物理化学复习题 (上册)
(热力学部分,一)
指出下列过程中,⊿U、⊿H、⊿S、⊿F、 ⊿G何者为零:
理想气体不可逆恒温压缩;
理想气体节流膨胀
实际气体节流膨胀
实际气体可逆绝热膨胀
实际气体不可逆循环过程
饱和液体变为饱和蒸气
绝热恒容没有非体积功时发生化学变化
绝热恒压没有非体积功时发生化学反应
2.理想气体节流膨胀,试填 >、=、<
⊿U 0; ⊿H 0; ⊿S 0; ⊿F 0; ⊿G 0
3. A和B两种气体按下列方式混合:A(T,V)+B(T,V)→A+B(T,V),. 试填 >、=、<
⊿U 0; ⊿H 0; ⊿S 0; ⊿F 0; ⊿G 0
20℃时,水的饱和蒸气压为 2338Pa,现有下列过程:
1mol H2O(L)--------------------------------------------------→1mol H2O(g)
20℃,2338Pa p外 = 0 ,T环 =20℃ 20℃,2338Pa
试填 >、=、<
⊿U 0; ⊿H 0; ⊿S 0; ⊿F 0; ⊿G 0
5. 水的正常冰点为0℃,现有下列过程:
1mol H2O(L)--------------------------------------------------→1mol H2O(s)
0℃,101325Pa p外 =101325Pa ,T环 = 0℃ 0℃,101325Pa
试填 >、=、<
⊿U 0; ⊿H 0; ⊿S 0; ⊿F 0; ⊿G 0
6 水的正常冰点为0℃,现有下列过程:
1mol H2O(L)--------------------------------------------------→1mol H2O(s)
-5℃,101325Pa p外 =101325Pa ,T环 = -5℃ -5℃,101325Pa
试填 >、=、<
⊿U Qp; ⊿H Qp; ⊿S ⊿H/T; ⊿F 0; ⊿G 0; ⊿S 0
7. 计算下列各恒温过程的熵变(气体为理想气体):
1mol 体积为V的N2 与1mol 体积为V的Ar混合成为体积为2V的混合气体;
1mol 体积为V的N2 与1mol 体积为V的Ar混合成为体积为 V的混合气体;
1mol 体积为V的N2 与1mol 体积为V的N2混合成为体积为2V的N2;
1mol 体积为V的N2 与1mol 体积为V的Ar混合成为体积为V的N2.
8. 某实际气体的状态方程为 pVm = RT +αp,其中α是常数。1mol 该气体在恒定的温度下,经可逆过程由p1 变到p2,试用T,p1,p2表示过程的W, Q, ⊿U; ⊿H; ⊿S; ⊿F及 ⊿G
9. 12g O2 从20℃被冷却到-20℃,同时压力从0.1Mpa 变为6Mpa,求其熵变。设O2可作为理想气体,其 Cp,m = 29.16 J·K-1·mol-1.
10. 取273K, 3p0的氧气10dm3,反抗恒外压p0进行绝热不可逆膨胀,求该过程的Q, W, ⊿U,⊿H,⊿S,⊿H ,⊿G,⊿F,已知O2 在298K时的规定熵为205J.K-1.mol-1.
11.1mol水在373K, p0时等温向真空容器蒸发,使终态压力为0.5p0, 已知水在p0 下的汽化热为40.66kj.mol-1,求该过程的⊿U,⊿H,⊿S,⊿H,⊿G。
选择
1.体系的状态改变了,其内能值( )
A 必定改变 B 必定不变 C 不一定改变 D 状态与内能无关
2.1mol,373K,po下的水经下列两个不同过程达到373K,po下的水气,
等温等压可逆蒸发
真空蒸发,这两个过程中功和热的关系为
A W1>W2 Q1>Q2 B W1<W2 Q1<Q2
C W1=W2 Q1=Q2 D W1>W2 Q1<Q2
3. 对于不作非体积功的封闭体系,下面关系始中不正确的是( )
A B
C D
4.一个充满电的蓄电池以1.7V的输出电压放电,然后用2.3V电压充电使其恢复原来状态,则在充放电全过程中,若以电池为体系,功和热的符号为(ΔU=Q-W)( )
A W=0 Q=0 B W>0 Q>0 C W<0 Q>0 D W<0 Q<0
5.若要通过节流膨胀达到制冷的目的,则节流操作应控制的条件是( )
A μJ-T= B μJ-T=
C μJ-T= D 不考虑μJ-T的值
6.当热力学第一定律以表示时,它是用于( )
A 理想气体的可逆过程 B 封闭体系只作体积功的过程
C 理想气体的等压过程 D 封闭体系的等压过程
7.从定义U=H-pV出发推断下列关系式中不正确的是( )
A B
C D
8.1mol 理想气体经等温可逆压缩过程,则( )
A ΔG>ΔF B ΔG<ΔF C ΔG=ΔF D 无法确定
9.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压力,则其终态的温度,体积和体系的焓变必定是:
(A)T可逆>T不可逆, V可逆> V不可逆, △H可逆>△H不可逆
(B) T可逆<T不可逆, V可逆< V不可逆, △H可逆<△H不可逆
(C) (T可逆<T不可逆, V可逆> V不可逆, △H可逆>△H不可逆
