A.增大; B.减小; C.不变; D.不能确定。
163. 恒温下,在反应2NO2(g)=N2O4(g)达到平衡后的体系中加入惰性气体,则:
A. B. C. D.
平衡向右移动; 平衡向左移动; 条件不充分,无法判断; 平衡不移动。
164. 放热反应2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)达平衡后,若分别采取①增加压力;②减少NO2的分压;
③增加O2分压;④升高温度;⑤加入催化剂,能使平衡向产物方向移动的是:
A.①②③; B.②③④; C.③④⑤; D.①②⑤。
165. 设反应aA+bB=gG+hH,在p下,300K时的转化率是600K的2倍,在300K下,总压力为p时的转
化率是总压力2 p的2倍,可推测该反应:
A. B. C. D.
平衡常数与温度、压力成正比;
平衡常数与温度成正比,与压力成反比; 该反应是一个体积增加的放热反应; 该反应是一个体积增加的吸热反应。
166. 在某温度下,一密闭刚性容器中的PCl5(g)达到分解平衡,若往此容器中充入N2(g)使体系压力
增大二倍(此时体系仍可按理想气体处理),则PCl5(g)的离解度将:
1.
A. B. C.
A.增大; B.减小; C.不变; D.视温度而定。
167. 按照统计力学系统分类的原则,下述系统属于非定域独立子系统的是
由压力趋于零的氧气组成的系统; 由高压下的氧气组成的系统; 由NaCl晶体组成的系统。
168. 与分子运动空间有关的分子运动的配分函数是
A. B. C.
振动配分函数qv; 平动配分函数qt; 转动配分函数qr。
169. 一定量纯理想气体,恒温变压时
A. B. C.
四、计算题 1. 2.
水在101.3 kPa,100℃时,?vapHm = 40.59 kJ·mol-1。求10 mol水蒸气与水的热力学能之差。(设水蒸气为理想气体,液态水的体积可忽略不计。)
蔗糖C12H22O11(s)0.1265 g在氧弹式量热计中燃烧,开始时温度为25℃,燃烧后温度升高了。为了要升高同样的温度要消耗电能2 082.3 J。 1) 计算蔗糖的标准摩尔燃烧焓; 2) 计算它的标准摩尔生成焓;
3) 若实验中温度升高为1.743 K,问量热计和内含物质的热容是多少?
转动配分函数qr变化; 振动配分函数qv变化; 平动配分函数qt变化。
20
4) (已知?fHm(CO2 ,g )=-393.51 kJ·mol-1,?fHm( H2O, l ) =-285.85 kJ·mol-1,C12H22O11 3.
的摩尔质量为342.3 g·mol-1 。)
1 mol理想气体(Cp,m = 5R / 2)从0.2 MPa,5 dm3等温(T1)可逆压缩到1 dm3;再等压膨胀到原来的体积(即5 dm3),同时温度从T1变为T2,最后在等容下冷却,使系统回到始态的温度T1和压力。 1) 在p-V图上绘出上述过程的示意图; 2) 计算T1和T2;
3) 计算每一步的Q,W,?U和?H。
将2 mol H2(g)置于带活塞的气缸中,若活塞上的外压力很缓慢地减小,使H2(g)在25℃时从15 dm3等温膨胀到50 dm3,试求在过程的Q,W,?U,?H。假设H2(g)服从理想气体行为。
273.15K、1013250Pa 的0.0100m3 双原子理想气体,分别经过下列过程,到达终态压力为 101325Pa。 试计算系统经过每种过程后的终态温度和 W、Q、ΔU 和ΔH 。 1) 等温可逆膨胀; 2) 绝热可逆膨胀;
3) 反抗恒定外压p(外)=101325Pa,恒温膨胀; 4) 反抗恒定外压p(外)=101325Pa,绝热膨胀。
若将2mol、300K、1013250Pa 的理想气体,先等容冷却到压力为 101325Pa,再等压加热到300K。 试求该过程总的W、Q、ΔU 和ΔH 。
1mol单原子理想气体始态为 202.65kPa、0.0112m3 ,经 pT =常数的可逆过程,压缩到终态为 405.3kPa。试计算:
1) 终态的体积和温度; 2)W、ΔU 和ΔH 。
已知冰在 0℃及101.325kPa时的熔化热是334.4J/g,水在100℃和101.325kPa时的蒸发热为2255J/g,在 0-100℃之间水的比热平均值为 4.184J·K-1·g-1,在100-200℃之间水蒸气的恒压比热为34.31J·K-1·g-1 。今在101.325kPa下,若将101.325kPa、0℃的 1mol 冰转变成200℃的水蒸气。试计算该过程的ΔU 和ΔH 。
4. 5.
