-非化学教育专业中段考卷

　 院 化学与环境学院 2013-2014 学年度第 1 学期 中段 考试 材料、环境科学、环境工程、新能源 专业《物理化学》试卷 年级 _______ 班级 _______ 姓名 _______ 学号 _______________

　考

　生

　需

　知 1 1 、考试时间 100 分钟 （8 8 ：

　30- -

　10 ：

　10 ）

　2 2 、答案必须写在规定的答题纸上，不在答题纸上的答案无效。

　3 3、 、 试卷共 6 6 页，考试完毕后请将试卷和答题纸一起呈交监考教师。

　一．

　单选题（2 22 2

　小题，每小题 2 2 分，共 4 44 4 分 ）

　. 1. 对于一个封闭 体系，当其过程的始态与终态确定后，下列各项中 哪 一个无确定值 （A A ）

　Q

　 （B B ）

　Q+W

　（C C ）

　W （0 Q=0 时）

　 （D D ）

　Q Q （0 W=0 时）

　2 2 ．由同一始态变为相同的终态，则不可逆途径的熵变和可逆途径的热温熵相比较 （A A ）前者大于后者

　 （B B ）前者小于后者 （C C ）二者相等

　 （D D ）可能大，也可能小，视具体情况而定

　3 3 ．下列各式中，哪个受到理想气体条件的限制 （A A ）

　△G = △H －

　△ （ TS ）

　 （B B ）

　△H=△U+P△V （C C ）

　△ r r H H m m

　 = △ r r U U m m

　 + + （ △n ）

　RT

　（D D ）

　△S= （ Q/T ）

　可逆

　 4 4. 有一化学反应，在低温下可以自发进行，随着温度升高，反应自发倾向降低，则该反应

　 （A A ）0  S，0  H

　 （B B ）0  S，0  H

　 （C C ）0  S，0  H

　 （D D ）0  S，0  H

　5 5 ．纯物质的可逆相变过程为等温、等压过程，对于液体的蒸发过程，若设气体的体积远大于液体体积，则必有：

　（A A ）

　W = P 1 1 V V 1 1 －P P 2 2 V V 2

　△H=Qv

　（B B ）

　W = - - nRT

　 △H=Qp （C C ）

　W = nRTln （P P 1 1 /P 2 2 ）

　△H=Qp

　 （D D ）

　W=0

　△H=0

　6 6． ．

　已知反应 B →A ， ，

　B→C 所对应的等压反应热分别为 △H 2 2 、△H 3 3 ， 则反应 A→C 的 △H 1 1 是 （A A ）

　△H 1 1 =△H 2 2 +△H 3

　（B B ）

　△H 1 1 =△H 2 2

　 - - △H 3

　 （C C ）

　△H 1 1 =△H 3 - - △H 2 2

　 （D D ）

　△H 1 1 =2△H 2 2

　 - - △H 3

　7 7 ．某理想气体的热容比 γ = 1.40, 则该气体为几原子分子

　 (A) 单原子分子

　 (B)

　双 原子分子

　 (C)

