物理化学(上册)试卷9 班级姓名 分数 填空题(共17题45分) 1.5分(1689) 689 已知298K时NO分子的转动配分函数q=121.2,则2mol该气体转动热力学能(即内能) 为 ,转动熵值为 2.5分(2223) 2223 100°C时,100g水中含有354 g NaCl的溶液上方蒸气压为7802025Pa。则溶液中水 的活度为 。水的活度系数为 。(已知M(NaC)=5844) 3.5分(2004) 2004 形成负偏差的溶液,异种分子间的引力同类分子间的引力,使分子逸出液面的 倾向 ,实际蒸气压拉乌尔定律计算值,且△H0,△V0 4.5分(2017) 2017 已知溶液中溶剂的浓度与溶液凝固点的关系微分式为一A dxA△asHn(A dT。若某溶 RT 剂甲与某溶剂乙的熔化热关系为△Hm(甲)>△mHm(乙)。则溶剂结晶作用曲线1/7~nxA将 比溶剂陡峭。 5.2分(0738) 选择“>”、“<”、“=”中的一个填入下列空格 理想气体经节流膨胀,△S0,ΔG 6.2分(3184 理想气体的自由能函数的定义是 。由参加反应的气体的自由能函 数计算反应平衡常数还必须知道此反应的 7.2分(2332) 2332
物理化学(上册)试卷 9 班级 姓名 分数 一、填空题 ( 共 17 题 45 分 ) 1. 5 分 (1689) 1689 已知 298 K时NO分子的转动配分函数qr=121.2，则 2 mol该气体转动热力学能（即内能） 为 ，转动熵值为 。 2. 5 分 (2223) 2223 100°C 时, 100 g 水中含有 35.4 g NaCl 的溶液上方蒸气压为 78 020.25 Pa。则溶液中水 的活度为 。水的活度系数为 。（已知 M(NaCl)=58.44) 3. 5 分 (2004) 2004 形成负偏差的溶液，异种分子间的引力 同类分子间的引力，使分子逸出液面的 倾向 ，实际蒸气压 拉乌尔定律计算值，且 ∆ mix H 0, V ∆ mix 0。 4. 5 分 (2017) 2017 已知溶液中溶剂的浓度与溶液凝固点的关系微分式为 T RT H A x x d d ( ) 2 fus m A A ∆ = 。若某溶 剂甲与某溶剂乙的熔化热关系为 ∆fus Hm(甲) > ∆ fusHm(乙)。则溶剂结晶作用曲线 1/T~lnxA将 比溶剂 陡峭。 5. 2 分 (0738) 0738 选择“＞”、“＜”、“＝”中的一个填入下列空格： 理想气体经节流膨胀，ΔS _____ 0，ΔG _____ 0。 6. 2 分 (3184) 3184 理想气体的自由能函数的定义是 ____________ 。由参加反应的气体的自由能函 数计算反应平衡常数还必须知道此反应的 ____________ 。 7. 2 分 (2332) 2332
将AlCl3溶于水,待全部水解时,体系的组分数C= 8.2分(0257) 10mol单原子分子理想气体的(H)=JK 2902 在温度为1000k时的理想气体反应:2SO3(g)=2SO2(g)+O2(g)的平衡常数 k=290kPa,则该反应的△G= 2分(2737) 2737 一级相变特点:(1)物质在二相中的化学势 (2)物质在二相中的化学势对 温度或压力的一级偏微商 (填“相等”或“不等”) 分(0481) 0481 300K时,0.125mol庚烷(液体)在弹式量热计中完全燃烧,放热602kJ,反应CnH16(I +1O2(g)=7CO2(g)+8H2O()的△Um= 。(RT≈2.5kJ) 12.2分(0079) 0079 0mol单原子理想气体在恒外压0.9873下由40K2p等温膨胀至0987p3,物体对环境 作功 13.2分(0384) 0384 在横线上填上>、<、≡或?(?代表不能确定)。 氢气和氯气在绝热刚性容器中反应,则: (A)W0 (B)△U0 (C)△H0 (D)Q0 14.2分(0388) 0388 已知反应2H(g)+O2(g)→2H2O1)在298K时恒容反应热Q=564 k].mol',则 H()在298K时标准摩尔燃烧焓△= k].mol
