1、考研物理化学（气体的 pVT 关系）模拟试卷 1 及答案解析(总分：70.00，做题时间：90 分钟)一、判断题请判断下列各题正误(总题数：1，分数：2.00)1.气体的压力是在单位时间内撞击在单位表面上的分子所发生的动量的变化。( )（分数：2.00）A.正确B.错误二、填空题(总题数：8，分数：16.00)2.填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。（分数：2.00）_3.理想气体的微观特征是_。（分数：2.00）_4.在一定对比温度下，任一真实气体的压缩因子只是_的函数。（分数：2.00）_5.恒温条件下测定了一系列低压下的某气体 p，V m 值，则可在 pV m 一 p 图上
2、用_法求摩尔气体常数 R 的准确值，R 的量纲是_。（分数：2.00）_6.在临界状态下，任何真实气体在宏观上的特征是_。（分数：2.00）_7.理想气体在恒温下，摩尔体积随压力的变化率 （分数：2.00）_8.水在 29815K 时的饱和蒸气压为 317 kPa，湿度表显示空气的相对湿度为 50，那么空气中水蒸气的分压为_。（分数：2.00）_9.一定量的范氏气体，在恒容条件下，压力随体积的变化率 （分数：2.00）_三、单项选择题(总题数：18，分数：36.00)10.单项选择题下列各题的备选答案中，只有一个是符合题意的。（分数：2.00）_11.在一定的 T，p 下(假设温度高于波义耳温
3、度 T B )，V m (真实气体)与 V m (理想气体)相比( )（分数：2.00）A.V m (真实气体)大于 V m (理想气体)B.V m (真实气体)等于 V m (理想气体)C.V m (真实气体)小于 V m (理想气体)D.无法确定12.理想气体状态方程 pV=nRT 包括了三个气体定律，它们是( )（分数：2.00）A.玻义耳定律、盖一吕萨克定律和道尔顿定律B.玻义耳定律、阿伏加德罗定律和阿马格定律C.阿伏加德罗定律、盖一吕萨克定律和玻义耳定律D.盖一吕萨克定律、阿伏加德罗定律和阿马格定律13.在温度、容积恒定的容器中含有 A 和 B 两种理想气体，这时 A 的分压和分体积
4、分别是 p A 和 V A 。若在容器中再加入一定量的理想气体 C，则 p A 和 V A 的变化为( )（分数：2.00）A.p A 和 V A 都变大B.p A 和 V A 都变小C.p A 不变，V A 变小D.p A 变小，V A 不变14.在温度 T、容积 V 都恒定的容器中含有 A 和 B 两种理想气体，它们的物质的量、分压、分体积分别为 n A ，p A ，V A 和 n B ，p B ，V B ，容器中的总压为 p。下列公式中正确的是( )（分数：2.00）A.p A V=n A RTB.pV A =(n A +n B )RTC.p A V A =n A RTD.p B V B
5、 =n B RT15.已知氮气的临界温度和临界压力分别为 T c =333 K，p c =129710 4 Pa。有一氮气钢瓶，在 298 K 时瓶内压力为 98010 4 Pa，这时氮气的状态为( )（分数：2.00）A.液态B.气态C.气、液两相平衡D.无法确定16.在 298 K 时，地面上有一直径为 1 m 的充了空气的球，其中压力为 100 kPa。将球带至高空，温度降为 253 K，球的直径胀大到 3 m，此时球内的压力为( )（分数：2.00）A.333 kPaB.943 kPaC.314 kPaD.283 kPa17.使真实气体液化的必要条件是( )（分数：2.00）A.压力大
6、于 p cB.温度低于 T cC.体积等于 V cD.同时升高温度和压力18.在一个恒温、容积为 2 dm 3 的真实容器中依次充入温度相同，始态为 100 kPa，2 dm 3 的 N 2 (g)和200 kPa，1 dm 3 的 Ar(g)，设两者形成理想气体混合物，则容器中的总压力为( )（分数：2.00）A.100 kPaB.150 kPaC.200 kPaD.300 kPa19.在 298 K 时，往容器都等于 2 m 3 预先抽真空的容器 A，B 中分别灌入 100 g 和 200 g 水，当达到平衡时，两容器中的压力分别为 p A 和 p B ，两者的关系为( )（分数：2.00
7、）A.p A p BB.p A P BC.p A =p BD.无法确定20.在 273 K，101325 kPa 时，CCl 4 (l)的蒸发可以近似看作是理想气体。已知 CCl 4 (l)的摩尔质量为 154G.mol 1 ，则在该条件下，CCl 4 (l)气体的密度为( )（分数：2.00）A.687 g.dm 3B.452 g.dm 3C.642 g.dm 3D.344 g.dm 321.在某体积恒定的容器中装有一定量温度为 300 K 的气体，现保持压力不变，要将气体赶出 16，需要将容器加热到温度为( )（分数：2.00）A.350 KB.250 KC.300 KD.360 K22.
