福建農(nóng)林大學掛科補考試卷及答案(上)

福建農(nóng)林大學掛科補考試卷2007——2021學年第二學期課程名稱：物理化學〔上〕 考試時間120min 地點：化工、輕化、材料專業(yè) 年級 班 學號 姓題號得分得分得分評卷人簽字

— 二 三 四 五 總得分復核人簽字一、簡答題〔共34分〕寫出四個最常用的氣體狀態(tài)方程〔理想氣體狀態(tài)方程、范德華方程、維里方程、有壓縮因子的狀態(tài)方程〕。〔4分〕6分〕〔1〕狀態(tài)方程、微觀模型、混合性質(zhì)〔2〕熱力學性質(zhì)〔內(nèi)能、焓、熱容、恒壓熱容與恒容熱容差值〕4分〕寫出熱力學三個判據(jù)的不等式；其適用范圍各是什么？〔4分〕二組分系統(tǒng)的相圖有哪些類型？〔4氣—液平衡相圖：固—液平衡相圖：100℃時的蒸發(fā)焓為

Hvap

〔373K〕，問：用一工業(yè)鍋爐，在恒壓下將1Kg20℃180的水蒸氣，需多少熱？只要求畫出求解的過程框圖〔2和計算式〔4寫出以下熱力學公式的適用范圍〔4分〕〔1〕△U=W〔2〕lnp

Hvap

C ， ，RT?！?〕△H=Q 、 、 ?！?〕熵判據(jù) 。根據(jù)相圖，簡述將苯和甲苯的混合溶液t由a點變化到b點的變化過程。〔4分〕tAa t2t1

p=const g.bL G212 l+g GL 11G2：

a tBG2 b：

l0 CHCH(A)-CH(B) 1A 6 5 3 6 6 B得分得分120分〕NO.答案1234567891011 12 13 14 15 16 17 18 19 20功和熱都是途徑函數(shù)，無確定的變化途徑就無確定的數(shù)值；途徑函數(shù)，對應(yīng)某一狀態(tài)有以確定值；狀態(tài)函數(shù)變化量與途徑無關(guān)； D.狀態(tài)函數(shù)始終態(tài)確定其值也確定；2．1mol某理想氣體在恒壓下溫度升高1K時，此過程的體積功A.8.314J B.﹣8.314J C.0J假設(shè)液態(tài)水在溫度T時的標準摩爾生成焓為x，那么氫氣在該溫度下的標準燃燒焓為 A.x B.–x C.0 D.–2x以下說法中不符合熱力學第一定律的是在孤立體系中內(nèi)發(fā)生的任何過程中，體系的內(nèi)能不變；在任何等溫變化過程中體系的內(nèi)能不變；在任一循環(huán)過程中W=﹣Q； D.在理想氣體自由膨脹過程中=△U=05．一定量理想氣體在絕熱條件下由始態(tài)對抗恒外壓膨脹至終態(tài)，結(jié)果體系對外作功。對體系，以下表達不正確的選項是A.△U＜0 B.△H＜0 C.W＜0 D.Q＜0反響2A+B→C中，反響物A從6mol變到2mol，那么反響進度Δξ為A.1mol B.-2mol C.2mol D.7．根據(jù)熱力學第二定律，在一循環(huán)過程中，A.功和熱可以完全互相轉(zhuǎn)換； B.功和熱都不能完全互相轉(zhuǎn)換；C.功可以完全轉(zhuǎn)化為熱，熱不能完全轉(zhuǎn)化為功；D.功不能完全轉(zhuǎn)化為熱，熱可以完全轉(zhuǎn)化為功；8．由熱力學根本方程判斷：一定量的N2氣在恒定的溫度下增大壓力，那么其吉斯函數(shù) A.增大 B.不變 C.減小在101.325kpa下，-10℃時過冷水結(jié)成冰是一個自發(fā)過程，該過程A．△S=0，△G=0 B.△S>0，△G<0C.△S<0，△G<0 D.△S>0，△G>0應(yīng)用ΔG0作為變化方向或限度的判據(jù)可適用于以下哪一種過程？以下關(guān)于熵的說法，哪一句是對的？A.隔離系統(tǒng)的熵永遠增加。 B.隔離系統(tǒng)的熵永不減少。C.可以用體系的熵值是增加或不變來判斷過程是自發(fā)變化或達平衡D.純物質(zhì)在溫度趨近于0K時熵規(guī)定為零。理想氣體從狀態(tài)I等溫自由膨脹到狀態(tài)II，哪個狀態(tài)函數(shù)的變量最適宜用來斷過程的自發(fā)性。A. G B. U C. S D. H以下各量中，化學勢定義式為A. (H/nB

