1、物理化學(xué)試卷班級 姓名 分?jǐn)?shù) 一、選擇題 ( 共 4題 8分 )1. 2 分 (0303)2. 2 分 (0157) 3. 2 分 (0243) 4. 2 分 (0402) 二、填空題 ( 共16題 32分 )5. 2 分 (1679) 已知N2分子的=2.89 K，則N2在25°C，101 325 Pa壓力下的標(biāo)準(zhǔn)摩爾振動吉布斯自由能= 。（假定最低振動能級的能量為零。）6. 2 分 (0577) 從統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)觀點(diǎn)看，功的微觀本質(zhì)是 _ 。 熱的微觀本質(zhì)是 _ 。 7. 2 分 (1365) 1 mol理想氣體，在298 K時，已知分子的配分函數(shù)q = 1.6，假定0= 0，g0=

2、 1，則處于基態(tài)的分子數(shù)為 _ 。 8. 2 分 (1311) 根據(jù)結(jié)構(gòu)分析，液體分子是近距有序的，故液體可視為晶體模型處理,現(xiàn)將 NA個分子的液體 A 和 NB個分子的液體 B 混合形成理想液體，設(shè)A，B 純態(tài)的熱力學(xué)概率為 1,則溶液的總微態(tài)數(shù)為 _ 。 9. 2 分 (1539) 晶體的愛因斯坦特征溫度QR= _ ，其量綱為 _ 。 *. 2 分 (1322)A和B為Einstein晶體,各有100個原子，均處于0 K,則A和B兩體系的= ，S總= 。11. 2 分 (1422) N2的振動頻率=6.981013 s-1，在25時，=1和=0能級上粒子數(shù)之比為N=1/N=0= 。12.

3、2 分 (1514)1514 1 mol純物質(zhì)的理想氣體，設(shè)分子的某內(nèi)部運(yùn)動形式只有三種可能的能級，它們的能量和簡并度分別為1=0,g1=1;2/k=100 K,g2=3;3/k=300 K,g3=5。其中，k為Boltzmann常數(shù)，則200 K時分子的配分函數(shù)q= 。13. 2 分 (1545) 一個雙原子分子的振動配分函數(shù)表示為 exp(-Qr /2T)/1-exp(-Qv/T)，振動是以 _ 為能量零點(diǎn)的。若振動配分函數(shù)表示為 1/1-exp(-Qv /T)，振動是以 _ 為能量零點(diǎn)的。 14. 2 分 (1678)1678 CO和N2分子質(zhì)量m、轉(zhuǎn)動特征溫度基本相同，且>>

4、;298 K，電子都處于非簡并的最低能級上，這兩種分子理想氣體在298 K，101325 Pa下摩爾統(tǒng)計(jì)熵的差值= 。15. 2 分 (1673) 熱力學(xué)函數(shù)與分子配分函數(shù)的關(guān)系式對于定域粒子體系和離域粒子體系都相同的是 。16. 2 分 (1501) 當(dāng)兩能級差2-1= kT時,則兩能級上最概然分布時分子數(shù)之比N2*/N1* 為:_；當(dāng)兩能級差為2-1= kT,且其簡并度g1=1,g2=3,則N2*/N1*為_。 17. 2 分 (1616) 某分子轉(zhuǎn)動光譜中相鄰兩譜線的波數(shù)間隔為 20.48 cm-1，則分子的轉(zhuǎn)動慣量為 _ kg×cm2。 18. 2 分 (1682) 已知N2

5、分子的轉(zhuǎn)動特征溫度=2.86 K，在298.15 K時N2的標(biāo)準(zhǔn)摩爾轉(zhuǎn)動熵(298.15 K)= 。（=0）19. 2 分 (1320)已知Cl2的共價半徑為1.98810-10 m, k=1.38, h=6.6, Cl原子的相對摩爾質(zhì)量為35.0，的第一激發(fā)態(tài)的能量等于kT時轉(zhuǎn)動運(yùn)動對配分函數(shù)的貢獻(xiàn)變得重要，則此時的溫度T= 。20. 2 分 (1517) 雙原子分子在溫度很低時且選取振動基態(tài)能量為零，則振動配分函數(shù)值為 。三、計(jì)算題 ( 共 5題 40分 )21. 10 分 (1580) 已知 N2分子的轉(zhuǎn)動特征溫度為 2.86K，用統(tǒng)計(jì)力學(xué)方法計(jì)算在298 K，101 325 Pa下，1

6、 mol N2分子氣體的下列轉(zhuǎn)動熱力學(xué)函數(shù)：Ur，CV,r，Sr，Ar。 22. 10 分 (1569) H，N原子氣體在25和101 325 Pa 下的摩爾熵分別為多少？ 已知電子基態(tài)簡并度分別為 ge,0(H) = 2，ge,0(N) = 4，電子只處于基態(tài)。 m(H) = 1.0079×10-3kg×mol-1， m(N) = 14.0096×10-3 kg×mol-1。 23. 10 分 (1563) 雙原子分子 Cl2的振動特征溫度 Qv= 801.3 K。 (1) 用統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)方法計(jì)算氯氣在323 K時的CV,m （不考慮電子運(yùn)動和核運(yùn)動）

7、(2) 用能量均分原理計(jì)算 Cl2氣的CV,m； (3) 兩種方法算得的數(shù)值不一，試說明原因。 24. 5 分 (1504)在300 K時，由N個分子組成的理想氣體，氣體分子的能級1= 6.0×10-21 J，相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)權(quán)重g1= 1，能級2= 8.1×10-21J，這兩個能級上分子數(shù)之比N1/N2=0.595，求能級2相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)權(quán)重g2。k = 1.38×10-23 J·K-1。 25. 5 分 (1399) 體系中若有 2% 的 Cl2分子由振動基態(tài)到第一振動激發(fā)態(tài)，Cl2分子的振動波數(shù)1= 5569 cm-1，試估算體系的溫度。 四、問答題 ( 共 3題 20分 )26. 10 分 (1414)1414已知N個分子理想氣體體系的亥姆霍茲自由能F = -kTln(qN/N!)，最概然分布公式為Ni= exp(a+bi)，其中b = -(1/kT)。請證明：a =m/RT , 式中m為化學(xué)勢, 因此最概然分布公式可寫為Ni= exp(m-iN0/RT) 。 27. 5 分 (1620)1620 證明無結(jié)構(gòu)理想氣體在任何溫度區(qū)間內(nèi)，壓力保持不變時熵隨溫度的變化為體積保持不變時熵隨