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东北林业大学化学应化2011-物理化学A1阶段测验1-2012-2013-2-及参考答案


东北林业大学
课 程 名 称 : 物 理 化 学
A1

2012-2013 学年第二学期阶段考试题 1
考试科目: 物理化学 A1
题号 得分 评卷 教师 一、 判断正误题 (正确划“√” ,错误划“×” ,填入下面表格相应题号下;本大题共 10 小题,每小题 1.5 分,总计 15 分。)
题 号 1 2

3 4 5 6 7 8 9 10 分数小计

考试时间:120 分钟 试卷总分 100 分
四 五 卷面总分







装 专 业
:

化 学 □ 应 用 化 学 □
2011

对错选择



×

×

×





×

×

×

×

1.温度是体系中微观粒子平均平动能的量度。



2.当体系将热量传递给环境之后,体系的焓一定改变。 3.状态发生变化时,内能也一定跟着变化。 4.实际气体节流膨胀是等焓过程,也是等内能过程。

班 级 :

□ □ □ □ □ □ □ □
姓 名 :

学 号

5.隔离系统发生的任何过程是等内能过程。 6.理气绝热自由膨胀是等内能等焓过程。

线
7.金刚石的标准燃烧焓就是一氧化碳的标准生成焓。 8.在一定温度下,1molCaCO3 分解生成 1mol 二氧化碳和 1mol 氧化钙反应的定容热 大于定压热。 9.气体的标准态就是其在 298K,100kPa 压力理想气体的状态。 10.同样质量的油条比馒头所含的热量高。

学院:理学院

第 1 页 共7页

教研室(学科)主任:

二、 选择题(在每个小题的备选答案中选出正确答案,填入下面表格相应题号下;本大 题共 10 小题,每小题 1.5 分,总计 15 分。 )

题 选

号 择

1

2

3

4

5

6

7

8 C

9 B

10 C

分数小计

B

B

A

D

A, B

C

D

1. 在标准压力下,1mol 氢气与氧气反应生成 1mol 液态水,反应放热为 Δ rH ,下列哪种 说法是错误的? A.Δ H 是 H2O (l)的标准生成热 B. Δ H =Δ U C.Δ H 是氢气的燃烧热 D. ︱Δ U︱ <︱Δ H︱ 2. 公式Δ H=QP 适用的过程是 A.理想气体从 1000 Pa 反抗恒外压 100 Pa 膨胀到 100 Pa 的过程; B.100℃ , 101.325 Pa 液态水变为气态水; C.恒温恒压下电解水反应;

3.在绝热钢瓶中进行的 1mol 石墨与氧气反应生成 1mol 二氧化碳的变化,其 Δ U 和 Δ H
的值是

A.Δ U = 0 , Δ H > 0
C. ΔU < 0 , ΔH < 0 4. 理想气体经节流膨胀过程: A.μ C.μ
J-T J-T

B. Δ U = 0 , Δ H = 0
D.ΔU = 0 , ΔH 不确定

>0 Δ H=0

Δ T<0 Δ p<0

B.μ D.μ

J-T

=0 Δ H=0 Δ H=0

Δ T<0 Δ T=0

=0 Δ H>0

J-T=0

5. 理想气体经历如图所示, B 为循环过程。 A 为恒温可逆过程, D 为恒压过程, 图 图 图 图 C 为绝热可逆过程。在绝对值上等于过程热量 Q 的阴影面积是 A B C D

2013 年 4 月



第 2 页共 7 页

课 程 名 称 : 物 理 化 学
A1

东北林业大学

2012-2013 学年第二学期阶段考试题 1
6. 一定量的理想气体从同一始态出发,分别经 (1) 等温可逆膨胀,(2) 绝热可逆膨胀到 具有相同体积的终态,以 W 1,W 2 分别表示两个过程的功,则有

A. W1> W2

B. W 1= W 2 C. W 1< W 2

D. W 1>= W 2

专 业 化 学 □ 应 用 化 学 □ 班 级 : 装

7. 1mol 单原子理想气体绝热可逆从 p1T1V1 膨胀 p2V2,当过程的始态与终态确定后,下列 各公式中不正确的是 A. C.

