物化复习题.doc

第一章1. 一个系统的热力学能增加了100KJ，从环境吸收了40KJ的热，计算系统与环境的功的交换量；如果该系统在膨胀过程中对环境做了20KJ的功，同时吸收了20KJ的热，计算系统的热力学能变化值。解：W=U-Q=100kJ-40kJ=60kJU=Q+W=20kJ-20kJ=02在373K的等温条件下，1mol理想气体从始态体积25dm3，分别按下列四个过程膨胀到终态体积为100 dm3：向真空膨胀；等温可逆膨胀；在外压恒定为气体终态压力下膨胀；先外压恒定为体积等于50dm3时气体的平衡压力下膨胀，当膨胀到50dm3以后，再以外压等于100 dm3时气体的平衡压力下膨胀。分别计算各个过程中所做的膨胀功。这说明了社么问题。解：W1=0W2=W3=-pe（V2-V1）=-p2（V2-V1）=-=-2.33kJ W4=-pe,1（V2-V1）-pe,2（V3-V2）=-pe,1（V2-V1）-pe,2（V3-V2）=-nRT=-18.314373J=-3.10kJ说明,功不是状态函数,是与过程有关的量.系统与环境的压力差越小，膨胀的次数越多，所做功的绝对值也越大。理想气体等温可逆膨胀做功最大（指绝对值）。3在573K时，将1mol Ne（可视为理想气体）从1000KPa经绝热可逆膨胀到100KPa。求Q、W、U和 H。解：Q=0，U=w=cv（T2-T1） T2=228KW=-4.30kJH=-7.17kJ4试由证明理想气体的。5试由证明理想气体的。6证明，并证明对于理想气体有。7判断下列说法是否正确，并简述判断的依据。（1）因为U =QV，H=Qp，所以QV和Qp是特定条件下的状态函数。（2）根据热力学第一定律，因为能量不能无中生有，所以一个系统若要对外做功，必须从外界吸收能量。（3）某一化学反应在烧杯中进行，热效应为Q1，焓变为H1。若将化学反应安排成反应相同的可逆电池，使化学反应和电池反应的始态和终态都相同，这时热效应为Q2，焓变为H2。则H1=H2。8选择题 （1）有一高压钢筒，打开活塞后气体喷出筒外，当筒内压力与筒外压力相等时关闭活塞，此时筒内温度将 （C）（A）不变 （B）升高 （C）降低 （D）无法判定（2）有一真空钢筒，将阀门打开时，大气（视为理想气体）冲入瓶内，此时瓶内气体的温度将 （B）（A）不变 （B）升高（C） 降低 （D）无法判断（3）将1mol 373K、标准压力下的水分别经历：等温、等压可逆蒸发；真空蒸发，变为373K、标准压力下的水蒸气。这两种过程的功和热的关系为 （A）（A）W1Q2 (B) W1W2,Q1W2,Q10,Ssur =0 (B)Ssys0,Ssur 0 (D)Ssys0(2)在绝热条件下,用大于气缸内的压力迅速推动活塞压缩气体,气体的熵变 (A)(A)大于零 (B) 小于零 (C)等于零 (D)不能确定(3)H2和O2 在绝热钢瓶中生成水的过程 (B)(A) H=0 （） U=0 (C) S=0 (D) G=0(4)在273.15K 和101325Pa条件下,水凝结为冰,系统的下列热力学量中一定为零的是 (D) (A) H （） U (C) S (D) G (5)一定量的理想气体向真空绝热膨胀,体积从V 1 变到 V2 ,则熵变的计算公式为 (B)(A) S=0 (B) S=(C ) S= (D)无法计算(6)对N2(g)和O2(g)的混合气体进行绝热可逆压缩,系统的热力学函数变化值在下列结论中正确的是 ( C)(A) U=0 (B) A=0 (C) S=0 (D) G=0(7) 1mol单原子分子理想气体，温度由T1变到T2时，等压可逆过程系统的熵变为SP,等容可逆过程系统的熵变为SV，两者之比SP：SV等于（ D ）。（A）1：1（B）2：1（C）3:5（D）5:3(8)1g纯H2O(l)在373K、101.3kPa的条件下,可逆气化为同温、同压的H2O(g)，热力学函数的变量为U1、H1和G1。现将1g纯H2O(l)（温度、压力同上）放在373K的恒温真空箱中，控制体积，使系统终态的蒸气压为101.3kPa，这时热力学函数的变量为U2、H2和G2。这两组热力学函数的关系为 （ C ）（A）U1U2, H1H2，G1G2（B）U1U2, H1H2，G1H2，G1=G2（9）甲苯在101.3KPa时的正常沸点为110oC,现将1mol甲苯放入与110oC的热源接触的真空容器中,控制容器的体积,使甲苯迅速气化为同温同压的蒸气。