《物理化学》课程教学资源：试题资料（上册）试卷三

物理化学(上册)试卷3 班级 分数 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px图如下所示,则在x处组分A的活度系 (A)7A=CH/CE (B)yACH/CD (C)yA=CH/CG (D)rCH/CH (2)在T时,一纯液体的蒸气压为8000Pa,当02mo的非挥发性溶质溶于0.8mol 的该液体中时,溶液的蒸气压为4000Pa,若蒸气是理想的,则在该溶液中溶剂的活度系数 (A)2.27 (B)0.625 (C)1.80 (D)0.230 H 2B一 5分(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

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

体系如下图所示,其中半透膜a'只允许O2(g)通过,请选择正确的答案。 (1)体系的组分数为 (B) (C)4①D)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 O2(g) O2(g Ag(s) Ag,O(s) CC4(g) 4.5分(1796) 413.15K时,纯C6HCl和纯C6H5Br的蒸气压分别为125238kPa和66104kPa 假定两液体组成理想液体混合物。若有一混合液,在413.15K,101.325kPa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 (A)△S体>0,△S环0 (C)△S体0,△S=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△S1和△S2之间的关系为 (A)△S>△S2(B)△S1<△S2 (C)△S1=△S2(D)两者无确定关系 、填空题(共5题15分) 7.5分(24) 2224 100°C时,100g水中含有18 g NaCl的溶液上方蒸气压为94232.3Pa。则溶液中水 的活度为 水的活度系数为 (已知M(NaC)=5844)

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 (C) 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 Δ S1 和 Δ S2 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 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 对于滲透平衡体系,相律的形式应写成 、计算题(共4题40分) 12.15分(0306) 0306 1mol单原子分子理想气体始态p1=2p,T=273K。沿可逆途径p/=常数至终态p2=4p3。 计算此途径的QW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J,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p,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P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91,试求在101325Pa下乙苯脱氢 的理论转化率。已知△G(700K)=3326 kJ. mol,在427~827℃间,该反应热效应的平 均值△H=12443kmor2。 15.5分(2956)

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

1101℃,605×10Pa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(g)的 △G 四、问答题(共2题15分) 16.10分(1081) l081 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(△ vap Hm)d7平=Cp(g)-C(l) 并判断临界温度时的蒸发热为多少? 7.5分(1410) 三维简谐振子的能级公式为 E=(+V,++)hv=(S+是)加vy 式中S为振动量子数,S=Vx+1+2=0,1,2, 试证明E(S能级的简并度为:g(S=(S+2)(S+) 物理化学(上册试卷3答案 、选择题(共6题30分) 1.5分(2170) 2170 (1)(C)yA=aA/xA=CH/CG (2.5分) (2)(B)yA=a/x=(pp)x=(4000Pa8000Pa0.8 0.625 (2.5分) 2.5分(9204) 9204 [答]( (2分) 3.5分(2409) 答](1)(B) (2分) (2)(B) (2分) (3)(B)J=C+3-中=3+3-4=2 4.5分(1796)

110.1℃，6.05×104 Pa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+ 3 2 )hν= (S+ 3 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 答案 一、选择题 ( 共 6 题 30 分 ) 1. 5 分 (2170) 2170 [答] (1) (C) γ A= aA/xA= CH/CG (2.5 分) (2) (B) γ A=a/x=(p/p* )/x=(4000 Pa/8000 Pa)/0.8 = 0.625 (2.5 分) 2. 5 分 (9204) 9204 [答] (A) (2 分) 3. 5 分 (2409) 2409 [答] (1) (B) (2 分) (2) (B) (2 分) (3) (B) f = C + 3 - Φ = 3 + 3 - 4 = 2 (1 分) 4. 5 分 (1796)

