第一章 气体的pVT性质
一、选择题
1.在温度恒定为25℃，体积恒定为25dm3的容器中，含有0.65mol的理想气体A，0.35mol的理想气体B。若向容器中再加入0.4mol的理想气体D，则B的分压力pB（ ），分体积VB*（ ）。
(A)变大；(B)变小；(C)不变；(D)无法确定
2.由A(g)和B(g)形成的理想气体混合系统,总压p=pA+pB,,V=VA*+VB*，n=nA+nB，下列各式中，只有式（ ）是正确的
(A) pBVB*=nBRT；(B) pVA*=nRT；(C) pBV=nBRT；(D) pAVA*=nART
3.(1)在一定的T,P下(假设高于波义尔温度TB)：Vm(真实气体)（ ）Vm (理想气体)；(2) 在n，T，V皆为定值的条件下p（范德华气体）（ ）p（理想气体）； (3) 在临界状态下，范德华气体的的压缩因子ZC（ ）１
(A)＞；(B)＝；(C)＜；(D)不能确定
４.已知Ａ(g)和B(g)的临界温度之间的关系为:Tc(A)>Tc(B);临界压力之间的关系为:pc (A) (A)＞；(B)<；(C)=；(D)不能确定 5.在一个密闭的容器中放有足够多的某纯液态物质,在相当大的温度范围内皆存在气、液两相平衡。当温度逐渐升高时液体的饱和蒸气压p*( ),饱和液体的摩尔体积 Vm (l)( );饱和蒸气的摩尔体积Vm (g)( );△V=Vm(g)-Vm(l) (A)变小;(B) 变大 ;(C) 不变; (D)无一定变化规律 6.在t=-50℃,V=40dm3的钢瓶内纯氢气的压力p=12.16×106Pa,已知氢气的临界温度为-239.9℃,此时钢瓶内氢气的相态必然是( )。 (A)气态; (B)液态 ; (C) 固态; (D)无法确定 7.在温度恒定为373.15K，体积为2.0dm3的容器中含有0.035mol水蒸气H2O（g）。若向上述容器中再加入0.025molH2O（l）。则容器中的H2O必然是（ ）。 (A)气态; (B)液态 ; (C)气-液两相平衡; (D)无法确定其相态 8.某真实气体的压缩因子Z<1,则表示该气体( )。 (A)易被压缩; (B)难被压缩; (C)易液化; (D)难液化 二、填空题 1.温度为400K，体积为2m3的容器中装有2mol的理想气体A和8mol的理想气体B。该混合气体中B的分压力为（ ）。 2.在300K、100kPa下，某理想气体密度为80.8275kg/m3。则该气体的摩尔质量为（ ）。 3.恒温100℃，在一个带有活塞的气缸中有3.5mol的水蒸气H2O(g)，在平衡条件下，缓慢的压缩到压力p=( )kPa时，才能有水滴H2O(l)出现。 4.理想气体在恒温下,摩尔体积随压力的变化率为( )。 5.一定量的范德华气体，在恒容条件下，压力随温度德变化率为（ ）。 6.理想气体在微观上的特征为（ ）。 7.在临界状态下，任何真实气体在宏观上的特征是（ ）。 8.在n，T一定的条件下，任何种类的气体，当压力趋近于零时：lim?pV??( )。 p?09.某真实气体的压缩因子Z>1,则表示该气体( )压缩。（填：易或难） 三、判断题 1. 理想气体分子间存在相互作用力。（ ） 2. 若实际气体的压缩因子Z<1，则该气体比理想气体容易压缩。（ ） 3. 实际气体在任何温度下加压都可液化。（ ） 4. 在任何温度、任何压力下理想气体均不能液化。（ ） 5. 不同物质在相同的温度下的饱和蒸汽压数值不同。（ ） 6. 同一物质在不同的温度下饱和蒸汽压数值不同。（ ） 7. 若实际气体的压缩因子Z>1，则该气体比理想气体难于压缩。（ ） 选择题答案： 1.C，B；2.C; 3. A，C；C; 4.A, A; 5 .B,B,A,A; 6.A；7.A；8.A 填空题答案： 1. 13.303kPa；2. 2.016 g/mol；3. p=( 101.325 )kPa；4. ???Vm?RT；???2p??p?T5.?nR??p? ；6.分子之间无相互作用力；分子本身无体积；7. 气相和液相不???TV?nb??V分；8.nRT；9.难压缩. 判断题答案： 1.(×),2.( √),3.( ×),4.( √),5.( √), 6.( √), 7.( √) 第二章 热力学第一定律 一、选择题 1. 理想气体定温自由膨胀过程为（ ） (A) Q>0 (B) ?U<0 (C) W<0 (D) ? H=0 ?2. 已知反应H2 (g)+(1/2)O2 (g)= H2O(g)的标准摩尔焓[变]为?rHm?T?，下列说法中不 正确的是（ ）。 ??(A) ?rHm?T?是H2O (g)的标准摩尔生成焓；(B) ?rHm?T?是H2O(g)的标准摩尔燃???烧焓；(C) ?rHm?T?是负值；(D) ?rHm?T?与反应的?rUm?T?在量值上不等 3.对封闭系统来说，当过程的始态和终态确定后，下列各项中没有确定的值是：（ ） (A) Q (B)Q+W (C) W(Q=0) (D) Q(W =0) 4. pV?=常数（?＝Cp,m/CV,m)的适用条件是（ ） (A)绝热过程 (B)理想气体绝热过程 (C)理想气体绝热可逆过程且非体积功为零 (D) 绝热可逆过程 5. 在隔离系统内（ ） (A)热力学能守恒，焓守恒 (B)热力学能不一定守恒，焓守恒 (C)热力学能守恒，焓不一定守恒 (D)热力学能、焓均不一定守恒 6.某物质B的标准摩尔燃烧焓为?CHm?B,?,298.15K???200kJ?mol，则该物质 ??1B燃烧时的标准摩尔反应焓?rHm?298.15K?为（ ）。 ? (A) -200kJ/mol (B) 0 (C) 200kJ/mol (D) 50kJ/mol ?7.已知CH3COOH(l)、CO2(g)、H2O(l)的标准摩尔生成焓?fHm?298.15K?/?kJ?mol?1?分 别为-484.5，-393.5，-285.8，则CH3COOH(l)的标准摩尔燃烧焓?CHm?298.15K?为（ ）。 ? (A) -874.1kJ/mol (B) 0 kJ/mol (C) -194.8 kJ/mol (D) 194.8 kJ/mol 8.热力学能是系统的状态函数，若某一系统从一始态出发经一循环过程又回到始态，则系统热力学能的增量是（ ）。 (A) ?U?0 (B) ?U?0 (C) ?U?0 (D) 无法确定 9.当理想气体反抗一定的压力作绝热膨胀时，则( ) (A)焓总是不变 (B)热力学能总是增加 (C)焓总是增加 (D)热力学能总是减少 10. 298K下的体积为2dm3的刚性绝热容器内装了1mol的O2 (g)和2mol的H2(g)，发生反应生成液态水，该过程的ΔU=（ ）。 (A) ?U?0 (B) ?U?0 (C) ?U?0 (D) 无法确定 11. 273.15K、标准压力下，1mol 固体冰融化为水，其ΔU( );ΔH（ ）。 (A) ?U?0,?H?0 (B) ?U?0,?U?0 (C) ?U?0 , ?H?0 (D) 无法确定 12.封闭系统下列不同类型过程的ΔH，哪一过程不为零：（ ）。 (A)理想气体的恒温过程；(B) Q=0，dp=0，W‘=0的过程；(C)节流膨胀过程；(D)理想气体绝热可逆过程 ?13.若已知H2O(g)及CO(g)在298.15K时的标准摩尔生成焓?fHm?298.15K?分别为 -242kJ/mol及-111kJ/mol,H2O(g) + C(石墨) → H2(g) + CO(g)的标准摩尔反应焓 ?。 ?rHm?298.15K?为（ ） (A) -200kJ/mol (B) 131 kJ/mol (C) 200kJ/mol (D) 50kJ/mol 14.已知反应(1) CO(g) +H2O(g)→ CO2(g)+H2(g)的?rHm?298.15K?为-41.2kJ/mol, (2) ?CH4(g) + 2H2O(g) → CO2(g) + 4H2(g)的?rHm?298.15K?＝165.0kJ/mol,则反应CH4(g) ?+ H2O(g)→CO(g) ＋3H2(g)的?rHm?298.15K?为（ ）。 ?(A) -200kJ/mol (B) 131 kJ/mol (C) 206.2kJ/mol (D) 50kJ/mol 15.已知298.15K时C2H4(g)、C2H6(g)及H2(g)的标准摩尔燃烧焓 ??CHm?298.15K?/?kJ?mol?1?分别为-1411，-1560和-285.8，则反应： C2H4(g) ＋H2(g) →C2H6(g)的标准摩尔反应焓?rHm?298.15K?是（ ）。 ?(A) -136.8kJ/mol (B) 131 kJ/mol (C) 206.2kJ/mol (D) 50kJ/mol 二、填空题 1.1mol单原子理想气体(298.15K,2p),经历(1)等温;(2)绝热;(3)等压三条可逆膨胀途径至体积为原来的两倍为止,所做的功W1,W2,W3,三者的顺序为( )。 2.某化学反应在恒压、绝热和只做体积功的条件下,系统温度由T1升为T2,此过程的焓变为( ). 3.石墨和金刚石在298.15K和100kPa下的标准摩尔燃烧焓分别为:-393.4kJ/mol 和-395.3kJ/mol,则金刚石的标准摩尔生成焓为( )。 4.一定量单理想气体某过程的△(pV)=20kJ,则此过程的△U=( )kJ,△H=( )kJ. 5.对理想气体进行绝热可逆压缩,此过程的△U=( );△H=( );Q=( ）;W=( )。(填>0,<0或=0) 6.封闭系统过程的△H=△U的条件:(1)对于理想气体单纯PVT变化的过程( );(2) ?有理想气体参加的化学反应( )。 7.对于某理想气体,其Cp,m?CV,m?( ) 8.绝热、恒容、非体积功为零，2mol单原子理想气体的???H??=( ) ?p??V9.在一个体积恒定为20dm3，系统与环境无热交换，W’=0的反应器中,发生某反应使系 统温度升高1200℃,压力增加300kPa此过程的△U=( )。 10.压力恒定为100kPa下的单原子理想气体的???U??=( )。 ?V??p11.体积恒定为2.0×10-3m3,一定量双原子理想气体的???H??=( )。 ?p??V12.系统内部及系统与环境之间,在( )过程,可称为可逆过程. ????13.在一定温度的标准态下，?cHm( )。?cHm( )。 ?H2,g?＝?fHm?C,石墨?＝?fHm??14.在25℃的标准态下C2H6(g)的?cHm-?CUm?( )。 15.一定量理想气体节流膨胀过程中:μJ-T=( ); △H=( ); △U=( );W=( )。 16.在300K的常压下,2mol的某固态物质,完全升华过程的体积功W=( )kJ 17 一定量的理想气体由同一始态压缩至同一压力p，定温压缩过程的终态体积为V，可逆绝热压缩过程的终态体积V’，则V’（ ）V。（选择填> 、= 、< ） 18.已知?fHm(CH3OH,l,298K)= -238.57 kJ/mol；?fHm(CO,g,298K)= -110.525 kJ/mol， ??则反应CO(g)+2H2(g)==CH3OH(l)的?rHm (298K)=（ ），?rUm (298K)=( )。 ????19. 25 ℃ C2H4(g)的?cHm= -1 410.97kJ/mol ；CO2(g)的?fHm= -393.51kJ/mol ， H2O(l)的?fHm= -285.85kJ/mol；则C2H4(g)的?fHm= （ ）。 20.焦耳-汤姆孙系数?＝（ ），?J-T>0表示节流膨胀后温度（ ）节流膨胀前温 J-T度。（第二空选答高于、低于或等于） 21.理想气体在绝热条件下向真空膨胀，?U（ ）0, ?H（ ）0,Q（ ）0，W（ ）0。 （选择填>, <, =） 三、判断题 ??1.系统的同一状态具有相同的体积. ( ) 2.系统的不同状态可具有相同的体积. ( ) 3.状态改变,系统的所有状态函数都改变. ( ) 4.系统的某状态函数改变了,其状态一定改变. ( ) 5.在恒容下,一定量理想气体,当温度升高时,其焓值将增加.（ ） 6.隔离系统中发生的实际过程,?U?0,W?0。（ ） 7.一定量的理想气体从相同的始态分别经等温可逆膨胀,绝热可逆膨胀达到具有相同压力的终态,终态的体积分别为V2和V2’,则V2 >V2’ .（ ） 8.1mol纯理想气体,当其T和U确定之后,其它的状态函数才有定值。（ ） 9.某实际气体经历一不可逆循环,该过程的Q=400J,则过程的W=400J。（ ） 10.在一定的温度下,?fHm金刚石,s,T?0 kJ/mol。 ( ) ???11. 1mol、100℃、101325Pa下的水变成同温同压的水蒸气，若水蒸气视为理想气体，因过程温度不变，则ΔU=0,ΔH=0.( ) 12.反应 CO(g) + 0.5O2 (g) = CO2 (g)的标准摩尔反应焓?rHm?T? 即是CO2的标准摩 ?尔生成焓变?fHm?T?。（ ） ?13.pV?常数适用于非体积功为零的理想气体绝热可逆过程.（ ） 14.实际气体的节流膨胀过程是等焓过程。 （ ） 15.绝热、恒压非体积功为零的过程是等焓过程。（ ） 16. 298.15K时,C(石墨)的标准摩尔燃烧焓于CO2 (g)的标准摩尔生成焓值相等。（ ） 17.若某一系统从一始态出发经一循环过程又回到始态，则系统的热力学能的增量为零。（ ） 选择题答案: 1.D;2.B;3.A;4.C;5.C;6.A;7.A;8.A;9.D;10.A;11.B;12.D;13.B;14.C;15.A 填空题答案: 1. W3>W1>W2,；2. △H=0；3. 1.9kJ/mol；4. 30 kJ, 50kJ；5. >0,>0,=0,>0；6. △T=0,ΣγB(g)=0；7. R;8.2.5V; 9. 0; 10. 150kPa; 11. 7.0×10-3m3; 12. 在一系列无限接近平衡条件下进行的过程,成为可逆过程; 13. CO2(g), H2O(l); 14. -6.197kJ/mol; 15. 0; 0; 0; 0; 16. -4.989kJ; 17. >; 18. -128.0Kj/mol , -120.6kJ/mol; 19. 52.25kJ/mol; 20. ?r??T??,??p?H低于; 21. = = = = 判断题答案: 1.√；2.√；3.×；4.√；5.√；6.√；7.√；8.×；9.√；10.√；11.×；12.×；13.√；14.√；15.√;16.√；17.√ 四、计算题 1. 10mol理想气体由25℃、106Pa膨胀到25℃、105Pa, 设过程由(1) 自由膨胀；(2)反抗恒外压105Pa膨胀；(3) 恒温可逆膨胀。分别计算上述各过程的W,Q,△U和△H。 10 mol pg whose initial state is T1=25℃,p1=106Pa,through the following different paths expands to final state T2=25℃,p2=106Pa . Calculate W,Q,△U and △H of each paths. (1) Free expansion process. (2) Expends against an external constant pressure Psu=105Pa . (3) Expends isothermal reversible. 答案：(1)0,0,0,0;(2) -22.3kJ,22.3kJ,0,0;(3) -57.1kJ,57.1kJ,0,0 2. 2mol单原子理想气体，由600K,1.00Mpa反抗恒外压100kPa绝热膨胀到平衡。计算该过程的W,Q,△U和△H。 2mol single atomic perfect gas adiabatically Expends against an external constant pressure Psu=100kPa from T1=600K，p1=1.00Mpa to equilibrium. calculate W，Q,△H， △U of this process. 答案：-5.39kJ, 0,-5.39kJ, -8.98kJ 3. 在298.15K、6×101.3kPa压力下，1mol单原子理想气体进行绝热膨胀，最终压力为101.3kPa,若为(1)可逆膨胀；(2)反抗恒外压101.3kPa膨胀。求上述二绝热过程的气体的最终温度以及W,△U和△H。 1 mol single atomic perfect gas whose initial state is T1=298.15K,p1=6×101.3kPa, adiabatically expends through the following two different paths to final state p2=101.3kPa . Calculate T2,and W,△U, △H of each paths. 答案：(1)145.6K;-1.902kJ, -1.902kJ, -3.171kJ;(2) 198.8K;-1.239kJ, -1.239kJ, -2.065kJ 4. 2mol某理想气体，Cp,m?3.5R。由始态100kPa,50dm3,先恒容加热使压力升高至200kPa,再恒压冷却使体积缩小至25dm3,其整个过程的W,Q,△U和△H。 2 mol perfect gas，with Cp,m?3.5R. From the initial state of 100kPa,50dm3 is firstly isochoricly heated to increase the pressure to 200kPa ,then isobaricly cooled to decrease the volume to 25dm3 . Calculate W, Q,△U, △H of the whole process. 答案: Q=-5.00 kJ, W=5.00kJ;△U=0;△H=0 5. 4mol某理想气体，Cp,m?3.5R。由始态100kPa,100dm3,先恒压加热使体积增大到150dm3,再恒容加热使压力增大到150kPa,求整个过程的W,Q,△U和△H。 