【考研类试卷】考研基础物理化学-1及答案解析.doc

1、考研基础物理化学-1 及答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、选择题(总题数：5，分数：10.00)1.在定温、定压下，化学反应达平衡时，下列各式中哪个不一定成立_ A B r G m =0； C D （分数：2.00）A.B.C.D.2.某化学反应的 ，则该反应的标准平衡常数 是_ A ，且随温度升高而增大； B ，且随温度升高而减小； C ，且随温度升高而增大； D （分数：2.00）A.B.C.D.3.系统经历一个不可逆循环后_（分数：2.00）A.系统的熵增加；B.环境的熵一定增加；C.系统吸热大于对环境做的功；D.环境的热力学能减少。4.已知 298K 时，H 2

2、(g)和 O 2 (g)在水中的亨利系数分别为 k x，1 =7.1210 9 Pa、k x，2 =4.4010 9 Pa。在相同的温度和压力下，两者在水中的饱和溶解度用摩尔分数(分别为 x 1 、x 2 )表示，则有_（分数：2.00）A.x1x2；B.x1=x2；C.x1x2；D.无法比较。5.冬天在结冰的道路上撒盐可以防滑，这是利用了稀溶液的哪个性质_（分数：2.00）A.溶剂饱和蒸气压下降；B.溶剂凝固点降低；C.溶剂沸点升高；D.稀溶液具有渗透压。二、填空题(总题数：10，分数：38.00)6.若做节流膨胀实验(即 Joule-Tomson 实验)时所用的气体近似为理想气体，压力自

3、p 1 降低到 p 2 ，此过程的 U 10，A 20(选填“”，“=”或“”)。 （分数：4.00）7.探寻一个在定温、定容条件下工作的高能化学电源，用以把化学能转变为电能。若仅着眼于发生 1mol反应可获取最多的电能，则选取目标反应的热力学特点是 1 最大；所依据的公式是 2。 （分数：4.00）8.理想气体反应达化学平衡 A(g)+B(g)=3C(g)，在定温下维持系统总压不变，向系统内加入惰性气体，平衡 1 移动；若将气体置于刚性容器内，在定温下加入惰性气体后，平衡 2 移动(选填“向左”、“向右”或“不”)。 （分数：4.00）9.已知反应 2SO 2 (g)+O 2 (g)=2SO

4、 3 (g)在 1000K 时的标准平衡常数 =3.15，则在相同温度下，反应 的标准平衡常数 （分数：2.00）10.在定温、定压下，若要使一个 r G m 0 的化学反应实际发生，其条件是 1。 （分数：2.00）11.1mol 理想气体在 T 1 、p 1 时的化学势为 1 ，标准态化学势为 。在 T 1 、p 2 时的化学势为 2 ，标准态化学势为 。已知 p 2 p 1 ，则 2 1 1 ； （分数：4.00）12.将 NH 4 Cl(s)放入抽空容器内加热分解达到平衡 NH 4 Cl(s)=NH 3 (g)+HCl(g)，则该平衡系统的组分数 C= 1，自由度数 f= 2。在 34

5、0下，测得平衡压力 p=104.67kPa，则该温度下反应的标准平衡常数 （分数：6.00）13.1mol 单原子理想气体从 300K、50kPa 的始态，先绝热可逆压缩至 100kPa，再定压冷却使体积缩小至17dm 3 ，则整个过程的 U= 1，H= 2 及 S= 3。(已知单原子理想气体的 （分数：6.00）14.写出一个无论 r G m 如何小于 0，反应都不可能绝对进行到底的实际反应的化学反应方程式 1。 （分数：2.00）15.结霜后的早晨冷而干燥，当大气中的水蒸气分压降到 266.6Pa，气温为-5时，则霜 1 变为水蒸气升华(选填“会”，“不会”)，判断的依据是 2。已知水的三

6、相点的温度和压力分别为 273.16K 和 611Pa，水的 sub H m =51.06kJmol -1 。 （分数：4.00）三、证明题(总题数：1，分数：8.00)16.证明：对于范德华气体 。已知范德华气体服从状态方程 （分数：8.00）_四、计算题(总题数：3，分数：32.00)17.1mol 氦气在恒定压力 100kPa 的条件下从 473K 加热到 673K，计算该过程的 H、S 和 G。如果G0，能否用于判断过程的不可逆性?已知氦气在 298K 时 （分数：10.00）_18.将含体积分数分别为 0.97 和 0.03 的水蒸气和氢气的混合气体加热到 1000K，该混合气体能否