(D) T可逆<T不可逆, V可逆< V不可逆, △H可逆>△H不可逆
10.苯在一个刚性的绝热容器中燃烧C6H6+15/2 O2=6CO2(g)+ 3H2O(g),则:
(A)△U=0,△H<0, Q=0 (B) △U=0,△H>0, W=0
(C) △U=0,△H=0, Q=0 (D) △U≠0,△H≠0, Q=0
11.下面说法错误的是:
(A)体系的同一状态具有不同的体积;
(B)体系的不同状态具有相同的体积;
(C)体系的状态改变拉,可能所有的状态函数都要发生变化;
(D)体系的某一状态函数 改变拉其状态必发生变化;
12.在正常冰点,液体凝结为固体过程中,下列各量发生变化的是:
(A)饱和蒸气压 (B)内能 (C)自由能 (D)固化热
13.任一稳定单质在任何温度下的标准生成自由能
(A)根据规定为零 (B)根据自由能定义应为零
(C)根据规定不一定为零 (D)根据自由能定义不一定为零
14.液相化学反应在300K,1大气压下于烧杯中进行,放热60KJ/ mol,若在相同条件下安排成可逆电池进行,吸热6KJ/mol,此时体系的熵变为:
(A)-20j/k.mol (B)40j/k.mol (C)-40j/mol (D)20j/k.mol
15.某气体的状态方程为(α为大于零的常数),此气体经绝热真空膨胀后的温度将( )
A 不变 B 上升 C 下降 D 不确定
16.理想气体与温度为T的大热源接触作等温膨胀吸热Q,所作的功是变到相同状态的最大功的20%,则体系的熵变为( )
A B 0 C D
17.对n mol理想气体的值等于( )
A B C D
18.以下叙述中不正确的是( )
A 体系的同一状态具有相同的体积
B 体系的不同状态可具有相同的体积
C 状态改变,体系的所有状态函数都改变
D 体系的某一状态函数改变,其状态一定改变
19.下列关系式中,哪一个不需要理想气体的假设
A Cp-CV=nR B dlnp/dT=ΔH/RT2 C ΔH=ΔU+pΔV(恒压过程)
D 绝热可逆过程,pVγ=常数
填空
20.在一绝热刚性容器中进行某一化学反应,该体系的内能变化为 ,焓变化为 。
21.理想气体向真空膨胀,体积由V1变到V2,其ΔU ,ΔS .
22.1mol理想气体由T1、p1、V1经绝热可逆膨胀值T2、p2、V2,则θ= ,W= , ΔU= ,ΔH=
23.实际气体节流膨胀ΔS= .
24.苯与氧在以刚性绝热容器中燃烧:
此过程的Q ,W ,ΔU ,ΔH ,ΔS .
25.对一理想气体体系进行绝热可逆压缩,此过程的Q ,W ,ΔU , ΔH ,ΔS .
26.1mol理想气体在300K下,等温由5p0变化到1po,此过程的ΔU ,ΔH ,ΔS ,ΔF ,ΔG 。
27.有一高压绝热钢瓶,打开活塞使气体喷出瓶外,当内外压力相等时关闭活塞,此时,瓶内温度与原来的温度相比,那个高?
28.1mol单原子理想气体(298.15K,2pO),经历(1)等温;(2)绝热;(3)等压3条途径可逆膨胀值体积为原来的两倍为止,所作功为W1,W2,W3,3着顺序为 。
29.某化学反应在恒压,绝热和只作体积功的条件下,体系温度由T1升高至T2,此过程的焓变为:
30.2mol理想气体进恒温过程由V1变到V2,则体系的ΔU ,ΔH ,ΔS ,ΔG 。
31.从热力学基本关系式可导出等于 。
32.以化学反应在300K、1po下于烧杯中进行,放热60kJ·mol-1,若在相同温度和压力下安排成可逆电池进行,则吸热6kJ·mol-1,此反应的ΔrHmo= ,ΔrSmo= .
33.对于孤立体系中发生的实际过程,其Q ,W ,ΔU ,ΔS .
判断
34.化学反应的恒压热效应Qp比大于其恒容热效应QV。
35.任意过程的ΔG一定等于-W( )
36.对于1mol理想气体, ( )
37.非理想气体经历绝热自由膨胀后,其内能变化不一定为零
38.理想气体的J-T系数不一定为零
39.自然界中不可能存在温度降低但熵值增加的过程
计算和证明
40.若1mol某气体的状态方程为,其中a是常数。试求1mol该气体从(p1,V1)经恒温可逆过程变至(p2,V2)时的W、Q、ΔU、ΔH、ΔS、ΔG。
41.证明
42.(1)在298.2K时,将1molO2从101.325kPa等温可逆压缩到6×101.325kPa,求Q、W、ΔU、ΔH、ΔF、ΔG、ΔS体、ΔS隔离。
自始至终用6×101.325kPa的外压等温压缩到终态,求上述个热力学量的变化值。
43.
44.苯在正常沸点353K下的ΔvapHmo=30.77kJ·mol-1,今将353K及po下的1mol苯(l)向真空等温蒸发为同温同压下的苯蒸气(理想气体)
①求算此过程中苯吸收的热量Q和所做得功W
②求苯的摩尔气体熵ΔvapSmo及摩尔气体吉布斯自由能ΔvapGmo
③ΔS环
④判断上述过程的方向
⑤298K苯的蒸气压为多大
45.某实际气体,经历了一不可逆循环,该过程的W=400J,则此过程的Q为多少。
46.1摩尔单原子分子理想气体,沿着p/V=b(常数)的可逆途径变化,式求该过成变化时,理想气体的热容。
47.判断在383K、111500Pa的条件下,水蒸气能发哦自动凝结为液态水?
