物理化学第二章模拟试卷C

 

班级                 姓名                               分数                

 

一、选择题 ( 共10题  20分 )

1.  2 分

    在标准压力p$和268.15 K下,冰变为水,体系的熵变ΔS体应：              (    )   

      (A) 大于零     (B) 小于零                                                

      (C) 等于零     (D) 无法确定                                              

2  2 分

    p$，100℃下，1mol H2O(l)与 100℃大热源接触，使水在真空容器中汽化为 101.325 kPa 的H2O(g)，设此过程的功为W，吸热为Q，终态压力为p，体积为V，用它们分别表示ΔU，ΔH，ΔS，ΔG，ΔF，下列答案哪个是正确的？                                                            (    )   

 

3.  2 分

    在263 K的过冷水凝结成263 K的冰,则：                              (    )   

    (A) ΔS<0       (B) ΔS>0                                                

    (C) ΔS=0       (D) 无法确定                                             

 

4.  2 分

    下列四个偏微商中，哪个不是化学势?                                (    )    

    (A)  (U/nB)S, V,                                              

    (B)  (H/nB)S, p,                                               

    (C)  (F/nB)T, p,                                            

    (D)  (G/nB) T, p,                                          

 

5.  2 分

    在300℃时,2 mol某理想气体的吉布斯自由能G与赫姆霍兹自由能F的差值为：       

                                                                    (    )    

    (A)  G-F=1.247 kJ     (B)  G-F=2.494 kJ                                

    (C)  G-F=4.988 kJ     (D)  G-F=9.977 kJ                                

 

6.  2 分

    理想气体等温过程的ΔF。                                (    )    

      (A)  >ΔG                                                              

      (B)  <ΔG                                                               

      (C)  =ΔG                                                              

      (D)  不能确定                                                            

 

7.  2 分

    当多孔硅胶吸附水达到饱和时,自由水分子与吸附在硅胶表面的水分子比较,化学势将：

                                                                      (    )    

      (A) 前者高     (B) 前者低                                                

      (C) 相等       (D) 不可比较                                              

 

8.  2 分

    在标准压力p$下,383.15 K的水变为同温下的蒸气,吸热Qp。该相变过程中,哪个关系式不能成立?                                                                                                                                       (    )    

    (A)  ΔG < 0        (B)  ΔH = Qp                                          

    (C)  ΔSISO < 0      (D)  ΔSISO > 0                                            

 

9. 2 分

    298 K,p$下,双原子分子理想气体的体积V1= 48.91dm3,经等温自由膨胀到2V1,其过程的DS为

                                                                      (    )    

    (A)  11.53 J·K-1           (B)  5.765 J·K-1                                   

    (C)  23.06 J·K-1           (D)      0                                                    

 

 

*.  2 分

    在101.3 kPa下,110℃的水变为110℃水蒸气,吸热Qp,在该相变过程中下列哪个关系式不

成立?

                                                                        (    )    

    (A) DS体> 0                                                              

    (B) DS环不确定                                                           

    (C) DS体+DS环> 0                                                       

    (D) DS环< 0                                                               

 

二、填空题 ( 共 9题  18分 )

11.  2 分

    对熵产生diS而言,当体系内经历可逆变化时其值________,而当体系内经历不可逆变化时其值________。                                                             

 

12 分

    一单组分、均相、封闭体系，在不做非体积功情况下进行变化，当熵和压力恢复到原来数值时ΔG = ______ 。

 

13.  2 分

    公式ΔmixS=-R∑BnBlnxB的应用条件是_________________________________

_______________________________________________________________________。      

 

14.  2 分

     对一单组分、单相、各向同性的封闭体系而言，等压条件下只做体积功时，其吉布斯自由能值将随温度的升高而        。

 

15.  2 分

     在只做体积功的封闭体系中，过程的的符号               。

 

16.  2 分

    有个学生对理想气体的某个公式记得不太真切了，他只模糊地记得是

(S/X)y= -nR/p，按你的看法，这个公式的正确表达式中,X应为 ______ , y 应为 ______  。                                                    

 

17.  2 分

     某气体的状态方程式pV=nRT+p，为不等于零的常数，则该气体的热力学能U仅是                的函数。

 

18.  2 分

    对于体系和环境之间既有能量又有物质交换的敞开体系来说,其熵的变化,一部分是由__________________________间相互作用而引起的,这部分熵称为熵流；另一部分是由___________________________的不可逆过程产生的,这部分熵变称为熵产生。           

