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第二章 热力学第一定律一、选择题1.物质量为的纯理想气体，该气体的下列物理量中，其值确定后，其他状态函数方有定值的是（ ）。A. B. C. D. 2.有一真空绝热瓶子，通过阀门和大气相隔。当打开阀门时，大气（视为理想气体）进入瓶内，此时瓶内气体的温度将（ ）。A. 升高 B. 降低 C.不变 D. 不确定3.公式适用于下列过程的（ ）。A. 理想气体从1013.25kPa反抗恒定的外压101.325kPa膨胀B. 273K, 101.325kPa下冰融化成水C. 298K, 101.325kPa下电解CuSO4水溶液D. 气体从状态I变化到状态II4.可逆热机的效率为，冷冻机的冷冻系数为，则和的数值满足（ ）。A. B. C. D. 5.对于一定量的理想气体，有可能发生的过程是（ ）。（1）对外做功且放出热量（2）恒容绝热升温、无非膨胀功（3）恒压绝热膨胀（4）恒温绝热膨胀A. （1），（4） B. （2），（3） C. （3），（4） D. （1），（2）6.实际气体经节流膨胀后（ ）。A. B. C. D. 7.根据定义：等压膨胀系数，等容压力系数，等温压缩系数。则三者间的关系为（ ）。A. B. C. D. 8.van der Waals气体经Joule实验后（绝热向真空膨胀），气体的温度将（ ）。A. 升高 B. 降低 C.不变 D. 不确定9.有一容器四壁导热，上部有一可移动活塞，在该容器中间同时放入锌粒和盐酸，发生化学反应后活塞将向上移动一定距离，以锌粒和盐酸为系统，则（ ）。A. B. C. D. 10.1 mol 373 K，标准大气压力下的水经下列两个不同过程达到373K，标准大气压力下的水蒸汽：（1）等温可逆蒸发，（2）真空蒸发。这两个过程中功和热的关系为（ ）。A. B. C. D. 11.1 mol液体苯在298K时置于弹式量热计中完全燃烧，生成水和二氧化碳气体，同时放热3264，则其等压燃烧焓为（ ）。A.3268 B.-3265 C.3264 D.-326812.一个大气压力下，的反应热为，下列说法中错误的是（ ）。A. 就是CO2(g)的生成焓 B. 是C(石墨)的燃烧焓 C. D. 13.在等压下无论用什么过程进行一个A + B = C的反应，若，则该反应一定为（ ）。A. 吸热反应 B. 放热反应 C.是反应过程而定 D. 无热量变化二、填空题1、1mol HCl(g)在298K，标准压力下，溶于水， 0, 0, 0。2、给自行车打气时，把气筒内的空气作为系统，设气筒、橡皮管和轮胎均不导热，则该过程中 0, 0。3、在一封闭的铝锅内装半锅水，放在炉子上加热，以水和蒸汽为系统，则 0, 0, 0, 0。4、273K，标准大气压力下，1mol固体冰融化为水，其 0, 0, 0, 0。5、在一绝热箱内装有浓硫酸和水，开始中间用隔膜分开，然后弄破隔膜，使浓硫酸和水混合。以浓硫酸和水为系统，则 0, 0, 0, 0。6、1mol单原子理想气体始态为273K，标准压力，经下列过程：a.恒容升温1K;b.恒温压缩至体积缩减一半；c.恒压升温10K;d.绝热可逆压缩至体积减少一半。上述四个过程中，终态压力最大的是过程 ，最小的是过程 ；终态温度最高的是过程 ，最低的是过程 。7、理想气体从相同始态分别经绝热可逆膨胀和绝热不可逆膨胀到达相同的终态压力，则终态的温度 ，终态的体积 ，过程的焓变 。8、1 mol单原子理想气体，从273 K，2标准大气压力下经PT = 常数的可逆途径压缩至压力增加一倍的终态，则该过程的为 。三、计算题1、在300 K时，有1 mol理想气体从始态100 kPa的压力，都在等温条件下经历如下三个不同过程，分别求算各过程的Q, W, U和H。（1）在10 kPa的恒压下，体积胀大1 dm3；（2）在10 kPa的恒压下，使气体膨胀到终态压力也等于10 kPa；（3）等温可逆膨胀至气体压力为10 kPa。