物理化学试卷及答案3套.doc

第 4 页 共 4 页 三、计算题 ( 共 5题 60分 )21. 10 分 (0824) 计算 1mol He(理想气体) 在下列状态变化过程中的H和G。 He (101.325 kPa,473 K)He (101.325 kPa,673 K) 已知：Cp, m He(g) = (5/2)R ，473K 时 S He(g) = 135.1 JK-1mol-1 。 22. 15 分 (1104) 某气体状态方程为 pV = n(RT + Bp)，始态为p1T1，该气体经绝热真空膨胀后终态压力为p2，试求该过程的Q，W及气体的U，H，F，G，S。 23. 10 分 (1809)两液体A, B形成理想液体混合物。在320 K，溶液I含3 mol A和1 mol B，总蒸气压为：5.33104 Pa。再加入2 mol B 形成理想液体混合物II，总蒸气压为 6.13104 Pa。 (1) 计算纯液体的蒸气压 p A*，pB*； (2) 理想液体混合物I的平衡气相组成 yB； (3) 理想液体混合物I的混合过程自由能变化mixGm； (4) 若在理想液体混合物II中加入3 mol B形成理想液体混合物，总蒸气压为多少？ 24. 15 分 (2419) 固体 CO2的蒸气压与温度间的经验式为： ln(p/Pa)=-3116 K/T + 27.537 已知熔化焓DfusHm= 8326 Jmol-1，三相点的温度为 217 K。试求出液体 CO2的蒸气压与温度的经验关系式。 25. 10 分 (2965) 3H2+ N2= 2NH3在 350的Kp= 6.81810-8(kPa)-2，并设与压力无关，从3:1的 H2，N2混合物出发，在 350下要获得物质的量分数为 0.08 的 NH3，压力至少要多大？ 26. 13 分 (0957) 4 g Ar（可视为理想气体，其摩尔质量M(Ar)=39.95 gmol-1）在300 K时,压力为506.6 kPa，今在等温下反抗202.6 kPa的恒定外压进行膨胀。试分别求下列两种过程的Q,W,U,H,S,F和G。 （1）若变化为可逆过程； （2）若变化为不可逆过程。27. 8 分 (1822) 液体A和液体B形成理想混合物,含40%(摩尔分数)A的混合蒸气被密封在一带活塞的圆筒中,恒温T下慢慢压缩上述混合蒸气。已知T时两液体的饱和蒸气压为pA*=0.4p$, pB* =1.2p$。 (1) 求刚出现液体凝结时体系的总压p及液体的组成xA； (2) 求正常沸点为T时溶液的组成xA。 28. 9 分 (2491) 某物质的熔化热为 4526 Jmol-1，其液态和固态的蒸气压方程分别为: ln(pi/p$) = A1/(T/K) +3.162 ln(ps /p$) = A2/(T/K)+5.676 求该物质三相点的温度及三相点的熔化熵。 29. 10 分 (3442)Ag2CO3(s) 分解反应方程为 Ag2CO3(s) Ag2O(s) + CO2(g)，设气相为理想气体，298 K 时各物质的 fH ，S 如下： fH /kJmol-1 S /JK-1mol-1 Ag2CO3(s) -506.14 167.36 Ag2O(s) -30.57 121.71 CO2(g) -393.15 213.64 (1) 求 298 K，101 352 Pa 下，1mol Ag2CO3(s) 完全分解时吸收的热量； (2) 求 298 K 下，Ag2CO3(s) 分解压力； (3) 假设反应焓变与温度无关，求 383 K下 Ag2CO3分解时平衡压力； (4) 体系组分数与自由度。 30. 12 分 (2586) 已知两组分 A和B 体系的相图如下: (1) 在图右部画出 a，b，c 表示的三个体系由 t1温度冷却到 t2的步冷曲线； (2) 标出各相区的相态，水平线 EF，GH 及垂直线 DS 上体系的自由度； (3) 使体系 P降温，说明达到 M，N，Q，R 点时体系的相态和相数； (4) 已知纯 A 的凝固焓 DfusHm=-18027 Jmol-1 (设不随温度变化)，低共熔点时组成 xA= 0.6 (摩尔分数)，当把 A 作为非理想溶液中的溶剂时,求该溶液中组分 A 的活度系数。 