)T,p,nC

B. (G/V

T,p,nB

C. (G/nB

)T,p,nC

D. (S/B

)T,V,nCatm、-5℃的過冷水與-5℃、1atm的冰比較，其化學勢：A.μ(水)<μ(冰) B.μ(水)>μ(冰) C. μ(水)=μ(冰) D.不能確定15．溫度一定時，在一樣外壓下，稀溶液中溶劑A的化學勢〔 〕純?nèi)軇┗瘎?。AA.大于 B.小于 C.等于 D.有時大于有時小于反響2NH3(g)N2(g)3H2(g)在等溫條件下標準平衡常數(shù)為那么，在此條件下，氨的合成反響1/2N2(g)3/2H2(g)NH3(g)的標準常數(shù)為A.4 B.0.5 C.2 D.1兩種理想氣體在等溫下混合：A.△U=0 △H=0 △S=0 △G=0 B.△U=0 △H=0 △S>0 △C.△U>0 △H<0 △S>0 △G<0 D.△U=0 △H=0 △S>0 △G<0將克拉貝龍方程用于H2O的液 固兩相平衡，因為Vm(H2O,s)>Vm(H2O,l)，所以隨著壓力的增大，那么H2O(l)的凝固點將：A.上升 B.下降 C.不變 D.不能確定:A.低于任一組分的沸點。 B.高于任一組分的沸點。C.介于A、B兩純物質(zhì)沸點之間 D.無法斷定。20．在通常情況下，對于2 組分系統(tǒng)平衡時所具有的最大自由度數(shù)為.A.0 B.1 C.2 D.3得分 三、填空題〔共12分〕12分〕物理化學研究的兩個主要內(nèi)容是、；化學熱力學研究的兩個主要內(nèi)容是22分〕對于任意的不可逆循環(huán)，〔體系〕、0；ΔH〔體系〕。0；△S〔體系〕 0；△S〔體系〕+△S〔環(huán)境〕0?！蔡睢佟ⅲ健场?分〕焦耳實驗的熱力學特點是，ΔU= 其最重要的實驗結(jié)論為： ?！?分將1molSO3(g)引入一個1000K的真空容器中反響為SO3==SO2+1/2O2，當總壓為206.65kpa時，SO3〔〕離解為SO3(g)及O2〔〕并到達平衡。SO3的離解百分數(shù)為25%，那么其熱力學平衡常數(shù)K值為 。5．〔2分〕25℃時有反響C6H6(l)+7.5O2(g)