8、实际气体的压力(p)和体积(V)与理想气体相比，分别会发生的偏差为( )（分数：2.00）A.p，V 都发生正偏差B.p，V 都发生负偏差C.p 正偏差，V 负偏差D.p 负偏差，V 正偏差23.对于实际气体，处于( )情况时，其行为与理想气体相近。（分数：2.00）A.高温高压B.高温低压C.低温高压D.低温低压24.下列有关温度的描述，不正确的是( )（分数：2.00）A.温度是气体分子无规则热运动的平均平动能的量度B.温度是物系的宏观性质，它具有统计平均的含义C.温度是决定物系热平衡状态的热力学性质D.温度测量的依据是热力学第一和第二定律25.恒温时，实验测定了某一气体一系列低压下的 p
9、 和 V m 值，若欲用外推法求取摩尔气体常数 R 的标准值，应作的图是( )（分数：2.00）A.PV m 图B.pV m 一 p 图C.V m T 图D.无法作图26.N 2 的临界温度是 124 K，如果想要液化 N 2 就必须( )（分数：2.00）A.在恒温下增加压力B.在恒温下降低压力C.在恒压下升高温度D.在恒压下降低温度27.298 K 时，1 mol 理想气体的平动能近似为( )（分数：2.00）A.600 J.mol 1B.1250 J.mol 1C.2500 J.mol 1D.3719 J.mol 1四、计算题(总题数：6，分数：16.00)28.试由波义尔温度 T B
10、的定义式，试证范德华气体的 T B 可表示为 T B =a(bR) 式中 a，b 为范德华常数。（分数：2.00）_29.在 300 K 时 40 dm 3 钢瓶中贮存乙烯的压力为 146910 2 kPa。欲从中提用 300 K，101325 kPa的乙烯气体 12 m 3 ，试用压缩因子图求解钢瓶中剩余乙烯气体的压力。（分数：2.00）_30.今有气体 A 和气体 B 构成的混合气体，两种气体物质的量分别为 n A 和 n B 。试证明混合气体摩尔质量 M mix =y A M A +y B M B 。若空气组成近似为 y(N 2 )=021，y(O 2 )=079，试求空气的摩尔质量M(
11、空气)。（分数：2.00）_某气体的状态方程为 p(V m b)=RT(式中 b 是大于 0 的常数)。（分数：6.00）(1).导出此气体的压缩因子 Z 的表达式： （分数：2.00）_(2).证明该气体在等温下，压缩因子 Z 随气体压力的增加而增加；（分数：2.00）_(3).证明该气体的焦一汤系数 （分数：2.00）_31.两只容积相等的烧瓶装有氮气，烧瓶之间由细管相通。若两只烧瓶都浸在 100的沸水中，瓶内气体的压力为 006 MPa。若一只烧瓶浸在 0的冰水混合物中，另一只仍然浸在沸水中，试求此时瓶内气体的压力。（分数：2.00）_32.在体积为 20 dm 3 的真空容器中，装入
12、464 g 的 Cl 2 (g)和 419 g 的 SO 2 (g)。在 190时，Cl 2 (g)和 SO 2 (g)经化学反应后部分变为 SO 2 Cl 2 (g)。平衡压力为 20265 kPa，求反应达到平衡后各气体的分压。（分数：2.00）_考研物理化学（气体的 pVT 关系）模拟试卷 1 答案解析(总分：70.00，做题时间：90 分钟)一、判断题请判断下列各题正误(总题数：1，分数：2.00)1.气体的压力是在单位时间内撞击在单位表面上的分子所发生的动量的变化。( )（分数：2.00）A.正确 B.错误解析：解析：根据气体分子动理论，气体的压力是大量气体分子不断撞击容器器壁的统计
13、效应，平均起来等于单位时间内撞击在单位表面上的分子所发生的动量的变化。二、填空题(总题数：8，分数：16.00)2.填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。（分数：2.00）_解析：3.理想气体的微观特征是_。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：分子间无相互作用力，分子本身不占有体积。)解析：4.在一定对比温度下，任一真实气体的压缩因子只是_的函数。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：对比压力)解析：解析：根据气体分子动理论，气体的压力是大量气体分子不断撞击容器器壁的统计效应，平均起来等于单位时间内撞击在单位表面上的分子所发生的动量的变化。5.恒温条件下测定了一系列低压下
