2022年《物理化学》期中试卷答案.docx

名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学而不思就惘,思而不学就殆栏号 学线订装2007 2022 学年第 一 学期化学与材料学院20XX 级材料科学与工程专业物理化学期中试卷答案题号分数试卷类别：开卷（）闭卷（ ）一考试用时：120 分钟息名 姓二考试时间：2022 年 10 月 20 日 上 午三考试地点：四（ 1）信四（ 2）留意事项四（ 3）1、同学的院（系）别、专业、班级、姓名、学号必需填写在考生信息栏内指定生级 班四（ 4）的位置；五（ 1）2、同学在考试之前必需填写考试时间 和地点；五（ 2）3、答题字迹要清晰,并保持卷面清洁；考）系（院总分评卷人复核人细心整理归纳 精选学习资料 物理化学期中试卷共 9 页第 1 页 第 1 页,共 9 页 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学而不思就惘,思而不学就殆考生考试诚信承诺书在我填写考生信息后,表示我已阅读和懂得龙岩学院考试 纪律与违纪处分方法 的有关规定,承诺在考试中自觉遵规守纪,如有违反将接受处理；我保证在本科目考试中,本人所供应的个 人信息是真实、精确的；考生签名：物理化学期中试卷共 9 页第 2 页细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页,共 9 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学而不思就惘,思而不学就殆栏号 学线订装一、判定题（每题1 分,其 10 分,正确的打 “ ”,错误的打 “×” ；）1. 绝热过程都是等熵过程（ ×）；2. 热力学其次定律的开尔文说法是：从一个热源吸热使之完全转化为功是不可能的（ ×）；3. 在等温等压条件下,G 0 的过程肯定不能进行（ ×）；4. 在-10, 101.325 kPa下过冷的 H2O l 凝聚为冰是一个不行逆过程,故此过程的熵变大于零（ ×）；息名 姓5. 抱负气体在恒定的外压力下绝热膨胀；由于是恒压,所以H = Q；又由于是绝热, Q = 0,故 H = 0（×）；6. 100时, 1 mol H 2Ol向真空蒸发变成 1mol H 2Og,这个过程的热量即为信H2O l 在 100的摩尔汽化焓（ ×）；7. 系统从同一始态动身,经绝热不行逆到达终态,如经绝热可逆过程,就一生级 班定达不到此终态（ ）；8. 在临界点,饱和液体与饱和蒸气的摩尔体积相等（）；9. 对应状态的两种不同气体,各自对于抱负气体行为的偏离程度相同（）；10. 由于 Qp = H,Qv= U,而焓与热力学能是状态函数,所以Qp 与 Qv 也是状态函数（ ×）；二、挑选题（每题1 分,共 10 分,填上正确答案；）考）系（院1. 肯定量的 N2气在恒定的温度下增大压力,就其吉布斯函数 A A增大B不变C减小2. 抱负气体从状态I 等温自由膨胀到状态II ,可用哪个状态函数的变量来判定过程的自发性（ C）；A. GB. UC. SD. H3. 工作在 100和 25的两大热源间的卡诺热机,其效率（A）；A20 % B. 25 % C. 75% D. 100 %；细心整理归纳 精选学习资料 物理化学期中试卷共 9 页第 3 页 第 3 页,共 9 页 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学而不思就惘,思而不学就殆4. 在肯定的温度和压力下, 已知反应 A2B 反应的标准摩尔焓变为rH,1T及反应 2AC 的标准摩尔焓变为rH,2T 就反应 C4B 的rH,3T是：（D）；A. 2 rH,1T + rH, 2T B. rH, 2T2r H,1T -1 rHC. rH, 2T + rH,1T D. 2 rH,1T rH, 2T 5. 抱负气体节流膨胀时,pV H= 0；（选填： >,=,<）p6. 25时有反应C6H6l + 71 2O2g3H2Ol + 6CO2g 如反应中各气体物质均可视为抱负气体,就其反应的标准摩尔焓变与反应的标准摩尔热力学能变rU之差约为：（1）；A. 3.7 kJ ·mol-1 B. 1.2 kJmol-1C. 1.2 kJ ·mol-1 D. 3.7 kJmol7. 1 mol 抱负气体从相同的始态（p1,V1,T1）分别经绝热可逆膨胀到达终态（p2,V2,T2）,经绝热不行逆膨胀到达（p 2,V 2 ',T 2 '）,就 T2 '> T2,' 'V2 > V2,S2 > S2；（选填： >,=,<）8. 范德华气体经绝热自由膨胀后,气体的温度：（2）；A. 上升 B. 下降 C. 不变；9. 