物理化学试题.doc

2011-2012学年第二学期物化B1模拟卷物理化学(本科)试卷试卷号：模拟卷B260009一、填空题。在题中“_”处填上答案。(本大题共2小题，总计2分)1、(1分)理想气体经等温压缩过程，其DG_DA。（选填 ，=，）2、(1分)在温度T时，将NH2COONH4 (s) 置于抽空的容器中 ，当反应 NH2COONH4 (s) 2NH3 (g) + CO2 (g) 达平衡时，测得总压力为 p ，则反应的标准平衡常数K =_。二、填空题。在题中“_”处填上答案。(本大题共5小题，总计10分)1、(本小题2分)已知298 K时，反应： （1） C(石墨)+ O2(g) = CO2(g)，DrH,1(298 K) = 393.5 kJmol-1； （2） CO(g) + O2(g) = CO2(g)，DrH,2(298 K) = 283.0 kJmol-1；则反应： C(石墨) + O2(g) = CO(g)，的DrH(298 K) = 。2、(2分)已知DfH(C6H5Cl , l , 298 K) =10.65 kJmol-1； DfH(NH3 , g , 298 K) =46.19 kJmol-1； DfH(C6H5NH2 , l , 298 K) =29.7 kJmol-1； DfH(NH4Cl , s , 298 K) =315.39 kJmol-1；则反应C6H5Cl(l) + 2NH3(g) = C6H5NH2(l) + NH4Cl(s)在298 K时反应的标准摩尔焓变DrH(298 K) = 。3、(2分)恒压下A和B形成具有最低恒沸点的系统，最低恒沸点的组成为xB=0.475。若进料组成为xB=0.800的系统，在具有足够塔板数的精馏塔中精馏，则塔顶得到_，塔底得到_。4、(2分)一般有机物可以用水蒸气蒸镏法提纯，当有机物的_和_越大时，提纯一定质量有机物需用的水蒸气量越少，能量越节省。5、(2分)1 mol某真实气体在T Vm( H2O,l )，所以随着压力的增大，则H2O( l )的凝固点将：（ ） （1）上升； （2）下降； （3）不变； （4）不能确定。六、 ( 5分 )乙醇气相脱水可制备乙烯，其反应为： C2H5OH (g) = C2H4(g) + H2O(g)各物质298 K时的DfH及S如下：物 质C2H5OH (g)C2H4 (g)H2O (g)DfH / kJmol-1 235.0852.23 241.60S/ JK- 1mol-1281.73219.24188.56计算25下反应的 DrG 和 K。七、 ( 6分 )3 mol SO2在1.5 MPa下占据体积为10 dm3，试用范德华方程计算气体温度。(已知a = 0.6800 Pam6mol-2，b = 5.6410-5 m3mol-1。)八、 ( 6分 ) 20 时，乙醚的蒸气压为59.00 kPa。今有100.0 g乙醚中溶入某非挥发性有机物10.00 g , 蒸气压下降到56.80 kPa , 则该有机物的摩尔质量为多少 ? (已知乙醚的摩尔质量为74 gmol )九、( 8分 )在101.3 kPa下，1 mol，10过冷水凝固成为10冰时放出多少热量。（已知冰的摩尔融化焓在0，101.3 kPa下为6008 Jmol-1，水和冰的平均摩尔定压热容分别为75.4 Jmol-1K-1和35.6 Jmol-1K-1。）十、( 8分 ) 在40时，纯液体A的饱和蒸气压是纯液体B的饱和蒸气压的21倍，组分A和B形成理想液态混合物，当气液两相平衡时，若气相中A和B摩尔分数相等，试问液相中组分A和B的摩尔分数应为多少？十一、 ( 10分 )10 g H2在27时，从1 dm3等温膨胀到100dm3，试求过程的DU，DH，DS，DA与DG。设H2服从理想气体行为。已知H2的摩尔质量M = 2.016 gmol-1。十二、(11分 )1 mol水在100，101.325 kPa时恒温蒸发成水汽，然后恒温可逆膨胀到50 dm3，若把水汽视作理想气体，试计算：（1）该过程的功（略去水的体积）；（2）系统的熵变。设水汽化焓在100时为2259 Jg-1。已知H2O的摩尔质量M = 18.02 gmol-1。十三、(12分 ) 填作图题。熔点分别为6和65的A，B 两组分系统有一个最低共熔点为1，最低共熔物的组成为xB=0.20；异成分熔化（不稳定）化合物AB2在30分解为固体B和溶液l（A+B）。（1） 画出A，B 二组分系统的相图，并标明所有相区的相态及成分；（2） 分别画出含xB =0.60及xB =0.80 系统的两条冷却曲线，并注明冷却曲线的转折点处相态及成分的变化情况。