第一章 热力学第一定律 选择题
1.关于焓的性质, 下列说法中正确的是( )
(A) 焓是系统内含的热能, 所以常称它为热焓 (B) 焓是能量, 它遵守热力学第一定律 (C) 系统的焓值等于内能加体积功 (D) 焓的增量只与系统的始末态有关 答案:D。因焓是状态函数。
2.涉及焓的下列说法中正确的是( )
(A) 单质的焓值均等于零 (B) 在等温过程中焓变为零 (C) 在绝热可逆过程中焓变为零 (D) 化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化
答案:D。因为焓变ΔH=ΔU+Δ(pV),可以看出若Δ(pV)<0则ΔH<ΔU。 3.与物质的生成热有关的下列表述中不正确的是( )
(A) 标准状态下单质的生成热都规定为零 (B) 化合物的生成热一定不为零 (C) 很多物质的生成热都不能用实验直接测量
(D) 通常所使用的物质的标准生成热数据实际上都是相对值 答案:A。按规定,标准态下最稳定单质的生成热为零。 4.下面的说法符合热力学第一定律的是( )
(A) 在一完全绝热且边界为刚性的密闭容器中发生化学反应时,其内能一定变化 (B) 在无功过程中, 内能变化等于过程热, 这表明内能增量不一定与热力学过程无关 (C) 封闭系统在指定的两个平衡态之间经历绝热变化时, 系统所做的功与途径无关 (D) 气体在绝热膨胀或绝热压缩过程中, 其内能的变化值与过程完成的方式无关
答案:C。因绝热时ΔU=Q+W=W。(A)中无热交换、无体积功故ΔU=Q+W=0。(B)在无功过程中ΔU=Q,说明始末态相同热有定值,并不说明内能的变化与过程有关。(D)中若气体绝热可逆膨胀与绝热不可逆膨胀所做的功显然是不同的,故ΔU亦是不同的。这与内能为状态函数的性质并不矛盾,因从同一始态出发,经绝热可逆膨胀与绝热不可逆膨胀不可能到达同一终态。 5.关于节流膨胀, 下列说法正确的是
(A) 节流膨胀是绝热可逆过程(B)节流膨胀中系统的内能变化(C)节流膨胀中系统的焓值改变(D)节流过程中多孔
塞两边的压力不断变化 答案:B
6.在实际气体的节流膨胀过程中,哪一组描述是正确的:
(A)Q >0, H =0, p < 0 (B)Q =0, H <0, p >0 (C)Q =0, H =0, p <0 (D)Q <0,
H =0, p <0
答案:C。节流膨胀过程恒焓绝热且压力降低。 7.系统经一个循环后,ΔH、ΔU、Q、W是否皆等于零?
答:否。其中H和U为状态函数,系统恢复至原态后其值复原,即ΔH=0、ΔU=0。而热与功是与途径有关的函数,一般不会正好抵消而复原,除非在特定条件下,例如可逆绝热膨胀后又可逆绝热压缩回至原态,或可逆恒温膨胀后又可逆恒温压缩回至原态等。
1. 在温度T、容积V都恒定的容器中,含有A和B两种理想气体,它们的物质的量、分压和分体积分别为nA,
pA,VA和nB,pB,VB,设容器中的总压为p。试判断下列公式中哪个是正确的( )。 (A)pAV?nART (B)pVB?(nA?nB)RT (C)pAVA?nART (D)pBVB?nBRT 答:(A)只有(A)符合Dalton分压定律。 4. 真实气体液化的必要条件是( )。 (A)压力大于 (C)体积等于答:(B)
pC (B)温度低于
TC
Vm,C (D)同时升高温度和压力
TC是能使气体液化的最高温度,温度再高无论加多大压力都无法使气体液化。
;填空题
8.节流膨胀过程又称为 _恒焓___ 过程,多数气体经此过程后引起温度__下降_____. (2分) 9.25 ℃下, 1 mol N(可视为理想气体)由 1 dm系统得功为正的规定)
.
3
膨胀到 5 dm
3
,吸热 2 kJ, 则对外作功 W = 2 kJ (按
第二章 热力学第二定律 ;选择题
10.对任一过程,与反应途径无关的是
(A) 体系的内能变化 (B) 体系对外作的功 (C) 体系得到的功 (D) 体系吸收的热 答案:A。只有内能为状态函数与途径无关,仅取决于始态和终态。 11.在绝热条件下,迅速推动活塞压缩气筒内空气,此过程的熵变
(A) 大于零 (B) 小于零 (C) 等于零 (D) 无法确定 答案:A。绝热不可逆过程熵要增加。
12一卡诺热机在两个不同温度之间的热源之间运转, 当工作物质为气体时, 热机效率为42%, 若改用液体工作物质, 则其效率应当
(A) 减少 (B) 增加 (C) 不变 (D) 无法判断
答案:C
13. 在标准压力下,100℃的液态水气化为100℃的水蒸汽,体系的熵变为: (A)ΔS体>0 (B)ΔS体<0 (C)ΔS体=0 (D)难以确定 答案:A。液态变为气态时,混乱度增加,故熵增加。 14.263K的过冷水凝结成263K的冰,则:
(A)ΔS < 0 (B)ΔS > 0 (C) ΔS = 0 (D) 无法确定 答案:A。恒温下液体变固体熵减少。
15.理想气体从状态I经自由膨胀到状态II,可用哪个热力学判据来判断该过程的自发性?
(A)ΔH (B) ΔG (C)ΔS隔离 (D) ΔU 答案:C。理想气体自由膨胀不做功,亦不换热,故为隔离系统。
16. 在α,β两相中均含有A和B两种物质,当达到平衡时,下列种哪情况是正确的:
????????(A) ?A??B (B) ?A??A (C) ?A??B (D) ?A??B
答案:B
17.热力学第三定律可以表示为:
(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0℃时,任何晶体的熵等于零 (D)在0℃时,任何完整晶体的熵等于零 答案:B
;问答题 ;填空题
18.一个过程系统的熵变为△S, 而另一个过程的始终态与前过程相同,但路径不同,则此过程系统的熵变应为__△S___。(1分) 因为状态函数与过程无关
;计算题
19.(15分) kPa下, 1 mol的 100 ℃水与 100 ℃的大热源相接触, 经过两种不同的过程到达终态 100 ℃, kPa的水蒸气: (1)保持压力不变; (2)向真空膨胀.试分别计算这两种过程的 Q, W,△U,△H,△S,△A及并判断过程是否可逆.已知 100℃, kPa下水的气化热△vapHV
(g) = ×10
-2
△G
-1
Θm
=
-1
, V(l) = ×10
-6
m
3
.mol,
m
3
.mol
-1
.
3
解: (1) W = - p△V = - ×10 Q = △H = kJ
××10
-2
×10
-6
) = - kJ
△U = Q + W = - = kJ
△S = Q/T = ×10
-3
/373 =
△A = △U - T△S = - = - kJ △G = 0
∵ 在沸点下蒸发,故为可逆过程.由 △G = 0 也可判断. (2) W =0
△U = kJ △H = kJ △S = Q =△U-W= kJ
△S(环) = - Q/T = - (△U-W)/T = - ×10 △S(总) = △S + △S(环) = - =
-1
-3
△A = - kJ △G = 0
/373 = -
> 0 过程(2)为不可逆过程.
20.将装有 mol乙醚的微小玻璃泡放入、20 dm3的恒温密闭容器内,容器内充满100kPa、x mol氮气。将小泡打碎,乙醚完全汽化并与氮气混合。已知乙醚在100 kPa下沸点为,此时的蒸发焓为 kJ·mol-1。试求
(1) 混合气体中乙醚的分压;
(2) 分别计算氮气和乙醚的△H、△S、△G。 (10分)
解:(1) = =**20 25621 Pa =
(2) 变化过程中氮气的温度和分压没变,故 △H=0J、△S=0J·K-1、△G=0J。 乙醚的变化过程可设想为:
乙醚(l,,100kPa) 乙醚(g,,100kPa)
乙醚(g,,p乙醚)
于是:△H=△H1+△H2=×+0) kJ = kJ
S=△S1+△S2= =J·K-1 = J·K-1
G=△G1+△G2= 0+J = - J
或者采用下式计算 △G=△H-T△S
第三章 多组分系统热力学 ;选择题
21. 两液体的饱和蒸汽压分别为pA,pB ,它们混合形成理想溶液,液相组成为x,气相组成为y,若 pA > pB , 则: (A)yA 答案:A
22.已知373K时液体A的饱和蒸气压为,液体B的饱和蒸气压为。设A和B形成理想溶液,当溶液中A的物质的量分数为时,在气相中A的物质的量分数为: (A)1 答案:C
(B)
1/2
(C)
2/3
(D)
>
*
*
*
*
xA (B)yA > yB (C)xA > yA (D)yB > yA
1/3
;填空题
23.在20℃、标准压力下各为的水-乙醇混合物,水和乙醇的偏摩尔体积分别为和 cm·mol , 则该混合物的体积为__×+× cm·mol = ·mol_。 (2分)
3
-1
-1
3
-1
!第四章 化学平衡 ;选择题
24.下面的叙述中违背平衡移动原理的是
(A) 升高温度平衡向吸热方向移动 (B) 增加压力平衡向体积缩小的方向移动 (C) 加入惰性气体平衡向总压力减少的方向移动 (D) 降低压力平衡向增加分子数的方向移动 答案:C。加入惰性气体平衡向总压力增大的方向移动
25.已知反应 2NH3 = N2 + 3H2,在等温条件下,标准平衡常数为,那么,在此条件下,氨的合成反应1/2 N2 + 3/2 H2 = NH3 的标准平衡常数为:N2+3H2=2NH3 标准平衡常数为4 所以答案为C
(A) 4 (B) (C) 2 (D) 1 答案:C。
26.某温度时,NH4Cl(s)分解压力是p ,则分解反应的平衡常数 Kp 为: