《物理化學》期中試卷答案

注意事項1注意事項1、學生的院（系）姓名、學號必須填寫在考生信息欄內指定的位置。2和地點。3欄號學息信名姓生考級班）系（院……線……訂……裝………………2007—2008學年第一學期化學與材料學院2006級材料科學與工程專業(yè)試卷類別：開卷（ ）閉卷試卷類別：開卷（ ）閉卷考試用時：120分鐘考試時間：2008年10月20日上午考試地點：題號分數一二三四（1）四（2）四（3）四（4）五（1）五（2）總分評卷人復核人物理化學期中試卷 共物理化學期中試卷 共9頁第1頁考生考試誠信承諾書在我填寫考生信息后，表示我已閱讀和理解《龍巖學院考試如有違反將接受處理；我保證在本科目考試中，本人所提供的個人信息是真實、準確的。考生簽名：物理化學期中試卷 共9頁第2頁一、判斷題（110分，正確的打“√”，錯誤的打“×”）絕熱過程都是等熵過程（?？赡艿模ā?。在等溫等壓條件下，G0的過程一定不能進行（×。4.在-10℃，101.325kPa

O(l)凝結為冰是一個不可逆過程，故此過程的熵變大于零（×。5.理想氣體在恒定的外壓力下絕熱膨脹。因為是恒壓，所以=Q是絕熱，Q=H=0（×。6.100℃時，1molH

2O(l)1mol

2O(g)，這個過程的熱量即為2HO(l10℃的摩爾汽化焓（×。2定達不到此終態(tài)（√。在臨界點，飽和液體與飽和蒸氣的摩爾體積相等（√。對應狀態(tài)的兩種不同氣體，各自對于理想氣體行為的偏離程度相同（√。Q因為Qp

=

=

與Qv也是欄號學息信名姓生考級班欄號學息信名姓生考級班）系（院……線……訂……裝………………vp二、選擇題（每題1分，共10分，填上正確答案。）一定量的N2氣在恒定的溫度下增大壓力，則其吉布斯函數(AA．增大 B．不變 C．減小II過程的自發(fā)性（C。A.△G B.△U C.△S D.△H工作在100℃和25℃的兩大熱源間的卡諾熱機，其效率（A．20% B.25% C.75% D.100%。物理化學期中試卷物理化學期中試卷共9頁第3頁A→2B

,1(T)及反應2A→C的標準摩爾焓變?yōu)閞H（。

,2(T)

則反應C→4B的,3(T)是：A.2△rH

,1(T)+△

,2(T)

B.△rH ,2(T)－2r△H ,1(T)C.△rH

,2(T)+△

,1(T)

D.2△rH ,1(T)－△

,2(T)5.理想氣體節(jié)流膨脹時，[(pV)] = 0（選填：>，=，<）H25℃時有反應

H(l)+76

O2(g)

O(l)+6CO2

(g)2若反應中各氣體物質均可視為理想氣體，則其反應的標準摩爾焓變△rH2與反應的標準摩爾熱力學能變U 之差約為（1。A.－3.7kJ·mol-1B.1.2kJ·mol-1 C.－1.2kJ·mol-1 D.3.7kJ·mol-11mol理想氣體從相同的始態(tài)（p1，V1，T1）分別經絕熱可逆膨脹到達終態(tài)（p，V，T

，經絕熱不可逆膨脹到達

T

> T，2 2 2

2 2 2 2 2V22' > VV22

，S

>

（選填：>， =， <）2（2。2A.上升 B.下降 C.不變。 100dm325℃，101.3kPa下發(fā)生劇烈化學反應，容器5066kPa1000（25101.3kPa（。A.該過程==0 B.該過程=0，W0C.該過程=0，Q0 D.該過程W=0，Q010O2H2O(D)是正確的。A.=0 B.=0 C.pVγ=常數 D.=0。三、填空題（共20分，在題中“ ”處填上正確答案）物理化學期中試卷 共9頁第4頁…… 1.(2分)熱力學基本方程的適用條件為組成可變…f… 的 均相封閉系統(tǒng)和不做非體積功W=0 。f…… 2.本題2分今有等溫等壓下的化學反應aAbB==yYzZ 則用化學勢表示…… （向右…

bB

)(yY

z) 或Z欄 … … B

0 ?！瑽號… 3.(本題2分)某些情況下混合氣體中組分B的逸度f可用路易斯-蘭德爾規(guī)則…B學……… fB=fB*.yB計算式中fB*是純物質B在系統(tǒng)溫度和總壓力下的逸度，yB是息 線 物質B在混合氣體中的摩爾分數?！璮…… 4.(本題2分)已知△H (FeO,s,298K)=－2265kJ·mol-1；f……△H (CO,g,298K)=－39351kJ·mol-1；… f 2… △H (FeO,s,298K)=－82132kJ·mol-1；信 … f 2 3名…f…姓訂 △H (CO,g,298K)kJ·mol-1；f…… 則

