物理化学(上册)试卷7 班级 姓名 分数 填空题(共12题45分) 1.5分(2360) 2360 给出CO2的安德鲁斯等温线示意图,并回答下述问题 欲将CO2气体直接变为液体不经过气液平衡过程,其变化路径应该为 2.5分(1688) 1688 29815K时,O2(g)的平动运动对热力学函数G的贡献为G= (k=1.38×10-J.K) 3.5分(9114) 在用热力学函数来判断变化的方向性时,并未涉及到的问题,实际 由 体系受到的 而定。 4.5分(1319) 1319 CO的转动惯量上=1449×10+kgm2,在25℃时,转动能量为k时的转动量子数 (k=1.38×10-23JK-h=6626×10-“Js) 5.5分(2742) 2742 在二级相变中,没有 的变化,但物质的 和 生突变。 6.5分(1522) 1522 已知N2分子的振动波数=2360cm,则N2分子在300K时的振动配分函数q= 在振动量子数=1能级粒子分布分数N1N= (k=138×10-3J.K-1,h=6626×10-3Js)
物理化学（上册）试卷 7 班级 姓名 分数 一、填空题 ( 共 12 题 45 分 ) 1. 5 分 (2360) 2360 给出CO2的安德鲁斯等温线示意图，并回答下述问题： 欲将CO2气体直接变为液体不经过气液平衡过程，其变化路径应该为： 。 2. 5 分 (1688) 1688 298.15 K时，O2(g)的平动运动对热力学函数 的贡献为 = Gm $ Gm $ 。 (k=1.38 ) 23 -1 10 J K − × ⋅ 3. 5 分 (9114) 9114 在用热力学函数来判断变化的方向性时，并未涉及到 的问题，实际 要 由 体系受到的 而定。 4. 5 分 (1319) 1319 CO的转动惯量I=1.449 × 10-45 2 kg ⋅m ，在 25℃时，转动能量为kT时的转动量子数 J= 。 (k=1.38 ,h=6.626 ) 23 1 10 J K − − × ⋅ 10 J s 34 × ⋅ − 5. 5 分 (2742) 2742 在二级相变中，没有 、 的变化，但物质的 、 和 发 生突变。 6. 5 分 (1522) 1522 已知N2分子的振动波数 ~v =2360 cm-1，则N2分子在 300 K时的振动配分函数qv= ， 在振动量子数v=1 能级粒子分布分数N1/N= 。 (k=1.38 , h=6.626 ) 23 1 10 J K − − × ⋅ 10 J s 34 × ⋅ −
7.5分(0917) 0917 绝热容器分成两部分,分别置入同温同压的1molO2和1molN2(均为理想气体) 抽去隔板后使两种气体混合达到平衡,计算始态与终态的热力学概率之比(Q192)。 8.2分(3016) 3016 答:8314 (2分) K,=K(RT 9.2分(3260) 3260 答:△,H/(R72);0 (2分) *.2分(3017 3017 答:k2(1)=644:K2(2)=4147 (2分) 11.2分(3188) 能量零点选择不同,则配分函数的值 内能的值:熵的值:等容热 容的值 。(只填“相同”或“不同”)。 12.2分(3219) 3219 按照不同的两种能量零点,可给出两种不同形式的配分函数: d=exp(-co/kn)2giexp(-ci/kn) gexp(-C/kT 在q和q中把粒子的最低能级的能量分别定为 计算题(共4题40分) 13.15分(9431) 9431 今有含苯100g和甲苯200g的理想液态混合物。在100°C,101.325kPa下处于气液 平衡状态。试求该平衡气液两相的摩尔分数和气液两相物质的量各为若干 M/kg.mo 7/K△H 甲苯0.092 0.U78 353.15
