武汉理工大学物理化学期末考试试卷

. 武汉理工大学考试试题纸（ A卷） 课程名称 物 理 化 学 （上） 专业班级 题号 一 题分 26 二 30 三 10 四 12 五 10 六 12 七 八 九 十 总分 100 备注: 学生不得在试题纸上答题(含填空题、选择题等客观题) 一、填空题（26分，每空2分） 1．已知水在25～100℃之间平均恒压摩尔热容为75.48 J·K-1·mol-1，则在101.3kPa下，将1kg水从25℃加热至100℃所需的热为 。 2．某一温度下，反应C(s) + O2 (g) == CO2 (g) 的标准平衡常数为K1，反应 CO (g) + 1/2O2 (g) == CO2 ( g) 的标准平衡常数为K2，则同样温度下反应 2C (s) + O2 (g ) == 2CO (g) 的标准平衡常数K3与K1和K2的关系是K3=。 3．450 C时，将NH3(g)与N2(g)混合，由于NH3(g)的分解，最终得到NH3(g)、N2(g)和H2(g)平衡共存的系统，求该系统的组分数C ＝ ，自由数F ＝______。 4．克劳修斯不等式的形式是 ；其大于号适用于 过程。 5．对组成不变的均相封闭系统，(S/p)T = ；对理想气体，(S/p)T = 。 6．Cd(s)的蒸气压与温度的关系为：lg(p/Pa) =5693K/T6.439，Cd(l)的蒸气压与温度的关系为：lg(p/Pa) = 5218K/T 5.772，则Cd的三相点的温度为 ，压力为_______Pa。 7．如果在溶剂A中加入少量非挥发性溶质B组成溶液，溶液凝固时析出的固体A中也溶解有B，则该液态溶液的蒸气压将比纯A液体的蒸气压_________，沸点 ，凝固点___________。（填“升高”、“降低”、“不变”） 二、选择填空题（30分，每题2分） 1．反应PCl5(g) == PCl3(g) + Cl2(g)在473 K时的离解度为48.5%，而573 K时的离解度为97 %，则可判断为 A.平衡常数K=2 B.两温度的平衡常数K相等 C.反应是放热的 D.反应是吸热的 3．由A及B双组分构成的α和β两相系统，则在一定T，p下物质A由α相自发向β相转移的条件为 A.AA β B.AA β C.AA  D. AB 3．理想气体等温自由膨胀过程的 A.Q > 0 B.U < 0 C.W < 0 D.H = 0 4．对于只作膨胀功的封闭系统(A/T)V的值是 A.大于零 B.小于零 C.等于零 D.不能确定 5．在温度为T时，纯液体组分A和B的饱和蒸气压分别为pA*和pB*，且pB*=3 pA*，若组分A和B形成理想液态混合物，当气液两相平衡时，气相中组分A和B的物质的量相等。则组分A和B在液相中的摩尔分数各应是 A.xA=0.5 B.xA=3/4 C.xA=1/4 D.不能确定

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. 6．指出关于亨利定律的下列几点说明中，错误的是 A.溶质在气相和在溶剂中的分子状态必须相同 B.溶质必须是非挥发性溶质 C.溶液愈稀，亨利定律愈准确 D.对于混合气体，亨利定律能分别适用于每一种气体 7．等压反应热Qp = H 是指W’= 0，且满足 时，系统与环境交换的热 A.p2 = p1 = 定值 B.p(外) = 定值 C.p = p(外) D.p2 = p1 = p(外) = 定值 8．若某实际气体的体积小于同温同压同量的理想气体的体积，则其压缩因子Z应为 A.等于零 B.等于1 C.小于1 D.大于1 9．pV = 常数( = Cp,m/CV,m)适用的条件是 A.绝热过程 B.理想气体绝热过程 C.理想气体绝热可逆过程 D.绝热可逆过程 10．下列反应的焓变不符合标准摩尔生成焓定义的是 A. 3/2H2(g,p) +1/2N2(g,p) = NH3(g,p) B. 1/2H2(g,p) +1/2Br2(g,p) = HBr(g,p) C. 1/2N2(g,p) + O2(g,p) = NO2(g,p) D.Na(s,p) + 1/2Cl2(g,p) = NaCl(s,p) 11．根据克拉佩龙方程随着压力的增大，则H2O(l)的凝固点将 。 A. 上升 B. 下降 C. 不变 D. 不能确定。 12．实际气体处于下列哪种情况时，其行为与理想气体相近 A.高温高压 B.高温低压 C.低温高压 D.低温低压 13．若气体能借增大压力而被液化，则其对比温度Tr必为 。 A.任意值 B.Tr = 1 C.Tr≥1 D.Tr≤1 14．下列说法中正确是 A.理想气体等温过程，T = 0，故Q = 0 B.理想气体等压过程，U0 C.理想气体等容过程，HCpdT D.理想气体绝热过程，pV = 常数 15．已知气体A的状态方程式为p(V - nb) = nRT，其中b为常数，若该气体恒温从p1、V1膨胀到p2、V2，则过程的焓变为 。 A. H ＝ 0 B. H ＝ nRT ln(p1/p2) C.H ＝nb(V2－V1) D.H ＝nb(p2－p1) 三、在25℃时，正丁醇的蒸发焓为4260 kJ•mol-1，正丁醇的蒸气压为953.2Pa，问若将1 mol 25℃、953.2Pa的液态正丁醇在25℃下转变为1013 Pa的蒸气其熵变为多少？设正丁醇蒸气服从理想气体行为。（10分） 四、将1mol 理想气体在300K、0.5MPa下经过下列两个过程恒温膨胀至0.1MPa，分别计算各过程的W、Q、ΔU、ΔH、ΔS、ΔA及ΔG。（12分） （1）可逆过程 （2）恒外压（外压为0.1MPa）过程 五、反应 3 CuCl(g) === Cu3Cl3(g) 的rGm与T的关系如下：（10分） rGm/( J·mol-1) = - 528858 - 52.34(T / K)lg(T / K) + 438.2(T / K) 求：(1) 2000K时。此反应的rHm、rSm。 (2) 此反应在2000K，100kPa下平衡混合物中Cu3Cl3的摩尔分数。 （后面还有题） ;

