物理化學模擬試題及參考答案
模擬試題寫得好，你就能學好物理化學這個課程。以下是陽光網(wǎng)小編要與大家分享的物理化學模擬試題，供大家參考!
物理化學模擬試題一、填空題
(每小題2分，共20分)
1、熱力學第零定律是指：
2、熵與熱力學概率之間的函數(shù)關系式是
3、補全熱力學函數(shù)關系式：CPS/T)P
4、一定量的單原子理想氣體定壓下從T1變化到T2的熵變與定容下從T1變化到T2的熵變之比為 ：
5、化學勢的表示式中，
6、稀溶液的依數(shù)性包括、、。
7、反應NH4HS(s)=NH3(g)+H2S(g)，在298K時測得分解壓為66.66Pa，則該溫度下該反應的KpΘKp。
8、1atm壓力下水和乙醇系統(tǒng)的最低恒沸混合物含乙醇質量分數(shù)為0.9557，現(xiàn)將含乙醇50%的乙醇水溶液進行分餾，最終得到的物質為。
9、水在101.3kPa時沸點為373K，汽化熱為40.67 kJ/mol(設汽化熱不隨溫度變化);畢節(jié)學院的大氣壓約為85.5 kPa，則在畢節(jié)學院水的沸點為 K。
10、反應NH4HS(s)=NH3(g)+H2S(g)已達平衡;保持總壓不變，往系統(tǒng)中充入一定量的惰性氣體，平衡移動方向為 。
物理化學模擬試題二、選擇題
(每小題2分，共30分)
1、下列屬于化學熱力學范疇的是 ( )
(A)物質結構與性能的關系 (B)化學反應速率
(C)化學變化的方向和限度 (D)反應機理
2、下列關于熱力學方法敘述正確的是 ( )
(A)熱力學研究所得的結論不適用于分子的個體行為
(B)熱力學可以解決某條件下怎樣把一個變化的可能性變?yōu)楝F(xiàn)實性的問題
(C)經(jīng)典熱力學詳細討論了物質的微觀結構
(D)經(jīng)典熱力學常需計算一個變化所需要的時間
3、下列函數(shù)中為強度性質的是： ( )
(A) S (B) (G/p)T (C) (U/V)T (D) CV
4、一定量的純理想氣體，下列哪組量確定后，其他狀態(tài)函數(shù)方有定值。 ( )
(A)T (B)V (C)T、U (D)T、p
5、對一化學反應，若知其△Cp,m = ∑νB Cp, m, B > 0，則該反應的 ( ) (A)△H隨溫度升高而增大 (B)△H隨溫度升高而減少 (C)△H大于零 (D)△H小于零
6、某氣體的壓縮因子Z > 1，表示該氣體 ( ) (A)易于壓縮 (B)不易壓縮 (C)易于液化 (D)不易液化
7、下列說法錯誤的是 ( ) (A)熱容的大小與系統(tǒng)所含物質的量有關 (B)對于氣體來說，其Cp, m恒大于CV, m
(C)對于任意系統(tǒng)，因為體積隨溫度升高可能減小，所以其Cp,可能小于CV (D)對于體積不變的剛性容器中的系統(tǒng)，因為定容，所以有CV而沒有Cp值 8、某可逆熱機的高溫熱源為T2，低溫熱源為T1
(1)若選用水蒸氣為工作物質，其熱機效率為ηW (2)若選用汽油為工作物質，其熱機效率為ηO
則下列關系正確的是： ( ) (A)ηW >ηO (B)ηW<ηO (C)ηW=ηO (D)無法比較
9、已知某溫度下，∆fHmΘ(CO2)=-393.3 kJ/mol，∆cHmΘ(CO)=-282.8 kJ/mol，
則∆fHmΘ(CO)為 ( ) (A)-110.5 kJ/mol (B)110.5 kJ/mol (C)-676.1 kJ/mol (D)-172.3 kJ/mol
10、過飽和溶液中的溶質的化學勢與純溶質的化學勢相比較，前者 ( ) (A) 大 (B) 小 (C)與后者相等 (D)無法比較