3HO(l)+6CO(g)2 2

ΔrH 與反響的標準摩爾熱力學能變

ΔrU 之差約為： 。得分NO. 答案

四、判斷題。正確的標+，錯誤的標-，結(jié)果填入下表〔每題1分，共15分〕2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15物質(zhì)的標準態(tài)沒有確定溫度。隔離系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生的可逆變化過程是△S=0，△S〔環(huán)〕=0在恒溫恒壓不作非體積功的情況下,假設(shè)某過程△H<0，△S>0定可以自發(fā)進展。封閉體系發(fā)生了一個不可逆過程，我們可以設(shè)想出一個始終態(tài)一樣的可逆過程來算它的△S。在等溫等壓條件下，G0理想混合氣體中任意組分B的化學勢表達式為=(g,T)+RTln(pB/p )。B組成可變的均相系統(tǒng)的熱力學根本方程dG=－SdT＋Vdp＋Bdn 既適用于B封閉系統(tǒng)也適用于敞開系統(tǒng)。10μ1μ。偏摩爾吉布斯函數(shù)與化學勢是同一個物理量的不同稱謂。B從α相擴散入β相中，總是從化學勢高的相擴散入化學勢低的相。r ΔrHmθ、ΔGθ、Kθr 可逆絕熱過程的熵變都為零。分子間一定存在范德華引力，分子間沒有排斥力。理想氣體可逆變化，△Ssys=0，△A=0，△G=0。二組分系統(tǒng)中，三相共存時自由度為0，即有確定的溫度、壓強和組成得分 五、計算題〔共18分〕112298.2K1molO2101.325kPakPaQ，W，ΔUm，ΔHm，ΔAm，ΔGm，ΔSm，ΔSiso2．欲用苯和乙烯在一定催化劑下進展烷基化反響制備乙苯：C6H6〔g〕+C2H4〔g〕====C6H5-C2H5〔g〕r m r 今查表得298K相關(guān)數(shù)據(jù)。求298K時該反響的ΔHθ、ΔGθ、Kθ和100r m r Kθ。物質(zhì)f ΔGθ/kJ/molf f ΔHθ/f

C6H6〔〕 〔〕 C6H5-C2H5〔g〕福建農(nóng)林大學掛科補考試卷 答案2007——2021學年第一學期課程名稱：物理化學〔上〕 考試時間120min 地點專業(yè) 年級 班學號 姓名題號得分V得分得分V評卷人簽字

— 二 三 四 五 總得分復核人簽字一、簡答題〔共36分〕寫出第—章介紹的四個最常用的氣體狀態(tài)方程。理想氣體狀態(tài)方程：pV=nRT范德華方程：pa

RT維力方程：

V2 mm B C D pV RT1 或pV RT1Cp2Dp3m V V2 V3 mm m mpVZnRT總結(jié)第—、二章有關(guān)理想氣體的性質(zhì)。在任意條件下均符合理想氣體狀態(tài)方程；分子間無互相作用、分子本身不占有體積；體積有加和性〔阿瑪伽定律〕、不能液化、p~V成反比例曲線〔T一定〕dUTddUTdSpdVdHTdSVdpdASdTpdVdGSdTVdp寫出封閉系統(tǒng)的四個熱力學根本方程。

p,m

C RV,m〔3分〕寫出熱力學三個判據(jù)的不等式；其適用范圍各是什么？1〕隔離系統(tǒng)

Siso

sys

0amb

>不可逆=可 逆2〕封閉系統(tǒng)

AT,V0

<自發(fā)=平衡

(恒溫、恒容、W′=0)3〕封閉系統(tǒng)

G 0T,p

<自發(fā)=平衡

(恒溫、恒壓、W′=0)二組分系統(tǒng)的相圖有哪些類型？氣-液平衡相圖液態(tài)完全互溶系統(tǒng)p-x、t-x圖液態(tài)部分互溶系統(tǒng)t-x圖

理想系統(tǒng)真實系統(tǒng)氣相組成介于兩液相之間

氣相組成位于某液一樣側(cè)液態(tài)完全不互溶系統(tǒng) 圖液-固平衡相圖固態(tài)不互溶凝聚系統(tǒng)

熱分析法溶解度法：水-鹽物系穩(wěn)定化合物不穩(wěn)定化合物固態(tài)互溶系統(tǒng)相圖

完全互溶部分互溶

有一低共熔點有一轉(zhuǎn)變溫度水在100℃時的蒸發(fā)焓為 H 問用一工業(yè)鍋爐將1Kg20℃的水蒸發(fā)為180℃、vap m的水蒸氣，需多少熱？只要求畫出求解過程的框圖和計算式。20℃水 100℃水ΔH1 ΔH2

100℃水蒸汽

ΔH3

180℃水蒸汽因為為恒壓無其它功的過程，QP=ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3其中，ΔH1=nCP,m(l)*80KΔH2=nΔvapHmΔH3=