7、与 Ni 反应生成 NiO(s)? 已知反应：1)Ni(s)+ O 2 (g)=NiO(s)； r G m (1000K)=-146.11kJmol -1 (2)H 2 (g)+ （分数：10.00）_19.已知 25时，正丁醇的摩尔汽化焓为 42.747kJmol -1 ，其饱和蒸气压与温度的关系为 lg(p/Pa)= （分数：12.00）_五、看图题(总题数：1，分数：12.00)A 和 B 两种液体完全互溶，A 和 B 的正常沸点分别为 60和 70。将含 6molA 和 4molB 的混合物在101325Pa 下加热到 80产生第一个气泡，其组成为 y B =0.1，继续加热到 100

8、时，剩下一滴液体，其组成为 x B =0.6；将 1molA 和 4molB 混合物在 101325Pa 下加热到 90产生第一个气泡，其组成 y B =0.9；继续加热 102，剩下最后一滴液体，其组成 x B =0.7。（分数：12.00）(1).画出上述系统的沸点一组成图；（分数：4.00）_(2).80时，将 4molA 和 1molB 混合，计算平衡相中 A 及 B 的物质的量；（分数：4.00）_(3).计算 80时上一小题中平衡液相中 B 的活度因子及活度(以纯 B 为标准态)，已知 B 在正常沸点下的摩尔汽化焓 （分数：4.00）_考研基础物理化学-1 答案解析(总分：100.

9、00，做题时间：90 分钟)一、选择题(总题数：5，分数：10.00)1.在定温、定压下，化学反应达平衡时，下列各式中哪个不一定成立_ A B r G m =0； C D （分数：2.00）A. B.C.D.解析：2.某化学反应的 ，则该反应的标准平衡常数 是_ A ，且随温度升高而增大； B ，且随温度升高而减小； C ，且随温度升高而增大； D （分数：2.00）A.B. C.D.解析：3.系统经历一个不可逆循环后_（分数：2.00）A.系统的熵增加；B.环境的熵一定增加； C.系统吸热大于对环境做的功；D.环境的热力学能减少。解析：4.已知 298K 时，H 2 (g)和 O 2 (g)

10、在水中的亨利系数分别为 k x，1 =7.1210 9 Pa、k x，2 =4.4010 9 Pa。在相同的温度和压力下，两者在水中的饱和溶解度用摩尔分数(分别为 x 1 、x 2 )表示，则有_（分数：2.00）A.x1x2；B.x1=x2；C.x1x2； D.无法比较。解析：5.冬天在结冰的道路上撒盐可以防滑，这是利用了稀溶液的哪个性质_（分数：2.00）A.溶剂饱和蒸气压下降；B.溶剂凝固点降低； C.溶剂沸点升高；D.稀溶液具有渗透压。解析：二、填空题(总题数：10，分数：38.00)6.若做节流膨胀实验(即 Joule-Tomson 实验)时所用的气体近似为理想气体，压力自 p 1

11、降低到 p 2 ，此过程的 U 10，A 20(选填“”，“=”或“”)。 （分数：4.00）解析：=；7.探寻一个在定温、定容条件下工作的高能化学电源，用以把化学能转变为电能。若仅着眼于发生 1mol反应可获取最多的电能，则选取目标反应的热力学特点是 1 最大；所依据的公式是 2。 （分数：4.00）解析：- r A T，V，m ，- r A T，V，m -W“8.理想气体反应达化学平衡 A(g)+B(g)=3C(g)，在定温下维持系统总压不变，向系统内加入惰性气体，平衡 1 移动；若将气体置于刚性容器内，在定温下加入惰性气体后，平衡 2 移动(选填“向左”、“向右”或“不”)。 （分数：4

12、.00）解析：向右；不；9.已知反应 2SO 2 (g)+O 2 (g)=2SO 3 (g)在 1000K 时的标准平衡常数 =3.15，则在相同温度下，反应 的标准平衡常数 （分数：2.00）解析：1.77；10.在定温、定压下，若要使一个 r G m 0 的化学反应实际发生，其条件是 1。 （分数：2.00）解析：输入非体积功， r G T，p，m W“；11.1mol 理想气体在 T 1 、p 1 时的化学势为 1 ，标准态化学势为 。在 T 1 、p 2 时的化学势为 2 ，标准态化学势为 。已知 p 2 p 1 ，则 2 1 1 ； （分数：4.00）解析：；=；12.将 NH 4