11、兩支燒杯各有1kg水，向A杯中加入0.01mol蔗糖，向B杯中加入0.01mol NaCl，兩支燒杯在相同條件下按同樣的速度降溫，則 ( ) (A)A杯先結冰 (B)B杯先結冰 (C)兩杯同時結冰 (D)都不會結冰
12、I2(s)與I2(g)平衡共存，系統(tǒng)自由度為 ( ) (A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3
13、化學反應等溫式∆rGm =∆rGmΘ+RT lnQ，當選取不同標準態(tài)時 ( ) (A)∆rGm和Q的值都改變 (B)∆rGm和Q的值都改變 (C)∆rGm的值改變，Q不變 (D) ∆rGm不變，Q的值改變
14、反應C(s)+O2(g)=CO2(g)，2 CO(g) +O2(g)= 2CO2(g)，C(s)+ 1/2 O2(g)=CO(g)的平衡常數(shù)分別為K1Θ、K2Θ、K3Θ，這三個平衡常數(shù)之間的關系是 ( )
(A) K3Θ=K1ΘK2Θ (B) K3Θ= K1Θ/K2Θ
15、等溫等壓下，A和B組成的均相系統(tǒng)中，當改變濃度時A的偏摩爾體積增加，則B的偏摩爾體積將 ( ) (A) 增加 (B) 減小
(C) 不變 (D) 隨A和B的比例不同而不同
(C) K3= K1/K2 (D) K3Θ=K1/K2
物理化學模擬試題三、解答題
(計算過程必須有公式、代入數(shù)據(jù)后的式子、計算結果以及必要的文字說明;回答問題須簡要說明理由。每小題10分，共50分)
1、在100 kPa和373 K時，將2.0 mol H2O(g)可逆壓縮為液體(已知該條件下水的蒸發(fā)熱為2258 kJ/kg，摩爾質量為18.0 g/mol。水蒸氣視為理想氣體;計算中可以忽略液體體積)
(1)計算該過程的Q、W、△U、△H、△S、△A和△G;
(2)如果該氣體是經(jīng)過非可逆途徑變化到相同終態(tài)，則Q、W、△U、△H、△S、△A和△G中有哪些與(1)的相等?
2、某溫度下液體A與液體B能形成理想溶液。 (1)將1mol純A與2mol純B混合后總蒸氣壓為50.66 kPa;若在混合物中再加入3mol純A，則總蒸氣壓為70.93 kPa，求純A的飽和蒸氣壓和純B的'飽和蒸氣壓;
(2)若將1mol純A與1mol純B混合，求對應的氣相中A的摩爾分數(shù)和B的摩爾分數(shù)。
3、某溫度時反應① 2NaHCO3(s) = Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g)的分解壓為3.999 kPa; 反應② CuSO4·5H2O(s) = CuSO4·3H2O(s) + 2H2O(g)的分解壓為6.053 kPa。
計算(1)反應①的標準平衡常數(shù)Kp1 和反應②的標準平衡常數(shù)KpΘ2 ;
(2)該溫度下NaHCO3(s)、Na2CO3(s)、CuSO4·5H2O(s)和CuSO4·3H2O(s)所組成的系統(tǒng)達到同時平衡時的壓力。
4、標準壓力下(NH4)2SO4-H2O
系統(tǒng)的相圖如下(ω表示質量分數(shù))。
(1)圖中各區(qū)域的自由度數(shù)分別為 P多少?并分別說明有哪些獨立變量。 (2)EF線、EM線、E點分別表示 什么?各有幾個自由度?分別說明 有哪些獨立變量。
(3)通過作圖和計算說明，在20℃將 80g(NH4)2SO4與20g H2O混合，平衡后 系統(tǒng)中存在哪些相?各相組成是什么? 各相質量為多少?