4 mol perfect gas，with Cp,m?3.5R. From the initial state of 100kPa,100dm3 is firstly isobaricly heated to increase the volume to 150dm3 ,then isochoricly heated to increase the pressure to 150kPa .Calculate W, Q,△U, △H of the whole process. 答案: Q=23.75 kJ, W=-5.00kJ;△U=18.75kJ;△H=31.25kJ 6. 5mol双原子理想气体从始态300K，200kPa,先恒温可逆膨胀到压力为50kPa,再绝热可逆压缩到末态压力200kPa。求末态温度T及整个过程的Q,W,△U和△H。 5 mol double atomic perfect gas， from the initial state of 300K，200kPa is firstly isothermal reversible expended to 50kPa ,then adiabatic reversible compressed to the final pressure of 200kPa .Calculate final temperature T2 and Q,W,△U, △H of the whole process. 答案：T=445.80K;Q=17.29kJ; W=-2.14kJ;△U=15.15kJ,△H=21.21kJ 7. 2mol单原子理想气体A,3mol双原子理想气体B形成的理想气体混合系统，由350K,72.75dm3的始态，分别经下列过程，到达各自的平衡末态： (1) 恒温可逆膨胀至120dm3 (2) 恒温、外压恒定为121.25kPa膨胀至120dm3 (3) 绝热可逆膨胀至120dm3 (4) 绝热、反抗121.25kPa的恒定外压至平衡。 分别计算各过程的Q,W,△U和△H。 2 mol single atomic perfect gas A and 3 mol double atomic perfect gas B are mixed to form a mixture system. The mixture system from the initial state of 350K, 72.75dm3 through the following different paths reaches to its equilibrium state. Calculate Q,W,△U, △H of each paths. (1) Isothermal reversible expands to 120dm3 (2) Isothermal expands against an external constant pressure of 121.25kPa to 120dm3 (3) Adiabatic reversible expands to 120dm3 (4) Adiabatic expands against an external constant pressure of 121.25kPa to equilibrium. 答案：(1) Q=-W=7282J,△U=△H=0 (2) Q=-W=5729J,△U=△H=0 (3)Q=0, W=△U=-6479.6J,△H=-9565.1 J (4) Q=0, W=△U=-3881J,△H=-5729.8 J 8. 2mol单原子理想气体，从273K, 206.6kPa的始态沿pV?1?1?pV11的途径可逆加热 到405.2kPa的末态，求此过程的Q,W,△U和△H。 2mol single atomic perfect gas, from initial state T1=273K，p1=206.6kPa through ?1Q,△H， △U of pV?1?pV11 reversible heated to final state p2=405.2kPa. Calculate W， this process. 答案：Q=27.24kJ, W=-6.81kJ, △U=20.429kJ, △H=34.048kJ 9. 已知水(H2O,l)在100℃的饱和蒸气压p*?101.325kPa，在此温度、压力下水的摩尔蒸发焓?vapHm?40.668kJ?mol?1。求在100℃，101.325kPa下使1kg水蒸气全部凝结成液体水时的Q,W,△U和△H。设水蒸气适用理想气体状态方程。 Calculate the Q,W, △U,△H of the following process: 1kg H2O(g, 100℃,101.325kPa)→H2O(l, 100℃,101.325kPa). Given that: p*(H2O,100℃)=101.325kPa, △vapHm(H2O,100℃)= 40.668kJ·mol-1, Supposing the vapor obeys the state equation of perfect gas 答案：Q=△H=-2257kJ, W=172.2kJ, △U=-2085kJ 10. (1)1mol水在100℃，101.325kPa恒压蒸发为同温同压下的蒸气(假设为理想气体)吸热为40.67kJ/mol,求：上述过程的Q,W,△U和△H？(2)始态同上，当外压恒为50kPa时将水恒温蒸发，然后将此1mol, 100℃，50kPa的水蒸气恒温可逆加压变为末态100℃，101.325kPa的水蒸气，求此过程的Q,W,△U和△H？(3)将1mol水(100℃，101.325kPa)在真空中蒸发为同温同压的水蒸气，求过程的Q,W,△U和△H？ (1) 1mol water under 100℃ and 101.325kPa is vaporized at an external constant pressure to vapor with the same temperature and same pressure( Assume as perfect gas), the heat absorbed in this process is 40.67kJ/mol. Calculate the Q,W, △U,△H of process. (2)The initial state is same as (1), firstly the water is isothermal vaporized at an external constant pressure of 50kPa, then the vapor is isothermal reversible compressed from 100℃，50kPa to the 100℃，101.325kPa . Calculate the Q,W, △U,△H of the process （3）1mol water under 100℃and 101.325kPa is vaporized isothermally to vacuum and is changed to vapor with the same temperature and same pressure. Calculate the Q,W, △U,△H of process. 答案：(1)Q=△H=40.67kJ, W=-3.102kJ, △U=37.57kJ;(2) Q=38.48kJ;△H=40.67kJ, W=-0.911kJ, △U=37.57kJ;(3) Q=△U =37.57kJ, W=0kJ, △H =40.67kJ 11. 2mol,60℃,100kPa的液态苯在恒外压下全部变为60℃，24kPa的蒸气，请计算该过程的Q,W,△U和△H？(已知40℃时，苯的蒸气压为24kPa，汽化焓为33.43kJ/mol,假定苯(l)和(g)的摩尔定压热容可近似看做与温度无关，分别为141.5J?mol?K94.12J?mol?K，忽略液体的体积) 2mol liquid benzene under 60℃and 100kPa is vaporized completely at an external constant pressure to vapor of 60℃and 24kPa. Calculate the Q,W, △U,△H of process. ?1?1?1?1及 (Given p*(C6H6,40℃)=24kPa, △vapHm(C6H6,40℃)= 33.43kJ·mol-1, Cp,m?C6H6,l??141.5J?mol?1?K?1, Cp,m?C6H6,g??94.12J?mol?1?K?1, bothCp,m?C6H6,l? and Cp,m?C6H6,g? don’t change with temperature, the volume of liquid can be omitted). 答案：Q=△H=64.96kJ, W=-5.54kJ, △U=59.42kJ 12. 已知C(石墨)及H2(g)在25℃时的标准摩尔燃烧焓分别为?393.51kJ?mol?1及 ?285.84kJ?mol?1；水在25℃时的汽化焓为44.0kJ?mol?1，反应：C(石墨)＋ 2H2O(g)→2H2 (g)+ CO2 (g)在25℃时的标准摩尔反应焓?rHm?298.15K?为多少？ ???Given at 25℃ , ?cHm (C, graphite)= -393.51kJ/mol, ?cHm (H2, g)= -285.84kJ/mol; △vapHm(H2O,25℃)= 40.0kJ·mol-1, Calculate ?rHm?298.15K?of the following reaction ?at 25℃.: C(graphite)＋2H2O(g)→2H2 (g)+ CO2 (g) 答案：?rHm?298.15K?＝90.17kJ?mol ??113. 气相反应A(g) +B(g)→Y(g)在500℃，100kPa进行。已知数据： 物质 A(g) B(g) Y(g) ???fHm?298.15K?/kJ?mol?1 25℃~500℃的Cp,m/J?mol?K 19.1 4.2 30.0 ??1?1-235 52 -241 ?试求?rHm?298.15K?、?rHm?773.15K?、?rUm?773.15K? ?For gas reaction A(g) +B(g)→Y(g) proceeds at 500℃，100kPa. The date is shown in the following table: substance A(g) B(g) Y(g) ???fHm?298.15K?/kJ?mol?1 25℃~500℃的Cp,m/J?mol?K 19.1 4.2 30.0 ??1?1-235 52 -241 ?Calculate ?rHm?298.15K?、?rHm?773.15K?、?rUm?773.15K? of the reaction. ?答案：?58kJ?mol，?54.82kJ?mol，?48.39kJ?mol 14. 25℃下，密闭恒容的容器中有10g固体萘C10H8(s)在过量的O2(g)中完全燃烧成CO2 (g)和H2O(l)。过程放热401.727kJ。求： (1) C10H8(s)＋12O2(g)＝10CO2 (g)＋4H2O(l)的反应进度； ?? (2) C10H8(s)的?cUm；(3) C10H8(s)的?cHm ?1?1?1Under 25℃ and in a tightly closed isochoric container, 10g C10H8(s) was completely combusted into CO2 (g) and H2O(l) in excess O2(g) , releasing heat of 401.727kJ in this process. Please calculate: (1)Extent of reaction :C10H8(s)＋12O2(g)＝10CO2 (g)＋4H2O(l)； ?? (2) ?cUm of C10H8(s); (3) ?cHm of C10H8(s). 答案：78.019mmol;-5149.1kJ/mol;-5154.1kJ/mol 第三章 热力学第二定律 一、选择题 1.由热力学第二定律可知，在任一循环过程中（ ）。 （A）功和热可以完全互相转换；（B）功可以完全转换为热，而热却不能完全转换为功；（C）功和热都不能完全互相转换；（D）功不能完全转换为热，而热却可以完全转换为功； 2.在封闭系统内发生任何绝热过程的△S（ ） （A）一定大于零；（B）一定小于零；（C）等于零；（D）可能大于零也可能等于零 3.在隔离系统内发生任何明显进行的过程，则此过程的总熵变△（A）>0；（B）=0；（C）<0；（D）条件不全无法确定 4.在绝热、恒压、W’=0的封闭系统内，发生下列化学过程： C2H5OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 3H2O(g),此过程的W( );△rHm( );△rUm( );△rSm( ). （A）>0；（B）=0；（C）<0；（D）条件不全无法确定 5.在绝热、恒容、W’=0的封闭系统内，发生下列化学过程： CH3OH(g) + 1.5O2(g) = CO2(g) + 2H2O(g),此过程的W( );△rHm( );△rUm( );△rSm( ). （A）>0；（B）=0；（C）<0；（D）无法确定 6.物质的量一定的双原子理想气体,经节流膨胀后,系统的压力明显下降,体积变大,此过程的W( );Q( );△U( );△H( );△S( );△G( );△A( )。 （A）>0；（B）=0；（C）<0；（D）无法确定 iSO S=（ ） 7.物质的量一定的某实际气体，向真空中绝热膨胀之后,系统的p和V之积变小,此过程W( );Q( );△U( );△H( );△S( ); （A）>0；（B）=0；（C）<0；（D）无法确定 8.非理想气体绝热可逆压缩过程的△S（ ）。 （A）>0；（B）=0；（C）<0；（D）无法确定 9.碘I2(s)在指定温度的饱和蒸气压下升华为碘蒸气I2(g),此过程的W( );Q( );△U( );△H( );△S( );△G( );△A( )。 （A）>0；（B）=0；（C）<0；（D）无法确定 10.在0℃、101.325kPa的外压下,H2O(s)=H2O(l),此过程的W( );Q( );△U( ); △H( );△S( );△G( );△A( )。 （A）>0；（B）=0；（C）<0；（D）无法确定 11.同一温度、压力下，一定量某纯物质的熵值（ ）。 (A) S(g)>S(l)>S(s) (B) S(g) （A）>0；（B）=0；（C）<0；（D）无法确定 13.一定条件下，一定量的纯铁与碳钢相比，其熵值是（ ）。 (A) S(纯铁)>S(碳钢) (B) S(纯铁) ??p?T（A）>0；（B）=0；（C）<0；（D）无法确定 15.下列哪一个关系式是不正确的？（ ） (A) ???G???V (B) ??p?T??G?????S ??T?p???A/T?????G/T??UH????(C) ? (D) ???2?TT?TT??V??p16.物质的量为n的理想气体恒温压缩，当压力由p1变到p2时，其△G是( )。 (A) nRTln??p1?? (B) ?p2??p2p1?p?npdp (C) V?p2?p1? (D) nRTln?2? ?p?RT?1?17.某系统如图所示，抽去隔板，则系统的熵（ ）。 1molO2 20℃,V 1molN2 20℃,V （A） 增加；（B）减小；（C）不变；（D）无法确定 18. 某系统如图所示，抽去隔板，则系统的熵（ ）。 1molN2 20℃,V 1molN2 20℃,V (A) 增加；（B）减小；（C）不变；（D）无法确定 19.从热力学四个基本方程可导出???U?????S??V? (A) ???A???U???H???G?；（B）；（C）；（D）??????? ?V?V?S?T??T??S??p??p20.1mol理想气体(1)经恒温自由膨胀使体积增加一倍；(2)经恒温可逆膨胀使体积增加 一倍；(3)经绝热自由膨胀使体积增加一倍；(4)经绝热可逆膨胀使体积增大一倍。在下列结论中何者正确?( ) (A) ?S1??S2??S3??S4 （B）?S1??S2,?S3??S4?0 （C）?S1??S4,?S2??S3； （D）?S1??S2??S3,?S4?0 二、填空题 1. 1mol理想气体从p1=5MPa节流膨胀到p2=1MPa时的熵变为：△A( )△G. (填<，>，=号） 2.隔离系统中发生的实际过程 ,其△S、△U、W和Q哪些不为零.( ) 3.在383K、标准压力情况下，1mol过冷水蒸气凝结成水，则体系的熵变（ ）0；环境的熵变（ ）0。体系加上环境的总熵变 (填<，>，=号） 4.在263K、标准压力情况下，1mol过冷水凝结成冰，则系统的熵变（ ）0；环境的熵变（ ）0。系统加上环境的总熵变 (填<，>，=号） 5.理想气体在等温条件下向真空膨胀，△H( )0；△U( )0；△S( )0；△G( )0;△A( )0. (填<，>，=号) 6.热力学第二定律的克劳修斯表述法为（ ）。 7.热力学第二定律的开尔文表述法为（ ）。 8.273 K,标准压力下，1mol固体冰融化为水，其Q( )0;W( )0;△U( )0; △H( );△S( ); △G( )0(填<，>，=号) 9.使一过程的△S=0，应满足的条件是（ ）。 10.热力学第三定律的表述为（ ），数学表达式为（ ）。 11.由克拉佩龙方程导出克-克方程的积分式时所做的三个近似处理分别是（ ）；（ ）；（ ）。 12.熵增原理表述为（ ）。 13.在隔离系统进行的可逆过程△S( )0，进行的不可逆过程△S( )0 14.