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2009～ 2010 学年 第 2 学期考试试卷
主考教师： 徐菁利
学院 化学化工学院 班级 __________ 姓名 __________学号 ___________
《物理化学（一）》课程试卷B参考答案与评分标准
（本卷考试时间 120分钟）
题号 一 题分 20 得分 二 20 三 10 四 10 五 15 六 10 七 15 八 九 十 总得分 100 一、选择题（本题共10小题，每小题2分，共20分）
1、当理想气体反抗一定的压力作绝热膨胀时，则： ( D )
( A )焓总是不变； ( B )热力学能总是增加； ( C )焓总是增加； ( D )热力学能总是减少。
2、下列四个偏微商中哪个是化学势? ( A )
(A) (?U/?nB)S,V,nj (B) (?H/?nB) S,V,nj (C) (?A/?nB)T,p,nj (D) (?G/?nB)S,p,nj
3、1mol 理想气体经历可逆绝热过程，功的计算式有下列几种，其中哪一个是错误的? ( B )
(A) CV(T1-T2) (B) Cp(T2-T1) (C) (p1V1- p2V2)/(γ-1) (D) R(T1-T2)/( γ-1)
4、下列四种表述： (1) 等温等压下的可逆相变过程中，体系的熵变ΔS =ΔH相变/T相变? (2) 体系经历一自发过程总有 dS > 0 (3) 自发过程的方向就是混乱度增加的方向 (4) 在绝热可逆过程中，体系的熵变为零 两者都不正确者为：
( C )
(A) (1)，(2) (B) (3)，(4) (C) (2)，(3) (D) (1)，(4)
5、在标准压力p?下,383.15 K的水变为同温下的蒸气,吸热Qp。该相变过程中,哪个关系式不
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能成立?
( C ) (A) ΔG < 0 (B) ΔH = Qp (C) ΔSiso < 0 (D) ΔSiso > 0
6、25℃时，1 mol 理想气体等温膨胀，压力从 10p变到p，体系吉布斯自由能变化多少？
( D ) (A) 0.04 kJ (B) -12.4 kJ
(C) 1.24 kJ (D) -5.70 kJ
7、已知纯理想气体反应：2SO3(g)???2SO2(g)?O2(g) 则对于该反应，等温等压下添加惰性组分，平衡将： ( C )（A）向左移动；（B）不移动；（C）向右移动 （D）无法确定
8、质量摩尔浓度凝固点降低常数 Kf，其值决定于： ( A ) (A) 溶剂的本性 (B) 溶质的本性 (C) 溶液的浓度 (D) 温度
9、 298 K, p?下,苯和甲苯形成理想液体混合物,第一份溶液体积为2 dm3,苯的摩尔分数为0.25,苯的化学势为?1,第二份溶液的体积为1 dm3,苯的摩尔分数为0.5,化学势为μ2,则：
( B ) (A) μ1>μ2 (B) μ1<μ2 (C) μ1=μ2 (D) 不确定
10、在 T 时，某纯液体的蒸气压为11732.37 Pa。当0.2 mol的一非挥发性溶质溶于0.8 mol 的该液体中形成溶液时，溶液的蒸气压为5332.89 Pa。设蒸气是理想的，则在该溶液中，溶
剂的活度系数是： ( B ) (A) 2.27 (B) 0.568 (C) 1.80 (D) 0.23
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?
二、填空题（本题共10小题，每题2分，共20分）
1、对一封闭体系，Wf = 0 时，下列过程中体系的ΔU，ΔS，ΔG何者必为零？
(1) 绝热密闭刚性容器中进行的化学反应过程 ΔU=0 ； (2) 某物质的恒温恒压可逆相变过程 ΔG=0 ； (3) 某物质经一循环恢复原状态 ΔU=0 ΔS=0 ΔG=0 。
2、10 mol单原子理想气体,在恒外压0.987p?下由400 K,2p?等温膨胀至0.987p?,物体对环境作功 16.85 kJ。
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3、在 298 K 时,气相反应H2＋I2＝2HI的ΔrGm?＝-16778 J?mol-1，则反应的平衡常数 ?
K p为 873
4、 在298K，101.325kPa下，将5mol苯和5mol甲苯混合形成理想液态混合物，则该过程的?mixH= 0 ,?mixV= 0 。
5、 NaCl 水溶液总体积随 NaCl 浓度变化关系表示为： V/m3= [1002.874 + 17.8213(m2/mol·kg-1) + 0.87391(m2/mol·kg-1)]2 ×0.047225(m2/mol·kg-1)3×10-6 则在m2=1.000 mol·kg时,NaCl的偏摩尔体积VNaCl,m= 19.50×10 m·mol。
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-6
3
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6、 PCl5的分解反应是 PCl5(g) ＝ PCl3(g) + Cl2(g)，在473 K达到平衡时， PCl5(g)有 48.5% 分解，在573 K 达到平衡时，有 97% 分解，则此反应为 吸热 反应（吸热，放热，既不吸热也不放热）
7、在 100℃ 和 25℃ 之间工作的热机，其最大效率为 20%
8、 373 K， p下，液态水和水蒸气的化学势分别为μ(l) 和μ(g)，两者的关系为： μ(l) = μ(g) (＞，＜，=,不能确定)
?