1796 [答](1)p=p(C6HsCI)x(C6H5C)+p(CH5Br)(1-x(C6H5C)) x(C6HCI)=0.596 x(C6HBr)=0.404 2)y(CHsCI)=p( Hs CI)r(C Hs Ci)/p=0.737 (3分) y(C6H5Br)=0.263 (2分) 5.5分(9023) 9023 [答](B) (2分) 9024 [答](B) (2分) 6.5分(9028) 9028 填空题(共5题15分) 7.5分(2224) 2224 Po/pl.o=0.931 ,0 =0.9649 Nacl 0.9649 8.5分(2681) 2681 (1分) 温度、压力和两个浓度项 (4分) 因为 ∫=C-φ+2=5- 体系中相数为1时,f最大,所以,f=5-=5-1=4 9.2分(2731) 2731 「答 Cp1≠Cn2,a1≠a2,和K2=K1 faF(1/n(avan, x-(1/nav/ap)ri 2分(2422) 2422

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) (2 分) 6. 5 分 (9028) 9028 [答] (B) (2 分) 二、填空题 ( 共 5 题 15 分 ) 7. 5 分 (2224) 2224 [答] / 0.931 (2 分) H2O = H2O H2O = ∗ a p p 0.9649 H O NaCl H O H O 2 2 2 = + = n n n x H O H O / H O 0.9649 2 2 2 γ = a x = (3 分) 8. 5 分 (2681) 2681 答：4 （1 分） 温度、压力和两个浓度项 （4 分） 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 5 −Φ = − 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

分(2432) 2432 答]=C-中+3 分) 三、计算题(共4题40分) 12.15分(0306) 0306 I] pV=nRT V=nRT p:=11.2 dn T2=P2/2/nR=1092K a dU-do-Ow, CidT-80-pdr dO/dT=Crp(dv/dn), Vm=RT/K, 2Vmdvm=(R/KdT. 故Cm=△Qd7=Ckm+p(R2KVm)=2R (3分) Q=nCm(72-Ti)=2R(1092-273)=13.707kJ (5分) p/V=k=2/112=0.178 =(0.1782)×(V2-2)=3402 (5分) 13.10分(0192) 答]设进入钢瓶中nmol空气为体系 始态p、T、V终态p、T、V均视为理想气体 (2分) W=pol=nRTo,△U= (3分) (3分 R, Cn/c (2分) 14.10分(3093) 5.5分(2956 2956 答]设单体的物质的量分数为x,则 xM+(1-x)×(2M=1.520 解得x=0.48 K=kp2=[605×10Pa)×0.521605×10Pex04813

[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 (2 分) T2=p2V2/nR=1092 K 。 dU=δ Q-δ W, CVdT=δ Q-pdV, δ Q/dT=CV-p(dV/dT), Vm 2 =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 (3 分) Q=nCm(T2-T1)=2R(1092-273)=13.707 kJ (5 分) p/V=K=2/11.2=0.178 W= 2 1 d V V p V ∫ =0.178 2 1 d V V p V ∫ =(0.178/2)×(V 2 2 -V 1 )=3.402 kJ (5 分) 2 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 (2 分) W=-p0V0=-nRT0，ΔU= -W (3 分) nCV,m(T-T0)=nRT0 (3 分) Cp,m=CV,m+R，Cp,m/CV,m=γ T=(Cp,m/CV,m)×T0=γT0 (2 分) 14. 10 分 (3093) ΔrG m $ =ΔrH m $ -TΔrS =3093 J·mol m $ -1 (1 分) 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 (1 分) 解得 x = 0.48 (1 分) K p = K $ pp ∃ = [(6.05×104 Pa)×0.52]/[(6.05×104 Pa)×0.48]2 p ∃

(2分) △G=- RINk=-424Jmol 四、问答题(共2题15分) 16.10分(1081) l081 [答]△、apH=H(g)-H() d△vapH/d7平=[dH(g)d门]平-[d(1)d7 X dH=(a H/a DpdT+(aH/ap)rdp (aH/aDY=(aH/aDp+(aH/ap)ap/an (3分) HOn)平=Cp+Ⅳ·T(0Wol(p0T)平 (2分) 则[d△ vapId7]=Cg)-C)+[ Ve-Vr T(ovyo -(aWom](0p07)平 g)-CA)+Ⅳgg C八g)-C) (4分) 临界温度时,气液无区别,其汽化热为零。 (1分) 17.5分(1410) 410 答](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 g(S=S+(3-1)S(3-1)]=(S+2)/(S×2!)=(S+2)S+1)

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