14、的某气体 p，V m 值，则可在 pV m 一 p 图上用_法求摩尔气体常数 R 的准确值，R 的量纲是_。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：外推法，J.mol 1 .K 1)解析：6.在临界状态下，任何真实气体在宏观上的特征是_。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：气相和液相之间的相界面消失)解析：7.理想气体在恒温下，摩尔体积随压力的变化率 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案： )解析：解析：8.水在 29815K 时的饱和蒸气压为 317 kPa，湿度表显示空气的相对湿度为 50，那么空气中水蒸气的分压为_。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：158 kPa)解
15、析：9.一定量的范氏气体，在恒容条件下，压力随体积的变化率 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案： )解析：解析：三、单项选择题(总题数：18，分数：36.00)10.单项选择题下列各题的备选答案中，只有一个是符合题意的。（分数：2.00）_解析：11.在一定的 T，p 下(假设温度高于波义耳温度 T B )，V m (真实气体)与 V m (理想气体)相比( )（分数：2.00）A.V m (真实气体)大于 V m (理想气体) B.V m (真实气体)等于 V m (理想气体)C.V m (真实气体)小于 V m (理想气体)D.无法确定解析：解析：真实气体由于气体分子本身具有体积，故
16、 V m (真实气体)大于 V m (理想气体)12.理想气体状态方程 pV=nRT 包括了三个气体定律，它们是( )（分数：2.00）A.玻义耳定律、盖一吕萨克定律和道尔顿定律B.玻义耳定律、阿伏加德罗定律和阿马格定律C.阿伏加德罗定律、盖一吕萨克定律和玻义耳定律 D.盖一吕萨克定律、阿伏加德罗定律和阿马格定律解析：解析：道尔顿定律和阿马格定律是关于理想气体混合物的定律。13.在温度、容积恒定的容器中含有 A 和 B 两种理想气体，这时 A 的分压和分体积分别是 p A 和 V A 。若在容器中再加入一定量的理想气体 C，则 p A 和 V A 的变化为( )（分数：2.00）A.p A 和
17、 V A 都变大B.p A 和 V A 都变小C.p A 不变，V A 变小 D.p A 变小，V A 不变解析：解析：这种情况符合道尔顿分压定律，而不符合 Amagat 分体积定律。14.在温度 T、容积 V 都恒定的容器中含有 A 和 B 两种理想气体，它们的物质的量、分压、分体积分别为 n A ，p A ，V A 和 n B ，p B ，V B ，容器中的总压为 p。下列公式中正确的是( )（分数：2.00）A.p A V=n A RT B.pV A =(n A +n B )RTC.p A V A =n A RTD.p B V B =n B RT解析：解析：题目中所给的等温、等容的条件是
18、道尔顿分压定律的适用条件，所以只有 A 的计算公式是正确的，其余选项中的 n，p，V，T 之间的关系不匹配。15.已知氮气的临界温度和临界压力分别为 T c =333 K，p c =129710 4 Pa。有一氮气钢瓶，在 298 K 时瓶内压力为 98010 4 Pa，这时氮气的状态为( )（分数：2.00）A.液态B.气态 C.气、液两相平衡D.无法确定解析：解析：此时温度和压力都高于临界值，所以是处在超临界区域，这时仍为气相，或称为超临界流体，在这样高的温度下，无论加多大压力，都不能使氮气液化。16.在 298 K 时，地面上有一直径为 1 m 的充了空气的球，其中压力为 100 kPa
19、。将球带至高空，温度降为 253 K，球的直径胀大到 3 m，此时球内的压力为( )（分数：2.00）A.333 kPaB.943 kPaC.314 kPa D.283 kPa解析：解析：升高过程中，球内气体的物质的量没有改变，利用理想气体的状态方程，可以计算高空中球内的压力。17.使真实气体液化的必要条件是( )（分数：2.00）A.压力大于 p cB.温度低于 T c C.体积等于 V cD.同时升高温度和压力解析：解析：T c 是能使气体液化的最高温度，若高于临界温度，无论加多大压力，都无法使气体液化。18.在一个恒温、容积为 2 dm 3 的真实容器中依次充入温度相同，始态为 100