公式dU=TdS-pdV的适用条件（ ）。 15.理想气体在等温条件下向真空膨胀，△S( )0(填<，>，=号) 16.1mol理想气体由同一始态开始分别经可逆绝热膨胀(Ⅰ)与不可逆绝热膨胀(Ⅱ)至相同终态温度，则?UI???UII,?SI???SII(填<，>，=号) ?(填<，>，=号) ?。 17.在隔离系统中发生某剧烈化学反应，使系统的温度及压力皆明显升高，则该系统的 ?S??;?U??;?H??;?A?18.一定量纯物质的???A???G???S???S??;?;?;????????????????V?T?T?T??T??p??p??V19.根据熵的物理意义判断苯乙烯聚合成聚苯乙烯的过程△S( )0；气体在催化剂上 吸附△S( )0；液态苯汽化为气态苯△S( )0(填<，>，=号) 20.由热力学基本方程或麦克斯韦关系式可知： ??G???T???U???H???A???V??；?；?；?；?；??????????????????????????V?S??S?p??T?V??T?p??p?T??p?S三、判断题 1. 隔离系统中发生的任何实际过程, 其熵变△S=0 ( ). 2. 系统经历一个不可逆循环过程，其熵变△S >0.( ) 3.从热力学基本方程中可导出??U/?S?V???H/?S?p。 ( ) 4. 从热力学基本方程中可导出??A/?T?V???G/?T?p.( ) ?5. 由热力学第二定律可知,在任一循环过程中,功可以完全转化为热,而热却不能完全转化为功。( ) 6.经过任一不可逆循环过程,系统的熵变等于零,环境的熵变大于零。（ ） 7.恒温恒压且不涉及非体积功的条件下，一切放热且熵增大的反应均可自动发生。 （ ） 8.苯与氧在一刚性绝热容器中燃烧: C6H6(l) + 7.5O2(g) + 3H2O(g),此过程的熵变小于零。( ) 9.由同一始态出发，系统经历一个绝热不可逆过程所能达到的终态与经历一个绝热可逆过程所能达到的终态是不相同的（ ）。 10.恒温、恒容、非体积功为零的可逆过程,△A=0( ) 。 11.隔离系统的熵是守恒的（ ）。 12.热力学基本方程：dG=-SdT+ Vdp可适用于任意组成不变的封闭系统（ ）。 13.克-克方程要比克拉佩龙方程的精度高 。( ) 14.从熵的物理意义来看，气体在催化剂上的吸附过程△S<0（ ）。 15.热力学第二定律的克劳休斯说法是：热从低温物体传给高温物体是不可能的。( ) 16.一定量的理想气体的节流膨胀过程, △A=△G。（ ） ?17.298.15K时稳定态的单质，其标准摩尔熵Sm(B,稳定相态，298.15K)=0。( ) 18.在环境压力恒定为101.325kPa,温度为-10℃下的过冷水凝固成冰,此过程△G<0.( ) 选择题答案： 1.B; 2.D;3.A;4. C,B,C,A;5. B,A,B,A;6.B,B,B,B,A,C,C;7. B,B,B,C,A;8.B;9. C,A,A,A,A,B,C;10. A,A,A,A,A;B,A;11.A;12.C,C,A,A,C,C; 13.B; 14.A; 15.D; 16.D; 17.A;18.C;19.B;20D 填空题答案： 1. =；2. △S；3. <； >；<；4. <； >；>；5. =; =; > ;<； <；6.不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其它影响；7.不可能从单一热源吸取热量使之完全转化为功而不产生其它影响；8. >;>;>;>; =；9. 绝热可逆过程或循环过程；10. 纯物质完美晶体的熵值，0K时为零，Sm*(0K,完美晶体)=0；11. 凝聚相摩尔体积忽略不记；气体视为理想气体；△Hm*视为常数；12. 系统经绝热过程由一状态到另一状态熵值不减少；13. △S=0;△S>0；14. 可逆，非体积功为零；15. >；16. =，<；17. >，=，>，<；18. ?p,?S,nCp,mnCV,m??S???V?;;19. <,<,>;20. ?p；T；V； ?S；-??；??TT??p?T??S?p判断题答案： 1.×；2.×；3. √；4.√；5. √；6.√；7.√；8. ×；9.√；10.√；11. ×；12.×；13.×；14.√；15.×；16. √；17.×;18. √ 四、计算题 1. 始态为T1=300K,p1=200kPa的某双原子理想气体1mol,经下列不同途径变化到 T2=300K,p2=100kPa的末态，求各步骤及途径的Q,△S。 (1) 恒温可逆膨胀； (2) 先恒容冷却至使压力降至100kPa,再恒压加热至T2; (3) 先绝热可逆膨胀到使压力降至100kPa，再恒压加热至T2. 1mol double atomic perfect gas from the initial state of 300K, 200kPa through the following different paths to the final state of 300K, 100kPa. Calculate Q,W,△U, △H of each step and paths. (1) Expands isothermal reversible. (2) Firstly isochoricly cooled to decrease the pressure to 100kPa, then isobaricly heated to T2. (3) Adiabatic reversible expands to decrease the pressure to 100kPa, then isobaricly heated to T2. 答案：(1) Q=1.729kJ, △S=5.76J/K;(2) Q1=-3.118kJ, △S1=-14.41J/K , Q2=-4.365kJ, △S2=20.17J/K, Q=1.247kJ, △S=5.76J/K (3) Q1=0kJ, △S1=0J/K , Q2= Q=0.224 kJ, △S=△S2=5.76J/K 2. 1mol理想气体在300K下，从始态100kPa经下列各过程，求Q,△S及△Siso。 (1) 可逆膨胀到末态压力50kPa； (2) 反抗恒定外压50kPa不可逆膨胀至平衡态; (3) 向真空自由膨胀至原体积的2倍. At 300K, 1 mol perfect gas from the initial state of 100kPa through the following different paths to final state. Calculate Q,△S and △Siso of each paths. (1) Reversible expands to 50kPa. (2) Irreversible expands against an external constant pressure of 50 kPa to equilibrium state. (3) Free expansion to vacuum until twice to it’s initial volume. 答案：(1) Q=1.729kJ, △S=5.763J/K，△Siso=5.76J/K;(2) Q=1.247kJ, △S=5.763J/K，△Siso=1.606J/K; (3) Q=0kJ, △S=5.763J/K，△Siso=5.763J/K 3. 4mol单原子理想气体从始态750K,150kPa,先恒容冷却使压力降至50kPa,再恒温可逆压缩至100kPa。求整个过程的Q,W,△U，△H及△S。 4 mol single atomic perfect gas，from the initial state of 750K,150kPa is firstly isochoricly cooled to decrease the pressure to 50 kPa, then isothermal reversible compressed to 100 kPa .Calculate W, Q,△U, △H and △S of the whole process. 答案：Q＝-30.71kJ,W=5.763kJ,△U=-24.94kJ，△H=-41.57kJ,△S=-77.86J/K 4. 5mol单原子理想气体从始态300K, 50kPa,先绝热可逆压缩至100kPa, 再恒压冷却使体积缩小至85dm3。求整个过程的Q,W,△U，△H及△S。 5 mol single atomic perfect gas，from the initial state of 300K, 50kPa is firstly adiabatical reversible compressed to 100 kPa, then isobaricly cooled to decrease the volume to 85dm3 .Calculate W, Q,△U, △H and △S of the whole process. 答案：Q＝-19.892kJ,W=13.935kJ,△U=-5.958kJ，△H=-9.930kJ,△S=-68.66J/K 5. 甲醇在101.325kPa下的沸点（正常沸点）为64.65℃，在此条件下的摩尔蒸发焓 ?vapHm?35.32kJ?mol?1。求在上述温度压力下，1kg甲醇全部成为甲醇蒸气时的 Q,W,△U，△H，△S,△A及△G At 101.325kPa, the boiling point of CH3OH is 64.65℃, ?vapHm?35.32kJ?mol at this condition. Calculate Q,W,△U,△H，△S,△A and △G of the following process: 1kg CH3OH (l, 64.65℃,101.325kPa)→CH3OH (g, 64.65℃,101.325kPa) 答案：Q＝△H＝1102.65kJ,W=-87.65kJ,△U=1014.65kJ，△S=3.263kJ/K，△A=-86.58kJ，△G=0 6. 已知水的沸点是100℃，摩尔定压热容Cp,m?H2O,l??75.20J?mol?K,汽化 ?1?1?1焓?vapHm?40.67kJ?mol，水气摩尔定压热容 ?1Cp,m?H2O,g??33.57J?mol?1?K?1(摩尔定压热容可视为与温度无关)，求过程： 1molH2O(l,60℃,101325Pa) →1molH2O(g,60℃,101325Pa)的Q,W,△U，△H，△S,△A及△G Given the boiling point of water is 100℃, Cp,m?H2O,l??75.20J?mol?K, ?1?1?vapHm?40.67kJ?mol?1, Cp,m?H2O,g??33.57J?mol?1?K?1( don’t change with temperature), Calculate Q,W,△U，△H，△S,△A and △G of the following process: 1molH2O(l,60℃,101325Pa) →1molH2O(g,60℃,101325Pa) 答案：Q＝△H＝42.34kJ,W=-2.77kJ,△U=39.57kJ，△S=113.7J/K,△A=1.69kJ，△G=4.06kJ 7. 已知1mol、-5℃、100kPa的过冷液体苯完全凝固为－5℃、100kPa固态苯的熵变化为-35.5J/K,固态苯在－5℃时的蒸气压为2280Pa,摩尔熔化焓为9874J/mol。计算过冷液态苯在－5℃时的蒸气压。 Given that △S of the process 1molC6H6(l,-5℃,100kPa) →1molC6H6 (s,-5℃, 100kPa), 答案：2680Pa 8. 4mol理想气体从300K、p?恒压加热到600K,求此过程的Q、W、△U、△H、△S、 ?△A、△G。已知此理想气体的Sm(300K)=150.0J·K-1·mol-1，Cp,m =30.00J·K-1·mol-1 4 mol perfect gas from the initial state of 300K, p? isobaricly heated to 600K. Calculate Q,W,△U,△H,△S,△A and △G of the process. Given for the perfect gas ?(300K)=150.0J·K-1·mol-1，Cp,m =30.00J·K-1·mol-1.Sm答案：△U=26.02kJ; △H=Q=36.0kJ;W=-9.978kJ; △S=83.18J/K;△A=-203.9kJ; △G=-193.9kJ 9. 8mol某双原子理想气体由始态(400K,0.20MPa)分别经下列三个不同过程变到该过程指定的终态，分别计算各过程的Q,W,△U;△H;△S;△A;△G. 过程Ⅰ：恒温可逆膨胀到0.10MPa; Ⅱ: 自由膨胀到0.10MPa; Ⅲ: 恒温下对抗恒外压0.10MPa膨胀到平衡 8 mol double atomic perfect gas from the initial state of 400K,0.20MPa through the following three different paths to given final state. Calculate Q,W,△U;△H;△S;△A;△Gof each paths. (1) Isothermal reversible expands to 0.10MPa. (2) Free expands to 0.10MPa. (3) Isothermal expands against an external constant pressure of 0.10MPa to equilibrium. 答案： 过程 Ⅰ Ⅱ Ⅲ W/kJ -18.41 0 -6.65 Q/kJ 18.41 0 6.65 △U/kJ 0 0 0 △H/kJ 0 0 0 △S/kJ 46. 10 46.10 46.10 △A/kJ -18.44 -18.44 -18.44 △G/kJ -18.44 -18.44 -18.44 3 10. 将装有0.1mol乙醚液体的微小玻璃瓶放入容积为10dm的恒容密闭的真空容器中,并在35.51℃的恒温槽中恒温。35.51℃为在101.325kPa下乙醚的沸点。已知在此条件下乙醚的摩尔蒸发焓为25.10kJ/mol。今将小玻璃瓶打破，乙醚蒸发至平衡态，求：（1）乙醚蒸气的压力；（2）过程的W,Q,△U,△H,△S,△G,△A。 答案：P=25.664kPa;W=0J;Q=△U=2.254kJ;△H=2.51kJ;△S=9.275J/K; △A=-0.61kJ;△G=-0.353kJ 3 11.将装有0.1mol乙醚液体的微小玻璃泡放入35℃、101325Pa、10dm的保温瓶中,其中充满N2(g),将小玻璃泡打碎后,乙醚全部汽化,形成的混合气体可视为理想气体。已知乙醚在101325Pa时的正常沸点为35℃,其汽化焓为25.10kJ/mol。计算（1）混合气中乙醚的分压；（2）氮气的△H,△S,△G；（3）乙醚的△H,△S,△G 答案：(1)P=25.664kPa;(2)△U=0kJ;△H=0kJ;△G=0kJ； (3)△S=9.275J/K;△H=2510kJ;△G=-0.353kJ 12.已知298K时石墨和金刚石的标准摩尔燃烧焓分别为-393.511kJ/mol和-395.407kJ/mol，标准摩尔熵分别为5.694J?K?1?mol?1和2.439J?K?1?mol?1，体积 ?质量分别为2.260和3.520g/cm3。（1）计算C(石墨) →C(金刚石)的?rGm?298K?; (2)25℃时需多大压力能使上述转变成为可能（石墨和金刚石的压缩系数均可近似视为零） ??Given at 298K, ?cHm(C, graphite)= -393.51kJ/mol, ?cHm (C, diamond)= ?-395.407kJ/mol, Sm( C, graphite)= 5.694J?K?1??mol?1,Sm( C, diamond)= 2.439J?K?1?mol?1, ρ( C, graphite)= 2.260g/cm3, ρ( C, diamond)= 3.520g/cm3. (1) Calculate ?rGm?298K? of this process: C(graphite) →C(diamond); ?(2) How to control pressure to make the above change realized. 答案：(1) 2.867kJ/mol; (2) p>1.51×109Pa 13． 已知水在77℃时的饱和蒸气压为41.891kPa,水在101.325kPa下的正常沸点为100℃,求: (1) 下面表示水的蒸气压与温度关系的方程式中的A和B值; lg?pPa???AT?B (2) 在此温度范围内水的摩尔蒸发焓; (3) 在多大压力下水的沸点为105℃． Given that saturated vapor pressure of water is 41.891kPa at 77℃.Normal boiling point of water is 100℃ under 101.325kPa. Please calculate: (1) The value A and B below expressing the relationship of water vapor pressure with temperature. lg?pPa???AT?B (2) Molar vapor enthalpy in this temperature scope. (3) How much the pressure when boiling point of water is 105℃． 答案 (1) A=2179.133K,B=10.8455; (2) 41.719kJ/mol;(3) 121.042kPa 14.