热力学第一定律 下载本文

已知: C2H6(g,25℃) + (7/2)O2(g,25℃) = 2CO2(g,25℃) + 3H2O(g,25℃) ΔrUm= -1099 kJ·mol-1 CV, m/J·K-1·mol-1:C2H6 33.47;H2O 25.94;O2 20.08;CO2 23.85 若反应物的初始温度为25℃,当 0.1 mol 乙烷与 1 mol O2在完全绝热的弹式量热计中爆炸后的最高温度应为多少(CV与T无关)。 ( ) (A) 341 K (B) 4566 K (C) 4591 K (D) 4318 K 0545

求乙炔在理论量的空气中燃烧时的最高火焰温度。燃烧反应在p?下进行,乙炔和空气

的温度为25℃,设空气中O2和N2的组成分别为20%(体积分数)和80%,各物质摩尔热容与温 度的关系式为: Cp,CO2/J·K-1·mol-1=28.66+35.70×10-3(T/K) Cp,H2O(g)/J·K-1·mol-1=30.00+10.71×10-3(T/K) Cp,N2/J·K-1·mol-1=27.87+4.27×10-3(T/K)

-1各物质的生成焓 ΔfH$(298 K)/kJ·mol: m CO2:-393.5;H2O(g):-241.8;C2H2:226.8 0546

木材在300℃可以着火。擦火柴时,必须使火柴头所发生的化学反应放出足够热量方能 点燃火柴杆。今用摩尔比为3∶11的Sb2S3与KClO3混合物作火柴头, 问能否将火柴点燃?

设木柴比热为1.75 J·g-1·K-1, 密度为0.5 g·cm-3; Sb2S3和KClO3的密度分别为4.6 g·cm-3

和 2.3 g·cm-3 各物质热容(J·K-1·mol-1)分别为:Sb2O5:118;KCl:51;SO2:40 各物质生成焓ΔfHm(298 K)/kJ·mol-1分别为:Sb2S3:972;KClO3:436;Sb2O3:175;KCl:391;SO2:297

木柴杆横断面积为2×2mm2,木柴头直径为3 mm,柴杆深入火柴头2.5 mm

0547

在p?,298 K时,水煤气燃烧反应 H2(g)+CO(g)+O2(g)=H2O(g)+CO2(g) 为使燃烧完全,加入了两倍空气(N2:O2=4:1(体积比))。问燃烧可能达到的最高火焰温

度为多少?以知: ΔfHm(H2O,g)=-241.8 kJ·mol-1 Cp, m(H2O,g)=[29.99+10.71×10-3(T/K)] J·K-1·mol-1 ΔfHm(CO2,g)=-393.5 kJ·mol-1 Cp, m(CO2,g)=[32.22+22.18×10-3(T/K)] J·K-1·mol-1

$$$ ΔfH$mol-1 m(CO,g)=-110.5 kJ· Cp, m(O2)=[34.6+1.01×10-3(T/K)] J·K-1·mol-1 Cp, m(N2,g)=[28.28+2.54×10-3(T/K)] J·K-1·mol-1 0548

甲烷在空气中燃烧。设反应瞬间完成,则在p?,25℃条件下该反应完成时,反应中心区温度为多高?设空气中含O2 20%,含N2 80%(体积分数)。 Cp/J·K-1·mol-1分别为:

CO2(g):28.66+35.70×10-3(T/K) H2O(g):30.00+10.71×10-3(T/K) N2(g):27.87+4.27×10-3(T/K) 气体生成焓ΔfH$mol-1分别为: m(298 K)/ kJ· CH4(g):-74.85; CO2(g):-393.5; H2O(g):-241.8 0549

p?下,煅烧水泥的转炉是利用燃烧煤粉加热的。假设喷进转炉的煤粉掺有按燃烧反应

计量的空气,问转炉可能达到多高温度?已知: ΔfH $mol-1; 空气中O2:N2=1:4 (体积比) m(CO2,298 K)=-393.5 kJ· Cp, m(CO2)=(26.65+42.26×10-3T/K-14.27×10-6(T/K)2) J·K-1·mol-1 Cp, m(N2)=(27.87+4.27×10-3T/K) J·K-1·mol-1 0550

用接触法制H2SO4的过程中,由沸腾焙烧炉出来的气体经净化后,其组成为(体积分数)SO2 7% ,

O2 11%, N2 82%。进入第一段触媒层时,进口温度45℃,出口气体有70% SO2变为SO3,且触媒层绝热良好,试估算出口气体的温度。已知: SO2(g)+(1/2)O2(g)=SO3(g) ΔrH m(298 K)=-98.31 kJ·mol-1

各气体的Cp, m为:O2 31.3;N2 29.9;SO2 46.49;SO3 64.49 J·K-1·mol-1 0551

为发射火箭,现有三种燃料可选:CH4+2O2,H2+(1/2)O2,N2H4+O2。 (1) 假设燃烧时无热量损失,分别计算各燃料燃烧时的火焰温度。 (2) 火箭发动机所能达到的最终速度,主要是通过火箭推进力公式 Isp=KCpT/M确定。T为排出气体的绝对温度, M为排出气体的平均分子量,Cp为排出气体的平均摩尔热容,K对一定的火箭为常数。问上述燃料中哪一种最理想? 已知298 K时各物质的ΔfHm/kJ·mol-1:CO2(g) –393;H2O(g) –242;CH4(g) –75;N2H4(g)

+95。

各物质的摩尔定压热容Cp, m/J·K-1·mol-1:CO2(g) 37;H2O(g) 34;N2O(g) 38。

$$0552

氧弹中盛有1 mol CO(g)和0.5 mol O2 (g),起始状态为p$,300 K时,反应: CO(g)?1O2???CO2(g) 放热281.58 kJ 2CO2的CV,m=(20.96+0.0293T/K) J·K-1·mol-1。假定气体服从理想气体方程。计算终态时氧弹的温度及压力。 0571

对于独立粒子系集: dU =∑nidεi + ∑εidni,上式中第一项的物理意义是:( ) (A) 热 (B) 能级变化 (C) 功 (D) 无确定意义 0572

高温下臭氧的摩尔等压热容Cp, m 为: ( )

(A) 6R (B) 6.5R (C) 7R (D) 7.5R 0573

298 K 时,1mol 理想气体的平动能近似为: ( ) (A) 600 J·mol-1 (B) 1250 J·mol-1 (C) 2500 J·mol-1 (D) 3719 J·mol-1 0574

下面叙述中不正确的是: ( ) (A) 对于理想气体,Cp, m 与CV, m 之差一定是R

(B) 对于实际气体,若吸收相同的热量,则体系在恒容过程中的温度升高值一 定大于恒压过程 (C) 对于实际气体,若吸收相同的热量,则体系在恒容过程中的内能改变一定 小于恒压过程 (D) 对于单原子晶体,当温度足够高时,CV, m 约为 3R

0576

从统计热力学的观点看,该图表示: ( )

(A) 体系吸热 (B) 体系放热 (C) 体系对环境作功 (D) 环境对体系作功

0577

从统计热力学观点看,功的微观本质是 _________________________________ 。 热的微观本质是 _________________________________ 。 0578

从统计热力学的观点看,对理想气体封闭体系在Wf =0、体积不变的情况下吸热 时体系中粒子: ( ) (A) 能级提高,且各能级上的粒子分布数发生变化 (B) 能级提高,但各能级上的粒子分布数不变

(C) 能级不变,但能级上的粒子分布数发生变化 (D) 能级不变,且各能级上的粒子分布数不变