2、1 mol单原子理想气体，从273 K和标准压力(100 kPa)经可逆过程到达终态，现不知该过程的性质，只知终态压力是始态压力的两倍，U = 3600 J，Q = 1600 J。试计算：（1）终态的温度T2、体积V2和过程的H及W。（2）假设将气体按等压可逆然后是等温可逆这两步到达相同的终态，计算这两步总的H，U，Q和W值。3、有1.0 m3的单原子理想气体，始态273 K、1000 KPa，现经：（1）等温可逆膨胀，（2）绝热可逆膨胀，（3）绝热等外压膨胀，到达相同的终态压力100 kPa。请分别计算终态温度T2、终态体积V2和气体所做的功。四、证明题1、对于理想气体：2、设Joule-Thomson系数J-T和Cp皆是常数，证明：H = CpT - J-T Cpp + 常数第三章 热力学第二定律一、选择题1.理想气体与温度为的大热源接触做等温膨胀，吸热，所做的功是变到终态的最大功的20%，则系统的熵变为（ ）。A. B. C. D. 2.系统经历一不可逆循环后（ ）。A. 系统的熵增加 B. 系统吸热大于对外做功 C. 环境的熵一定增加 D. 环境热力学能减少3.室温下对一定量的纯物质而言，当，的值为（ ）。A. B. C. D. 无法确定4. ，该式的适用条件为（ ）。A. 等温过程 B. 等熵过程 C. 等温、等熵过程 D. 任何热力学平衡系统5.某化学反应若在300K,101.325kPa下在试管中进行时放热，若在相同条件下通过可逆电池进行反应，则吸热，则该反应的为（ ）。A. B. C. D. 6.题5中，反应在试管内进行，其环境的为（ ）。A. B. C. D. 7.在题5中，该反应系统可能做的最大非膨胀功为（ ）。A. B. C. D. 8.在300K,101.325kPa下，1mol过冷水蒸气凝结成水，则系统、环境及总熵变为（ ）。A. B. C. D. 9.可逆机的效率最高，在其他条件相同的情况下假设由可逆机牵引火车，其速度将（ ）。A. 最快 B. 最慢 C. 中等 D. 无法确定10.某单组分系统的当压力升高时，其熔点将（ ）。A. 升高 B. 降低 C. 不变 D. 无法确定11.热力学基本方程可适用的过程是（ ）。A. 298K,101.325kPa下水的蒸发过程 B. 理想气体真空膨胀 C. 电解水制氢气 D. 未达平衡12、水处于图3-7中A点所指状态，则Cp与Cv的关系为（ ）。A. Cp Cv B. Cp Cv C. Cp = Cv D. 无法确定13、在纯物质的S-T图中，通过某点可以分别作出等容线，其斜率分别为和，则在该点两曲线的斜率关系为（ ）。A. x y D. 无法确定14、某气体状态方程为p = f(V) T，f(V)仅表示体积的函数，问在恒温下该气体的熵是随体积V的增加而（ ）。A. 增加 B. 下降 C. 不变 D. 无法确定二、填空题1.在恒熵、恒容、不做非体积功的封闭系统中，当热力学函数 到达最 值的状态为平衡状态。2.1mol单原子理想气体从等容冷却到则该过程的 0, 0, 0（填“”、“”、“”或“=”）。4.实际气体的节流膨胀= 。5.理想气体在273K, 下，分别按下列两种方式膨胀：（a）恒温可逆；（b）绝热可逆。将上述两个过程中热力学变化量的大小用“+”、“-”或“0”，“”表示无法判断，填入下表。过程（a）（b）三、计算题1、在水的标准沸点100 kPa和373 K下，将1 mol H2O(g)可逆压缩为H2O(l)。请计算：（1）该过程的Q，W，U，H，S，A和G。已知在373 K和 100 kPa压力下，水的摩尔汽化焓为vapHm(H2O, 373K) = 40.65 kJ mol-1。（2）计算在130 kPa和373 K时，将1 mol H2O(l)蒸发为同温同压蒸汽的G。并说明用何种判据来判断过程是否自发？