华东理工大学2004 -2005 学年期中模拟试题 A 卷（含答案）

华东理工大学2004～2005学年

《物理化学》（上）期中模拟试题A卷

班机_________姓名_________学号__________成绩_________2005.4.

一二三四五六七八总分

一、概念题（20分）

1、试写出n摩尔范德华气体的状态方程。

2、水的正常冰点与水的三相点温度相差K。

3、根据状态函数的基本假定，对一定量的均相纯物质系统，其U，S，T三个状态函数间的

关系为U=U(S,T)或S=S(U,T)或T=T(U,S)。。（对、错、无法确定）

4、实际气体的压缩因子Z不可能等于1。（对、错）

5、下图为某物质的压缩因子图，图中标有三条等温线，则三条线上注明的温度T1、T2、T3

由高到低的顺序是。

6、气体液化的必要条件是它的温度必须低于某一温度，这一温度称为。（临界

温度、露点温度、沸点温度）

7、有机物质的标准摩尔燃烧焓与它的聚集状态。（有关、无关）

8、一般来说纯物质的摩尔蒸发焓随着温度的升高。（降低、升高、不变）

9、CO2(g)的标准摩尔生成焓C(金刚石)的标准摩尔燃烧焓。（等于、不等于）

10、一封闭系统经一循环过程热和功分别为Q和W，则（Q＋W）0。（>、=、<）

11、热不可能从低温物体传向高温物体。。（对、错）

12、在1000K的高温热源和300K的低温热源间运转的热机，当它从高温热源吸热1000J时，

则它所做的功不可能超过多少焦耳？

13、如系统经历一不可逆绝热过程，则系统的熵变ΔS0。（>、=、<）

14、在只做体积功的情况下，ΔA≤0作为平衡判据的适用条件是。

A卷第1页

15、一定量的理想气体在恒温下体积由V1膨胀到V2，其ΔG=。

16、对于理想气体式ΔH=nCp,mΔT的适用条件是。

⎛∂U⎞⎛∂H⎞

17、对于理想气体⎜⎟=⎜⎟=0。。（对、错）

⎝∂S⎠T⎝∂S⎠T

18、理想气体由相同的初态A分别经历两过程：一个到达终态B，

一个到达终点C。过程可表示在如下的p-V图中，其中B和C

刚好在同一条恒温线上，则ΔUABΔUAC。（>、=、<）

19、试写出组成恒定的均相封闭系统的一个热力学基本方

程.。

20、图中两条曲线分别表示气体由压力p1恒温可逆膨胀到p2与气体

由压力p1绝热可逆膨胀到p2。则哪一条曲线表示恒温可逆膨胀

过程？（AC曲线，AB曲线）

二、（14分）

25℃时，液态物质A的标准摩尔生成焓为－484.5kJ⋅mol−1，气

态物质A的标准摩尔生成焓为－460.3kJ⋅mol−1。设液态和气态物质

o−1−1

的恒压热容可视为常数，且液态物质A的Cp,m=85.3J⋅K⋅mol，气态物质A的

o−1−1

Cp,m=45.3J⋅K⋅mol。求1mol、75℃、0.1MPa的液态物质A变为100℃，0.1MPa气态物质

时的ΔH。

三、（14分）

℃−1

25时丙烯腈CH2CHCN(l)、C(石墨)和Hg2()的标准摩尔燃烧焓分别为−1759.5kJ⋅mol、

−393.5kJ⋅mol−1及−285.8kJ⋅mol−1。在相同温度下，丙烯腈的摩尔蒸发焓为32.84kJmol⋅−1，求

℃o

25时反应HCN(g)+C2H2(g)⎯⎯→CH2CHCN(g)的ΔrmH。HCN(g)、CH(g)22的标准摩尔生成焓分

别为135.1kJ⋅mol−1和226.73kJ⋅mol−1。

四、（12分）

1mol、300K、1MPa的理想气体通过节流装置时压力降为0.1MPa，试求该过程的ΔU、ΔH、

ΔS、ΔG和ΔA。

五、（14分）

在外压为100kPa的带有活塞的绝热气缸中，装有1mol温度为30℃，压力为100kPa的

某单原子理想气体。现将外压从100kPa突然升高到500kPa，直至气缸内外的压力相等。试

求终态温度及过程的W、ΔU、ΔH、ΔS。

A卷第2页

六、（14分）

4979.5525

某物质的饱和蒸汽压与沸点的关系为：ln{p*}=−+C，这里C为积分常数，公

T

式中所有物理量均为SI制。已知该物质在90.0℃时的饱和蒸汽压为70.1kPa。假设蒸气为理

想气体，摩尔蒸发焓与温度无关。试求：

（1）该物质的摩尔蒸发焓。

（2）该物质在100.0℃时的饱和蒸汽压。

七、(4分)