 

19.  2 分

    对于多组分体系：                                                            

      (1) (μB/Ｔ)p,n= ________ ；                                        

      (2) (SB,m/p)T,n + (VB,m/T)p,n= ________；              

式中SB,m，VB,m是组分 B 的偏摩尔熵，偏摩尔体积。                           

 

三、计算题 ( 共 4题  30分 )

20. 10 分

    1 mol 273.15 K,101.325 kPa的O2(g)气与3 mol 373.15 K,101.325 kPa的N2(g)气在绝热条件下混合,终态压力为101.325 kPa,若O2(g)和N2(g)均视为理想气体,试计算孤立体系的熵变。 

 

21. 10 分

     在101.325 kPa时，甲苯的沸点为383.2 K，已知此条件下Sm(l)=264.19 J·K-1·mol-1,

ΔvapSm=87.03 J·K-1·mol-1。试计算：

    （1）在上述条件下，1 mol液态甲苯蒸发时的Q, W, ΔvapUm,ΔvapHm,ΔvapFm ,ΔvapGm及Sm(g)。

    （2）欲使甲苯在373.2 K时沸腾，其相应的饱和蒸气压为若干？

 

22.  5 分

    2 mol理想气体由 5p$，50℃ 加热到 10p$，100℃，试计算此气体的熵变。已知该气体的Cp, m =(5/2)R 。                                                  

 

23.  5 分

水在373.15 K，标准压力p$下，沸点温度的压力系数可用下式表示：

   dT/dp= (1/3616)K·Pa-1

试估计水在373.15 K的汽化焓ΔvapH 。                                                             

 

四、问答题 ( 共 3题  20分 )

24. 10 分

    已知： a = (1/V)( V/ T)p，  K= -(1/V)( V/ p)T                                      

    试证明：  (S/V)p= CV/TV a + a /K                               

 

25.  5 分

    试证明：                                                                   

         (H/G)T = (1/V)[-T(V/T)p + V]                              

 

26.  5 分

    对不作非体积功的封闭均相体系，证明：                                       

        (p/V)S =g (p/V)T      (g = Cp/CV)                                   

 

参考答案

 

 

一、选择题 ( 共10题  20分 )

1.  2 分

[答]    (A)                                                              (2分)      

 

2  2 分

[答]  (A)                                            

        W = 0, ΔU = Q                         

        ΔH = ΔU + Δ(pV) = Q + pV - p1V1= Q + pV       

        ΔS = ΔH/T = (Q + pV)/373K                        

        ΔF = ΔU - TΔS = - pV                         

        ΔG = ΔH - TΔS = Q + pV - Q - pV = 0            

3.  2 分

[答]    (A)                                                              (2分)  

 

4.  2 分

[答]     ( C )                                                      (2分)    

 

5.  2 分

[答]    (C)                                                              (2分)

       G-F=pV=nRT = 4.988 kJ                                                        

 

6.  2分

[答]  (C)                                                                       

 

7.  2 分

[答]    (C)                                                              (2分)

 

8.  2 分

[答]     (C)                                                             (2分)

 

9. 2 分

[答]    ( A )                                 

 

 

*.  2 分

[答]      (B)                                                   (2分)    

        因环境供热给体系,则 ΔS环= -Qp/383.15K < 0 ,此为恒温恒压下的自发变化, 

    所以  G体< 0；体系由液态变为气态, ΔS体> 0；将体系与环境加在一起组成 

    新的孤立体系,在此体系中有自发变化,所以  ΔS孤立 =ΔS体+ ΔS环> 0 。      

 

二、填空题 ( 共 9题  18分 )

11.  2 分

[答]     等于零    大于零                                                (2分)

 

12

[答]  零。因为这是双变量体系，S, p 恢复原值，体系便复原。                                                   (2分)  

 

13.  2 分

[答]    封闭体系平衡态、理想气体、等温混合,混合前每种气体单独存在时的压力都相等,且等于混合后的总压力。                                                  (2分)

 

14.  2 分

[答]   减少                                                          (2分)

 

15.  2 分

[答]   不能确定                                                      (2分)

 

16.  2 分

[答]    p , T                                                                

        因 (S/p)T = -(V/T)p= - nR/p                                   

 

17.  2 分

[答]   T                                                          (2分)  

     因为   p=nRT/(V-)

            dU=TdS-pdV

           

                   =nRT/(V-