物理化学期末考试试卷及答案 四川大学
2011级物理化学(上期)期末考
试题
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A卷
一、选择填空(12分)
1(300K将1molZn片溶于稀硫酸溶液中,设恒压反应热效应为Q,恒容反应热p效应为Q,则Q-Q= B J。 vpv
(A)-2494 (B)2494 (C)0 (D)无法判定
2(A和B形成理想的液体混合物,50?时纯A的饱和蒸气压为84kPa,纯B的为35kPa。50?时与液相组成x=0.75的液体平衡的气相组成y= A 。 AA
(A)0.88 (B)0.71 (C)0.75 (D)0.42
3(水和盐B可以形成两种水合盐B?HO和B?2HO,恒压下与冰和盐水溶液平22
衡共存的固体水合盐为 B 。
(A)B?HO (B)B?2HO 22
(C)B?HO和B?2HO (D)无法判定 22,,HdlnPm,,4(方程适用于以下哪个过程 B 。 2dTRT
(A)HO(s)= HO(l) (B)HO(s)= HO(g) 2222
(C)NHCl= NH(g)+HCl(g) (D)NHCl(s)溶于水形成溶液 4 (s)34
-1,,H5(25?下反应 CO(g)+2H(g) = CHOH(g)= - 90.6kJ?mol,为提高反应23 rm
的平衡产率,应采取的措施为 C 。
(A)升高温度和压力 (B)降低温度和压力
(C)降低温度,升高压力 (D)升高温度,降低压力
6(化学反应 N(g) + 3H(g) = 2NH(g) 在恒T恒P下达平衡,三种物质的化学势223
满足 D 。
,,,,,,,2,,3,,0(A) (B) NHNHNHNH223223
,,2,,3,2,,,,3,(C) (D) NHNHNHNH223322
二、填空题(20分)
1(1mol单原子理想气体经绝热不可逆过程,从320K和500kPa的始态变化为
-1273K,100kPa的终态,过程的功W= 586.1 J,ΔS= 10.08 J?K。
3-32(人体血浆可视为稀溶液,密度为10kg?m,凝固点为-0.56?,37?时人体
-1血浆的渗透压Π= 776.3 kPa。(已知水的K=1.86K?kg?mol) f
3(100?时x=0.035的水溶液上方蒸气压P=94.3kPa,以纯水为
标准
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态,该溶NaCl
液中水的活度a= 0.931 ,活度系数= 0.964 。 ,水水
4(25? NHHCO(s)在恒容真空容器中分解达平衡: 43
NHHCO(s) = NH(g) + HO(g) + CO(g) 43322
该体系的组分数 C = 1 ,f * = 0 。
5(液体A和B可完全互溶,恒压下的沸点——组成曲线在x=0.4处出现一极小B值。将x=0.6的溶液进行蒸馏,达平衡后,气相组成y,液相组成x和x从大到BBB,0B,0
x小的顺序为 x,,y ,蒸馏气相最终得 恒沸物 。 BAB,0
16(25?反应 AgO(s) = 2Ag(s) + O(g) 的分解压为16.34Pa,25?时AgO(s)2222
-1,的为 ,10.823 kJ?mol。 ,Gfm
,P三、(16分)下将2mol环已烷(CH, l)从25?升温到正常沸点80.7?,再在612
,C正常沸点下可逆气化为蒸气(CH, g),求此过程的?H和?S。已知(CH, 612612Pm
-1-1-1,Hl)=156.5J?K?mol,正常沸点处?(CH, l)=30.1kJ?mol。 vap612m
解:
,,,PPP,298.15K,2mol CH(l),353.9K,2mol CH(l),353.9K,2mol CH(g),, 612612612
? ?
