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三、计算题 ( 共 5题 60分 ) 21. 10 分 (0824)
计算 1mol He(理想气体) 在下列状态变化过程中的ΔH和ΔG。
He (101325 kPa,673 K) He (101325 kPa,473 K)已知：Cp, m [He(g)] = (5/2)R ，473K 时 S m[He(g)] = 135.1 J·K-1·mol-1 。
22. 15 分 (1104)
某气体状态方程为 pV = n(RT + Bp)，始态为p1T1，该气体经绝热真空膨胀后终态压力为p2，试求该过程的Q，W及气体的ΔU，ΔH，ΔF，ΔG，ΔS。
23. 10 分 (1809)
两液体A, B形成理想液体混合物。在320 K，溶液I含3 mol A和1 mol B，总蒸气压为：
4 4
5.33×10Pa。再加入2 mol B 形成理想液体混合物II，总蒸气压为 6.13×10Pa。
**
(1) 计算纯液体的蒸气压 p A，pB； (2) 理想液体混合物I的平衡气相组成 yB； (3) 理想液体混合物I的混合过程自由能变化ΔmixGm； (4) 若在理想液体混合物II中加入3 mol B形成理想液体混合物Ⅲ，总蒸气压为多少？
24. 15 分 (2419)
固体 CO2的蒸气压与温度间的经验式为： ln(p/Pa)=-3116 K/T + 27.537 已知熔化焓fusHm= 8326 J·mol-1，三相点的温度为 217 K。试求出液体 CO2的蒸气压与温度的经验关系式。
25. 10 分 (2965)
3H2+ N2= 2NH3在 350℃的Kp= 6.818×10-8(kPa)-2，并设与压力无关，从3:1的 H2，
N2混合物出发，在 350℃下要获得物质的量分数为 0.08 的 NH3，压力至少要多大？ 26. 13 分 (0957)
4 g Ar（可视为理想气体，其摩尔质量M(Ar)=39.95 g·mol-1）在300 K时,压力为506.6 kPa，今在等温下反抗202.6 kPa的恒定外压进行膨胀。试分别求下列两种过程的Q,W,ΔU,ΔH,ΔS,ΔF和ΔG。
（1）若变化为可逆过程； （2）若变化为不可逆过程。
27. 8 分 (1822)
液体A和液体B形成理想混合物,含40%(摩尔分数)A的混合蒸气被密封在一带活塞的
**
圆筒中,恒温T下慢慢压缩上述混合蒸气。已知T时两液体的饱和蒸气压为pA=0.4p, pB
=1.2p。
(1) 求刚出现液体凝结时体系的总压p及液体的组成xA； (2) 求正常沸点为T时溶液的组成x'A。
28. 9 分 (2491)
某物质的熔化热为 4526 Jmol-1，其液态和固态的蒸气压方程分别为:
ln(pi/p) = A1/(T/K) +3.162 ln(ps /p) = A2/(T/K)+5.676
求该物质三相点的温度及三相点的熔化熵。
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29. 10 分 (3442)
Ag2CO3(s) 分解反应方程为 Ag2CO3(s) Ag2O(s) + CO2(g)，设气相为理想气体， 298 K 时各物质的 Δ
$fH m$，S m$fH m 如下：
-1
$S m Δ/kJmol /JK-1mol-1 Ag2CO3(s) -506.14 167.36 Ag2O(s) -30.57 121.71 CO2(g) -393.15 213. (1) 求 298 K，101 352 Pa 下，1mol Ag2CO3(s) 完全分解时吸收的热量；
(2) 求 298 K 下，Ag2CO3(s) 分解压力； (3) 假设反应焓变与温度无关，求 383 K下 Ag2CO3分解时平衡压力； (4) 体系组分数与自由度。
30. 12 分 (2586)
已知两组分 A和B 体系的相图如下:
(1) 在图右部画出 a，b，c 表示的三个体系由 t1温度冷却到 t2的步冷曲线；
(2) 标出各相区的相态，水平线 EF，GH 及垂直线 DS 上体系的自由度； (3) 使体系 P降温，说明达到 M，N，Q，R 点时体系的相态和相数； (4) 已知纯 A 的凝固焓 fusHm=-18027 Jmol-1 (设不随温度变化)，低共熔点时组成 xA= 0.6 (摩尔分数)，当把 A 作为非理想溶液中的溶剂时,求该溶液中组分 A 的活度系数。
-23
物理化学 试题 3
-1
-34
(玻兹曼常数kB=1.3806×10 J.K; 普朗克常数h = 6.6262×10 J.s;
