工科物理化学习题册成教教学教材.docx
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工科物理化学习题册成教教学教材
包头钢铁职业技术学院冶金化工系
郝世兴
第一章气体
1已知H2临界温度TC=-239.9C,临界压力Pc=1。
297X103kPa。
有一装有的Hb钢瓶,在
25C时瓶中H2的压力为98.0X103kPa,H2一定是处在何种状态?
(B)
A.液B.气C.气一一液两相平衡D.无法确定
2.混合理想气体中的组分B,其物质的量nB为(B)
AP总V总aPBV总QPBVBn却H询
A.nb=B.nb=C.nb=D.都正确
RTRTRT
3.对于真实气体,当处于下列何种条件时,其行为与理想气体接近?
(B)
A高温高压B.高温低压C.低温低压D.低温高压
4.理想气体的液化行为是(A)
A不能液化B.低温高压下才能液化C.低温下才能液化D.高压下能液化
5.
100kPa、2dm3的
在恒定温度下,向一个容积为2dn3的抽空容器中依次充入初始状态为
气体A和200kPa、1dm3的气体B。
AB均可当做理想气体且AB间不能发生化学反应,
则容器中混合气体总压力为(B)
6有一种由元素C、Cl及F组成的化合物,在常温下为气体。
此化合物在101.325kPa、27C时,密度为4.93m-3,则此化合物分子式为(C)
A.CFCbB.CF3CIC.CF2CI2D.C2FCI3
7.25C时,在A、B两个抽空的密闭容器中分别装入10g和20g的HQ当气体一液相平衡
时两个容器中的饱和水蒸气的压力Ps(A)和Ps(B)关系为(C)
A.PS(A)>Ps(B)B.PS(A)VPs(B)C。
Ps(A)=Ps(B)D。
不能确定
8.对某物质临界点的描述,哪一条是不确切的?
(C)
3.临界压力是使气体可以液化的压力,临界温度是使气体可以液化的(最高)温度。
(填“最高”或“最低”)
4.空气的组成为21%(体积百分数,下同)的O2:
78%勺N2和1%的Ar(原子质量为40),
则空气的平均摩尔质量为(28.96)。
5若某实际气体在一定的条件下其分子间引力可以忽略不计,但分子本身占有体积,则其状态方程可以写为(P(V-nb)=nRT).
6.同温下两种理想气体A和B,气体A的密度是气体B密度的两倍,气体A的摩尔质量是气体B的摩尔质量的一半,则Pa:
Pb=(4:
1).
7.在一定温度下,某一系统的气-液相达到平衡,当增加相压力使之超过该温度下的饱和蒸汽压时,将出现(临界现象)现象。
8•当某气体的压缩因子ZV1时,说明理想气体比真实气体(易于)压缩。
(填“易于”或“难于”)
第二章热力学第一定律
1反应C(金刚石)+1/202(g)=CO(g)的热效应厶rH,问此焓值为(D)
A.CO(g)的生成热B。
C(金刚石)的燃烧热C。
碳的燃烧热D。
全不是
2.1mol单原子分子理想气体从298K、200.0kPa分别经历:
(1)等温。
(2)绝热(3)等压三条途径可逆膨胀,使体积增加到原来的2倍,所做的功分别为Wi.、W2、W3,三者的关系的(D)
A.|Wi|>|W2|>|W3|B.|W2|>|Wi|>|W3|
C.|W3|>|W2|>|Wi|D.|W3|>|Wi|>|W2|
3.373K、P下,imol的水经下列不同过程变成373K、P下的水蒸气:
(i)等温等压可逆蒸
发
(2)真空蒸发,这两个过程中功和热的关系为(A)
A.
|Wi|>|W2|
|Qi|>|
Q2|
B.
|Wi|v|W2|
|Qi|>|Q2|
C.
|Wi|=|W2|
|Qi|=
Q2|
D.
|Wi|>|W2|
|Qi|v|Q2
A.dx为全微分B。
当状态确定,x的值确定Co△x=dx的积分与路径无关,只与始、
终态有关D。
当体系状态变化,x值一定变化
6.在一个绝热钢瓶中,发生一个放热的分子数增加的化学反应,那么,(C)
A.Q>0,W>0,△U>0B.Q=0,W=0,AUv0
C.Q=0,W=0,△U=0D.Qv0,W>0,Uv0
7•下列说法中,哪一种不正确?