5、標準壓力，368.5K ，斜方硫可逆相變轉化為單斜硫吸熱402 J/mol。在298K到369K范圍內，斜方硫轉變?yōu)閱涡绷虻?#8710;Cpø,m =(0.356+2.76×10-3T) (J﹒K-1﹒mol-1)。請表示出在該溫度區(qū)間內斜方硫轉變?yōu)閱涡绷虻?#8710;Gm隨溫度變化的關系式，并計算說明在標準壓力，298.2K時兩種硫單質的穩(wěn)定性
物理化學模擬試題參考答案
一、填空題(每題2分，共20分)
1、若兩個熱力學系統(tǒng)均與第三個系統(tǒng)處于熱平衡狀態(tài)，則這兩個系統(tǒng)彼此也必定處于熱平衡。 2、S=k lnΩ
3、T 4、5:3 5、(偏摩爾吉布斯自由能)
6、蒸氣壓降低、沸點升高、凝固點降低和滲透壓 7、0.111;1.11×109Pa2 8、純水和恒沸混合物 9、368
10、向右移動
二、選擇題(每題2分，共30分) C A C D A B D C A A A B D C B
三、解答題(每題10分，共50分) 1、解：(1)W=-P[V(l)-V(g)]≈PV(g)=nRT=(2×8.314×373)J=6.20kJ Q=△H=2258 kJ/kg×18.0×10-3 kg/mol×2mol=-81.2 kJ △U= Q+ W=(6.20-81.2)kJ =-75.0 kJ △S= QR/T=-81.2×103 J/373K=-218 J/K △A= WR=6.20kJ △G=0 (2)由于狀態(tài)函數(shù)的改變量只決定于始、終態(tài)，與變化途徑無關，所以△U、△H、△S、△A和△G均與(1)的相等。
2、解：(1)由道爾頓分壓定律和拉烏爾定律，P總=PA+PB=PA*xA+PB*xB
所以 50.66kPa= 1/3 PA* +2/3 PB* 70.93kPa= 4/6 PA* +2/6 PB* 聯(lián)立這兩個式子可得：PA*=91.20 kPa PB*=30.39 kPa (2)yA=PA/P總= PA*xA/( PA*xA+PB*xB) =91.20×0.5/(91.20×0.5+30.39×0.5)=0.75 yB=1- yA =0.25
3、解：(1)KpΘ1=[(P1/2) /(pΘ) ]2= [(3999Pa/2)/(105 Pa)] 2 =3.998×10-4 KpΘ2=(P2 /pΘ) 2=(6053Pa/ 105 Pa) 2=3.66×10-3 (2)同時平衡時，由反應②的平衡條件可知
P(H2O)=P2=6.053kPa 由反應①的平衡條件KpΘ1=P(H2O)﹒P(CO2)/ (pΘ)2
P(CO2)= KpΘ1﹒(pΘ)2/ P(H2O) =3.998×10-4×(105 Pa) 2/6053Pa=660.5 Pa=0.661 kPa 所以系統(tǒng)的平衡壓力為P(H2O) +P(CO2)=6.053+0.661=6.714 (kPa)
4、答：
(1)在定壓下，二組分系統(tǒng)相律為f=C-Φ+1=3-Φ，
所以單相時自由度為2，兩相共存時自由度為1。
即：溶液區(qū)的自由度為2，獨立變量為溫度、濃度; 冰+溶液區(qū) 和 固體硫酸銨+溶液區(qū) 自由度均為1，
溫度和濃度只有一個是獨立變量。 各1分
冰+固體硫酸銨 區(qū)域，自由度均為1，獨立變量為溫度。 1分 (2)EF線為溶液的冰點下降曲線，表示出冰+溶液兩相平衡時，溶液組成
與溫度的關系。自由度均為1，溫度和濃度只有一個是獨立變量。 1分 EM線為溶解度曲線，表示出固體硫酸銨+溶液兩相平衡時，溶液組成
與溫度的關系。自由度均為1，溫度和濃度只有一個是獨立變量。 1分 E點為三相點，表示冰+溶液+固體硫酸銨三相共存。該點的溫度及濃度
均取決于系統(tǒng)自身特性，自由度為0，沒有獨立變量。 1分
(3)由圖可知，系統(tǒng)中為
硫酸銨質量分數(shù)為0.45的溶液 和 固體硫酸銨 兩相。 1分
由杠桿原理： m溶液×(0.8-0.45)= m固體×(1-0.8) 1分 又 m溶液+ m固體 = 100g
聯(lián)立這兩式，可得m溶液=36.4g m固體 =63.6 g
5、解： S(斜方) S(單斜)
由基爾霍夫定律，d ∆Hmø =∆Cpø,m dT ，
將∆Cpø,m隨溫度變化的關系式代入上式作不定積分得
∆Hmø =∆H0ø+0.356T+1.38×10-3T2(J﹒mol-1) 將T=368.5K時∆Hmø =402 J/mol代入上式，求得∆H0ø=84 J﹒mol-1 所以∆Hmø與溫度的關系式為 ∆Hmø =84+0.356T+1.38×10-3T2(J﹒mol-1) 由吉-亥公式，d(∆Gmø /T)=-( ∆Hmø /T2)dT
將∆Hmø與溫度的關系式代入上式作不定積分得
∆Gmø /T =84/T-0.356lnT-1.38×10-3T+I (J﹒K-1﹒mol-1) 即：∆Gmø =84 -0.356T lnT -1.38×10-3T2+IT (J﹒mol-1)
將T=368.5K時∆Gmø =0代入上式，求得I=2.38 J﹒K-1﹒mol-1
所以∆Gmø與溫度的關系式∆Gmø =84 -0.356T lnT -1.38×10-3T2+2.38T (J﹒mol-1) 將T=295.2代入上式，得∆Gmø =67 J﹒mol-1 >0 所以在標準壓力，298.2K時斜方硫穩(wěn)定。
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