物理化学06年上期末

一、填空（共20分，每空1分）

1. 在临界状态下，任何真实气体在宏观上的特征是（ ）。

2. 封闭系统下列三个不同类型过程的△H皆为零：（ ）。 3.某理想气体反应过程的

B(g)＝2，反应过程的rCV,m＝

3.371Jmol1k1 , rCp,m＝( ) Jmol1k1

4. 系统内部及系统与环境之间，在（ ）过程，称为可逆过程。 5. 状态函数在数学上的主要特征是（ ）。 6．一定量理想气体节流膨胀过程中：

JT＝（

）；△H＝（ ）； △U＝（ ）；流动功W＝（ ）。

7．任一不可逆循环过程的热温商的总和，可表示为；

（Q/T）不可逆( ) 0。

8．式△G＝△A适用的条件为（ ）。

9. 由热力学基本方程或麦克斯韦关系式可知： (G/T)p＝（ ）； 10．范德华气体在恒温下，体积由V m(1)变为Vm(2)。此过程的△Sm的计算为 △Sm＝（ ）

11．已知二组分溶液中溶剂A的摩尔质量为MA，溶质B的质量摩尔浓度为组B的摩尔分数xB＝（ ）。

12．在温度T时，理想稀溶液中溶剂A的化学势可表示为：A＝（ ）。 13. 在恒温恒压下，一切相变化必然是朝着化学势（ ）的方向自动的进行。 14 .在80℃下，将过量的NH4HCO3（s）放人真空密闭容器内，NH4HCO3（s)按下式进行分解：

NH4HCO3（s）＝ NH3（g）＋CO2（g）＋H2O（g） 达平衡后，系统的C＝（ ）；F＝（ ）。

第1页（共 66

页）

15. 在液态完全互溶的两组分A，B组成的气液平衡系统中，在外压一定下，于该气液平衡系统中加入组分B（1）后，系统的沸点下降，则该组分在平衡气相中的组成yB（ ）它在液相中的组成xB。

二、选择填空（每题1分，共30分）

1．（1）在一定的T, p下（假设高于波义耳温度TB）： Vm（真实气体）（ a ）V m(理

想气体); （2）在n，T，V皆为定值的条件下，p（范德华气体）（ c ）p（理想气体）；（3）在临界状态下，范德华气体的压缩因子z ( c )1。 选择填入：（a）＞；（b）＝；（c）＜（d）不能确定。 2. 在一个密闭的容器中放有足够多的某纯液态物质，在相当大的温度范围内皆存在气

(g)、液(1)两相平衡。当温度逐渐升高时液体的饱和蒸气压p*变大，饱和液体的摩

尔体积Vm (1)( b )；饱和蒸气的摩尔体积Vm(g)（a ）；△V.＝Vm(g)－V m(l)

（ a ）。 选择填入：（a）变小；（b）变大；（c）不变；（d）无一定变化规律。

3. 在温度恒定为373.15 K，体积为2 .0 dm3的容器中含有0.035 mol的水蒸气H2O(g)。

若向上述容器中再加入0. 025 mol的水H2O(1)，则容器中的H2O必然是（ b ）。 选择填入:(a)液态; (b)气态；（c）气一液两相平衡; (d)无法确定其相态。 4．某真实气体的压缩因子Z<1，则表示该气体（ a ）。 选择填入：（a）易被压缩；（b）难被压缩；（c）易液化；（d）难液化。

5．在一定温度下，一定量理想气体所进行的可逆过程与不可逆过程，体积功的大小相

比较可知： 可逆过程系统对环境作（ a ）； 环境对系统做( b )功；恒温可逆过程的Wr( a )。 选择填入：（a）最大；（b）最小；（c）大小无法确定。 6．在一定压力下，任一化学反应的rHmT ( d )。 p选择填入：（a）＞0；（b）＜0；（。）＝0；（d）无法确定 7. 气体可视为理想气体的某气相反应，反应式中各物质计量数的代数和