水和氯仿在101.325kPa下的正常沸点分别为100℃和61.5℃,摩尔蒸发焓分别为 ?vapHm?H2O??40.668kJ?mol?1和?vapHm?CHCl3??29.50kJ?mol?1,求两液体 具有相同饱和蒸气压时的温度. The normal boiling point of H2O and CH3Cl are 100℃ and 61.5℃ respectively, ?vapHm?H2O??40.668kJ?mol?1 and ?vapHm?CHCl3??29.50kJ?mol?1, Calculate the temperature when the two liquid has the same saturated pressure. 答案:262.9℃ 第四章 多组分热力学 一、选择题 **1. 在一定的温度T下,由纯液态A和B形成理想液态混合物,已知pA,当气-液两?pB相达到平衡时,气相组成yB总是( )液相组成xB。 (A) > (B) < (C) = (D)无法确定 2.在?、?两相中都含有A和B两种物质，当达到相平衡时，下列三种情况正确的是： （ ） α (A?)A??αB ? α(B)β?AA? C B ) (D) 无法确定 α ? A ? β(?3.在恒温、恒压下,由A和B形成理想液态化合物的过程的?mixU和?mixA（ ） (A)?mixU=0，?mixA<0 (B)?mixU<0，?mixA=0 (C) ?mixU>0， ?mixA>0 (D) ?mixU=0，?mixA>0 4.150℃，101 325Pa的液态H2O(l)的化学势?l， 150℃，101325Pa的气态H2O(g)的化学势?g ，二者的关系为（ ） (A) ?l > ?g (B) ?l < ?g (C) ?l = ?g (D) 无法确定 5.某物质溶于互不相溶的两液相?和?中，该物质在?相以A2的形式存在，在?相以A形式存在，则定温定压下，两相平衡时（ ） (A)?α(A2)??β(A) (B)?α(A2)?2?β(A) (C)2?α(A2)??β(A) (D) 无法确定 6.稀溶液的凝固点Tf与纯溶剂Tf*的凝固点比较，Tf (A)溶质必须是挥发性的 (B)析出的固相一定是固溶体 (C)析出的固相是纯溶剂 (D)析出的固相是纯溶质 7. 25℃时A和B两种气体在某一溶剂中溶解的亨利系数分别为kx,A和kx,B,且知kx,A>kx,B,则当A和B压力相同时在溶剂中所溶解的量是( )。 (A)A的量大于B的量 (B) A的量小于B的量 (C) A的量等于B的量 (D) 无法确定 8.在一定压力下，纯物质A的沸点、蒸气压和化学势分别为Tb*、pA*和?A*，加入少量不挥发性的溶质形成溶液之后分别变成Tb、 pA和?A ，因此有（ ） (A) Tb*< Tb，pA*< pA，, ?A* Tb，pA*> pA，, ?A* >?A (C) Tb*> Tb，pA*< pA， , ?A* >?A (D) Tb*< Tb，pA*> pA， , ?A* >?A 9.已知环己烷、醋酸、萘、樟脑的凝固点降低系数kf分别是20.2、9.3、6.9及39.7K·kg·mol-1。今有一未知物能在上述四种溶剂着溶解，欲测定该未知物的相对分子质量，最适宜的溶剂是（ ） (A)萘 (B)樟脑 (C) 环己烷 (D)醋酸 10.已知35℃时纯丙酮的饱和蒸气压为43kPa,当氯仿的摩尔分数为0.30时,测得丙酮-氯仿溶液气液平衡时丙酮的蒸气压为26.8kPa,则此溶液为（ ） (A)理想液态混合物 (B)对丙酮为负偏差 (C)对丙酮为正偏差 (D)无法判断 11.二组分理想液态混合物的蒸气总压（ ） (A)与溶液的组成无关 (B)介于两纯组分的蒸气压之间 (C) 大于任一纯组分的蒸气压 (D)小于任一纯组分的蒸气压 12.A和B两组分在定温定压下混和形成理想液态混合物时，则有：（ ）。 (A) ?mixH=0 (B) ?mixS=0 (C) ?mixA=0 (D) ?mixG=0 13.指出关于亨利定律的下列几点说明中，错误的是（） (A)溶质在气相和在溶剂中的分子状态必须相同 (B)溶质必须是非挥发性的 (C)温度愈高或压力愈低，溶液愈稀，亨利定律愈准确 (D)对于混合气体，在总压力不太大时，亨利定律能分别适用于每一种气体，与其他气体的分压无关 14.40℃时，纯液体A的饱和蒸气压是纯液体B的两倍，组分A和B能构成理想液态混合物。若平衡气相中组分A和B的摩尔分数相等，则平衡液相中组分A和B的摩尔分数之比xA:xB=( ) (A)1:2 (B) 2:1 (C)3:2 (D)4:3 15.组分A和B形成理想液态混合物。 已知在100℃时纯组分A的蒸气压为133.32kPa，纯组分B的蒸气压为66.66kPa，当A和B的两组分液态混合物中组分A的摩尔分数 为0.5时，与液态混合物成平衡的蒸气中，组分A的摩尔分数是（ ） (A) 1 (B) ? (C)2/3 (D) 1/2 16.在25℃时，0.01mol·dm-3糖水的渗透压力为Π1,0.01mol·dm-3食盐水的渗透压为Π2,则 ( )。 (A)Π1＞Π2 (B) Π1＝Π2 (C) Π1＜Π2 (D) 无法比较 17.氯仿（1）和丙酮（2）形成非理想液态混合物，在T时，测得总蒸气压为29 398Pa，蒸气中丙酮的摩尔分数y2=0.818，而该温度下纯氯仿的饱和蒸气压为29 571Pa，则在液相中氯仿的活度a1为 （ ） (A) 0.500 (B) 0.823 (C)0.181 (D) 0.813 18 在一定温度、压力下，A和B形成理想液态混合物，平衡时液相中的摩尔分数xA/ xB=5，与溶液成平衡的气相中A的摩尔分数yA=0.5，则A、B的饱和蒸气压之比为（ ） (A) 5 (B) 1 (C)0.2 (D) 0.5 19.下列各式中,哪一个不是化学势? (A) ???H? (B) ??n?B?S,p,nC??U? (C) ???n?B?S,V,nC??G? (D) ???n?B?T,p,nC??A? ???n?B?T,p,nC20. 下列各式中,哪一个不是偏摩尔量? (A) ???H? (B) ???nB?T,p,nC??U? (C) ????nB?S,V,nC??G? (D) ????nB?T,p,nC??A? ????nB?T,p,nC二、填空 1.沸点升高公式△Tb=KbbB适用于（ ）的溶质的（ ）溶液。 2. 25℃时，CH4 (g)在H2O(l)和C6H6 (l)中的亨利系数分别为4.18?109Pa和57?106Pa ，则在相同的平衡气相分压p(CH4)下，CH4在水中平衡组成（ ）在苯中的平衡组成。(填>,<或=) 3.稀溶液的依数性分别是:（ ）,( ),( ),( )。 4.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( )。 5.理想气体混合物中任一组分B的表达式为：?B =( )。 6.50℃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( )。 7 写出理想稀溶液中溶剂A的化学势表达式：?A ==( )。 8. 0℃，101.325kPa压力下，O2 (g)在水中的溶解度为4.49×10-2dm3·kg-1，则0℃时O2 (g)在水中的亨利系数为kx (O2)=( )Pa。 9.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)( )。 10. 某均相系统由组分A和B组成，则其偏摩尔体积的吉布斯-杜亥姆方程是( ). 10.在恒温、恒压下，理想气体混合物混合过程的Q=( ), 11. 偏摩尔熵的定义式为( )。 12 正己烷-正辛烷、丙酮-氯仿,乙醇-水、水-盐酸四组混合物或溶液中，可看成理想液态混合物的是( )。 13 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 ( )。 14.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 。 15 一般而言，溶剂的凝固点降低系数kf与 和 成正比，与 成反比，而溶液的凝固点降低值?Tf只与 成正比。 16. 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。 17 均相多组分系统中，组分B的偏摩尔体积定 义VB为 。 18 人的血浆可视为稀溶液,其凝固点为-0.56℃,已知水的凝固点降低常数kf=1.86 K?mol-1?kg,则37℃时血浆的渗透压 。 19.在101.325kPa的大气压下，将蔗糖在水中的稀溶液缓慢的降温，首先析出的为纯冰，相对于纯水而言，加入蔗糖将会出现：蒸气压（ ）；沸点（ ）；凝固点（ ）。 三、判断题 1.在过饱和溶液中,溶质的化学势比同温同压下纯溶质的化学势高.( ) 2.在273.15K,200kPa下,水的化学势比冰的化学势高。（ ） 3. 在373.15K,200kPa下,水的化学势比水蒸气的化学势高。。（ ） 4.低压下,亨利系数k的大小与溶剂、溶质的性质有关,与温度有关，与溶液的浓度单位有关。( ) 5.在相同的温度和压力下，稀溶液的渗透压仅与溶液中溶质的浓度有关而于溶质的性质无关，因此，同为0.01mol/Kg的葡萄糖水溶液与食盐水溶液的渗透压相同。（ ） 6.在一定温度下,某理想稀溶液中溶质的化学势可用下列方程表示： ?????B???x,B?RTlnxB??b,B?RTln?bB/b????c,B?RTln?cB/c?。 以上各?x,B,?c,B和?b,B的大小和物理意义相同。（ ） 7.理想液体混合物与其蒸气达成气-液两相平衡时,气相总压力p与气组成yB呈线性关系。( ) ???8.理想气体混合物中任一组分B的逸度就等于气分压力pB.( ) 9.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。（ ） 10.溶剂中溶入挥发性的溶质，肯定会引起溶液的蒸气压升高。（ ）。 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.???H?是偏摩尔焓,不是化学势.( ) ???nB?S,p,nC14.稀溶液的沸点总是高于纯溶剂的沸点.( ) 15.任何一个偏摩尔量均是温度、压力和组成的函数。（ ） 16.含不挥发性溶质的理想稀溶液的沸点总是高于纯溶剂的沸点。（ ） ***17.在一定稳定下,纯A(l)和B(l)的饱和蒸气压分别为p*A和pB,若pA 和B(l)形成理想液态混合物的气相组成yB大于液相组成xB.（ ）。 选择题答案: 1.A;2.B;3.A;4.A;5.B;6.C;7.B;8.D;9.B,10.A;11.C;12.A;13.B;14.A;15.C;16.C;17.C;18.C;19.D,20.B 填空题答案: 1.不挥发,稀;2.<;3.蒸气压下降,凝固点降低,沸点升高,渗透压4. 0.454, 0.568;4. ?108;8.相等,减小,减小的?A???A?RTlnxA;5.0.25;6.?B??B?RTlnxB;7.5.90× 慢;9.nAdVA+ nBdVB =0或xAdVA+ xAdVB=0;10.0;11.SB????S?;12.正己烷-??n?B?T,p,nC正辛烷;13. ??B??B?溶质??RTln??bB??b?*2 ?;14. 0.6, 0.83;15. MA, (Tf) , ?fusHm,A, ?bB;16.小于;17. ???V?;18.775kPa;19.下降,升高,降低 ??n?B?T,p,nC判断题答案: 1.√;2.Х; 3.Х; 4.√; 5. Х;6.×;7. ×;8.√;9.Х;10.Х;11.Х;12.√;13.Х;14.Х; 15.√;16.√; 17.√ 四、计算题 1.At 18℃,101.325kPa,O20.045g and N2 0.02g can be solved in 1dm3 water. Now heat 1dm3 of the solution saturated by air of 202.65kPa to boil, driving out O2 and N2 and dry them. Please find the volume and composition of the dried gas at 18℃,101.325kPa. Assumed that the air is ideal gas mixture and the composition of volume are:?(O2)=21%; ?(N2)=79% 答案:V=4.121×10-5m3; y(O2)=0.344; y(N2)=0.656 2. 80℃时纯苯的饱和蒸气压是100kPa,纯甲苯的蒸气压为38.7kPa,两液体可形成理想液态混合物.若有苯-甲苯的气-液平衡混合物,80℃气相中苯的摩尔分数为0.300,求液相的组成和气相总压. At 80℃,the saturated vapor pressure of C6H6 and C7H8 is 100kPa and 38.7kPa respectively. C6H6 and C7H8 can form mixture of ideal liquid, If vapor composition is y(C6H6)=0.300 when the system reached in gas-liquid equilibrium. Calculate the liquid composition and the total pressure. 答案:x(苯)=0.142;p=47.40kPa 3.At 100℃,the vapor pressure of CCl4 and SnCl4 is respectively 1.933×105Pa and 0.666×105Pa. CCl4 and SnCl4 can form mixture of ideal liquid, when external pressure p=1.013×105Pa,this mixture of ideal liquid is heated to boiling, please calculate: (1) Composition of this mixture of ideal liquid; (2) Composition of the first air bubble while the mixture of ideal liquid is boiling. 答案:xA=0.274, yA=0.523 4.At 20℃, solve HCl into C6H6 reached in equilibrium. When the partial pressure of HCl was 101.325kPa, the mole fraction of HCl in the solution was 0.0425. It is known that saturated vapor pressure of C6H6 is 10.0kPa. If the total vapor pressure of HCl and C6H6 is 101.325kPa at 20℃, please calculate how much HCl can be soluted in 100g C6H6. 答案:mHCl=1.87g 5.10g C6H12O6 can be solved in 400g alcohol, the boiling point elevation of the solution is 0.1428℃. while there is 2g organic matter solved in 100g alcohol which the boiling point elevation of the solution is 0.1250℃. Please calculate the relative molecular mass of the organic matter. 答案:165 6. Blood can be regarded as aqueous solution, solidified at -0.56℃ and 101.325kPa. It is known that the freezing point lowering coefficients of water Kf=1.86K?mol-1?kg. Please find (1) the osmotic pressure of blood at 37℃; (2) at the same temperature, how much C12H22O11 is needed to put into 1dm3 aqueous solution then the osmotic presure be the same as blood. 答案: 776kPa,103g 7. 0.5455g some solute was solved into 25g CCl4. The equilibrium vapor partial pressure of CCl4 was 11.19kPa. While at the same temperature, the saturated vapor pressure of pure CCl4 is 11.4kPa. Please find: (1) the relative molecular mass of the solute; (2) according to the result of element analysis, the solute is composed of C 94.34% and H 5.66%, determine the molecular formula of the solute. 