证明下列各式：

⎛∂U⎞⎛∂V⎞

(1)⎜⎟⎜⎟

⎜⎟=Cp−p⎜⎟；；

⎝∂T⎠p⎝∂T⎠p

⎛⎞⎛⎞⎛⎞

(2)∂U∂V∂V

⎜⎟=−T⎜⎟−p⎜⎟；

⎝∂p⎠T⎝∂T⎠p⎝∂p⎠T

八、（8分）

（1）在绝热系统中，发生了一个从状态A到状态B的不可逆过程。试以适当的可逆性判据

说明，在该绝热系统中逆过程不能发生。

（2）从热力学基本方程dU=TdS−pdV出发，运用dU=nCV,mdT、pV=nRT及CV,m不随温度

T2V2

而变，证明理想气体熵变的计算公式为ΔS=nCv,mln+nRln。

T1V1

（3）下图为流体的T—S图（其中熵的单位为J/mol.K），图中有一系列的等焓线和等压线。

请通过读图及分析回答：焓由小到大的顺序和压力由小到大的顺序如何？

A卷第3页

答案

一、

n2a

1．(p+)(V−nb)=nRT2．0.013．对

V2

4．错5．T3>T2>T16．临界温度

7．有关8．降低9．不等于

10．=11．错

WT−T

12．−=12=0.7,−W=700J13．>

Q1T1

V

14．恒温恒容15．ΔG=nRTln1

V2

16．一切过程17．对18．=

19．dU=TdS−pdV20．AB曲线

二、

ΔH

75℃A(l)⎯⎯→⎯100℃A(g)

↓ΔH1ΔH3↓

ΔH

25℃A(l)⎯⎯→⎯225℃A(g)

ΔH1=()1×85.3×(25−75)J=−4.27kJ

ΔH2=()−460.3−(−484.5)kJ=24.2kJ

ΔH3=()1×45.3×(75−25)J=3.40kJ

ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3=23.33kJ

三、

31

3C(s)+H(g)+N(g)⎯⎯→CHCHCN(l)⎯⎯→CHCHCN(g)

222222

oo

ΔΔΔfmHH((CH2fmCHCN,g)≈CH2vapmCHCN,l)+H

⎡3⎤−1

=⎢3×(−393.5)+×(−285.8)−(−1759.5)+32.84⎥kJ⋅mol

⎣2⎦

=183.1kJ⋅mol−1

HCN(g)+C2H2(g)→CH2CHCN(g)

A卷第4页

ΔH≈ΔHo=[183.1−(135.1+226.73)]kJ⋅mol−1

rm

=−178.7kJ⋅mol−1

四、

ΔU=0ΔH=0

p⎛1⎞

ΔS=Rln1=⎜8.3145×ln⎟J⋅K−1=19.14J⋅K−1

p2⎝0.1⎠

ΔA=ΔG=−TΔS=()−300×19.14J=−5.742kJ

五、

ΔU=W,nCV,mΔT=−p外(V2−V1)

⎛RTRT⎞3

⎜21⎟

CV,mΔT=−p外⎜−⎟,CV,m=R

⎝p2p1⎠2

1.5(T2−T1)=−T2+5T1

T2=788.19KJ

⎛3⎞

ΔU=W=⎜1××8.314×(788.19−303.15)⎟J=6.049kJ

⎝2⎠

⎛5⎞

ΔH=⎜1××8.314×(788.19−303.15)⎟J=10.081kJ

⎝2⎠

T2V2T2T2p1−1

ΔS=nCV,mln+nRln=nCV,mln+nRln=6.479J⋅K

T1V1T1p2T1

六、

ΔvapHm1

(1)ln{p∗}=−⋅+C

RT

∴ΔvapHm=()8.314×4979.5525J=41.4kJ

*

pΔvapHm⎛11⎞

(2)由ln2=−⎜−⎟得

*⎜⎟

p1R⎝T2T1⎠

*

p2=101.2kPa

七、

A卷第5页

⎛∂U⎞⎛∂(H−pV)⎞⎛∂H⎞⎛∂V⎞⎛∂V⎞

(1)⎜⎟=⎜⎟=⎜⎟−p⎜⎟=Cp−p⎜⎟

⎝∂T⎠p⎝∂T⎠p⎝∂T⎠p⎝∂T⎠p⎝∂T⎠p

(2)dU=TdS−pdV

⎛∂U⎞⎛∂S⎞⎛∂V⎞⎛∂V⎞⎛∂V⎞

⎜⎟=T⎜⎟−p⎜⎟=−T⎜⎟−p⎜⎟

⎝∂p⎠