物理化学（五、六）3

物理化学试卷五六（3）

班级 姓名 分数 一、选择题 ( 共10题 18分 )

1. 二级相变服从的基本方程为： ( ) （A）克拉贝龙方程 （B）克拉贝龙—克劳修斯方程 （C）爱伦菲斯方程 （D）以上三个方程均可用

2. 不饱和溶液中溶质的化学势?与纯溶质的化学势?*的关系式为： ( ) （A）???* （B）???* （C）???* （D）不能确定

3. 将固体 NH4HCO3(s) 放入真空容器中，恒温到 400 K，NH4HCO3 按下式分解并达到平衡: NH4HCO3(s) = NH3(g) + H2O(g) + CO2(g)

体系的组分数 C 和自由度数 f 为： ( ) (A) C= 2， f= 1 (B) C= 2， f= 2 (C) C= 1， f= 0 (D) C= 3， f= 2

4. 在 298 K 时,气相反应H2＋I2＝2HI的ΔrG m＝-16 778 J?mol-1，则反应的平衡常数

$K p为： ( )

(A) 2.0×1012 (B) 5.91×106 (C) 873 (D) 18.9 5. N2的临界温度是124 K,如果想要液化N2就必须： ( ) (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

7. 相律在下列体系中何者不适用？ ( ) (A)NaCl水溶液 (B)NaCl饱和水溶液 (C)NaCl过饱和水溶液

(D)NaCl水溶液与纯水达渗透平衡

8. 对恒沸混合物的描述，下列各种叙述中哪一种是不正确的？ ( ) (A) 与化合物一样，具有确定的组成 (B) 不具有确定的组成

(C) 平衡时，气相和液相的组成相同 (D) 其沸点随外压的改变而改变

9. 在相图上,当体系处于下列哪一点时只存在一个相? ( ) (A) 恒沸点 (B) 熔点 (C) 临界点 (D) 低共熔点

10. 化学反应等温式 ΔrGm=ΔrG m+ RTlnQa，当选取不同标准态时，反应的ΔrG m将改变，该反应的 ΔrGm和 Qa将： ( )

(A) 都随之改变

1

$$$ (B) 都不改变 (C) Qa变，ΔrGm不变 (D) Qa不变，ΔrGm 改变 二、填空题 ( 共 9题 17分 )

11. 当用三角形坐标（三个顶点为A，B，C）来表示三组分体系时，若物系点在通过A点的一条直线上变动时，则此物系的特点是 。

12. 对于非理想气体反应，其平衡常数可用 K f= KrK p 表示，式中 K f决定于____ ；K

$p$$$决定于 _____ ；Kr决定于 _______ 。

13. NaCl(s)和含有稀HCl的NaCl饱和水溶液的平衡体系,其独立组分数是 。 14. 答：不变；减少；减少 （2分） 15. 下图是根据实验结果而绘制的白磷的相图。试讨论相图中各面、线、点的含义。

16. 低压气相反应的平衡常数与温度，压力的关系分别是：Kp只是温度的函数, Kc是 ____________的函数，Kx是 ___________ 的函数。 17. NiO(s)与Ni(s)，H2O(g),H2(g),CO2(g)及CO(g)呈平衡,则该体系的独立组分数为 ,自由度数为 。

18. 25°C时，水蒸气与液态水的标准生成吉布斯自由能分别为-228.60 kJ?mol及 -237.19 kJ?mol，则该温度下水的饱和蒸气压为 kPa。

19. 在H2和石墨的体系中,加一催化剂,H2和石墨反应生成n种碳氢化合物,此体系的独立

组分数为 。 三、计算题 ( 共 5题 50分 )

20. CO2在高温时按下式分解 2CO2 2CO + O2,在 p?，1000 K时解离度为 2.0×10-7，1400 K 时为 1.27×10-4，设在该温度范围内反应热效应不随温度而改变，则在 1000 K 时反应的ΔrG m和ΔrS m各为多少？

21. （1）利用下面数据绘制Mg-Cu体系的相图。Mg（熔点为648 °C）和Cu（熔点为1085 °C）形成两种化合物：MgCu2（熔点为800 °C），Mg2Cu（熔点为580 °C）；形成三个低共熔混

Mg)?0.10Mg)?0.33Mg)?0.65合物，其组成分别为w(，w(，w(，它们的熔点分别为690 °C，560 °C和380 °C。 Mg)?0.25 （2）画出组成为w(的900 °C的熔体降温到100 °C时的步冷曲线。

$$-1-1 2

（3）当（2）中的熔体1kg降温至无限接近560 °C时，可得到何种化合物？其质量为若干？

22. 将固体 NaHCO3放入真空容器中会发生分解反应： 2NaHCO3(s) Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g)

