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6.在等压下,进行一个反应A+BC,若∆rHm>
0,则该反应一定是:
吸热反应;
(B)放热反应;
(C)温度升高;
(D)无法确定。
7.一定量的单原子理想气体,从A态变化到B态,变化过程不知道,但若A态与B态两点的压强、体积和温度都已确定,那就可以求出:
气体膨胀所做的功;
(B)气体内能的变化;
气体分子的质量;
(D)热容的大小。
8.一定量的理想气体,经如图所示的循环过程,A→B
为等温过程,B→C等压过程,C→A为绝热过程,那么
曲边梯形ACca的面积表示的功等于:
B→C的内能变化;
(B)A→B的内能变化;
C→A的内能变化;
(D)C→B的内能变化。
9.理想气体从同一始态(p1,V1,T1)出发,分别经恒温可逆压缩(T)、
绝热可逆压缩(i)到终态体积为V2时,环境对体系所做功的绝对值比较:
WT>
Wi;
(B)WT<
WT=Wi;
(D)无确定关系。
10.计算“反应热效应”时,为了简化运算,常假定反应热效应与温度无关,其实质是:
状态函数之值与历史无关;
物质的热容与状态无关;
物质的热容与温度无关;
(D)(D)
反应前后体系的热容不变。
第二章
热力学第二定律
1.可逆热机的效率最高,因此由可逆热机带动的火车:
跑的最快;
(B)跑的最慢;
(C)夏天跑的快;
(D)冬天跑的快。
2.在一定速度下发生变化的孤立体系,其总熵的变化是什么?
不变;
(B)可能增大或减小;
(C)总是增大;
(D)总是减小。
3.理想气体在绝热条件下,在恒外压下被压缩到终态,则体系与环境的熵变:
∆S(体)>
0,∆S(环)>
(B)∆S(体)<
0,∆S(环)<
∆S(体)>
0,∆S(环)=0;
(D)∆S(体)>
4.如图,可表示理想气体卡诺循环的示意图是:
图⑴;
(B)图⑵;
(C)图⑶;
(D)图⑷。
5.某体系等压过程A→B的焓变∆H与温度T无关,则该过程的:
∆U与温度无关;
(B)∆S与温度无关;
∆F与温度无关;
(D)∆G与温度无关。
6.等温下,一个反应aA+bB=dD+eE的∆rCp=0,那么:
∆H与T无关,∆S与T无关,∆G与T无关;
∆H与T无关,∆S与T无关,∆G与T有关;
∆H与T无关,∆S与T有关,∆G与T有关;
∆H与T无关,∆S与T有关,∆G与T无关。
7.等温等压下进行的化学反应,其方向由∆rHm和∆rSm共同决定,自发进行
的反应应满
足下列哪个关系式:
∆rSm=∆rHm/T;
(B)∆rSm>
∆rHm/T;
∆rSm≥∆rHm/T;
(D)∆rSm≤∆rHm/T。
8.等容等熵条件下,过程自发进行时,下列关系肯定成立的是:
∆G<
(B)∆F<
(C)∆H<
(D)∆U<
9.已知水的六种状态:
①100℃,pH2O(l);
②99℃,2pH2O(g);
③100℃,2pH2O(l);
④100℃、2pH2O(g);
⑤101℃、pH2O(l);
⑥101℃、pH2O(g)。
它们化学势高低顺序是:
μ2>
μ4>
μ3>
μ1>
μ5>
μ6;
(B)μ6>
μ2>
μ1;
μ4>
(D)μ1>
μ6>
μ5。
10.任一单组分体系,恒温下,其气(g)、液(l)态的化学势(μ)与压力(p)关系图正确是:
(1);
(B)
(2);
(C)(3);
(D)(4)。
二、计算题
1、2.0mol理想气体在27℃、20.0dm3下等温膨胀到50.0dm3,试计算下述各过程的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS。
(1)
(1)
可逆膨胀;
(2)自由膨胀;
(3)对抗恒外压101kPa膨胀。
2、2.0mol理想气体由5.00MPa、50℃加热至10.00MPa、100℃,试计算该过程的ΔS。
已知Cp,m=29.10J·
mol-1·
K-1。
3、计算下列各物质在不同状态时熵的差值。
(1)1.00g水(273K,101325Pa)与1.00g冰(273K,101325Pa)。
已知冰的熔化焓为335J/g。
(2)1.00mol水蒸气(373K,101325Pa)与1.00mol水(373K,101325Pa)。
已知水的蒸发焓为2258J/g。
(3)1.00mol水(373K,0.10MPa)与1.00mol水(298K,0.10MPa)。
