物化上题目-期末复习-1-考研试题文档资料系列.doc

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1、一 选择题 1 理想气体在恒定外压p下，从10dm3膨胀到16 dm3，同时吸热126J。此气体的U为 （ ） (1) -284J (2) 842J (3) -482J (4) 482JU = Q+W = 126-p(V2-V1) =126-101.325*1000*(16-10)/1000= -482 J (3)2 1mol，373K，p下的水经下列两个不同过程达到373K，p下的水汽（A） 等温等压可逆蒸发 （B）真空蒸发这两个过程中功和热的关系为： （ ）(1) Wa Wb Qa Qb (2) Wa Qb(3) Wa = Wb Qa Wb Qa QbWa= - pdV = -nRTlnV

2、2/V1 0Wb=0 Wa 0 Qa=Ua-Wa Ua Qb=Ua-Wb=UaQa Qb (2)3 理想气体自状态P1,V1,T等温膨胀到P2,V2,T,此过程的F与G的关系是: ( )(1)FG (2)FG (3)F=G(4)无确定关系F= - pdV = -nRTlnV2/V1G= Vdp = nRTlnp2/p1 = nRTlnV1/V2 = -nRT ln V2/V1F =G (3)4 在101325Pa压力下,1.5molH2O(l)由10oC升至50oC,已知H2O(l)的平均摩尔等压热容为75.295J.K-1.mol-1,则此过程中体系的熵变为 ( ) (1) 6.48 J.K

3、-1 (2) 1822.5 J.K-1 (3) 78.94 J.K-1 (4) 14.93 J.K-1 S= n(Cp/T)dT=nCplnT2/T1=1.5*75.295*ln323/283 = 14.93 J/K (4)5 下列热力学函数的单粒子配分函数统计表达式中，与体系的定位或非定位无关的是(1) H (2) S (3) F (4) GU H Cv 与体系的定位或非定位无关 (1)S F G 与体系的定位或非定位有关 6 在400K时,液体A的蒸气压4104Pa,液体B的蒸气压为6104Pa,两者组成理想液体混合物,平衡时,溶液中A的物质的量的分数为0.6,则气相中B的物质的量的分数为

4、:(1) 0.60 (2) 0.50(3) 0.40 (4) 0.31Pa = Pa*xa Pb = Pb* xb yb = Pb/ Pa+Pb = 6*0.4/6*0.4+4*0.6 = 0.5 (2)7 在恒温抽空的玻璃罩中封入两杯液面相同的糖水(A)和纯水(B)。经历若干时间后，两杯液面的高度将是：(1) A杯液面高于B杯液面(2) A杯液面等于B杯液面(3) A杯液面低于B杯液面 (4) 视温度而定A= * + RTln xA B = * xA 1 A ”、“”、“=”中的一个填入下列空格：理想气体恒温可逆压缩S 0 ，G 0 理想气体恒温变化 H=0；S =H /T=0 G =H-T

5、S =0 4 用熵判据来判别变化的方向和平衡条件时,体系必须是 孤立体系 , 除了考虑 体系 的熵变外,还要考虑 环境熵变 .5 I2分子的振动能级间隔为0.4310-20J,在25oC时,某一能级与其较低能级上分子数的比值Ni+1/Ni= 。Ni+1/Ni = exp(-Ei+1 / kT)/exp(-Ei /kT) = exp(-EL/RT ) = exp(-0.43E-20*6.02E23/8.314*298) = 0.3666 2mol氢气由20p、300K进行等温膨胀，终态压力为p。已知终态的逸度与始态的逸度之比f2/f1=0.05058, 则终态与始态的化学势之差值 。(2)-(1

6、) = RT lnf2/f1 = 8.314*300ln0.05058 = - 7.443 kJ/mol7 一般有机物可以用水蒸气蒸馏提纯，当有机物的 和 越大时，提纯一定质量有机物需用的水蒸气量越少，燃料越省。PA* = P yA PB* = P yB PA*/PB* = nA/nB = (mA/MA) / (mB/MB) (mA/mB) = (MA/MB) (PA*/PB*)A: water B: organic mA/mB 小 MB和PB* 越大 8已知N2O4的分解反应N2O4=2NO2（g），在25oC时，Kp=4.78。此温度时，在P（N2O4）=3p，P（NO2）=2p的条件下，

