物理化学(上册)试卷10 班级姓名 分数 填空题(共17题45分) 1.5分(1523) 1523 一个分子有单态和三重态两种电子能态。单态能量比三重态高411×10-21J,其简并度 分别为g0=3,g=1。则在29815K时,此分子的电子配分函数q= ;三重态与单态上 分子数之比为_。 2.5分(1836) 在溶质为挥发性的理想溶液中,温度T时,平衡气相和液相中溶剂A的组成为yA=0 xA=0.85纯A的蒸气压为50kPa则溶质B的亨利系数为 3.5分(1847) 847 某气体的状态方程为:pm=RT+Bp,为逸度。其n(m)的表示式为 逸度系数水表示式为 4.5分(2020) 2020 甲、乙、丙三个小孩共享一只冰棍。三人约定: (1)各吃一只冰棍的三分之 (2)只准抿,不准咬 (3)按年龄从小到大排先后 品尝结果,甲认为这只冰棍中没有糖,乙认为冰棍很甜,丙认为甲、乙两人的说法都 太绝对化 从以上实验可知, 年龄最小,次之, 年龄最大 5.2分(1150) 四个麦克斯韦关系式分别是 和 6.2分(3187) 3187 从理想气体化学反应的平衡常数统计表达式 K5=(cf0/从/Bkm2)百exp(-△Un/RD)可知,用分子结构数据计算化学反应平衡 常数,还要知道△U。值才行。△U5代表了 它可以由焓函数等的表列数据
物理化学(上册)试卷 10 班级 姓名 分数 一、填空题 ( 共 17 题 45 分 ) 1. 5 分 (1523) 1523 一个分子有单态和三重态两种电子能态。单态能量比三重态高 4.11 × 10-21 J，其简并度 分别为ge,0=3, ge,1=1。则在 298.15 K时，此分子的电子配分函数qe= ；三重态与单态上 分子数之比为 。 2. 5 分 (1836) 1836 在溶质为挥发性的理想溶液中,温度T时,平衡气相和液相中,溶剂A的组成为yA=0.89， xA=0.85,纯A的蒸气压为 50 kPa,则溶质B的亨利系数为________________。 3. 5 分 (1847) 1847 某气体的状态方程为：pVm= RT + Bp，f为逸度。其ln(f/p ∃ )的表示式为 _____________ , 逸度系数γ表示式为 _____________ 。 4. 5 分 (2020) 2020 甲、乙、丙三个小孩共享一只冰棍。三人约定： （1）各吃一只冰棍的三分之一 （2）只准抿，不准咬 （3）按年龄从小到大排先后 品尝结果，甲认为这只冰棍中没有糖，乙认为冰棍很甜，丙认为甲、乙两人的说法都 太绝对化。 从以上实验可知， 年龄最小， 次之， 年龄最大。 5. 2 分 (1150) 1150 四个麦克斯韦关系式分别是： 、 、 和 。 6. 2 分 (3187) 3187 从理想气体化学反应的平衡常数统计表达式 K = (f f /f A a f )(kT/p p $ C c D d B b ∃ ) ·exp (-ΔU 0, /RT) 可知，用分子结构数据计算化学反应平衡 常数，还要知道ΔU 值才行。ΔU 代表了__________，它可以由焓函数等的表列数据 νB B ∑ m $ 0,m $ 0,m $
算得 7.2分(2307) 2307 什么是自由度数 8.2分(1125) 1125 在恒熵恒容只做体积功的封闭体系里当热力学函数到达最值时,体系处于平衡 状态 2分(2909) 若298K时,反应2NO2(g)=N2O4(g)的K=8834,则当pNO2)=1kPa p(N2O4户=10kPa时,反应将 (A)向生成N2O4方向进行 (B)向生成NO2方向进行 (C)反应恰好达到平衡 (D)不能判断其进行的方向 2分(2312) 2312 研究多相体系的状态如何随 等变量的改变而发生变化,并用图形 来表示体系的状态的变化,这种图称为状态图或称为相图。 11.2分(0581) 0581 氢气可看作理想气体,设H2为刚性分子,电子处于基态,其C1 ,以气体常数R表示。 12.2分(0577) 0577 从统计热力学观点看,功的微观本质是 热的微观本质是 分(0740) 0740 理想气体向真空膨胀,体积由V变到V2,其ΔU △S 14.2分(0159) 0159 某化学反应在恒压、绝热和只做膨胀功的条件下进行,系统的温度由T升高至72 则此过程的焓变 零;如果这一反应在恒温T1、恒压和只做膨胀功的条件下进行
