福建农林大学挂科补考试卷及答案(上)

福建农林大学挂科补考试卷2007——2021学年第二学期课程名称：物理化学〔上〕 考试时间120min 地点：化工、轻化、材料专业 年级 班 学号 姓题号得分得分得分评卷人签字

— 二 三 四 五 总得分复核人签字一、简答题〔共34分〕写出四个最常用的气体状态方程〔理想气体状态方程、范德华方程、维里方程、有压缩因子的状态方程〕。〔4分〕6分〕〔1〕状态方程、微观模型、混合性质〔2〕热力学性质〔内能、焓、热容、恒压热容与恒容热容差值〕4分〕写出热力学三个判据的不等式；其适用范围各是什么？〔4分〕二组分系统的相图有哪些类型？〔4气—液平衡相图：固—液平衡相图：100℃时的蒸发焓为

Hvap

〔373K〕，问：用一工业锅炉，在恒压下将1Kg20℃180的水蒸气，需多少热？只要求画出求解的过程框图〔2和计算式〔4写出以下热力学公式的适用范围〔4分〕〔1〕△U=W〔2〕lnp

Hvap

C ， ，RT。〔3〕△H=Q 、 、 。〔4〕熵判据 。根据相图，简述将苯和甲苯的混合溶液t由a点变化到b点的变化过程。〔4分〕tAa t2t1

p=const g.bL G212 l+g GL 11G2：

a tBG2 b：

l0 CHCH(A)-CH(B) 1A 6 5 3 6 6 B得分得分120分〕NO.答案1234567891011 12 13 14 15 16 17 18 19 20功和热都是途径函数，无确定的变化途径就无确定的数值；途径函数，对应某一状态有以确定值；状态函数变化量与途径无关； D.状态函数始终态确定其值也确定；2．1mol某理想气体在恒压下温度升高1K时，此过程的体积功A.8.314J B.﹣8.314J C.0J假设液态水在温度T时的标准摩尔生成焓为x，那么氢气在该温度下的标准燃烧焓为 A.x B.–x C.0 D.–2x以下说法中不符合热力学第一定律的是在孤立体系中内发生的任何过程中，体系的内能不变；在任何等温变化过程中体系的内能不变；在任一循环过程中W=﹣Q； D.在理想气体自由膨胀过程中=△U=05．一定量理想气体在绝热条件下由始态对抗恒外压膨胀至终态，结果体系对外作功。对体系，以下表达不正确的选项是A.△U＜0 B.△H＜0 C.W＜0 D.Q＜0反响2A+B→C中，反响物A从6mol变到2mol，那么反响进度Δξ为A.1mol B.-2mol C.2mol D.7．根据热力学第二定律，在一循环过程中，A.功和热可以完全互相转换； B.功和热都不能完全互相转换；C.功可以完全转化为热，热不能完全转化为功；D.功不能完全转化为热，热可以完全转化为功；8．由热力学根本方程判断：一定量的N2气在恒定的温度下增大压力，那么其吉斯函数 A.增大 B.不变 C.减小在101.325kpa下，-10℃时过冷水结成冰是一个自发过程，该过程A．△S=0，△G=0 B.△S>0，△G<0C.△S<0，△G<0 D.△S>0，△G>0应用ΔG0作为变化方向或限度的判据可适用于以下哪一种过程？以下关于熵的说法，哪一句是对的？A.隔离系统的熵永远增加。 B.隔离系统的熵永不减少。C.可以用体系的熵值是增加或不变来判断过程是自发变化或达平衡D.纯物质在温度趋近于0K时熵规定为零。理想气体从状态I等温自由膨胀到状态II，哪个状态函数的变量最适宜用来断过程的自发性。A. G B. U C. S D. H以下各量中，化学势定义式为A. (H/nB