物理化学 试题 3 (玻兹曼常数kB=1.380610-23 J.K-1; 普朗克常数h = 6.626210-34 J.s; NA=6.0231023; F=96500; 摩尔质量: O 16.00; Kr 83.80; He 4.0026)一、计算题 ( 共10题 100分 )(1). 10 分 (1636) 已知 N2分子的转动惯量 I= 13.910-47kgm2，求1mol N2分子在 25时各转动热力学函数Gm(r),Fm(r),Hm(r),Um(r),Sm(r)。 (2). 10 分 (1570) 有1 mol Kr，温度为300 K、体积为V，有1 mol He具有同样的体积V，如要使这两种气体具有相同的熵值（忽略电子运动的贡献），则He的温度应多高？并用熵的统计意义解释此结果。 （Mr(Kr) = 83.8, Mr(He) = 4.0026） (3). 10 分 (5447) 含有相同物质量的A, B溶液，等体积相混合，发生反应 A+B=C, 在反应 1 h后, A的75%已反应掉, 当反应时间为2 h时, 在下列情况下, A有多少未反应? 1 当该反应对A为一级, 对B为零级 2 当对A, B均为一级 3 当A, B均为零级 (4). 10 分 (5416) 碳的放射性同位素14C，在自然界树木中的分布基本保持为总碳量的1.1010-13。 某考古队在一山洞中，发现一些古代木头燃烧的灰烬, 经分析14C的含量为总碳量的9.5710-14, 已知14C的半衰期为 5700 a (年), 试计算这灰距今约有多少年? (5). 10 分 (5371) 300 K 时，研究反应 A2+ 2B 2C + 2D 有下列实验事实： 1 当按化学计量比进料时，测得下列数据 t / s 0 90 217 B /moldm-3 0.02 0.010 0.0050 2 当二次实验中 B0相同，A0增加一倍时，反应速率增大至 1.4 倍，假设反应速率方程为 r = kA2xBy，请求 x ，y，并求算反应速率常数。 (6). 10 分 (6127)由实验得知下述单分子气相重排反应 A B ,在393.2 K时，k1= 1.80610-4 s-1；在413.2 K时，k2= 9.1410-4 s-1。请计算该反应的活化能Ea，393.2 K 时的活化焓DH和活化熵DS，该反应是几级反应？ 已知：玻耳兹曼常数 kB= 1.380610-23 JK-1 ,普朗克常数 h = 6.626210-34 Js 。(7). 10 分 (3854) 291K 时，已知 KCl 和 NaCl 的无限稀释摩尔电导率分别为 L(KCl) = 129.6510-4 Sm2mol-1, L(NaCl) = 108.6010-4 Sm2mol-1， K+和 Na+的迁移数分别为 0.496 和 0.397，精确求出在 291K 和无限稀释时 ： （甲） KCl 溶液中 K+和 Cl-的离子摩尔电导率 （乙） NaCl 溶液中 Na+和 Cl-的离子摩尔电导率 (8). 10 分 (4662) 一个原电池是由固态铝电极和固态的 Al- Zn 合金电极以及熔融的 AlCl3- NaCl 混合物作电解质形成，当铝在合金电极中的物质的量分数是 0.38，电池电动势在653 K 时为 7.43 mV 试计算 Al(s) 在 Al - Zn(s) 合金中的活度。 (9). 10 分 (4268) 标准惠斯登镉电池在 293 K 时的电动势为 1.0186 V，温度每升高一度，电动势降低 4.0610-5 V，试列出惠斯登电池电动势的数学表达式，并计算 298 K 时，该电池每消耗 1 mol镉时的 DrHm和DrGm。 (10). 10 分 (4942) 298 K ，压力为p$时，用电解沉积法分离 Cd2+，Zn2+混合溶液，已知 Cd2+和 Zn2+的浓度均为 0.10 molkg-1（设活度系数均为1），H2(g)