物理化学期末卷高等教育出版社 (1)

物化试卷物化试卷 一、选择题 1、2mol A 物质和 3mol B 物质在等温等压下混和形成液体混合物，该系统 中 A 和 B 的偏摩尔体积分别为 1.79, 2.15105, 则混 -5 10 13 molm 13 molm 合物的总体积为： （ ） A、 9.6710-5m3 B、9.8510-5m3 C、1.00310-4m3 D、9.5510-5m3 2、现有 I2溶液 2dm3此时其化学势为 1，吉布斯自由能为 G1，现取出 1dm3 溶液，其中 I2的化学势为，吉布斯自由能为 G2，则( ) 2 A、=2、G1=G2 B、=2、G1=2G2 1 2 1 2 C、=、G1=2G2 D、=、2G1=G2 1 2 1 2 3、 今有 298K， 的 N2状态 I和 323K，的 N2状态 II各一瓶，问哪瓶 P P N2的化学势大？（ ） A、(I)(II) B、 (I)(II) C、(I)=(II) D、 不可比较 4、25时水的饱和蒸气压为 3.168kPa, 此时液态水的标准生成吉布斯自由能 为237.19kJmol1，则水蒸气的标准生成吉布斯自由能为：（ ） fGm A、 245.76kJmol1 B、 229.34kJmol C、 245.04kJmol1 D、 228.60kJmol1 6、在等温等压条件下，将 10g 水的表面积增大 2 倍做功,水的吉布斯能变化 R W 为，则（ ） pT G , A、 B、 ,RpT WG ,RpT WG C、 D、不能回答 ,RpT WG 7、下列各式哪个表示了偏摩尔量： （ ） A、 B、 , , j i T p n U n , , j i T V n H n C、 D、 , , j i T V n A n , , j i i T p n n 8、在 373.15K 和 101325Pa下水的化学势与水蒸气化学位的关系为 ( ) A、(水)(汽) B、(水)(汽) C、(水)(汽) D、 无法确定 9、在温度为 T，压力为 p 时，反应 3O2(g)=2O3(g)的 Kp与 Kx的比值为：（ ） A、RT B、p C、(RT)-1 D、 p-1 10、反应 CH3COOH(l)+C2H5OH(l)=CH3COOC2H5(l)+H2O(l)在 25平衡常数 Kc 为 4.0，今以 CH3COOH 及 C2H5OH 各 1 mol 混合进行反应，则达平衡常数最大 产率为：（ ） A、0.334% B、 33.4% C、 66.7% D、50.0% 二、填空题 1、在一定温度和压力下，设纯的 A的化学势为，其标准态化学势为。 l 若在 A 中加入另一液相 B,形成理想的液态混合物，这时 A的化学势为,标 l l A 准态化学势为，则两种化学势之间的关系为_。 A 2、有一水和乙醇形成的均相混合物，水的物质的量分数 0.4，乙醇的偏摩尔体 积为 57.5，混合物的密度为 0.8494 。则混合物中水的偏摩尔 -13 molcm -3 cmg 体积 _。 3、60时乙醇 A.和甲醇 B.的蒸气压分别为 4.70104Pa 和 8.33104Pa。今有 质量百分数位为 50%的乙醇和甲醇的混合物(看成理想溶液)，求该温度时液面 上方蒸气的组成为=_，=_。 A y B y 4、含 40%质量的甲醇水溶液,已知其中 A 组分(CH3OH)的偏摩尔体积为 30.9 A V ，B 组分(H2O) 为 17.5 ，则该溶液的密度_。 -13 molcm B V -13 molcm 5、苯和甲苯形成理想溶液。在 20时，纯苯的蒸气压是 9960，纯甲苯的蒸Pa 气压是 973，求 20时等质量的苯和甲苯混合物上苯的分压_，甲苯的分Pa 压_，总压_。 6、某固体物质 A 在温度 T 时于一密闭抽空的容器中分解，A(s)= D(g)+2G(g)， 压力平衡常数为 0.032(kPa)，则 A(s)的离解压力为_。 7、银可能受 H2S(g)腐蚀而发生下面反应：H2S(g)+2Ag(s)= Ag2S(s)+H2 (g)今在 25和 1.01325105Pa 下，将 Ag 放在等体积的 H2和 H2S 组成的混合气中，则 _（填“能” 或“不能” ）发生上面的反应。 