2、在600 K，100 kPa压力下，生石膏的脱水反应为CaSO4 2H2O (s) = CaSO4(s) + 2H2O(g)试计算该反应进度为1 mol时的Q, W, rUm, rHm, rSm, rAm和rGm。已知各物质在298.15 K，100 kPa时的热力学数据为（见下表）：物质fHm/(kJ mol-1)Sm/(J K-1 mol-1)Cp, m/( J K-1 mol-1)CaSO4 2H2O (s)-2021.12193.97186.20CaSO4(s)-1432.68106.7099.602H2O(g)-241.82188.8333.58设Cp, m在所在温度区间内是与温度无关的常数。四、证明题1、试证明，对于1 mol理想气体，2、证明理想气体的Cp仅是温度的函数，即 当然也可证明 第四章 多组分系统热力学及其在溶液中的应用选择题1、恒温时，在A-B双液系中，若增加A组分使其分压PA上升，则B组分的气相中的分压PB将（ ）A、上升 B、下降 C、不变 D、不确定2、已知373K时液体A的饱和蒸气压为105Pa，液体B的饱和蒸气压为0.5105Pa。设A和B构成理想溶液，则当在溶液中的摩尔分数为0.5时，在气相中的摩尔分数为（）A、1 B、1/2 C、2/3 D、1/33、一封闭钟罩中放一杯纯水A和一杯糖水B，静止足够长时间后发现( )A、A杯水减少，B杯水满后不再变化B、A杯水减少至空杯，B杯水满后溢出 C、B杯水减少，A杯水满后不再变化D、B杯水减少至空杯，A杯水满后溢出4、保持压力不变，在稀溶液中溶剂的化学势随温度降低而（）A、降低 B、不变 C、增大 D、不确定5、温度273 K，压力为1106Pa下液态水和固态水的化学势(l)和(s)之间关系为（ ）A、(l) (s) B、(l) (s) C、(l) = (s) D、不确定6、在等温、等压下，溶剂A和溶质B形成一定浓度的稀溶液，采用不同浓度表示的话，则（ ）A、溶液中A和B的活度不变B、溶液中A和B的标准化学势不变 C、溶液中A和B的活度因子不变 D、溶液中A和B的化学势值不变7、有四杯含不同溶质相同质量摩尔浓度(m = 1 mol kg-1)的水溶液，分别测定其沸点，沸点升高最多的是（ ）A、Al2(SO4)3 B、MgSO4 C、K2SO4 D、C6H5SO3H8、烧杯A中装有0.1kg，273K的水，烧杯B中装有0.1kg，273K的冰水混合物(其中0.05kg水和0.05kg冰)，用滴管向两烧杯中分别滴入数滴浓H2SO4，则两烧杯中的温度变化将是（ ）A、TA升高，TB升高B、TA升高，TB降低 C、TA降低，TB升高D、TA降低，TB降低9、在温度T时，纯液体A的饱和蒸气压为PA*，化学势为A*，并且已知在101325Pa压力下的凝固点为Tf,A*，当A中溶入少量与A不形成固态溶液的溶质而成为稀溶液时，上述三物理量分别变为pA，A，Tf，它们之间的大小关系为（ ）A、PA* pA，A* A，Tf,A* pA，A* A，Tf,A* TfC、PA* pA，A* TfD、PA* pA，A* A，Tf,A* Tf二、填空题1、摩尔分数为0.5的甲酸水溶液293.15 K和标准大气压力下，每摩尔溶液的体积为2.8310-5 m3mol-1，甲酸的偏摩尔体积为3.9510-5 m3mol-1，把1 mol甲醇加入上述大量溶液中，体积增加_m3，加入1 mol水后体积增加_ m3。2、由两种液体所形成的溶液中，组分的蒸气压对Raoult定律产生不大的正偏差，如果浓度用摩尔分数表示，且选取纯液体为标准态，组分的活度系数必定_于1。如果以组分在极稀溶液中服从Henry定律为参考态，则组分的活度因子必定_于1。3、溶质为挥发性的理想溶液，在温度为T的气、液平衡相中，溶剂A在气相中的组成为yA = 0.89，在液相中xA = 0.85，该温度时纯A的蒸气压为50 kPa。则溶质B的Henry常数为_。