程：一个到达终态 B， 一个到达终点 C。过程可表示在如下的 p-V 图中，其中 B 和 C 刚好在同一条恒温线上，则 AB UΔ AC UΔ 。 （ >、 =、 <） 19 、试写出组成恒定的均相封闭系统的一个热力学基本方 程 . 。 20、图中两条曲线分别表示气体由压力 p 1 恒温可逆膨胀到 p 2 与气体 由压力 p 1 绝热可逆膨胀到 p 2 。则哪一条曲线表示恒温可逆膨胀 过程 ？ （ AC 曲线， AB 曲线） 二、 （ 14 分） 25℃时，液态物质 A 的标准摩尔生成焓为 1 molkJ5.484 ? ?－ ，气 态物质 A 的标准摩尔生成焓为 1 molkJ3.460 ? ?－ 。设液态和气态物质 的恒压热容可视为常数，且液态物质 A 的 11 molKJ385 ?? ??= . , o mp C ，气态物质 A 的 11 molKJ345 ?? ??= . , o mp C 。求 1mol、 75℃、 0.1MPa 的液态物质 A 变为 100℃， 0.1MPa 气态物质 时的 HΔ 。 三、 （ 14 分） 25℃ 时丙烯腈 (l) CHCNCH 2 、 C (石墨 )和 Hg 2 ()的标准摩尔燃烧焓分别为 5.1759? 1 molkJ ? ? 、 5.393? 1 molkJ ? ? 及 1 molkJ 8285 ? ?? . 。在相同温度下，丙烯腈的摩尔蒸发焓为 32 84 1 . kJmol? ? ，求 25℃ 时反应 CHCN(g)CH(g)HC+HCN(g) 222 ?→? 的 Δ rm o H 。 HCN(g)、 CH(g) 22 的标准摩尔生成焓分 别为 1 molkJ 35.11 ? ? 和 1 molkJ 26.732 ? ? 。 四、 （ 12 分） 1mol、 300K、 1MPa 的理想气体通过节流装置时压力降为 0.1MPa， 试求该过程的 UΔ 、 HΔ 、 SΔ 、 GΔ 和 AΔ 。 五、 （ 14 分） 在外压为 100 kPa 的带有活塞的绝热气缸中，装有 1mol 温度为 30℃，压力为 100 kPa 的 某单原子理想气体。现将外压从 100 kPa 突然升高到 500 kPa，直至气缸内外的压力相等。试 求终态温度及过程的 W、 UΔ 、 HΔ 、 ΔS。 A 卷 第 3 页 六、 （ 14 分） 某物质的饱和蒸汽压与沸点的关系为： { } C 55254979 ln +?= T p . * ，这里 C 为积分常数，公 式中所有物理量均为 SI 制。已知该物质在 090.℃时的饱和蒸汽压为 70.1kPa。假设蒸气为理 想气体，摩尔蒸发焓与温度无关。试求： （ 1） 该物质的摩尔蒸发焓。 （ 2） 该物质在 0100.℃时的饱和蒸汽压。 七、 (4 分 ) 证明下列各式： (1) p p p T V pC T U ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?= ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ； ； (2) TpT p V p T V T p U ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?= ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ； 八、 （ 8 分） （ 1）在绝热系统中，发生了一个从状态 A 到状态 B 的不可逆过程。试以适当的可逆性判据 说明，在该绝热系统中逆过程不能发生。 （ 2）从热力学基本方程 VpSTU ddd ?= 出发，运用 TnCU dd mV, = 、 nRTpV = 及 mV , C 不随温度 而变，证明理想气体熵变的计算公式为 1 2 1 2 lnlnΔ V V nR T T nCS mv += , 。 （ 3）下图为流体的 T—S 图（其中熵的单位为 J/mol.K） ，图中有一系列的等焓线和等压线。 请通过读图及分析回答：焓由小到大的顺序和压力由小到大的顺序如何？ A 卷 第 4 页 答 案 一、 1． nRTnbV V an p =?+ ))(( 2 2 2． 0.01 3．对 4．错 5． 123 TTT >> 6．临界温度 7．有关 8．降低 9．不等于 10． = 11．错 12． J 70070 1 21 1 =?= ? =? W,. T TT Q W 13． > 14．