(完整版)湖南大学物理化学期末考试题4

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湖南大学课程考试试卷

课程名称： 物理化学（1）；课程编码： 试卷编号： A ；考试时间：120分钟

（每题1分，共20分）

1．若在高温高压下，某实际气体的分子所占有的空间的影响用体积因子b 来表示，则 描述该气体较合适的状态方程是（ ）

A. pV m = RT + b

B. pV m = RT + BT 2

C. pV m = RT + bp

D. pV m = RT + bTp

2. 已知气体A 和B 的临界温度T c (A) > T c (B)，临界压力p c (A) < p c (B)，则这两种气体的van der Waals 常数关系是( )

A. a (A)>a (B)，b (A)>b (B)

B. a (A)

C. a (A)>a (B)，b (A)

D. a (A)b (B)

3. 如图所示，在绝热盛水容器中，浸有电阻丝，通电后水与电阻丝的温度均升高统的?U 值的符号为。如以电阻丝为系统，则上述过程的Q 、W 和系统的?U 值的符号为( )

A. W =0，Q <0，?U <0

B. W >0，Q <0，?U >0

C. W =0，Q >0，?U >0

D. W <0，Q =0，?U >0

4. 苯在一个刚性的绝热容器中燃烧，

()()()()6622215

C H l +

O g = 6CO g +3H O g 2

下列各关系式正确的是（ ）

A. △U ＝0，△H < 0，Q = 0

B. △U ＝0，△H = 0，Q = 0

C.△U ＝0，△H > 0，W = 0

D. Q < 0，W = 0，△U < 0

5．实际气体经节流膨胀后， （ ）

A 、Q <0, d H =0, d p <0

B 、Q =0, d H =0, d T <0

C 、Q =0, d H <0, d p <0

D 、Q =0, d H =0, d p <0

6． 1 mol 单原子理想气体，从273K 、202.65 kPa ，经pT =常数的可逆途径压缩到405. 3 kPa 的终态，该过程的?U 是( )

A. 1702 J

B. -406.8 J

C. 406.8 J

D. -1702 J

7. △H = Q p 适用于下列哪个过程( )

A. 理想气体从l ?10-7 Pa 反抗恒定的压力l ?10-5 Pa 膨胀到l ?10-5 Pa

B. 0 ℃、101325 Pa 下冰融化成水

C. l0l325 Pa 下电解CuSO 4水溶液

D. 气体从298 K 、101 325 Pa 可逆变化到373 K 、101 32.5 Pa

8．下列宏观过程： （ ）

（1）101325Pa ，273.15 K 下冰融化为水； （2）电流通过金属发热； （3）往车胎内打气； （4）水在101325Pa ，373.15K 下蒸发； 可看作可逆过程的是：( )

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

9. 理想气体与温度为T 的大热源接触作等温膨胀，吸热Q ，所做的功是变到相同终态的最大功的20 %，则系统的熵变为 ( ) A. Q /T B. -Q /T C. 5Q /T D. -5Q /T

10. 常温常压下2 mol H 2和2 mol Cl 2在绝热钢筒内反应生成HCl 气体，则( )

A. ?r U =0，?r H =0，?r S >0，?r G<0

B. ?r U <0，?r H <0，?r S >0，?r G<0

C. ?r U =0，?r H >0，?r S >0，?r G<0

D. ?r U >0，?r H >0，?r S =0，?r G>0

11. 恒压下，纯物质当温度升高时期Gibbs 自由能（ ）

A.增加

B.下降

C.不变

D.难以确定 12. 对物质的量为n 的理想气体，()/s T p ??应等于 ( )

A. V /R

B. V /(nR )

C. V /C V

D. V /C p

13. 某气体的状态方程为：=f (),f ()p V T V ?仅表示体积V 的函数，恒温下该气体的熵随体积V 的增加而 ( )

A 增加

B 下降

C 不变

D 难以确定

14. 1 mol 理想气体在等温条件下，经恒外压压缩至稳定，环境和体系的熵如何变化？（ ）

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

15. 恒温时，B 溶解于A 中形成溶液，若纯B 的摩尔体积大于溶液中B 的偏摩尔体积，则增加压力将使B 在A 中溶解度如何变化（ ）

A. 增大

B. 减小

C. 不变

D. 不一定

16. 两只烧杯各有1 kg 水，向A 杯中加入0.01 mol 蔗糖，向B 杯中溶入0.01 mol NaCl ，两只烧杯按同样速度冷却降温，则有( )

A. A 杯先结冰

B. B 杯先结冰

C. 两杯同时结冰

D. 两杯都不会结冰

17. 关于偏摩尔量，下面的叙述中不正确的是（ ）

A. 偏摩尔量可以是正数、负数和零

B. 溶液中每一种广度性质都有偏摩尔量，而且都不等于其摩尔量

C. 除偏摩尔吉布斯（Gibbs ）自由能外，其它偏摩尔量都不等于化学势

D. 溶液中个组分的偏摩尔量之间符合吉布斯-杜亥姆关系式

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）

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18. 在598.15 K 时，与汞的摩尔分数为0.497的汞齐呈平衡的气相中，汞的蒸气压为纯汞在该温度下的饱和蒸气压的43.3%，汞在该汞齐中的活度系数γ(Hg)为( )

A. 1.15

B. 0.87

C. 0.50

D. 0.43

19. 298 K 时，饱和的蔗糖水溶液与冰共存的独立组分数、相数、自由度数是 ( )

A . C =2，Φ =2，f * =1

B .

C =2，Φ =2，f * =2 C . C =2 ，Φ =1，f * =2 D. C =2，Φ =1，f * =3

20. 101.3 kPa 下，用水蒸气蒸馏法提纯某不溶于水的有机物时，系统的沸点 ( )

A ．低于373.2 K B. 高于373.2 K

C ．取决于水与有机物的相对数量 D. 取决于有机物的相对分

二、填空题（每空1分，共10分）

1. 与298K ，1?105 Pa 下的H 2(g)处于相同对比状态时的NH 3(g)的压力为 。温度

为 。（已知NH 3(g)和H 2(g)的临界参数为3

c,NH 405.4K T =，

35c,NH 111.510Pa,p =?2c,H 32.99K,T =25c,H 12.7710Pa p =?。

）

2. 给自行车打气时，把气筒内的空气作为体系，设气筒、橡皮管和轮胎均不导热，则该过程中

Q 0；W 0（填“>” ,“=”或“<”）。

3. 1 mol 水在373 K 、101325 Pa 条件下蒸发为同温同压的水蒸气，热力学函数变量为?U 1和?G 1; 现把1 mol 水(温度、压力同上)放在373 K 的真空恒温箱中，控制体积，体系终态蒸汽压也为101325 Pa ，这时热力学函数变量为?U 2和?G 2; 则这两组热力学函数的关系?U 1 ______ ?U 2 , ?G 1 _____ ?G 2（填“>” ,“=”或“<”）。

4. 实际气体节流膨胀?S ___________。

5. 由两种溶液所形成的溶液中，组分的蒸气压对Raoult 定律产生不大的正偏差，如果浓度用摩尔分数表示，且选取纯液体为标准态，组分的活度系数值必定 于1。如果以组分在极稀溶液中服从Henry 定律为参考态，则组分的活度因子必定 于1（填“大”或“小”）。

6. NaCl(s)和含有稀硫酸的NaCl 饱和水溶液的平衡系统，其独立组分数为 。 三、证明 ：p V V

T p H C C V T p ??

??????

-=--??

? ?????????

（8分）

四、4 g Ar (可视为理想气体，其摩尔M (Ar)=39.95 g·mol -1) 在300 K 时，压力为506.6 kPa ，经过等温

下膨胀到202.6 kPa 的终态压力。试分别求下列两种过程的Q ，W ，ΔU ，ΔH 。

（12分）

（1）若变化为可逆过程。

（2）若变化为恒定202.6 kPa 外压的不可逆过程。

五. 将一玻璃球放入真空容器中，球中已封入1 mol 水(10l. 325 kPa, 373.15 K)，真空容器的容积恰好

能容纳1 mol 的水蒸气(101.325 kPa, 373.15 K)，若保持整个系统的温度为373.15K ，小球被击破后，水全部汽化成水蒸气，计算：

(1) Q 、W 、?U 、?H 、?S 、?G 、?A ；

(2) 根据计算结果，这一过程是自发的吗？ (3) 用哪一个热力学性质作为判据? 试说明之。

(已知水在101.325 kPa 、373.15K 时的汽化热为40668.5 J·mol -1) （20分）

六. 在300K 时，液态A 的蒸气压为37.33 kPa ，液态B 的蒸气压为22.66 kPa, 当2 mol A 与2 mol B

混合后，液面上蒸气的总压为50.66 kPa, 在蒸气中A 的摩尔分数为0.60, 假定蒸气为理想气体。试求:

（1）溶液中A 和B 的活度; （2）溶液中A 和B 的活度因子;

（3）混合过程的Gibbs 自由能变化值re

mix G ?。 (15分)

七. SiO

2 – Al 2O 3二组分系统在耐火材料工业上有重要意义，所示的相图是SiO 2 – Al 2O 3二组分系统在

高温区的相图，莫莱石的组成为2Al 2O 3?3SiO 2,在高温下SiO 2有白硅石和鳞石英两种变体，AB 线是两种变体的转晶线，在AB 线之上是白硅石，在AB 线之下是鳞石英。

（1）指出各相区分别由哪些相组成。

（2）图中三条水平线分别代表哪些相平衡 共存?

（3）分别画出从x , y , z 点将熔化物冷却的步冷曲线 (15分)。