9、某蛋白质在323.2 K时变性并达到平衡状态,即 天然蛋白质 变性蛋白质 已知该变性过程的 ΔrHm(323.2 K)=29.288 kJ·mol-1 ,
则该反应的熵变 ΔrSm(323.2 K)= 90.62 J·K-1·mol-1。
10、 逸度等于100kPa的状态就是气体的标准态。此结论 错误 。
气体的标准态就是逸度为100kPa，且符合理想气体行为的状态，此结论 正确 。
（填正确或错误）
三、已知p,298 K下, C(s), H2(g)和C6H6(l)的燃烧热分别为-393.3 kJ·mol, -285.8 kJ·mol和
-1?
?C6H6(l)的热效应ΔrHm。 -3268 kJ·mol。求反应6C(s)+3H2(g) ??
[答] 上述各物的燃烧反应为 (1) C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔcHm?,1
1 (2) H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔcHm?,2
2 (3) C6H6(l)+(15/2)O2=6CO2(g)+3H2O(l) ΔcHm?,3 (6分)
ΔrHm=6×ΔcHm,1 +3×ΔcHm,2 -ΔcHm,3 =50.6 kJ·mol (4分)
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四、有两个由A与B形成的理想液态混合物，已知第一个含有1molA和3molB，它的总蒸气压为101.325kPa。第二个含有2molA和2molB，它的总蒸气压大于101.325kPa，但若加入6molC后，总蒸气压降到101.325kPa，已知纯C的饱和蒸气压为81.060kPa，并且可与A、B形成理想液态混合物。假定蒸气为理想气体。 求纯A和纯B的饱和蒸汽压。
[答] 第一个理想液态混合物
** P总=p*x+pBxB =0.25p*+0.75pB=101.325kPa (1) (3分) AAA 第二个理想液态混合物
**** P总=p*x+x+x=0.2+0.2+0.6×81.060kPa=101.325kPa (2) (3分) ppppAB CCBBAA* 解得：p*=192.518kPa pB=70.928kPa (4分) A
五、1mol液体水在100 ?C、101.325kPa下，变为相同温度压力下的水蒸汽，水蒸汽可视为理想气体，液体水的体积可忽略。求该过程的W、Q及体系的?U、?H、?S、?A及?G，并判断过程的方向。已知100?C、101.325kPa下水的蒸发焓ΔvapHm?(H2O)=40.69 kJ/mol。
[答] W=-3.1kJ (3分)
?H =Qp=40.69 kJ (2分)
?U=37.59kJ (3分)
?G=0 (1分)
?S=40690/373.15=109.04 J/K (3分)
?A=W=-3.1kJ (3分)
六、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 12000 K 时的K p 分别为 2.472 及 37.58，试计算在此温度范围内的平均
?
反应焓ΔrHm?，及在 1100 K 时反应的平衡常数 K p (1100 K)。
[答] 若在 T1至 T2范围内平均反应热为常数，则
???
ln(K p，2 / K p，1) = (ΔrHm/R)×[(T2-T1)/(T2T1)] (4分) ΔrHm= [T2T1/(T2-T1)](8.314 J·K·mol)×ln(37.58/2.472)
= 135.8 kJ·mol (2分) ln K p? (1100 K) = ln K p? (1000 K) + (ΔrHm? /R)[(1100-1000)/(1100×1000)] = 2.390
?
K p (1100 K) = 10.91 (4分)
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七、在298 K时,将1mol N2从p绝热可逆压缩到10p,求Q，W，?U，?H，?A，?G，?S和?Siso。已知Cp, m(N2)=(7/2)R,在298 K，p下, N2的标准摩尔熵为191.5 J·K·mol。 设N2为理想气体。
[答] 因是绝热可逆过程,所以Q=0,且
??
?-1-1
1??1??S=0。利用方程p1T1?p2T2?
又知?=Cp/CV =7/5 , 解得 T2=575.3 K (2分) W=ΔU=nCV,m (T2-T1)= 5.764 kJ (2分) ΔU=W=5.764 kJ ΔH=nCp,m (T2-T1)=8.069 kJ ΔA=ΔU-SΔT=-47.34 kJ ΔG=ΔH-SΔT= -45.03 kJ ΔS=0 ΔSiso=0
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(2分) (2分) (2分) (2分)
(1分) (2分)