华东理工大学：物理化学：B

第 1 页 共 6 页 华东理工大学2004–2005学年 《物理化学》期终模拟试题 B卷 2005.7 考生姓名： 学号： 专业班级 题序 一 二 三 四 五 六 七 总 分 得分 评卷人 一、概念题（ 20 分，每空格 1 分） 1. 1mol理想气体的温度由 T 1 变为 T 2 时， 它的焓变 HΔ 与热力学能的变化 UΔ 之差为 。 2. 石墨的标准摩尔燃烧焓等于二氧化 碳气体的标准摩尔生成焓。 （ 对、错） 3. 公式 p QH =Δ 的适用条件是 。 4. 按照规定，物质 CO 2 (g)、 CO(g)、 H 2 O(l)、 N 2 (g)、 SO 2 (g)中，标准摩尔燃烧焓不为零的 物质是 。 5. 任何气体进行恒温膨胀后，热和功之间的关系均为 WQ ?= 。 （对，错） 6. 在温度为 300K 和 800K 的两热源间工作的热机， 以可逆热机的效率为最大。 （对， 错） 7. 在实际气体的节流过程中，系统的 值不变。 （选填： U， H， S， G） 8. 反应 CO(g)(g)O 2 1 (s) C 2 =+ 在恒压绝热的条件下进行，反应后温度升高，则反应的 HΔ 零。 （大于、小于、等于） 9. 试在右图中示意画出理想溶液系统的恒温气液平衡相图。 10. 组分 A 和 B 能形成两种固态稳定化合物 A 4 B、 A 2 B，则 在 该系统完整的液固平衡相图中应有几个最低共熔点？ 个 11. 当反应 A(s)→B(s)+D(g)达到化学平衡时，系统的自由度 f = 。 12. 试写出理想溶液中组分 i 的化学势的表达式： 。 13. 真空容器中的纯固体 (s) HSNH 4 受热分解为 (g)NH 3 及 (g) SH 2 ，并且达到分解平衡，该 第 2 页 共 6 页 系统的自由度 f = 。 14. 多相多组分系统达到相平衡时，每个组分在各相的化学势 。 （相等，不相等） 15. 物质 A和 B形成具有最高恒沸点的系统，当该系统在塔板 数足够多的精馏塔中精馏时， 塔底得到 。 （纯 A或纯 B、恒沸混合物） 16. 理想稀溶液中的溶质服从 。 （拉乌尔定律，亨利定律） 17. 实际气体向真空绝热膨胀时，其熵变 SΔ 零。 （大于，小于，等于） 18. 化学反应 322 NH2H3N →+ 的化学平衡条件是 。 19. 由下列相图可知， MX·2H 2 O 是一个不稳定的水合物。 （对，错） 20. 合成氨反应为 : )g(NH2)g(H3)g(N 322 →+ 标准平衡常数为 o )1( K 或 )g(NH)g(H 2 3 )g(N 2 1 322 →+ 标准平衡常数为 o )2( K 则 o )1( K 与 o )2( K 之间的关系为 。 二、 （ 14 分） 物质 A 和 B 组成溶液，其中 B 是不挥发的， A 服从拉乌尔定律。实验测得 300K 时溶液 的蒸气压为 11250Pa，溶液组成 9955.0 1A =x ； 350K 时溶液的蒸气压为 12450Pa，溶液组成 9055.0 2A =x 。 。 (1) 设 A 的摩尔蒸发焓不随温度而变化，试求此摩尔蒸发焓； （ 7 分） (2) 温度为 340K 时，溶液的蒸气压为 10950 Pa，试求此溶液的组成。 （ 7 分） 第 3 页 共 6 页 三、 （ 15 分） R(g)G(g)E(g)D(g) +=+ 为理想气体化学反应 ， 300K时的标准平衡常数 o K ＝ 1.45， 350K时的 o K ＝ 1.05。设该反应的 o mr HΔ 不随温度而变化。 (1) 求该反应在 300K时的 o mr HΔ ， o mr SΔ ， o mr GΔ ； （ 5分） (2) 试判断当温度为 300K 、 反应系统中 0.125MPa D =p 、 0.225MPa E =p 、 0.185MPa G =p 、 0.325MPa R =p 时化学反应的方向； （ 5分） (3) 当 340K反应系统达化学平衡状态时 D、 E、 G 的平衡分压分别为 0.125MPa D =p 、 0.125MPa E =p 、 0.105MPa G =p 。 