物理化学(上册)试卷8 班级姓名 分数 填空题(共17题45分) 1.5分(1685) 685 在29815K时,F2分子的转动惯量上=325×104kgm2,h=6626×103Js,则此F2分 子的转动配分函数q F2气体的摩尔转动熵 2.5分(2252) 2252 在298K时,0.10 mol- dm3氨的氯仿(1)溶液上氨的蒸气压为443a,0.050 mol-dm23氨的 水(2)溶液上氨的蒸气压为8866Pa,则氨在水和氯仿两液体间的分配系数K为 3.5分(222 2222 已知在氧的压力为101325Pa,25°C时,1000g水中溶解000115molO2气。则当氧的 活度为1时,氧气的平衡压力为 4.5分(2198) 2198 溶质B的活度求算有如下两种规定 (1)lim aB(R)=xB xB→ (2) lim ar(H=x 已知某二元溶液中溶质B的蒸气压与x的关系如图所示。p=20×10Pa,k=50×103 Pa,则两种活度间的关系为a(R)= g(H)。当xB→1时 aB(RF aB(h
物理化学(上册)试卷 8 班级 姓名 分数 一、填空题 ( 共 17 题 45 分 ) 1. 5 分 (1685) 1685 在 298.15 K时，F2分子的转动惯量I=32.5 × 10-47 2 kg ⋅m ，h=6.626 × 10-34 J⋅s ，则此F2分 子的转动配分函数q r= ，F2气体的摩尔转动熵 。 2. 5 分 (2252) 2252 在 298 K时,0.10 mol⋅dm-3氨的氯仿(1)溶液上,氨的蒸气压为 4433 Pa,0.050 mol⋅dm-3氨的 水(2)溶液上,氨的蒸气压为 886.6 Pa,则氨在水和氯仿两液体间的分配系数K为_____。 3. 5 分 (2222) 2222 已知在氧的压力为 101 325 Pa, 25°C时，1000 g水中溶解 0.001 15 mol O2气。则当氧的 活度为 1 时，氧气的平衡压力为 。 4. 5 分 (2198) 2198 溶质 B 的活度求算有如下两种规定： (1) B B 1 lim (R) B a x x = → (2) B B 0 lim (H) B a x x = → 已知某二元溶液中溶质B的蒸气压pB与xB的关系如图所示。pB * =2.0×104 Pa, kx=5.0×103 Pa, 则 两 种活度 间的关 系 为 aB(R)=__________aB(H) 。 当 xB → 1 时 , aB(R)=____________,aB(H)=__________
5.2分(1092) 1092 某气体服从状态方程pm=RT+q(α>0的常数),若该气体经恒温可逆膨胀,其 内能变化△Um= 6.2分(3257) 答:不变;减少;减少 (2分) 7.2分(2331) 2331 请填出下列平衡体系的相数,加热混合均匀的金粉和银粉使其熔融后冷却 (1)冷至温度T处于:7汽(金)>7>T产(银): (2)冷至完全凝固:￠ 8.2分(0382) 0382 对于任何宏观物质,其焓H一定 内能U(填上>、<、=),因为 对于等温理想气体反应,分子数增多的△H一定 △U,因为 9.2分(3218) 3218 为采用公共能量零点的配分函数,q为采用基态能量为零的配分函数,则q与 的关系为 2分(2438 2438 含有KNO3和NaCl的水溶液与纯水达渗透平衡时,其组分数为 相数为,自