7. 5 分 (0917) 0917 一绝热容器分成两部分，分别置入同温同压的１mol O2和 1 mol N2（均为理想气体）， 抽去隔板后使两种气体混合达到平衡，计算始态与终态的热力学概率之比（Ω 1/Ω 2）。 8. 2 分 (3016) 3016 答：831.4 （2 分） K K p c = ( ) RT 9. 2 分 (3260) 3260 答： ；0 （2 分） 2 r m ∆ H （/ RT $ ） *. 2 分 (3017) 3017 答： Kp (1) = 6.44； （2 分） $ (2) 41.47 Kp = $ 11. 2 分 (3188) 3188 能量零点选择不同，则配分函数的值 ____ ；内能的值 ____ ；熵的值 ____；等容热 容的值 ____ 。（只填“相同”或“不同”）。 12. 2 分 (3219) 3219 按照不同的两种能量零点，可给出两种不同形式的配分函数： q'＝exp(-ε0/kT)∑giexp(-εi/kT) q＝∑gexp(-εi/kT) 在 q 和 q'中把粒子的最低能级的能量分别定为 _______ 和 _______ 。 二、计算题 ( 共 4 题 40 分 ) 13. 15 分 (9431) 9431 今有含苯 100 g 和甲苯 200 g 的理想液态混合物。在 100 °C，101.325 kPa 下处于气液 平衡状态。试求该平衡气液两相的摩尔分数和气液两相物质的量各为若干？
14.10分(9037) 已知恒压下某化学反应的△Hm与温度7无关。试证明该反应的△Sm亦与T无关。 15.10分(1963) 25°C时甲烷溶在苯中,当平衡浓度xCH4)=00043时,CH4在平衡气相中的分压为245 试计算 (1)25°C时当x(CH4)=0.01时的甲烷苯溶液的蒸气总压p (2)与上述溶液成平衡的气相组成yCH4)。 已知25°C时液态苯和苯蒸气的标准生成焓分别为4866和8293 kJ. mol,苯在 01325Pa下的沸点为80.1°C。 2540 已知甲醇在263K至353K范围内蒸气压与温度的关系为: lg(p/Pa)=-200l/T/k)+8.8017 试计算甲醇在此区间的汽化热。 问答题(共2题15分) 7.10分(0763) 0763 在2982K的等温情况下,两个瓶子中间有旋塞连通,开始时一瓶放0.2molO2,压力 为02p2。另一瓶放08moN2,压力为0.8p3,打开旋塞后,两气体相互混合,计算: (1)终态时瓶中的压力; (2)混合过程的Q,W,ΔmU,△mS,ΔmG; (3)如果等温下可逆地使气体恢复原状,计算过程的Q和W 5分(1944) 利用方程: B In(p/Pa)=-A/(T/K)B 证明:某纯物质气体溶解于惰性溶剂成为稀溶液时摩尔溶解熵为 so Sm=R(B-B)-RInx 前面各式中k为该物质溶解成稀溶液时的亨利系数。P为该纯物质的饱和气压,x为该纯物质 在溶液中的摩尔分数,A',B',A和B为常数
14. 10 分 (9037) 9037 已知恒压下,某化学反应的ΔrHm与温度T无关。试证明该反应的ΔrSm亦与T无关。 15. 10 分 (1963) 1963 25 ºC时甲烷溶在苯中，当平衡浓度x(CH4)=0.0043 时, CH4在平衡气相中的分压为 245 kPa。试计算 （1）25ºC时当x(CH4)=0.01 时的甲烷苯溶液的蒸气总压p。 （2）与上述溶液成平衡的气相组成y(CH4)。 已知 25 °C 时液态苯和苯蒸气的标准生成焓分别为 48.66 和 82.93 ，苯在 101 325 Pa 下的沸点为 80.1 °C。 -1 kJ⋅mol 16. 5 分 (2540) 2540 已知甲醇在 263 K 至 353 K 范围内蒸气压与温度的关系为: lg(p/Pa)=-2001/(T/K)+8.8017 试计算甲醇在此区间的汽化热。 三、问答题 ( 共 2 题 15 分 ) 17. 10 分 (0763) 0763 在 298.2 K 的等温情况下，两个瓶子中间有旋塞连通，开始时一瓶放 0.2 mol O2 ,压力 为 0.2 p ∃ 。另一瓶放 0.8 mol N2，压力为 0.8 p ∃ ，打开旋塞后，两气体相互混合，计算： (1) 终态时瓶中的压力； (2) 混合过程的Q，W，ΔmixU，ΔmixS，ΔmixG ； (3) 如果等温下可逆地使气体恢复原状，计算过程的 Q 和 W 。 18. 5 分 (1944) 1944 利用方程： ln(k/Pa)=-A* /(T/K)+B* ln(p* /Pa)= -A/(T/K)+B 证明：某纯物质气体溶解于惰性溶剂成为稀溶液时,摩尔溶解熵为 ∆solSm=R(B-B* ) -Rlnx 前面各式中k为该物质溶解成稀溶液时的亨利系数。p* 为该纯物质的饱和气压，x为该纯物质 在溶液中的摩尔分数，A* ，B* ，A和B为常数