试求此状态 R的平衡分压 R p 。 （ 5分） 四、 （ 16 分） 下图是物质 A 和 B 的液固平衡相图。 (1) 试写出相图中各相区的相态： （ 8 分） ① ；② ；③ ；④ ； ⑤ ；⑥ ；⑦ ；⑧ 。 (2) 在图中 mno 和 ijk 线上各有哪些相平衡共存？（ 4 分） mno： ； ijk： 。 (3) 在相图右侧的坐标中画出以 a 点为代表的系统的冷却曲线。 （ 2 分） (4) 略去压力对凝聚系统平衡的影 响，计算在相区④系统的自由度 ____________________=f 。 （先列出算式，再进行计算） （ 2 分） 五、 （ 15 分） (1) 1 mol、 100℃、 101325 Pa 的单原子理想气体经恒温可逆膨胀压力降至 20265 Pa。计 算过程的 UΔ 、 HΔ 、 SΔ 、 AΔ 、 GΔ 。 （ 5 分） (2) 1 mol、 100℃、 101325 Pa 的单原子理想气体通过节流装置压力降至 20265 Pa。计算 第 4 页 共 6 页 过程的 UΔ 、 HΔ 、 SΔ 、 AΔ 、 GΔ 。 （ 5 分） (3) 1 mol、 100℃、 101325 Pa 的单原子理想气体经绝热可逆膨胀压力降至 20265 Pa。计 算过程的 UΔ 、 HΔ 、 SΔ 。 （ 5 分） 六、 （ 12 分） 已知 25℃时硝基甲烷 (l)NOCH 23 的标准摩尔熵为 11 molKJ 75.171 ?? ?? ，摩尔蒸发焓为 1 molkJ 36.38 ? ? ，饱和蒸气压为 kPa 887.4 。求 23 NOCH (g)在 25℃时的标准摩尔熵。设蒸气 服从理想气体状态方程。 七、 （ 8 分） 1. 下面是某物质的 T-S 图。标有 H 的曲线是恒焓线，标有 p 的曲线是恒压线。 (1) 画出物质从状态 O 点出发，经节流装置由 4 p 到 2 p 的过程； (2 分 ) (2) 画出物质从状态 O 点出发，经绝热可逆膨胀过程由 4 p 到 3 p 的过程； (2 分 ) (注意：解答时需有表示过程方向的箭头和终点的标识 ) 2. 某气态物质的 pVT 关系可用状态方程表示成： ??????+++= 2 CpBpApV m ，其中 ???CBA ,, 等均为温度的函数。 (1) 计算当温度 T＝ 300K 时 A 等于多少； （注意当压力趋于零时压缩因子 Z 的特点） (2 分 ) (2) 已知 T＝ 300K 时 00153.0lim 0 ?= ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? → T p p Z ，试求该温度下 B 等于多少。 (2 分 ) 第 5 页 共 6 页 答 案 一、概念题 1. )( 12 TTR ? 2. 对 3. 恒压只做体积功、 封 闭系统 4. CO(g) 5. 错 6. 对 7. H 8. 等于 9. 10. 3 11. 1 12. iii xRT ln * += μμ 13. 1 14. 相等 15. 恒沸混合物 16. 亨利定律 17. 大于 18. 032 223 =?? HNNH μμμ 19. 对 20. 2 )2()1( )( oo KK = 二、 (1) 1 4 4 12 * 2 * 1 mvap 12 mvap * 1 * 2 4 2 2* 2 4 1 1* 1 molJ3424 300 1 350 1 103749.1 101301.1 ln3145.8 11 ln 11 ln Pa 103749.1 9055.0 12450 Pa, 101301.1 9955.0 11250 ? ?= ? × × × = ? =Δ ? ? ? ? ? ? ? ? ? Δ ?= ×===×=== TT p p R H TTR H p p x p p x p p A A A A A A A A (2) 8244.0 103282.1 10950 Pa103282.1 300 1 340 1 3145.8 3424 101301.1 ln 4* 3 3 3 4* 3 4 * 3 = × ==×= ? ? ? ? ? ? ??