一、填空题1.温度为400K ,体积为2m 3的容器中装有2mol 的理想气体A 和8mol 的理想气体B ,则该混合气体中B 的分压力p B =( )KPa 。
13.3022.在300K ,100KPa 下,某理想气体的密度ρ=80.8275×10-3kg ·m -3。
则该气体的摩尔质量M=( )。
3.恒温100°C 下,在一带有活塞的气缸中装有3.5mol 的水蒸气H 2O (g ),当缓慢地压缩到压力p=( )KPa 是才可能有水滴H 2O (l )出现。
4.恒温下的理想气体,其摩尔体积随压力的变化率Tmp V ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ =( )。
5,一定的范德华气体,在恒容条件下,其压力随温度的变化率()=∂∂V T /p .6.理想气体的微观特征是:( )7. 在临界状态下,任何真实气体的宏观特征为:( )8. 在n,T 在一定的条件下,任何种类的气体当压力趋近于零时均满足:()=→pV p lim 0( ).9.实际气体的压缩因子定义为Z=( )。
当实际气体的Z>1时,说明该气体比理想气体( )三、问答题理想气体模型的基本假设是什么?什么情况下真实气体和理想气体性质接近?增加压力真实气体就可以液化,这种说法对吗,为什么?第二章 热力学第一定律――附答案一、填空题1. 理想气体向真空膨胀过程 , 下列变量中等于零的有 : 。
2. 双原子理想气体经加热内能变化为 ,则其焓变为 。
3. 在以绝热箱中置一绝热隔板,将向分成两部分,分别装有温度,压力都不同的两种气体,将隔板抽走室气体混合,若以气体为系统,则此过程 。
4. 绝热刚壁容器内发生CH 4+2O 2=CO 2+2H 2O 的燃烧反应,系统的 Q ___ 0 ; W ___ 0 ;∆U ___ 0;∆H ___ 05. 某循环过程 Q = 5 kJ, 则 ∆U + 2W + 3 ∆(pV) = __________.6. 298K 时, S 的标准燃烧焓为-296.8 kJ ⋅mol -1, 298K 时反应的标准摩尔反应焓 ∆r H m = ________ kJ ⋅mol -1 .7. 已知 的 , 则 的 。
8. 某均相化学反应 在恒压,绝热非体积功为零的条件下进行,系统的温度由 升高到 则此过程的 ;如果此反应是在恒温,恒压,不作非体积功的条件下进行,则 。
9. 25 ℃ 的液体苯在弹式量热计中完全燃烧 , 放热则反应的。
10.系统的宏观性质可以分为( ),凡与系统物质的量成正比的物理量皆称为( )。
11.在300K 的常压下,2mol 的某固体物质完全升华过程的体积功W=( )12.某化学反应:A(l)+0.5B(g)-- C(g) 在500K 恒容条件下进行,反应进度为1mol 时放热10KJ,若反应在同样温度恒压条件下进行,反应进度为1mol 时放热( )。
13. 已知水在100 o C 的摩尔蒸发焓 l mol kJ H m 1vap 668.40-⋅=∆,1mol 水蒸气在100C o、101、325kPa 条件下凝结为液体水,此过程的Q=( );W= ( ); U ∆= ( ); H ∆= ( )。
14. 一定量单原子理想气体经历某过程的()kJ 20=∆pV ,则此过程的=∆U ( );=∆H ( )。
15. 一定量理想气体,恒压下体积功随温度的变化率 P T W ⎪⎭⎫⎝⎛δδ =( )。
16. 在一个体积恒定为2m 3, ,W =0的绝热反应器中,发生某化学反应使系统温度升高12000C ,压力增加300kPa,此过程的 U ∆=( ); H ∆=( )。
三、问答题1. 恒压与恒外压的关系是2.试写出4个不同类型的等焓过程。
3.系统的状态改变是否状态函数全要改变?为什么?如何理解“状态函数是状态的单值函数”?5.从同一始态膨胀至体积相同的终态时,为什么理想气体的恒温膨胀功总大于绝热可逆膨胀功?6.系统经一个循环后,ΔH 、ΔU 、Q 、W 是否皆等于零?7.理想气体绝热膨胀时并不恒容,为什么仍可使用公式δW =CvdT?8.25℃100KPa 下液态氮的标准摩尔生成热(298)f m H K ∆$为零吗?9.1mol 理想气体从0℃恒容加热至100℃和从0℃恒压加热至100℃,ΔU 是否相同?Q 是否相同?W 是否相同? 答:理想气体内能只是温度的函数,故ΔU 是相同的。
因热和功是与过程有关的,故Q 和W 是不相同的。
恒容加热不对外做功,而恒压加热系统对外做体积功。
10.一个绝热气缸有一理想绝热活塞(无磨擦、无重量),其中含有理想气体,内壁绕有电阻丝,当通电时气体就慢慢膨胀。
因为是一等压过程,H Q p ∆=,又因为是绝热系统,0=p Q ,所以0=∆H 。
这结论对吗?四、计算题1. 1mol 单原子理想气体,始态为2026501=p Pa ,K 2731=T ,沿可逆途径K V p =/(K是常数)至终态,压力增加一倍。
⑴计算1V 、2V 、Q 、W 、U ∆、H ∆;⑵计算该气体沿此途径的热容C 。
2. 容器中放有100g N 2,温度与压力分别为25℃和3039.75kPa , 若该气体反抗1013.25 kPa 压力等外压绝热膨胀,试计算系统的最终温度T 和过程的U ∆、H ∆。