算得。 7. 2 分 (2307) 2307 什么是自由度数? 8. 2 分 (1125) 1125 在恒熵恒容只做体积功的封闭体系里,当热力学函数____到达最____值时,体系处于平衡 状态。 9. 2 分 (2909) 2909 若 298 K 时，反 应 2NO2 2 4 ( ) g = N O (g) 的 Kp = 8.834 ，则当 p(NO $ 2)=1 kPa, p(N2O4)=10 kPa时，反应将 。 （A）向生成N2O4方向进行 （B）向生成NO2方向进行 （C）反应恰好达到平衡 （D）不能判断其进行的方向 *. 2 分 (2312) 2312 研究多相体系的状态如何随 、 、 等变量的改变而发生变化，并用图形 来表示体系的状态的变化，这种图称为状态图或称为相图。 11. 2 分 (0581) 0581 氢气可看作理想气体，设 H2为刚性分子，电子处于基态，其CV, m = ___________ ， Cp, m = ____________ ，以气体常数R表示。 12. 2 分 (0577) 0577 从统计热力学观点看，功的微观本质是 _________________________________ 。 热的微观本质是 _________________________________ 。 13. 2 分 (0740) 0740 理想气体向真空膨胀，体积由V1变到V2，其ΔU _____ ，ΔS _____ 。 14. 2 分 (0159) 0159 某化学反应在恒压、绝热和只做膨胀功的条件下进行,系统的温度由T1升高至T2, 则此过程的焓变 零;如果这一反应在恒温T1、恒压和只做膨胀功的条件下进行
则其焓变 5.2分(0859) 0859 对一封闭体系,W=0时,下列过程中体系的△U,△S,△G何者必为零? (1)绝热密闭刚性容器中进行的化学反应过程 (2)某物质的恒温恒压可逆相变过程 (3)某物质经一循环恢复原状态 16.2分(0839) 0839 选择 ~”“一”“ 中的一个填入下列空格 若反应C(s)+O2(g)=CO2(g)在恒温、恒压条件下发生,其△Hnx<0,若在恒容绝热条 件下发生,则△Um 17.1分(0148) 0148 5mol单原子理想气体的(OH/T)y= JK。 计算题(共4题40分) 15分(0551) 为发射火箭现有三种燃料可选:CH4+2O2H2+(1/2)O2,N2H4+O2。 (1)假设燃烧时无热量损失分别计算各燃料燃烧时的火焰温度 (2)火箭发动机所能达到的最终速度主要是通过火箭推进力公式l甲= KC,TM定。T为 排出气体的绝对温度,M为排出气体的平均分子量,C为排出气体的平均摩尔热容K对一定的 火箭为常数。问上述燃料中哪一种最理想 已知298K时各物质的△3/ k].mo:CO2(g)-393;H2Og)-242;CH(g)-75;N2H4(g) 各物质的摩尔定压热容Cm/ <.mol2:CO2(g)37;H2Og)34;NO(g)38 10分(2420) 已知固体苯的蒸气压在73.2K时为3.27×103Pa,293.2K时为12.303×103Pa;液体 苯的蒸气压在293.2K时为10.021×103Pa,液体苯的摩尔汽化热为34.17×103 J mol"。求 (1)在303.2K时液体苯的蒸气压; (2)苯的摩尔升华热 (3)苯的摩尔熔化热 20.10分(3175) 3175 求下列非均相反应在298K时的平衡常数。 2Ag(s)+Hg2 Cl2(aq))=-2AgCI(aq) +2Hg()
