1、2005年物理化学期中考试题,解 答,武汉理工大学,一、填空题,1.已知：,则反应A+3B2C在298K时反应的（rSm/T)p 0，（rGm/T)p 0，（lnK/T)p 0。,一、填空题,答：(rSm/T)p 0，(lnK/T)p 0(lnK/T)p=rHm/RT2=2(44)300)/RT2 0,一、填空题,2.某气体服从状态方程式 pVm=RT+bp(b为大于零的常数），若该气体经等温可逆膨胀，其热力学能变将。A)U 0 B)U 0 C)U=0 D)不确定值答：C dU=TdS-pdV(U/V)T=T(S/V)T p(U/V)T=T(p/T)V p p=RT/(Vm-b)(p/T)V=
2、R/(Vm-b)(U/V)T=T(p/T)V p=RT/(Vm-b)p=0,一、填空题,3.实际气体绝热恒外压膨胀时，其温度将。（填升高、降低、不变、不确定）答：不确定 dU=(U/V)TdV+(U/T)VdT,一、填空题,4.等温等压下，在A和B组成的均相体系中，若A的偏摩尔体积随浓度的增加而增加，则B的偏摩尔体积将。A)增加 B)减少 C)不变 D)不确定答：B BnBdxB=05.某绝热封闭体系在接受了环境所做的功后，其温度。A)一定升高 B)一定降低 C)一定不变 D)不一定改变答：D,一、填空题,6.有三个大热源，其温度T3T2T1，现有一热机在下面两种不同情况下工作：(1)从T3热
3、源吸取热量Q循环一周，对外做功W1，放给T1热源热量为（Q W1）。(2)T3热源先将热量Q传给T2热源，热机从T2热源吸取热量Q循环一周，对外做功W2，放给T1热源热量为（Q W2）。则上述两过程的功值的大小为W1 W2。答：1=(T3-T1)/T3 2=(T2-T1)/T2-W=Q|-W1|-W2|,一、填空题,7.下述说法中，错误的是。A)体系放出的热量一定等于环境吸收的热量。B)体系温度的降低值一定等于环境温度的升高值。C)热力学平衡时体系的温度与环境的温度相等。D)若体系1与体系2分别与环境达成热平衡，则两体 系的温度相等。答：B,一、填空题,8.已知2Fe(s)+O2(g)=2Fe
4、O(s)rGm/(Jmol-1)=-519200+125T/K 3/2Fe(s)+O2(g)=1/2Fe3O4(s)rGm/(Jmol-1)=-545600+156.5T/K 由Fe(s)、O2(g)、FeO(s)、Fe3O4(s)组成平衡物系的组分数是，自由度数是。答：组分数是 2，自由度数是 0。C=S R R/=4 2 0=2 F=C P+2=2 4+2=0,一、填空题,9.已知反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)在298K时的恒容反应热为QV=-569kJ/mol，则H2(g)在298K时标准摩尔燃烧焓为 kJ/mol。答：285.7 H2(g)在298K时标准摩尔燃烧焓应为反
5、应 H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)在298K时，恒压（标准压力）下的反应焓而反应 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)的 Qp=QV+(-1)RT=571.5 kJ/mol cHm(298K)=Qp/2=285.7 kJ/mol,一、填空题,10.对一封闭体系，非体积功为零时，下列过程中体系的U,S,G，何者为零？(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。答：(1)U。(2)G。(3)U,S,G。,一、填空题,11.10mol单原子分子理想气体的(H/T)V=J/K。答：208(H/T)V(U/T)V+(pV
6、)/TV=(U/T)V+V(p/T)V=CV+V(nRT/V)/TV=CV+V nR/V=nCVm+nR=10(3/2R+R)=208J/K,一、填空题,12.若反应C(s)+O2(g)=CO2(g)在恒温恒压条件下发生，其rHm”，“0。Q=0,W=0 rUm=0 绝热自发 rSm 0,一、填空题,13.对于任何宏观物质，其焓H一定 内能U，因为；对于理想气体反应，分子数增多的焓变H一定 U，因为。答：H=U+pV H=U+pV=U+nRT,一、填空题,14.A)即使对于标准状态下的反应也不能用其rGm判断反应方向。B)因为rGm=-RTlnK，而K是由平衡时组成表示的，所以rGm表示平衡时
7、产物的吉布斯焓与反应物的吉布斯焓之差。C)水在25，p压力下蒸发，求算熵变的公式为。D)在恒温恒压下，可逆电池反应，求算熵变的公式为C=rHm/T。上述说法正确的是。答：C,一、填空题,15.在恒温恒容只做非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。答：A 小,二、计算题,1.1mol双原子分子理想气体，始态的p1=100kPa，T1=300K，经等压可逆过程到终态T2=500K，计算过程的Q，W及体系的U,H,S,A,G。已知始态熵S1=13.50J/K。,解：Q=H=n Cpm(T2-T1)=17/2R(500-300)=5819.8J W=-p(V2-V1)=n
8、R(T2-T1)=8.314(800-400)=-1662.8 J U=Q+W=4157J（或U=n CVm(T2-T1)=4157J),二、计算题,S=n Cpm ln(T2/T1)=17/2R ln(500/300)=14.86 JK-1S2=S+S1=14.86+13.50=28.36 JK-1A=U-(TS)=U-(T2 S2-T1 S1)=4157-(50028.36-30013.50)=-5565JG=H-(TS)=H-(T2 S2-T1 S1)=5819.8-(50028.36-30013.50)=-3902.2J,二、计算题,2.计算反应CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)
9、+2H2O(g)在800 K时的平衡常数K。已知有关物质的热力学数据如下：,二、计算题,解：rHm(300K)=BvBfHm(B,300K)=-165.059kJmol-1 rSm(300K)=BvBSm(B,300K)=-172.507J K-1mol-1 rCpm(300K)=BvBCpm(B,)=-37.28J K-1mol-1 rHm(800K)=rHm(300K)+=-183.699kJmol-1,二、计算题,rSm(800K)=rSm(300K)+=-209.072J K-1mol-1 rGm(800K)=rHm(800K)-800 rSm(800K)=-16.44kJmol-1 rGm(800K)=-RTlnK(800K)K(800K)exp-rGm(800K)/800R=11.8,三、相图题,某二元凝聚系统相图如下图所示：1.在相区中填入稳定存在的相；,2.用式子表示在线PQ、MN、RS和HI上所进行的过程；3.画出熔体x、y的布冷曲线。,三、相图题,答：(1),l,l+,l+,l+D,l+G,l+C,l+C,+G,G+D,D+C,C+,三、相图题,(2)PQ：MN：RS：HI：,三、相图题,（3）,x,y,开始出现,消失,开始出现D,l 消失,开始出现,l 消失,开始出现G,开始出现C,