物理化学(本科)试卷试卷号：模拟卷B260010一、填空题。在题中“_”处填上答案。(本大题共4小题，总计4分)1、(1分) 已知某化学反应在温度T下其K=1，而且在此温度下该反应的DrH =248.04 kJmol-1，DrS=184.10，则该温度T = _。（填入具体的数值）2、(1分)实际气体的温度低于其玻意耳温度时，若压力不太大，则pV_nRT。（选填，=或， =， Vm(g) ( 2 ) Vm(l) Vm(g) ( 3 ) Vm(l) = Vm(g)四、是非题。在题后括号内，正确的打“”，错误的打“”。(本大题分3小题, 每小题1分, 共3分)1、热力学第二定律的开尔文说法是：从一个热源吸热使之完全转化为功是不可能的。是不是？（ ）2、组成可变的均相系统的热力学基本方程 dG=SdTVdpdnB ，既适用于封闭系统也适用于敞开系统。 是不是? （ ）3、不同物质在它们相同的对应状态下，具有相同的压缩性，即具有相同的压缩因子Z。对吗？( )。五、计算题。请计算下列各题。( 本 题6分 ) 在273.15 K和101325 Pa下，若CCl4的蒸气可近似作为理想气体处理，则其体积质量（密度）为多少？（已知C和Cl的相对原子质量分别为12.01及35.45。）六、选择题。在题后括号内，填上正确答案代号。(本大题分7小题, 每小题2分, 共14分)1、下列关于偏摩尔量的理解,错误的是：（ ）。( 1 )只有广度质才有偏摩尔量; ( 2 )偏摩尔量是广度性质;( 3 )纯物质的偏摩尔量就是其摩尔量。2、稀溶液的凝固点Tf与纯溶剂的凝固点T比较，Tf 的条件是：（ ）。 （1）溶质必需是挥发性的； （2）析出的固相一定是固溶体； （3）析出的固相是纯溶剂； （4）析出的固相是纯溶质。 3、在p下，用水蒸气蒸馏法提纯某不溶于水的有机物时，系统的沸点：（ ）。（1） 必低于373.2 K；（2） 必高于373.2 K；（3） 取决于水与有机物的相对数量；（4） 取决于有机物相对分子质量的大小。4、在刚性密闭容器中，理想气体反应A(g) + B(g) = Y(g) 达平衡，若在等温下加入一定量的惰性气体，平衡( )。 (1) 向右移动； (2) 向左移动； (3) 不移动； (4) 无法确定。5、98 K时， CuSO4H2O (s) = CuSO4 (s) + H2O (g) p ( H2O, 平衡) = 106.66 Pa CuSO43H2O (s) = CuSO4H2O (s) + 2H2O (g) p (H2O, 平衡) = 746.61 Pa CuSO45H2O (s)=CuSO43H2O (s) + 2H2O(g) p(H2O, 平衡) =1 039.91 Pa若要使CuSO43H2O (s)稳定存在, 应当使空气中水蒸气的分压保持在：( )。 (1) p (H2O) 106.66 Pa ； (2) 106.66 Pa p (H2O) 746.61 Pa ； (3) 746.61 Pa ； (4) 746.61 Pa p (H2O) ， =， ，= ， 0的过程一定不能进行。是不是？ （ ）5、理想混合气体中任意组分B的逸度就等于其分压力。是不是?（ ） 6、气体压缩因子Z1，表示在一定T下实际气体比理想气体难以压缩。是不是？( )。四、计算题。请计算下列各题。(本大题共2小题，总计6分)1、(2分) 在一气缸内放置气体，气缸的活塞面积为0.0600 m2。将气体加热，活塞反抗101.3 kPa外压力恒压移动了0.0800 m，求此过程的功。2、(4分) 已知下列反应在1 110 时的标准平衡常数： C(s) + 2S (s)= CS2 (g) K1=0.258 Cu2S(s) + H2 (g)= 2Cu(s)+H2S (g) K1=3.910 -3 2H2S (g)= 2H2 (g) + 2S(s) K1= 2.2910 -2试求反应2Cu2S(s) + C(s) = 4Cu(s) +CS2(g) 的K。五、填空题。在题中“_”处填上答案。( 本 大 题5分 )H2在O2中燃烧反应H2(g) +O2(g) = H2O(g) 的DrH(298 K) =242.76 kJmol-1，已知： Cp,m (H2, g) = 27.2 JK-1mol-1 Cp,m ( O2, g) = 27.2 JK-1mol-1 Cp,m (H2O, g) = 31.38 JK-1mol-1则此反应的DrU(298 K) = , DrH(498 K) = 。