将AlCl3溶于水，待全部水解时，体系的组分数C= 。 8. 2 分 (0257) 0257 10 mol单原子分子理想气体的 (∂H/∂T)V = J·K-1 。 9. 2 分 (2902) 2902 在温度为 1000 K时的理想气体反应：2 2 SO3 2 ( ) g SO g( ) O (g) = + 2 的平衡常数 Kp=29.0 kPa，则该反应的 = ∆r Gm $ 。 *. 2 分 (2737) 2737 一级相变特点：（1）物质在二相中的化学势 ；（2）物质在二相中的化学势对 温度或压力的一级偏微商 。 （填“相等”或“不等”） 11. 2 分 (0481) 0481 300 K时，0.125 mol正庚烷（液体）在弹式量热计中完全燃烧，放热 602 kJ，反应C7H16(l) + 11O2(g) = 7CO2(g) + 8H2O(l) 的ΔrUm= _____，ΔrHm = _____。(RT≈2.5 kJ) 12. 2 分 (0079) 0079 10 mol单原子理想气体,在恒外压 0.987p ∃ 下由 400 K,2p ∃ 等温膨胀至 0.987p ∃ ,物体对环境 作功 kJ。 13. 2 分 (0384) 0384 在横线上填上 ＞、＜、＝或？（？代表不能确定）。 氢气和氯气在绝热刚性容器中反应，则： (A) W____ 0 (B) ∆U____ 0 (C) ∆H____ 0 (D) Q____ 0 14. 2 分 (0388) 0388 已知反应 2 H2(g) + O2(g) ⎯⎯→ 2 H2O(l)在 298 K时恒容反应热QV =-564 kJ·mol-1，则 H2(g)在 298 K时标准摩尔燃烧焓ΔcH = _______kJ·mol m $ -1
15.2分(0258) 0258 1mol单原子分子理想气体,从p1=202650Pa,T=273K在p/7=常数的条件下加热,使 压力增加到P2=405300Pa,则体系做的体积功W= 16.2分(0093) 0093 敞开体系的热力学第一定律表达式为 其适用条件 是 17.1分(0274) 0274 选择 ,“=”中的一个填入下列空格 理想气体恒温可逆压缩,ΔU 0,△H 二、计算题(共4题40分) 18.15分(0359) 0359 某物质的焦耳汤姆孙系数和Cp均仅为温度的函数而与压力无关证明Cp之积必为常 数且有焓H=q(TCP,式中()为温度的函数 19.10分(2351) 2351 指出下列各平衡体系的相数、组分数和自由度: (1)冰和水蒸气 (2)固态砷、液态砷和气态砷; (3)在标准压力下,固态NaCl和它的饱和水溶液 (4)水蒸气、固体NaCl和它的饱和水溶液; (5)TCl4和SCl4的溶液和它们的蒸气; (6)Fe(s), FeO(s), Fe2O3(S), CO(g), CO(g) 20.10分(3036) 答:(1)-(2):C(s)+O2(g)=CO2(g) 反应(1)K(1073K) [x(Co)p/p'l =5.326 (2分) [x(co,p/p'] 同理(1173K)=29.17 (2分) △H(1)[R72/(T2-7)ln K(7) KD =1.78×103Jmol(2分) △G(1173K)=- RTIn K(1173K=329×104Jmol-1(1分)
15. 2 分 (0258) 0258 1 mol单原子分子理想气体，从p1=202 650 Pa，T1= 273 K在p/T=常数的条件下加热，使 压力增加到p2= 405 300 Pa，则体系做的体积功W = J。 16. 2 分 (0093) 0093 敞开体系的热力学第一定律表达式为 ;其适用条件 是 。 17. 1 分 (0274) 0274 选择“＞”，“＜”，“＝”中的一个填入下列空格： 理想气体恒温可逆压缩，∆U 0，∆H 0。 二、计算题 ( 共 4 题 40 分 ) 18. 15 分 (0359) 0359 某物质的焦耳-汤姆孙系数µ和Cp均仅为温度的函数而与压力无关,证明µCp之积必为常 数,且有焓H=Φ(T)-µCpp,式中Φ(T)为温度的函数。 19. 10 分 (2351) 2351 指出下列各平衡体系的相数、组分数和自由度： (1)冰和水蒸气； (2)固态砷、液态砷和气态砷； (3)在标准压力下，固态 NaCl 和它的饱和水溶液； (4)水蒸气、固体 NaCl 和它的饱和水溶液； (5)TiCl4和SiCl4的溶液和它们的蒸气； (6)Fe(s)，FeO(s)，Fe2O3(s)，CO(g)，CO2(g)。 