5. 2 分 (1092) 1092 某气体服从状态方程 pVm= RT + αp （α＞ 0 的常数），若该气体经恒温可逆膨胀，其 内能变化ΔUm= _________ J。 6. 2 分 (3257) 3257 答：不变；减少；减少 （2 分） 7. 2 分 (2331) 2331 请填出下列平衡体系的相数，加热混合均匀的金粉和银粉使其熔融后冷却 (1)冷至温度T处于：Tf*(金) >T > Tf*(银) ：Φ = (2)冷至完全凝固：Φ = 8. 2 分 (0382) 0382 对于任何宏观物质，其焓 H 一定 _______ 内能 U (填上 ＞、＜、＝) ，因为 _________； 对于等温理想气体反应，分子数增多的 ∆H 一定 _________∆U，因为 ______ ______ 。 9. 2 分 (3218) 3218 q'为采用公共能量零点的配分函数，q 为采用基态能量为零的配分函数，则 q'与 q 的关系为 ___________ 。 *. 2 分 (2438) 2438 含有KNO3和NaCl的水溶液与纯水达渗透平衡时,其组分数为 ,相数为 ,自
由度数为 11.2分(0737) 0737 选择“>”、“<”、“=”中的一个填入下列空格 实际气体绝热自由膨胀,△U 0,△S 12.2分(0381) 0381 在一绝热刚性容器中进行某一化学反应,该体系的内能变化为 ,焓变化为 已知(1)2A(s)+6HCl(ag)=2ACl(aq)+3H2(g) △H31(298K)=-1003k/my (2)H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △Hn2(298K)=1 (3)HCI(g)+nH2O=HCI(aq) △H2(298K)=7245 k].- (4)AlCl3()+nH2O=AlCl3(aq) △H2n4(298K)=3215kJmo 则无水ACl3在298K的标准摩尔生成焓为 分(0101) 010 如图。两条等温线的温度分别为Ta, The lmol理想气体经过路径1231的W1与经过路径 4564的W大小关系是 15.2分(0021) 0021 热力学封闭体系与环境之间的界面所起的作用为:
由度数为 。 11. 2 分 (0737) 0737 选择“＞”、“＜”、“＝”中的一个填入下列空格： 实际气体绝热自由膨胀，ΔU 0，ΔS _____ 0。 12. 2 分 (0381) 0381 在一绝热刚性容器中进行某一化学反应，该体系的内能变化为 ______ ，焓变化为 _______ 。 13. 2 分 (0479) 0479 已知 (1) 2Al(s) + 6HCl(aq) = 2AlCl3(aq) + 3H2(g) ΔrH m, (298 K) = -1003 kJ·mol 1 $ -1 (2) H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) ΔrH m, (298 K) = -184.1 kJ·mol 2 $ -1 (3) HCl(g) + nH2O = HCl(aq) ΔrH m, (298 K) = -72.45 kJ·mol 3 $ -1 (4) AlCl3(s) + nH2O = AlCl3(aq) ΔrH m, (298 K) = -321.5 kJ·mol 4 $ -1 则无水AlCl3在 298 K的标准摩尔生成焓为 。 14. 2 分 (0101) 0101 如图。两条等温线的温度分别为Ta，Tb。1mol理想气体经过路径 1231 的W I与经过路径 4564 的WII大小关系是 。 15. 2 分 (0021) 0021 热 力 学封闭 体系与 环境之 间的界 面所起 的作用 为 ：
(1) 6.2分(0285) 0285 某理想气体,等温(25℃)可逆地从1.5dm3膨胀到10dm3时,吸热94145J,则此气体的 物质的量为 摩尔。 17.1分(0080) 0080 IUPAO推荐的符号为:系统接受功为正,则热力学第一定律的数学表达式(封闭体系)为 系统膨胀功表示为 、计算题(共4题40分) 18.15分(1140) 1140 300K下将10 kg tnt由100kPa缓慢增压至103kPa试求所做的功、放出的热及△U。已 知1NT密度p=16×103kgm3,压缩系数P=769×102Pa,膨胀系数a=2.3×10K设巧与 压力p无关 19.10分(9404) 9404 丙酮(1)、甲醇(2)形成恒沸混合物。在外压为98660Pa时,组成为x1=0.796,恒沸 点为544°C。已知在该温度时p=953874Pa,p2=65060.8Pa。利用下式求范拉尔 常数a和B。 a=Inn, (1+ B=Inn, (1+ 1y) x,Inyo 10分(3118) 答:上述反应的△G(298K)=-68 kJ- mol p(COCl) p(CO)p(C)xp[-△G(298K)(298KR)=83×10 在光作用下,该反应瞬间达平衡,因此在题给条件下COCl2的平衡组成为 P(COCI=0.83 p