8、已知 298K 时反应 CaCO3 (s)=CaO(s)+CO2 (g)； rSm =160.44；CaCO3 (s)、CaO(s)、CO2(g)的标准摩尔生成热依次为- -1-1 molKJ 1206.87、-635.09、-393.51，则 CaCO3(s)的转折温度 -1 molkJ -1 molkJ -1 molkJ _。 9、环己烷和甲基环戊烷之间有异构化作用：C6H12(l)C5H9CH3(l)其平衡常数与 温度有如下关系：=4.814-2059/T。求 25异构化反应的熵变_。 lnK 10、已知下列热力学数据： BaCO3(s) BaO(s) CO2(g) (298K)( )： -1218.8 -558.1 -393.51 fHm -1 molkJ (298K)( )： -1138.9 -528.4 -394.38 fGm -1 molkJ 则石灰石的分解温度为_。 三、解答题 1、已知 Br2(g)的标准生成热(298K)和标准生成吉布斯函数(298K) fHm fGm 分别为 30.71 和 3.14 -1 molkJ （1）计算液态溴在 298K 时的蒸气压。 （2）近似计算溴在 323K 时的蒸气压。 （3）近似计算标准压力下液态溴的沸点。 2、A，B 两液体能形成理想液态混合物。已知在温度 t 时纯 A 的饱和蒸气压 =40kPa，纯 B 的饱和蒸气压=120 kPa。 AP BP （1） 在温度 t 下，于气缸中将组成为的 A, B 混合气体恒温缓慢压 4 . 0Ay 缩，求凝结出第一滴微小液滴时系统的总压及该液滴的组成（以摩尔分数表示） 为多少？ （2） 若将 A, B 两液体混合，并使此混合物在 100 kPa，温度 t 下开始沸腾， 求该液态混合物的组成及沸腾时饱和蒸气的组成（摩尔分数）。 ; 答案解析答案解析 一、选择题 1、答案：C。 由已知可知 A 和 B 的偏摩尔体积分别为 1.79, 2.15105 -5 10 13 molm ，又此系统体积为 VnAVA+nBVB，故将数据代入可得答案。 13 molm 2、解： 答案：C。因为化学势与浓度有关而与其物质的量无关，所以=，又 Gibbs 1 2 函数与其物质的量有关，所以依题意可得此时 G1=2G2。 3、解 答案：A。因为由公式，又 S0 故此时 Gibbs 函数为减函数，所 P G S T 以随温度升高 Gibbs 函数下降。 4、解 D。 可以设计使 25的液态水变为 3.168kPa 的水蒸气，此为恒温恒压可逆相变 G0，再改变压力由 3.168kPa 变为 100kPa，此步的,再加上 100 ln 3.168 GRT 液态水的标准生成吉布斯自由能即可。 fGm 6、解： 答案：D。在温度和压力恒定的条件下，可逆地增加表面积对体系所做的功才 等于吉布斯能的增量。 7、解： 答案：A。首先根据偏摩尔量的定义，偏导数的下标应为恒温、恒压、恒组成。 只有 A 和 D 符合此条件。但 D 中的不是容量函数，故只有 A 是偏摩尔量 i 8、解: 答案为 A。当两相达到平衡时，此时两相化学势相等，故 (水)(汽)为正确 答案。 9、解： 答案：D。若反应物与产物分别以 A 和 B 表示，则， 222 333 () () BB Px AA ppyp KK ppyp 于是得结果 D。 10、解 答案：C。因为各反应物与产物计量系数均为 1，由 Kcx2/(1-x)2=4，可以解 出 x 即为最大产率。 二、填空题 1、解析 液态混合物中任一组分的化学势在忽略压力对凝聚相体积影响的情况下，可以 表示为 就是纯 B的化学势，用来 ,ln BBB T pTRTx B T 1 B x 作为液体 B 的标准态。标准态化学势是相同的，所以,而纯 A 中加入 B= A 后，A 的摩尔分数变小，化学势变小，所以。 A 2、解析： 设+=1mol，则=0.4 mol，=0.6mol。 