B＝1.5,

反应的rCV,m＝

BCV,m＝1.5R, 则rHmT（ c ）

。 p 选择填入：（a）＞0；（b）＜0；（c）＝0；（d）无法确定。

8．在25℃的标准状态下，反应

C2H6（g）＋3 .5O2 → 2CO2（g）＋3H2O（l）

此反应过程的△Hm（ b ）； △Um（ b ）； W（ a ）。 选择填入：（a）＞0；（b）＜0；（c）＝0；（d）无法确定。

第2页（共6页）

9．在恒压、绝热、W’＝0的条件下发生某化学反应，使系统的温度上升、体积

变大，则此过程的△H（b ）；△U（ c ）；W（ c ）。 选择填入：（a）＞0；（b）＝0；（c）＜0；（d）无法确定。

10. 在一个体积恒定的绝热箱中有一绝热隔板，其两侧放有n，T，p皆不相同的

选择填入：（a）＞；（b）＜；（c）＝；（d）无法判断。

20．在恒温、恒压下，理想液态混合物混合过程的①△（ b ）; ②△mix Sm（ a ）；mix Hm

③△mix Gm（ c ）。

选择填入：（a）>0；（b）＝0：（c）＜0；（d）不能确定。

N2（g），N2（g）可视为理想气体。今抽去隔板达到平衡，则此过程的△U（ b ）；W( b ); △H ( b ）。 选择填入：（a）>0；（b）＝0；（c）（0；（d）无法确定。

11．在同一温度下，w′＝0，同一个化学反应的Qp,m ( d )QV,m。

选择填入：（a）＞；（b）＜；（c）＝；（d）无法确定。 12. 在一般温度、压力下的真实气体，经恒温膨胀过程，其Ump（ c ）。  T 选择填入：（a）＞0；（b）＝0；（c）＜0；（d）无法确定。 13. 在隔离系统内发生任何明显进行的过程，则此过程系统总的熵变△isoS（a ）。 选择填入：（a）＞0；（b）＝0；（c）＜0；（d）条件不全无法确定。 14．在绝热、恒压、w′＝0的封闭系统内，发生下列化学过程： C2H5OH(1)＋3O2（g）＝2CO2（g）＋3H2O(g)

此过程的△rH m（ b ）；△r Um（ c ）; △r Sm（ a ）。 选择填入：（a）大于零；（b）等于零；（c）小于零；(d)无法确定。 15．加压的液态氨NH3 (1)通过节流阀而迅速蒸发为气态氨NH3（g），则此过程

的△U（ c ）；△H（ b ）; △S（ a ）。 选择填入：（a）＞0；（b）＝0；（c）＜0；（d）不能确定。 16. 碘I2(s)在指定温度的饱和蒸气压下升华为碘蒸气I2(g)，此过程的Q（ a ）；

W(c )；△U( a )；△S( a )；△G( b )。（2分） 选择填入：（a）＞0；（b）＝0；（C）＜0；（d）不能确定。

17．一定量的某理想气体，由同一始态p1，V1, T1分别经下列两途径达到具有相

同体积V2的末态：（2分）

（1）经绝热可逆膨胀至体积V2，p2（1）；

（2）反抗恒定的外压力Pamb恰为过程（1）末态的压力p2（1）

[即pamb＝p2（1）]，绝热膨胀到V2。则△U1（c）△ U2; W１（ c ）W2; △S1（ c ）△S2; 末态的压力p2 (1)（ c ）p2(2)。

选择填入：（a）＞；（b）＝；（c）＜；（d）不能确定。

18．在一定外压下，易挥发溶剂A中加入不挥发溶质B，形成稀溶液。在此稀

溶液浓度范围内A与B可形成固溶体。此稀溶液的凝固点随着bB的增加而（ d ），它的沸点随着bB的增加而（ a ）. 选择填入：（a）升高；（b）降低；（c）不发生变化；（d）无法判断。