453可373可

P,m

dT寫出以下熱力學公式的適用范圍〔1〕△U=W 絕熱過程〔2〕lnp

Hvap

C 兩相平衡中有一相為氣體，氣體看作理想氣體，RT溫度變化范圍不大〔3〕△H=Q 封閉體系，無有用功，恒壓過程〔4〕熵判據(jù) 絕熱體系〔孤立體系〕根據(jù)相圖，簡述將苯和甲苯的混合溶液由a點變化到b點的變化過程。 t

p=const ga

.b：aL1tAbG1。

t2t1

L G212 l+g G1L1

：系統(tǒng)進入氣-液平衡兩相區(qū)。

a tB蒸發(fā)過程中，液相相點沿L1L2線變化，氣相相點沿G1G2線變化，系統(tǒng)點到達至G2點，液相全部蒸發(fā)為蒸氣，最后消失的一滴液相的0

l65CH65

36-C36

16A B6狀態(tài)點為L2。得分120分〕2G2 b：系統(tǒng)進入氣相區(qū)，G得分120分〕2NO.1234567891011121314151617181920答案AAABDCCCBCBCCBACDBCD功和熱都是 〔 A 〕途徑函數(shù)，無確定的變化途徑就無確定的數(shù)值途徑函數(shù)，對應(yīng)某一狀態(tài)有以確定值狀態(tài)函數(shù)，變化量與途徑無關(guān) D.狀態(tài)函數(shù)始、終態(tài)確定，其值也確定21mol某理想氣體在恒壓下溫度升高1K時此過程的體積功為 ( A )3．液態(tài)水在溫度T時的標準摩爾生成焓為x，那么氫氣在該溫度下的標準燃燒焓為A.x B.–x C.0 D. –2x ( A )4．以下說法中不符合熱力學第一定律的是 ( B 在孤立體系中內(nèi)發(fā)生的任何過程中，體系的內(nèi)能不變在任何等溫變化過程中體系的內(nèi)能不變在任一循環(huán)過程中W=﹣Q D.在理想氣體自由膨脹過程中，Q=△U=05．一定量理想氣體在絕熱條件下由始態(tài)對抗恒外壓膨脹至終態(tài)，結(jié)果體系對外作功。對體系，以下表達不正確的選項是( D )A.△U＜0 B.△H＜0 C.W＜0 D.Q＜0反響2A+B→C中反響物A從6mol變到那么反響進度Δξ為〔 C 〕A.1mol B.-2mol C.2mol D.4mol根據(jù)熱力學第二定律在一循環(huán)過程中 〔 C 〕功和熱可以完全互相轉(zhuǎn)換 B.功和熱都不能完全互相轉(zhuǎn)換C.功可以完全轉(zhuǎn)化為熱，熱不能完全轉(zhuǎn)化為功D.功不能完全轉(zhuǎn)化為熱，熱可以完全轉(zhuǎn)化為功由熱力學根本方程判斷：一定量的N2氣在恒定的溫度下增大壓力，那么其吉斯函數(shù)A.增大 B.不變 C.減小 D.不能確定(C )在101.325kpa下時過冷水結(jié)成冰是一個自發(fā)過程，該過程中 〔B〕A．△S=0，△G=0 B.△S>0，△G<0C.△S<0，△G<0 D.△S>0，△G>0應(yīng)ΔG≤0作為變化方向或限度的判據(jù)可適用于以下哪一種過程？ (C )以下關(guān)于熵的說法哪一句是對的？ 〔B〕A.隔離系統(tǒng)的熵永遠增加。 B.隔離系統(tǒng)的熵永不減少。C.可以用體系的熵值是增加或不變來判斷過程是自發(fā)變化或達平衡D.純物質(zhì)在溫度趨近于0K時熵規(guī)定為零。理想氣體從狀態(tài)I等溫自由膨脹到狀態(tài)II，哪個狀態(tài)函數(shù)的變量最適宜用來斷過程的自發(fā)性。 〔 C〕G B. U C. S D. H以下各量中，化學勢定義式為 〔 C 〕A. (H/nB