答案:MB=177,C14H10 8.By putting 13.7g C6H5C6H5 into C6H6, the boiling point of the solution was 82.4℃.Given that the boiling point of pure C6H6 is 80.1℃. Please calculate: (1)The boiling point elevation coefficients of C6H6. (2) Molar vaporation enthalpy of C6H6. 答案:Kb?2.58K?mol?1?kg,?vapHm?31.4kJ?mol?1 9.在某一温度下,将碘溶解于CCl4中.当碘的摩尔分数x(I2)在0.01~0.04范围内时,此溶液符合稀溶液规律.今测得平衡时气相中碘的蒸气压与液相中碘的摩尔分数之间的两组数据如下: P(I2,g)/kPa x(I2) 1.638 0.03 16.72 0.5 求x(I2)=0.5时溶液中碘的活度及活度系数. At certain temperature , iodine was solved in CCl4. When the mole fraction of iodine x(I2) was between 0.01~0.04, the solution obeys dilute solution regular. Now in equilibrium, two groups of data have been tested as below: P(I2,g)/kPa x(I2) 1.638 0.03 16.72 0.5 Please calculate the activity and activity factor of iodine when x(I2)=0.5. 答案: a(I2)=0.306, γ(I2)=0.612 第五章 化学平衡 一、选择题 1. PCl5的分解反应PCl5(g) == PCl3(g) + Cl2(g) 在473 K达到平衡时PCl5(g) 有48.5%分解，在573 K 达到平衡时，有97 %分解，则此反应是（ ） （A）吸热反应；(B）放热反应；（C）反应的标准摩尔焓变为零的反应；（D）在这两个温度下标准平衡常数相等的反应。 2.设有理想气体反应A(g)+B(g)==C(g)，在温度T，体积V的容器中，三个组分的分压分别为pA、pB、pC时达到平衡，如果在T、V恒定时，注入物质的量为nD的惰性组分，则平衡将（ ）。 (A)向右移动 (B)向左移动 ( C )不移动 (D)不能确定 3. 设反应 aA(g ) == yY(g) + zZ(g), 在101.325 kPa、300 K下，A的转化率是600 K的2倍，而且在300 K下系统压力为101 325 Pa的转化率是2×101 325 Pa的2 倍，故可推断该反应 ( ) （A）标准平衡常数与温度，压力成反比； （B）是一个体积增加的吸热反应 （C）是一个体积增加的放热反应； (D)标准平衡常数与温度成正比，与压力成反比。 4.将20克CaCO3（s）和60克的CaCO3（s）分别放入抽真空、同容积的A容器和B容器中，且与同一定温热源相接触，达到化学平衡时CaCO3（s）部分分解为CaO(s)和CO2 (g),若忽略固体体积,则两容器中CaCO3（s）的分解量为( ) （A）A容器中的多 （B）B容器中的多 （C）一样多 （D）不确定5. ?理想气体反应N2O5（g）== N2O4（g）+1/2O2（g）的?rHm为41.84kJ×mol-1。要增加 N2O4（g）的产率可以（ ） （A）降低温度 （B）提高温度 （C）提高压力 （D）定温定容加入惰性气体 6.影响任意一个化学反应的标准平衡常数值的因素为：（ ） (A) 催化剂 (B) 温度 (C) 压力 (D) 惰性组分 ?7.有二个反应： SO2(g)+(1/2)O2(g)===SO3(g) , K1 ??? 2SO2(g)+O2(g)===2SO3(g) , K2 ,则K1与K2的关系是： （ ） ??(A) K1?K2 (B) K1???2??????K2 (C) ?K2??K1 (D) 2K2?K1 28.已知反应2NH3===N2+3H2的标准平衡常数为0.25。 同一条件下反应(1/2)N2+(3/2)H2 ====NH3的标准平衡常数为（ ）。 (A) 4 (B)0.5 ( C)2 (D) 1 9.对于化学反应K?与T的关系中，正确的是（ ) ??(A) 若?rHm>0，T增加， K?增加; (B) 若?rHm<0，T增加， K?增加 ??(C) ?rHm<0或?rHm>0 ，T变而K不变 ; (D) 以上答案均不正确 ?10.温度升高时，固体氧化物的分解压力（分解反应是吸热反应）：（ ）（A）降低；（B）增大；（C）恒定；（D）无法确定。11.反应 2NO(g) + O2(g) == 2NO2(g) 是放热的, 当反应在某温度、压力下达平衡时，若使平衡向右移动。则应采取的措施是：（ ）（A）降低温度和减小压力；（B）降低温度和增大压力；（C）升高温度和减小压力；（D）升高温度和增大压力。 12.已知纯理想气体反应： aA + bB == yY + zZ 已知 ??BB（ ）。 ?0,，则对于该反应，等温等压下添加惰性组分，平衡将： （A）向左移动；（B）不移动；（C）向右移动; (D) 以上答案均不正确 13.下列措施中肯定使理想气体反应的标准平衡常数改变的是（ ） (A)增加某种产物的浓度 (B)加入惰性气体 (C)改变反应温度 (D)增加系统的压力 14.在刚性密闭容器中，理想气体反应A(g)+B(g)===Y(g)达平衡，若在定温下加入一定量的惰性气体，平衡（ ） (A)向右移动 (B)向左移动 ( C)不移动 (D)不能确定 15.在T=600K的温度下，理想气体反应： ?(1) A(g) + B(g) = D(g), K1?0.25; ?(2) D(g) = A(g) + B(g), K2?( ) (A)0.25 (B)0.0625 ( C)4.0 (D)0.50 16. 在T=380K,总压p=2.00kPa下，反应 C6H5C2H5(g) = C6H5C2H3(g) + H2(g) 的平衡系统中，加入一定量的惰性组分H2O(g)，则反应的标准平衡常数K?（ ），C6H5C2H5(g)的平衡转化率α（ ）。 (A)变大 (B)变小 ( C)不变 (D)条件不全无法确定 17.在T=300K,反应：A(g) + 2B(g) = D(g)的K??1。在一抽成真空的容器中，通入A,B及D三种理想气体，在300K时pA?pB?pD?100kPa,在此条件下，反应（ ）。(A)向左移动 (B)向右移动 ( C)反应处于平衡状态 (D)无法确定 18.已知反应 2A(g) + D(g) = C(g)的标准平衡常数与温度的关系为: lgK?149?6T/?K?/?11.45, p??100kPa下的 ?rH????m??k?1,?J???m?r?11(A)-12.45, -95.20?o?lS (B)1.50, JmK-11.45 ( C)-28.64, -219.2 (D)28.64, 219.2 已知反应 2A(g) + D(g) = B(g)的标准平衡常数与温度的关系为: lnK?3444.T/K/?7???，D(g)的平衡转化率??26.6（5 ）K?3?? (A) 变大 (B)变小 ( C)不变 (D)条件不全无法确定 20. 在T,p及组成恒定，且不作非体积功的任一化学反应。 (1)当反应能自动进行时，此反应的化学亲和势A??;?rGm??;Jp/K???; (2)当反应不能自动进行时，此反应的化学亲和势A?(3)当反应处于平衡状态时，此反应的化学亲和势A??;?rGm??;Jp/K???; ?;?rGm??;Jp/K???。 (A) >0 (B) >1 ( C) =0 (D) =1 (E) <0 (F) <1 二、填空题 1.723℃时反应Fe(s)+CO2 (g)===FeO(s)+CO(g)的标准平衡常数为1.82，若气相y(CO2)=0.65，y(CO)=0.35，则反应将( )。（选填―向右进行‖ ―向左进行‖ ―达到平衡‖） 2.写出标准平衡常数的定义式：( )，写出标准平衡常数与温度的关系式（范特荷夫方程式）( )。 3.在温度T时将NH4HS(s)置于抽空的容器中，当反应NH4HS(s)===NH3 (g)+H2S(g)达到平衡时，测得总压力为p，则反应的标准平衡常数为 ( )。4. 某气相反应A ==Y+ Z是吸热反应, 在 25 ℃时其标准平衡常数Kθ=1 , 则25 ℃时反应的?rSmθ( )0，此反应在40 ℃时的Kθ( )25℃时的Kθ。 (选填 > ，=，<) 5．化学反应等温方程：?rGm??rGm?RTlnJp中，表示系统标准状态下性质的是( ) ，用来判断反应进行方向的是( )，用来判断反应进行限度的是 ( )。 6．在一定T、P下，反应A(g)=Y(g)+Z(g)达平衡时A的平衡转化率为XA,1eq,当加入惰性气体而T、P保持不变时，A的平衡转化率为XA,2eq，则XA,2eq ( ) XA,1eq（ 填 < ，= ，> 号 ）。 7．恒温时在A-B双液系中，若增加A组分，使其分压pA上升，则B组分在气相中的分压pB将( )。（填上升、下降或不变） 8．已知反应2NO(g)+O2(g)= 2NO2(g)的ΔrHmθ(T)<0，当上述反应达到平衡后，若要平衡向产物方向移动，可以采取( )（升高或降低）温度或( )（增大或减少）压力的措施。 9．反应C(s)+H2O=CO(g)+H2(g)在400℃时达到平衡，ΔrHmθ=133.5kJ/mol，为使平衡向右移动，可采取的措施有( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 。 10．反应（ⅰ）SO2+0.5O2= SO3 Kⅰθ(T)(ⅱ) 2SO2+O2= 2SO3 K2θ(T),则Kⅰθ(T)与K2θ(T)的关系是( )。 11.在T、P及组成一定的条件下反应0=∑νB B的?rGm与此反应的反应进度ξ，K?，JP,?rH m,?rSm及化学势μB之间的定量关系式为?rGm= ( ) =( ) =( )= ( )。 ?12．在某一温度T的抽空容器．反应B3(s) ===3B(g)达平衡时总压力为60 kPa,则此反应的标准平衡常数Kθ= ( )。 13．某反应的?r Hθm与T的关系为?rHθm(J·mol-1)=83.145T/K －0.83145, 则此反应的 dlnK?/dT?( )。 三、判断题 1.对于一个化学计量系数之和为零的放热反应，温度升高时，反应物的平衡转化率也 升高。( ) 2.某一反应在定温、定压且无非体积功的条件下，当该反应的标准平衡常数K大于分压商J时，则该反应能正向进行。( ) 3.对于真实气体混合物的反应，该反应的标准平衡常数K?仅仅是温度的函数。( ) 4.对于反应:N2(g) +3H2(g) = 2NH3(g),在一定温度下增加系统的压力平衡向右移动( )。 5．对于反应 CH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(g)，恒压下升高反应系统的温度，此反应的标准平衡常数K增大。（ ） 6．对于理想气体反应，定温定容下添加惰性组分时，平衡不移动。（ ） 7.任何一个化学反应都可以用Δr G m?来判断反应的方向。（ ） 8.因为Δr G m?==－RTlnK?，所以Δr G m?是在温度T时，化学反应达到平衡状态时的吉布斯函数变。（ ） 9．标准平衡常数改变平衡一定会移动，反之，平衡移动了标准平衡常数也一定会改变。（ ） ??10．如果某一化学反应的?rHm不随温度变化，那么其?rSm也不随温度变化，但是 ???其?rGm却与温度有关。（ ） 11.已知反应CuO(s)=Cu(s)+0.5O2(g)的ΔrSmθ（T）>0，则该反应的ΔrGmθ（T）将随温度的升高而减小。（ ） 12.已知反应B3(s) = 3B(g) 达到平衡时总压力为60kPa,则此反应的标准平衡常数 ?K??0.216( ). 13.对于乙苯脱氢制苯乙烯的反应：C6H5C2H5(g) = C6H5C2H3(g) ＋ H2(g),在温度和总压不变时，增加惰性组分平衡向生成产物方向移动（ ）。 ?14. 反应N2(g) +3H2(g) = 2NH3(g)的标准平衡常数为K1则反应1/2N2(g) +3/2H2(g) ?4，?= NH3(g)的标准平衡常数为K2。 ?2（ ） ?15. 反应N2(g) +3H2(g) = 2NH3(g)的标准平衡常数为K1则反应NH3(g) =1/2N2(g) ?4， ?+3/2H2(g)的标准平衡常数为K2。 ?0.5（ ） 16.如果某一化学反应的ΔrHmθ（T）<0,该反应的K?随着温度升高而减小。（ ） 17.恒温恒压且不涉及非体积功条件下，一切吸热且熵减小的反应，均不能自动发生( )。 18.对于理想气体反应：0???B?g?，在恒温恒压下??BBBB?0时，随着惰性气体 的加入而平衡向右移动（ ）。 19. 对于理想气体反应，等温等容条件下添加惰性组分时，平衡将向体积减小的方向移动（ ）。 20. 某一反应在恒温、恒压且无非体积功的条件下，当该反应的ΔrGm(T)<0时，该反应能正向进行（ ）。 选择题答案: 1.A;2 C.３C;４C;５B;６B;7 B;8 C;９A;10.B;11.B;12 C;13;D;14.C;15.C;16.C,A;17.C; 18.C;19.B,B;20.(1)A,E,B,(2)E,A,F,(3)C,C,D 填空题答案: 1．向右进行;2．K??def???T?/RT? ; dlnK?/dT??rHm?exp?- ?rGm/RT2? ?3.0.25×（p/p?）2;4．>；>;5.Δr G mθ (T)；Δr G m (T)；Δr G mθ (T);6．>;7.下降 8.降低；增大;9．升温；减小总压；提高水蒸气分压；加入惰性气体；及时将CO和 ??H2移走;10．Kθ12= Kθ2;11.?rGm=??G?= ??????T,P??BB（JP/ K?） ?B=?rHm －T?rSm =RTln ?12．Kθ=（P/ P?）3=(60/100)3=0.216;13．dlnK?/dT??rHm/RT2= (83.145T/K － mol-1/RT2=10/ T－0.1 K/ T2 0.83145) J·判断题答案: 1.（×）2.（√）3.（√）4.（√）5．（×）6．（√）7.（×）8. （×）9．（×）10．（√）11. （√） 12.（√）13. （√）14. （√）15. （√）16. （√）17. （√）18. （×）19. （×）20. （√） 四、计算题 ?1．T=1000K时，反应C(s)+2H2(g)==CH4(g) 的?rGm=17.397KJ.mol-1。现有与碳反应 的气体混合物，其组成为体积分数ｙ(CH4)=0.1, ｙ(H2)=0.8, ｙ(N2)=0.10，试问： （1）T=1000K，p=100kPa时，?rGm等于多少? 甲烷能否生成? （2）在T=1000K下，压力须增加到若干,上述合成甲烷的反应才能进行? ?At T=1 000K，C(s)+2H2(g)==CH4(g), ?rGm=17.397KJ.mol-1。The gas mixture reacts with carbon is ｙ(CH4)=0.1, ｙ(H2)=0.8, ｙ(N2)=0.10，try to answer： (1)if T=1000K，p=100kPa，?rGm=? Can CH4 be produced? (2)if T=1000K下，how much pressure does it increase to make above reaction toward right? 答案：(1) ?rGm?3.963kJ?mol?1，不能生成甲烷；(2)p>161.06ka才可能生成甲烷 2．甲烷转化反应: CH4 (g)+H2O(g)=CO(g)+3H2 (g) 在900K下的标准平衡常数为1.280。若取等物质的量的CH4 (g)和H2O(g)反应，求在该温度及101.325 kPa压力下达到平衡时系统的组成。 CH4 conversion reaction: CH4 (g)+H2O(g)=CO(g)+3H2 (g) At 900K K?=1.280. if the amount of CH4 (g) and H2O(g) is 1:1，Calculate the component of the system when it reaches equilibrium at 101.325 kPa. 答案：y?CH4??y?H2O??0.146;y?CO??0.177;y?H2??0.531 3．已知同一温度，两反应方程及其标准平衡常数如下： C(石墨)+H20(g)====C0(g)+H2(g) K1?T? ? C(石墨)+2H20(g)====C02 (g)+2H2(g) K2?T? ?求下列反应的K??T?。 C0(g)+H20(g)====C02(g)+H2(g) Given that at the same temperature, two reaction equations and their standard equilibrium constant are as below: ?C(graphite)+H20(g) ====C0(g)+H2(g) K1?T? ? C(graphite)+2H20(g)====C02 (g)+2H2(g) K2?T? Calculate K??T? of the following reaction: C0(g)+H20(g)====C02(g)+H2(g) ??答案：K??K2 /K14．