物理化学学习指导书

内容发布更新时间 : 2024/12/23 21:52:38星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

境,则 .

A.Q > 0,W = 0,?U > 0 B.Q =0,W = 0,?U > 0 C.Q = 0,W > 0,?U > 0 D.Q < 0,W = 0,?U < 0

66.任一体系经一循环过程回到始态,则不一定为零的是 .

A.?G B.?S C.?U D.Q

67.对一理想气体,下列哪个关系式不正确 .

A.

B.

C. D.

68.当热力学第一定律写成dU = δQ – pdV时,它适用于 .

A.理想气体的可逆过程 B.封闭体系的任一过程 C.封闭体系只做体积功过程 D.封闭体系的定压过程

69.在一绝热钢壁体系内,发生一化学反应,温度从T1→T2,压力由p1→p2,则 .

A.Q >0,W >0,?U > 0 B.Q = 0,W <0,?U <0 C.Q = 0,W >0,?U >0 D.Q = 0,W = 0,?U = 0

70.理想气体混合过程中,下列体系的性质,不正确的是 .

A.?S >0 B.?H =0 C.?G = 0 D. ?U = 0

71.任意的可逆循环过程,体系的熵变 .

A.一定为零 B.一定大于零 C.一定为负 D.是温度的函数

72.一封闭体系,从A→B变化时,经历可逆(R)和不可逆(IR)途径,则 . A.Q R = Q IR B. C.W R = W IR D.

73.理想气体自由膨胀过程中 .

A.W = 0,Q>0,?U>0,?H=0 B.W>0,Q=0,?U>0,?H>0 C.W<0,Q>0,?U=0,?H=0 D.W = 0,Q=0,?U=0,?H=0

74.H2和O2在绝热定容的体系中生成水,则 .

A.Q=0,?H>0,?S孤 = 0 B.Q>0,W = 0,?U>0 C.Q>0,?U>0,?S孤>0 D. Q=0,W = 0,?S孤>0

75.理想气体可逆定温压缩过程中,错误的有 .

A. ?S 体= 0 B. ?U=0 C.Q<0 D. ?H=0

76.当理想气体反抗一定的外压做绝热膨胀时,则 .

A. 焓总是不变的 B.热力学能总是不变的

C.焓总是增加的 D.热力学能总是减小的

77.环境的熵变等于 .

A.

B.

C.

D.

四、计算题:

1.试求1mol理想气体从1000kPa,300K等温可逆膨胀至100kPa过程中的ΔU、ΔH、ΔS、Q、W、ΔG和ΔF。

00

2.mol理想气体从298.15K,2P经下列两条途径到达压力为1 P的终态:(1)等温可逆膨胀;(2)自由膨胀,试求这两过程的ΔU、ΔH、Q、W、ΔS、ΔG和ΔF.

56

3. 试求1mol理想气体从10Pa,300K等温可逆压缩至10Pa过程中的ΔU、ΔH、Q、W、ΔS、

65

ΔG和ΔF.理想气体从273.15K, 10Pa下等温反抗恒外压10Pa膨胀至体积为原体积的10倍,试求这两过程的ΔU、ΔH、Q、W、ΔS、ΔG和ΔF.

5

4. 2mol,300K,1.013×10Pa下的单原子理想气体,在等外压下等温膨胀至内外压相等后使其等

11

容升温至1000K压力为6.678×10Pa,计算过程的ΔU、ΔH、Q、W、ΔS、ΔG和ΔF.

-1-1

5、1mol理想气体,其Cv,m=21J·K·mol,从300K开始经历下列可逆过程,由状态I加 热至原温度的2倍,到状态II,(1)定容过程;(2)定压过程。求这两个过程的?U 。

?

6、 298K时,1molCO(g)放在10molO2中充分燃烧,求(1)在298K时的?rHm;(2)该反

??-1

应在398K时的?rHm。已知,CO2和CO的?fHm分别为-393.509kJ·mol和-110.525kJ·mol-1-1-1-1-1

,CO、CO2和O2的Cp,m 分别是29.142 J·K·mol、37.11 J·K·mol和29.355 J·K-1-1

·mol。

7、 过冷CO2(l)在?59℃,其蒸汽压为465.8kPa,同温度固体CO2(s)的蒸汽压为439.2kPa,

-1

求1mol过冷CO2(l)在该温度固化过程的?S。已知,该过程中放热189.5 J·g.