(A)
A.焓是体系能与环境进行交换的能量
B•焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量
C.焓是体系的状态函数
D.焓只是有在某些特定条件下,才与体系吸热相等
A.O2BoCO2C.NH3DoAr
9•如右图所示,理想气体由状态i变化到状态2,则该过程的()
A.T2
C.T2
i0.一种实际气体,其状态方程为PVm=RT+aP(aV0),该气体节流膨胀
后,(B)
A•温度升高
B。
温度下降Co温度不变D。
不能确定温度如何变化
、填空题(i—5题括号内填〉、<、=)
i•理想气体等温可逆膨胀,此过程的Q(>)0.△H(=)0
2•实际气体经历某一不可逆循环,又回到始态,则△H(=)0,^U(=)0
3在恒温、恒压下,反应CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O的Q(v)0,△U(v)0,
W(>)0
5饱和水蒸气在等温、等压下凝结成液体,则△H(v)0,AU(V)0,Q(V)0
6.1mol苯(I)在298K时置于弹式量热器中完全燃烧,生成CO2(g)和H2O(I),同时放
热3264kJ,其恒压燃烧热Qp为(-3268kJ)
8.1molH2(g)的燃烧焓等于1mol(液态水)的生成焓
9.(dH/dV)T=0,说明焓只能是温度的函数,与(体积和压力)无关
第三章热力学第二定律
2•水在100C、P下沸腾时,下列各量何者增加?
(A)
A.熵B。
气化热C。
吉布斯自由能D。
蒸气压
3•在-20C、101.325Pa下,1mol过冷水结冰,则(C)
A.△S系统v0,^S环v0,AS总v0
B.△S系统〉0,^S环〉0,△S总v0
C.AS系统v0,^S环〉0,△5总>0
D.△S系统>0,^S环=0,AS总v0
4.在100C、101.325Pa下,1mol水全部向真空容器气化为100C、101.325Pa的蒸汽,则该过程(B)。
A.△Gv0,不可逆Bo△G=0,不可逆Co^G=0,可逆D。
Bo△G>0,不可逆
5.下列过程中,△S为负值的是哪一个?
(B)
A.液态溴蒸发成气态溴
B.SnO2(s)+2H2=Sn(s)+2H2O(l)
C.点解H2O生成H2和02
D.公路上撒盐使冰雪融化
6.一个已充电的蓄电池以1.8V输出电压放电后,用2.2V电压充电使其回复原状,则总过程的热力学量变化为(D)
A.Q>0,W>0,△S>0,△Gv0
B.Qv0,Wv0,△Sv0,△Gv0
C.Q>0,W>0,△S=0,△G=0
D.Qv0,W>0,△S=0,△G=0
7.热力学基本方程dG=-SdT+Vdp可适用于下列哪个过程?
(B)
A.298K、p下,水汽化成蒸汽
B.理想气体向真空膨胀
C.点解H2O制取H2
D.N2+3H2=2NH3未达到平衡
8.室温下,对一定量的纯物质而言,当非体积功功等于零时,(aA+aT)V值为(B)
A.大于零Bo小于零Co等于零Do无定值
9.在下列过程中:
(1)任何封闭系统的循环过程
(2)气体节流膨胀过程(3)一定量理想气体恒温升压(B)
A.△U=0Bo△H(=)0Co△S(=)0Do△G=0
10.实际气体CO2经节流膨胀后,温度下降,那么,(C)
A.△S系统〉0,^S环〉0B.△S系统v0,△S环〉0
C.△S系统〉0,^S环=0D.△S系统v0,△S环=0
二、填空题
1.理想气体经过绝热可逆膨胀过程,其△S(=)0;恒温恒压可逆相变中,其吉布斯自由能
的改变量厶G(=)0o
2.1mol单原子理想气体从Pi、Vi。
Ti等容冷却到P2、Vi、T2,则该过程的△U(v)0,W=(0),△S(v)0
3.o298K时,气相反应CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g),则该反应的△G(v)△A,△U(>)△H。