6. 7.
8. 9.
10. 已知甲醛(g)的标准摩尔燃烧热
?cHm(298.15K)=563.5 kJ?mol-1,甲醇(g)的
?fHm(298.15K)=201.2kJ?mol-1,氢气和C(石墨)的?cHm(298.15K)分别为-286 及
-394kJ·mol-1 。 试计算反应CH3OH(g)→HCHO(g) + H2 (g) 的?rHm(298.15K)=?
11. 25℃时,1mol 氢气在 10mol 氧气中燃烧: H2 (g) + 10O2 (g)→H2O(g) + 9.5 O2 (g),已知水蒸气的
?fHm(298.15K)=?242.7kJ?mol-1,氢气、氧气和水蒸气的标准摩尔恒压热容分别为27.2、
27.2 和 31.4J·mol-1·K-。试计算:
1
1) 25℃时燃烧反应的?rUm(298.15K); (498.15K)
2) 225℃时燃烧反应的?rHm3) 若反应物起始温度为25℃,求在一个密封氧弹中绝热爆炸后的最高温度。 12. 20℃、2.0m3的某实际气体,经绝热压缩至1.0m3,温度升高到150℃,压缩过程消耗外功 100kJ。20℃、
333
2.0m的该气体,经恒容升温至150℃,需吸热95kJ。现150℃、2.0m的该气体,压缩至1.0m,压缩过程中放热 185kJ。求该过程中气体内能的变化值ΔU 和压缩功W。 13. 画出理想气体卡诺循环的T-S图,并用图上面积表示:
1) 等温可逆压缩过程的功; 2) 一个卡诺循环过程的功; 3) 两个绝热可逆过程的ΔG之和。 14. 1mol理想气体连续经历下列过程:
1) 由25℃,100kPa等容加热到100℃; 2) 绝热向真空膨胀至体积增大一倍; 3) 恒压冷却到温度为25℃。
求总过程的ΔU、ΔH、Q、W、ΔS、ΔA、ΔG。
15. 0.5mol的N2(可视为理想气体),由27℃,10dm3经恒温可逆压缩至1dm3,再经绝热可逆膨胀使终态
体积恢复至始态,求整个过程的ΔU、ΔH、Q、W、ΔS。 16. 1mol压力为
p
的液态苯,在其沸点温度Tb下于真空容器中蒸发,最终变为与始态同温、同压的1mol
21
苯蒸气。设蒸气可视为理想气体,与蒸气比较,液体体积可以忽略,计算此过程的ΔU、ΔH、Q、W、ΔS、ΔA、ΔG。(已知液体苯在60℃时的饱和蒸气压为0.5
p
)。
17. 在90℃,101325Pa下,1mol过饱和水蒸气凝结为同温同压下的水,求此过程的ΔU、ΔH、Q、W、ΔS、
ΔA、ΔG。。已知水的Cp,m(g)?(30.0?1.07?10?2T/K)J?mol-1?K-1,
Cp,m(l)?73.3J?mol-1?K-1,水在正常沸点时的摩尔蒸发焓为40.60kJ?mol-1。
18. 已知CO(g),H2(g),CH3OH(g)的CV,m分别为29.04、29.29、51.25J?mol的标准熵分别为197.56、130.57、239.7J?mol-1-1?K-1,25℃时它们
?K-1,求150℃时合成甲醇反应
CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)的标准摩尔反应熵。
19. 已知水的比定压热容cp=4.184J?g-1?K-1。今有1kg,10℃的水经下述三种不同过程加热成的
100℃的水,求各过程的?Ssys,?Samb,?Siso。 1) 系统与100℃的热源接触;
2) 系统先与50℃的热源接触至平衡,再与100℃热源接触;
3) 系统先后与40℃,70℃的热源接触至热平衡,再与100℃热源接触。 20. 已知化学反应CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g):
1) 利用教材附录中各物质的Sm,?fHm数据,求上述反应在25℃时的?rSm,?rGm;
2) 利用教材附录中各物质的数据?fGm,求上述反应在25℃时的?rGm;
3) 25℃时,若始态CH4(g)和CO2(g)的分压均为150kPa,末态CO(g)和H2(g)的分压为
50kPa,求反应的?rSm和?rGm。