T1V1

? ?1

? T2V2

? ?1

□ □ □ □ □ □ □ □
姓 名 :

: 2011

B. W ? ?U ? nCV ,m (T2 ? T1 ) D. W ? ? p2 (V2 ? V1 )

W?

nR(T2 ? T1 ) ? ?1

8. 体系的下列各组物理量中都是强度性质的是 A. Um,Hm,Q C. B. T,ρ (密度),?H D. H,U,W 。

T,p,Vm,



9. 已知 100℃,101.325kPa,水的蒸发热 ??(T1 ) =40.69kJ.mol-1。假定 25℃~100℃之间液 态水 Cp,m(l)=75.26 J·K-1·mol-1, 气态水 Cp,m(g)=33.76.00 J·K-1·mol-1,您贵 体体温为 37℃。若计算从您贵体蒸发 1mol 汗水所需热量 ??(T2 ) 。以下公式正确的是

学 号

A. ?H ? (T ) ? ? C (B,相态)? T m 2 p,m
? ? B. ?H m (T2 ) ? ?H m (T1 ) ?

?

T2

T1

?Cp,md T

线

C. ?H m (T2 ) ? nCp,m ? T
?
? ? D. ?H m (T2 ) ? n?H m (T1 )

10. 对理想气体下列公式中不正确的是 A. ?

? ?U ? ? ?0 ? ?V ?T

B. ? ?

? ?T ? ? ?0 ? ? ?p ? H
? ?H ? ? ?0 ? ?V ?T

C. ? ?

? ?H ? ? ?1 ? ? ?p ?T
第 3 页 共7页

D. ?

学院:理学院

教研室(学科)主任:

得分

三、 填空题(在每个括号中填上答案;本大题共 5 小题,10 个 括号,每个括号 1 分,总计 10 分。 )

1、如下图所示,若选水和电阻丝为体系,则 W( >0

) ,Q=(

0

) 。

2.液体的纯 PVT 变化,公式 dH=nCp,mdT 适用于(

定压

)过程。

而理想气体的纯 PVT 变化,公式 dH=nCp,mdT 适用于(

任意纯 PVT

)过程。

3.1mol 单原子理想气体经恒压加热温度升高 1℃,则该过程的功为 W=(- nR△T

)。

经恒容加热温度升高 1℃,则该过程的功为 W=(

0

)。

4.在 298K,100KPa 锌粒与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气。放热为 Q,若视氢气为理气, 且只考虑氢气体积,则 W=( -nRT ), ?U ? ( Q+W )。

5.热力学平衡条件有化学平衡、相平衡,还有( 热 )平衡和( 力 ) 平衡。

2013 年 4 月



第 4 页共 7 页

课 程 名 称 : 物 理 化 学
A1

东北林业大学

2012-2013 学年第二学期阶段考试题 1
得分
得 分

四、问答题(本大题共 4 个小题,总计 12 分。 )

1.(本题 3 分)
何谓可逆过程?

【答】
专 业
: 逆原途经是系统恢复原状的同时,系统也恢复原状,则称原途径为可逆过程。 或:由一系列无限接近于平衡状态组成的过程。 或:无摩擦的准静态过程。准静态过程满足下面条件:

化 学 □ 应 用 化 学 □
2011



p外 ? p内 ? dp, ?t (膨胀时间间隔 ? ?(膨胀平衡所需时间) )
得 分

2.(本题 3 分)
何谓节流膨胀?

班 级 : 订
得 分

【答】
绝热条件下,保持多孔塞两边压力不变进行的膨胀。

3.(本题 4 分)
定容摩尔热容的文字定义

【答】
学 号 □ □ □ □ □ □ □ □ 姓 名 :
定容,无非体积功,无化学变化,无相变化 1 摩尔物质升高 1 度或下降 1 度所吸收或 放出的热量。



4.(本题 2 分)
(1)理想气体在微观上有何特征? (2)写出范德华气体状态方程。

线



【答】
(1)理想气体在微观上: 分子无体积,分子间无作用力。 (2)范德华气体状态方程:

(p ?

n 2a )(V ? nb) ? n R T 或 V2

(p ?