4•理想气体在等温条件下,经恒外压压缩至稳定,在此变化中,体系熵变及△S体环境熵变
△S体(V)0,△S环>(0)。
5•要使一过程的厶G=0,应满足的条件是(等温、等压、只做体能动的可逆过程)
6.理想气体绝热向真空膨胀,体积由Vi变到22,其厶S=()
7•卡诺热机在Ti=600K的,低温热源温度T2=300K的低温热源间工作,其热机效率n=(0.5)。
8•高温热源温度Ti=600K时,低温热源和T2=300K。
今有i20KJ的热直接从高温热源传给低温热源,此过程厶S=(200J、K)
9.imol理想气体有298K、i00Pa做等温可逆膨胀,若过程厶G=-2983J,则终态压力为
(30KPa)•
第四章多组分系统热力学
2•在一定温度下,溶剂服从拉乌尔定律,溶质服从亨利定律,该体系为(C)
A.理想液态混合物B。
真实溶液
C.理想稀溶液D。
以上均不正确
3•已知373K时,液体A的饱和蒸气压为5Xi04Pa,液体B的饱和蒸气压为i05Pa,A和B构成理想液体混合物,当A在溶液中的物质的量分数为0.5时。
气相中B的物质的量分数为(A)
A.i/i.5B.i/2C.i/2.5D.i/3
5•过饱和溶液中溶剂的化学势必纯剂的化学势(D)
A.高B。
低C。
相等D。
无法确定
6•对于溶液的凝固点降低常数值,下面说法中不正确的是(C)
A•它与固态溶剂的融化热有关
B.它与纯溶剂的凝固点有关
C.它与溶质的相对分子质量有关
D.它与溶剂的相对分子质量有关
7•氯仿(i)和丙酮
(2)形成非理想液体混合物,在T时,测得总蒸气压为29398Pa,蒸气中丙酮的物质的量分数y2=0.8i8,而该温度下纯氯仿的饱和蒸气压为2957iPa则在溶液中氯仿的活度ai为(C)
A.0.500Bo0.823Co0.i8iD。
0.8i3
8下面有关活度的几种说法,不正确的是(B)
A标准态的活度等于i
B•活度等于i的状态必为标准态
C.活度与标准态的选择有关
D.活度等于i的状态与标准态的化学势相等
9.对偏摩尔量,下面的说法中不正确的是(B)
A偏摩尔量是强度性质
B偏摩尔量的数值只能为正数或零
C强度性质无偏摩尔量
D纯物质的偏摩尔量等于摩尔量
第一章
填空题
1.写出范德华气体状态方程的数学表达式()。
2.物质能以液态形式存在的最高温度是()温度。
3.临界压力是使气体可以液化的压力,临界温度是使气体可以液化的()温度。
(填
“最高”或“最低”)
4•空气的组成为21%(体积百分数,下同)的02、78%的N2和1%的Ar(原子质量为40),
则空气的平均摩尔质量为()。
5•若谋士及气体在一定的条件下其分子间引力可以忽略不计,但分子本身占有体积,则其状态方程可写为()。
6•同温度下两种理想气体A和B,气体A的密度是气体B的密度的两倍,气体A的摩尔质
量是气体B的摩尔质量的一半,则pA;pB=()。
7•在一定温度下,某一系统的气一液两项达平衡,当增加气相压力使之超过该温度下的饱
和蒸汽压,将出现()现象。
8•当某气体的压缩因子Z<1时,说明理想气体比此真实气体()压缩。
(填“易于”或
“难于”)
计算题
1•有dm3的湿空气,压力为101.325kPa,其中水蒸气的分压力为12.33kPa。
求水蒸气、2和02的分体积以及N2和02在湿空气中的分压力(设空气中N2和02的体积分数分别为0.79和0・21)。
2・在15C、100dm的容器中已有N2(g),其压力为40kPa。
维持体积、温度不变,向容器中通入H2(g)直到总压力达到120kPa。
求通入H2(g)的质量是多少?
3.氯乙烯、氯化氢和乙烯构成的混合气体中,各组分的摩尔分数分别为0.89、0.09和
0・02。
于恒定压力101.325kPa下,用水吸收其中的氯化氢,所得混合气体中增加了分压力为2.670kPa的水蒸气。
试求洗涤后混合气体中氯乙烯及乙烯的分压力。
4.CQ(g)在400时的摩尔体积为0.381dm3?