)T,p,nC

B. (G/V

T,p,nB

C. (G/nB

)T,p,nC

D. (S/B

)T,V,nCatm、-5℃的过冷水与-5℃、1atm的冰比较，其化学势：A.μ(水)<μ(冰) B.μ(水)>μ(冰) C. μ(水)=μ(冰) D.不能确定15．温度一定时，在一样外压下，稀溶液中溶剂A的化学势〔 〕纯溶剂化势。AA.大于 B.小于 C.等于 D.有时大于有时小于反响2NH3(g)N2(g)3H2(g)在等温条件下标准平衡常数为那么，在此条件下，氨的合成反响1/2N2(g)3/2H2(g)NH3(g)的标准常数为A.4 B.0.5 C.2 D.1两种理想气体在等温下混合：A.△U=0 △H=0 △S=0 △G=0 B.△U=0 △H=0 △S>0 △C.△U>0 △H<0 △S>0 △G<0 D.△U=0 △H=0 △S>0 △G<0将克拉贝龙方程用于H2O的液 固两相平衡，因为Vm(H2O,s)>Vm(H2O,l)，所以随着压力的增大，那么H2O(l)的凝固点将：A.上升 B.下降 C.不变 D.不能确定:A.低于任一组分的沸点。 B.高于任一组分的沸点。C.介于A、B两纯物质沸点之间 D.无法断定。20．在通常情况下，对于2 组分系统平衡时所具有的最大自由度数为.A.0 B.1 C.2 D.3得分 三、填空题〔共12分〕12分〕物理化学研究的两个主要内容是、；化学热力学研究的两个主要内容是22分〕对于任意的不可逆循环，〔体系〕、0；ΔH〔体系〕。0；△S〔体系〕 0；△S〔体系〕+△S〔环境〕0。〔填≠、＝〕〔4分〕焦耳实验的热力学特点是，ΔU= 其最重要的实验结论为： 。〔2分将1molSO3(g)引入一个1000K的真空容器中反响为SO3==SO2+1/2O2，当总压为206.65kpa时，SO3〔〕离解为SO3(g)及O2〔〕并到达平衡。SO3的离解百分数为25%，那么其热力学平衡常数K值为 。5．〔2分〕25℃时有反响C6H6(l)+7.5O2(g)

3HO(l)+6CO(g)2 2

ΔrH 与反响的标准摩尔热力学能变

ΔrU 之差约为： 。得分NO. 答案

四、判断题。正确的标+，错误的标-，结果填入下表〔每题1分，共15分〕2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15物质的标准态没有确定温度。隔离系统内发生的可逆变化过程是△S=0，△S〔环〕=0在恒温恒压不作非体积功的情况下,假设某过程△H<0，△S>0定可以自发进展。封闭体系发生了一个不可逆过程，我们可以设想出一个始终态一样的可逆过程来算它的△S。在等温等压条件下，G0理想混合气体中任意组分B的化学势表达式为=(g,T)+RTln(pB/p )。B组成可变的均相系统的热力学根本方程dG=－SdT＋Vdp＋Bdn 既适用于B封闭系统也适用于敞开系统。10μ1μ。偏摩尔吉布斯函数与化学势是同一个物理量的不同称谓。B从α相扩散入β相中，总是从化学势高的相扩散入化学势低的相。r ΔrHmθ、ΔGθ、Kθr 可逆绝热过程的熵变都为零。分子间一定存在范德华引力，分子间没有排斥力。理想气体可逆变化，△Ssys=0，△A=0，△G=0。二组分系统中，三相共存时自由度为0，即有确定的温度、压强和组成得分 五、计算题〔共18分〕112298.2K1molO2101.325kPakPaQ，W，ΔUm，ΔHm，ΔAm，ΔGm，ΔSm，ΔSiso2．欲用苯和乙烯在一定催化剂下进展烷基化反响制备乙苯：C6H6〔g〕+C2H4〔g〕====C6H5-C2H5〔g〕r m r 今查表得298K相关数据。求298K时该反响的ΔHθ、ΔGθ、Kθ和100r m r Kθ。物质f ΔGθ/kJ/molf f ΔHθ/f

C6H6〔〕 〔〕 C6H5-C2H5〔g〕福建农林大学挂科补考试卷 答案2007——2021学年第一学期课程名称：物理化学〔上〕 考试时间120min 地点专业 年级 班学号 姓名题号得分V得分得分V评卷人签字