某牢固容器容积 100 dm 3,于 25, 101.3 kPa下发生猛烈化学反应,容器内压力、温度分别升至5066 kPa和 1000；数日后,温度、压力降至初态（25和 101.3 kPa）,正确的为：（ D）；A. 该过程 U = 0, H = 0 C. 该过程 U = 0,Q 0 B. 该过程 H = 0,W 0 D. 该过程 W = 0,Q 0 10、H2和 O2 以 2：1 的摩尔比在绝热的钢瓶中反应生成 H2O,在该过程中 D是正确的；A. H = 0 B. T = 0 C. pV = 常数D. U = 0；三、填空题（共20 分,在题中 “ _”处填上正确答案）物理化学期中试卷共 9 页第 4 页细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页,共 9 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学而不思就惘,思而不学就殆栏号 学线订装1. 此题 2 分热力学基本方程 dH=TdS+Vdp+ BdnB 的适用条件为组成可变的均相封闭系统和 不做非体积功 Wf=0 ；2. 此题 2 分今有等温等压下的化学反应： aA+bB = yY+zZ 就用化学势表示的该反应自发向正方向 （向右）进行的条件为：aAbByYzZ或BB0；3. 此题 2 分某些情形下混合气体中组分B 的逸度 fB 可用路易斯 -兰德尔规章fB=fB*.yB 运算,式中 fB*是 纯物质 B 在系统温度和总压力下的逸度,yB是息名 姓物质 B 在混合气体中的摩尔分数；4. 此题 2 分已知 fHFeO , s , 298 K =226 5 kJ ·mol-1； fHCO2 , g , 298 K =393 51 kJ ·mol-1；信 fHFe2O3 , s , 298 K =821 32 kJ ·mol-1； fHCO , g , 298 K =110 54 kJ ·mol-1；生级 班就 Fe2O3s + COg = 2FeOs + CO2g反应的 rH298K = 85 35 kJ ·mol-1；5. 此题 2 分 绝热不行逆膨胀过程系统的 S > 0,绝热不行逆压缩过程系统的 S> 0；（选填 >,< 或 = ）6. 此题 2 分1 mol 抱负气体在绝热条件下向真空膨胀至体积变为原体积的10倍,就此过程的 S = 19.14 J ·K-1；考）系（院7. 此题 2 分一绝热气缸带有一无磨擦无质量的活塞,内装抱负气体,气缸内壁绕有电阻为 R 的电阻丝,以电流 I 通电加热,气体渐渐膨胀,这是一个等压可逆过程,当通电时间t 后, H = I2RT ；以 I,R,t 表示 8. 此题 6 分将一电热丝浸入水中（如图） ,通以电流,如图：细心整理归纳 精选学习资料 物理化学期中试卷共 9 页第 5 页 第 5 页,共 9 页 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学而不思就惘,思而不学就殆（1）以电热丝为系统, Q < 0,W> 0,U > 0；（2）以电热丝和水为系统,Q = 0,W > 0, U > 0；（3）以电热丝、电源、水及其他一切有关的部分为系统Q = 0,W = 0, U = 0；（选填：>、= 或< ）四、运算题 共 40 分 1、此题 5 分 20时,乙醚（ A）的蒸气压为 58.955 kPa,今在 100 g 乙醚中溶入某非挥发性有机物质（B）10.0 g,乙醚的蒸气压降低为 56.795 kPa,试求该有机物质的摩尔质量；MA=74.08g.mol-1 解：由拉乌尔定律 : pAp* AxAp* A 1xBp* A1mA/mB/MB/MB10g/MBMAmB=58.955 kPa ×110010g/ MBmol-1g/74.08g=56.795 kPa 解得： MB=195 g ·mol-1（5 分）2、此题 5 分 已知樟脑 C10H16O的正常凝固点为 178.4,摩尔熔化焓为 6.50 kJ·mol1,运算樟脑的摩尔降低系数2kf = .（M樟脑=152.2 g ·mol1；解： kf = R T f*2MAfusHm152.2103 kg·mol1=8.314 J·K1·mol1451.6 K650103 J·mol1= 39 7 K ·kg·mol1 5 分 3、此题 15 分 1 mol 抱负气体 Cp,m = 5R / 2从 0.2 MPa,5 dm 3等温 T1可 逆压缩到 1 dm 3；再等压膨胀到原先的体积 即 5 dm 3,同时温度从 T1 变为T2,最终在等容下冷却,使系统回到始态的温度 T1 和压力；物理化学期中试卷 共 9 页 第 6 页细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页,共 9 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学而不思就惘,思而不学就殆栏号 学线订装 1 在 p-V 图上绘出上述过程的示意图；1 分 2 运算 T1 和 T2； 3 运算每一步的 Q,W, U 和 H；解： 1 （2 分）息名 姓 2 T1 =p1V1/nR= 0.2 ×10 6 Pa×5×10-3 m3 /8.314 = 120.3K 信生级 班T2 = p2V2/nR =1 ×10 6 Pa×5×10-3 m 3 /8.314= 601.4 K 1 分 3 A B：1 分 H = 0, U = 0；WnRT lnV21×8.314 ×120.3ln1/5=1.61kJ 1 分V 11 分 Q =W=1.61 kJ；B C: H = nCp,m TCTB = 1 ×2.5 ×8.314 ×601.4-120.3=10kJ 1 分 考 U = nCv,m TCTB = 1 ×1.5 ×8.314 ×601.4-120.3=6.0kJ W =pe VCVB =1 ×10 6 Pa×5-1 ×10-3 m 3=4.0 kJ 1 分 ）系（院1 分 Qp= H=10.0kJ 1 分 C A: H=nCp,mTATC=1 ×2.5 ×8.314 ×120.3-601.4=10 kJ 1 分 U = nCv,m TATC = 1 ×1.5 ×8.314 ×120.3-601.4=6.0 kJ 1 分 W = 0 1 分 Qv= U =6.0 kJ 1 分 4. 此题 15 分将 1molO2g从 298K,200kPa 的始态,绝热可逆压缩到800kPa,试求该过程的Q,W, U, H, A, G, S和 Siso；已知 O2g的 Cp,m=3.5R,S =205.14J.K-1.mol-1 物理化学期中试卷共 9 页第 7 页细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 7 页,共 9 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学而不思就惘,思而不学就殆解： 绝热可逆, Q=0, S=0 2 分 T2 =T1 p1/p2 1-2 分 =Cp,m/Cv,m=7/5 1 分 lnT2=lnT1+1-1/ ln4,T2/T1=4 2/7, T2=442.8K 2 分U=nCv,mT2-T1=1 ×2.5 ×8.314 ×442.8-298= 3009.7J 1 分 H=nCp,mT2-T1 =1 ×3.5 ×8.314 ×442.8-298= 4213.5J 1 分 W= U= 3.01kJ 1 分 S2 =S1+ S= S1 1 分 G= H - TS= H-ST2-T1 = 3009.7-205.14442.8-298= -26694.571 分 A= U- TS= U-ST2-T1=4213.5-205.14 442.8-298= -25490.77J 1 分 Ssub=0 1 分 Siso= Ssys+ Ssub =0 1 分 五、证明题（每题 10 分,共 20 分）1. 此题 10 分试证明物质的量恒定的单相纯物质,只有 p,V,T 变化过程的T T证明：dS nC V , m / T p V dp nC p , m / T V p dVU U T T ST V V V C V V , V C V / T nC V , m / T 3 分 S T S S TT H p U p T p C p T p , S p C p / T nC p , m / T 3 分S T S S T设 S=Sp,V,就：2 分 S S S T S TdS V dp p dV V V dp p p dVp V T p T V nC V , m / T T V dp nC p , m / T T p dV 即证；2 分p V1 H m2、此题 10 试证明：J TC p , m p ,J-T为焦耳 -汤姆孙系数物理化学期中试卷 共 9 页 第 8 页细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 8 页,共 9 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学而不思就惘,思而不学就殆栏号 学线订装证明：设 Hm = Hm（T,p）（2 分）（2 分）dHmHmpdTHmTdpTp（1 分）当 dHm = 0 时,上式对 T 求导即得：THHmp/Hmp（2 分）ppT由uJKTH,Cp,mHmp可得：（2 分）息pTJ TC1mHmT（1分）pp,信名 姓生级 班考）系（院细心整理归纳 精选学习资料 物理化学期中试卷共 9 页第 9 页 第 9 页,共 9 页 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -