四川大學年《物理化學》期末試題A卷及答案

1、PAGE 填空題（每小題3分，共45分）1. 273.15K,101.325KPa下，固體冰融化為水，其過程的Q 0， W 0， U 0 ，H 0，2. 1mol 25的液體苯在彈式量熱計中完全燃燒，放熱3264KJ，則反應 2C6H6（l）+15O2（g） = 12CO2（g） +6H2O（l）的rUm（298K）= KJmol-1 ，rH m（298K）= KJmol-13. 298K時某化學反應的rH m= -16.74 KJmol-1 ，rCp，m =16.74 JKmol-1，則該化學反應在 K溫度下反應時的反應熱為零。4. 1mol單原子理想氣體等容從T1冷卻到T2，則該過程的S

2、0， W 0。5. 1mol的液態(tài)水由100,101.325KPa向真空蒸發(fā)為100,101.325KPa的水蒸氣，已知此過程的H = 40.6 KJ，則該過程的Q = KJ，W = KJ， U = KJ ，S = JK-1，A = KJ，G = KJ。6. 在 298.15K,101.325KPa下，將0.5 mol苯和0.5 mol甲苯混合形成理想液體混合物，該過程的U = ，H = ，S = 。7. 2molA和1molB形成的理想液體混合物，已知PA = 90KPa，PB =30KPa。則氣相中兩物質(zhì)摩爾分數(shù)之比yA：yB = 。8. 設葡萄糖在人體（體溫為36.8）血液中和尿液中的質(zhì)

3、量摩爾濃度分別為5.5010-3 molKg-1和5.5010-5molKg-1，若將1mol葡萄糖從尿中轉(zhuǎn)移到血液中，腎臟至少須作 KJ的功。9. 已知fGm（HCl，g，298K）= -95.625 KJmol-1，則反應 H2（g） + Cl2（g） = 2HCl（g）的Kp= ，Kc = ，Ky = 。某化學反應的K與T的關系為：lnK=1.0105/T 8.0 則該反應的rHm= KJmol-1，rSm= JKmol-1 。11. 某化學反應的rGm =（-21660+54.15T）Jmol，若要使該反應的平衡常數(shù)K1，則應將溫度控制在 。12. 在石灰窯中，分解反應 CaCO3（s

4、）= CaO（s） + CO2（g） 已達平衡，則該系統(tǒng)的獨立組分數(shù)C = ，相數(shù)= ，自由度數(shù)f = 。13. CaCO3（s），CaO（s），BaCO3（s），BaO（s）和CO2（g）達到平衡時，此系統(tǒng)的獨立組分數(shù)C = ，相數(shù)= ，自由度數(shù)f = 。14. 已知水的平均汽化熱為40.6 KJmol-1，若壓力鍋允許的最高溫度為423K，此時壓力鍋內(nèi)的壓力為 kPa 。15. UF6（s）的蒸汽壓與溫度的關系式為ln（P/Pa） = 29.416 5894.6/（T/K），則其平均升華熱為 KJmol-1. （5分） 2mol理想氣體的始態(tài)為500K、10 p, 經(jīng)等溫可逆過程膨脹到1

5、p, 求此過程的Q, W,U, H, S, A，G?（10分）1mol單原子分子理想氣體經(jīng)一不可逆絕熱膨脹過程達到終態(tài)273K, 1 p,已知此過程的S=20.9 J.K-1mol-1, W = -1255 J, 終態(tài)時,氣體的規(guī)定熵為188.3 J.K-1mol-1, 試求此過程的U,H,A,G和體系初始狀態(tài)的溫度T?（10分）某水溶液含有不揮發(fā)性溶質(zhì)，在-1.5時凝固，已知水的Kf =1.86Kmol-1Kg， Kb =0.52Kmol-1Kg。水在25時的p=3.167 kPa，試計算 (1) 該溶液的正常沸點；(2)在298.15K時該溶液的蒸汽壓和滲透壓。（10分）已知25時,Ag2