— 二 三 四 五 总得分复核人签字一、简答题〔共36分〕写出第—章介绍的四个最常用的气体状态方程。理想气体状态方程：pV=nRT范德华方程：pa

RT维力方程：

V2 mm B C D pV RT1 或pV RT1Cp2Dp3m V V2 V3 mm m mpVZnRT总结第—、二章有关理想气体的性质。在任意条件下均符合理想气体状态方程；分子间无互相作用、分子本身不占有体积；体积有加和性〔阿玛伽定律〕、不能液化、p~V成反比例曲线〔T一定〕dUTddUTdSpdVdHTdSVdpdASdTpdVdGSdTVdp写出封闭系统的四个热力学根本方程。

p,m

C RV,m〔3分〕写出热力学三个判据的不等式；其适用范围各是什么？1〕隔离系统

Siso

sys

0amb

>不可逆=可 逆2〕封闭系统

AT,V0

<自发=平衡

(恒温、恒容、W´=0)3〕封闭系统

G 0T,p

<自发=平衡

(恒温、恒压、W´=0)二组分系统的相图有哪些类型？气-液平衡相图液态完全互溶系统p-x、t-x图液态部分互溶系统t-x图

理想系统真实系统气相组成介于两液相之间

气相组成位于某液一样侧液态完全不互溶系统 图液-固平衡相图固态不互溶凝聚系统

热分析法溶解度法：水-盐物系稳定化合物不稳定化合物固态互溶系统相图

完全互溶部分互溶

有一低共熔点有一转变温度水在100℃时的蒸发焓为 H 问用一工业锅炉将1Kg20℃的水蒸发为180℃、vap m的水蒸气，需多少热？只要求画出求解过程的框图和计算式。20℃水 100℃水ΔH1 ΔH2

100℃水蒸汽

ΔH3

180℃水蒸汽因为为恒压无其它功的过程，QP=ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3其中，ΔH1=nCP,m(l)*80KΔH2=nΔvapHmΔH3=

453可373可

P,m

dT写出以下热力学公式的适用范围〔1〕△U=W 绝热过程〔2〕lnp

Hvap

C 两相平衡中有一相为气体，气体看作理想气体，RT温度变化范围不大〔3〕△H=Q 封闭体系，无有用功，恒压过程〔4〕熵判据 绝热体系〔孤立体系〕根据相图，简述将苯和甲苯的混合溶液由a点变化到b点的变化过程。 t

p=const ga

.b：aL1tAbG1。

t2t1

L G212 l+g G1L1

：系统进入气-液平衡两相区。

a tB蒸发过程中，液相相点沿L1L2线变化，气相相点沿G1G2线变化，系统点到达至G2点，液相全部蒸发为蒸气，最后消失的一滴液相的0

l65CH65

36-C36

16A B6状态点为L2。得分120分〕2G2 b：系统进入气相区，G得分120分〕2NO.1234567891011121314151617181920答案AAABDCCCBCBCCBACDBCD功和热都是 〔 A 〕途径函数，无确定的变化途径就无确定的数值途径函数，对应某一状态有以确定值状态函数，变化量与途径无关 D.状态函数始、终态确定，其值也确定21mol某理想气体在恒压下温度升高1K时此过程的体积功为 ( A )3．液态水在温度T时的标准摩尔生成焓为x，那么氢气在该温度下的标准燃烧焓为A.x B.–x C.0 D. –2x ( A )4．以下说法中不符合热力学第一定律的是 ( B 在孤立体系中内发生的任何过程中，体系的内能不变在任何等温变化过程中体系的内能不变在任一循环过程中W=﹣Q D.在理想气体自由膨胀过程中，Q=△U=05．一定量理想气体在绝热条件下由始态对抗恒外压膨胀至终态，结果体系对外作功。对体系，以下表达不正确的选项是( D )A.△U＜0 B.△H＜0 C.W＜0 D.Q＜0反响2A+B→C中反响物A从6mol变到那么反响进度Δξ为〔 C 〕A.1mol B.-2mol C.2mol D.4mol根据热力学第二定律在一循环过程中 〔 C 〕功和热可以完全互相转换 B.功和热都不能完全互相转换C.功可以完全转化为热，热不能完全转化为功D.功不能完全转化为热，热可以完全转化为功由热力学根本方程判断：一定量的N2气在恒定的温度下增大压力，那么其吉斯函数A.增大 B.不变 C.减小 D.不能确定(C )在101.325kpa下时过冷水结成冰是一个自发过程，该过程中 〔B〕A．△S=0，△G=0 B.△S>0，△G<0C.△S<0，△G<0 D.△S>0，△G>0应ΔG≤0作为变化方向或限度的判据可适用于以下哪一种过程？ (C )以下关于熵的说法哪一句是对的？ 〔B〕A.隔离系统的熵永远增加。 B.隔离系统的熵永不减少。C.可以用体系的熵值是增加或不变来判断过程是自发变化或达平衡D.纯物质在温度趋近于0K时熵规定为零。理想气体从状态I等温自由膨胀到状态II，哪个状态函数的变量最适宜用来断过程的自发性。 〔 C〕G B. U C. S D. H以下各量中，化学势定义式为 〔 C 〕A. (H/nB