19. 在T＝300K, p＝102.0 kPa的外压下，质量摩尔浓度1b＝0.002 molkg的蔗糖

水溶液的渗透压为∏1。b=0.002 molkg1 KCl水溶液的渗透压为∏2，则必存在∏2（ a ）∏1的关系。

第3页（共6页）

21. 在T，p及组成一定的真实溶液中，溶质的化学势可表示为：B＝B＋RT lnaB，

采用不同的标准态(xB＝1, bB＝b，cB＝c，…)时，上式中的B（ a ）；

a B( a ),

B ( b )。

选择填入：（a）变；（b）不变；（c）变大；（d）变小。

22. 在一定压力下，若在A，B两组分系统的温度－组成图（即TxB图）中出现最高

恒沸点，则其蒸气总压对拉乌尔定律必产生（ d ）偏差。 选择填入：（a）一般正；（b）一般负；（c）最大正；（d）最大负。 23. 已知CuSO4(s)与H2O(g)可形成三种水合物:

CuSO4(s)＋H2O(g) ＝CuSO4 H2O(s)

CuSO4 H2O(s)＋2 H2O(g) ＝CuSO43 H2O(s) CuSO43 H2O(s) ＋2 H2O(g) ＝CuSO45H2O(s)

在101.325KPa下，与H2O(g)平衡共存的盐最多有( b )种。 选择填入：（a）1；（b）2；（c）3；（d）4。 24. 如图所示，用绝热隔板将透明绝热箱分

隔为左、右两部分。右部为1℃的水与水蒸气共存。若将绝热隔板上方打一大孔，则：(1)放置到最后，绝热箱中为（ d ）平衡。 选择填入：（a）固气两相；（b）固液两相；（c）液气两相；(d) 固液气三相。 25．A(低沸点)与B(高沸点)两种纯液体组成

液态完全互溶的气液平衡系统。在一定

温度下，将B(1)加入平衡系统中时，测

得系统的压力增大，说明此系统（ c ）。 选择填入：（a）一定具有最大正偏差；（b）一定具有最大负偏差；（c）有可能是

最大正偏差也有可能是最大负偏差；（d)数据不够，无法确定。

26. 组分A(s)与组分B(s)组成的凝聚系统相图中，若已知形成以下四种化合物：

A2B(稳定), AB(稳定)，AB2(不稳定)，AB3(稳定)则该相图中有（ ）最低共熔点

和（ ）条三相线。( d )

选择填入：(a)3,3; (b)4,4;（c）3, 4; (d)4,5

第4页（共6页）

27. 有H2O－NH4Cl相图如下图 （2分）

五、以知樟脑（C10H16O）的凝固点降低系数为40 K﹒mol1kg。（10分）

（1） 某一溶质相对分子质量为210，溶于樟脑形成质量分数5%的溶液，求凝固点降低多少？

（2） 另一溶质相对分子质量为9000，溶于樟脑形成质量分数5%的溶液，求凝固点降低多少？

六、 某A-B二组之凝聚系统相图如图所示.指出各相区的稳定相，三相线上的相平衡

关系. （10分）

试根据相图选择回答下列问题， （1）在绝热容器中，放有0℃的冰水混合物（冰占 98%），若往其中放入

NH4Cl晶体，则容器的温度下降，最后温度降至（ c ）。

选择填入：（a）10℃；（b）15℃；（c）16.15℃（最低共熔点）；

（d）低于16.15℃。

（2）将100g的w = 0.15 NH4Cl溶液降温至10℃并达平衡后，欲要将析出

的冰完全溶化，则需加入NH4C1（s）（ b ）g。 选择填入，（a）15.12；（b）16.43；（c）18.24；（d）20.15。

三、 4 mol某理想气体, Cp,m =2.5 R，由始态100 kPa, 100dm3，先恒压加热使体

积增大到150 dm3，再恒容加热使压力增大到150 kPa，求过程的Q，W，U及H。（15分）

四、 已知在101.325 kPa下，水的沸点为100℃，其比蒸发焓vaph＝2257.4

kJkg1。又知液态水和水蒸气在100～200℃范围内的平均比定压热容分别为cp(l)=4.224 kJK1kg1，cp(g)=2.033 kJK-1kg-1。今有101.325kPa下120℃，1kg过热水变成同样温度、压力下的水蒸气。设计可逆途径，并按可逆途径分别求出过程的S及G。（15分）