已知水的质量热容为4.184J/(gK)。
(4)1.00mol水蒸气(373K,0.10MPa)与1.00mol水蒸气(373K,1.00MPa)。
假定水蒸气看作理想气体。
3、1.00mol理想气体,在298K时,经
(1)等温可逆膨胀,体积从24.4dm3变为244dm3;
(2)克服恒定的外压10.1kPa从24.4dm3等温膨胀到244dm3,求两过程的ΔS、ΔG、ΔA;
(3)判断上述两过程的方向和限度以什么函数为判据较方便,试加以说明。
4、1.00molH2(假定为理想气体)由100℃、404kPa膨胀到25℃、101kPa,求ΔU、ΔH、ΔA、ΔG。
5、混合理想气体组分B的化学势可用μB=μ
+RTln(pB/p)表示。
这里,μ
是组分B的标准化学势,pB是其分压。
(1)求在恒温、恒压下混合这些组份气体成理想混合气体的热力学能、焓、熵、吉布斯函数及体积变化;
(2)求理想混合气体的状态方程。
第三章
化学平衡
1.化学反应若严格遵循体系的“摩尔吉布斯自由能-反应进度”的曲线进行,则该反应最终处于:
曲线的最低点;
最低点与起点或终点之间的某一侧;
曲线上的每一点;
(D)曲线以外某点进行着热力学可逆过程。
2.设反应A(s)=D(g)+G(g)的∆rGm(J·
mol-1)=-4500+11(T/K),要防止反应发生,温度必须:
高于409K;
(B)低于136K;
高于136K而低于409K;
(D)低409K。
3.恒温下某氧化物分解反应:
AO2(s)=A(s)+O2(g)的平衡常数为Kp
(1),若反应2AO2(s)=2A(s)+2O2(g)的平衡常数Kp
(2),则:
Kp
(1)>
Kp
(2);
Kp
(1)<
Kp
(1)=Kp
(2);
(D)有的Kp
(1)>
Kp
(2),有的Kp
(1)<
Kp
(2)。
4.下列叙述中不正确的是:
标准平衡常数仅是温度的函数;
(B)催化剂不能改变平衡常数的大小;
平衡常数发生变化,化学平衡必定发生移动,达到新的平衡;
化学平衡发生新的移动,平衡常数必发生变化。
5.反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g),在600℃、100kPa
下达到平衡后,将压力增大到5000kPa,这时各气体的逸度系数为γ(CO2)=1.09、γ(H2)=1.10、γ(CO)=1.23、γ(H2O)=
0.77。
这时平衡点应当:
保持不变;
(B)无法判断;
移向右方(产物一方);
(D)移向左方(反应物一方)。
6.已知化合物:
①CaCO3的分解温度为897℃;
②MnCO3的分解温度为525℃,它们在298K下分解反应的平衡常数Kp关系为:
(A)Kp①>
Kp②;
(B)Kp①<
(C)Kp①=Kp②;
(D)无法比较。
7.分解反应A(s)=B(g)+2C(g),此反应的平衡常数Kp与离解压力p之间关系为:
Kp=4p3;
(B)Kp=4p3/27;
(C)Kp=p3/27;
(D)Kp=p2。
8.设反应aA+bB=gG+hH,在p下,300K时的转化率是600K的2倍,在300K下,总压力为p时的转化率是总压力2p的2倍,可推测该反应:
平衡常数与温度、压力成正比;
平衡常数与温度成正比,与压力成反比;
该反应是一个体积增加的放热反应;
该反应是一个体积增加的吸热反应。
9.放热反应2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)达平衡后,若分别采取
1①
增加压力;
②减少NO2的分压;
③增加O2分压;
④升高温度;
⑤加入催化剂,能使平衡向产物方向移动的是:
①②③;
(B)②③④;
(C)③④⑤;
(D)①②⑤。
10.在某温度下,一密闭的刚性容器中的PCl5(g)达到分解平衡,若往此容器中充入N2(g)使体系压力增大二倍(此时体系仍可按理想气体处理),则PCl5(g)的离解度将:
增大;
(B)减小;
(C)不变;
(D)视温度而定。
1、1、
氧化钴(CoO)能被氢或CO还原为Co,在721℃、101325Pa时,以H2还原,测得平衡气相中H2的体积分数
=0.025;
以CO还原,测得平衡气相中CO的体积分数
=0.0192。
求此温度下反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)的平衡常数
。
2.2.