20. 10 分 (3036) 3036 答：( )1 − (2) ：C s( ) + O ( ) g = CO (g) 2 2 反应(1) 2 2 [ (CO) / ] (1073 K) 5.326 [ (CO ) / ] p x p p K x p p = $ $ $ = （2 分） 同理 Kp (1173 K)=29.17 （2 分） $ 2 5 r m 1 2 2 1 1 ( ) (1) [ /( )]ln 1.78 10 ( ) p p K T H RTT T T K T ∆ − = × J mol $ $ $ ⋅ −1 （2 分） r m ∆ G (1173 K) = ln p $ −RT K$ (1173 K)=329 104 . × J m⋅ ol −1 （1 分）
C的燃烧焓:Δ,H(1)-△,(2)=-391×10Jmo (1分) △G(CO2)=△G()-△,G(2)=-486×10Jmol(2分) 21.5分(0502) 0502 已知298K下,△H3Na2S(s)=-3757kmor,△ Hm NAcI(s)=4110 k]-mol, △HHCl(g)=92.3kmor,△Hs[H2S(s)=20.2 k]" 又HCI(gH+(aq) HCI(aq) △sl(1)=73.8 k].mol H2S(g)+(aq)-> H2S(aq) △sHn(2)=-192 kI. mol NaCl(s)(aq) NaCl(aq solHm(3=4.8. l 试求下述反应的△H3(098K):Na2S(s)+2HCaH2S(aq)+2 Nacl(aq) 问答题(共2题15分) 22.10分(0355) 0355 证明:对于盖·吕萨克定律(W7=C成立的气体,在焦耳-汤姆孙实验中温度不变。 23.5分(1049) 1049 已知:均相纯物质的平衡稳定条件为(pl)<0,请证明:任一物质绝热可逆膨胀后 压力必降低。 物理化学(上册)试卷9答案 填空题(共17题45分) 1.5分(1689) 1689 答]U=4960J U1=nRT=(2mo)8.314JK-·mo-)298.l5K) 960J (2分)
C 的燃烧焓： （1 分） 5 r m r m ∆ − H H (1) ∆ (2) = −3.91×10 J⋅mol $ $ -1 -1 （2 分） 4 f m 2 r m r m ∆ = G G (CO ) ∆ (1) − ∆ G (2) = −4.86×10 J⋅mol $ $ $ 21. 5 分 (0502) 0502 已知 298 K下, ΔfH [Na m $ 2S(s)]= -375.7 kJ·mol-1，ΔfH [NaCl(s)]=-411.0 kJ·mol m $ -1， ΔfH [HCl(g)]=-92.3 kJ·mol m $ -1， ΔfH m [H $ 2S(s)]=-20.2 kJ·mol-1。 又 HCl(g)+(aq) ⎯⎯→ HCl(aq) ΔsolHm(1)=-73.8 kJ·mol-1 H2S(g)+(aq) ⎯⎯→ H2S(aq) ΔsolHm(2)=-19.2 kJ·mol-1 NaCl(s)+(aq) ⎯⎯→ NaCl(aq) ΔsolHm(3)= 4.8 kJ·mol-1 试求下述反应的ΔrH m $ (298 K)：Na2S(s)+2HCl(aq)=H2S(aq)+2NaCl(aq)。 三、问答题 ( 共 2 题 15 分 ) 22. 10 分 (0355) 0355 证明：对于盖·吕萨克定律(V/T=C)成立的气体，在焦耳-汤姆孙实验中温度不变。 23. 5 分 (1049) 1049 已知：均相纯物质的平衡稳定条件为 (∂p/∂V)T < 0，请证明：任一物质绝热可逆膨胀后 压力必降低。 物理化学(上册)试卷 9 答案 一、填空题 ( 共 17 题 45 分 ) 1. 5 分 (1689) 1689 [答] U r=4960 J 1 1 r U nRT (2 mol)(8.314J K mol )(298.15 K) − − = = ⋅ ⋅ =4960 J (2 分)