某理想气体反应如下： A(g) + 2B(g) = Y(g) + 4Z(g) 已知有关数据如下表: 物质 A(g) B(g) Y(g) Z(g) ??B,298K??fHmkJ?mol?1 ??B,298K?Sm ?1?1kJ?mol?KCp,m?B?kJ?mol?K3 14 11 5 ?1?1 -74.84 -241.84 -393.42 0 186.0 188.0 214.0 130.0 (1)经计算说明：当A、B、Y和Z的摩尔分数分别为0.3，0.2，0.3和0.2，T=800K,p=0.1MPa时反应进行的方向； (2)其它条件与(1)相同，如何改变温度使反应向着与(1)的方向相反的方向进行？ Relative data of pg reaction A(g) + 2B(g)==Y(g) + 4Z(g) are： substance A(g) B(g) Y(g) Z(g) ?fHm?(298.15K)/ kJ·mol-1 －74.84 －241.84 －393.42 0 Sm?(298.15K)/ J·K-1·mol-1 186.0 188.0 214.0 130.0 Cp,m?(B) / J·K-1·mol-1 3 14 11 5 Please calculate and determine:(1) the direction of chemical reaction while T=810K，p=0.1MPa and the mole fraction of A, B,Y and Z are 0.3，0.2，0.3 and 0.2 respectively ; (2) if the condition is same as (1), how to change temperature to make the direction backward. 答案：（1）反应向反方向进行；（2）T>827K 5．在真空的容器中放人固态的NH4HS，于25℃下分解为NH3(g)和H2S(g)，平衡时容器内的压力为66.66kPa。 （1） 当放入NH4HS (s)时容器中已有39.99 kPa的H2S(g)，求平衡时容器中的压力； （2） 容器中原有6.666kPa的NH3(g),问需加多大压力的H2S(g)，才能形成NH4HS 固体? The solid NH4HS was put into vacuum container , and was decomposed to NH3(g)和H2S(g) at 25℃, When the reaction reached in equilibrium the pressure was 66.66kPa. (1) When NH4HS (s) was put into the container, the pressure of H2S(g) was 39.99 kPa. Please calculate the pressure in container when the reaction reaches equilibrium. (2)Beginning with 6.666kPa的NH3(g) in the container, how much pressure of H2S(g) is needed to form solid NH4HS. 答案：（1）p=77.7kPa;(2) p（H2S）>166.65 kPa才可能有NH4HS (s)生成 6．现有理想气体间反应 A(g)+ B(g) ==== C(g) +D(g) 开始时，A与B均为lmol，在25℃时反应达到平衡，此时A与B物质的量各为(1／3)mol。 (1) 求此反应的K?； (2) 开始时，A为lmol，B为2mol； (3) 开始时，A为lmol，B为lmol，C为0．5mol； (4) 开始时，C为1mol ，D为2mol；分别求反应达平衡时C的物质的量。 There is a reaction of perfect gas A(g)+ B(g) ==== C(g) +D(g). At the beginning, both A and B are 1mol, when the reaction reach equilibrium at 25℃, the substance amount of A and B are (1／3)mol respectively. (1) Calculate K? of reaction (2) At the beginning, A is 1mol,B is 2mol; (3) At the beginning, A is 1mol,B is 2mol,C is 0.5mol; (4) At the beginning, C is 1mol,D is 2mol; Please Calculate the substance amout of C respectively when the reaction reacheas equilibrium. 答案：(1) K?＝4;(2) nC=0.845mol;(3) nC=1.096mol;(4) nC=0.543mol 7．在高温下水蒸气通过灼热的煤层，按下式生成水煤气 C(石墨)+H20(g)====C0(g)+H2(g) 若在1000K及1200K时，K?分别为2.472及37.58，试计算此温度范围内的平均摩尔 ? 反应焓?rHm及在1100K时反应的标准平衡常数K Under high temperature, the water vapor go through coal layer which is scorching hot , produce water gas as the reaction below: C(graphite)+H20(g)====C0(g)+H2(g) ? If K? is2.472 and 37.58 under 1000K and 1200K respectively, Calculate ?r H m and K of the reaction at 1100K. 答案：K?（1100K）=11.0 ?8．在100℃下，下列反应的K=8.1×10-9，?rSm =125.6J·mol-1·K-1。计算: ?COCl2 (g)====CO(g)+C12 (g) (1)100℃且总压为200kPa时COCl2的解离度； (2)100℃时上述反应的 ?rHm?； (3)总压为200kPa、COCl2解离度为0.1％时的温度(设?Cp,m =0)。 ?At 100℃, K=8.1×10-9，?rSm =125.6J·mol-1·K-1 of the following reaction. Please ?calculate: COCl2 (g)====CO(g)+C12 (g) (1) dissociated degree of COCl2 at 100℃ and 200kPa; (2) ?r H m? of the above reaction at 100℃； (3) the temperature when dissociated degree of COCl2 is 0.1％ and total pressure is 200kPa (?Cp,m =0)。 答案：（1）??6.37?10?5；（2）ΔrHm=105 kJ·mol-1；（3）T 2=446K 9．某理想气体反应2A(g) =Y(g)有关数据如下： 物质 ?fHm?(298.15K)/ kJ·mol-1 A(g) Y(g) 35 10 Sm? (298.15K)/ J·K-1·mol-1 250 300 Cp,m? (B)/ J·K-1·mol-1 38.0 76.0 求：（1）在310K、100KPa下，A、Y各为y=0.5的气体混合物反应向哪个方向进行？ （2）：欲使反应向与上述（1）相反的方向进行，在其他条件不变时：（a）改变压力，P应控制在什么范围？(b)改变温度，T应控制在什么范围？(c)改变组成，yA应控制在什么范围？ pg reaction: 2A(g)==Y(g) substance ?fHm?(298.15K)/ Sm?(298.15K)/ Cp,m?(B) kJ·mol-1 A(g) Y(g) 35 10 J·K-1·mol-1 250 300 / J·K-1·mol-1 38.0 76.0 Please calculate and determine:(1) the direction of chemical reaction while T=310K，p=100KPa and the mole fraction of A and Y are 0. 5 respectively ; (2) if the other conditions are not change, how to change ① pressure p ② composition yA to make the direction backward. 1p>434.8kPa; ○2T<291.6K; ○3yA>0.745 答案：(1) 向左进行;(2)○ ?10．反应3CuCl(g) = Cu3Cl3(g) 的?rGm与温度T的关系如下： ??rGm/?J?mol?1???528858?52.34?T/K?lg?T/K??438.2?T/K? ??求：(1) 2000K时，此反应的?rHm； ,?rSm(2) 此反应在2000K，100kPa平衡混合物中Cu3Cl3的摩尔分数为0.5时系统的总压 ?The relationship between ?rGm and T of the reaction 3CuCl(g) = Cu3Cl3(g) as follows: ??rGm/?J?mol?1???528858?52.34?T/K?lg?T/K??438.2?T/K? ??Calculate :(1) ?rHmof the reaction at 2000K ; ,?rSm(2) the mole fraction of Cu3Cl3 in the equilibrium mixture at 2000K and 100kPa. ??答案：(1)?rSm?2000K???242.6J?K?1?mol?1;?rHm?2000K???483.4kJ?mol?1 (2)p=211.2kPa 第六章 相平衡 一、选择题 1.NaHCO3(s)在真空容器中部分分解为Na2CO3(s)、H2O(g)和CO2(g)处于如下的化学平衡时： NaHCO3(s) =Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2 (g) 该系统的独立组分数，相数及自由度符合( ). A. 3，2 ; B.3，1 ; C. 2，0； D. 2，1 2.将过量的NaHCO3 (s)放入一真空密闭容器中,在50℃下，NaHCO3(s)按下式分解： 2NaHCO3 (s) =Na2CO3 (s)+H2O(g)+CO2 (g) 该系统达平衡后，则其独立组分数C=( ), 自由度数F=( ). A. 3，2 ; B.3，1 ; C. 2，0； D. 2，1 3.在2题中已达平衡的系统中加入CO2 (g)时，系统重新达平衡后，则系统的组分数C=( ),F=( ). A. 3，2 ; B.3，1 ; C. 2，0； D. 2，1 4.A(l)和B(l)可形成理想液态混合物，若在温度T下，纯A(l)的饱和蒸汽压为p?A大于 ?纯B(l)的饱和蒸汽压为pB。则在二组分的蒸气压-组成图上的气、液两相平衡区，呈 平衡的气、液两相的组成有（ ）。 A. yB>xB ; B. yB 5.若A(l)和B(l)可形成理想液态混合物，在温度T下，纯A(l)的饱和蒸汽压为p?A<纯 ?B(l)的饱和蒸汽压为pB。则当混合物的组成为0 ?看出蒸气总压p与p?、。 pAB的相对大小为（ ）??? A. P>pB ; B. P 6.在温度T下，CaCO3 (s),CaO(s)及CO2 (g)的平衡压力为p，已知它们之间存在： CaCO3 (s) = CaO(s) + CO2 (g)反应，若往该平衡系统加入CO2 (g)，当重新达到平衡时，系统的压力（ ）。 A. 变大 ; B. 变小 ; C. 不变； D. 可能变大也可能变小 7.已知CuSO4 (s)与H2O(g)可形成下列三种化合物： CuSO4 (s) + H2O(g) = CuSO4?H2O(s) CuSO4?H2O(s) + 2H20(g) = CuSO4?3H2O(s) CuSO4?3H2O(s) + 2H2O = CuSO4?5H2O(s) 在101.325kPa下，与H2O(g)平衡共存的盐最多有几种。 A. 1 ; B. 2 ; C. 3； D. 4 8.在A(低沸点)与B(高沸点) 两种纯液体组成液态完全互溶的气液平衡系统。在一定的温度下，将B(l) 加入平衡系统中时，测得系统的压力增大，说明此系统（ ）。 A. 一定具有最大正偏差 ; B. 一定具有最大负偏差 ; C. 可能具有最大正偏差也可能具有最大负偏差; D. 数据不够，无法确定 9.在318K下，丙酮(A)和氯仿(B) 组成液态混合物的气液平衡系统，实验测得xB=0.3时气相中丙酮的平衡蒸气分压pA=26.77kPa,已知同温度下丙酮的饱和蒸气压。 p?A=43.063kPa,则此液态混合物为（ ） A.理想液态混合物 ; B.对丙酮产生正偏差 ; C.对丙酮产生负偏差; D.无法确定 10.在温度T下，A(l)与B(l) 形成理想液态混合物的气液平衡系统，已知在该温度下， ?A(l)与B(l) 的饱和蒸气压之比p?/pAB?5时，若该气液平衡系统的气相中B之组成 yB=0.5,则平衡液相中的xB=（ ）。 A. 0.152 ; B. 0.167 ; C. 0.174; D.0.185 11.组分A(s)与组分B(s）组成的凝聚系统相图中，若已知形成以下四种化合物： A2B(稳定),AB(稳定),AB2 (不稳定),AB3 (稳定)则该相图中有（ ）最低共熔点和（ ）条三相线。 A. 3，3 ; B. 4，4 ; C. 3，4 ; D. 4，5 12.NH4HS(s)和任一量的NH3(g)及H2S(g)达平衡时有( ). A. C=2,P=2,F=2 B. C=1,P=2,F=1 C. C=1,P=3,F=2 D. C=1,P=2,F=3 13.对于恒沸混合物,下列说法中错误的是( ) A.不具有确定组成; B.平衡时气相组成与液相组成相同 C.其沸点随外压的变化而变化; D. 与化合物一样具有确定组成 14.在101.325kPa的压力下,I2在液态水和CCl4中达到分配平衡(无固态碘存在)则该系统的条件自由度数为( ). A. F’=1 B. F’=2 C. F’=0 D. F’=3 15.硫酸与水可形成H2SO4?H2O(s), H2SO4?2H2O(s), H2SO4?4H2O(s)三种混合物,问在101325Pa的压力下,能与硫酸水溶液及冰平衡共存的硫酸水合物最多可有多少种?( ) A.3种 B.2种 C.1种 D.不可能有硫酸水合物与之平衡共存 16.某平衡存在C(s),H2O(g),CO(g),CO2(g)和H2(g)五种物质,相互建立了下述三个平衡: H2O(g) + C(s) = H2(g) + CO(g) CO2(g) + H2(g) = H2O(g) + CO(g) CO2(g) + C(s) = 2CO(g) 则该系统的独立组分数C为( ). A.3 B. 2 C. 1 D. 4 17.组分A(高沸点)与组分B(低沸点)形成完全互溶的二组分系统,在一定温度下,向纯B中加入少量A ,系统蒸气压增大,则此系统为( ) A.有最高恒沸点的系统 B.不具有恒沸点的系统 C.有最低恒沸点的系统 D.无法确定 二、填空题 1.在真空容器中放入过量的NH4I(s)与NH4Cl(s),并发生以下分解反应： NH4I(s) =NH3 (g) + HI(g) NH4Cl(s) =NH3 (g) + HCl(g) 达平衡后，系统的组分数C=( ),相数P=( ),自由度数F=( ) 2.Na2CO3 (s)与H2O(l)可生成Na2CO3?H2O(s)，Na2CO3?7H2O(s), Na2CO3?10H2O(s),则 30℃时，与Na2CO3水溶液、冰平衡共存的水合物最多有（ ）种。 3.在抽空的容器中放入NH4HCO3 (s),发生如下反应： NH4HCO3 (s) = NH3 (g) + CO2 (g) + H2O(g)且达到平衡，则这个系统的组分数C=( ),自由度数F=( ). 4.将一定量NaCl(s)溶于水中形成不饱和溶液，假设NaCl完全电离，H2O(l)可建立电离平衡，离子无水合反应，则系统的C=( );F=( ). 5.自由度数的文字定义为( ),相律的数学表达式是（ ）。 6.含有KNO3与NaCl的水溶液与纯水达渗透平衡时，平衡体系的自由度数为（ ）。 7. NaHCO3 (s)在真空容器中部分分解为Na2CO3 (s)、H2O(g)和CO2 (g)达平衡时，该体系的独立组分数，相数及自由度分别为( ). 8.在液态完全互溶的两组分A、B组成的气液平衡系统中，外压一定时，于该气液平衡系统中加入组分B(l)后，系统地沸点下降，则该组分在平衡气相中的组成yB( )它在液相中的组成xB 9.A(l)和B(l)形成理想液态混合物，在温度T下，纯A(l)的饱和蒸汽压为PA*,纯B(l)的饱和蒸汽压为PB*=5PA*。在一定温度下，将A(l)和B(l)混合成一气液平衡系统，测得其总压为2PA*,此时平衡气相中B的摩尔分数yB=( ) 10.对三组分相图，最多相数为（ ）；最大自由度数为（ ）；它们分别是（ ）等强度变量。 11.在温度T下，A、B两组分在液相完全互溶，而且它们的饱和蒸气压分别为PA*与PB*，且PA*>PB*.在一定温度下，由A、B组成的气液平衡系统，当系统组成XB<0.3时，往系统中加入B(l)则系统压力增大；反之，当系统组成XB>0.3时，往系统中加入B(l)则系统压力降低，这一结果说明系统具有（ ）恒沸点。 12.在1000K下，多组分多相平衡系统中有C(石墨），CO2 (g), CO(g) 及O2 (g)共存，而且它们间存在以下化学反应： C(石墨) + O2 (g) = CO2 (g) C(石墨) + 1/2O2 (g) = 1/2CO(g) CO(g) + 1/2O2 (g) = CO2 (g) C(石墨) + CO2 (g) = 2CO(g)，则此平衡系统的组分数C=（ ），P=（ ），F=（ ） 13.