则其焓变 零。 15. 2 分 (0859) 0859 对一封闭体系，Wf = 0 时，下列过程中体系的∆U，∆S，∆G何者必为零？ (1) 绝热密闭刚性容器中进行的化学反应过程 _________ ； (2) 某物质的恒温恒压可逆相变过程 _________ ； (3) 某物质经一循环恢复原状态 _________ 。 16. 2 分 (0839) 0839 选择“＞”、“＜”、“＝”中的一个填入下列空格： 若反应 C(s) + O2(g) = CO2(g) 在恒温、恒压条件下发生，其 ∆rHm< 0，若在恒容绝热条 件下发生，则∆rUm _____ 0，∆rSm _____ 0。 17. 1 分 (0148) 0148 5 mol单原子理想气体的(∂H/∂T)V = J·K-1。 二、计算题 ( 共 4 题 40 分 ) 18. 15 分 (0551) 0551 为发射火箭,现有三种燃料可选：CH4+2O2,H2+(1/2)O2,N2H4+O2。 (1) 假设燃烧时无热量损失,分别计算各燃料燃烧时的火焰温度。 (2) 火箭发动机所能达到的最终速度,主要是通过火箭推进力公式 Isp=KCpT/M确定。T为 排出气体的绝对温度, M为排出气体的平均分子量,Cp为排出气体的平均摩尔热容,K对一定的 火箭为常数。问上述燃料中哪一种最理想? 已知 298 K时各物质的ΔfH /kJ·mol m $ -1：CO2(g) –393；H2O(g) –242；CH4(g) –75；N2H4(g) +95。 各物质的摩尔定压热容Cp, m/J·K-1 ·mol-1：CO2(g) 37；H2O(g) 34；N2O(g) 38。 19. 10 分 (2420) 2420 已知固体苯的蒸气压在 73.2 K时为 3.27×103 Pa，293.2 K时为 12.303×103 Pa；液体 苯的蒸气压在 293.2 K时为 10.021×103 Pa，液体苯的摩尔汽化热为 34.17×103 J·mol -1。求： (1) 在 303.2 K 时液体苯的蒸气压； (2) 苯的摩尔升华热； (3) 苯的摩尔熔化热。 20. 10 分 (3175) 3175 求下列非均相反应在 298 K 时的平衡常数。 2Ag(s)＋Hg2Cl2(aq))＝2AgCl(aq)+2Hg(l)
已知HgC2(S)和AgC(s)在水中的饱和浓度分别为65×10 mol-dm3和1.3×103 mol-dm3,其 标准摩尔生成 Gibbs自由能分别为21066kJmo4和1-109.72 k]-mol1 21.5分(0089) 0089 一个人每天通过新陈代谢作用放出10460kJ热量。 (1)如果人是绝热体系,且其热容相当于70kg水那么一天内体温可上升到多少度? (2)实际上人是开放体系。为保持体温的恒定,其热量散失主要靠水分的挥发。假设 37℃时水的汽化热为24058Jg,那么为保持体温恒定一天之内一个人要蒸发掉多少水分? (设水的比热为4184JgK) 三、问答题(共2题15分) 22.10分(0766) 0766 某气体状态的方程为(p+a/2)=RT,其中a是常数,在压力不很大的情况下,试求出 mol该气体从p,经恒温可逆过程至p,V2时的Q,W,ΔU,△H,ΔS和△G 23.5分(0793) 0793 有两种液体,其质量均为m,比热均为Cn,温度分别为T,2,试证明在等压下绝热混 合的熵变为: △S=2mChn(71+72)2(7-72)2 并证明T≠72时,△S>0,假设C与温度无关。 物理化学(上册试卷10答案 填空题(共17题45分 5分(1523) 1523 [答]q。=3+1×exp[-411×10-21/(1.3805×10-3×29815)=3.3683 (2分) N3/N1=(3/1)exp-41×10-2/(1.3805×1023×29815) (1分) 8.15 (2分) 2.5分(1836) [答]pA=PAxA=50kPa×0.85=425kPa yA→pMPA+pB) 0.8942.5kPa/(42.5kPa+pB)