SrnR(Ing r+l) =(2mol)(8.314JK-mo-n1212+1) 96.4J·K (3分) 2.5分(2223) 2223 I] Ho= PHo/ pHo =0.770 xH.o=09016 0.8540 3.5分(2004) 2004 [答]大于;减小;小于;小于;小于 (5分 4.5分(2017) 答]乙、甲 (5分) 因为:/7)_R aIn △sHn(A) △msHn(甲)>△mHn(乙) hx.(甲)0,△G=nRln(p2p1)<0 6.2分(3184) 3184 [答]自由能函数定义:(G-USn)T (1分) 还必须知道反应在0K时的△U5
S r=nR(lnq r+1) (2mol)(8.314J K mol )(ln121.2 1) 1 1 = ⋅ ⋅ + − − (3 分) 1 96.4 J K− = ⋅ 2. 5 分 (2223) 2223 [答] / 0.770 (2 分) H2O = H2O H2O = ∗ a p p H O 0.9016 2 x = H O H O / H O 0.8540 2 2 2 γ = a x = (3 分) 3. 5 分 (2004) 2004 [答] 大于；减小；小于；小于；小于 （5 分） 4. 5 分 (2017) 2017 [答] 乙、甲 （5 分） 因为： ln ( ) (1/ ) A fusH m A R x T ∆ = − ∂ ∂ ( ) ( ) ∆fusH m 甲 > ∆fusH m 乙 ( ) ln (1/ ) ( ) ln (1/ ) A A 甲 乙 x T x T ∂ ∂ ， 0，ΔG = nRTln(p2/p1) < 0 。 6. 2 分 (3184) 3184 [答] 自由能函数定义： (G m $ - U 0,m $ )/T (1 分) 还必须知道反应在 0 K 时的 ΔU 0,m $ (1 分)
7.2分(2332) AlCl,(S)+3H,O()=Al(OH)3(S)+3HCI(aq AlCl3(s)溶于水全部水解时,上述反应式不存在,此时 3[H,O, Al(OH)3, HCl] R=0,R=0 故 C=S=3 8.2分(0257) I] (aH/OT)P OUlaT)P+[a(pv)aTl,Cy+nR=208 J-K 9.2分(2902) 2902 答:10293 kJ. mol (2分) A, Gm=-RTIn K=-RTIn(k,(p)8]=10 293 J. mol 2分(2737) 2737 答:(1)相等 (2)不相等 (2分) 2分(0481) 答]△Um=4816 k].mol (1分) △Hm=4826 kJ mol (1分) 12.2分(0079) [答]1685kJ 13.2分(0384) 0384 「答 14.2分(0388) 0388 [答]△H=Q=Qy+△R7,△H=12△,F=2857kmor
ΔU 0,m $ = B) B 0,m B ∑ν U ( $ 7. 2 分 (2332) 2332 答：3 （2 分） AlCl s H O l Al OH s HCl aq 3 2 3 ( ) + = 3 3 ( ) ( ) ( ) + ( ) AlCl3 (s)溶于水全部水解时，上述反应式不存在，此时 S= 3 2 3 [ , H O Al(OH) ,HCl] R = 0 0 , ' R = 故 C = S = 3 8. 2 分 (0257) 0257 [答] ( / ∂ ∂ H T)V V =(∂U/∂T) +[∂( pV )/∂T]V =CV +nR =208 J·K-1 9. 2 分 (2902) 2902 答： （2 分） -1 10.293 kJ⋅mol = B r m ln ln[ ( ) ] £ G RT Kp p RT K p − ν ∆ = − = − $ $ $ -1 10 293 J⋅mol *. 2 分 (2737) 2737 答：（1）相等 （2）不相等 （2 分） 11. 2 分 (0481) 0481 [答] ΔrUm=-4816 kJ·mol-1 (1 分) ΔrHm=-4826 kJ·mol-1 (1 分) 12. 2 分 (0079) 0079 [答] 16.85 kJ 13. 2 分 (0384) 0384 [答] (A)=；(B)=；(C)=； (D)= 14. 2 分 (0388) 0388 [答] ∆rHm =Q $ p=QV +∆νRT ， =1/2 =-285.7 kJ·mol ∆cHm $ ∆rHm $ -1