一般有机物可以用水蒸气蒸馏法提纯,当有机物的( )和( )越大时,提纯一定质量有机物需用的水蒸气越少. 14.一个达到平衡的系统中有ZnO(s),Zn(s),CO(g),CO2(g),C(s)五种物质,则该系统的独立组分数为( ),自由度数( ). 三、判断题 1.在通常情况下,二组分系统能平衡共存的最多相是4相。( ) 2.二组分理想液态混合物的蒸气总压力介于二纯组分的增气压之间。( ) 3.双组分相图中恒沸混合物的组成随外压的不同而改变不同。( ) 4.依据相律，恒沸混合物的沸点不遂外压的改变而改变。( ) 5.依据相律，纯液体在一定温度下，蒸气压应该是定值。( ) 6.相是指系统处于平衡时，物理性质和化学性质都均匀的部分。( ) 7.二组分理想液态混合物的总蒸汽压大于任意纯组分的蒸汽压。( ) 8.在一定温度下，由纯液态的A和B形成理想液态混合物，已知PA* 9.在一定压力下，A-B二组分溶液的温度-组成图的最高（或最低）恒沸点处，气-液两相组成相等。( ) 10.在一定压力下，若在A-B二组分的温度-组成图中出现最高恒沸点，则其蒸气总压对拉乌尔定律必产生最大负偏差。( ) 11.水的冰点和三相点没有区别。( ) 12.恒沸混合物与化合物一样,具有确定的组成。( ) 13.一个相平衡系统最少的相数P=1,最小的自由度数F=0。( ) 14.二组分沸点-组成图中,处于最高或最低恒沸点时的状态,其条件自由度数F’=0.( ) 选择题答案: 1.A;2.C;3.B;4.B;5C;6.C;7.B;8.C;9.C;10.B;11.D;12.A;13.D;14.B;15.C;16.A; 17.C 填空题答案: 1. C=2，P=3，F=1;2. 一种;3. C=1，F=1;4. 2；3;5. 能够维持系统原有相数而可以独立改变的变量数，F=C- P+2;6. F=4;7. C=2，P=3，F=1;8.>;9.0.625;10. 5，4；温度、压力及两个组成;11.最高恒沸点;12.C=2，P=2，F=1;13.饱和蒸气压,摩尔质量;14.3,1 判断题答案: 1. √;2. √; 3. √; 4. ×;5. √;6; √; 7.×;8. √;9. √;10. √;11. ×;12. ×;13 √;14. √ 四、计算题 1.指出下列平衡系统中的组分数C,相数P及自由度数. (1)I2(s)与其蒸气成平衡; (2)CaCO3(s)与其分解产物CaO(s)和CO2(g)成平衡; (3)NH4HS(s)放入一抽空的容器中,并与其分解产物NH3(g)和H2S(g)成平衡; (4)取任意量的NH3(g)和H2S(g)与NH4HS(s)成平衡; (5)I2作为溶质在两不互溶液体H2O和CCl4中达到分配平衡(凝聚系统). Please find C=？P=? and f =? in the following equilibrium systems. (1)I2(s) is equilibrium with it’s vapor ; (2)CaCO3(s) is partially decomposed in equilibrium with CaO(s) and CO2(g); (3)NH4HS(s) is partially decomposed in equilibrium with NH3(g) and H2S(g) in a vacuum container; (4) NH4HS(s) is in equilibrium with arbitrary NH3(g) and H2S(g); (5)Put I2 as solute in immiscible liquid H2O and CCl4, reaching distribution equilibrium(condensed system). 答案: (1)1,2,1;(2) 2,3,1;(3) 1,2,1; (4)2,2,2; (5)3,2,2 2.已知液体甲苯(A)和液体苯(B)在90℃时的饱和蒸气压分别为p?A?54.22kPa和 ?pB?136.12kPa.两者可形成理想液态混合物.今有系统组成为xB,0?0.3的甲苯-苯 混合物5mol,在90℃下成气-液两相平衡,若气相组成为yB?0.4556,求: (1)平衡时液相组成xB及系统的压力p; (2)平衡时气-液两相的物质的量n(l),n(g). At 90 ℃, toluene(A) and benzene(B) can form ideal liquid mixture. The saturated vapor pressure of them is 54.22kPa and 136.13kPa respectively, Now 5 mol mixture of them withxB,0?0.3,when g-l reaches equilibrium at 90℃,the the composition of the gas phase is yB?0.4556,please Calculate : (1) how the composition of the liquid phasexB and total pressure of system p. (2) The amout of substance n(l),n(g) when g-l reach equilibrium 答案: (1)xB?0.2500,p?74.70kPa;(2)n?l??3.784mol,n?g??1.216mol 3. .已知液体甲苯(A)和液体苯(B)在90℃时的饱和蒸气压分别为p?A?54.22kPa和 ?pB?136.12kPa.两者可形成理想液态混合物.取200.0g甲苯和200.0g苯置于带活塞 的导热容器中,始态为一定压力下90℃的液态混合物.在恒温90℃下逐渐降低压力,问: (1)压力降到多少时,开始产生气相,此气相的组成如何? (2)压力降到多少时,液相开始消失,最后一滴液相的组成如何? (3)压力为92.00kPa时,系统内气-液两相平衡,两相的组成如何?两相物质的量各为多少? At 90 ℃, toluene(A) and benzene(B) can form ideal liquid mixture. The saturated vapor pressure of them is 54.22kPa and 136.13kPa respectively, If 200.0g C7H8 and 200.0g C6H6 was put into a thermal conducting container with a piston, keep the temperature of 90 ℃and decrease the pressure gradually, Calculate : (1)How much the pressure is,when the gas begins to product?And how the composition of the gas phase is? (2)How much the pressure is, when the liquid begins to disappear?And how the composition of the last drop of liquid is? (3)If the pressure is 92kPa, how the gas-liquid composition in the system is?And how much the amount of substance both gas and liquid phase? 答案: (1)p?98.54kPa,yB?0.7476;?2?p?80.40kPa,xB?0.3197;(3)n?l??3.022mol,n?g??1.709mol 4.已知水-苯酚系统在30℃液-液平衡时共轭溶液的组成w(苯酚)为:L1(苯酚溶于水),8.75%;L2(水溶于苯酚),69.9%. (1)在30℃,100g苯酚和200g水形成的系统达液-液平衡时,两液相的质量各为多少? (2)在上述系统中若再加入100g苯酚,又达到相平衡时,两液相的质量各为多少? Given that C6H5OH and H2O reaches liquid-liquid equilibrium at 30℃, the composition of the two conjugate solutions of this system are w(C6H5OH，L1)= 8.75%，w(C6H5OH，L2)= 69.9% respectively. (1) At 30℃,t he system formed by 100g C6H5OH and 200g H2O reaches liquid-liquid equilibrium ,please calculate the mass of the two liquid phase. (2) If 100g C6H5OH was added into the above system ,when the system reaches liquid-liquid equilibrium again, please calculate the mass of the two liquid phase. 答案: (1)m?L1??179.6g,m?L2??120.4g;?2?m?L1??130.2g,m?L2??269.8g 6.利用下列数据,粗略地描绘出Mg-Cu二组分凝聚系统相图,并标出各区的稳定相.已知Mg和Cu的熔点分别为648℃,1085℃.两者可形成两种稳定化合物,Mg2Cu,MgCu2,其熔点依次为580℃,800℃.两种金属与两种化合物四者之间形成三种低共熔混合物.低共熔化合物的组成及熔点对应为:35%,380℃;66%,560℃;90.6%,680℃. Using the data below, a rough describe Mg-Cu two component condensing system phase diagram and point out the stable phase of every region. Given Melting point of Mg and Cu is 648℃ and 1085℃ respectively.They can form of two stable compounds Mg2Cu and MgCu2 whose melting point are 580℃,800℃ respectively. Two metal and two compounds can form three kinds of eutectic mixture.Composition of eutectic mixture w(Cu) and eutectic point corresponding are: 35%,380℃;66%,560℃;90.6%,680℃. 7.A和B固态时完全不互溶，102325Pa时A(s)的熔点为30℃，B(s)的熔点为50℃，A和B在10℃具有最低共熔点，其组成为xB,E=0.4，设A和B相互溶解度均为直线。 (1)画出该系统的熔点-组成图(t-xB图)； (2)今由2molA和8molB组成一系统，根据画出的t-xB图，列表回答系统在5℃， 30℃，50℃时的相数、相的聚集态及成分、各相的物质的量、系统所在相区的条件自由度。 A and B are immiscible in solid phase, at p=101325Pa, the melting point of A and B are30?C and 50?C respectively. A and B has the lowest cocrystalline point at 10℃, its component is xB,E=0.4,supposing the dissolving line is straight line. (1)Draw melting point-composition diagram (t-xB)of this system. (2)Now the system formed by 2mol A and 8mol B , according to (t-xB)Phase diagram, list table and write P , state of aggregation(g, l or s) and ingredient of phase, amount of the phases and f ’ of regions when the system temperature is 5℃， 30℃，50℃ respectivly . 答案: (2) 系统的温度/℃ 5 30 50 相数 2 2 1 相的聚集态及成分 S(A)+ S(B) l(A+B)+ S(B) l(A+B) 各相的量 nA=2mol nB=8mol nl=6.67mol nB=3.33mol nl=10mol 系统所在相区的F’ 1 1 2 8. A和B在液态部分互溶，A和B在100kPa下的沸点分别为100? C和120?C，该二组分的气、液平衡相图如图所示，且知C，E，D三个相点的组成分别为xB,C = 0.05, yB,E = 0.60， xB,D = 0.97 (1)试将图中各相区及CED线所代表的相区的相数、聚集态及成分（聚集态用g，l及s表示气、液及固；成分用A，B或A+B表示）、条件自由度f ’列成表格； (2)试计算3mol B与7mol A的混合物，在100kPa，80?C达成平衡时气、液两相各相的物质的量各为多少摩尔？ A and B are partially miscible in liquid phase, at p=100kPa, the boiling point are100?C and 120?C respectively. In the gas-liquid equilibrium phase diagram, the composition of phase point C, E and D are xB,C = 0.05, yB,E = 0.60 and xB,D = 0.97 respectively. (1) list table and write P , state of aggregation(g, l or s) and ingredient(A, B or A+B) of phase and f ’ of all regions and CED line. (2) mixture formed by 3mol B and 7mol A reaches gas-liquid equilibrium at 100kPa，80?C . Please calculate n(l) and n(g). 答案: n (g) = 5.7 mol n ( l ) = 4.3 mol 9.如图所示，在101.325 kPa 下，A，B 二组分液态完全互溶，固态完全不互溶，其低共熔混合物wB= 0.60 今有180 g，wB= 0.40 的溶液，试回答： （1）冷却时，最多可得多少克纯A(s)？ （2）在三相平衡时，若低共熔混合液的质量为60 g ,与其平衡的固体A及B各为多少克？ As shown in the diagram, A and B are miscible in liquid phase and immiscible in solid phase at p=101.325kPa, the lowest cocrystalline component is wB= 0.60, Now 180g solution with wB= 0.40.Calculate: (1)How much pure A(s) we can get when the solution was cooled. (2) the amount of A and B when the system reaches triple phase equilibrium and the mass of the lowest cocrystalline solution is 60g. 答案: (1) 得到60g纯A(s);(2) 若低共熔混合物的质量为60g时，与其平衡的固 体A为84g 固体B为36g 10. 图为A，B二组分凝聚系统平衡相图。tA*，tB* 分别为A，B 的熔点。 （1）请根据所给相图列表填写I 至 VI 各相区的相数、相的聚集态及成分、条件自由度数； （2）系统点a0 降温经过a1，a2，a3，a4，写出在a1，a2，a3 和a4点系统相态发生的变化并画出不冷曲线。 It’s the phase diagram of A and B. tA*，tB* is the melting point of A and B respectively. (1) According to the phase diagram, list table and write P , state of aggregation(g, l or s) and ingredient(A, B or A+B) of phase and f ’ of regions from I to VI. (2) The system point pass through a1，a2，a3，a4 when cooling, write out the system phase state changes at point a1，a2，a3,a4 and draw the cooling curve. 