13、Cl(s)放入抽空容器内加热分解达到平衡 NH 4 Cl(s)=NH 3 (g)+HCl(g)，则该平衡系统的组分数 C= 1，自由度数 f= 2。在 340下，测得平衡压力 p=104.67kPa，则该温度下反应的标准平衡常数 （分数：6.00）解析：1；1；0.274；13.1mol 单原子理想气体从 300K、50kPa 的始态，先绝热可逆压缩至 100kPa，再定压冷却使体积缩小至17dm 3 ，则整个过程的 U= 1，H= 2 及 S= 3。(已知单原子理想气体的 （分数：6.00）解析：-1.191kJ；-1.985kJ；-13.73JK -1 ；14.写出一个无论 r G m 如

14、何小于 0，反应都不可能绝对进行到底的实际反应的化学反应方程式 1。 （分数：2.00）解析：反应物与生成物存在于同一相中的反应，如 A(g)=B(g)+C(s)。15.结霜后的早晨冷而干燥，当大气中的水蒸气分压降到 266.6Pa，气温为-5时，则霜 1 变为水蒸气升华(选填“会”，“不会”)，判断的依据是 2。已知水的三相点的温度和压力分别为 273.16K 和 611Pa，水的 sub H m =51.06kJmol -1 。 （分数：4.00）解析：会，由克劳修斯-克拉贝龙方程 三、证明题(总题数：1，分数：8.00)16.证明：对于范德华气体 。已知范德华气体服从状态方程 （分数：8

15、.00）_正确答案：()解析：证明：由热力学基本方程 dU=TdS-pdV 定 T 下等式两边同时除以 dV，得 将麦克斯韦关系式 代入上式，得 对范德华气体，有 得到 因此 四、计算题(总题数：3，分数：32.00)17.1mol 氦气在恒定压力 100kPa 的条件下从 473K 加热到 673K，计算该过程的 H、S 和 G。如果G0，能否用于判断过程的不可逆性?已知氦气在 298K 时 （分数：10.00）_正确答案：()解析：解：题目为理想气体定压变温过程，可直接套用公式计算得到热力学函数。 定压条件下，H=nC p，m (T 2 -T 1 )=12.58.314(673-473)J

16、=4157J 18.将含体积分数分别为 0.97 和 0.03 的水蒸气和氢气的混合气体加热到 1000K，该混合气体能否与 Ni 反应生成 NiO(s)? 已知反应：1)Ni(s)+ O 2 (g)=NiO(s)； r G m (1000K)=-146.11kJmol -1 (2)H 2 (g)+ （分数：10.00）_正确答案：()解析：反应(1)Ni(s)+ O 2 (g)=NiO(s) 反应(2)H 2 (g)+ O 2 (g)=H 2 O(g) 反应(3)Ni(s)+H 2 O(g)=NiO(s)+H 2 (g) (3)=(1)-(2) (1000K)=-146.11-(-191.0

17、8)kJmol -1 =44.97kJmol -1 则， 19.已知 25时，正丁醇的摩尔汽化焓为 42.747kJmol -1 ，其饱和蒸气压与温度的关系为 lg(p/Pa)= （分数：12.00）_正确答案：()解析：解：先求出 25时正丁醇的饱和蒸气压， (1)欲求在 25，101.325kPa 下，1mol 液态正丁醇蒸发为同温、同压的气态正丁醇的 G，该过程为非可逆相变，因此设计如下可逆过程计算状态函数的改变。 五、看图题(总题数：1，分数：12.00)A 和 B 两种液体完全互溶，A 和 B 的正常沸点分别为 60和 70。将含 6molA 和 4molB 的混合物在101325P

18、a 下加热到 80产生第一个气泡，其组成为 y B =0.1，继续加热到 100时，剩下一滴液体，其组成为 x B =0.6；将 1molA 和 4molB 混合物在 101325Pa 下加热到 90产生第一个气泡，其组成 y B =0.9；继续加热 102，剩下最后一滴液体，其组成 x B =0.7。（分数：12.00）(1).画出上述系统的沸点一组成图；（分数：4.00）_正确答案：()解析：由所给数据画出该系统的沸点一组成图，如图所示。 (2).80时，将 4molA 和 1molB 混合，计算平衡相中 A 及 B 的物质的量；（分数：4.00）_正确答案：()解析：系统总组成 ，加热到 80时呈气液两相平衡，利用杠杆规则 n(g)+n(1)=5mol 且 (3).计算 80时上一小题中平衡液相中 B 的活度因子及活度(以纯 B 为标准态)，已知 B 在正常沸点下的摩尔汽化焓 （分数：4.00）_正确答案：()解析：已知 70时，p B * =101.325kPa 解得 p B * (353.15K)=136.5kPa 由 p B =py B 及 p B =p B * a B =p B * f B x B