知反应PbS(s)+1.5O2(g)=PbO(s,红)+SO2(g),试计算在762K下的平衡常数,并证明此温度下反应可进行得很完全(可作近似计算)。
3、设物质A按下列反应分解成B和C:
3A=B+C,A、B、C均为理想气体。
在压力为101325Pa,温度为300K时测得有40%解离,在等压下将温度升高10K,结果A解离41%,试求反应焓变。
2、2、
银可能受到H2S(g)的腐蚀而发生下面的反应:
H2S(g)+2Ag(s)=Ag2S(s)+H2(g),在25℃及101325Pa下,将Ag放在等体积的氢和硫化氢组成的混合气体中,问
(1)是否可能发生腐蚀而生成硫化银?
(2)在混合气体中硫化氢的体积分数低于多少才不致发生腐蚀?
已知25℃时Ag2S(s)和H2S(g)的标准摩尔生成吉布斯函数分别为-40.25和-32.90kJ·
mol-1。
4、
(1)某铁矿含钛,以TiO2形式存在,试求用碳直接还原TiO2的最低温度。
若高炉内的温度为1700℃,TiO2能否被还原?
(2)若钛矿为FeTiO3(s),试求用碳直接还原的最低温度。
在上述高炉中FeTiO3(s)能否被还原?
第四章
液态混合物和溶液
1.1.
1
molA与nmolB组成的溶液,体积为0.65dm3,当xB=0.8时,A的偏摩尔体积VA=0.090dm3·
mol-1,那么B的偏摩尔VB为:
0.140dm3·
mol-1;
(B)0.072dm3·
0.028dm3·
(D)0.010dm3·
mol-1。
2.25℃时,A与B两种气体的亨利常数关系为kA>
kB,将A与B同时溶解在某溶剂中达溶解到平衡,若气相中A与B的平衡分压相同,那么溶液中的A、B的浓度为:
mA<
mB;
(B)mA>
(C)mA=mB;
(D)无法确定。
3.下列气体溶于水溶剂中,哪个气体不能用亨利定律:
N2;
(B)O2;
(C)NO2;
(D)CO。
4.在298.2K、101325Pa压力下,二瓶体积均为1dm3的萘溶于苯的溶液,第一瓶中含萘1mol;
第二瓶中含萘0.5mol。
若以μ1及μ2分别表示二瓶萘的化学势,则:
μ2;
(B)μ1<
(C)μ1=μ2;
(D)不能确定。
5.298K、101.325kPa下,将50ml与100ml浓度均为1mol·
dm-3萘的苯溶液混合,混合液的化学势μ为:
(A)
μ=μ1+μ2
;
(B)μ=μ1+2μ2;
(C)μ=μ1=μ2;
(D)μ=⅓μ1+⅔μ2。
6.对于实际稀溶液中的溶剂与溶质的活度系数,下列说法中正确的是:
(溶质用xB表示组成):
当xA→0,γA→0;
当xB→0,γB→1;
当xA→0,γA→1;
当xA→1,γA→1;
当xB→1,γB→1。
7.苯(A)与甲苯(B)形成理想混合物,当把5mol苯与5mol甲苯混合形成溶液,这时,与溶液相平衡的蒸汽中,苯(A)的摩尔分数是:
yA=0.5;
(B)yA<
0.5;
(C)yA>
8.液体A与B混合形成非理想混合物,当A与B分子之间作用力大于同种分子之间作用力时,该混合物对拉乌尔定律而言:
产生正偏差;
(B)产生负偏差;
(C)不产生偏差;
(D)无法确定。
9.挥发性溶质溶于溶剂形成的稀溶液,溶液的沸点会:
降低;
(B)升高;
(D)可能升高或降低。
10.冬季建筑施工时,为了保证施工质量,常在浇筑混凝土时加入盐类,为达到上述目的,现有下列几种盐,你认为用哪一种效果比较理想?