A n B n A n B n V=nA+nB (0.418+0.646)/0.8494=0.4+0.657.5 =16.18 A V B V A V B V molml -1 故答案为：16.18 molml -1 3、解析 =/n=(/)/n, =/n=(/)/n A x A n A W A M B x B n B W B M /= /=32/46=0.696 A x B x B M A M +=1 A x B x =0.41，=0.59 A x B x =*=4.701040.41Pa=1.927104Pa A p A p A x =*=8.331040.59Pa=4.915104Pa B p B p B x p=+=6.842104Pa A p B p =/p=1.927104/(6.842104)=0.282，=0.718 A y A p B y 故答案为：0.282，0.718 4、解析 甲醇分子量=32.0 所以 100 克甲醇溶液的体积 V= 40/3239 + 60/1817.5 = 50.32+53.34 = 108.66 cm3 所以溶液的密度 g = 100/108.66 = 0.9203 -3 cmg 故答案为：0.9203 -3 cmg 5、解析 =/n=(/)/n，=/n=(/)/n A x A n A W A M B x B n B W B M / =/=92/78=1.18 A x B x B M A W 又+=1 A x B x =0.54，=0.46 A x B x =*=99600.54Pa=5378Pa， A p A p A x =*=29730.46Pa=1368Pa B p B p B x p=+=5378+1368Pa=6746Pa A p B p 6、解析 = = (2)2=4 3 K D P 2 GP D P 0 P D P 3=0.008(kPa)3 D P =0.2kPa D P P=+=0.6kPa D P G P 故答案为：0.6kPa 7、解析 =-7.31 rGm -1 molkJ =+ rGm rGmRTlnQa Qa=1 2 HPSHP 2 =0 故能发生反应rGm rGm 8、解析 =178 rHm -1 molkJ =-T2 =0 rGm rHm rSm T= rHm rSm T=1111K 9、解析 (298K)=4.814-2059298=-2.059 lnK =-RT=5190 rGm lnK -1 molJ ddT=RT lnK rHm =2059R=17.1 rHm -1 molkJ =（-）T=39.98 rSm rHm rGm -1-1 molKJ 故答案为：39.98 -1-1 molKJ 10、解析 (298K)=267.19 rHm -1 molkJ (298K)=216.12 rGm -1 molkJ (298K)=(298K)-(298K)298=171.38 rSm rHm rGm -1-1 molKJ 温度升至分解温度时,=1, =0 K rGm T=(298K)(298K)=1559K rHm rSm 故答案为：1559K 三、解答题 1、解析 （1） 、Br2(l)，298K， Br2 (g)，298K， P P Br2 (l)，298K， Br2 (g)，298K， P P =p /p rGmln0)( l RTdpVV p p g 故 3140= 8.314298ln101.325/ P 解得 p = 28.5302kPa （2） 、T1=298K 时， =-RTln =0.2816 rGm 1 K 1 K T2=323K 时，/0.2816=(30710/8.314)（1/298-1/323） 2 ln K 得=0.7350 0.7350= P P =74.46 kPa 2 K 2 Br 2 Br （3）=(30710/8.314)(1/298-1/Tb)53.28/325.101ln( 解得 Tb=331.9 试题分析 本题主要考查等温方程 =-RTln的运用及学生对问题的分析，通过 rGm K 将原来的状态，设计几个可逆过程来解决问题。并综合了前几章的知识点，是 一道综合性较强的大题。 本题难点是要求学生能够活用等温方程 =-RTln，能够熟练的变形 rGm K 公式，并能熟练地与前几章的一些公式进行串用。 2、解： （1）由于形成理想液态混合物，每个组分均符合拉乌尔定律; BBAABA xpxpppp * 总 333 . 0 667 . 0 2 406 . 0 1204 . 0 1 6 . 0 4 . 0 * * * BA A A B A BB AA B BB A AA B B A A xx x x y y xp xp y p xp y p xp y p p y p p 总总 总总 kPaxpxpppp BBAABA 6 . 66 * 总 （2）混合物在 100 kPa，温