-1-1

8、 1mol O2(理想气体)Cp,m=29.355 J·K·mol,处于293K, 采用不同途径升温至586K,求过程的Q、?H、W、?U。(1)定容过程; (2)定压过程;(3)绝热过程。 9、计算20℃,101.325kPa,1mol液态水蒸发为水蒸汽的汽化热。(已知,100℃,101.325kPa

?-1

时,水的?rHm=4067 kJ·mol,水的Cp,m=75.3

-1-1-1-1

J·K·mol,水蒸汽的Cp,m=33.2 J·K·mol)

4

答案:

一、1、错,2、 错,3、 对,4、 对,5、对,6、错,7、对,8、错,9、错,10、错, 11、错,12、对,13、错,14、错,15、 对,16、 错, 17、对,18、 错,19、 错, 20.错,21.错,22.对,23.对,24.错,25错,26.错,27.错,28.错, 29对 , 30.错,31.对,32.错,33.错,34.错,35.错, 36.错, 37.错

二、1、答: >。 2、答:-128.0kJ/mol ; -120.6kJ/mol。 3、答: 52.25kJ/mol 。 4、答:????T?? , 低于。 5、答: = = >。 6、答: S*(0 K, 完美晶体)=0。 ???p?H7、答: = ;<。 8、答: 13.38J/K。 9、答:绝热可逆过程;循环过程。 10、答:>0 ;=0 ;>0 ;<0 。 11、答:理想气体。 12、答:0 。13、答: p。 14、答: 绝热可逆压缩。15.最大,最小 16.孤立体系 17.

18.最高 最慢,19.(1)>0 <0 (2)< 0,>0 20.<0, >0, =0, =0 21.= 0,>0 22. = 0,= 0,= 0 23.<0,>0,>0,>0。

12

三、1.B 2.B 3.D 4.C 5.D 6.D 7.A 8.A 9.D 10.D 11.A 12.B 13.A 14.B 15.D 16.C 17.C 18.B 19.D 20.A 21.C 22.C 23.C 24.C,25.D 26.C 27.D 28.B 29.C 30.B 31.B 32.B 33.D 34.D 35.A 36.C 37.A 38.A 39.D 40. C 41.B 42.C 43.C 44.D 45.B 46.C 47.C 48.C 49.B 50、D 51、B 52、B 53、A,54、C,55、D 56、 C 57、 B58、 B 59、B 60、D

61、C 62、D 63.B 64.A 65.C 66.D 67.A 68. C 69. D 70. C 71. A 72..B 73.D 74.D 75.A 76.D 77.B

多组分系统热力学

一、判断题:

1 克拉佩龙方程适用于纯物质的任何两相平衡。( ) 2 克—克方程比克拉佩龙方程的精确度高。( )

3 一定温度下的乙醇水溶液,可应用克—克方程式计算其饱和蒸气压。( )

4 将克—克方程的微分式用于纯物质的液气两相平衡,因为?vapHm>0,所以随着温度的升高,液体的饱和蒸气压总是升高的。( )

5 二组分理想液态混合物的总蒸气压大于任一纯组分的蒸气压。( ) 6 理想混合气体中任意组分B的逸度就等于其分压力pB。( ) 7 因为溶入了溶质,故溶液的凝固点一定低于纯溶剂的凝固点。( ) 8 溶剂中溶入挥发性溶质,肯定会引起溶液的蒸气压升高。( ) 9 理想稀溶液中的溶剂遵从亨利定律,溶质遵从拉乌尔定律( )

10 理想液态混合物与其蒸气成气、液两相平衡时,气相总压力p与液相组成xB呈线性关系。( )

11 如同理想气体一样,理想液态混合物中分子间没有相互作用力。( ) 12 一定温度下,微溶气体在水中的溶解度与其平衡气相分压成正比。( )

13

13 化学势是一广度量。( ) 14 只有广度性质才有偏摩尔量。( ) 15 稀溶液的沸点总是高于纯溶剂的沸点。( )

16 单组分系统的熔点随压力的变化可用克劳休斯-克拉佩龙方程解释。( ) 17. 公式 dG = -SdT + Vdp只适用于可逆过程。( ) 18. 某一体系达平衡时,熵最大,自由能最小。( )

//

19.封闭体系中,由状态1经定温、定压过程变化到状态2,非体积功W<0,且有W>?G和?G<0,则此变化过程一定能发生。( )

20.根据热力学第二定律 ,能得出 ( )

21.只有可逆过程的?G才可以直接计算。( )

22.凡是自由能降低的过程一定都是自发过程。( )

,从而得到 。

23.只做体积功的封闭体系, 的值一定大于零。( )

24.偏摩尔量就是化学势。( )

25.在一个多组分溶液中,只有溶质才有偏摩尔量。( )

26.两组分混合成溶液时,没有热效应产生,此时形成的溶液为理想溶液。( ) 27.拉乌尔定律和亨利定律既适合于理想溶液,也适合于稀溶液。( ) 28.偏摩尔量因为与浓度有关,因此它不是一个强度性质。( ) 29.化学势判据就是Gibbs自由能判据。( )

30.自由能G是一状态函数,从始态I到终态II,不管经历何途径,?G总是一定的。( )

/

31.定温、定压及W=0时,化学反应达平衡,反应物的化学势之和等于产物的化学势之和。( )