= × A A A p p xp p 三 、 11 21 1 2 mr 12 m 1 2 molJ5635molJ 350 1 300 1 45.1 05.1 ln3145.8 11 ln , 11 ln)1( ?? ??=? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? × = ? =Δ ? ? ? ? ? ? ? ? ? Δ ?= TT K K R H TTR H K K o o o o o o p x,y 第 6 页 共 6 页 11mrmr mr 1 mr molKJ69.15 300 8.9265635 molJ8.92645.1ln300314.8ln ?? ? ???= +? = Δ?Δ =Δ ??=×?=?=Δ T GH S KRTG oo o oo ppp KJKK >= × × === 14.2 225.0125.0 325.0185.0 ,45.1)2( o 反应逆向进行 11.1 ), 300 1 340 1 ( 314.8 5635 45.1 ln)3( 2 2 ==? ? ?= o o KK K p MPa165.0 ,11.1 125.0125.0 105.0 R R == × × p p 四、 (1) 1. L 2. L+S α 3. S α 4. L+S C 5. S α + S C 6. S C +S β 7. S β 8. L+S β (2) L S α S C； L S β S C (3) (4) 2-2+1=1 五、 1 11 2 1 molJ4993381.1315.373 KmolJ381.13 20265 101325 ln314.8ln00)1( ? ?? ??=×?=Δ?=Δ=Δ ??=×==Δ=Δ=Δ STAG p p RSHU 1 11 2 1 molJ4993381.1315.373 KmolJ381.13 20265 101325 ln314.8ln00)2( ? ?? ??=×?=Δ?=Δ=Δ ??=×==Δ=Δ=Δ STAG p p RSHU (3) 0S J3682)15.37302.196(314.8 2 5 J2209)15.37302.196(314.8 2 3 K02.19615.373 20265 101325 35 32 1 1 2 1 2 2 1 21 1 1 =Δ ?=?××=Δ ?=?××=Δ =×? ? ? ? ? ? = ? ? ? ? ? ? ? ? = = ? ? ?? H U T p p T TpTp γ γ γγγγ 六、 解： 11 11 3 mvap 1 molKJ 66.128 molKJ 15.298 1036.38 ?? ?? ??= ?? ? ? ? ? ? ? ? ? × = Δ =Δ T H S 第 7 页 共 6 页 11 11 2 1 2 molKJ 10.25 molKJ 100 4.887 ln3145.8ln ?? ?? ???= ??? ? ? ? ? ? ×==Δ p p RS ∴ 21 o m o m S+l,298.15K)(=g,298.15K)( SSS Δ+Δ ( ) 11 11 molKJ 31.275 molKJ 10.2566.12875.171 ?? ?? ??= ???+= 七、 1、 2. 1 0 2 m 2 m molJ 2494300314.81lim )1( ? → ?=×==== +++ == +++ = RTA RT A Z RT CpBpA RT pV Z p CpBpA V p L L 13 0 molm 816.3300314.800153.0 00153.0lim 2 )2( ? → ??=××?= ?== ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ++ = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? B RT B p Z RT CpB p Z T p T L (2) p 4 p 3 p 2 (1)