解:本题的相图可以看共熔型的二组分固相部分互溶凝聚系统相图中三相线上左边相区(虚线部分),被另一共熔型的二组分固相部分互溶相图所取代而重叠而成.只是后一相图中三相线上右边相区为液-液相区所取代.因此图中定有固溶体区.附图的个各相区的稳定相如下:

单相区: 1为液相(1)区; 2为固熔体; 8为固熔体.

两相区:3为(s)l； 4为l2l1； 5为(s)l； 6为(s)(s)；

7为l(s)。

三相线:abc线为 l(s)(s)， efg线为 l1(s)l2

第5页（共6页）

第6页（共6页）

2006年物理化学上册试题1标准答案

一、填空题（20分）

1.（气相、液相不分 ）。2.（理想气体恒温过程; Q＝0,dp＝0,w’ ＝0;节流膨胀过程 ）。

3. ( 20 ) Jmol1k1

， 4.（一系统无限接近平衡条件下进行的），5.（所有状态函数在数学上都具有全微分的性质）。 6．JT＝（ 0 ）；△H＝（ 0 ）； △U＝（0 ）；流动功W＝（ 0 ）。7．（＜) 0， 8．（封闭系统, △（PV）＝0的一切过程 ）。 9.（ S ）；

10．（RlnVm(2)bV1)b ），11．（bB/(bB＋1/MA)）。12．（A＋RTInxA）或（A－RTMAbB）。

m( 13.（ 变小）, 14 . C＝（1）；F＝（0）。（大于）

二、单项选择填空题（30分） 1．（1）（ a ）,（2）（ c ）,（3）( c ); 2. (b )；（a ）；（a ）。 3.（ b ）。 4．（ a ）。5．（a ）, ( b ), ( a )。 6． ( d )。 7.（ c ）。 8．（ b ）；（b ）； （ a ）。

9．△H（b）；△U（c ）；W（c）。 10.（b）；( b ); ( b ）。11． ( d ),12.（ c ）。 13.（a）。14．（b ）；（c）;（a）。15．（c）；（b）;（a）。16. Q（ a ）；W( c )；△U( a )；△S( a )；△G( b )。（2分）. 17△U1（c）△ U2; W１（c）W2; △S1（c）△S2; p2 (1)（c）p2(2)。（2分） 18．（d ）（ a ）。 19.（ a ）。20．①△mix Hm（ b）; ②△mix Sm（a）；③△mix Gm（c）。21. B（ a ）；a B( a ), B ( b )。22.（d）。23. ( b )。24.（ d ）。 25．（c）。26.（ 4 ），（5） ( d )。27. （2

分）（1）（c），（2）（ b ）

三、2.11解:题给过程可表示为 （15分） n=4mol , 理想气体, Cp,m =2.5 R，CV ,m =1.5 R p1100kPap3150kPaV3dp01100dm p2p1dV0V VT1(1) 2150dm33V2 (2) T3 T1 = p1V1/nR={100×100/(4×8.3145)}K=300.68K T2 = p3V3/nR={150×150/(4×8.3145)}K=676.53K

由于U及H只取决于始态而与中间过程无关,所以 U = nCV,m（T3－T1）={4×1.5×8.3145(676.53－300.68)}J =18.75kJ

H= nCp,m（T3－T1）={4×1.5×8.3145(676.53－300.68)}J

=31.25kJ

W= W1+W2 =W1=﹣p(V2-V1) =﹣100kPa×(150100)dm3Q=﹣5.00kJ =UW=(18.75+5)kJ=23.75kJ

若要直接求Q，还需要求中间状态的温度。

T2 =P2V2／nR =｛10｝K=451.02K Q=

Q1 +Q2 =H1U2

=nR2.5T2T1 +1.5T3T2 

=4×8.3145×｛2.5×(451.02-300.68)+1.5×（676.53-451.02）｝J

=23.75kJ 四、（15分）3.34解：题给过程为不可逆相变，欲求过程的S及G，应根据题给条件设计出可逆途径，才可进行计算。可设计如下：

m1kg,H2O(l)p1101.325kPaT,p一定H2O(g) p4p3 t120oCt4t1 （1） （3） H2O(l)

