2003硕士物理化学Ⅲ434(应用化学)(总,答案).doc

河北工业大学2003年攻读硕士学位研究生入学考试试题 科目名称 物理化学 Ⅲ 科目代码 434 适用专业 应用化学 共 2 页 第 1 页 一、（每题2分，共10分）选择填空题 1、反应C(石墨)+O2(g)=CO2(g)的△rHm与△rUm的大小关系是 。 (a)△rHm△rUm; (b)△rHm△rUm; (c)△rHm=△rUm; (d)无法比较。 2、NH4HCO3（s）放入一抽空容器中，与其分解产物NH3（g）、H2O（g）和CO2（g）达成平衡。指出平衡系统的独立组分数C= ; 相数P= ; 自由度数F= 。 3、吉布斯函数G判据的适应条件是 。 恒温、恒压过程； b)恒温、恒容过程； c) 恒温、恒压、非体积功为零的过程； d) 恒温、恒容、非体积功为零的过程。 4、单组份系统在三相点处的自由度为______ (a)小于0； (b)等于0； (c)大于0； (d)无法确定。 5、在一定温度下，反应A+B→2D的反应速率既可以表示为，也可以表示为，则的关系为 。 二、（每题5分，共30分）思考问答题 无非体积功的理想气体反应A（g）+B（g）=D（g），在400K时的恒压反应热为250kJ·mol-1。在相同温度下此反应的恒容反应热为若干？ 离子独立运动定律只适用于强电解质溶液，而不适用于弱电解质溶液，对吗？为什么？ 封闭系统、理想气体、恒温反应时，Qp,m在数值上一定大于QV,m吗？说明原因。 在什么条件下才能用吉布斯函数变△G≤0作为过程自发与平衡的判据？ 在一定外压下，纯A（l）的沸点高于纯B（l）沸点，A、B混合液中的A和B皆对拉乌尔定律产生一般正偏差。通过精馏是否可将A和B分离？在精馏塔的顶部可得到何种物质？ 6、ξ电势的含义是什么？它对溶胶的稳定性有何影响？ 三、（傅玉普的指导，32页）苯在正常沸点353K时摩尔汽化焓为30.75 kJ·mol–1。今将353K，101.325kPa下的1mol液态苯向真空恒温蒸发为同温同压的苯蒸气（苯液态体积忽略，蒸气视为理想气体）。 求此过程的Q，W，ΔU，ΔH，ΔS，ΔA和ΔG； 应用有关原理，判断此过程是否为不可逆过程。 四、（李P147，3-5）5mol理想气体，其Cv,m=2.5R，由T1=400K，p1=400kPa的始态，经绝热反抗恒外压p环=200kPa膨胀到p2=p环的末态，已知400K时此气体的标准摩尔熵为140 J·mol–1 ·K–1。试求此过程的Q，W，ΔU，ΔH，ΔS，ΔA和ΔG及末态的温度。 Q=0；△U=W；n2.5R(T2-T1)=-p环(V2-V1)=-nRT2+nRT1p2/p1 T2=T13/3.5=342.86K; W=△U=5×2.5×8.314（342.86-400）=-5.938kJ; △H=5×3.5×8.314(342.86-400)=-8.314kJ; △S=5×3.5×8.314(342.86/400)+5×8.314ln(4/2)=6.387JK-1 四、（傅玉普指导58页）4mol理想气体从300K、下定压加热到600K，求此过程的Q，W，ΔU，ΔH，ΔS，ΔA和ΔG。已知此理想气体的（300K）=150.0 J·mol–1 ·K–1，CP,m=30.00 J·mol–1 ·K–1 四、（12分）已知水在77℃时的饱和蒸气压为41.847kPa，试求： 表示蒸气压与温度关系的方程式lg(p/Pa)=–A/T+B中的常数A和B； 水的摩尔蒸发热（焓）； 在多大压力下水的沸点为101℃。 五、（傅玉普指导314页）水沸腾时，水中的气泡直径为0.01mm，问需要过热多少度才能使这样的水沸腾。已知水在100℃时的表面张力为0.0589N·m-1，摩尔汽化焓 kJ·mol–1。 六．（课件第三部分例题）A和B在液态部分互溶，A和B在100kPa下的沸点分别为120℃和100℃，该二组分的气、液平衡相图如图所示。已知C、E、D三个相点（60℃）的组成分别为xB，C=0.05，yB，E=0.60，xB，D=0.97 试将图中各相区及CED线所代表的相区的相数、聚集态及成分、自由度数列成表格。 由3mol B与7mol A的混合物，在100kPa下，温度由CED线（60℃）刚有上升趋势时，系统存在哪些相平衡？各相的量为多少？ 假定平衡相点C和D所代表的两个溶液均可视为理想稀溶液。试计算60℃时纯A（l）及B（l）的饱和蒸气压及该两溶液中溶质的亨利系数（浓度以摩尔分数表示） 相区 相数 相态及成分 自由度数 1 2 L2+g 1 2 2 L1+g 1 3 1 L1 2 4 2 L1+L2