下列描述该过程的热力学变量正确的是 （ D ）（A） vap U=0 （B）vapH= 0 （C）vapS=0 （D）vapG=0 （10）在封闭系统中，若某过程的A=Wmax，应满足的条件是 （A）（A）等温、可逆过程 （B）等容、可逆过程（C）等温、等压、可逆过程 （D）等温、等容、可逆过程（11）热力学第三定律也可以表示为 （B）（A）在0K时，任何晶体的熵等于零 （B）在0K时，任何完整晶体的熵等于零（C）在0oC时，任何晶体的熵等于零（D）在0oC时，任何完整晶体的熵等于零（12）在-10oC、101.325KPa下，1mol水凝结成冰的过程中，下列公式仍适用的是（B）（A）U=TS (B)(C ) (D)化学平衡1. 在973K和标准压力下,反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)的。试根据如下两种情况，分别判断反应的方向：反应系统中各组分的分压都是1.52105Pa; 反应系统中,。解: Qp=1Qp,(rGm)T,p0,故在该条件下,反应不可能自发正向进行,而逆向反应是自发的. Qp=0.045Qp,(rGm)T,p0,故在该条件下,正向进行是自发的.2. 反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)的标准平衡常数与温度的关系为，当CO（g）、H2O（g）、CO2（g）和H2（g）的起始组成的摩尔分数分别为0.30、0.30、0.20和0.20,总压为101.3KPa时,在什么温度以下(或以上),反应才能自发地向生成产物的方向进行?解: Qp=0.444解得T0,故在该条件下,反应不可能自发正向进行.(rGm)T,p=-8.906 kJmol-1(rGm)T,p0,故在该条件下,反应可自发正向进行.多组分系统1 在298K时，有大量的甲苯（A）和苯（B）的液态混合物，其中苯的摩尔分数xB=0.20。如果将1mol纯苯加入此混合物中，计算这个过程的G。解：G=GB-=8.314298ln0.2Jmol-1=-3.99kJmol-1其他章节判断对错：1 硫氢化铵的分解反应：在真空容器中分解；在充有一定氨气的容器中分解，两种情况的独立组分数不一样。2 在抽空容器中，氯化铵的分解平衡NH4Cl（s）=NH3（g）+HCl（g）。该系统的独立组分数、相数和自由度数为1。3 水的三相点与冰点相同。4 沸点和恒沸点相同。5 恒沸混合物是化合物。6 在汞面上加一层水能降低汞蒸气压。其他章节选择题：1 NH4HS（s）与任意量的NH3（g）及H2S（g）达平衡时，有 （A）（A）C=2，p=2，f=2 （B）C=1，P=2，f=1（C ）C=2，P=3，f=2 （D）C=3，P=2，f=32 在大气压力下，FeCl3（s）与H2O（l）可生成FeCl32H2O（s）、FeCl35H2O（s）、FeCl36H2O（s）和FeCl37H2O（s）四种固体水合物，则该平衡系统的组分数C和能够平衡共存的最大相数P为 （C ）（A）C=3，P=3 （B）C=3，P=4（C ）C=2，P=3 （D）C=3，P=53在100kPa的压力下，I2（s）在H2O（l）和CCl4（l）两个完全不互溶的液相系统中达分配平衡。设平衡时I2（s）已不存在，则该系统的组分数和自由度数分别为 （ C）（A） C=2，f*=1 （B）C=2，f*=2（C ） C=3，f*=2 （D）C=3，f*=34某一固体在25oC和大气压力下升华，这意味着 （B）（A）固体比液体密度大 （B）三相点的压力大于大气压（C ）固体比液体密度小 （D）三相点的压力小于大气压5在相图上，当系统处于下列哪一点时，只存在一个相？ （ c）（A）恒沸点 （B）熔点（C）临界点 （D）低共熔点6将纯的H2O（l）放入抽空、密闭的石英容器中，不断加热容器，可以观察到的现象是 （D）（A） 沸腾现象 （B）三相共存现象 （C）升华现象 （D）临界现象7当Clausius-Clapeyron方程应用于凝聚相转变为蒸气时，则 （C ）（A） p必随T的升高而降低 （B）p必不随T 而变（C） p必随T的升高而变大 （D）p随T的升高可变大也可减少8对于恒沸混合物的