20、kPa，2 dm 3 的 N 2 (g)和200 kPa，1 dm 3 的 Ar(g)，设两者形成理想气体混合物，则容器中的总压力为( )（分数：2.00）A.100 kPaB.150 kPaC.200 kPa D.300 kPa解析：解析：等温条件下，200 kPa，1 dm 3 的气体等于 100 kPa，2 dm 3 的气体，总压为 p=p A +p B =100 kPa+100 kPa=200 kPa19.在 298 K 时，往容器都等于 2 m 3 预先抽真空的容器 A，B 中分别灌入 100 g 和 200 g 水，当达到平衡时，两容器中的压力分别为 p A 和 p B ，两者的关
21、系为( )（分数：2.00）A.p A p BB.p A P BC.p A =p B D.无法确定解析：解析：饱和蒸气压是物质的特征，只与温度有关，在这样的容器中，水不可能全部蒸发为气体，在气、液两相共存时，只要温度相同，它们的饱和蒸气压也应该相等。20.在 273 K，101325 kPa 时，CCl 4 (l)的蒸发可以近似看作是理想气体。已知 CCl 4 (l)的摩尔质量为 154G.mol 1 ，则在该条件下，CCl 4 (l)气体的密度为( )（分数：2.00）A.687 g.dm 3 B.452 g.dm 3C.642 g.dm 3D.344 g.dm 3解析：解析：通常将 273
22、 K，101325 kPa 称为标准状态，在该状态下，1 mol 任意物质的气体的体积等于 224 dm 3 。根据密度的定义： 21.在某体积恒定的容器中装有一定量温度为 300 K 的气体，现保持压力不变，要将气体赶出 16，需要将容器加热到温度为( )（分数：2.00）A.350 KB.250 KC.300 KD.360 K 解析：解析：保持 V,p 不变，则22.实际气体的压力(p)和体积(V)与理想气体相比，分别会发生的偏差为( )（分数：2.00）A.p，V 都发生正偏差B.p，V 都发生负偏差C.p 正偏差，V 负偏差D.p 负偏差，V 正偏差 解析：解析：由于实际气体的分子间有
23、相互作用力，所以实际的压力要比理想气体的小。由于实际气体分子自身的体积不能忽略，所以实际的体积比理想气体的大。23.对于实际气体，处于( )情况时，其行为与理想气体相近。（分数：2.00）A.高温高压B.高温低压 C.低温高压D.低温低压解析：解析：低压下，气体体积大，气体分子本身体积可以忽略；而高温下，分子间作用能相对于气体分子平均动能来说可以忽略。24.下列有关温度的描述，不正确的是( )（分数：2.00）A.温度是气体分子无规则热运动的平均平动能的量度B.温度是物系的宏观性质，它具有统计平均的含义C.温度是决定物系热平衡状态的热力学性质D.温度测量的依据是热力学第一和第二定律 解析：解析
24、：温度具有统计意义，决定阵系热平衡状态，其测量依据是热力学第零定律。25.恒温时，实验测定了某一气体一系列低压下的 p 和 V m 值，若欲用外推法求取摩尔气体常数 R 的标准值，应作的图是( )（分数：2.00）A.PV m 图B.pV m 一 p 图 C.V m T 图D.无法作图解析：解析：因为真实气体只有在压力很低时才接近理想气体，各种气体的(pV m p) p0 趋于同一个极限值 R，所以恒温时可通过 pV m p 图外推到 p0，求取 R。26.N 2 的临界温度是 124 K，如果想要液化 N 2 就必须( )（分数：2.00）A.在恒温下增加压力B.在恒温下降低压力C.在恒压下
25、升高温度D.在恒压下降低温度 解析：27.298 K 时，1 mol 理想气体的平动能近似为( )（分数：2.00）A.600 J.mol 1B.1250 J.mol 1C.2500 J.mol 1D.3719 J.mol 1 解析：四、计算题(总题数：6，分数：16.00)28.试由波义尔温度 T B 的定义式，试证范德华气体的 T B 可表示为 T B =a(bR) 式中 a，b 为范德华常数。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：先将范德华方程整理成 将上式两边同乘以 V，得 当 p0 时， 于是有 )解析：29.在 300 K 时 40 dm 3 钢瓶中贮存乙烯的压力为 14691
26、0 2 kPa。欲从中提用 300 K，101325 kPa的乙烯气体 12 m 3 ，试用压缩因子图求解钢瓶中剩余乙烯气体的压力。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：乙烯的临界参数为 T c =28234 K，P c =5 039 kPa 乙烯的相对温度和相对压力 T r =TT c =30028234=1063 P r =pp c =146910 2 5 039=2915 由压缩因子图查出 Z=045 因为提出后的气体为低压，所提用气体的物质的量可按理想气体状态方程计算如下： 剩余气体的物质的量 n 1 =n 一 n 提 =5235 mol 一 4875 mol=360 mol 剩余
