四川大学2006级物理化学I-1期末试题-B_answer_.pdf

2006 级化学学院物理化学 I 1 期末考试试题 B 卷 一 16 分 选择题 1 某实际气体从始态 p1V1T1 经过一个不可逆循环过程 下列结论中正确的是 D A Q 0 B W 0 C S 0 D G 0 2 热力学基本式dddGS TV p 可以使用的过程是 B A 298K 101 325kPa下水的蒸发过程 B 理想气体真空膨胀 C 电解水制取氢 D 223 N3H2NH 反应未达平衡 3 373 15 K时xB 0 035的水溶液上方平衡蒸气压为94 33 kPa 溶液中水的活度和活度系 数分别为 A A 0 9310 0 9648 B 0 035 1 000 C 0 965 1 000 D 1 000 0 9648 4 环己烷正常沸点为 80 7 25 时其蒸气压约为 B kPa A 1 07 B 14 02 C 28 06 D 101 325 5 今将一定量的NaHCO3 s 放入一个真空容器中 加热分解并建立平衡 2 NaHCO3 s Na2CO3 s H2O g CO2 g 则体系的组分数C和自由度数 分别为 B A 1 2 B 2 1 C 1 1 D 2 2 6 A与B形成低恒沸物且正常沸点T b A T b B 将任一初始浓度的A B混合物进行精 馏 精馏塔顶馏出物为 D A 纯A B 纯B C 视初始浓度不同而异 D 恒沸物 7 298 K下反应 CO g 2H2 g CH3OH g mrH 90 6 kJ mol 1 为提高反应的平衡产 率 应采取的措施为 C A 升高温度和压力 B 降低温度和压力 C 降低温度 升高压力 D 升高温度 降低压力 8 1023 K 时PdO s 的分解压力为66 7kPa 在此温度下金属钯在空气中能否被氧化 B A 能氧化 B 不能氧化 C 降低压力能氧化 D 无法判定 二 填空题 16分 1题每空1分 其余每空2分 1 已知某反应标准平衡常数满足 44 25 5 ln1 852 107 10KT T 试求该反应的反应 焓 m rH 212 15 4 10 4T2 2 300K 求从3mol A和3mol B形成的理想液体混合物中分离1mol纯B过程的 G 1980J 3 理想气体与温度为T的大热源接触作恒温膨胀 吸热Q 作功W 若该过程的热力学 效率为20 则体系的熵变为 5Q T 4 正戊烷的正常沸点为36 1oC 在1512kPa下 正戊烷的沸点约为 142 oC 5 恒温密闭容器中 水和水蒸气平衡共存 现冲入惰性气体 不与水反应 也不溶于水 则水蒸气压力将 增大 填增大 减小或不变 6 已知反应 A g B g C g 在457 4K时 K 0 36 本反应的 mp C r 0 mrH 298 15K 61 50kJ mol 1 500K时的K 1 428 7 373K p 时H2O g 的化学势为 1 373K 0 5 p 时H2O g 的化学势 2 那么 1与 2 的关系为 2 1 RTln2 8 NH4HS s 与任意量的NH3 g 及H2S g 达平衡时 系统的自由度数是 2 三 简答题 简答题 1 5 分分 银可能受到H2S g 的腐蚀而发生反应 H2S g 2Ag s Ag2S s H2 g 今 在298K p 下 将Ag放在等体积比的H2与H2S混合气体中 问 在混合气体中 H2S g 的百分数小于多少时才不会发生腐蚀 巳知298K时 Ag2S s 和 H2S g 的 fm G 分别为 40 26 33 02 kJ mol 1 答答 H2S g 2Ag s Ag2S s H2 g 1 m molkJ24 702 3326 40 G 不发生腐蚀时 H2S g 的摩尔分数为 x 107 505107 00 1 ln298314 87240 x x x 5分 2 3 分分 在25 时 H2O l H2O g 的 vapG m 44 02kJ mol 但实际上H2O l 在25 及101325Pa压力下的空气中一般都会慢慢蒸发 从热力学上分析 这是为什么 答答 应当用 vapGm 而不是 vapG m作判据 四 16分 2mol锌蒸气在其沸点1180 15K时凝结成液态锌 求该过程的 U H Q W S和 G 已知 锌的蒸发热 vapHm 114 2 kJ mol 1 并设液态锌的摩尔体积可忽略 锌蒸气可视为理想气体 解 解 2mol Zn g 2mol Zn l H Q 2 vapHm 228 4 kJ U H pV H nRT 228 4 2 8 314 1180 15 0 001 208 8 kJ W Q U 228 4 208 8 19 6 kJ G 0 S H G T 228400 1180 15 193 53 J K 1 mol 1 五 14分 苯 A 和二苯基甲醇 B 的温度 组成图如下 1 A与B能形成化合物D 写出D的化学式 AB2 该化合物是否稳定 不稳定 各 2分 2 画出组成为a和b的熔化物从70 冷却到0 过程的步冷曲线 各2分 3 在下表中注明各相区能稳定存在的相态和自由度 6分 相区 1 2 3 4 5 6 相态 L L B s L A s L D s A s D s B s D s 自由度f 2 1 1 1 1 1 六 12 分 纯苯的正常沸点为353K 已知298K时 纯苯的气 液相的标准摩尔生成 焓分别为 fm H 66 C H g 82 93 kJ mol 1和 fm H 66 C H l 49 00 kJ mol 1 298K时 甲 烷溶于苯中达平衡后 溶液中含甲烷的摩尔分数为xB 0 0043 此时气相中甲烷的分压为 p甲 245 00 kPa 试求 1 298K时 当含甲烷的摩尔分数为xB 0 01的甲烷苯溶液的总蒸气压 2 298K时 求与甲烷摩尔分数为xB 0 01的甲烷苯溶液平衡的蒸气相组成 解 1 甲烷服从亨利定律 x p K x 甲 甲 甲 56976 7 kPa xB 0 01 x pKx 甲甲 甲 569 77 kPa 2分 苯服从拉乌尔定律 1 vapm 82 9349 033 93 kJ molH 苯 vapm 2 112 11 ln H p pRTT 2 3393011 ln 101 3258 314 353298 p p2 p 苯 298K 12 00 kPa 4分 t oC 时间 a b A xB D 0 67 B t oC 1 a b 65 2 3 4 5 6 C F G 6 1 0 时间 温 度 a b 所以 ppp 甲总苯 12 00 0 99 569 77 581 65 kPa 2分 2 上述溶液的气相组成 569 77 0 98 581 65 p y p 甲 甲 总 y苯 0 02 4分 七 18分 已知298 15K以下数据 物质 SO3 g SO2 g O2 g mfH kJ mol 1 395 2 296 1 0 m S J K 1 mol 1 256 2 248 5 205 03 1 求298 15K P下反应 SO2 g 2 1 O2 g SO3 g 的 P K P K和 x K 2 设 mrH mrS 不随温度变化 反应物按反应计量系数比进料 在什么温度下 SO2 的平衡转化率可以达到80 解 1 1 395 2 296 1 99 1kJ mol rm H 1 1 256 2248 5205 0394 82J K 2 rm S 31 99 1 298 15 94 82 1070 83kJ mol rm G 28 5712 70830 exp 2 56 10 8 314 298 15 Ke 6 分 111 129 222 2 56 101013258 04 10 p KK PPa 3 分 11 1212 22 2 56 10 2 56 10 x PP KK PP 3 分 2 SO2 g 1 2O2 g SO3 g t 0 时 mol 1 0