NaCl;
(B)NH4Cl;
(C)CaCl2;
(D)KCl。
25℃时,wB=0.0947的硫酸水溶液,密度为1.0603g/cm-3,求硫酸的摩尔分数,质量摩尔浓度和物质的量浓度以及质量浓度。
2、0℃时,101325Pa的氧气在水中的溶解度为344.90cm3,同温下,101325Pa的氮气在水中的溶解度为23.50cm3,求0℃时与常压空气呈平衡的水中所溶解的氧气和氮气的摩尔比。
3、已知AgCl-PbCl2在800℃时可作为理想液态混合物,求300gPbCl2和150gAgCl混合成混合物时系统的摩尔熵变和摩尔吉布斯函数变以及AgCl和PbCl2在混合物中的相对偏摩尔吉布斯函数。
4、在1073℃时曾测定了氧在100g液态Ag中的溶解度数据如下:
p(O2)/Pa
17.06
65.05
101.31
160.36
V(O2标况下)/cm3
81.5
156.9
193.6
247.8
(1)试判断,氧在Ag中溶解是否遵守西弗特定律;
(2)
(2)
在常压空气中将100gAg加热至1073℃,最多能从空气中吸收多少氧?
5、5、
丙酮
(1)和甲醇
(2)组成溶液,在101325Pa下测得下列数据:
x1=0.400,y1=0.516,沸点为57.20℃,已知该温度下p1*=104.8kPa,p2*=73.5kPa。
以纯液态为标准态,应用拉乌尔定律分别求溶液中丙酮及甲醇的活度因子及活度。
第五章
相平衡
1.H2O、K+、Na+、Cl-、I-体系的组分数是:
K=3;
(B)K=5;
(C)K=4;
(D)K=2。
2.克劳修斯-克拉伯龙方程导出中,忽略了液态体积。
此方程使用时,对体系所处的温度要求:
大于临界温度;
(B)在三相点与沸点之间;
在三相点与临界温度之间;
(D)小于沸点温度。
3.单组分固-液两相平衡的p~T曲线如图所示,则:
Vm(l)=Vm(s);
(B)Vm(l)>Vm(s);
Vm(l)<Vm(s);
4.如图,对于右边的步冷曲线对应是哪个物系点
的冷却过程:
a点物系;
(B)b点物系;
c点物系;
(D)d点物系。
5.如图,对于形成简单低共熔混合物的二元相图,
当物系的组成为x,冷却到t℃时,固液二相
的重量之比是:
w(s)∶w(l)=ac∶ab;
(B)w(s)∶w(l)=bc∶ab;
w(s)∶w(l)=ac∶bc;
(D)w(s)∶w(l)=bc∶ac。
6.如图,对于形成简单低共熔混合物的二元相图,
当物系点分别处于C、E、G点时,对应的平衡共存
的相数为:
C点1,E点1,G点1;
C点2,E点3,G点1;
C点1,E点3,G点3;
C点2,E点3,G点3。
7.在第一种物质中加入第二种物质后,二者的熔点发生什么变化?
总是下降;
(B)总是上升;
可能上升也可能下降;
(D)服从拉乌尔定律。
8.如图是FeO与SiO2的恒压相图,那么存在
几个稳
定化合物:
1个;
(B)2个;
(C)3个;
(D)4个。
9.如图是恒温恒压下的三组分盐水体系相图,复盐
可形成水合物,存在几个三相平衡区:
2个;
(B)3个;
(C)4个;
(D)5个。
1、指出下面二组分平衡系统中的相数、独立组分数和自由度数。
(1)部分互溶的两个液相成平衡。
(2)部分互溶的两个溶液与其蒸气成平衡。
(3)气态氢和氧在25℃与其水溶液呈平衡。
(3)(3)
气态氢、氧和水在高温、有催化剂存在。
2、已知液态银的蒸汽压与温度的关系式如下:
Lg(p/kPa)=-(14323K)T-1-0.539lg(T/K)-0.09×
10-3T/K+9.928
计算液态银在正常沸腾温度2147K下的摩尔蒸发焓以及液态银与气态银的热溶差(ΔCp)。
3、已知100℃时水的饱和蒸汽压为101325kPa,市售民用高压锅内的压力可达233kPa,问此时水的沸点为多少度?
已知水的质量蒸发焓为2259.4kJ/kg。
4、已知铅的熔点是327℃,锑的熔点是631℃,现制出下列六种铅锑合金并作出冷却曲线,其转折点或水平线段温度为:
合金成分wB×
100
5Sb
10Sb
13Sb
20Sb
40Sb
80Sb
转折点温度℃
296和246
260和246
246
280和246
393和246
570和246
5、已知下列数据,试画出FeO-SiO2二组分固液平衡相图(不生成固溶体)?
熔点FeO=1154℃;
SiO2=1713℃;
2FeO·
SiO2(化合物)=1065℃;
FeO·
SiO2(化合物)=1500
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