O3(s)+CO(g)==2FeO(s)+CO2

反應的△H (298K)=r… 8535kJ·mol-1 。r…… 5.(本題2分)絕熱不可逆膨脹過程系統(tǒng)的> 0，絕熱不可逆壓縮過程系…生 … 統(tǒng)的> 0（選填>，<或=）……裝 6.(本題2分)1mol理想氣體在絕熱條件下向真空膨脹至體積變?yōu)樵w積的10…班級… 倍，則此過程的= 19.14J·K-1 。班…）… 7.(2分)系…考 （…RI院……壓可逆 過程，當通電時間t后= I2RT 。(以I，R，t表示)……8.本題6分將一電熱絲浸入水中（如圖，通以電流，如圖：……物理化學期中試卷 共9頁第5頁（1）以電熱絲為系統(tǒng)，Q < 0，W > > 0；（2）以電熱絲和水為系統(tǒng)，Q = 0，W > > 0；（3）以電熱絲、電源、水及其他一切有關的部分為系統(tǒng)Q = 0，W = = 0（選填：>、=或<四、計算題(40分)1(5分)20℃時，乙醚58.955kPa100g乙醚中溶入某非揮發(fā)性有機物質（B）10.0g56.795kPa，試求該有機物質的摩爾質量。(MA=74.08g.mol-1)解：由拉烏爾定律:p p*x

p*

)p*1

m /M B B A A A

B A

m /MA

m /MB B=58.955kPa×1

10g/M B 100g/74.08gmol-110g/M B=56.795kPa解得：MB=195g·mol-1 （5分）2(5分)(C10H16O)6.50kJ·molkfR(T*)2M

=152.2g·mol1。)樟腦解：kf= f H Afus m= 8.314J·K1·mol1(451.6K)2152.2103kg·mol1=397K·kg·mol

103J·mol1

(5分)3、15分)1mol理想氣體(Cp,m=5R/2)0.2MPa，5dm3等溫(T1)可1(5T1T2T1和壓力。物理化學期中試卷物理化學期中試卷共9頁第6頁……… 1p-V圖上繪出上述過程的示意圖；……… (2T1T2；…… (3?！瓩?… 解：(1) （2分）……號…學……息 線………………信 …名……姓訂 (2)T1=p1V1/nR=0.2×106Pa×5×10-3m3/8.314=120.3K (1分)…… T2=p2V2/nR=1×106Pa×5×10-3m3/8.314=601.4K (1分)… (3)AB：…… ==0。 (1分)…… V生 … W－nRTln

21×8.314×120.3ln1/5=1.61kJ (1分)V裝… Q=－W=－1 kJ。 (1分)裝1.61級… BC:班… =nCp,m(TC－TB)=1×2.5×8.314×(601.4-120.3)=10kJ (1分)… =）…

v,,m(

TC－TB

1×1.5×8.314×(601.4-120.3)=6.0kJ (1分)系…考 （院

W=－pe(VC－VB)=1×106Pa×(5-1)×10-3m3=－4.0kJ (1分)Qp=△H=10.0kJ (1分)CA:…… …

p,m

C)=1×2.5×8.314×(120.3-601.4)=－10kJ (1分)… =nCv,m(TA－TC)=1×1.5×8.314×(120.3-601.4)=－6.0kJ (1分)…… W=0 (1分)…… =－6.0kJ (1分)… 4.(15分)1molO2(g)298K，200kPa800kPa… ，試求該過程的和?！?(

p,m

=3.5R，S =205.14J.K-1.mol-1)

iso物理化學期中試卷 共9頁第7頁解：∵絕熱可逆，∴Q=0，S=0 (2分)2 1 1 Tγ=Tγ(p/p1-γ (2分2 1 1 γ=Cp,m/Cv,m=7/5 (1分)lnT2=lnT1+(1-1/γ)ln4，T2/T1=42/7T2=442.8K (2分)U=nC

)=1×2.5×8.314×(442.8-298)=3009.7J (1分)p,m 2 (T-T)=1×3.5×8.314×(442.8-298)=4213.5J (1p,m 2 3.01kJ (1分)S2S1 (1分)G=H-(TS)=H-S(T2-T1)3009.7-205.14×(442.8-298)=-26694.57 (1分)A=U-(TS)=U-S(T2-T1)=4213.5-205.14×(442.8-298)=-25490.77J (1分)Ssub=0 (1分)=0 (1分)五、證明題（每題10分，共20分）(10分)p，V，T變化過程的證明：

dS(nC

V,m

/T)(T)p

dp(nC

p

/T)(TV

) dVpT(U)

(U)

(T

C (T) ,(S

C /T

/T (3分)S VT(H)S

T V(U)T

S V(T)S

V S C (T)p S

T ,(S)T

VC /Tp

V,m/p,m

(3分)設S=S(p，V)，則： (2分)dS(S)pV

dp(SV

) dV(S)p T

(T)p

dp(S)T

(TV

) dVp(nC

V,m

/T)(T)p

dp(nC

p

/T)(TV

) dV 即證。 (2分)pJT2、(本題10)試證明： JT

1Cp,m

H，( m)，p

J-T

為焦耳-湯姆孫系數物理化學期中試卷物理化學期中試卷共9頁第8頁證明：設H =H（2分）m mdH (Hm

Hm) dT( m) dpp T

（2分）T