物理化学(上册)试卷7答案 填空题(共12题45分 1.5分(2360) 2360 答:首先使CO2气定容升温使温度超过CO2的临界温度。然后等温压缩至液态。 2.5分(1688) 1688 答]qL=(2 umt/2)2×()=4281×10 G=-RTIn(g, /L)=-3911 kJ.mor- (5分) 3.5分(9114) 9114 答 速率 (2分) 速率 (1分) 阻力 4.5分(1319) 1319 [答]E=J(+1)h2A(8π2D)=kT J(+1)=& IkT/h =107.2 (2分) 5.5分(2742)
物理化学（上册）试卷 7 答案 一、填空题 ( 共 12 题 45 分 ) 1. 5 分 (2360) 2360 答：首先使CO2气定容升温使温度超过CO2的临界温度。然后等温压缩至液态。 （5 分） 2. 5 分 (1688) 1688 [答] 2 3/ 2 30 t / (2π / ) ( ) 4.281 10 kT q L mkT h p = × = $ × 1 t,m t G RT ln(q / L) 39.11 kJ mol − = − = − ⋅ $ (5 分) 3. 5 分 (9114) 9114 [答] 速率 (2 分) 速率 (1 分) 阻力 (2 分) 4. 5 分 (1319) 1319 [答] = J (J +1)h /(8π I) = kT (2 分) 2 2 r ε 2 2 J (J +1) = 8π IkT / h =107.2 (2 分) J=10 (1 分) 5. 5 分 (2742)
2742 答:相变热比体积膨胀系数a压缩系数x定压热容C 分) 6.5分(1522) 1522 答:6=h =32116K囗300K k q≈exp(-hcv/kT)=1 N1/N=exp(-hv/k7)/q,=12×10-3 7.5分(0917) 0917 [答]△S=R∑lnxB=1153JK △S=n(2/21) (1分) 91/92=l/exp(1.53JK)k=1/exp(835×10 (3分) 8.2分(3016) 3016 答:8314 (2分) K,=K(RT) 9.2分(3260) 3260 答:△,BB/(R72);0 (2分) 2分(3017) 3017 答:K2(1)=644:K2(2)=4147 (2分) 11.2分(3188) [答]不同;不同;相同;相同 12.2分(3219)
2742 答：相变热 比体积 膨胀系数α 压缩系数 χ 定压热容 （5 分） Cp 6. 5 分 (1522) 1522 答： = Θv hc k ν% =3211.6 K 300 K qv 1 exp( / ) 1 2 ≈ − hcv% kT = (2 分) 1 v / )/ ~ N / N = exp(−hcν kT q =12 10 5 . × − (3 分) 7. 5 分 (0917) 0917 [答] ΔS=-R lnx B B ∑ n B=11.53 J·K-1 (1 分) ΔS=kln(Ω2/Ω1) (1 分) Ω1/Ω2=1/exp[(11.53 J·K-1)/k]=1/exp(8.35 × 1023 ) (3 分) 8. 2 分 (3016) 3016 答：831.4 （2 分） K K p c = ( ) RT 9. 2 分 (3260) 3260 答： ；0 （2 分） 2 r m ∆ H （/ RT $ ） *. 2 分 (3017) 3017 答：Kp (1) = 6.44； （2 分） $ (2) 41.47 Kp = $ 11. 2 分 (3188) 3188 [答] 不同；不同；相同；相同 12. 2 分 (3219) 3219