15.2分(0258) 0258 [答]W=0J 因为p/7=常数,当p2=2p1时,12=271,即V2=V1 所 2分(0093) 答]△H+g△z+△U产=QW轴 (1分) 稳流过程中的敞开体系 7.1分(0274) 0274 [答]△U=0,△H=0 计算题(共4题40分) 18.15分(0359) 0359 [a] dH=(aH/oT)p dT+(aHlop)rdp 故(OTop)2=-(OH/Op)/OH6m)2=(-Cp)x(OHp)(4分) 故(OHp)=-Cp dh=(aH/at),dT(uC ) dp=C,dT-uC,dp 故( aC, /ap)=[(C7 因C仅为温度的函数而p与无关, 故(GCp)=0=[o(-CnOT (2分) 即Cn之积7与无关,与p亦无关,其必为常数 (2分) 故hCd7Cp+常数=p(T)uCPp,其中叭=C7+常数(3分) 19.10分(2351) 235 答:(1)=2,C=1,∫=C-φ+2=1 (1分) 2)=3,C=1,f (1分) (3)④=2,C=2,∫=C-+1=1(压力已定) (1分) (4)=3,C=2,f=C-q+2=1 (5)④=2,C=2,f=2-2+2=2 (2分) (6)在常温下,无反应时
15. 2 分 (0258) 0258 [答] W=0 J 因为p/T=常数，当p2=2p1时，T2=2T1，即V2=V1 所以 W=0 16. 2 分 (0093) 0093 [答] ΔH+gΔZ+ 1 2 ΔU2 =Q-W轴 (1 分) 稳流过程中的敞开体系 (1 分) 17. 1 分 (0274) 0274 [答] ∆U=0，∆H=0 二、计算题 ( 共 4 题 40 分 ) 18. 15 分 (0359) 0359 [答] d ( H H = ∂ /∂T) p T dT+ (∂H/∂p) dp ， 故( / ) ( / ) /( / ) ( 1/ ) ( / ) ∂ ∂ T p H = − ∂H ∂p T p ∂H T∂ = − Cp × ∂H ∂p T (4 分) 故( / ) ∂ ∂ H p T p = −µC ， d ( H H = ∂ /∂T) p p dT+ (−µC )dp = CpdT−µCpdp (2 分) 故( / ) [ (- )/ ] C p p T µCp T p ∂ ∂ = ∂ ∂ (2 分) 因Cp仅为温度的函数而p与无关， 故( / ) 0 [ (- )/ ] C p p T µCp T p ∂ ∂ = = ∂ ∂ (2 分) 即µCp之积T与无关，与p亦无关，其必为常数 (2 分) 故H=CpdT-µCpp+常数=Φ(T)- µCpp，其中Φ(T)=CpT+常数 (3 分) 19. 10 分 (2351) 2351 答：（1）Φ = = 2 1 , , C f = C −Φ + 2 = 1 （1 分） （2）Φ = 311 , , C = = f − 3+ 2 = 0 （1 分） （3）Φ = 2 2 , , C = = f C −Φ +1= 1 （压力已定） （1 分） （4）Φ = 3 2 , , C = = f C −Φ + 2 = 1 （1 分） （5）Φ = 2, , C = = 2 f 222 − + = 2 （2 分） （6）在常温下，无反应时