mol-1。
设CO为范德华气体,试求其压力,并比较与实验值5066.3kPa的相对误差。
第二章
选择题
1•反应C(金刚石)+1/202(g)=CO(g)的热效应为△rH,问此焓值为()。
A.CO2(g)的生成热B.C(金刚石)的燃烧热
C.碳的燃烧热D.全不是
2.1mol单元子分子理想气体从298K、200.0kPa分别经历:
(1)等温,
(2)绝热,(3)等压三条途径可逆膨胀,使体积增加到原来的2倍,所做的功分别为W1、W2、W3,三者的关系是
()。
A.|Wi|>|W2|>|W3|B.|W2|>|Wi|>|W3|
C.IW3|>|W2|>|Wi|D.|W3|>|Wi|>|W2|
3.373K、pB下,imol的水经下列两个不同过程变成373K、pB下的水蒸气:
(1)等温等压
可逆蒸发,
(2)真空蒸发,这两个过程中功和热的关系为()。
c.Ax=ds的积分与路径无关,只与始、终态有关
D.当体系状态变化,x值一定变化
6.在一个绝热钢瓶中,发生一个放热分子数增加的化学反应,那么,()。
A.Q>0,W>0,AU>0B.Q=0,W=0,AUV0
C.Q=0,W=0,AU=0D.QV0,W>0,AUV0
7.下述说法中,那一种不正确()。
A.焓是体系能与环境进行交换的能量
B.焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量
C.焓是体系的状态函数
D.焓只有在某些特定条件下,才与体系吸热相等
8.某高压容器中盛有的气体可能是。
2、Ar、CO2、NH3中的一种,在298K时,由5dni绝热可
逆膨胀到6dm,温度降低21K,则容器中的气体是()。
A.O2B.CO2C.NH3D.Ar
B.
二、填空题(1—5题括号内填〉、
W()0,Q()0。
6.1mol苯(I)在298K时置于弹式量热器中完全燃烧,生成CO2(g)和出0
(1),同时放热3264kJ,
)。
其恒压燃烧热Qp%(
△He-1
7•在25C、101325Pa下,反应1/2(g)+1/2Cl(g)=HCl(g)的△m=-92.5kJ•mol-,则此
三、计算题
1.1mol某双原子理想气体从始态350K、200kPa经过如下4个不同过程达到各自的平衡态,求各过程的功W。
i)恒温可逆膨胀到50kPa;
(2)恒温反抗50kPa恒外压不可逆膨胀;
(3)绝热可逆膨胀到50kPa;
(4)绝热反抗50kPa恒外压不可逆膨胀。
2.5mol双原子理想气体从始态300K、200kPa,先恒温可逆膨胀到压力为50kPa,再绝热可你
压缩到终态压力200kPa,求终态温度T及整个过程W、Q>AU、和△H。
3.已知在100C出0
(1)的饱和蒸汽压p0=101.325kPa,在此温度、压力下H2O勺摩尔蒸发焓AvapHm=40.668kJ?
mol-1。
求100C、101.325kPa下使1kg水蒸气全部凝结成液体水时的QW
AU和AHo(设水蒸气使用理想气体状态方程式)
4.在291K和pB压力下,1molZn(s)溶于足量稀盐酸中,置换出1molH2并放热152kJ。
若以Zn
和盐酸为体系,求该反应所做的功和体系热力学能的变化。
-1
5.100kPa下,冰(HO,s)的熔点为0C。
在此条件下冰的摩尔熔化焓AfusHm=6.012kJ?
mol-。
已知在-10一0C下过冷水结冰的摩尔凝固焓。
6.25C下,密闭恒容容器中有10g固体萘(C10H8,s),在过量的Q(g)中完全燃烧生成CO(g)
和H2O(I),过程放热401.727kJ。
求:
(1)GoH^s)+12Q(g)=10CO(g)+4H2O(l)的反应进度;
2)C10H8(g)的AcHm。
7.已知25C时甲酸甲酯(HCOOCH3,I)的标准摩尔燃烧焓ACH为-979.5kJ?
mol-1,甲酸
(HCOOH,l)、甲醇(CH3OH,l)、水(HO,I)和二氧化碳(CO,g)的标准摩尔生成焓AfH分别为-424.72kJ?
mol-1、-285.83kJ?
mol-1和-393.509kJ?
mol-1。
应用这些数据求25C时下面反应的标准摩尔反应焓。
HCOOH()+CHOH(I)=HCOOGH)+HO(I)
、选择题
1•某一化学反应的A心=0(VBCpm(B)=0),则反应的()。
A.AHAGAS都不随温度而变
B.AH不随温度而变,而AGAS随温度而变
C.AH和AS不随温度而变,而AG随温度而变
D.△HAGAS都随温度而变
2.水在100C、pB下沸腾时,下列各量何者增加?