6、O(s)的fHm= -30.59 KJmol-1。Ag2O(s) ,Ag (s) ,O2(g) 在25時Sm分別為121.71， 42.69和205.14JKmol-1。(1)求25時Ag2O(s)的分解壓力；(2)純Ag (s) 在25，p的空氣中能否被氧化？已知空氣中氧的含量為0.21（摩爾分數(shù)）（10分）苯的正常沸點為353K，摩爾氣化焓vapHm30.77kJmol-1，今將353K，P下1mol液態(tài)苯向真空等溫蒸發(fā)為同溫同壓的苯蒸汽（設為理想氣體）。（1） 計算該過程中苯吸收的熱量Q和作的功W；（2） 求苯的摩爾氣化自由能vapGm和摩爾氣體熵vapSm；（3） 求環(huán)境的熵變；（4）

7、 使用哪種判據(jù)，可以判別上述過程可逆與否？并判別之。（10分）已知AB兩組分體系相圖，如圖：1.標出各相區(qū)的相態(tài)； 2.指出相圖中的三相線及相應相組成；3.A、B是否組成中間化合物？若有，寫出其化學式，其穩(wěn)定性如何？4.AB混合物在什么情況下凝固點最低？5.繪制a,b表示的兩個體系冷卻時的步冷曲線。一、填空題1、Q0， W0，U0， H0 。 2、rU=-6528，rH=-65383、1298K 4、S0，W=05、Q=37.5kJ， W=0 kJ，U=37.5kJ， S=108.8A=-3.1 kJ，G=0 kJ6、U=0， H=0， S=5.76。 7、6/18、11.9 kJ 9、 Kp

8、= 3.344103 ，Kc= 3.344103，Ky = 3.34410 3。10、-831.4，-66.51 11、400 k以下 12、2、3、1 13、4、5、114、472.88kPa 15、49.02kJmol-1二、解: 此過程是理想氣體等溫過程, 故有: U=0（2分） H=0（2分） Q = W = nRTln(p1/p2) = 28.314500ln(10/1)=19144J（2分）S = nRln(p1/p2) = 38.29J.K-1（2分） A = G = nRTln(p2/p1) = 19144J（2分） 三、解： 此過程是一絕熱過程, 故: Q=0 U = W =

9、 1255J（2分）對理想氣體有： U = CV (T2T1) （1分） T1 = T2 U/CV = 273(1255/1.5R) = 373.6 K（2分） H = CpT = 2.5R(273373.6) = 2091J（2分）S1= S2S = 188.320.9 = 167.4 J.K-1.mol-1（2分） A = (UTS) = U(T2S2T1S1) （2分）= 1255(273188.3373.6167.4) = 9880J（2分） G = (HTS) = H(T2S2T1S1) = 2091(273188.3373.6167.4) = 9044J（2分）此體系的初態(tài)為：T=

10、 373.6K,U=1255 JH=2091 J A = 9880 J G = 9044 J四、解（1）Tf=kfmB （1分） mB=Tf/ kf=1.5/1.86=0.806molkg-1（2分）Tb=kbmB =0.520.806=0.402 （2分） Tb= Tb+Tb=373.15+0.402=373.55k（2分）因溶液為稀溶液 xB=0.806/（1000/18.2+0.806）= 0.0143（2分）pA = PA*xA = 3.167（100143）= 3.122kPa（2分）稀溶液的密度近似為1kgdm-3，CB = 0.806moldm-3 = 806 molm-3（2分

11、）= CBRT=8068.314298.2=1.998103kPa（2分）五、解：Ag2O（s）=2Ag（s）+1/2O2（g）rHm=-fHmAg2O（s）= 30.59 K （2分） rSm=66.24 JKmol-1（2分）rGm=rHm-TrSm=10.84103 Jmol-1 （2分） K=exp（-rGm/RT）=0.0126（3分）PO2= （K）2P=15.9Pa（3分）（2）在空氣中PO2=0.21101325 Pa=21278.2 Pa分解壓（2分） 所以反應得逆向進行，故Ag可被氧化（1分）六、解：（1）因是恒溫向真空膨脹 W=0，又因 T1=T2，P1=P2， =30770 Jmol-1Q=- P(Vg-V1)- PVg=-nRT =30770-8.314353=27835.16 J（4分）（2）vapSmQR/T87.2JK1 vapGm0（2分）（3）S環(huán)Q實際/T78.9JK1（2分）（4）S總S環(huán)vapSm8.3JK10所以原過程為不可逆過程。（2分）七、解：（1） 1. 熔融物L 2. L+A(s) 3. A(s)+