六、选择题。在题后括号内，填上正确答案代号。(本大题分8小题, 每小题2分, 共16分)1、已知反应 2NO(g) + O2(g) = 2NO2(g) 是放热的, 反应达平衡后，若使平衡向右移动以获得更多的NO2，应采取的措施是：（ ）。（1）降温和减压；（2）降温和增压；（3）升温和减压；（4）升温和增压。2、已知反应CO(g) +O2(g) CO2(g)的标准摩尔反应焓为DrH(T)，下列说法中不正确的是：（ ）。 （1）DrH(T)是CO2(g)的标准摩尔生成焓； （2）DrH(T)是CO(g)的标准摩尔燃烧焓； （3）DrH(T)是负值； （4）DrH(T)与反应的DrU(T)的数值不等。3、B，C二组分溶液中组分B的偏摩尔吉布斯函数：因此有:( )。( 1 ) GB与T，p，nC有关，与nB无关；( 2 ) GB与T，p，nC，nB都有关； ( 3 ) GB与nB有关，与T，p，nC无关；( 4 ) GB与nB，nC有关，与T，p无关。4、对恒沸混合物的描写，下列各种叙述中哪一种是不正确的？ (1) 与化合物一样，具有确定的组成； (2) 恒沸混合物的组成随压力的改变而改变； (3) 平衡时，气相和液相的组成相同； (4) 其沸点随外压的改变而改变。 5、在温度T时，反应2A(g) + B(g) = 2C(g) 的K的值等于1 ，问在温度T，标准状态及不作非体积功的条件下，上述反应：（ ）。 （1）能从左向右进行；（2）能从右向左进行；（3）恰好处于平衡状态；（4）条件不够，不能判断。6、公式dG =SdT + Vdp可适用下述哪一过程：（ ） (1) 在298 K，100 kPa下水蒸气凝结成水的过程； (2) 理想气体膨胀过程； (3) 电解水制H2( g )和O2( g )的过程； (4) 在一定温度压力下，由N2( g ) + 3H2( g )合成NH3( g )的过程。7、100，101 325 Pa的液态H2O的化学势为l，100，101 325 Pa的气态H2O的化学势为g ，二者的关系是：（）。 （1）l g ；（2）l g ； （3）l g 8、若使CO2在水中的溶解度为最大，应选择的条件是：（ ）。 （1）高温高压；（2）低温高压；（3）低温低压；（4）高温低压。七、 (5分) 某制氧机每小时可生产101.3 kPa，25的纯氧气O2 6000 m3，试求每天能生产氧气多少千克？（已知O2的摩尔质量为32.00 gmol-1。）八、(6分) 60时甲醇(A)的饱和蒸气压83.4kPa，乙醇(B)的饱和蒸气压是47.0kPa , 二者可形成理想液态混合物, 若液态混合物的组成为质量分数wB = 0.5 , 求60时与此液态混合物的平衡蒸气组成。（以摩尔分数表示）。（已知甲醇及乙醇的M r 分别为32.04及46.07。）九、 (6分) 在0.1 MPa下a硫到b硫的转换温度为96，此温度下a硫与b硫的体积质量(密度)分别为2.03 gcm-3与1.98 gcm-3。转变过程中吸热322 Jmol-1。问在1 MPa下的转变温度与0.1 MPa下的转变温度相差多少。已知S的摩尔质量M = 32.06 gmol-1。十、(7分) 在恒压下，将1 kg，273 K的水先与323 K的恒温热源接触，达到平衡后再与373 K的恒温热源接触，使水温最终升至373 K。求上述过程水的熵变、热源的熵变及隔离系统的总熵变。已知水的质量定压热容Cp = 4.184 JK-1g-1 。十一、 (9分) 将1.1g NOBr 放入55抽真空的1升容器中，加热容器至25此时容器内均为气态物质，测得其压力为3.24104 Pa 。其中存在着以下的化学平衡： 2 NOBr(g) =2NO(g) + Br2(g) 若将容器内的气体视为理想气体，求上述反应在25时的标准平衡常数和DrG。已知各原子的摩尔质量为N：14 gmol-1，O：16 gmol-1，Br：80 gmol-1。（p=100 kPa）。十二、填作图题( 本 大 题13分 ).已知101.325 kPa下固体A，B 的熔点分别为500 C和800 C，它们可生成固体化合物AB（s），AB（s）加热至400 C时分解为AB2（s）和 xB=0.40的液相，AB2（s）在600 C分解为B（s）和xB=0.55 的液相。该系统有一个低共熔点，温度为300 C，对应的组成为xB=0.10。（1） 请粗略绘出该系统的熔点-组成图，并标示图中各区的相态及成分；（2） 将xB=0.20 的液态A，B 混合物为120 mol冷却到接近3000 C，然后再交替使用分离、加热的手段可获得纯B（s），问最多可获得B 有多少摩尔？