21. 根据实验得到,物质A的固态及液态的饱和蒸气压
ps*及pl*与温度T的关系分别为:
lnps*??56503265?24.084;lnpl*???19.684。设蒸气可看做理想气体,计算1molTT液态水由27℃,1MPa变为27℃,0.1MPa的固态冰此过程的ΔH、ΔS、ΔG。
22. 某气体混合物中H2的分压为26.7kPa。当与水成平衡时,问20°C下100份质量水可溶解多少份质量
H2?已知20°C时H2在水中的亨利系数kx?6.92?103MPa。
23. 在0°C,100g水中可溶解101.325 kPa的N2 2.35cm3,101.325 kPa的O2 4.49cm3的。设0°C时水与
101.325 kPa的空气(其中N2和O2的物质的量之比为79:21)成平衡,试计算所成溶液的质量摩尔浓度。
24. 苯(A)与氯苯(B)形成理想混合物。二者的饱和蒸气压与温度的关系如表所示,设它们的摩尔蒸
发焓均不随温度而变。试计算苯和氯苯混合物在101.325 kPa,95°C沸腾时的液体组成。
22
t/°C 90 100
p*A/ kPa 135.06 178.65 *pB/ kPa 27.73 39.06 25. CH3COCH3(A)和CHCl3(B)的混合物,在28.15°C时,xA?0.713,蒸气总压为29.40 kPa,气
相组成yA?0.818。在该温度时,纯B的饱和蒸气压为29.57 kPa。试求混合物中B的活度与活度因子(以纯液体为参考状态)。假定蒸气服从理想气体状态方程。
26. 35.17°C时,纯CH3COCH3(A)和纯CHCl3(B)的饱和蒸气压分别为45.93 kPa和39.08kPa。两者
组成的混合物摩尔分数为xB?0.5143时,测得A的分压为18.00kPa,B的分压为15.71 kPa。 1) 以纯液体为参考状态,求A及B的活度和活度因子; 2) 已知B的亨利系数kx?19.7kPa。把B作为溶质,求B的活度和活度因子。
27. C6H5Cl(A)和纯C6H5Br(B)所组成的混合物可认为是理想混合物,在136.7°C时纯氯苯的饱和蒸
气压是115.1 kPa,纯溴苯的饱和蒸气压是60.4 kPa。设蒸气服从理想气体状态方程。 1) 某混合物组成为xA?0.600,试计算136.7°C时此混合物的蒸气总压及气相组成; 2) 136.7°C时,如果气相中两种物质的分压相等,求蒸气总压及混合物的组成; 3) 某混合物的政党沸点为136.7°C,试计算此时液相及气相的组成。
28. 20°C下HCl溶于苯中达平衡,气相中HCl的分压为101.325kpa,溶液中HCl的摩尔分数为0.0425。
已知20°C时苯的饱和蒸气压为10.0kpa,若20°CHCl和苯蒸气总压为101.325kpa,求100g苯中溶解多少HCl。
29. 苯的凝固点为278.68K。在100g苯中加入1g萘,溶液的凝固点降低0.4022K,试求萘摩尔熔化焓。 30. 20°C时蔗糖(C12H22O11)水溶液的质量摩尔浓度bB=0.3mol?kg,在此温度下纯水的密度为
-10.9982g?cm-3,试求渗透压。
31. 在25.00g水中溶有0.771g CH3COOH,测得该溶液的凝固点下降0.937°C。已知水的凝固点下降常数
为1.86K?kg?mol。另在20g苯中溶有0.611g CH3COOH,测得该溶液的凝固点下降1.254°C。已知苯的凝固点下降常数为5.12K?kg?mol。求CH3COOH在水和苯中的摩尔质量各为多少,所得结果说明什么问题。
32. 25℃,101325 Pa时NaCl(B)溶于1 kg H O(A)中所成溶液的V 与nB的关系为:
-1-1V=[1001.38+16.6253 nB +1.7738nB3/2 +0.1194nB2 ]cm3。
1) 求H2O 和NaCl的偏摩尔体积与nB的关系; 2) 求nB =0.5mol时H2O 和NaCl的偏摩尔体积; 3) 求无限稀释时H2O 和NaCl的偏摩尔体积。 33. 确定下列各系统的组分数、相数及自由度:
1)
C2H2O5与水的溶液;
23