()
A.熵
B.吉布斯自由能
C.蒸汽压
3•在-20C、101325Pa下,1mol过冷水结冰,则()。
A.AS系统V0,△S环V0,AS总V0
B.AS系统〉0,AS^>0,AS&>0
C.AS系统V0,AS环〉0,AS总〉0
D.AS系统>0,AS^=0,AS^>0
4.在100C、101325Pa下,1mol水全部向真空容器汽化为100C、101325Pa的蒸汽,则该过程()。
A.AGV0,不可逆
B.AG=0,不可逆
C.AG=0,可逆
D.AG>0,不可逆
5.下列过程中,AS为负值的是哪一个?
()
A.液态溴蒸发成气态溴
B.SnO2(s)+2H2(g)=Sn(s)+2H2O(l)
C.电解"Q生成H2和Q
D.公路上撒盐使冰融化
6.一个已经充电的蓄电池以1.8V输出电压放电后,用2.2V电压充电使其恢复原状,则总过程
的热力学量变化为()。
A.QV0,W>0,AS>0,AGV0
B.QV0,WV0,ASV0,AGV0
C.Q>0,W>0,AS=0,AG=0
D.Qv0,W>0,△S=0,△G=0
7.热力学基本方程式dD=-Sdp,+Vdp,可适用于下列哪个过程?
()
A.298K、pB下,水汽化成蒸汽
B.理想气体想真空膨胀
C.电解H2O制取H
D.N2+3H2=2NH未达到平衡
8.室温下,对一定量的纯物质而言,当非体积功等于零时,(A/T)v值为()
A.大于零B.小于零C.等于零D.无定值
9.在下列过程中:
(1)任何封闭系统的循环过程;
(2)气体节流膨胀过程;(3)一定量理想
气体恒温升压,()。
A.△U=0B.△H=0C.△S=0D.△G^0
10.实际气体CO经节流膨胀后,温度下降,那么,()。
A.△S系统〉0,△S^>0
B.△S系统V0,△S^>0
C.△S系统>0,△S环=0
D.△S系统V0,△S环=0
二、填空题(1—4题括号内填>、V或=)
1.理想气体经过绝热可逆膨胀过程,其△S()0;恒温恒压可逆相变中,其吉布斯自由
能的改变量△G()0。
2.1mol单原子理想气体从P1、VT1等容冷却到P2、V、T2,则该过程的△U()0,W()
0,AS()0。
3.298K时,气相反应CO(g)+1/2O(g)=CO(g),则该反应的AG()AA,AU()
AH。
4.理想气体在等温条件下,经横外压压缩至稳定,在此变化中,体系熵变AS体及环境熵变A
S环应为AS体()0,AS^()0。
5.要使一过程的AG=0,应满足的条件是()。
6.理想气体绝热向真空膨胀,体积由V变到^,其厶S=()。
7.卡诺热机在Ti=600K的高温热源和T2=300K。
的低温热源间工作,其热机效率耳=()。
8.高温热源温度Ti=600K,低温热源温度T2=300K。
今有120kJ的热值接从高温热源传给低温
热源,此过程厶S=()。
9.1mol理想气体由298K、100kPa做等温可逆膨胀,若过程△G=-2983J,则终态压力为()。
二、计算题
11
1.已知H2O的比压热容Cp=4.184J?
g?
K-。
今有1kg、10C的出0经下述三种不同过程加热成100C的H2O,求各过程的△S系统、△S环和△S总。
(1)系统与100c热源接触;
(2)系统先于55c热源接触至热平衡,再与100C热源接触;
(3)系统先后与40C、70C的热源接触至平衡,再与100C热源接触。
2.1mol理想气体在T=300K下从始态100kPa经历下列各过程,求各过程的Q△S和厶S总。
(1)可逆膨胀到中态压力50kPa;
(2)反抗恒定外压50kPa;
(3)向真空自由膨胀至原体积的2倍。
3.2mol始态为300K、1MPa的氮原子理想气体,反抗0.2MPa的恒定外压绝热不可逆膨胀至平衡态。
求过程的W、△U、△H和厶So
4•将温度均为300K,压力均为100kPa的100dm3H2(g)与50dm3CH4(g)恒温恒压混合,求过程的△So(假设H2(g)与CH4(g)均可认为是理想气
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