100℃、101325Pa下,水的蒸发热为40700J·mol-1;Cpm(H2O,g)=33.6J·K-1·mol-1, Cpm(H2O,l)=75.3J·K-1·mol-1,设水蒸气为理想气体,压力的改变对液态水的影响忽略。
48.过饱和溶液中容剂的化学势比纯容积的化学势高低如何?
49.某实际气体的状态方程为,α大于零。档次气体经绝热向真空膨胀后,气体的温度将如何变化?
50.1mol理想气体在等温条件下,经恒外压压缩至稳定,环境和体系的熵如何变化?
48.蒸气压于温度的关系式为
计算其在正常沸点(-103.9℃)时的蒸发热。
49.
50.1mol理想气体在27℃是从2po可逆膨胀至po,求ΔF和ΔG。
51.对于1mol理想气体,证明
52.试验测的固体和液体苯在熔点附近的蒸气压如下二式所示:
计算苯的三相点的温度、压力和熔融熵。
53.甲醇蒸气在25℃是的标准摩尔生成自由能ΔfGmo=-161.7kJ·mol-1,饱和蒸气压为16.313kPa,计算甲醇液体在25℃的标准摩尔生成自由能ΔfGmo(l),已知25℃时甲醇的摩尔质量为32g·mol-1,计算时,把甲醇蒸气作为理想气体。
54.电池 Pb-Hg(x (Pb)=0.0165)∣Pb(NO3)2 水溶液∣Pb-Hg(x(pb))=0.000625 其中x 代表Pb在汞齐中的物质的量分数。
假设上述汞齐可视为理想溶液。
⑴计算该电池在25℃时的电动势;
⑵设该电池在25℃,101325Pa 下可逆放出2mol e的电量,求电池反应的热效应;
⑶设T,P同上,单使电池在两极短路的情况下放电,求电池反应的热效应;
⑷若使电池在端电压为0.8E的条件下放出1 mol e 的电量,求电池反应的热效应。
55.已知1mol 氢气的物态方程为P(V—b)=RT(b为大于0的常数)。若该气体经一个绝热的自由膨胀过程由 始态(T1,V1)到终态体积为V2。求:
⑴终态的温度T2;
⑵过程的△U、△ H、△ S :
⑶计算说明该气体经节流膨胀后,温度如何变化?
56.等温等压条件下(298.15k,p0 )条件下,某一化学反应在不作非体积功条件下进行,放热40.0 KJ/mol,若该反应通过可逆电池来完成,则吸热40.0 KJ/mol,求该反应的熵变△r Sm0 .
57.1mol液体A,在 p0 及正常沸点T b 下,在真空容器中蒸发,最终变为与初态同温(T b ),同压(p0)的1mol蒸气A。设蒸气为理想气体,与气体体积相比,液体的体积可忽略不计。已知液体A在60℃时饱和蒸气压为0.50 p0 蒸气热为35.00 KJ/mol,并设蒸发热与温度无关。
⑴计算该液体的正常沸点T b (压力为p0 时的沸点)
⑵计算过程的△U、Q、△ S、△G
58.10g 0℃的冰加到40℃的水中。设热量没有其他损失,求上述过程的、△ S为多少?
59.固态氨和液态鞍的饱和蒸气压分别为ps 和Pl,且有lnps=23.03- 3754/T,lnPl=19.49-3063/T.其中P的单位为133pa,试求
⑴三相点的温度和蒸气压
⑵三相点的蒸发热△HV,升华热△HS和融化热△Hm.
60.计算1mol苯的过冷液体在-5℃,p0 时凝固过程的△ S和△G,已知苯的熔点为5.5℃,-5℃时固态苯和液态苯的饱和蒸气压分别为0.0225 p0 (17.1 mmHg)和0.026056 p0 (19.8mmHg), -5℃, p0时苯的摩尔融化热△fusHm0(268k),-9860J/mol,液态苯和固态苯的摩尔体积分别为Vm(l),Vm(s),且在-5℃附近有:Vm(l)≈Vm(s)≈8.9×10-5 m3/mol.
61.将单组分体系相变为克莱贝龙方程演化为克-克方程的三个条件是什么?