二、填空题:

1、由克拉佩龙方程导出克-克方程的积分式时所作的三个近似处理分别是(i) ;(ii) ;(iii) 。

2、贮罐中贮有20℃,40kPa的正丁烷,并且罐内温度、压力长期不变。已知正丁烷的标准沸点是272.7K,根据 ,可以推测出,贮罐内的正丁烷的聚集态是 态。

-1

3、氧气和乙炔气溶于水中的亨利系数分别是7.20×107Pa·kg·mol和133×

-1

108Pa·kg·mol,由亨利定律系数可知,在相同条件下, 在水中的溶解度大于 在水中的溶解度。

4、28.15℃时,摩尔分数x(丙酮)=0.287的 氯仿丙酮混合物的蒸气压为29400Pa,饱和蒸气中氯仿的摩尔分数y(氯仿)=0.181。已知纯氯仿在该温度下的蒸气压为29. 57kPa。以同温度下纯氯仿为标准态,氯仿在该真实液态混合物中的活度因子为 ;活度为 。 5、在温度T时某纯液体A的蒸气压为11.73kPa,当非挥发性组分B溶于A中,形成xA=0.800的液态混合物时,液态混合物中A的蒸气压为5.33kPa,以纯液体A为 标准态,则组分A的活度为 ,活度因子为 。

Θ

6、某理想稀溶液的温度为T,压力为p,溶剂A的摩尔分数为xA,则组分A的化学势表达式为:?A=_____________________________________。

7、50℃时,液体A的饱和蒸气压是液体B的饱和蒸气压的3倍,A和B构成理想液态混合物。气液平衡时,液相中A的摩尔分数为0.5,则在气相中B的摩尔分数为 。

14

8、写出理想液态混合物任意组分B的化学势表达式: ??????????????????。

-23

9、0℃,101.325kPa压力下,O2(g)在水中的溶解度为4.49×10dm/kg,则0℃时O2(g)在水中的亨利系数为kx(O2)= Pa。

10、在一定的温度和压力下某物质液气两相达到平衡,则两相的化学势?B(l)与?B(g)??????;若维持压力一定,升高温度,则?B(l)与?B(g)都随之??????;但?B(l)比?B(g)???????,这是因为?????????????。

11、某均相系统由组分A和B组成,则其偏摩尔体积的吉布斯-杜安方程是 。

12、克-克方程的适用条件为 。 13、偏摩尔熵的定义式为 。

14、甲醇-乙醇、乙醇-水、水-盐酸三组混合物或溶液中,可看成理想液态混合物的是 。

15、 对于理想稀溶液,在一定温度下溶质B的质量摩尔浓度为bB,则B的化学势表达式为 。

16 、在300K和平衡状态下,某组成为xB=0.72 混合物上方B的蒸气压是纯B的饱和蒸气 压的60%,那么:(i)B的活度是 ;(ii)B的活度因子是 ;(iii)同温度下从此溶液中取出1mol的纯B(组成可视为不变)则系统G的变化是 。 17、一般而言,溶剂的凝固点降低系数kf与 。

18、 某非挥发性溶质的溶液通过半透膜与纯溶剂达渗透平衡,则此时溶液的蒸气压一定 纯溶剂的蒸气压。

19 、均相多组分系统中,组分B的偏摩尔体积定义VB为 。

20、理想气体混合物中任意组分B的化学势表达式为 。

21.在绝热定容的容器中,两种同温度的理想气体混合,?G ,?S ,?H 。 22.理想溶液混合时,?mixV , ?mixS , ?mixG , ?mixH 。 23.在孤立体系中(体积不变),发生剧烈化学反应,使系统的温度及压力明显升高,则该系统的?S____、?U____、?H____ 、?F____。

24.比较水的化学势的大小(此处p=101.325kPa):(填 >、< 或 =)

①μ(l,100℃, p) ____μ(g,100℃, p) ②μ(l,100℃, p) ____μ(l,100℃,2p) ③μ(g,100℃, p) ____μ(g,100℃,2p) ④μ(l,100℃,2p) ____μ(g,100℃,2p) ⑤μ(l,101℃, p) ____μ(g,101℃, p)

25.非理想溶液溶质的化学势表示式____,其标准态为____。 26.利用?G≤0判断自发过程的条件是__________________。 27.在一定的温度及压力下,某物质液汽两相达平衡,则两相的化学势μB(l)与μB(g)______;若维持压力不变,升高温度,则μB(l)和μB(g)都______;但μB(l)比μB(g)______。 28.理想溶液中任意组分B的化学势:μB=_______________。

29. 298K、101.325kPa,有两瓶萘的苯溶液,第一瓶为2升,溶有0.5mol萘,第二瓶为1升,溶有0.25mol萘,若以μ1和μ2表示两瓶中萘的化学势,则它们的关系为__________。

三、选择题:

15

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