恒温恒容 15． 2 1 ln V V nRTG =Δ 16．一切过程 17．对 18． = 19． VpSTU ddd ?= 20． AB 曲线 二、 75℃ A (l) ??→? ΔH 100℃ A (g) 1 HΔ↓ ↓Δ 3 H 25℃ A (l) ??→? Δ 2 H 25℃ A (g) () () kJ 3323 kJ 403J 25753451 kJ 224kJ 54843460 kJ 274J 75253851 321 3 2 1 .HHHH .)(.H .).(.H .)(.H =Δ+Δ+Δ=Δ =?××=Δ =???=Δ ?=?××=Δ 三、 CHCN(g)CHCHCN(l)CH(g)N 2 1 +(g)H 2 3 +C(s)3 2222 ?→??→? ΔΔΔ fm o 2fm o 2vapm CH CHCN,g) CH CHCN,l) +HH H((≈ 1 1 molkJ 1.183 molkJ 84.32)5.1759()8.285( 2 3 )5.393(3 ? ? ?= ? ? ? ? ? ? ? +???×+?×= CHCN(g)CH(g)HC+HCN(g) 222 → A 卷 第 5 页 1 1o mr molkJ7.178 molkJ )]73.2261.135(1.183[ ? ? ??= ?+?=Δ≈Δ HH 四、 ()kJ 742.5J 14.19300 KJ 14.19KJ 1.0 1 ln3145.8ln 00 11 2 1 ?=×?=Δ?=Δ=Δ ?=?? ? ? ? ? ? ×==Δ =Δ=Δ ?? STGA p p RS HU 五、 )( , 12m, VVpTnCWU V ??=Δ=Δ 外 1212 m, 1 1 2 2 m, 5)(5.1 2 3 , TTTT RC p RT p RT pTC VV +?=? = ? ? ? ? ? ? ? ? ??=Δ 外 KJ19.788 2 =T kJ049.6J )15.30319.788(314.8 2 3 1 =? ? ? ? ? ? ?×××==Δ WU kJ 108.10J )15.30319.788(314.8 2 5 1 =? ? ? ? ? ? ?×××=ΔH 1 12 12 1 2 m, 1 2 1 2 m, KJ 479.6lnlnlnln ? ?=+=+=Δ Tp pT nR T T nC V V nR T T nCS VV 六、 ()kJ 4.41J 5525.4979314.8 1 }ln{ )1( mvap mvap =×=Δ∴ +? Δ ?= ? H C TR H p (2) 由 ? ? ? ? ? ? ? ? ? Δ ?= 12 mvap * 1 * 2 11 R ln TT H p p 得 kPa 2.101 * 2 =p 七、 A 卷 第 6 页 ( ) T p TTT p p pppp p V p T V T p V p p S T p U VpSTU T V pC T V p T H T pVH T U ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?= ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?= ? ? ? ? ? ? ? ? ?=? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? =? ? ? ? ? ? ? ?? =? ? ? ? ? ? ? ? ddd (2) (1) 八、 321 1234 1 2 1 2 m, m, m, ABBA 00ddd ()3( lnlndd ddd d dddd)2( ,0,AB;0BA (1) 2 1 2 1 HHH T H T p T p V T H pVSTH pppppT V V nR T T nCV V nR T T nC S V V nR T T nC V T p T U SVpSTU SS SSSS V V V T T V V >>∴ > ? ? ? ? ? ? ? ? ?> ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? = ? ? ? ? ? ? ? ? += >>>∴ +=+=Δ∴ +=+=?= <Δ→>Δ→ ∫∫ →→ 由图知 饱和蒸气压）升高。升高， 过程。这是一个不可能发生的是绝热不可逆过程，