62 .在一绝热钢筒中进行如下反应:H2 (g) + 1/2 O2(g)=H2O(g),该反应自发进行,问此变化中下述各量哪些为零,哪些大于零,哪些小于零?Q, W, △H, △U、△ S、△F
63.固体CO2 的蒸气压(Pa)与温度间的经验式如下:
lgPs/Pa =-1353/T(K)+11.957 。已知熔融热为9060 J/mol,三相点温度为-56℃,试求出液体CO2的蒸气压(Pa)与温度的关系式lgPl/Pa=-879.8/T(k)+9.772
64.在298K有14gN2以(1)恒温可逆膨胀;(2)恒温自由膨胀 (3)绝热可逆膨胀三种方式膨胀到其初始体积的二倍,试求总熵变。
65.已知在25℃,101.325KPa时下面反应 H2 + 1/2 O2 →H2O(l)的焓变△rHm0=-285.8kj/mol,设计成氢氧电池使上述反应以可逆方式进行,该电池电动势是1.22伏,计算反应体系的熵变和过程的总熵变。
二. 统计热力学部分
1.热力学函数与配分函数的关系对于定位体系和非定位体系都相同的是:
a. G、F、S b. U、H、S
c. U、H、Cv d. G、H、Cv
2. NH3分子的平动、转动、振动自由度分别为
a. 3 ?、3 、6 b. 3 ?、2 、7
c. 3 ?、2、6 d. 3 ?、3 、7
3.一个体积为V、质量为m的离域子体系其最低平动能级和其相邻能级间隔为
4.三维平动子基态能级的简并度为 ;第一激发态能级的简并度为 ;
平动能为14h2 /8mV2/3能级的简并度为 ;
5 关于配分函数,下列那一点是不正确的
粒子的 配分函数是一个粒子所有可能状态的玻兹曼因子之和;
并不是所有配分函数都无量纲;
粒子的 配分函只有在独立子体系中才有意义;
只有平动配分函数才与体系的压力有关。
6在定位体系与非定位体系,热力学函数有区别的是 。
7 CO 和N2 质量m相同,转动惯量相同,但其摩尔转动熵不同,原因是 ;
分子的摩尔转动熵较大。
8.双原子分子Cl2的振动特征温度θv = 801.3K, 不考虑电子运动和核运动的贡献,
(1)求Cl2在 323K时的Cv,m ; (2)当Cl2分子的平动、转动和振动运动全部展开时,其Cv,m 为何值;(3)说明以上两值产生差别的原因。
18.非理想气体是:
a.独立的不可别粒子体系; b.相依粒子体系;
c.独立的可别粒子体系; d.定域的可别粒子体系
19.某体系有1mol NO分子,每个分子有两种可能的排列方式,即NO 和ON,也可将体系视为NO 和ON 的混合物,在0K下,该体系的熵值为
a. 0 b. k ln 2
c R ln 2 d.. 2 k ln 2
20. 在298.15K, p0 下,摩尔平动熵最大的气体为
a. H2 b. CH4
c NO d.. CO2
21 对于宏观热力学体系,能级愈高,此能级量子态所具有的分子数 ;体系温度愈高,高能级所具有的分子数
22.设双原子分子AB为理想气体,计算在1000K时处在v = 2, J = 5 和v = 1, J = 2能级的分子数的比。已知,θv = 3700K;θr =12.1K.
23.CH4 分子的平动自由度为 ;转动自由度为 ;振动自由度为
24.分子配分函数q的物理含义是对
进行加和。当体系温度T→0K时,体系的中分子(N个)处于 状态。 当体系温度T→+∞时,体系的分子的分配为 。
25.对统计体系的分类下述不正确的是
a. 晶体属于定位体系; b. 气体属于非定位体系
c. 理想气体、绝对零度的晶体属于独立子体系;d. 实际气体、液体属于相依粒子体系。
26.关于宏观状态和微观状态的描述不正确的是
a. 宏观状态由体系宏观状态来描述; b. 微观状态指某一瞬间的状态;
c. 微观状态在经典力学中用相空间来描述,在量子力学中用波函数来描述;
d. 微观状态数不是状态函数。
27.关于分布的描述不正确的是
指N个粒子在许可能级上的一种分配; b. 指N个粒子在量子态上的一种分配;
c. 定位体系和非定位体系的分布数相同; d, 描述一种分布需要一套分布数。
28.关于玻兹曼分布的描述不正确的是
a. 玻兹曼分布是微观状态数最多的一种分布; b. 玻兹曼分布是最概然分布;
c. 玻兹曼分布是宏观平衡分布; d, 定位体系和非定位体系的玻兹曼分布表达式不同。
29.关于玻配分函数q的描述不正确的是
配分函数q是一个粒子的有效状态和;
b. 配分函数q 无量纲,由配分函数可直接计算体系的宏观性质
c. 体系一定时配分函数q有定植(q是状态函数);
粒子配分函数是各种运动形式配分函数的加和。
30.下述说法不正确的是
玻兹曼统计只适用于独立子体系;
费米-狄拉克统计适用于由电子、质子、中子以及由奇数个粒子构成的体系;
玻色-爱因斯坦统计适用于由光子以及由偶数个粒子构成的体系;
经典统计和量子统计的最概然分布表达式相同。.
填充题:
31.I2分子的振动能级间隔为0.43×10-20 j. 在298K时某一能级与其次能级上分子数的比值Ni+1/Ni = .
32. 1mol理想气体,在298K时,已知其分子的配分函数为1.6,假定ε0 = 0,g0 = 1, 则处于基态的分子数为
33.设有一极大数目的三维平动子组成的体系,运动于边长为a的立方容器中,体系体积、粒子质量和温度有如下关系,h2/8ma2 = 0.100kT, 则处于ε1 = 9h2/4ma2 和ε2 = 27h2/8ma2上粒子数目的比值是
34.300K时,当分布在 J = 1转动能级上的分子数是J = 0能级上的3e倍时,其分子的转动特征温度为
35.某分子转动光谱中相邻两谱线的波数间隔为 20.48cm-1, 则该分子的转动惯量为
36.当热力学体系的熵函数S增加0.418 j . K-1 时,则体系的微观状态数增加⊿Ω/Ω为
37.300K时,有1mol氪(Kr)气和有1mol氦(He)气, 处于相同的体积V中,若使两种气体具有相同的熵值,则氦(He)的温度应为
38.NO晶体是由其二聚物N2O2分子组成,该分子在晶体中有两种随机取向,则0K 1mol NO晶体的残余熵为
39.有四种分子,H2(M=2,θr =87.5K,θv = 5976K ); HBr(M=81,θr =12.2K,θv = 3682K ); N2(M=28,θr =2.89K,θv = 3353K ); H2(M=71,θr =0.35K,θv = 801K ),在同温同压下,那种气体的最大?那种气体的最大?那种分子的振动频率最小?