(1) ； (2) 。 16. 2 分 (0285) 0285 某理想气体，等温(25℃)可逆地从 1.5 dm3 膨胀到 10 dm3 时，吸热 9414.5 J，则此气体的 物质的量为 摩尔。 17. 1 分 (0080) 0080 IUPAC 推荐的符号为：系统接受功为正,则热力学第一定律的数学表达式(封闭体系)为 dU= , 系统膨胀功表示为 。 二、计算题 ( 共 4 题 40 分 ) 18. 15 分 (1140) 1140 300 K下,将 10 kg TNT由 100 kPa缓慢增压至 105 kPa,试求所做的功、放出的热及∆U。已 知TNT密度ρ=1.6×103 kg⋅m -3,压缩系数β=7.69×10-12 Pa-1,膨胀系数α=2.3×10-4 K-1,设β及V与 压力p无关。 19. 10 分 (9404) 9404 丙酮（1）、甲醇（2）形成恒沸混合物。在外压为 98 660 Pa时，组成为x1=0.796，恒沸 点为 54.4°C。已知在该温度时 ， 。利用下式求范拉尔 常数 95 387.4 Pa 1 =∗ p 65 060.8 Pa 2 =∗ p α 和 β 。 α γ γ γ = + ln ( ln ln ) 1 2 1 2 1 2 1 x x β γ γ γ = + ln ( ln ln ) 2 1 2 1 2 2 1 x x 20. 10 分 (3118) 3118 答：上述反应的 -1 r m ∆ = G (298 K) −68 kJ⋅mol $ K 2 11 r m 2 (COCl ) exp[ (298 K)/(298 K )] 8.3 10 (CO) (Cl ) p p p G R p p = = −∆ = $ $ $ × （5 分） 在光作用下，该反应瞬间达平衡，因此在题给条件下COCl 2的平衡组成为： p(COCl2)=0.83 p$
该值大大高于10×107p3,因此中毒是必然的,吸烟人游泳会短命。 分) 5分(0313) 1mol某单原子分子理想气体,始态:T=298K,P1=5p3,膨胀至终态压力P2=5p3 (a)恒温可逆膨胀;(b)恒外压P外=p膨胀(等温)。试计算上述二变化途径到终态时,各 自的终态温度T2,Q,W,△U,△H。 问答题(共2题15分) 22.10分(0651) 0651 判断下列说法是否正确并说明原因 箩,(1)夏天将室内电冰箱门打开,接通电源,紧闭门窗(设墙壁、门窗均不传热),可降低 (2)可逆机的效率最高,用可逆机去拖动火车,可加快速度 (3)在绝热封闭体系中发生一个不可逆过程从状态1→Ⅱ,不论用什么方法体系再也 回不到原来状态 4)封闭绝热循环过程一定是个可逆循环过程。 23.5分(1133) 1133 对只做膨胀功的封闭体系,求证 (aUanr-T(ap/aT)v-p 物理化学(上册)试卷8答案 、填空题(共17题45分) 5分(1685) 85 答q,=8x2T1(2a12030 (2分) Smr =r+ring. =48.14 JK-. mol (3分) 2.5分(2252)
