物理化学(上册)试卷 3

班级 姓名 分数

一、选择题 ( 共 6题 30分 ) 1. 5 分 (2170) 2170

在下列两题中，选择你认为正确的答案： （1）在某恒定温度下，二元物系的 p-x 图如下所示，则在 x 处组分 A 的活度系数是： ( ) (A) γA= CH/CE (B) γA= CH/CD (C) γA= CH/CG (D) γ= CH/CF （2） 在 T 时，一纯液体的蒸气压为8000 Pa，当0.2 mol的非挥发性溶质溶于0.8 mol 的该液体中时，溶液的蒸气压为4000 Pa，若蒸气是理想的，则在该溶液中溶剂的活度系数是：

( )

(A) 2.27 (B) 0.625 (C) 1.80 (D) 0.230

2. 5 分 (9204) 9204

从多孔硅胶的强烈吸水性能说明在多孔硅胶吸水过程中,自由水分子与吸附在硅胶表面的水分子比较,化学势高低如何? ( )

(A) 前者高 (B) 前者低 (C) 相等 (D) 不可比较

3. 5 分 (2409) 2409

一体系如下图所示，其中半透膜 aa'只允许 O2(g) 通过，请选择正确的答案。

(1) 体系的组分数为： ( )

(A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 1

(2) 体系的相数为: ( )

(A) 3相 (B) 4相 (C) 5相

(3) 体系的自由度数为： ( ) (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4

4. 5 分 (1796) 1796

413.15 K 时，纯 C6H5Cl 和纯 C6H5Br 的蒸气压分别为 125.238 kPa 和 66.104 kPa。假定两液体组成理想液体混合物。若有一混合液，在 413.15 K, 101.325 kPa 下沸腾，试求该溶液的组成以及在此情况下液面上蒸气的组成。

5. 5 分 (9023) 9023

一个由气相变为凝聚相的化学反应在恒温恒容下自发进行,问下列各组答案中,哪一个

是正确

的? ( ) (A) ΔS体>0, ΔS环<0 (B) ΔS体<0,　ΔS环>0 (C) ΔS体<0, ΔS环=0 (D) ΔS体>0,　ΔS环=0

6. 5 分 (9028) 9028

理想气体由同一始态出发,分别经 (1) 绝热可逆膨胀， (2) 多方过程膨胀,达到同一体积V2,则熵变ΔS1和ΔS2之间的关系为： ( )

(A) ΔS1>ΔS2 (B) ΔS1<ΔS2

(C) ΔS1=ΔS2 (D) 两者无确定关系

二、填空题 ( 共 5题 15分 ) 7. 5 分 (2224) 2224

100°C时, 100 g 水中含有11.8 g NaCl的溶液上方蒸气压为94 232.3 Pa。则溶液中水的活度为 。水的活度系数为 。（已知 M(NaCl)=58.44）

8. 5 分 (2681) 2681

对三组分体系来说，体系最多可能有 个自由度，它们是： 。

9. 2 分 (2731) 2731

二级相变的特点是: , , ,和 。

*. 2 分 (2422) 2422

N2(g)，O2(g) 体系中加入一种固体催化剂，可生成几种气态氮的氧化物，则体系的自由度为 。

11. 1 分 (2432) 2432

对于渗透平衡体系,相律的形式应写成 。

三、计算题 ( 共 4题 40分 ) 12. 15 分 (0306) 0306

1 mol单原子分子理想气体,始态p1=2p∃,T1=273 K。沿可逆途径p/V=常数至终态p2=4p∃。计算此途径的Q,W及气体沿此途径的摩尔热容Cm。假定Cm与T无关,CV, m=(3/2)R。

13. 10 分 (0192) 0192

有一绝热真空钢瓶体积为V0，从输气管向它充空气（空气可视为理想气体），输气管中气体的压力为p0，温度为T0，由于气体量很大，且不断提供气体，所以在充气时输入气管中

的气体的压力、温度保持不变，当钢瓶中气体压力为p0时，问钢瓶中气体温度为多少？

14. 10 分 (3093) 3093

目前工业制苯乙烯主要采用乙苯脱氢法，其化学反应如下： 乙苯 (g) ＝ 苯乙烯(g) + H2(g)

由于所用催化剂 Ag 沸石在700℃以上烧结现象严重，故反应温度一般不超过700℃。若在 650℃，过热蒸气（惰性气体）与乙苯的物质的量之比为 9:1，试求在101 325 Pa下乙苯脱氢的理论转化率。已知ΔrG m(700 K) = 33.26 kJ⋅mol-1，在427～827℃间，该反应热效应的平均值ΔrH m= 124.43 kJ⋅mol-1。

15. 5 分 (2956) 2956

$

$

110.1℃，6.05×104Pa时，从测定醋酸蒸气的密度得到平均相对摩尔质量是醋酸单分子的1.520倍。假定气体中只含有单分子和双分子。试求 2CH3COOH(g) = (CH3COOH)2(g)的ΔrG m。

四、问答题 ( 共 2题 15分 ) 16. 10 分 (1081) 1081

试导出液体的摩尔蒸发焓随温度变化的关系式为：(可作合理近似) $

[d(ΔvapHm)/dT]平= Cp(g) - Cp(l) 并判断临界温度时的蒸发热为多少？

17. 5 分 (1410) 1410

三维简谐振子的能级公式为： εV = (νx+νy+νz+33

2)hν= (S+2)hν 式中S为振动量子数，S= νx+νy+νz =0,1,2,...