三、溶液—多组分体系热力学在溶液中的应用
1. 的使用条件为
a. 等温过程; b. 等熵过程;
c, 等温、等熵过程; d. 任何热力学均相平衡体系,Wf = 0.
2.已知挥发性纯溶质A液体的蒸气压为67 Pa, 纯溶剂B的蒸气压为26665 Pa,该溶质在在此溶液中的饱和溶液的物质的量的分数为0.02, 则此饱和溶液(假设为理想液体混合物)的蒸气压为
a. 600 Pa; b. 26133 Pa;
c, 26198 Pa; d. 599 Pa.
3.下列公式中与拉乌尔定律无关的是
a. pA = .aA; b. – (pA - p)/ p= xB
c, fA = .xA d. pA = p XA.
4. 溶液的化学系等于溶液中各组分的化学系之和。
5.1mol NaCl 溶于1升水中,在298K时,只有一个平衡蒸气压。
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的活度系数不变; d. 溶液中A和B的化学势不变。
7.300K下,1molA与1molB形成理想溶液,此过程的⊿mixV = ; ⊿mixH = ;
⊿mixS = ; ⊿mixG = ;
8. 598.15K时,XHg = 0.497的汞齐与气相达成平衡,气相中汞的蒸气压为纯汞在相同温度下饱和蒸气压的43.3%,该汞齐中汞的活度系数为
a. 1.15; b. 0.87;
c, 0.50; d. 0.43.
9. 273.15K、2p0时,水的化学势比冰的化学势
a. 高; b. 低;
c, 相等; d.不可比较.
10.在298.15K时,向甲苯摩尔分数为0.6的苯-甲苯理想溶液(大量)中,加入1mol苯,此过程的⊿mixH = ; ⊿mixS = ; ⊿mixG = 。
11.从微观上看,A、B两组分形成理想溶液的条件为:
。
12.在298K时,某纯液体蒸气压为11732.37 Pa, 当有0.2 mol非挥发性溶质溶于0.8 mol的该液体中时,溶液的蒸气压为5332.89 Pa, 设蒸气为理想气体,则溶液中溶剂的活度系数为
a. 2.27; b. 0.568;
c. 1.80; d. 0.23.
13.15℃时,将1mol NaCl 溶于4.559 mol 水,此溶液的蒸气压为596.5Pa, 已知在此温度下,纯水的饱和蒸气压为1705Pa, 试求:
此溶液中水的活度系数为多少?
溶液中水和纯水的化学系相差多少?
14.298K时,A和B两种气体单独在某一溶剂中溶解且遵守亨利定律,亨利常数分别为Ka 和Kb,且Ka 大于Kb,当A和B的平衡分压相同时,在一定量的该溶剂中所溶解的A物质和B物质的量的关系如何?
15.有一水溶液中含有非挥发性溶质,在298K及p0时,蒸气压为3121Pa, 已知纯水在温度下的饱和蒸气压为3166Pa,试求,
水溶液在p0 下的凝固点;
p0 下的沸点;
298.15K时的渗透压。
水的Kf = 1.86 K.mol-1.kg ; Kb= 0.52 K.mol-1.kg, 设此溶液为理想溶液。
16.过饱和溶液中溶质的化学势比纯溶质的化学势高低如何?
a. 高; b. 低;
c. 相等; d. 不定.
16.过饱和溶液中溶剂的化学势比纯溶剂的化学势高低如何?
a. 高; b. 低;
c. 相等; d. 不定.
关于化学势中标准态,下列叙述不正确的是
标准态的选择是人为规定的;
纯理想气体的标准态是任意温度、p = p0 时的真实态;
纯实际气体的标准态是任意温度、f = p0 且符合理想气体行为的假想态;
标准态的选取不同,热力学函数的改变量不同。
A和B组成理想溶液,下列叙述不正确的是
分子间没有作用力;
A分子和B分子体积大小相近;
A-A分子,A-B分子, B-B分子间作用力大小相近;
对理想溶液,拉乌尔定律和亨利定律没有区别。
3. 为了表示溶液的非理想性
a.活度系数只用于溶质; b.渗透系数只用于溶剂;
c 若衡量整个溶液的程度,则用超额函数;
d.正规溶液的非理想性完全是由混合热效应引起的;
e .无热溶液的非理想性完全是由混合熵引起的
判断正误:
4.对于纯组分,则化学势等于其摩尔自由能。
5.在同一稀溶液中,组分B的浓度可用xB、mB、cB表示,其标准态的选择也不同,则相应的化学势也不同。
6.气体的标准态都取温度为T、压力为p0,且符合理想气体行为的状态,所以纯气体只有一个标准态。
7.同一溶液中,若标准态规定不同,则活度也不同。
8.二组分理想溶液的总蒸气压大于任一组分的蒸气分压。
9 298K时,0.01mol kg-1 糖水的渗透压与0.01mol kg-1 食盐水的渗透压相等。
10.比较下列几种状态下水的化学势哪个大
373K, p0,H2O(L);
373K, p0,H2O(g);
373K, 2p0,H2O(L);
373K, 2p0,H2O(g);
374K, p0,H2O(L);
374K, p0,H2O(g);
①与②比较;③与④比较;⑤与⑥比较;①与④比较;④与⑥比较
11.在293K时,某溶液①的组成为 1NH3.8.5H2O,其蒸气压为10.67Kpa, 溶液 ②的组成为 1NH3.21H2O,其蒸气压为3.6 Kpa, 若从大量的①中移1mol NH3 到大量的②中,求过程的⊿G是多少?
