包头师范学院
2009-2010学年第 一 学期期末考试试卷答案（ A 卷） 院系 化学学院 专业 化学、应用化学 级 2007 考试科目 物理化学
院系任课教师签名： 谷中明、赵军 院系负责人签名： 题号 分数 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 装评分人 分 数 一、选择题：请将唯一正确答案的编号填入答卷中，本题共20题，每题2分，共40分。 订处 1．热力学第一定律的数学表达式?U?Q?W只能适用于（B） （A）孤立系统 （B）封闭系统（C）敞开系统（D）任意系统 2．某理想气体的??CpCv?1.4，则该气体为几原子分子气体（C） （A）四原子（B）三原子（C）双原子（D）单原子 3．实际气体的节流膨胀过程中，哪一组的描述是正确的（A） （A）Q?0,?H?0,?p?0（B）Q?0,?H?0,?p?0 （C）Q?0,?H?0,?p?0（D）Q?0,?H?0,?p?0 4.对于理想气体，下列表达式不正确的是（A） ??H???U??（A）??0 ??0（B）????T?p??V??T??U???H??（C）?（D）?0???0 ??p???V?T??T5.下列说法，哪一个正确（C） （A）液态水的生成焓即是氧气的燃烧焓 （B）水蒸气的生成焓即是氧气的燃烧焓 （C）液态水的生成焓即是氢气的燃烧焓 （D）水蒸气的生成焓即是氢气的燃烧焓 6．在绝热条件下，用大于气缸内的压力迅速推动活塞压缩气体，此过程的 熵变（A）
（A）大于零（B）等于零（C）小于零 （D）不能确定
7．有一个化学反应，在低温下可自发进行，随温度的升高，自发倾向降低，则该反应（D）
（A） ΔS>0，ΔH>0 （B） ΔS>0，ΔH<0 （C） ΔS<0，ΔH>0 （D） ΔS<0，ΔH<0
8．工作在100℃和25℃的两个大热源间的卡诺热机，其效率约为（A） （A）20%（B）25%（C）75%（D）100%
9．液态水在100℃及101325Pa条件下汽化，则该过程（C） （A）ΔH =0（B）ΔS= 0（C）ΔG= 0（D）ΔU= 0
10．热力学基本方程dG = -SdT + Vdp，可适用于下列哪个过程（B） （A） 298K、规范压力下，水气化成蒸汽 （B） 理想气体向真空膨胀 （C） 电解水制取氢气 （D） N2 + 3H2→ 2NH3未达到平衡
11．温度为273K，压力为10?105Pa下液态水和固态水的化学势???l?和???s?之间的关系为（C）
（A）???l??> ???s??（B）???l??= ???s?（C）???l??< ???s???（D）无确定关系 12．若要使CO2在水中的溶解度为最大，应选择的条件是（B） （A）高温高压（B）低温高压（C）低温低压（D）高温低压 13．二组分理想液态混合物的沸点论述正确的是（B）
（A） 沸点与溶液组成无关 （B） 沸点在两纯组分的沸点之间 （C） 小于任一纯组分的沸点（D） 大于任一纯组分的沸点 14．盐碱地的农作物长势不良，甚至枯萎，其主要原因是（D）
（A）天气太热（B）很少下雨（C）肥料不足 （D）水分从植物向土壤倒流 15．在相图上，当物系处于哪一个点时只有一个相（C）
（A） 恒沸点 （B） 熔点 （C） 临界点 （D） 低共熔点 16．在抽空密闭容器中加热NH4Cl，有一部分分解成NH3（g）和HCl（g），当
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物系建立平衡时，其组分数C、自由度f 和相数???是（A） （A）C=1 f=1 ????（B）C=2 f=2 ????