答案: (2) a1 点：l a1 s(B)（二相共存）；a 2 点：lp + s(B) s(C) ( 三相共存 ) a 3 点：lE s(A)+s(C) ( 三相共存 )； a 4 点：s(A) s(C) ( 二相共存 ) 11. A和B形成相合熔点化合物AB：A，B，AB 在固态时完全不互溶；A，AB，B 的熔点分别为200?C，300?C，400?C，A与AB及AB与B形成的两个低共熔点分别为150?C，xB,E1=0.2 和250?C，xB,E2=0.8。 （1）画出以上述系统的熔点-组成（t-xB）图； （2）画出以下两条步冷曲线：xB=0.1的系统从200 ?C冷却到100 ?C，及xB=0.5 的系统从400 ?C冷却到200?C； （3）8 mol B和12 mol A 混合物冷却到无限接近150 ?C时，系统是哪几相平衡？ 各相的组成是什么？各相物质的量是多少？ A and B can form a stable compounds AB: A,B and AB are immiscible in solid phase; The melting point of A, AB and B are 200℃,300℃and 400℃ respectively. A andAB, B and ABcan form two lowest eutectic mixtures. eutectic point and composition of eutectic mixture corresponding are: 150?C，xB,E1=0.2 and 250?C，xB,E2=0.8. (1) Draw melting point-composition diagram (t-xB)of the above system.; (2) draw the cooling curve of the following two system: system with xB=0.1 cooling from 200 ?C to 100 ?C and system with xB=0.5 cooling from 400 ?C to 200 ?C. (3) mixture formed by 8 mol B and 12 mol A cooling nearly to 150 ?C, how many phases are in equilibrium? the component of every phase? how much the amount of substance of every phase? 答案: (3) nS ( AB )=12.34mol ,n l ( A+B ) =6.67 mol 12.图为A，B 二组分气、液平衡系统相图，横坐标为B的质量分数。 （1）写出图中①，②，③，④，⑤，⑥各区的相态及成分； （2）10.8 kg 纯A 液体与72 kg 纯B液体混合物加热，当温度无限接近t1（t=t1+dt）时，有哪几个相平衡共存？各相质量是多少？ （3）当温度刚刚离开t1（t=t1+dt）时，又有哪几个相平衡共存？各相质量是多少？ It is two component phase gas-liquid equilibrium phase diagram of A and B, the X-axial represents the mass fraction of B. (1) write out the state of aggregation and ingredient of ①，②，③，④，⑤，⑥ regions in the diagram. (2) The mixture formed by 10.8 kg pure liquid A and 72 kg pure liquid B was heated, when the temperature was closed nearly to t1（t=t1+dt）, how many phases are in equilibrium? How much the amount of substance of every phase? (3) When the temperature leaved t1（t=t1+dt）just now, how many phases are in equilibrium? How much the amount of substance of every phase? 答案: (2)m (l2) = 6.98 kg m (l1) = 11.02 kg; (3 )当温度刚刚高于t1时，系统为气，液两相平衡共存。m (l1) = 12.2 kg, m (G) = 5.8 kg 第七章 电化学 一、选择题 1．K2SO4 (0.005mol/kg)溶液的离子平均活度系数γ±＝（ ） A．0.450 B．0.776 C．1.120 D．0.910 2．在25℃时，0.002 mol·kg?1的CaCl2溶液的离子平均活度因子(?±)1与0.002 mol·kg?1 的CaSO4溶液的离子平均活度因子(?±)2的关系是（）。 A.(?±)1 > (?±)2 B. (?±)1 < (?±)2 C.(?±)1 = (?±)2 D.(?±)1与 (?±)2无法比较 3．下列物质的水溶液，在一定浓度下，其正离子的迁移数如下所列，选用哪一种物质做盐桥，可使水系双液电池的液体接界电势减至最小？（ ）。 A．BaCl2(t(Ba2+)=0.4253) B．NaCl(t(Na+)=0.3854 C．KNO3(t(K+)=0.5103) D．AgNO3(t(Ag+)=0.4682) 4．科尔劳许离子独立运动定律适合于（）。 A．任意浓度的强电解质溶液 B．任意浓度的弱电解质溶液 C．无限稀薄的强或弱电解质溶液 D．任意浓度的强或弱电解质溶液 5．电解质溶液的电导率随浓度变化的规律为（）。 A．随浓度增大而单调地增大 B．随浓度增大而单调地减小 C．随浓度增大而先增大后减小 D．随浓度增大而先减小后增大 6．原电池在定温定压可逆的条件下放电时，其在过程中与环境交换的热量为（）。 A．?rHm B．零 C．T?rSm D．?rGm 7．298K时，电池反应H2(g) + (1/2)O2(g) == H2O(l) 所对应的电池标准电动势为Eθ1，而反应2H2O(l) == 2H2(g) + O2(g) 所对应的电池标准电动势Eθ2，则Eθ2和Eθ1的关系为（）。 A．Eθ2 = ?2 Eθ1 B．Eθ2 = 2 Eθ1 C．Eθ2 = ? Eθ1 D．Eθ2 = Eθ1 8．在下列电池中，其电池的电动势与氯离子的活度a(Cl?)无关的是（）。 A．Zn(s) | ZnCl2(aq) | Cl2(p) | Pt B．Zn(s) | ZnCl2(aq) || KCl(aq) | AgCl(s) | Ag (s) C．Pt | H2(p1) | HCl(aq) | Cl2(p2) | Pt D．Ag(s) | AgCl(s) | KCl(aq) | Cl2(p) | Pt 9．在25℃时，电池Pb/Hg(a1) | Pb(NO3)2(aq) | Pb/Hg (a2)中a1 ? a2，则其电动势E（）。 A．? 0 B．? 0 C．= 0 D．无法确定 10．蓄电池在充电和放电时的反应正好相反，则其充、放电时正极和负极、阴极和阳极的关系为（）。 A．正负极不变，阴阳极不变 B．正负极不变，阴阳极正好相反 C．正负极改变，阴阳极不变 D．正负极改变，阴阳极正好相反 11．若下列电解质溶液中溶质B的质量摩尔浓度都为0.01 mol·kg?1，则离子平均活度因子最小的是（）。 A．ZnSO4 B．CaCl2 C．KCl D．Na2SO4 12．0.001 mol·kg?1K3[Fe(CN)6]水溶液的离子强度（单位：mol·kg?1）为（）。 A．6.0×10?3 B．5.0×10?3 C．4.5×10?3 D．3.0×10?3 13．电解质溶液的离子强度与其浓度的关系为（）。 A．浓度增大，离子强度增大 B．浓度增大，离子强度变弱 C．浓度不影响离子强度 D．随浓度变化，离子强度变化无规律 14．已知下列两电池的标准电动势分别为E1?和E2?： Pt | H2(p) | H?(a1) || Fe3?(a2), Fe2?(a3) | Pt (1） Pt | H2(p) | H?(a1) || Fe3?(a2) | Fe(s) (2） 那么，原电池Pt | H2(p) | H?(a1) || Fe2?(a3) | Fe(s) (3）的标准电动势E3?与E1?和。 E2?的关系为（） A．2E3?= 3E1??E2? B．2E3?= 3E2??E1? C．E3?=E1?×E2? D．E3?=E1?/E2? 15．在定温、定压的电池反应中，当反应达到平衡时，电池的电动势等于（）。 A．零 B．E? C．不一定 D．随温度、压力的数值而变化 16．已知25℃时，E?(Fe3?, Fe2?) = 0.77 V，E?(Sn4?, Sn2?) = 0.15 V。今有一电池，其电池反应为2Fe3?(a) + Sn2?(a) = 2Fe2?(a) + Sn4?(a)，则该电池的标准电动势EMF(298.15 K)为（）。 A．1.39 V B．0.62 V C．0.92 V D．1.07 V 17．电池Hg(l) | Zn(a1) | ZnSO4(a2) | Zn(a3) | Hg(l)的电动势（）。 A．仅与a1，a3有关，与a2无关 B．仅与a1，a2有关，与a3无关 C．仅与a2，a3有关，与a1无关 D．与a1，a2，a3均无关 18．已知25oC时，NH4Cl、NaOH、NaCl的无限稀释摩尔电导率?m分别是1.499×10?2 S·m2·mol?1、2.487×10?2 S·m2·mol?1、1.265×10?2 S·m2·mol?1，则无限稀释摩尔电导率H2O)为（）。 ??m(NH3· A．0.277×10?2 S·m2·mol?1 B．2.721×10?2 S·m2·mol?1 C．2.253×10?2 S·m2·mol?1 D．1.074×10?2 S·m2·mol?1 19．标准氢电极是指（）。 A．Pt | H2(p = 100 kPa) | OH?(a = 1); B．Pt | H2(p = 100 kPa) | OH?(a = 10?7) ? C．Pt | H2(p = 100 kPa) | H?(a = 10?7); D．Pt | H2(p = 100 kPa) | H?(a = 1) 20．电解金属研的水溶液时，其现象为（ ）。 A．还原电势愈正的金属离子愈容易析出； B．还原电势愈负的金属离子愈容易析出C．还原电势与超电势之和愈正的金属离子愈容易析出 D．还原电势与超电势之和愈负的金属离子愈容易析出 21.298K时，E??Au?Au??1.68V；E??Au3?Au??1.50V，E?Fe3?Fe2??0.77V。则反应：2Fe2+ + Au3+ = 2Fe3+ + Au+的K为（ ）。 A. 4.33×1021 B.2.29×10-22 C. 6.61×1010 D.7.65×10-23 二、填空题 1. 发生反应： Zn + 2Fe3+ = Zn 2+ + 2Fe2+ 的原电池图式为( )。2. 0.1mol?kg?1的 ???LaCl3电解质溶液的离子强度I= ( )。 3. 双液电池中不同电解质溶液间或不同浓度的同种电解质溶液的接界处存在( )电势，通常采用加 ( )的方法来减少或消除。 4. 电极的极化主要有两种，即 ( )极化与( )极化。 5.CaCl2的极限摩尔电导率与其离子的极限摩尔电导率的关系是： ??m(CaCl2)?( ) 。 6.电池中，阳极也叫( )极，发生( )反应；阴极也叫( )极，发生( ) 反应。 7. 当发生极化现象时，阳极的电极电势将( )，阴极的电极电势将( )。（填变大、变小或不变）。 8.在电解池中，阳极也叫 ( ) 极，发生( )反应；阴极也叫 ( )极，发生( )反应。 9.成为可逆电池必须具备的两个条件( )、( ) 。 10.离子的平均活度a?与正、负离子的活度a?,a?的关系a?=_____ ；电解质的活度aB与a?的关系是aB= ______。 11.若原电池Ag(s)｜AgCl(s)｜HCl(a)｜Cl2(g,p)｜Pt(s)的电池反应写成以下两种形式: Ag(s) + 1/2Cl2(g) = AgCl(s) (1) △rGm(1) E(1) 2Ag(s) + Cl2(g) = 2AgCl(s) (2) △rGm(2) E(2) 则△rGm(1)与△rGm(2)的关系为( )；E(1)与E(2)的关系为（ ）。 12.若想通过测量原电池的方法来测取AgCl(s)的△fGmθ,则需设计原电池，该原电池的阳极为（ ），阴极为（ ）。 13.电池反应中，当反应达到化学平衡时，其电池电动势为（ ）(填>0,<0或＝0)，若计算得某电池电动势为负值时，则表示此反应向（ ）移动。 14.NaCl(0.005mol/kg)溶液的离子平均活度系数γ±＝（ ） +－ 15.将反应Ag + Cl → AgCl(s)设计成电池的符号为（ ）， ?已知298.15K时，电池的E?0.576V，则电池反应的?rGm＝（ ），电池反应达 ?平衡时，电池电动势为（ ）。 三、判断题 1．298 K时，相同浓度（均为0.01 mol·kg?1）的KCl，CaCl2和LaCl3三种电解质水溶 液，离子平均活度因子最大的是LaCl3。( ) 2．离子独立运动定律只适用于无限稀薄的强电解质溶液。( ) 3．电解池中阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。( ) 4．原电池电动势的定义为：没有电流通过的条件下，原电池两极的金属引线为同种金属时，电池两端的电势差。( ) 5．0.005 mol·kg?1的BaCl2水溶液，其离子强度I = 0.03 mol·kg?1。( ) 6．在一定的温度和较小的浓度情况下，增大弱电解溶液的浓度，则该弱电解质的电导率增加，摩尔电导率减小。( ) 7．原电池的正极即为阳极，负极即为阴极。( ) 8．E?[H?(a = 1) | H2(p?) | Pt] = 0，是确定标准电极电势国际惯例的规定值。( ) 9．离子独立运动定律，既可应用于无限稀释的强电解质溶液，也可应用于无限稀释的弱电解质溶液。( ) 10．标准电极电势等于电极与周围活度为1的电解质之间的电势差。( ) 11．锌、银两金属片同时插入HCl水溶液中，所构成的电池是可逆电池。( ) 12．当发生极化现象时，阳极的电极电势将变大，阴极的电极电势将变小。( ) 13．CuSO4溶液的无限稀释摩尔电导率可以用?m对c作图外推至c?0求得。( ) 14．电极Pt|H2(p=100 kPa)|OH?(a=1)是标准氢电极，其E?(H2+2OH?→2H2O+ 2e) = 0。( ) 15．对于电池Ag(s) | AgNO3(b1) || AgNO3(b2) | Ag(s)，b较小的一端为负极。( ) 16．HAc溶液的无限稀释摩尔电导率可以用?m对c作图外推至c?0求得。( ) 17．298 K时，当H2SO4溶液的浓度从0.01 mol·kg?1增加到0.1 mol·kg?1时，其电导率和摩尔电导率均增加。( ) 18．电池反应的电动势EMF与指定电池反应计量方程式的书写无关，而电池反应的热力学函数变?rGm则与指定电池反应计量方程式的书写有关。( ) 19．用同一测定装置、在相同实验条件下，测得0.001 mol·dm?3KCl溶液中Cl?的迁移 数为t(Cl?)，而测得0.001 mol·dm?3NaCl溶液中Cl?的迁移数为t'(Cl?)。因两溶液均为稀溶液，可认为两溶液中Cl?的迁移速率相同，那么，t(Cl?)等于t'(Cl?)。 ( ) 20．电极的极化主要有两种，即电化学极化与浓差极化。（ ） 21．无论电解池或原电池，极化的结果都将使阳极的电极电势减小，阴极的电极电势增大。( ) 22．0.005 mol·kg?1的BaCl2水溶液，其离子强度I = 0.015 mol·kg?1。（ ） 23．AlCl3水溶液的质量摩尔浓度若为b，则其离子强度I等于6b。（ ） 24．离子迁移数t? + t? < 1 。（ ） 25．盐桥的作用是导通电流和减小液接电势。（ ） 26．离子氛的电性与中心离子电性相反而其电量与中心离子电量相等。（ ） 27．电解质溶液的离子互吸理论认为，电解质溶液与理想稀溶液热力学规律的偏差完全归因于离子间的库仑力作用。（ ） 28．电极的极化作用使得原电池的做功能力下降。（ ） 29．电解质溶液是离子导体。（ ） 30．标准电极电势为正值的电极只能作正极，而标准电极电势为负值的电极只能作负极。（ ） 选择题答案 1.B;2.A;3.C;4.C;5.C;6.C;7.C;8.D;9.A;10.B;11.A;12.A;13.A;14.B;15.A;16.B;17.A;18.B;19.D;20.C;21.A 填空题答案: 1. Zn(s) | Zn 2+ (a) || Fe3+[a(Fe3+) ] , Fe2+ [a(Fe2+) ] | Pt(s);2．0.6mol?kg;3.液体接界； ?2???盐桥;4．浓差；电化学;5．（??。;6．（负）；（还(CaCl)??(Ca)?2?(Cl)）m2mm?1原）；（正）；（氧化）。;7.（变大）；（变小）。;8．（正级）；（氧化）；（负级）；（还原）； v?v?9．（电池总反应可以向正反两方面进行）；（工作时电流无限小）;10. a??aa??1v v;11.2△rGm(1)＝△rGm(2)；E(1)＝E(2)；12.(Ag｜AgCl(s)｜Cl-),Cl-｜Cl2｜aB?a?Pt);13.=0,左；14. 0.926；15. Ag(s)｜AgCl(s)｜KCl(aq)｜｜Ag+(aq)｜Ag(s), ??rGm?55580J?mol?1,E=0v 判断题答案: 1.×;2.×;3.√;4.√;5.×;6.√;7.×;8.√;9.√;10.×;11.×;12.√;13.√;14.×;15.√;16.×;17.×;18.√;19.×;20√;21.×;22.√;23.√;24.×;25.√;26.√;27.√;28.√;29.√;30.× 四、 计算题