27、气体的压力 )解析：30.今有气体 A 和气体 B 构成的混合气体，两种气体物质的量分别为 n A 和 n B 。试证明混合气体摩尔质量 M mix =y A M A +y B M B 。若空气组成近似为 y(N 2 )=021，y(O 2 )=079，试求空气的摩尔质量M(空气)。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：由于 n=mM，只要得出混合气体的质量 m 与它的物质的量 n 与各组分相关量之间的关系，就可导出混合气体的摩尔质量 M mix ，进而求取空气的摩尔质量 M(空气)。设气体 A、B 的摩尔质量分别为 M A 与 M B ，则混合气体的质量 m=n A M A +n B M
28、 B 混合气体的物质的量 n=n A +n B 所以 M mix =y A M A +y B M B =(n A M A +n B M B )n 即 M mix =y A M A +y B M B O 2 的相对分子质量为3200，N 2 为 2801，故 M(O 2 )=320010 3 kg.mol 1 ，M(N 2 )=280110 3 kg.mol 1 m(空气)=y(O 2 )M(O 2 )+y(N 2 )M(N 2 ) =(021320010 3 +0792801010 3 )kg.mol 1 =2885010 3 kg.mol 1)解析：某气体的状态方程为 p(V m b)=RT
29、(式中 b 是大于 0 的常数)。（分数：6.00）(1).导出此气体的压缩因子 Z 的表达式： （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：P(V m b)=RT=pV m =RT+bp 所以 )解析：(2).证明该气体在等温下，压缩因子 Z 随气体压力的增加而增加；（分数：2.00）_正确答案：(正确答案： )解析：(3).证明该气体的焦一汤系数 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案： )解析：31.两只容积相等的烧瓶装有氮气，烧瓶之间由细管相通。若两只烧瓶都浸在 100的沸水中，瓶内气体的压力为 006 MPa。若一只烧瓶浸在 0的冰水混合物中，另一只仍然浸在沸水中，试求此时瓶内气体的
30、压力。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：因为两个烧瓶中间由细管相通，所以平衡时两个烧瓶内的压力相等。设烧瓶的体积为 V，起始压力为 p 1 ，当其中的一个烧瓶降温，平衡后体系的压力为 p 2 ，则 p 1 2V=nRT 1 (两个烧瓶都在沸水中时) (a) p 2 V=n 1 RT 1 (沸水浴一边) (b) p 2 V=n 2 RT 2 (冷水浴一边) (c) 由(b)和(c)得 由(a)和(b)相除得 代入(d)式并变形得 )解析：32.在体积为 20 dm 3 的真空容器中，装入 464 g 的 Cl 2 (g)和 419 g 的 SO 2 (g)。在 190时，Cl 2 (g)
31、和 SO 2 (g)经化学反应后部分变为 SO 2 Cl 2 (g)。平衡压力为 20265 kPa，求反应达到平衡后各气体的分压。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：未反应时各物质的量为 即两者的物质的量近似相等，视反应体系中的气体近似为理想气体，平衡后总的物质的量为： 平衡体系中各物质的物质的量分别为 n e (SO 2 Cl 2 ) n e (Cl 2 )=n 0 (Cl 2 )一 n e (SO 2 Cl 2 ) n e (SO 2 )=n 0 (SO 2 )一 n e (SO 2 Cl 2 ) 所以 n e = n e，i =n e (SO 2 C1 2 )+n e (Cl 2 )+n e (SO 2 ) =n 0 (Cl 2 )+n 0 (SO 2 )一 n e (SO 2 Cl 2 ) 所以 n e (SO 2 Cl 2 )=n 0 (C1 2 )+n 0 (SO 2 ) =0065 mol20105 mol=0025 mol 由分压定律得 p(Cl 2 )=p e (SO 2 )= )解析：