12.已知实际气体的状态方程为:-
pVm = RT + Bp + Cp2 +…….
求该气体的逸度表达式。
13.300K时,液态A的蒸气压为37.33Kpa, 液态B的蒸气压为22.66Kpa, 当2 mol A与2molB混合后,液面上方蒸气压力为50.66Kpa, 在蒸气中A的摩尔分数为0.6, 假定蒸气为理想气体
求溶液中A和B的活度;
求溶液中A和B的活度系数;
⊿mixG;
④若溶液是理想溶液,则⊿mixGid 为多少?
14. 323K时醋酸(A)和苯(B)组成二组分溶液,各组分在气液平衡时气相中的分压分别为pA和pB,A组分在液相中的摩尔分数为xA, xA与pA、pB的关系经实验测定如下表所示:
xA
0
0.0835
0.2973
0.6604
0.9931
1.000
pA/Pa
/
1535
3306
5360
7293
7333
pB/Pa
35197
33277
28158
18012
466.6
/
假定蒸气为理想气体。当醋酸(A)在溶液中的摩尔分数为0.6604时:
以拉乌尔定律为基准,求醋酸(A)和苯(B)的活度和活度系数;
以亨利定律为基准,求苯(B)的活度和活度系数;
求298K时上述组分的超额吉布斯自由能和混合布斯自由能..
四、相平衡
1固体Fe 、FeO、 Fe3O4与 CO 、CO2 达到平衡时,其独立化学平衡数R, 组分数C和自由度数f分别为:
a. R = 3 , C = 2, f = 0 ; b. R = 4 , C = 1, f = 1 ;
c. R = 1 , C = 4, f = 2 ; d. R = 2 , C = 3, f = 1.
一个体系的物种数可以因考虑问题的角度不同而不同,而组分数是固定不变的。
相是热力学体系中 和 完全均匀的部分。
4 在含有C(s)、 H2O(g) 、CO(g) 、CO2(g)、 H2(g)五种物质的平衡体系中,其独立组分数为
a. 3 b. 2 ;
c. 1 ; d.4.
5.298K时,蔗糖水溶液与纯水达渗透平衡,整个体系的组分数、相数、自由度数为
a. C = 2 , Ф= 2, f* = 1 ; b. C = 2 , Ф= 2, f* = 2;
c. C = 2 , Ф= 1, f* = 2 ; d. C = 2 , Ф= 1, f* =3.
在含有C(s)、 H2O(g) 、CO(g) 、CO2(g)、 H2(g)五种物质中, 建立了如下三个平衡
C(s) + H2O(g) = H2(g) + CO(g)
CO2(g) + H2(g) = H2O(g) + CO(g)
C(s) + CO2(g) = 2CO(g)
则此体系的独立组分数C= 自由度数f= 和相数Ф =
6,向 N2 O2 体系中加入一种固体催化剂,可生成多种气态氮的氧化物,则体系的独自由度数f=
7.H2SO4 与H2O 可形成H2SO4. H2O(s)、, H2SO4 .2H2O(s)、 与H2SO4.4H2O(s)三种水合物,在p0下,能与硫酸水溶液和冰达平衡的硫酸水合物最多可有几种?
a. 3 b. 2 ;
c. 1 ; d.0
8.定温下,水、苯、苯甲酸的平衡体系中可以同时共存的最大相数为
a. 3 b. 4 ;
c. 5 ; d.6
9. NaCl水溶液与纯水达渗透平衡时,其组分数C = 、相数Ф = 、自由度数 f =
10. 某纯物质的相图如下,在图中标出物质各态所占的区间,并判断随压力的上升,此物质的凝固点是上升还是下降,并解释其原因
11.对于1、2、3组分体系,当体系达平衡时,最多可有几相平衡共存?
12.有三元体系相图如上,请指出图中各区域存在的相,相数和自由度。若有组成为NH4Cl和NH4NO3的混合物,如何能得到纯的NH4Cl?
13.请根据A-B二组分体系的熔点组成图填写下表:
14.A、B两金属的步冷曲线如下图,被测体系中XB = 0.0;0.1; 0.25; 0.4; 0.5; 0.6; 0.75; 0.9和1.0共9条,已知两金属可形成分子比为 1:1的稳定化合物,且两者不形成固溶体.