a )(Vm ? b) ? RT 2 Vm

学院:理学院

第 5 页 共7页

教研室(学科)主任:

得分

五、计算题和推导题 (本大题共 4 个小题,总计 48 分。 )

得 分

1.计算题(本题 36 分) 1mol 液态水在 100℃, p1= 101.325kPa 下蒸发为同温同压下气态水,然后在 100℃下, 气态水从 p1= 101.325kPa 等温可逆膨胀至 p2=50.663kPa。再然后

定容加热至压力 p3= 2 p1(假设气态水可以视为理想气体,且 Vg>>Vl) 。 请分别计算下列过程的 Q,W,Δ U,Δ H。 (1) 液态水蒸发为气态水过程; (已知 100℃,101.325kPa,水的蒸发热 40.69kJ.mol-1) 。 (2)气态水等温可逆膨胀过程; (3)定容加热至压力 p3= 2 p1 过程;已知气态水 Cp,m(g)=33.76 J·K-1·mol-1。 【解】

(1)相变 :

W1 ? ?nRT ? ?1 ? 8.314? 373.15 ? 3.102kJ Q1 ? ?H1 ? 40.69kJ ?U1 ? Q1 ? W1 ? ?H1 ? nRT ? 37.59kJ
(2)理气等温可逆,

?U 2 ? ?H 2 ? 0 kJ
Q2 ? ?W2 ? nRT ln p3 T3 ? p2 T1 p1 101.325 ? 1 ? 8.314? 298ln ? 2.15kJ p2 50.663

(3)定容加热,

因 p3 ? 2 p1 , p2 ? p1 / 2 ,所以 T3 ? 4T1

W3 ? 0 kJ

Q3 ? ?U 3 ? nCv ,m (T3 - T1 ) ? 1 ? (33.76- 8.314)? (4 ? 373.15- 373.15)? 28.47kJ ?H 3 ? nCp,m (T3 - T1 ) ? 1 ? 33.76? (4 ? 373.15- 373.15)? 37.78kJ

2013 年 4 月



第 6 页共 7 页

课 程 名 称 : 物 理 化 学
A1

东北林业大学

2012-2013 学年第二学期阶段考试题 1
得 分 1.000g 正庚烷在氧弹式量热计中燃烧后升温 6.0K, 假定量热计系统热容为 180 J· -1, K (量热计的平均温度 298K) 。
? (1)请计算 298K 时正庚烷的摩尔燃烧内能 ? cU m ;

2.计算题(本题 12 分)

专 业 化 学 □ 应 用 化 学 □ 装

: 2011

? (2)请计算 298K 时正庚烷的摩尔燃烧焓 ? c H m ;

? (3)请利用(2)的结果,计算 298K 时正庚烷的标准摩尔生成焓 ? f H m ;

(已知二氧化碳和液态水的标准生成焓分别为-393.51 kJ.mol-1 和-285.83 kJ.mol-1) 【解】
? (1)定容燃烧: ?CUm
? ? CU m ?

班 级 : 订

? CU 6.0 ? 180 ? ? ?108.22kJ ? mol?1 1.000 n 100.29

? (2)定容燃烧: ?C H m

学 号 □ □ □ □ □ □ □ □ 姓 名 :

C7 H16 ( s) ? 11O2 ( g ) ? 7CO2 ( g ) ? 8H 2O(l )
? ? ?C H m ? ?CU m ? ?? B RT ? ?108.22 ? (7 ? 11) ? 8.314? 298? 10?3 ? ?118.13kJ
g

线

? (3) C7 H16 ( s) 的标准生成焓: ? f H m

因正庚烷的燃烧焓等于其反应焓
? ? ? ? ?C Hm (C7 H16 (s)) ? 8? f Hm ( H2O) ? 7? f Hm ( H2O) ? ? f Hm (C7 H16 (s))

所以
? ? ? ? ? f H m (C7 H16 ( s)) ? 8? f H m ( H 2O ) ? 7? f H m ( H 2O ) ? ? c H m (C7 H16 ( s))

? 8 ? ( ?393.51) ? 7 ? ( ?285.831 ? ( ?118.13) ) ? 5030 77kJ .

学院:理学院

第 7 页 共7页

教研室(学科)主任:


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