《物理化学》期中试卷答案 .doc

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1、息考生信栏 院（系） 班级 姓名 学号 装订线2007 2008 学年 第 一 学期化学与材料学院2006级材料科学与工程专业物理化学期中试卷答案题号分数一 二三四（1）四（2）四（3）四（4）五（1）五（2）总分评卷人复核人试卷类别： 开卷（ ）闭卷（） 考试用时： 120 分钟考试时间： 2008 年 10 月 20 日 上 午考试地点： 注意事项1、学生的院（系）别、专业、班级、姓名、学号必须填写在考生信息栏内指定的位置。2、学生在考试之前必须填写考试时间和地点。3、答题字迹要清楚，并保持卷面清洁。 物理化学期中试卷 共9页 第 1 页 考生考试诚信承诺书在我填写考生信息后，表示我已阅读

2、和理解龙岩学院考试纪律与违纪处分办法的有关规定，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，本人所提供的个人信息是真实、准确的。考生签名： 物理化学期中试卷 共9页 第 2 页 息考生信栏 院（系） 班级 姓名 学号 装订线一、判断题（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. 热力学第二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，DG 0的过程一定不能进行（）。4. 在-10，101.325 kPa下过冷的H2O ( l )凝结为冰是一个不可逆过程，故此过程的熵变大于零（）。5.

3、 理想气体在恒定的外压力下绝热膨胀。因为是恒压，所以DH = Q；又因为是绝热，Q = 0，故DH = 0（）。6. 100时，1 mol H2O(l)向真空蒸发变成1mol H2O(g)，这个过程的热量即为H2O( l )在100的摩尔汽化焓（）。7. 系统从同一始态出发，经绝热不可逆到达终态，若经绝热可逆过程，则一定达不到此终态（）。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，各自对于理想气体行为的偏离程度相同（）。10. 因为Qp = DH，Qv= DU，而焓与热力学能是状态函数，所以Qp与Qv也是状态函数（）。二、选择题（每题1分，共10分，填上

4、正确答案。）1. 一定量的N2气在恒定的温度下增大压力，则其吉布斯函数( A ) A增大 B不变 C减小2. 理想气体从状态I等温自由膨胀到状态II，可用哪个状态函数的变量来判断过程的自发性（C）。A. G B. U C. S D. H3. 工作在100和25的两大热源间的卡诺热机，其效率（A）。 物理化学期中试卷 共9页 第 3 页 A20 % B. 25 % C. 75% D. 100 %。4. 在一定的温度和压力下，已知反应A2B反应的标准摩尔焓变为DrH,1(T)及反应2AC的标准摩尔焓变为DrH,2(T) 则反应C4B 的DrH,3(T)是：（D）。A. 2rH,1(T) +rH,

5、2(T) B. rH, 2(T)2rH,1(T)C. rH, 2(T) +rH,1(T) D. 2rH,1(T)rH, 2(T)5. 理想气体节流膨胀时， = 0。（选填：，=， T2， V V2，S S2。（选填：， =， 0，绝热不可逆压缩过程系统的S 0。（选填 ， 或 = ）6. (本题2分)1 mol理想气体在绝热条件下向真空膨胀至体积变为原体积的10倍，则此过程的S = 19.14 JK-1 。7. (本题2分)一绝热气缸带有一无磨擦无质量的活塞，内装理想气体，气缸内壁绕有电阻为R的电阻丝，以电流I通电加热，气体慢慢膨胀，这是一个 等压可逆 过程，当通电时间t后，H = I2RT

6、。(以I，R，t表示)8. (本题6分)将一电热丝浸入水中（如图），通以电流，如图： 物理化学期中试卷 共9页 第 5 页 （1）以电热丝为系统，Q 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、计算题(共40分)1、(本题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.-1)解：由拉乌尔定律: =58.955 k

7、Pa =56.795 kPa 解得：MB=195 gmol-1 （5分）2、(本题5分) 已知樟脑(C10H16O)的正常凝固点为178.4，摩尔熔化焓为6.50 kJmol，计算樟脑的摩尔降低系数kf = ?（M樟脑=152.2 gmol。) 解：kf = = = 39.7 Kkgmol ( 5 分) 物理化学期中试卷 共9页 第 6 页 3、(本题15分)1 mol理想气体(Cp,m = 5R / 2)从0.2 MPa，5 dm3等温(T1)可逆压缩到1 dm3；再等压膨胀到原来的体积(即5 dm3)，同时温度从T1变为T2，最后在等容下冷却，使系统回到始态的温度T1和压力。息考生信栏 院

8、（系） 班级 姓名 学号 装订线( 1 )在p-V图上绘出上述过程的示意图；( 2 )计算T1和T2；( 3 )计算每一步的Q，W，DU和DH。解：( 1 ) （2分）( 2 ) T1 =p1V1/nR= 0.2106 Pa510-3 m3 /8.314 = 120.3K (1分) T2 = p2V2/nR =1106 Pa510-3 m3 /8.314= 601.4 K (1分)( 3 ) A B：H = 0，DU = 0。 (1分)18.314120.3ln1/5=1.61kJ (1分)Q =W=1.61 kJ。 (1分) B C: H = nCp,m ( TCTB) = 12.58.31

9、4(601.4-120.3)=10kJ (1分)U = nCv,m( TCTB ) = 11.58.314(601.4-120.3)=6.0kJ (1分)W =pe( VCVB ) =1106 Pa(5-1)10-3 m3=4.0 kJ (1分)Qp=H=10.0kJ (1分) C A: H=nCp,m(TATC)=12.58.314(120.3-601.4)=10 kJ (1分)U = nCv,m (TATC) = 11.58.314(120.3-601.4)=6.0 kJ (1分)W = 0 (1分)Qv=U =6.0 kJ (1分)4. (本题15分)将1molO2(g)从298K，20

10、0kPa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。 物理化学期中试卷 共9页 第 7 页 (已知O2(g)的Cp,m=3.5R，S=205.14J.-1)解：绝热可逆，Q=0，DS=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=42/7， T2=442.8K (2分)DU=nCv,m(T2-T1)=12.58.314(442.8-298)= 3009.7J (1分)DH=nCp,m(T2-T1) =13.58.314(442.8-298)= 4213.5J

11、 (1分)W=DU= 3.01kJ (1分)S2 =S1+DS= S1 (1分)DG=DH -D(TS)=DH-S(T2-T1)= 3009.7-205.14(442.8-298)= -26694.57 (1分)DA=DU-D(TS)=DU-S(T2-T1)=4213.5-205.14(442.8-298)= -25490.77J (1分)DSsub=0 (1分)DSiso=DSsys+DSsub =0 (1分)五、证明题（每题10分，共20分）1. (本题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 证明： (3分) (3分)设S=S(p，V)，则： (2分) 即证。 (2分) 物理化学期中试卷 共9页 第 8 页 2、(本题10 )试证明：，mJ-T为焦耳-汤姆孙系数息考生信栏 院（系） 班级 姓名 学号 装订线证明：设Hm = Hm（T，p） （2分） （2分）当dHm = 0时，上式对T求导即得： （1分） （2分） 由 ， 可得： （2分） 物理化学期中试卷 共9页 第 9 页 （1分）