. 六、某二元凝聚相图如图所示，请回答：（12分） ⑴ 填写下表； 相区编号 稳定相 相区编号 稳定相 1 5 2 6 3 7 4 8 ⑵ 用式子分别表示出三相线MN、KL线上所进行的过程； ⑶ 作熔体x的冷却曲线。 ;

. 武汉理工大学教务处 试题标准答案及评分标准用纸 课程名称： 物理化学(上) 一、填空题（26分，每空2分） 1．314.5 kJ 2．(K1/ K2)2 3．2，2 4．dS≥Q，不可逆 T环5．VnR， pTP6．712.1，35.8 7．降低，升高，或降低或升高 二、选择填空题（30分，每题2分） 1．D 2．A 11．B 12．B 3．D 13．D 4．B 14．C 5．B 6．B 15．D 7．D 8．C 9。C 10。B 三、（10分）解： 按题意所求的S可设计下列过程来计算。先恒温蒸发为25℃的饱和蒸气，再等温膨胀为1013Pa蒸气。 S 1 mol正丁醇( g ) 1 mol正丁醇( l ) 1013 Pa 25℃ 9532 Pa 25℃ S1 S2 （4分） 1 mol正丁醇( g ) 9532 Pa 25℃ SS1S2nvapHmTnRlnp1 （4分） p2S(426009532.8.314ln)J·K1298.21013. （2分） (142.918.6)J·K11615.J·K1四、（12分）解： （1）ΔU = ΔH = 0 W＝－nRTln(p1/p2) = －4014.3J Q＝－W＝4014.3J ΔS = nRln(p1/p2) = 13.4J/K ΔA = ΔG = －TΔS = －4014.3J （7分） （2）W＝－peΔV = －1995.4J （1分）

Q＝－W＝1995.4J （1分）

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ΔU = ΔH = 0 （1分） ΔS = nRln(p1/p2) = 13.4J/K （1分）

ΔA = ΔG =－TΔS =－4014.3J （1分）

rGmrSm五、（10分）(1)∵ (2分) TprSm(2000K) = -(-22.73 – 22.73lnT + 438.2) = - 242.7 J·mol-1·K-1 (2分) rGm(2000K) = - 528858 – 52.34×2000lg2000 + 438.2×2000 = 1.99 kJ·mol-1 (2000K) = rHmrGm(2000K) + TrSm(2000K) = - 483.41 kJ·mol-1 (2) K(2000K) = exp(- 1990/(8.314×2000)) = 0.887 3 CuCl(g) === Cu3Cl3(g)

x 1 - x

(1 – x)/x3 ×(100/100)-2 = 0.887

1 – x = 0.302 (2分)

六、（12分）解：⑴

相区编号 1 2 3 4 稳定相 l l+(s) (s) l+β(s) 相区编号 5 6 7 8 稳定相 l+D(s) β(s)  (s)+ D(s) β(s)+D(s) （4分）

⑵MN线：(s)+ D(s) → l (加热) 或 l → (s)+ D(s) (冷却) KL线：D(s) →β(s) + l (加热) 或 β(s) + l → D(s) (冷却)

（4分）

⑶

（4分）

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(2分)

(2分)