该值大大高于 7 1.0 10 p − × $ ，因此中毒是必然的，吸烟人游泳会短命。 （5 分） 21. 5 分 (0313) 0313 1 mol某单原子分子理想气体，始态：T1=298 K，p1 = 5p$ ，膨胀至终态压力 p2 = 5p$ 。 (a)恒温可逆膨胀；(b)恒外压 p外 = p$ 膨胀（等温）。试计算上述二变化途径到终态时，各 自的终态温度T2,Q,W, ∆U,∆H 。 三、问答题 ( 共 2 题 15 分 ) 22. 10 分 (0651) 0651 判断下列说法是否正确并说明原因： (1) 夏天将室内电冰箱门打开，接通电源，紧闭门窗(设墙壁、门窗均不传热),可降低 室温； (2) 可逆机的效率最高，用可逆机去拖动火车，可加快速度； (3) 在绝热封闭体系中发生一个不可逆过程从状态 I→II，不论用什么方法体系再也 回不到原来状态 I ； (4) 封闭绝热循环过程一定是个可逆循环过程。 23. 5 分 (1133) 1133 对只做膨胀功的封闭体系,求证： (∂U/∂V)T =T(∂p/∂T)V -p 物理化学(上册)试卷 8 答案 一、填空题 ( 共 17 题 45 分 ) 1. 5 分 (1685) 1685 [答] ( σ ) 2 2 r q = 8π IkT / h =120.30 (2 分) (3 分) 1 1 m,r ln r 48.14 J K mol − − S = R + R q = ⋅ ⋅ 2. 5 分 (2252)
2252 [答]氨在水和氯仿两相间达平衡时,上方蒸气压只有一个,且p=kc1=k2C2, 分配系数K为: =(4433Pa0.10 mold3)/(886Pa0.05 mold3) 3.5分(22) 2222 答]Po=ko(m/m3) k2=P2)=88110Pa 溶质在稀溶液中以亨利定律为基准 当Po,=ko,ao,ao,=1时: Po,=ko,=8.811×107Pa (5分) 4.5分(2198) 219 为a(R)=PppB 所以aB(R=(kpB)a(H) xB→1时,aB(R=PBB=1 aB(HPB/k=2.0×107/5.0×10=4 5.2分(1092) 092 du= Tds-pdv (aU/aVr=TaS/ p=Tap/a Ty-P TR/(V-a)/(-a)=0 所以△U=0 6.2分(3257) 3257 答:不变;减少;减少 (2分) 7.2分(2331) 2331 答:(1)2;(2)1 (2分) 8.2分(0382)
2252 [答] 氨在水和氯仿两相间达平衡时,上方蒸气压只有一个,且p=k1c1=k2c2, 分配系数 K 为： K=c2/c1=k1/k2 =(4433 Pa/0.10 mol·dm-3)/(886.6 Pa/0.05 mol·dm-3) =2.5 3. 5 分 (2222) 2222 [答] O O 2 2 O2 p = k m( / m ) $ 2 2 7 O O /( ) 8.811 10 Pa m k p m = = × $ 溶质在稀溶液中以亨利定律为基准 当 pO2 = kO2 aO2 ,aO2 = 1时： 8.811 10 Pa （5 分） 7 O2 O2 p = k = × 4. 5 分 (2198) 2198 [答] kx/p* B； 1； 4 。 因为 aB(R)=pB/p* B aB(H)=pB/kx 所以 aB(R)=(kx/pB)aB(H) xB→1 时, aB(R)= p* B/p* B=1 aB(H)= p* B/kx=2.0×104 /5.0×103 =4 5. 2 分 (1092) 1092 [答] 零 dU = TdS - pdV ( ∂ U/ ∂ V)T = T( ∂ S/ ∂ V)T -p = T( ∂ p/ ∂ T)V -p = TR/(V-α )-RT/(V-α ) = 0 所以 ΔU = 0 6. 2 分 (3257) 3257 答：不变；减少；减少 （2 分） 7. 2 分 (2331) 2331 答：（1）2； （2）1 （2 分） 8. 2 分 (0382)