4、298 K时纯碘I2(s)在水中的溶解度为0.00132 mol dm-3，今以I2浓度为1mol dm-3的水溶液为参考态，且该溶液中I2遵守Henry定律，则在此参考态时I2的摩尔生成Gibbs自由能为_。5、298 K，有一仅能透过水的渗透膜，将0.01 mol dm-3和0.001 mol dm-3的蔗糖溶液分开，欲使该系统达平衡，需在_溶液上方施加压力。6、在温度T时，溶质B的蒸气压为PB*，Henry常数为kB，溶质B的活度可能有以下两种选择(1)(2)设溶液上方的蒸气为理想气体，则在该温度时两种活度的比值=_，两种活度因子的比值=_。7、在等温、等压下，某物质M在溶剂A和溶剂B分别溶解达平衡时，其Henry常数KA KB，当M溶解在A和B的混合液中（A和B不互溶），达平衡后其分配系数K=CMA/CMB，则K_于1（填“大”或“小”）。三、计算题1、A和B能形成液态混合物，已知两纯组分的饱和蒸气压PA* = 40 kPa，PB* = 120 kPa。现在把A和B的气相混合物，其中A的含量yA = 0.4，放在一带活塞的气缸中，保持温度不变，慢慢推进活塞将气体压缩。请计算：（1）到达露点时，即开始有液体出现时的总蒸气压；（2）在总压为100 kPa时，液相的组成。2、298 K和标准压力下，苯与甲苯可形成液态混合物，求下列过程所需做的可逆非膨胀功。（1）将1mol苯从始态混合物xA,1 = 0.8，用甲苯稀释到终态xA,2 = 0.6；（2）从（1）中xA,2 = 0.6的终态混合物中分离出1mol的纯苯。3、（1）人类血浆的凝固点为-0.5，求37时血浆的渗透压。已知水的凝固点降低常数kf = 1.86 K mol-1 kg。（2）若在310 K某人的渗透压为729.54 kPa，计算要用的葡萄糖等渗溶液中，葡萄糖的质量摩尔浓度。四、证明题1、2、第五章 相平衡一、选择题1、在含有C(S)，H2O(g)，CO(g)，CO2(g)，H2(g)五个物种的平衡系统中，其独立组分数C为（ ）A、3 B、2 C、1 D、42、二元合金处于低共熔温度时系统的自由度f为（ ）A、0 B、1 C、2 D、33、298 K时，蔗糖水溶液与纯水达到渗透平衡时，整个系统的组分数、相数、自由度为（ ）A、C = 2， = 2，f* = 1 B、C = 2， = 2，f* = 2 C、C = 2， = 1，f* = 2 D、C = 2， = 1，f* = 34、FeCl3和H2O能形成FeCl36H2O，2FeCl37H2O，2FeCl35H2O，FeCl32H2O，四种水合物，该系统的独立组分数C和在恒压下最多可能的平衡共存相数分别为（ ）A、C = 3， = 4 B、C = 2， = 4 C、C = 2， = 3 D、C = 3， = 55、对于恒沸混合物，下列说法中错误的是（ ）A、不具有确定组成B、平衡时气相和液相组成相同C、其沸点随外压的改变而改变 D、与化合物一样具有确定组成6、单组分系统与固液平衡线的斜率dp/dT的值（ ）A、大于零 B、等于零 C、小于零 D、不确定7、A，B两液体混合物在T-x图上出现最高点，则该混合物对Raoult定律产生（ ）A、正偏差 B、负偏差 C、没偏差 D、无规则8、下列过程中能适用方程的是（ ）A、I2(s) I2(g)B、C(石墨) C(金刚石)C、Hg2Cl2(s) = 2HgCl(g)D、N2(g, T1, p1) = N2(g, T2, p2)9、某一固体在25和101325 Pa压力下升华，这意味着（ ）A、固相比液体密度大B、三相点压力大于101325 PaC、三相点温度小于25D、三相点压力小于101325 Pa二、填空题1、下列化学反应，同时共存并到达平衡(温度900-1200K范围内)：CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g)CO2(g) + H2(g) = CO(g) + H2O(g)H2O(g) + CO(g) = CaCO3(s) + H2(g)该系统的自由度为_。