求 : (1) 25℃分解达到平衡时，体系的组分数及自由度各为多少？ (2) 25℃，该平衡体系的总压为多少？ (3) 若平衡总压力为 101.325 kPa，该体系的温度为多少？ 已知下列数据（?fH$,S $均为 298 K 时的数据）： mm NaHCO3(s) Na2CO3(s) CO2(g) H2O(g) ΔfH$/kJ·mol-1 -947.7 -1130.9 -393.5 -241.8 m S m/J·K-1·mol-1 102.1 136.6 213.6 188.7

$ Cp,m /J·K-1·mol-1 87.6 109.6 37.1 33.6 23. UCl4的蒸气压如下: lg(p/p?)=A+B/T

对于固体: A=10.43±0.10 B=(-10 412±82)K 对于液体: A=7.24±0.13 B=(-7649±121)K 试求：(1) UCl4(s)的熔点； (2) UCl4(s)在熔点时的?fusHm ； (3) 试估计(1)和(2)的误差。

24. 在 630 K 时，反应：2HgO(s) ＝ 2Hg(g) + O2(g)的ΔrG m= 44.3 kJ?mol-1。

$ (1) 求上述反应的标准平衡常数K p； (2) 求 630 K 时 HgO(s) 的分解压力； (3) 若将 HgO(s)投入到 630 K，1.013×105Pa 的纯O2气的定体积容器中，在 630 K 时使其达平衡，求与 HgO(s) 呈平衡的气相中 Hg(g) 的分压力。 四、问答题 ( 共 3题 15分 )

25. 何谓水的冰点与三相点? 二者有何区别? 物系点与相点有什么区别? 27. 试用相律分析，用C还原ZnO的反应体系能否通过控制温度来控制Zn蒸气的压力。 一、选择题 ( 共10题 18分 ) 1. C 2.C

3. [答] (C) S = 4 C= S - R - R' = 4 - 1 - 2 = 1 f*= C+ 1 -Φ= 1 + 1 - 2 = 0 4.C

5. [答] (D) (1分) 无论压力如何,温度在124 K以上不能液化N2。 7. C

8. [答] (A) 恒沸混合物与化合物不同，没有确定的组成。只在压力恒定时， 其组成才一定，即恒沸混合物的沸点随外压而改变。

3

$9. C 10.C

二、填空题 ( 共 9题 17分 )

11. 答：B和C的质量分数之比不变 （2分）

12. [答] 温度；温度和压力；温度和压力 13. [答] 2 (2分) 14. 答：不变；减少；减少 （2分） 15. 答：（1）面：

相区AOC为气相区，COB为液相区，BOA为固相区。即?。 ?1,f?2 （2）线：

I. 三条实线（分别是两个相区的交界线），在线上Φ?2,f?1，是两相平 衡，温度和压力只有一个是独立变量。 OC线是气–液平衡线，又称为蒸发曲线； OB线是液–固平衡线，又称为熔化曲线； OA线是气–固平衡线，又称为升华曲线。

II. 两条虚线EF和GH表示定压下升温时白磷的相变化情况。 在p1恒定情况下升温，白磷将由固态变成气态，即白磷升华； 在p2恒定情况下升温，白磷将由固态熔化为液态，然后再蒸发为气态。 由此可见，若要实现升华操作，必须将体系的压力控制在低于三相点的 压力。 （3）点：

O点是三相点，在该点三相平衡共存，Φ?3,f?0，即t?44.1?C， p=21.20 Pa。

C点是临界点，高于此温度时，无论加多大压力，白磷的气体均不能被液化。

（10分） 16. [答] T; T, p

17. [答] C=4 f=3 18. 2 分 (2905) Kx=Kp·p-??=0.2905 (1分) (2) K'p=Kp1/2 =171.6(Pa)1/2 (1分) K'x=Kx1/2 =0.539 (1分) K'c=Kc1/2 =1.88 mol1/2·m-3/2 (1分) 19. [答] 2 (1分) 三、计算题 ( 共 5题 50分 )

20. [答] 2CO2(g) 2CO(g) + O2(g) 1 mol×(1-α) α mol (1/2) α mol

?nBB= ( 1 +α/2 ) mol (1分)

所以p(CO) = x(CO)p? = 2.0×10-7 p? (1分) p(O2) = 1.0×10-7 p? p(CO2) ≈ p? (1分)

4