)T,p,nC

B. (G/V

T,p,nB

C. (G/nB

)T,p,nC

D. (S/B

)T,V,nC14．1atm、-5℃的過冷水與-5℃、1atm的冰比較，其化學勢： ( B )A.μ(水)<μ(冰) B.μ(水)>μ(冰) C. μ(水)=μ(冰) D.不能確定15．溫度一定時，在一樣外壓下，稀溶液中溶劑A的化學勢μA〔A 〕純?nèi)軇W勢。AA.大于 B.小于 C.等于 D.有時大于，有時小于反響2NH3(g)N2(g)3H2(g)在等溫條件下標準平衡常數(shù)為那么，在此條件下，氨的合成反響1/2N2(g)3/2H2(g)NH3(g)的標準常數(shù)為A.4 B.0.5 C.2 D.1 〔C 〕兩種理想氣體在等溫下混合： ( D )A.△U=0△H=0△S=0△G=0B.△U=0△H=0△S>0△G=0C.△U>0△H<0△S>0△G<0D.△U=0△H=0△S>0△G<0將克拉貝龍方程用于H2O的液 固兩相平衡，因為Vm(H2O,s)>所以隨著壓力的增大，那么H2O(l的凝固點將：( B )A.上升 B.下降 C.不變 D.不能確定互不相溶雙液系的沸: ( C )A.低于任一組分的沸點。 B.高于任一組分的沸點。C.介于A、B兩純物質(zhì)沸點之間 D.無法斷定。在通常情況下對于2組分系統(tǒng)平衡時所具有的最大自由度數(shù)為 〔D .A.0 B.1 C.2 D.3得分 三、填空題〔共12分〕〔2分〕物理化學研究的兩個主要內(nèi)容是化學熱力學 、化學動力學化學熱力學研究的兩個主要內(nèi)容是變化的方向 、變化的限度 。〔2分〕對于任意的不可逆循環(huán)，ΔU〔體系〕＝ 0；ΔH〔體系〕＝ 0；△S〔體系〕 ＝0；△S〔體系〕+△S〔環(huán)境〕≠0?！蔡?、＝〕4分〕焦耳實驗的熱力學特點是0 0 ，ΔU=0 0 其最重要的實驗結(jié)論為：理想氣體的內(nèi)能只是溫度的函數(shù) 。〔21molSO3(g)1000KSO3==SO2+1/2O2，206.65kpa時，SO3〔SO3(g)O2〔〕并到達平衡。SO3的離25%K值為2 5．〔2分〕25℃時有反響C6H6(l)+7.5O2(g)2

ΔrH 與反響的標準摩爾熱力學能變

ΔrU 之差約為：－3.7kJ·mol-1；得分 四、判斷題。正確的標+，錯誤的標-，結(jié)果填入下表〔每題1分，共15分〕NO.123456789101112131415答案++++-+++++++--+物質(zhì)的標準態(tài)沒有確定溫度。 〔√〕隔離系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生的可逆變化過程是△S=0，△S〔環(huán)〕=0 〔√〕在恒溫恒壓不作非體積功的情況下,假設(shè)某過程△H<0，△S>0定可以自發(fā)進展。〔√〕來算它的△來算它的△S。5.G0〔√〕〔-〕B的化學勢表達式為=組成可變的均相系統(tǒng)的熱力學根本方程(g,TRTln(pB/p )dpBdn 封閉系統(tǒng)也適用于敞開系統(tǒng)?！病獭矪10μ1μ?！病獭称柤妓购瘮?shù)與化學勢是同一個物理量的不同稱謂。 〔√〕組分Bα相擴散入β相中,總是從化學勢高的相擴散入化學勢低的相?！病獭硆 m r ΔHθ、ΔGθ、Kθr m r 可逆絕熱過程的熵變都為零。 〔√〕分子間一定存在范德華引力分子間沒有排斥力。 〔-〕理想氣體可逆變化。 〔-〕15．二組分系統(tǒng)中，三相共存時自由度為0，即有確定的溫度、壓強和組成?！病痰梅?五、計算題〔共17分〕1298.2K1molO2101.325kPa6×101.325kPa，求Q,W,ΔU