2、在N2(g)和O2(g)共存的系统中加入一种固体催化剂，可生成多种氮的氧化物，则系统的自由度为_。3、NaCl(s)和含有稀盐酸的NaCl饱和水溶液的平衡系统，其独立组分数为_。4、Al2(SO4)3的不饱和溶液，此系统最大物种数为_，组分数为_，自由度为_。5、298K时，A，B和C彼此不发生化学反应，三者所成的溶液与固相A和由B和C组成的气相同时平衡，则该系统的自由度为_，平衡共存的最大相数为_，在恒温条件下若向溶液中加组分A，则系统的压力将_，若向溶液中加入组分B，则系统的压力将_。6、水在三相点附近的蒸发焓和熔化焓分别为45 kJ mol-1和6 kJ mol-1，此时冰的升华焓为_kJ mol-1。三、计算题1、固态苯和液态苯的蒸气压与热力学温度的函数关系如下：(1) 计算苯的三相点的温度和压力。(2) 计算三相点的熔化焓和熔化熵。2、某元素X在低温下存在三种晶体I, II, III, 在三相点O(T,p)附近，三种晶型的摩尔熵的关系为Sm(II) Sm(III) Sm(I)，摩尔体积的关系为Vm(III) Vm(I) Vm(II)。试画出该元素的p-T示意图，并标出各晶型稳定存在的区域。3、A和B在液态完全互溶，在固态完全不互溶。A熔点比B的低。A与B可形成两种化合物A2B和AB2，A2B的熔点介于A和B的熔点之间，AB2的不相合熔点介于A和A2B的熔点之间。AB2分解时的液相中含B的量比在固相中多。A与A2B的低共熔温度比AB2与B的低共熔点的温度低。请画出A与B形成的低共熔T-x相图的示意图，并表明各相区由哪几相组成。4、已知金属Na(s)的熔点为99.5，K(s)的熔点为63.7，两者在液态可以完全互溶，而在固态完全不互溶。Na(s)与K(s)可以形成一个不稳定化合物Na2K(s)，该化合物在6.8分解成Na(s)和含K的摩尔分数xK=0.42的熔液。K(s)与Na2K(s)的低共熔温度为-15，低共熔混合物的组成为xK=0.68。（1）试画出Na(s)，K(s)的二元T-x图；（2）分析各区的相态、自由度及三相线的组成；（3）画出以xNa=1.0从110开始冷却的步冷曲线和从xK=0.38的从80开始冷却的步冷曲线。并分析步冷曲线上各段的条件自由度。第六章 化学平衡一、选择题1.在温度，压力时，理想气体反应的平衡常数比值为（ ）。A. B. C. D. 2.气相反应A + B = 2C + D，在298K，恒定容器内进行，A和B的初始分压均为，当反应达平衡后，A和B平均分压均为，起始时容器内不含C和D，则该反应在298K时的为（ ）。A. B. 8 C. 10.67 D. 163.某实际气体反应的平衡常数用逸度表示为，则与下述物理量中有关的是（ ）。A. 系统的总压力 B.催化剂 C. 温度 D. 惰性气体的数量4.反应在873K,100kPa下达化学平衡，当压力增至5000kPa时，各气体的逸度因子为，则平衡将（ ）。A. 向右移动 B.不移动 C. 向左移动 D. 无法确定5.在刚性密闭容器中，有下列理想气体反应达平衡，若在恒温下加入一定量惰性气体，则平衡将（ ）。A. 向右移动 B. 向左移动 C.不移动 D. 无法确定6.在温度为1000K时的理想气体反应的平衡常数则该反应的为（ ）。A. B. C. D. 7.已知反应的为正，为正（设和不随温度而变化），预使反应正向进行，则一定（ ）。A. 高温有利 B. 低温有利 C.与温度无关 D. 与压力有关8、标准态的选择对某些物理量有影响的是下述几组物理量中的（ ）。A. f, , rGm B. m, , A C.a, ,rGm D. a, ,二、填空题1.在298K时，反应的，当，反应将向 移动。当时，反应将向 移动。2. 298K时，水的饱和蒸气压为，此时液态水的标准摩尔生成吉布斯自由能，则水蒸气的标准摩尔生成吉布斯自由能为 。3.一个抑制剂结合到碳酸