7、反应向 方向进行。Q = P2(NO2)/P(N2O4) = (2p0/p0)2/(3p0/p0) = 4/3 Kp0 = 4.78 Q Kp0 rGm09 1mol理想气体,在298K时,已知分子的配分函数q=1.6,假定o=0,go=1,则处于基态的分子数为 。N0 / N =g0 exp(-E0 / kT) /q = 1/1.610 一个分子的配分函数q在一定近似条件下可以分解为彼此独立的各种运动形式的配分函数的 乘积 ，即q等于 。q=qnqeqtqrqvqpE=En+Ee+Et+Er+Ev+Ep三 计算题 （45分）1（5分） 计算下列反应在1000oC的恒压反应热。 C（s）+2H

8、2O（g）=CO2（g）+2H2（g）已知 fHm (298K) Cp,m= a + bT+cT2 或 Cp,m= a + bT+cT-2 kJ.mol-1 J.K-1.mol-1 J.K-1.mol-1H2（g） 0 29.08-0.837T+2.01 T2 C（s） 0 17.15+4.27T-8.79 T-2H2O（g） -241.8 30.13+11.30TCO2（g） -393.5 44.14+9.04-8.54 T-2H0298 K C（s）+2H2O（g） = CO2（g）+2H2（g） | H1 | H3 1273 K C（s）+2H2O（g） = CO2（g）+2H2（g）H

9、2 H2=H0 - H1 H3H1= Cp(C)+nCp(H2O)dT T :298 -1273 KH2 = Cp(CO2)+nCp(H2)dT T: 1273 -298 KH0 = vBfHmB2 (10分)计算1molHe(理想气体)在下列状态变化过程中的H和 G。He（101325Pa，473K） He（101325Pa，673K）已知： CpmHe（g）=2.5R,473K时SmHe（g）=135.1 J.K-1.mol-1H= CpdT = 2.5R(T2 - T1)S = (Cp/T)dT = 2.5R ln(T2/T1)G=H (TS) =H (TS2 TS1)3 (10分) 已

10、知298K时NO分子的转动配分函数qr=121.2,则2mol该气体转动熵值为多少?4 (10分) 某蔗糖稀水溶液，在298K时蒸气压为3.094kPa,纯水在298K时的蒸气压为3.168kPa,该溶液的渗透压为多少? 5 (10分) 已知在298K,p时 反应: H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)其rGm=-228.59 kJ.mol-1, H2O (l)在298K的标准生成吉布斯自由能rGm=-237.19 kJ.mol-1,求水在298K时的饱和蒸气压,可将水蒸气视为理想气体。rG(1)H2(g)+1/2O2(g) = H2O (l)| rG(3) |rG(2) H2O (g)

11、 - rG(2) =rG(1)-rG(3) = -RTlnKp0 = -RTln(P0 /P*)rG(2) = -237.19 + 228.59 = 8.6 kJ/molP* = 0.031P0 = 3.1 kPa3（10分） N2分子的转动特征温度r=2.86K（1）计算298K的转动配分函数值（2）计算298K的N2的摩尔转动熵Sm。q=T/r = 298/2.86 = 104.27（10分）用统计力学方法求1mol氦气由T1、V1变到T2、V2的S（设电子不激发）四 问答题 （20分）1（10分） 请证明简单状态变化中，体系的熵变可表示为：dS=（Cv /T）（T/P）V dP+ （Cp/T）（T/V）P dV 并导出对于理想气体，若始态为P1V1，终态为P2V2，Cp，Cv均为常数，其熵变S= Cv ln（P2/ P1）+ Cp ln（V2/ V1） For ideal gas 2 (10分)由Sb和Cd的冷却曲线得到下列数据：wCd（%）0203547.55058.37093100转折温度t（oC）无550460无419无400无无停顿温度t（oC）630410410410410439295295321作出相应的相图,并标明各区域的相态。Sb和Cd的原子量分别为121.76和112.41第10页，共6页