请根据此曲线绘出A、B两合金的相图;
写出各区域的组成和自由度;
给出XB = 0.3的步冷曲线。
15有二元凝聚系的相图如下,请标明图中各区域的组成和自由度,绘出P1、P2、P3各点的步冷曲线。
16.A、B二元相图如图所示,写出相区1~10的相组成;并说明温度线T1~T5各有几相组成。(L 液相;α、β、γ 固溶体)
17.已知A、B二组分体系的相图(T-X图),如图1。
请标明图中各区域的相态,水平线EF GH及垂线CD上的体系的自由度。
画出从a、b、c点冷却的步冷曲线(在图2上作步冷曲线)。
1.指出下列平衡体系中的物种数、组分数、相数和自由度数:
Ca(OH)2(s)与 CaO(s)和H2O(g)呈平衡。
在A和B形成的二元凝聚体系中,在转熔点发生转溶反应:
B(晶) + L( 熔液) = AmBn( 晶)
CaSO4 与其饱和水溶液达平衡。
5克氨气通入1升水中,在常温常压下与蒸气平衡共存。
I2 在液态水和CCl4中分配达平衡(无固体存在)
将固体NH4HCO3(s)放入真空容器中恒温至400K, NH4HCO3(s)按下式分解达平衡
NH4HCO3(s) = NH3(g) + H2O(g) + CO2(g)
NaH2PO4溶于水中与蒸气呈平衡,求最大物种数、组分数和自由度数。
Na+、Cl-、K+、NO3-、H2O(l)达平衡。
NaCl (s)、KCl(s)、 NaNO3(s)与KNO3(s)的混合物与水平衡。
含有KCl和NaCl的水溶液与纯水达渗透平衡。
⑾ 含有CaCO3(s) CaO(s) CO2(g)的体系与CO2(g)和N2(g)的混合物达渗透平衡。
在下列物质共存的平衡体系中,有几个独立的反应,请写出反应式。
C(s) 、CO(g)、 CO2(g)、H2(g)、H2O(l)、O2(g)
C(s) 、CO(g)、 CO2(g)、Fe(s) 、 FeO(s) 、 Fe3O4(s) 、 Fe2O3(s).
3判断正误
1mol NaCl 溶于 1升水中,在298K时只有一个平衡蒸气压。
1升水中含1mol NaCl和少量KNO3,在一定外压下,当气液平衡时,温度必有定值。
纯水在临界点呈雾状,气液共存,呈两相平衡,根据相律
f= C+2-φ= 1+2-2 = 1
4. H2SO4 与H2O 可形成H2SO4. H2O(s)、, H2SO4 .2H2O(s)、 与H2SO4.4H2O(s)三种水合物,在p0下,常压下,将一定量的H2SO4 溶于H2O中,当达三相平衡时,能与冰、H2SO4 水溶液平衡共存的硫酸水合盐的分子中含几个水分子?
填充题
5.下图为二组分A和B的T-x图,当组成为M的溶液缓缓冷却至T1时,液体中A的活度随标准态的选择而异。当以纯固态A为标准态时aA 1;当以过冷液体为标准态时aA
1。
6.298K时,A、B 和C彼此不发生化学反应,三者所成的溶液与故相A和由B和C组成的气相同时平衡,则该体系的自由度f为 ,平衡共存的最大相数φ为 ;在恒温条件下如果向溶液中加组分A,则体系的压力将 ,如果向溶液中加组分B,则体系的压力将 .
7 请在下列二组分金属等压固液T-x图上完成下列几点:
注明各区相态;
指出相图中那些情况下体系的自由度为0,并说明理由。
绘制指定点的步冷曲线。
8.金属A和B的熔点分别为623K和553K,由热分析指出,在473K时有三相共存,其中一相是含30%的B的化合物,其余两相分别是20%的B和含25%的B的固溶体。冷却至423K时又现三相共存,分别是55%B的熔化物、含35%B和85%B的两个固溶体。根据以上数据绘出A-B二元合金相图,并指出各区存在的相。
五、化学平衡
某一反应的平衡常数是一个不变的数。
是平衡状态时自由能的变化。因为。
反应,因为反应前后分子数相等,所以无论压力如何变化,对平衡均无影响。
在一定的温度压力下,某反应的>0,所以要选用合适的催化剂,使反应得以顺利进行。
合成氨反应达平衡后加入惰性气体,且保持体系温度、总压不变(气体为理想气体),则:
A.减少,减少,增加,不变。
B. 减少,减少,增加,增加。
C. 不变,不变,不变,不变。
D. 增加,增加,减少,不变。
6.达平衡后,增加总压(气体为理想气体)(答案可能不止一个),则:
A. 增加,减少,增加。 B. 增加,增加,不变。
C. 增加,减少,增加。 D. 增加,减少,增加。
应,,若温度增加,则:
A. 变负,反应更完全。 B. 变大,反应更完全
C. 变小,反应更不完全。
8.分解反应,在473K平衡时有48.5%分解,在573K平衡时有97%分解,此反应的 0(填 >,< 或 =)。
9.分解反应,反应平衡常数和离解压p离的关系式是 。
10.298K理想气体反应,平衡时、和之间的关系是 。
11.气体反应的,若时平衡常数>1,温度应为 。
12.在温度为T、压力为P时,理想气体反应的平衡常数比值为( )
A. RT B. 1/RT C.RT/p D.p/RT
13.气相反应在298K、恒定容积内进行,A和B的初始分压分别为101.325kPa,当反应达平衡后,A和B的平衡分压均为1/3×101.325kPa,起始时容器内不含C和D,则该反应在298K时的为( )
A. 4.31×10-3 B. 8 C. 10.67 D. 16
14.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那一组( )
A B. C. D.