（C）C=1 f=2 ????（D）C=3 f=2 ???? 17．下列过程中能适用方程
dlnp?H（克-克方程）的是（A） ?2dTRTC(金刚石)
N2(g,T2,p2)
（A）H2O(l)H2O(g) （B）C(石墨) （C）Hg2Cl2(s)
2HgCl(g) （D）N2(g,T1,p1)
18．在等温等压下，当反应的?rGm?5 kJ/mol，该反应能否进行（C） （A）能正向自发进行（B）能逆向自发进行 （C）不能判断（D）不能进下
19.在某温度下，一密闭的刚性容器中的PCl5（g）达到分解平衡，若往此容器中
充人N2（g）使体系压力增大2倍（此时体系仍可按理想气体处理），则PCl5（g）的离解度将（C）
（A） 增大 （B） 减小 （C） 不变 （D）不定 20．在恒容条件下，在反应2NO2（g）
N2O4（g）（正反应为放热反应）达
到平衡后的体系中，提高温度则（B）
（A） 平衡向右移动 （B） 平衡向左移动 （C） 条件不充分，无法判断 （D） 平衡不移动
评分人 分 数 二、填空题：本题共10题，每题1分，共10分。
21.从同一始态经不同的过程到达同一终态，则状态函数的变化量相等。 22．某化学反应在恒压、绝热和只做膨胀功的条件下进行，系统温度由T1升高到T2，则此过程的?H等于 零。
23．在等温等压下发生的可逆相变A(l)A(g)，其?S大于零。 24．热力学第二定律的数学表达式为dS??QTe。
25.当溶剂中加入非挥发性溶质后，溶剂蒸气压下降，溶液的沸点Tb要比纯溶剂的沸点Tb?高。
26．在等温等压下，由A和B两种物质组成的均相系统中，若A的偏摩尔体积
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随浓度的改变而增大，则B的偏摩尔体积将减少。
27．在相平衡中，若各相中均有组分B，则组分B在各相中的化学势相等。 28. 理想液态混合物定温条件下的p~xB~yB相图，其显著特征是液相线为 直线 。 29．已知反应A==2B + C的规范平衡常数K1，反应M+1/2C==D的规范平衡常数为K2，则反应1/2A+M==D+B的规范平衡常数K3=K2（?K1）。 30．在温度为T时，将NH4HS(s)置于抽空的容器中，当反应
NH4HS(s)NH3(g) + H2S(g)达平衡时，测得总压力为p，则反应的规范平衡常数K与总压的关系式为K1?p???4??p???。 ?212评分人 分 数 三、判断题：正确选用“√”，错误选用“×”。本题共10题，每题1分，共10分。
31．可逆过程就是从状态1到状态2进行的速率无限缓慢的过程。（?） 32．在101.325kPa下，1mol 100℃的水恒温蒸发为100℃的水蒸气。若水蒸气可视为理想气体，由于过程等温，所以该过程ΔU = 0。 （?） 33．对任意一可逆循环过程其ΔS=0，而不可逆循环过程则ΔS>0。（?） 34．四个热力学基本公式，适用于任意的变化过程如化学变化过程。（?） 35. 对于理想液态混合物而言，亨利定律与拉乌尔定律是等效的。（√） 36. 蒸馏低浓度的乙醇溶液不能得到无水乙醇。（√）
37．二组分相图中恒沸点混合物的组成随外压力的不同而不同。（√） 38．在多相平衡系统中，杠杆规则适用于二组分系统的任何相区。（?） 39．规范平衡常数的数值不仅与方程式的写法有关，而与规范态的选择无关。（?） 40．如果某一化学反应的?rHm?0，则该反应K随温度的升高而增大。（√）
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评分人 分 数 四、相图分析：本题共1题，每题10分，共10分。
41、乙酸（A）与苯（B）的相图如下所示，已知低共熔温度为265K，低共熔混合物中含苯的质量分数为0.64。
（1）分析各区的所存在的相和条件自由度f*（4分）
（2）说明CE，DE，FEG三条线上平衡共存的相及自由度f*(3分)
（3）含苯为0.25和0.75的溶液自298K冷却至260K，画出冷却过程中的步冷曲线。（3分）
相区 存在的相 条件自由度f* 2 1 1 1 条件自由度f* 1 1 0 1（CED以上区域） 溶液l 2（CFE区域） 3（DEG区域） 溶液l + A(S) 溶液l + B(S) 4（FEG以下区域） A(S) + B(S) 相线 CE相线 DE相线 FEG相线 存在的相 溶液l + A(S) 溶液l + B(S) 溶液l + A(S) + B(S) 5 / 6
评分人 分 数 五、计算题：本题共4题，共30分。
42．（8分）有2 mol理想气体从始态300K，20dm3，经等温可逆膨胀至50dm3，求该过程的Q，W,?U,?H和?S。
43．（8分）在413K，纯C6H5Cl(l)和纯C6H5Br(l)的蒸汽压分别为125.24kPa和66.10kPa。假定两种液体形成某理想液态混合物，在101.33kPa和413时沸腾。试求：
（1）沸腾时理想液态混合物的组成； （2）沸腾时液面上方蒸气的组成。
44、（8分）NH3（g）制备HNO3的一种工业方法，是将NH3（g）与空气的混合物通过高温下的金属Pt催化剂，主要反应为：
4NH3（g）+ 5O2（g）= 4NO（g）+ 6 H2O（g）
试计算1073K时的规范平衡常数。设反应的ΔrHmθ不随温度而改变，所需热力学数据见表。
NH3（g） H2O（g） NO（g） O2（g） 90.25 86.55 0 0 ΔfHmθ(298K) / kJ·mol-1 -46.11 -241.818 ΔfGmθ(298K) / kJ·mol-1 -16.45 -228.572
45.（6分）已知298K时，CH4(g)，CO2(g)，H2O(l)的规范摩尔生成焓分别为-74.8kJ/mol，-393.5kJ/mol，-285.8kJ/mol。请计算298K时CH4(g)的规范燃烧焓。
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