已知Hg2Cl2(s)和AgCl(s)在水中的饱和浓度分别为 6.5×10-7 mol⋅dm-3和 1.3×10-5 mol⋅dm-3,其 标准摩尔生成Gibbs自由能分别为-210.66 kJ⋅mol -1和-109.72 kJ⋅mol -1。 21. 5 分 (0089) 0089 一个人每天通过新陈代谢作用放出 10 460 kJ 热量。 (1) 如果人是绝热体系,且其热容相当于 70 kg 水,那么一天内体温可上升到多少度? (2) 实际上人是开放体系。为保持体温的恒定,其热量散失主要靠水分的挥发。假设 37℃时水的汽化热为 2405.8 J·g-1,那么为保持体温恒定,一天之内一个人要蒸发掉多少水分? (设水的比热为 4.184 J·g-1·K-1) 三、问答题 ( 共 2 题 15 分 ) 22. 10 分 (0766) 0766 某气体状态的方程为 (p+a/V2 )V=RT, 其中 a 是常数，在压力不很大的情况下, 试求出 1mol 该气体从p1，V1经恒温可逆过程至 p2，V2 时的 Q，W，∆U，∆H，∆S和∆G。 23. 5 分 (0793) 0793 有两种液体，其质量均为m ，比热均为Cp，温度分别为T1,T2，试证明在等压下绝热混 合的熵变为： ∆S = 2mCpln[(T1+ T2)/2(T1-T2) 1/2] 并证明 T1≠T2时，∆S > 0，假设Cp与温度无关。 物理化学(上册)试卷 10 答案 一、填空题 ( 共 17 题 45 分 ) 1. 5 分 (1523) 1523 [答] 3 1 exp[ 4.11 10 /(1.3805 10 298.15)]=3.3683 (2 分) 21 23 e = + × − × × × − − q N N (1 分) 3 1 21 23 / = − (3 / 1) exp[ 4.11× 10 / (1.3805 × 10 × 298.15)] − − =8.15 (2 分) 2. 5 分 (1836) 1836 [答] pA= * pA xA=50 kPa×0.85=42.5 kPa yA=pA/(pA+pB) 0.89=42.5 kPa/(42.5 kPa+pB)
PB=5.253 kPa kB=pB/xB=5253kPa/0.15=35.02kPa 5分 [答](1)Rhn(p)=-adp=-」.[Rp-lmre)jp bId Bp( B>0) (积分下限p=0) (3分) (2)In(ip =In(p/p )+ Bp/RT fp exp(Bp/RT 分) 4.5分(2020) 2020 (5分) 味最甜,说明糖分浓,凝固点低,也就是最易融化。 味淡,说明糖分稀,凝固点高,不易融化 5.2分(1150) [答](mos=-(Op/OS) (0.5分) (aT/ap)s(av/aS) (0.5分) (as/an(ap/aT) (0.5分) (aS/ap)r-aV/aDp (0.5分) 6.2分(3187) 3187 答]当化学反应进度为1mol时,生成物与反应物在标准压力和0K时的内 能差值 7.2分(2307) 2307 [答]相平衡体系的自由度数就是体系在不改变相的形态和相数时,可以独立变更的强度 性质的最大数目。 8.2分(1125) l125
pB=5.253 kPa kB =pB/xB=5.253 kPa/0.15=35.02 kPa (5 分) 3. 5 分 (1847) 1847 [答] (1) RTln(f/p) = - = - RT/p - V ∫ 2 1 d p p a p [ p p 1 2 ∫ m(re)]dp = B ∫ 2 1 d p p p = Bp ( B>0 ) (积分下限pi=0) (3 分) (2) ln(f/p ∃ )= ln(p/p ∃ )+ Bp/RT γ=f/p= exp(Bp/RT) (2 分) 4. 5 分 (2020) 2020 [答] 乙、丙、甲 （5 分） 味最甜，说明糖分浓，凝固点低，也就是最易融化。 味淡，说明糖分稀，凝固点高，不易融化。 5. 2 分 (1150) 1150 [答] (∂ T/ ∂ V)S= -(∂ p/ ∂ S)V （0.5 分） (∂ T/ ∂ p)S= (∂ V/ ∂ S)p （0.5 分） (∂ S/ ∂ V)T= (∂ p/ ∂ T)V （0.5 分） (∂ S/ ∂ p)T= -(∂ V/ ∂ T)p （0.5 分） 6. 2 分 (3187) 3187 [答] 当化学反应进度为 1 mol 时，生成物与反应物在标准压力p ∃ 和 0 K 时的内 能差值。 7. 2 分 (2307) 2307 [答] 相平衡体系的自由度数就是体系在不改变相的形态和相数时,可以独立变更的强度 性质的最大数目。 (1 分) 8. 2 分 (1125) 1125 [答] U 小 (2 分)