23
NA=6.023×10; F=96500; 摩尔质量: O 16.00; Kr 83.80; He 4.0026) 一、计算题 ( 共10题 100分 ) (1). 10 分 (1636)
已知 N2分子的转动惯量 I= 13.9×10-47kgm2，求1mol N2分子在 25℃时各转动热力学
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函数Gm(r),Fm(r),Hm(r),Um(r),Sm(r)。 (2). 10 分 (1570)
有1 mol Kr，温度为300 K、体积为V，有1 mol He具有同样的体积V，如要使这两种气体具有相同的熵值（忽略电子运动的贡献），则He的温度应多高？并用熵的统计意释此结果。
（Mr(Kr) = 83.8, Mr(He) = 4.0026） (3). 10 分 (5447)
含有相同物质量的A, B溶液，等体积相混合，发生反应 A+B=C, 在反应 1 h后, A的
75%已反应掉, 当反应时间为2 h时, 在下列情况下, A有多少未反应? [1] 当该反应对A为一级, 对B为零级 [2] 当对A, B均为一级 [3] 当A, B均为零级 (4). 10 分 (5416)
碳的放射性同位素14C，在自然界树木中的分布基本保持为总碳量的1.10×10-13％。 某考古队在一山洞中，发现一些古代木头燃烧的灰烬, 经分析14C的含量为总碳量的9.57×10-14％, 已知14C的半衰期为 5700 a (年), 试计算这灰距今约有多少年? (5). 10 分 (5371)
300 K 时，研究反应 A2+ 2B ＝ 2C + 2D 有下列实验事实： [1] 当按化学计量比进料时，测得下列数据 t / s 0 90 217 [B] /mol·dm-3 0.02 0.010 0.0050 [2] 当二次实验中 [B]0相同，[A]0增加一倍时，反应速率增大至 1.4 倍，假设反应速率方程为 r = k[A2]x[B]y，请求 x ，y，并求算反应速率常数。 (6). 10 分 (6127)
由实验得知下述单分子气相重排反应 A ＝ B ,
在393.2 K时，k1= 1.806×10-4 s-1；在413.2 K时，k2= 9.14×10-4 s-1。请计算该反应的活化能Ea，393.2 K 时的活化焓Hm和活化熵Sm，该反应是几级反应？ 已知：玻耳兹曼常数 kB= 1.3806×10-23 J·K-1 ,普朗克常数 h = 6.6262×10-34 J·s 。 (7). 10 分 (3854)
291K 时，已知 KCl 和 NaCl 的无限稀释摩尔电导率分别为 m(KCl) = 129.65×10-4 S·m2·mol-1, m(NaCl) = 108.60×10-4 S·m2·mol-1， K+和 Na+的迁移数分别为 0.496 和 0.397，精确求出在 291K 和无限稀释时 ：
（甲） KCl 溶液中 K+和 Cl-的离子摩尔电导率 （乙） NaCl 溶液中 Na+和 Cl-的离子摩尔电导率 (8). 10 分 (4662)
一个原电池是由固态铝电极和固态的 Al- Zn 合金电极以及熔融的 AlCl3- NaCl 混合物作电解质形成，当铝在合金电极中的物质的量分数是 0.38，电池电动势在653 K 时为 7.43 mV 试计算 Al(s) 在 Al - Zn(s) 合金中的活度。 (9). 10 分 (4268)
标准惠斯登镉电池在 293 K 时的电动势为 1.0186 V，温度每升高一度，电动势降低 4.06×10-5 V，试列出惠斯登电池电动势的数学表达式，并计算 298 K 时，该电池每消耗 1 mol镉时的 rHm和rGm。 (10). 10 分 (4942)
298 K ，压力为p时，用电解沉积法分离 Cd2+，Zn2+混合溶液，已知 Cd2+和 Zn2+的浓度均为 0.10 mol·kg-1（设活度系数均为1），H2(g) 在 Cd(s) 和 Zn(s) 上的超电势分别为 0.48 V 和 0.7 V，设电解液的 pH保持为 7.0，试问：
（甲）阴极上首先析出何种金属？ （乙）第二种金属析出时第一种析出的离子的残留浓度为多少？
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$≠
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（丙）氢气是否有可能析出而影响分离效果？
已知： (Cd2+/Cd)= -0.403 V, (Zn2+/Zn)= -0.763 V .