0382 [答] 定大于(因为H=U+p);一定大于;因为△H=△U+(△n)RT,而△y为正。 9.2分(3218) 答]q=gexp(-eo/k 分 2分(2438) (0.5分) 2 (0.5分) 4 因为对于渗透平衡,相律应为f=Cφ+3 11.2分(0737) 0737 12.2分(0381) 0381 [答]0;p2H2p1V 13.2分(0479) [答]0.5×(1)+1.5×(2)(4)+3×(3) Al(s)+(3/2)Cl2(gFAICI3(s) ArH(AlCI, s)=-6735 kJ mol 2分(0101) 0l01 15.2分(0021) 0021 [答]1、隔开体系与环境; 2、体系与环境之间功和热的传递必须通过界面进行。 (2分) 16.2分(0285) 0285 [ -W=nRTIn(V2/V1),n=2 mol 17.1分(0080) 0080
0382 [答] 一定大于 (因为 H=U+pV)；一定大于；因为 ∆H=∆U+ (∆n)RT，而 ∆γ 为正。 9. 2 分 (3218) 3218 [答] q'=qexp(-ε0/kT) (2 分) *. 2 分 (2438) 2438 [答] 3 (0.5 分) 2 (0.5 分) 4 (1 分) 因为 对于渗透平衡，相律应为 f=C-Φ+3 11. 2 分 (0737) 0737 [答] = ， > 12. 2 分 (0381) 0381 [答] 0；p2V2-p1V1 13. 2 分 (0479) 0479 [答] 0.5×(1)+1.5×(2)-(4)+3×(3) Al(s)+(3/2)Cl2(g)=AlCl3(s) Δf Hm $ (AlCl3,s)=-673.5 kJ·mol-1 14. 2 分 (0101) 0101 [答] WI =WII 15. 2 分 (0021) 0021 [答] 1、隔开体系与环境； 2、体系与环境之间功和热的传递必须通过界面进行。 (2 分) 16. 2 分 (0285) 0285 [答] Q=W=nRTln(V2/V1)，n=2 mol 17. 1 分 (0080) 0080
[答]d=8Q+6W;rp% 计算题(共4题40分) 18.15分(1140) 答]Td= dH-vap aT'%H ah (3分) aH (4分) 得7ds=CdT(n)4p= CpdT-a vTd 故Qr=a7ap=a7p2p) =4308kJ (2分) p(-),dp=-pBvdp=BKP2-PR 2403×104kJ≈0 (4分) (2分) 19.10分(9404) 9404 x: n1=p /(x,)=py/(x,p)=p/p (因为x1=y1) =98660/953874=10343 y2=p/P2=15 a=ny1(1+ )2=05847 y1 In B=Iny2(1+ )2=07210 (5分) 20.10分(3118) 3118 答:上述反应的△G②(298K)=-68 kJ. mol K s p(COCl,)p p(COPC2)-P-AG(298K)(298KR)=83×10
[答] dU=δQ+δW；-p外dV 二、计算题 ( 共 4 题 40 分 ) 18. 15 分 (1140) 1140 [答] TdS=dH-Vdp= ( ) p H T ∂ ∂ dT+ ( )T H p ∂ ∂ dp-Vdp (3 分) 由 ( )T H p ∂ ∂ =V- ( ) p V T T ∂ ∂ (4 分) 得 TdS=CpdT- ( ) p V T T ∂ ∂ dp=CpdT-α VTdp 故 QR,T =- =- 2 1 d p p αTV p ∫ αVT(p2-p1) =-43.08 kJ (2 分) WR= 2 2 2 1 1 1 d ( ) d d V p p T V p p V p V p p p V p β p ∂ = = − ∂ ∫ ∫ ∫ 1 2 β V( 2 2 2 p − p1 =- ) =-2.403×10-4 kJ ≈ 0 (4 分) ΔU=QR,T -WR=-43.08 kJ (2 分) 19. 