)T,p,nC

B. (G/V

T,p,nB

C. (G/nB

)T,p,nC

D. (S/B

)T,V,nC14．1atm、-5℃的过冷水与-5℃、1atm的冰比较，其化学势： ( B )A.μ(水)<μ(冰) B.μ(水)>μ(冰) C. μ(水)=μ(冰) D.不能确定15．温度一定时，在一样外压下，稀溶液中溶剂A的化学势μA〔A 〕纯溶剂学势。AA.大于 B.小于 C.等于 D.有时大于，有时小于反响2NH3(g)N2(g)3H2(g)在等温条件下标准平衡常数为那么，在此条件下，氨的合成反响1/2N2(g)3/2H2(g)NH3(g)的标准常数为A.4 B.0.5 C.2 D.1 〔C 〕两种理想气体在等温下混合： ( D )A.△U=0△H=0△S=0△G=0B.△U=0△H=0△S>0△G=0C.△U>0△H<0△S>0△G<0D.△U=0△H=0△S>0△G<0将克拉贝龙方程用于H2O的液 固两相平衡，因为Vm(H2O,s)>所以随着压力的增大，那么H2O(l的凝固点将：( B )A.上升 B.下降 C.不变 D.不能确定互不相溶双液系的沸: ( C )A.低于任一组分的沸点。 B.高于任一组分的沸点。C.介于A、B两纯物质沸点之间 D.无法断定。在通常情况下对于2组分系统平衡时所具有的最大自由度数为 〔D .A.0 B.1 C.2 D.3得分 三、填空题〔共12分〕〔2分〕物理化学研究的两个主要内容是化学热力学 、化学动力学化学热力学研究的两个主要内容是变化的方向 、变化的限度 。〔2分〕对于任意的不可逆循环，ΔU〔体系〕＝ 0；ΔH〔体系〕＝ 0；△S〔体系〕 ＝0；△S〔体系〕+△S〔环境〕≠0。〔填、＝〕4分〕焦耳实验的热力学特点是0 0 ，ΔU=0 0 其最重要的实验结论为：理想气体的内能只是温度的函数 。〔21molSO3(g)1000KSO3==SO2+1/2O2，206.65kpa时，SO3〔SO3(g)O2〔〕并到达平衡。SO3的离25%K值为2 5．〔2分〕25℃时有反响C6H6(l)+7.5O2(g)2

ΔrH 与反响的标准摩尔热力学能变

ΔrU 之差约为：－3.7kJ·mol-1；得分 四、判断题。正确的标+，错误的标-，结果填入下表〔每题1分，共15分〕NO.123456789101112131415答案++++-+++++++--+物质的标准态没有确定温度。 〔√〕隔离系统内发生的可逆变化过程是△S=0，△S〔环〕=0 〔√〕在恒温恒压不作非体积功的情况下,假设某过程△H<0，△S>0定可以自发进展。〔√〕来算它的△来算它的△S。5.G0〔√〕〔-〕B的化学势表达式为=组成可变的均相系统的热力学根本方程(g,TRTln(pB/p )dpBdn 封闭系统也适用于敞开系统。〔√〕B10μ1μ。〔√〕偏摩尔吉布斯函数与化学势是同一个物理量的不同称谓。 〔√〕组分Bα相扩散入β相中,总是从化学势高的相扩散入化学势低的相。〔√〕r m r ΔHθ、ΔGθ、Kθr m r 可逆绝热过程的熵变都为零。 〔√〕分子间一定存在范德华引力分子间没有排斥力。 〔-〕理想气体可逆变化。 〔-〕15．二组分系统中，三相共存时自由度为0，即有确定的温度、压强和组成。〔√得分 五、计算题〔共17分〕1298.2K1molO2101.325kPa6×101.325kPa，求Q,W,ΔU