十三、计算题。请计算下列各题。( 本 大 题11分 )有人试图用CH4和C6H6反应制取C6H5CH3。已知1 000 K 时CH4 ，C6H6， C6H5CH3的DfG分别为14.43 kJmol-1，249.37 kJmol-1 ，310.45 kJmol-1。今使等物质的量的CH4和C6H6的混合物在1 000 K时通过适当的催化剂，试问 C6H5CH3的最高产率是多少？模拟卷试卷号：B260009(答案)一、填空题。在题中“_”处填上答案。(本大题共2小题，总计2分)1、解： = （1分）；2、解：( p / p)3 （1分）二、填空题。在题中“_”处填上答案。(本大题共5小题，总计10分)1、解： 110.5 kJmol-1 （2分）；2、解： 203.96 kJmol-1 （2分）3、解： 组成为xB= 0.475的恒沸混合物 纯B (2分)4、解： 饱和蒸气 摩尔质量 （2分）;5、解：( 1 ) （2分）三、选择题。在题后括号内，填上正确答案代号。(本大题分2小题, 每小题1分, 共2分)1、解：（3）;2、解：（3） 四、是非题。在题后括号内，正确的打“”，错误的打“”。(本题分6小题, 每小题1分, 共6分)1、解：是 ; 2、解：对; 3、解：是; 4、解：不是 ; 5、解：是; 6、解：是五、选择题。在题后括号内，填上正确答案代号。(本题分7小题, 每小题2分, 共14分)1、 解：(3) ; 2、解：（）; 3、解：(1); 4、解：（1）; 5、解：（2）; 6、解：(2); 7、解：（2）六、( 5分 ) 解：DfH(298 K)= 241.60+52.23( 235.08)= 45.71 kJmol-1 DrS (298 K) = 188.56+219.24281.73 = 126.07 JK- 1mol-1 DrG (298 K) = 45 710298126.07 = 8141.14 Jmol-1 K(298 K) = exp = 0.0374七、 ( 6分 )解：( pn2a / V2 ) ( Vnb ) = nRT （3分） T = (1.5106320.68 / 0.012 ) ( 0.0135.6410-5 ) / ( 8.3143 )K = 615.3 K （3分）八、计算题。请计算下列各题。( 本 大 题6分 )解：因为p = p*(乙)x(乙) = p*(乙)(1xB) 所以xB = = ( 3 分） 则 MB = M(乙) = 74 gmol = 198.5 gmol ( 3 分)九、计算题。请计算下列各题。( 本 大 题8分 )解：因DfusHm = 6008 Jmol-1， （2分） （4分） 由基尔霍夫公式求出10的DfusHm(H2O, 263K) ： （6分）十、计算题。请计算下列各题。( 本 大 题8分 )解：=21 pA=xA=21（1xB） pA=pyA ， pB=pyB 已知 yA =yB所以 = （4分） 21（1xA）=xB xB= xA =0.05 （6分）十一、( 10分 )解：因DT = 0，故DU = 0，DH = 0 （2分） （3分） （2分） DG = DA （3分） 十二、 (11分 )解：（1） （2分） （4分）（2） （5分） 十三、 (12分 ) 填作图题。解： （1） （2） （6分）xB =0.60aa1 a1a2 a2 a3 a3 a4 a4a5 a6a5 l(A+B) l + s(B) l+s(B)+ s(AB2) l+ s(AB2) l+s(AB2)+s(A) s(A)+s(A B2)一相 二相 三相 二相 三相 二相 a1 a2 a3 a4 a5 s(B)析出 s(AB2)析出 s(B)消失 s(A)析出 l(A+B)消失xB =0.80 l(A+B) l + s(B) l+s(B)+s(AB2) s(AB2)+s(A) 一相 二相 三相 二相 b1 b2 b3 s(B) s(AB2) l(A+B) 析出 析出 消失 （12分）模拟卷试卷号：B260010(答案)一、填空题。在题中“_”处填上答案。(本大题共4小题，总计4分)1、(1分) 解：1247 K ；2、(1分) 解： 3、(2分) 解： 5.226 kJ ；4、(2分) 解： 压力 ；体积 ； 中压 5、(2分)解：B =（l，T）+RTln 三、选择题。在题后括号内，填上正确答案代号。( 本 大 题1分 )解：(