15.某实际气体反应的平衡常数用逸度表示为K0f,则K0f余下述物理量有关的是( )
A 体系的总压力 B 催化剂 C 温度 D 惰性气体的数量
16.反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)在873K、100kPa下达化学平衡,当压力增至5000kPa时,各气体的逸度系数为:γ(CO2)=1.90;γ(H2)=1.10;γ(CO)=1.23;γ(H2O)=0.77,则平衡点将( )
A 向右移动 B 不移动 C 向左移动 D 无法确定
17.在刚性密闭容器中,有下列理想气体反应达平衡 A(g)+B(g)=C(g),若在恒温下加入一定量惰性气体,则平衡将( )
A 向右移动 B 不移动 C 向左移动 D 无法确定
18.在一定温度下,一定量的PCl5(g)在某种条件下的离解度为( )
A 增加压力使体积缩小一倍 B 保持体积不变,通入N2气使压力增加一倍
C 保持压力不变,通入N2气使体积增加一倍
D 保持体积不变,通入Cl2气使压力增加一倍
19.已知FeO(s)+C(s)=CO(g)+Fe(s),反应的ΔrHm0为正,ΔrSm0为正(设ΔrHm0和ΔrSm0不随温度而变化),欲使反应正向进行,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
20.在298K时反应N2O4(g)=2NO2 (g)的=0.1132,当p(N2O4)= p(NO2)=1kPa时反应将向________移动。当p(N2O4)=10kPa, p(NO2)=1kPa时,反应将向_________移动。
21.实验证明:两块表面无氧化膜的光滑洁净的金属紧靠一起时会自动粘合在一起,现有两个表面镀铬的宇宙飞船由地面进入外层空间对接时它们将________自动粘在一起。已知
ΔrGm0[Cr2O3(s),298.15K]=-1079kJ·mol-1,设外层空间气压为1.013×10-9Pa,空气组成与地面相同。不考虑温度影响。
22.若以A代表Na2HPO4。一直A·12H2O(s)=A·7H2O(s)+5H2O(g);A·7H2O(s)=A·2H2O(s)+5H2O(g);A·2H2O(s)=A(s)+2H2O(g)。三个反应各自的平衡水气压为0.02514p0、0.0191p0、0.0129p0,298K的饱和水汽压为0.0313p0。现于某沙漠地区气温为298K,相对湿度稳定在45%,有一长期在此保存的A·7H2O(AR)样品,该样品的稳定组成可能性最大的是 。
23.将NH4HS(s)放在抽空瓶内,在298K时发生分解测得压力为66.66kPa,则分解反应NH4HS(s)=NH3(g)+H2S(g)的Kp0为 ;Kp为 。若瓶中原来盛有压力为40.00kPa的NH3(g),则此时瓶中的总压为 。
24.一个抑制剂结合到碳酸酐酶中去时,在298K下反应的平衡常数为Ka0=4.17×107, ΔrHm0=-45.1kJ·mol-1,则在该温度下反应的ΔrSm0= .
25.已知298K时,固体甘氨酸的标准生成自由能ΔrGm0(甘)=-370.7kJ·mol-1,在水中的饱和浓度为3.33mol·kg-1,又已知298K时甘氨酸水溶液的标准态取m=1时其标准生成自由能ΔrGm0(aq)=-372.9 kJ·mol-1。则他在饱和溶液中的活度α= ,活度系数γ= 。
26.最低能量零点选择不同,则配分函数的值 ,内能值 ,熵值 ,等容热容值 。
27.反应2Ca(l)+ThO2(s)=2CaO(s)+Th(s),在1373K时ΔrGm0=-10.46 kJ·mol-1。在1473K时ΔrGm0=-8.73 kJ·mol-1。试估计Ca(l)能还原ThO2(s)的最高温度T为 。
28.已知气相反应2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)的标准平衡常数Kc0与温度T的函数关系为
lg Kc0=10373K/T+2.222lgT/K-14.585
上述反应视为理想气体反应。
求该反应在1000K时的ΔrUm0、ΔrHm0、ΔrGm0。
在1000K、2×101325Pa下若有SO2、O2、SO3的混合气体,其中SO2占20%,O2占20%(体积百分比),是判断在此条件下的反应方向。
29.反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)
ΔrGm0/(J·mol-1)=170255-55.19T/K lnT/K +26.15×10-3(T/K)2-2.43×10-6(T/K)3-34.27T/K
求=1200K及总压为p0时CO2(g)的转化率。
灵分析=873K及总压为p0时,反应开始及反应后析出碳的可能性。
已知反应开始时气相中CO2及CO得分压为0.048×p0及0.378×p0,而反应后气相中CO2及CO得分压为0.228×p0及0.198×p0。
30.在288K,将适量CO2引入某容器,测的CO2压力为0.0259po,若加入过量NH4COONH2(s),平衡后测的体系总压为0.0639 po,求288K时反应NH4COONH2(s)=2NH3(g)+CO2(g)的Kp0。
31.已知反应NiO(s)+CO(g)=Ni(s)+CO2(g)
T: 900K 1050K
Kpo: 5.946×103 2.186×103
若反应的ΔrCpm=0,使求:(1)反应的ΔrSmo、ΔrHmo;
(2)此反应在1000K时的ΔrGmo及Kpo?