, 8分 ,,,,,,,,,HHHnCTTnH(l)()(l)1221pmvapm
,,,,,,,,,2156.5(353.9298.2)230.117.42360.277.623kJ
,nH,(l)Tvapm2 8分 ,,,,,,,SSSnC(l)ln12pmTT1b3353.9230.110,,-1,,,,,,,2156.5ln53.60170.10223.7JK 298.2353.9
四、(12分)当潜水员由深海急速上升到海面时,因氮气在血液中的溶解度降低将呈气泡逸出,并可能形成血栓影响血循环,这就是十分危险的“减压病”。已
-4-3,P知37?、下,N在血液中的溶解度为5.15×10mol?dm,若潜水员在深海中呼2
,P吸了5的压缩空气,当他上升到海面时,体内会释放出多少mlN气,设人体血液2
3总量为3dm,吸入空气中的氧气因参加代谢已被消耗。
θ解:设N的分压为0.78×5P时在血液中的溶解度C 22
PkC,,PkC,, 11N22N22
,4,CPCPP5.15100.785,,,,,331112相比: , 4分 C,,,,,2.0110moldm2,CPPP221
从深海上升到海平面,血液中释放出N的物质的量 2
,,,343 4分 ,,,,,,,,,,,nCCV(0.78)(2.01100.785.1510)31.60810mol(血液)21
N体积为 2
,3,,,,nRT1.608108.314310.2,43,,,,,,V1.2310m123ml 4分 P101325
五、(20分)S-C二组分体系凝聚相图如下: bd
t/?
温度 b b a a 650 1 600
500 2 3 4150 400 6 330 5 300 290 4 7
200 58 0 45 60 70 90 100 C 时间 S w%? C bd
1(确定化合物C的化学式(S—121.8,C—112.4); bd
2(填表注明各相区稳定存在的相态及条件自由度f *;
3(在图中画出组成为a、b的熔化物从700?冷却到200?的步冷曲线;
4(将a、b两熔化物冷却,哪一个可以分离得到纯的化合物C(s)?冷却到什么温度可以分离出最大量纯净C(s)?计算1kg熔化物可分离出最大量纯C(s)的质量。
4258解:1.化合物SC 为SC 4分 x:y=:0.345:0.5160.672:3,,,bxdyb2d3121.8112.4
2.
相区 1 2 3 4 5 6 7
S+l 相态 l C+l S+ C l+C C+l C+C b(s)(s)(s)(s)d(s)(s)d(s)b(s) 7分
f* 2 1 1 1 1 1 1 3.见图
温度 b a
4分
时间
4( b 冷却到290?,可分离出最大量的C 1分 (s)
W9070,()s 4分 1.67,,17058,,W()s
W,0.625kg ()s
六、(20分)已知298.15K以下数据:
物质 SO(g) SO(g) O(g) 322
-1,/kJ?mol -395.2 -296.1 0 ,Hfm
-1-1,S/J?K?mol 256.2 248.5 205.03 m
1,,KKKP1(求298.15K ,下反应,SO(g) +O(g) = SO(g)的,和; 223PxP2
,,,H,S2(设,不随温度变化,反应物按反应计量系数比进料,在什么温度rmrm
下,SO的平衡转化率可以达到80%, 2
1,,1,,,,,,,,,,H解:1. (395.2)(296.1)099.1kJmolrm2
1,-1,,,,,,,,S 256.2248.5205.0394.82JKrm2
,,,31,,,,,,,,,,G(99.1)298.15(94.82)1070.83kJmol rm
70830,28.5712 12分 ,,,,Keexp()2.5610,8.314298.15
111,,,,,129222 KKPPa,,,,,,2.56101013258.0410p
11,PP1212,22,,,,,,()2.5610()2.5610KK x,,PP
2. SO , 1/2O , SO2(g)2(g)3(g) t=0时 mol 1 0.5 0 t=?时 mol 1-α 0.5-1/2α α n,1.5-1/2α 总
,,
,,,,,1,,,1.5,1,P,,2,2,,()KK 6分 Px1,P2,,,,
,,,,,,10.5.05,,,,,,11,,,,,,1.51.5,,,,,,22
1122,,(3)0.82.2,, ,,,13.271122(1)(1)0.20.2,,,,,
,,H,99100rm 2分 TK,,,852,,,,,,,SRKln94.828.314ln13.27rm