试证明εV (S)能级的简并度为：g(S)=1

2(S+2)(S+1) 。

物理化学(上册)试卷3

一、选择题 ( 共 6题 30分 ) 1. 5 分 (2170) 2170

[答] (1) (C) γA= aA/xA= CH/CG (2) (B) γA=a/x=(p/p*)/x=(4000 Pa/8000 Pa)/0.8 = 0.625 (2.5

2. 5 分 (9204) 9204

[答] (A)

3. 5 分 (2409) 2409

[答] (1) (B) (2) (B) (3) (B) f = C + 3 - Φ = 3 + 3 - 4 = 2

4. 5 分 (1796)

答案

(2.5分) 分) (2分) (2分) (2分) (1分)

1796

[答] (1) p=p*(C6H5Cl)x(C6H5Cl)+p*(C6H5Br)(1-x(C6H5Cl) ) x(C6H5Cl) = 0.596 x(C6H5Br) = 0.404 (2) y(C6H5Cl) =p*(C6H5Cl)x(C6H5Cl) /p = 0.737 (3分) y(C6H5Br) = 0.263 (2分)

5. 5 分 (9023) 9023

[答] (B) (2分) 9024

[答] (B)

6. 5 分 (9028) 9028

[答] (B)

二、填空题 ( 共 5题 15分 ) 7. 5 分 (2224) 2224

[答] a∗

H2O=pH2O/pH2O=0.931 xnH2OH2O=

n=0.99

H2O+nNaCl

γH2O=aH2O/xH2O=0.99

8. 5 分 (2681) 2681

答：4 温度、压力和两个浓度项 因为 C=3

f=C−Φ+2=5−Φ

体系中相数为1时，f最大，所以，f=5−Φ=5−1=4

9. 2 分 (2731) 2731

[答] ∆相变H=0 , ∆相变V=0 , Cp,1≠Cp,2 , α1≠α2 ,和 K2=K1

{α=(1/V)(∂V/∂T) , x=-(1/V)(∂V/∂p)T}

*. 2 分 (2422) 2422

(2分) (3分)

(2分) (2分) 1分） （4分） （ [答] f = 3

11. 1 分 (2432) 2432

[答] f=C-Φ+3 (1分)

三、计算题 ( 共 4题 40分 ) 12. 15 分 (0306) 0306

[答] pV=nRT V1=nRT1/p1=11.2 dm3； p1/V1=p2/V2=K , V=22.4 dm3 T2=p2V2/nR=1092 K 。 dU=δQ-δW, CVdT=δQ-pdV,

δQ/dT=CV-p(dV/dT), Vm2=RT/K, 2VmdVm=(R/K)dT。

dVm/dT=R/(2KVm) 故 CV,m=ΔQ/dT= CV,m +p(R/2KVm)=2R =16.63 J·K-1·mol-1 Q=nCm(T2-T1)=2R(1092-273)=13.707 kJ (5 p/V=K=2/11.2=0.178 W=

∫

V2

V2

VpdV=0.178VdV 1

∫p1

=(0.178/2)×(V 2V 2

2-1)=3.402

kJ (5

13. 10 分 (0192) 0192

[答] 设进入钢瓶中n mol空气为体系

始态p0、T0、V0终态p0、T、V均视为理想气体 W=-p0V0=-nRT0，ΔU= -W nCV,m(T-T0)=nRT0 Cp,m=CV,m+R，Cp,m/CV,m=γ

T=(Cp,m/CV,m)×T0=γT0

14. 10 分 (3093)

ΔrG $

$

$

-1m=ΔrH m-TΔrS m=3093 J·mol

15. 5 分 (2956) 2956

[答] 设单体的物质的量分数为 x，则 xM + (1-x)×(2M) = 1.520M 分)

解得 x = 0.48 K $

4 p= Kpp∃= [(6.05×104 Pa)×0.52]/[(6.05×10Pa)×0.48]2p∃

(2分)

(3分) 分)

分) (2分) (3分) (3分) (2分)

(1分) (1 (1分)

= 3.781 (2分) ΔrG m= -RT lnK p= -4.24 J·mol-1 (1分)

四、问答题 ( 共 2题 15分 ) 16. 10 分 (1081) 1081

[答] ΔvapH = H(g) - H(l) [dΔvapH/dT]平= [dH(g)/dT]平- [dH(l)/dT]平

又 dH = (∂H/∂T)pdT + (∂H/∂p)Tdp (∂H/∂T)平= (∂H/∂T)p+ (∂H/∂p)T(∂p/∂T)平 (3分) (∂H/∂T)平= Cp+ [V - T(∂V/∂T)p](∂p/∂T)平 (2分) 则 [dΔvapH/dT]平= Cp(g) - Cp(l) + [Vg-Vl- T{(∂Vg/∂T)p

- (∂Vl/∂T)p}](∂p/∂T)平 ≈ Cp(g) - Cp(l) + [Vg- Vg](∂p/∂T)平

= Cp(g) - Cp(l) (4分) 临界温度时，气液无区别，其汽化热为零。 (1分)

17. 5 分 (1410) 1410

[答] εv(S)能级的简并度可视为将S个相同的小球分放在相同的三个盒子中,且每盒球数 不限,所放置方法数：

1

g(S)=[S+(3-1)]!/[S!(3-1)!]=(S+2)!/(S!×2!)=2(S+2)(S+1)

$

$