10 分 (9404) 9404 答： * * 1 1 1 1 1 1 1 /( ) /( ) / * p 1 γ = = x p py x p = p p （因为x y 1 1 = ） = = 98 660 / 95 387.4 1.0343 （5 分） * 2 2 γ = = p p/ 1.5164 α γ γ γ = + ln ( = ln ln ) . 1 2 1 2 1 2 1 05847 x x β γ γ γ = + ln ( = ln ln ) . 2 1 2 1 2 2 1 0 7210 x x （5 分） 20. 10 分 (3118) 3118 答：上述反应的 -1 r m ∆ = G (298 K) −68 kJ⋅mol $ K 2 11 r m 2 (COCl ) exp[ (298 K)/(298 K )] 8.3 10 (CO) (Cl ) p p p G R p p = = −∆ = $ $ $ ×
(5分) 在光作用下,该反应瞬间达平衡,因此在题给条件下COCl2的平衡组成为: p(COCl2)=0.83p5 该值大大高于10×10p3,因此中毒是必然的,吸烟人游泳会短命。 分) 21.5分(0313) 0313 [答] (a)72=T1=298k △L=0 (1分) O=W=RTIn P2=3990].mor-l (1分) △H=0 (1分) b)72=71=298K U=0△H=0 (1分) Q=W=p5(V2-V1)=1980Jmo 、问答题(共2题15分) 22.10分(0651) 0651 [答](1)错误。绝热体系中作电功,电机受热只能升温。 (2.5分) (2)错误。作功虽最大,但可逆机循环一周所用的时间无限长,所以功率 最小,功率=牵引力×速率,所以速率最慢 (25分) (3)对,因为在绝热封闭体系中发生不可逆过程时△S>0,所以在绝热 均匀体系中发生过不可逆过程后,就不可能用绝热法使体系还原。 因为Sm>Sn>S1。 (2.5分) (4)对。道理同上,既然体系能完成绝热循环,则说明所进行各步绝热过 程均是可逆的。有一步不可逆,熵值就会增加,体系回不到原态。(25分) 23.5分(1133) 1133 [答]据第一、二定律联合公式 du=TdS-pd (2分) 故(x)=T(S0Hx (1分) 据麦克斯威尔公式 (OS=(2) (2分) 故
（5 分） 在光作用下，该反应瞬间达平衡，因此在题给条件下COCl 2的平衡组成为： p(COCl2)=0.83 p$ 该值大大高于 7 1.0 10 p − × $ ，因此中毒是必然的，吸烟人游泳会短命。 （5 分） 21. 5 分 (0313) 0313 [答] (a) T2=T1=298 K ΔU=0 (1 分) Q = W = RT ln 1 2 p p =3990 J·mol -1 (1 分) ΔH=0 (1 分) (b) T2=T1=298 K ΔU=0 ΔH=0 (1 分) J·mol 2 1 Q W= = p (V −V ) =1980 $ -1 (1 分) 三、问答题 ( 共 2 题 15 分 ) 22. 10 分 (0651) 0651 [答] (1) 错误 。绝热体系中作电功，电机受热只能升温。 (2.5 分) (2) 错误 。作功虽最大，但可逆机循环一周所用的时间无限长，所以功率 最小，功率 = 牵引力×速率，所以速率最慢。 (2.5 分) (3) 对，因为在绝热封闭体系中发生不可逆过程时 ∆ S > 0，所以在绝热 均匀体系中发生过不可逆过程后，就不可能用绝热法使体系还原。 因为 SⅢ> SⅡ> SⅠ。 (2.5 分) (4) 对。道理同上，既然体系能完成绝热循环，则说明所进行各步绝热过 程均是可逆的。有一步不可逆，熵值就会增加，体系回不到原态。(2.5 分) 23. 5 分 (1133) 1133 [答] 据第一、二定律联合公式 dU=TdS-pdV (2 分) 故 ( ) ∂ ∂ U V T =T( ∂ S/ ∂ V)T -p (1 分) 据麦克斯威尔公式 ( ∂ S/ ∂ V)T = ( ) ∂ ∂ p T V (2 分) 故 ( ) ∂ ∂ U V T =T ( ) ∂ ∂ p T V -p