　三原子分子

　 (D) 四原子分子

　8 8. . 某系统经历等压过程，功的表示式为 (A) 2 1( ) p V V  

　(B) 2 1( ) np V V  

　 (C) 21InVnRTV

　(D) RT n  

　9 9l . 1mol 理想气体由同一始态出发，分别经（1 1 ）等温可逆膨胀、（2 2 ）绝热可逆膨胀到达与（1 1 ）相同体积的终态。以1H

　 和2H 分别表示过程（1 1 ）和（2 2 ）终态的焓，则 ( (A A) 1H＞2H

　 ( (B B) 1H＜ 2H

　 ( (C C) 1H= =2H

　 ( (D D) 缺少条件，难以比较

　10l .1mol 单原子理想气体，如图所示，从状态 A→B ，对这一过程下列各式哪个不正确？

　（A A ）

　△U=Q

　（B B ）

　△H=Q

　 （C C ）

　△S ＞ 0

　 （D D ）

　△U ＞0

　V A B P

　1 11 1 ．在

　- - 10℃ 、 101.325kPa ，l 1mol 水凝结成冰的过程中，下列哪个公式仍适用

　 (A) ∆ H H

　 = T T ∆ ∆ S

　(B) TG HS   

　 ( ( C) ∆ H H

　 = T T ∆ ∆ S S

　 + V V ∆ ∆ p

　(D) ∆ G G T,p

　 = 0

　12 ．当以 l 5mol 的 的 H H 2 2 气与 l 4 mol 的 的 Cl 2 2 气混合，最后生成 2mol HCl（g g ），若以下式做为基本单元，H H 2 2 （g g ）

　+Cl 2 2 （g g ）

　→2HCl （g g ），则反应进度为 （A A ）

　1mol

　（B B ）

　2mol

　（C C ）

　4mol

　（D D ）

　5mol

　 1 13 3. 某溶液为 2mol

　A A 和 和 1.5mol B 混合而成, , 其体积为 420cm 3 3 , ,

　此溶液中组分 A A 的偏摩尔体积 V V A A =30cm 3 3 .mol - -1 1 , ,

　则组分 B B 的 偏摩尔体积 (cm 3 3 .mol - -1 1 ) ) 为

　(A)200

　 (B) 300

　(C) 240

　(D) 280

　1 14 4. 已知 373 K 时，液体 A A 的饱和蒸气压为 133.24 kPa ，液体 B B的饱和蒸气压为 66.62 kPa 。设 A A 和 和 B 形成理想液态混合物，当A A 在溶液中的摩尔分数为 5 0.5 时，在气相中 A A 的摩尔分数Ay 等于

　 (A) 1

　(B) 1/2

　 (C) 2/3

　 (D) 1/3

　1 15 5 ．在 298 K 时，A A 和 和 B B 两种气体单独在某一溶剂中溶解，遵守y Henry 定律，y Henry 常数分别为 k k A A 和 k k B B ，且知 k k A A > >

　 k k B B ，则当 A A 和B B （平衡时）的压力相同时，在一定量的该溶剂中所溶解的 A A 和B B 的量的关系为

　 (A)

　A 的量大于

　B 的量

　 (B)

　A 的量小于

　B 的量

　 (C)

　A 的量等于

　B 的量

　 (D)

　A 的量与 B B 的量无法比较

　1 16 6. . 冬季建筑施工中，为了保证施工质量，常在浇注混凝土时加入少量盐类，其主要作用是？

　 (A) 增加混凝土的强度

　 (B) 防止建筑物被腐蚀

　 (C) 降低混凝土的固化温度

　 (D) 吸收混凝土中的水份

　1 17 7. 4NH HS(s) 与任意量的3NH (g) 及2H S(g) ) ) 达平衡时，有

　 (A) C C = 2 ， Φ

　 = 2 ， f f = 2

　(B) C C = 1 ， Φ = 2 ， f f = 1

　 (C) C C = 2 ， Φ = 3 ， f f = 2

　(D) C C = 3 ， Φ = 2 ， f f = 3

　1 18 8. 如图，对于形成简单低共熔混合物的二元相图，当组成为 X X的物系平衡冷却到 t℃ 时，固液两相重量比为 （A A ）

　W （S S ）：

　W （l l ）

　=ac ：

　ab

　 （B B ）

　W （S S ）：

　W （l l ）

　=bc ：

　ab （C C ）

　W （S S ）：

　W （l l ）

　=ac ：

　bc

　 （D D ）

　W （S S ）：

　W （l l ）

　=bc ：

　ac

　1 19 9

　. . 从化学反应等温方程式出发，要使该反应逆向进行，必须符合 （A A ）K K θ θ ＞Q Q P P

　（B B ）K K θ θ

　 = Q P P

　（C C ）Q Q P P

　 ＞ 1

　 （D D ）K K θ θ ＜Q Q P P

　20 ．放热反应 2NO （g g ）

　+ O 2 2 （g g ）

　= 2NO 2 2 （g g ）达平衡后，若分别采取 ① 增加压力

　② 减少 NO 2 2 的分压

　③ 增加 O O 2 2 的分压

　④ 升高温度

　⑤ 加入惰性气体

　⑥ 加入催化剂，能使平衡向产物方向移动的是

　 （A A ）

　①②③

　（B B ）

　①⑤④

　 （C C ）

　④⑤⑥

　 （D D ）

　②③⑤

　2 21 1. .

　某化学反应在烧杯中进行，放热 2000J ，若设计在电池中进行，该体系作电功 800J.

　若两过程的始、终态相同，而且不做体积功，电池反应的 Q Q 为 （A A ）

　﹣ 1200J

　 （B B ）

　1200J

　 ( (C C) ﹣ 2800J

　 ( (D D )

　2800J

　2 22 2. 熵是混乱度( ( 热力学微观状态数或热力学几率) ) 的量度，下列结论中不正确的是：

　(A)

　同一种物质的       s l gm m mS S S  

　 ； (B)

　同种物质温度越高熵值越大

　； (C)

　分子 内含原子数越多熵值越大

　； (D)

　0K 时任何纯物质的熵值都等于零

　二、填空题（每空 1 1 分，共 1 13 3 分。请将答案填在答题纸上）

　1. 下列关系式中（ A) △U=Q+W,

　(B) 绝热可逆 PV Υ Υ

　 = 常数， （ C) C p,m

　 - -

　C C v,m

　 = R ，

　(D) 恒压时

　 △H =△U +P△V 中，以遵循理想气体的假设为前提的是

　 B

　C

　2. 在大气压力下，3FeCl (s) 与2H O(l) 可以生成3 2FeCl 2H O(s) ，3 2FeCl 5H O(s) ，3 2FeCl 6H O(s) 和3 2FeCl 7H O(s) 四种固体水合物，则该平衡系统的 独立 组分数 C C 等于 ___ __2 2 ___ _____;

　能够平衡共存的最大相数 Φ Φ 等于 ____ __3 3 _____ __

　。

　 3 3. 在等质量的水、氯仿、乙醇和四氯化碳中分别溶入 g 100g 非挥发性物质 B B ，已知它们的沸点升高常数依次为 0.25,

　 3.85,

　1. 2 19, 5.02 溶液沸点升高最多的是_ _ 四氯化碳_ _

　____ ___

　4 4. 某放热反应在 800K 、压力 P P 下进行，达平衡后产物的含量是50% ，若反应在 200K 、压力 P P 下进行，平衡时产物的含量将

　增大

　（ 选 增大或减少）。

　. 5. 实际气体节流膨胀过程 Q Q

　 , ,

　H 

　 ，p 

　, , 通过节流膨胀使气体温度下降需满足 J-T— 大 于零

　（填写等于、大于或小于零）

　6 6 ．理想气体反应2 3CO(g) 2H (g) CH OH(g)  的r mG  与温度 T T 的关系为：1r m/(J mol ) 21 660 52.92 /K G T   。若要使反应的平衡常数大于 1 1 ，则应控制的反应温度为必须低于

　409.3K

　。

　 . .

　 . 7.把 把 200 g 、 273 K 的冰加入到 200 g 、 363 K 的水中， 已知水的热为 容为 75.5J/Kmol,

　则 过程 变化的 终态 温度_ _ __ 278_ _k k __ __. 过程 的熵变为 为 36.0J/k __ ______ ，假定容器是绝热的。

　. 8.

　已知 下述反应

　则

　的关系为 __________. . 9.

　对于理想气体 的吸热 反应，等压反应热大于等容反应热，是因为 _____ RT(∆ ∆ n)> 0 ___.. . 10 . 海水中含有大量盐，所以在 298K 时海水的蒸气压为 0.306 kPa ，同温下纯水的饱和蒸气压是 0.3167kPa ，从海水中取出 1 mol H H 2 2 O O 过程所需最小非体积功 __- -_ _ 85.7_ _ J/mol ____ .

