物理化学期末考题(A) 2001-06-17
题号 1 2 3 4 5 6 7 总分 分数
第一部分 基础知识测试（80分） 一、（10分）注明下列公式适用条件
1 p,m 21(-T )p Q H nC T =∆=。
2 pV γ = 常数 p,m V,m C /C γ= 。
3 B
B B ln
p RT p µµ=+\
\
。 4 A A
A p p x ∗
=⋅ 。 二、（23分）填空
1. 一定量纯理想气体在单纯pVT 变化过程中（填>0，=0或<0）
S H p ⎛⎞∂⎜⎟∂⎝⎠（ ） S
T p ⎛⎞∂⎜⎟∂⎝⎠（ ） p
G T ∂⎛⎞
⎜⎟∂⎝⎠（ ） 2. 某化学反应∆，且298K 时r p,m 0C =r m r m 0 0H ,S ∆>∆>\\
，那么 （填>0,=0或<0）
()r m p H T ⎛⎞∂∆⎜∂⎝⎠\⎟（ ） ()r m p
S T ⎛⎞∂∆⎜∂⎝⎠\
⎟（ ） ln p K T ∂⎛⎜（ ） ⎞⎟
∂⎝⎠\3. 在一定外压下将100 g 、质量分数为w B =0.5的理想液态混合物加热至某一温度达到气液平衡，
测得气相组成为w B(g) = 0.5，液相组成为 w B(l) = 0.2。此时气相质量为 g ，液相质量为 g 。
4. 理想气体绝热可逆过程中pV γ = 常数，若以T 、V 为变量，则方程为 。若以p 、T 为变量，则方程为 。过程的熵变为 。
5. 水在常压下的凝固点为0℃，对下列凝固过程 （在括号内填>0，=0或<0）
1 mol H 2O(l) 101.325 kPa -5℃
则∆； p ( ) U Q T
6. 在某恒定温度下向预先抽空的容器中充入等摩尔比的NH 3(g)和HCl(g)，达平衡时，系统中有如下反应存在：NH 3(g) + HCl(g) → NH 4Cl(s)，该平衡系统的组分数C = ，相数P = ，自由度数F = 。
7. 物质的量为n 的理想气体在温度T 下恒温膨胀，当从p 1变化p 2时，其∆T G 是（写出公式） 。
8. 某封闭系统中（W ´=0）在298 K 和100 kPa 下进行一化学反应，其= -110.27 kJ ⋅mol r m
H ∆\
-1，1r m 14007 kJ mol G .−∆=−⋅\。则该反应的r m S ∆\
= 。
9. 在所给的坐标系中画出不同条件时的示意图。
(1) 分别在()B 0g ν=∑，()B 0g ν>∑，()B 0g ν<∑条件下，p 对K y 的影响（T 恒定）
(2) 二氧化碳（CO 2）的临界温度t C = 31.06 ℃，临界压力p C =7.385 MPa ，三相点
的温度和压力分别为 -56.6 ℃和0.52 MPa 。请画出CO 2的相图（示意）。并根据相图判断：若将钢瓶中高压气液共存的CO 2快速放出，CO 2可能会以 什么状态出现。
(3) 若某液体的摩尔蒸发焓与温度有关，那么它们的关系可示意表达为：
（设C p,m (l)、C p,m (g)与T 无关。）
vap m kJ mol
H /∆⋅
\
(4) 将理想气体的卡诺循环过程在下列两种坐标系中表示出来，并标出过程的方
向和顺序。
三、（10分）
273 K 、0.5 MPa 、2 dm 3的N 2(g) 在恒定的0.1 MPa 的外压下恒温膨胀至与外压平衡。若N 2(g) 可视为理想气体，试求此过程的Q 、W 、∆U 、∆H 、∆S 和∆G 。
四、（12分）
液体A 和B 可形成理想液态混合物。已知
良辰好景知几何更新时间中国名人名言t / ℃
A kPa p /∗
B kPa p /∗
90 135.06 27.73
100 178.65 39.06
若二者的摩尔蒸发焓都不随温度而变化，试计算混合物在外压为100 kPa 、温度为95 ℃ 沸腾时的液体组成。 五、（13分）
已知298 K 时有关物质的热力学数据如下：
物质
-1f m kJ mol H /∆⋅\
1-m J K mol S /−⋅⋅\
1
Ag 2CO 3-505.80 167.4
Ag 2O -31.05 121.3 CO 2-393.51 213.7
若反应的 随温度而变化，且，求：Ag r m H ∆\
-1-1r p,m 10 J K mol C ∆=−⋅⋅2CO 3固
体在200 ℃时的分解压。
六、（12分）
A—B二元凝聚系统相图示意如下：长江七号观后感
1. 标出各相区的稳定相态；
2. 熔融液从a点出发冷却，经a→b→b′→b″ 再到c点。试画出该过程的步冷曲
线，并描述冷却过程中的相变化情况。
3. 当冷却到c点时，系统中存在哪两相？两相物质的质量比如何表示？
4. E点的自由度数是多少？写出该点的相平衡关系。
第二部分综合能力测试（20分）
九年级化学教学工作总结七、（4分）
选择一：在T-S坐标系中画出卡诺循环示意图，并利用此图证明该循环过程的效率为η=1-T2 / T1
选择二：已知A和B能形成理想液态混合物。试求25 ℃时将1mol A和mol B混合过程的∆G mix。
八、（4分）
选择一：用学过的知识解释：
1. 工业上难液化气体（如N2、O2、空气等）中的含水量可以用混合气的露点来
表示。
2. 在难溶电解质溶液中加入含有相同离子的强电解质时，难溶电解质的溶解度
会下降，这就是同离子效应。用相平衡和化学势的概念加以解释。 选择二：范德华方程可写为2m m
RT a
p V b V =
−−。当压力不太大时，试对该气体证明： 1. m 2T
H a
b p RT ⎛⎞∂=−
⎜⎟∂⎝⎠ 2. 2a
T Rb
=
公共场所卫生
时，其焦耳—汤姆生系数为零。 九、（6分） 选择一：原子能工业中生产U 235的工艺路线是：先将从矿中得到的UO 2(s) 转化为
UF 4(l)，再转化为UF 6(g)，利用U 235F 6(g) 和U 238F 6(g) 的扩散速度不同富集U 235。其中对于UO 2(s) 转化为UF 4(l) 的过程，曾设想利用反应UO 2(s)+ 2F 2(g) == UF 4(l)+O 2(g) 来实现，但转化率极低。后改为在反应系统中加入固态的碳(C)，利用产物中CO(g) 的生成使得UF 4的收率得以极大提高。已知298K
时。试分析原因并估算后一种工艺中的标准
平衡常数比前一种工艺中的标准平衡常数提高的数量级。 -1f m (CO,g)= - 137.168 kJ mol G ∆\
⋅2
K \
1K \选择二：对单纯的pVT 变化过程，试证明p p
S V T T T p C ∂⎛⎞
第二轮双一流建设高校名单⎜⎟
∂⎛⎞⎝⎠∂=
⎜⎟∂⎝⎠ 十、（6分） 选择一：
(1) 根据水的相图说明人工降雨和人工防雹可采取的措施；
(2) 简单说明进行一产品生产的工艺设计时，从热力学和相平衡角度必须事先进行哪些有关化学反应的计算（或估算） 选择二：
(1) 物理化学讲了理想气体、理想液态混合物和可逆过程，但从严格意义上讲，它们在自然界均不存在。请简单阐述它们的科学意义。
(2) 谈谈你对化学势的理解以及它在相变化和化学变化中的应用。
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