4C=5,∫=5-4+2=3 在高温下,有反应存在时 d=4,C=S-R-R=5-2-0=3,f=3-4+2=1 (2分) 20.10分(3036) 3036 答:(1)-(2):C(s)+O2(g)=CO2(g) 反应()K。(1073K)= 5.326 (2分) [x(co,p/p 同理K3(1173K=2917 (2分) △H()[R2472-加() =1.78×105J.mol(2分) Kp(D △G(1173K)=- rTIn K;(1173K=329×10J·mol 分) C的燃烧焓:△,H(1)-△H(2)=-3.91×105Jmol2 (1分 △GCO2)=△G)-AG(2)=-486×10Jmol(2分) 0502 [答]△1HHC(aq)=923738=1661 kJmol (1分) △H[H2S(aq)=202-192=-394 k]. mol A H (NaCl(aq)]=-4110+4.8=-4062 kJ'-mor (1分) 故△F(298K)=2×(-4062)(-394)--3757+2×(-1661 (2分) 三、问答题(共2题15分) 22.10分(0355) 0355 [答]dH=CdT+{vT(n)np (4分) J一T实验中dH=0 故d7(C)×[TC一)-]p (2分)
Φ = 4 5 , , C = = f 5− 4 + 2 = 3 （2 分） 在高温下，有反应存在时， Φ = 4, ' C = − S R − R = 5− 2 0 − = 3, f = 3− 4 2 + = 1 （2 分） 20. 10 分 (3036) 3036 答：( )1 − (2) ：C s( ) + O ( ) g = CO (g) 2 2 反应(1) 2 2 [ (CO) / ] (1073 K) 5.326 [ (CO ) / ] p x p p K x p p = $ $ $ = （2 分） 同理 Kp (1173 K)=29.17 （2 分） $ 2 5 r m 1 2 2 1 1 ( ) (1) [ /( )]ln 1.78 10 ( ) p p K T H RTT T T K T ∆ − = × J m⋅ ol −1 $ $ $ （2 分） r m ∆ G (1173 K) = $ ln −RT Kp $ (1173 K)=329 104 . × （1 分） J m⋅ ol −1 C 的燃烧焓： （1 分） 5 r m r m ∆ − H H (1) ∆ (2) = −3.91×10 J⋅mol $ $ -1 -1 （2 分） 4 f m 2 r m r m ∆ = G G (CO ) ∆ (1) − ∆ G (2) = −4.86×10 J⋅mol $ $ $ 21. 5 分 (0502) 0502 [答] [HCl(aq)]=-92.3-73.8= -166.1 kJ·mol ∆f Hm $ -1 (1 分) ∆f Hm [H $ 2S(aq)]=-20.2-19.2= -39.4 kJ·mol-1 (1 分) [NaCl(aq)]=-411.0+4.8= -406.2 kJ·mol ∆f Hm $ -1 (1 分) 故 (298 K)=[2×(-406.2)+(-39.4)]-[-375.7+2×(-166.1)] ∆rHm $ =-143.9 kJ (2 分) 三、问答题 ( 共 2 题 15 分 ) 22. 10 分 (0355) 0355 [答] dH=CpdT+[V-T ( ) p V T ∂ ∂ ]dp (4 分) J－T 实验中 dH=0 (2 分) 故 dT=(1/Cp)×[T ( ) p V T ∂ ∂ -V]dp (2 分)
又Wi=C,=C(c (2分) 故d7=(l/Cp)×[ T-CT]dps 23.5分(1049) [](ap/ansaS/ap)av/a S)p=-1 (aS/ap)y=(aS/a DMaT/ap)y=(CID(aT/ap)r (aasP=(aV/aD(aT/aSp(a V/a DP(T/Cp) 故(ap0=-l/(Sp)h(oWS) (ap/ar 因为(op)n0
又 V/T=C, V=CT, ( ) p V T ∂ ∂ =C (2 分) 故 dT=(1/Cp)×[CT-CT]dp=0 23. 5 分 (1049) 1049 [答] ( ∂ p/ ∂ V)S( ∂ S/ ∂ p)V( ∂ V/ ∂ S)p= -1 ( ∂ S/ ∂ p)V = ( ∂ S/ ∂ T)V( ∂ T/ ∂ p)V = (CV/T)( ∂ T/ ∂ p)V ( ∂ V/ ∂ S)p= ( ∂ V/ ∂ T)p( ∂ T/ ∂ S)p= ( ∂ V/ ∂ T)p(T/Cp) 故 ( ∂ p/ ∂ V)U = -1/[( ∂ S/ ∂ p)V( ∂ V/ ∂ S)p] = γ ( ∂ p/ ∂ V)T 0 )