H2O(g)

p2p1 (2) p3p2

to2100Ct3t2 过程（1）为H2O(l)恒压降温过程；(2)为恒温、恒压可逆相变；(3)为H2O(g)的恒压升温过程。 方法1： S=S1＋S2＋S3 =mcp(l)ln(T2／T1)＋mvaph／T2＋mcp(g)ln(T4／T3)

因为(T4／T3)= T1／T2=(T2／T1)-1，故

S=m[{cp(l)－cp(g)}ln(T2／T1)＋vaph／T2] ={(4.224－2.033)ln(373.15／393.15)＋2257.4／373.15} kJK-1 =(﹣0.11439＋6.0496) kJK-1 =5.9352 kJK-1 H=H1＋H2＋H3 =m[{cp(l)－cp(g)}(T2－T1)＋vaph] ={(4.224－2.033) ×(100－120)＋2257.4}kJ=2213.58kJ

G=H－TS=(2213.58－393.15×5.9352)kJ = ﹣119.84kJ 方法2：G也可直接计算。由dG=Vdp－SdT可知，当dp=0时，dG=－SdT,故 G1= ﹣21S(l)dT， G2=0 ， G3= ﹣43S(g)dT G=G11＋G2＋G3=2{S(l) S(g)}dT (1)

在恒压下，纯物质的S只是T的函数，其函数关系可由下式求出。

dS=mcpdln(T／K)

积分上式可得S=mcpln(T/K)＋C1式中C为积分常数。

故 S(l)= mcp(l) ln(T／K) ＋cl (2)

物理化学（上）答题纸 试卷1

S(g)= mcp(g) ln(T／K) ＋cg (3)

将式(2)及(3)代入式(1)得 G=

T1T2[m{cp(l) cp(g)}ln(T/K)(clcg)]dT (4)

上式中的(c1－cg)可由过程(2)的熵变S2求出

S2=S3－S2=m{cp(g)－cp(l)}ln(T2／K)＋(cg－cl) =mvaph／T2

所以 cl－cg= m{cp(g)－cp(l)}ln(T2／K)－mvaph／T2

={(2.033－4.224)ln373.15－2257.4／373.15} kJ·K-1 cp(l)－cp(g)=2.191 kJkg-1K-1 式(4)积分可得

G= m{cp(l)－cp(g)}{T 1 ln(T1／K)－T 1－T2 ln(T2／K)＋T2}＋(cl－cg) (T2－T1) ={2.191×vapHm (393.15ln339.15－373.15ln373.15－20) －19.0246×20} kJ =(260.655－380.492)kJ=﹣119.84 五、（10分）4.23解：樟脑（C10H16O）相对分子质量为152.238。设溶液总质量为100g。

5/2100.25.63

95/1000 所以Tfkfb400.2506310.025K

5/90005.8480103 （2）b95/10003 Tf405.8480100.2339K

（1）b

六、（10分）6.17解:本题的相图可以看共熔型的二组分固相部分互溶凝聚系统相图中三相线上左边相区(虚线部分),被另一共熔型的二组分固相部分互溶相图所取代而重叠而成.只是后一相图中三相线上右边相区为液-液相区所取代.因此图中定有固溶体区.附图的个各相区的稳定相如下:

单相区: 1为液相(1)区; 2为固熔体; 8为固熔体.

两相区:3为(s)l； 4为l2l1； 5为(s)l； 6为(s)(s)；

7为l(s)。

三相线:abc线为 l(s)(s)， efg线为 l1(s)l2