5-18-2011级化工-物理化学平考试卷及参考答案(4-6章).doc

物理化学上册平考试卷及参考答案（4-6章）一、 选择题 ( 共15题 30分 )1. 为马拉松运动员沿途准备的饮料应该是哪一种？ ( ) (A) 高脂肪、高蛋白、高能量饮料 (B) 20% 葡萄糖水 (C) 含适量维生素的等渗饮料 (D) 含兴奋剂的饮料 2. 已知在373 K时，液体A的饱和蒸气压为66 662 Pa，液体B的饱和蒸气压为1.01 325105 Pa，设A和B构成理想液体混合物，则当A在溶液中的物质的量分数为0.5 时，气相中A的物质的量分数应为： ( ) (A) 0.200 (B) 0.300 (C) 0.603 (D) 0.397 答 (C) yA=p*AxA/(p*AxA+p*BxB) = 0.3968 3. 对于理想液体混合物： ( ) (A) mixH = 0 mixS = 0 (B) mixH = 0 mixG = 0 (C) mixV = 0 mixH = 0 (D) mixV = 0 mixS = 04. 2 mol A物质和3 mol B物质在等温等压下混合形成理想液体混合物, 该系统中A和B的偏摩尔体积分别为1.7910-5 m3mol-1, 2.1510-5 m3mol-1, 则混合物的总体积为： ( ) (A) 9.6710-5 m3 (B) 1.00310-4 m3 (C) 9.8510-5 m3 (D) 8.9510-5 m3 答 (C) V=n1V1,m+n2V2,m=(2 mol1.7910-5 m3mol-1) + (3 mol2.1510-5 m3mol-1)= 1.00310-4 m35. 冬季建筑施工中，为了保证施工质量，常在浇注混凝土时加入少量盐类，主要作用是？ ( ) (A) 增加混凝土的强度 (B) 防止建筑物被腐蚀 (C) 降低混凝土固化温度 (D) 吸收混凝土中水份6. 下列四个偏微商中，哪个不是化学势? ( ) (A) (F/nB)T, p, (B) (H/nB)S, p, (C) (U/nB)S, V, (D) (G/nB) T, p,7. 增大压力能使平衡向生成物方向移动的反应是: （ ） (A) CaCO3 (s)CaO(s)+CO2 (g) (B) CO(g)+H2O(g)CO2 (g)+H2 (g) (C) 3H2 (g)+N2 (g)2NH3 (g) (D) 2H2O(g)2H2 (g)+ O2 (g)8. 在等温等压下，当反应的 =55 kJ/mol时，该反应能否进行？ （ ）(A) 能正向自发进行 (B) 能逆向自发进行 (C) 不能判断 (D) 不能进行 9. 理想气体反应平衡常数 Kx与 Kc的关系是 （ ） (A) Kx= Kc(RT) (B) Kx= Kp(V/BnB) (C) Kx= Kc(RT/p (D) Kx= Kpp 10. 理想气体反应 N2O5(g) = N2O4(g) + 1/2 O2(g) 的 rH 为 41.84 kJmol-1， Cp= 0，试问增加 N2O4平衡产率的条件是： （ ） (A) 降低温度 (B) 提高温度 (C) 提高压力 (D) 等温等容加入惰性气体 11. 298K 时，蔗糖水溶液与纯水达渗透平衡时,整个体系的组分数、相数、自由度数为 ( ) (A) C = 2，= 2，F= 1 (B) C = 2， = 1，F= 2 (C) C = 2， = 2，F= 2 (D) C = 2， = 1，F= 312. 定压下，二元合金处于低共熔温度时，物系的自由度为： （ ） (A) F=1 (B) F=0 (C) F=3 (D) F=2 13. 在 298 K 时，A和B两种气体单独在某一溶剂中溶解，遵守亨利定律，亨利常数分别为 kA和 kB，且知 kA kB，则当 A 和 B 压力（平衡时的）相同时，在一定量的该溶剂中所溶解的关系为： ( ) (A) A 的量大于 B 的量 (B) A 的量与 B 的量无法比较 (C) A 的量等于 B 的量 (D) A 的量小于 B 的量 14. 硫酸与水可形成H2SO4H2O(s)、H2SO42H2O(s)、H2SO44H2O(s)三种水合物，问在 101325 Pa 的压力下，能与硫酸水溶液及冰平衡共存的硫酸水合物最多可有多少种? ( ) (A) 3 种 (B) 1 种 (C) 2 种 (D) 不可能有硫酸水合物与之平衡共存 15. 对恒沸混合物的描述，下列各种叙述中哪一种是不正确的？ ( ) (A) 与化合物一样，具有确定的组成 (B) 不具有确定的组成 (C) 平衡时，气相和液相的组成相同 (D) 其沸点随外压的改变而改变 二、填空题 ( 共 5题 10分 )1. 理想气体的化学势表示为： _ 。答 B (T, P) =B (T.P) + RT lnP/P 2. 对于多组分体系：(B/)p,n= 。答 -SB,m3. 温度对化学反应平衡常数影响很大，在恒压下，它们的定量关系是 _ 。当 _时，升高温度对反应进行有利；当 _ 时，升高温度对反应进行不利。 答 (lnK /T)p=rH /RT2 rH 0 rH XB(总) XB (l) 三、 计算题 ( 共 4题 40分 )1. 庚烷与辛烷可近似形成理想液体混合物。在 313.15K 时 2mol 庚烷与 1 mol辛烷的混合物之蒸气压为 9.56103 Pa。假设用高效分馏柱蒸馏除去 1 mol 庚烷。当冷却到 313.15K 时，剩余液体的蒸气压为 8.20103Pa。求庚烷和辛烷纯液体的蒸气压。答 蒸馏前 x(庚) =2/3 x(辛) =1/3 9560 Pa = (2/3) p* (庚) + (1/3) p* (辛) - (1) 蒸馏后 x(庚) =1/2 x(辛) =1/2 8200 Pa =(1/2) p* (庚) + (1/2) p* (辛) - (2) (1) 与 (2) 联立，解得 p* (庚) = 12280Pa p* (辛) = 4120 Pa 2. 某溶液含有非挥发性溶质，在271.7K时凝固，求: （1）该溶液的正常沸点; （2）在 298.15K时的蒸气压(该温度时纯水的蒸气压为 3.178Kpa); (3) 298.15K时的渗透压(假定溶液是理想的) 。已知：水的 Kb = 0.52 K.Kg.mol-1， Kf = 1.86 K.Kg.mol-1。答 (1) Tb = Kb mB Tf = Kf mB Tb /Tf = Kb / Kf Tb = Tb* + Tb = Tb* + Kb /Kf Tf = 373.15K + 0.52 K.Kg.mol-1/1.86 K.Kg.mol-11.45K = 373.57K (2) Tf = Kf mB mB =Tf / Kf = 1.45K/1.86 K.Kg.mol-1 = 0.7796 mol.Kg-1 xB = 0.7796mol/0.7796mol + (1Kg/0.01802 Kg.mol-1) = 0.01385 PA = PA* (1xB) = 3178Pa (10.0143) = 3133.8 Pa (3) 以 1Kg 稀液为基准 p = nB RT/V = mBRT/10-3 m3 = ( 0.7796 mol.Kg-1)(8.314J.K-1.mol-1)(298.2K)/ 10-3 m3 = 1.932 106 Pa3. 在真空的容器中放入固态 NH4HS，于 25下分解为 NH3和 H2S，平衡时容器内的压力为 6.665104 Pa。若放入 NH4HS 时容器中已有 3.998104 Pa 的 H2S，求平衡时容器中的压力。答 NH4HS(s) NH3(g) + H2S(g) 平衡时分压： p 3.998104 Pa + p Kp = = p(3.998104 Pa + p) = (6.665104 Pa/2)2 解得 p = 18870 Pa 所以 p总= 2p + 3.998104 Pa = 77.72 kPa 4. 在高温下水蒸气通过灼热的煤层，按下式生成水煤气： C (石墨) + H2O(g) H2(g) + CO(g) 若在 1000 K 及 1200 K 时的 K 分别为 2.472 及 37.58，试计算在此温度范围内的平均反应焓rH。答 若在 T1至 T2范围内平均反应热为常数，则 ln(K / K ) = (rH /R)(T2-T1)/(T2T1) rH = 12001000/(1200-1000)(8.314 JK-1mol-1)ln(37.58/2.472) = 135.8 kJmol-1 四、问答题 ( 共2题 20分 )1. 苯(A)和二苯基甲醇(B)的熔点分别为 6 和65 。A和 B可形成不稳定化合物 AB2，它在 30时分解为B和 xB =0.5的熔液。低共熔点为 1, 低共点熔液组成 xB =0.2。根据以上数据绘出其二元相图，并指出各区相态。 答 (1) 相图绘制 (2) 各相区的相态 2. 已知两组分 A和B 体系的相图如下: (1) 标出各相区的相态，水平线 EF，GH上体系的自由度； (2) 使体系 P降温，说明达到 M，N，Q，R 点时体系的相态和相数； (3) 画出 a，b，c 表示的三个体