　三、 简述题（2 2 小题，1 17 7 分

　请将答案填在答题纸上）

　1 1. 通常在钢瓶里的压缩氢气中含有少量O O 2 2 (g), 实验中常将氢气通过高温下的铜粉，以除去少量 O O 2 2 (g),

　其反应为：

　2Cu(S) +1/2 2 1K K 与22 1K K 

　O O 2 2 (g)

　= Cu 2 2 O(S) ； 若在

　873 K 时，使反应达到平衡，试通过余 计算说明处理后，在氢气中剩余 O O 2 2 (g) 的分压为多少？O O 2 2 (g)是否已基本除干净？ 已知反应的摩尔 s Gibbs 自由能的变化值与温度的关系为：

　 （

　5 5 分

　）

　 2. 请根据2CO 的相图，回答如下问题：（1 1 ）在常温、常压下，将2CO 高压钢瓶的阀门迅速开大，喷出 的2CO 呈什么相态？为什么？（2 2 ）2CO (s) 称为 “ 干冰 ” ， 为什么 “ 干冰 ” 在舞台上可产生白雾效果？2CO (l) 在怎样的温度和压力范围内能存在？（3 3 ）

　CO 2 2的固态和液态的蒸气压与温度的关系式，分别由以下两个方程给出：

　 s1 360 Klg( /Pa) 11.986 pT 

　l874 Klg( /Pa) 9.729 pT  试计算：

　 (a) 二氧化碳三相点的温度和压力。

　 (b) 二氧化碳在三相点时的升华热、蒸发热、熔化热、溶化

　熵。

　（2 12 分）

　四、 计算题（3 3 小题

　共 共 2 26 6 分。请将答案填在答题纸上）

　. 1. 已知在 298K 、l l p  下，丙烷的燃烧焓为- - 2220-1kJ.mol ，水的生成焓

　- - 286.0-1kJ.mol ， CO 2 2 的 生成焓- - 393 ．5 5-1kJ.mol ，试计算丙烷气在恒压和恒容 条件下 的生成热。

　（

　8 8 分）

　2 2. . 锡有白锡和灰锡两种单质，常用的白锡软而富有展性，导电导热能力强，灰錫则较少使用。

　已知，灰 锡和白锡可相互转化：

　S Sn n( ( 灰錫）

　= S Sn n( ( 白錫）。试判断 101.325

　k k Pa 、 25℃和 和 10℃ 两种状况下, ,

　白锡和灰锡 哪 一种晶型稳定? ? 已知 298K、 、 101.325

　k ka Pa 下, 一些标准热力学函数( ( P P Ө Ө

　 ; ;

　298.15K) 如下：

　( 12 2 分) )

　 热力学函数

　白锡

　 灰锡

　 1H /J molf m  0 0 - - 2197 1 1S / J Kmmol  

　 52.32 44.76

　1 1,C /p mJK mol  26.16 25.73

　3 3. 已知 :

　 反应方程式 :

　H H + +

　 + NO 3 3 - -

　 + HS - -

　 + H 2 2 O

　SO 4 4 2 2- -

　+

　NH 4 4 + +

　请通过计算判断 101.325

　k k Pa ， 298K 时, 天然水中存在的硝酸根能否氧化水中硫化物?

　已知天然水中 [H + + ] ]

　= =

　10 - -8 8

　mol/ dm 3

　 ，其它离子 浓度均为 10 - -4 4

　mol/ dm 3 3 。

　各反应物和生成物在 在 101.325

　k k Pa ， 298K 时 的标准 吉布斯 生成自由能

　△ f f G G θ θ m m (KJ/mol ) 如下: :

　H H 2 2 O(l)

　 HS - -

　 NO 3 3 - -

　 H H+ +

　 SO 4 4 2 2- -

　 NH 4 4

　. . △ f f G G θ θ m m

　 - - 237.19

　12.58

　 - - 110.58

　0

　 - - 741.99

　- - 79.50

　( (6 6 分）