假定N 2 是理想气体,且1-1-m ,K mol J 71.20⋅⋅=V C 。
第三章 热力学第二定律填空题1.某热机循环一周,从高温热源吸收200kJ ,向低温热源放热100kJ ,则 =∆-)(pV W ( )2.在高热源T 1和低温热源T 2之间的卡诺循环,其热温熵之和2211T Q T Q + =( )。
循环过程的热机效率η=( )。
3. 100℃、1大气压下的水,恒温恒压下蒸发成100℃、1大气压的水蒸气,则∆S ( )0,∆G ( )0。
4.一定量理想气体与300K 大热源接触做等温膨胀,吸热Q=600KJ ,对外所做功为可逆功的40%,则系统的熵变ΔS=( )。
5.1mol 单原子理想气体从p 1、V 1、T 1等容冷却到p 2、V 1、T 2,则该过程∆U ( )0,∆S ( )0,W ( )0(填> , < , =)。
6.乙醇液体在常压、正常沸点温度下蒸发为乙醇蒸汽,过程的S H ∆∆与的关系是( );Q 与H ∆的关系是( ),计算H ∆所需要的热力学基础数据:( )或者( )和( )。
7.某一系统在与环境300K 大热源接触下经历一不可逆循环过程,系统从环境得到10KJ 的功,则系统与环境交换的热Q=( );ΔS sys =( );ΔS amb =( )。
8.298K 气相反应CO (g )+ 1/2 O (g )= CO 2(g ),该反应的∆G ∆A∆U ∆H (填> , < , =)。
9.下列过程中,系统的∆U 、∆S 、∆G 何者为零:(1)理想气体向真空恒温自由膨胀 (2)某一循环过程 (3)可逆相变过程10. 克拉佩龙方程的应用条件是克劳修斯-克拉佩龙方程的应用条件是11.液态2SO 的蒸汽压与温度的关系为442.10K 7.1427-Pa lg 2SO +=*T p RT H T A 303.2K 14257vap *∆-=-,则其正常的沸点为( )K ,*∆m vap H ( )1-mol kJ ⋅.12. 1mol 单原子理想气体从同一始态体积的1V 开始,经历下列过程后变至110V ,计算:(a )若经恒温自由膨胀,则S ∆( )1-K J ⋅; (b )若经恒温可逆膨胀,则S ∆( )1-K J ⋅; (c )若经绝热自由膨胀,则S ∆( )1-K J ⋅; (d )若经绝热可逆膨胀,则S ∆( )1-K J ⋅。
三 简答题1. 系统经一绝热不可逆过程由A 态变到B 态,其熵变为∆S 1(如图),能否经绝热可逆过程使系统由B 态再回到A 态?为什么?不可逆∆S 12.一反应在等温等压下自发进行,其m r H ∆< 0 ,则反应的∆S 也小于零。
正确与否,解释之。
3. 指出下列公式适用范围:(1)12121221ln ln ln ln T T C V V nR T T C p p nR S V p +=+=∆(2) dU = TdS - pdV (3) ∆G = ⎰Vdp (4) S p H ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ = T p G ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂(5) 2ln RT H dT p d m Vap ∆=4. 请画出卡诺循环在下列坐标上的示意图:T T SO P O S O VU TO S O H四.判断题——判断下列各题说法是否正确,并简要说明原因.(1)不可逆过程一定是自发的,而自发过程一定是不可逆的。
(2)凡熵增加过程都是自发过程。
(3)不可逆过程的熵永不减少。
(4)系统达平衡时熵值最大,自由能最小。
(5)某系统当内能、体积恒定时,∆S < 0的过程则不能发生。
(6)某系统从始态经一绝热不可逆过程到达终态,为了计算某些热力学函数的变量,可以设计一个绝热可逆过程,从同一始态出发到达同一终态。
(7)在绝热系统中,发生一个不可逆过程从状态I → II ,不论用什么方法,系统再也回不到原来状态了。
(8)绝热循环过程一定是个可逆循环过程。
第四章二、填空题1. 在恒温、恒压下,理想溶液混合过程的∆mix V 、∆mix H 、∆mix S 、∆mix G 物理量的变化是大于、等于、还是小于零?∆mix V _____ 0、 ∆mix H ______ 0、 ∆mix S ______ 0、 ∆mix G ______02.有1molNaCl 固体溶于20dm 3水中形成稀溶液,在温度T 下,试比较该溶液的蒸气压p (H 2O)与p *(H 2O)x (H 2O)大小. p (H 2O)______ p *(H 2O)x (H 2O)3.在溶质为挥发性的理想溶液中,在温度为T 的气液平衡相中,溶剂A 在气相中的组成y A = 0.89,在液相中x A = 0.85,该温度时纯A 的蒸气压50kPa 。
则溶质B 的亨利系数为 。
4. 已知二组分溶液中溶剂A 的摩尔质量为M A ,溶剂B 的质量摩尔浓度为b B ,则B 的摩尔分数x B =( )。
5. 恒温恒压下的一切变化必然朝着化学势( )的方向自动进行6.在25℃时,A 与B 两种气体均能溶于水形成稀溶液,且不解离、不缔合。
若它们在水中溶解的亨利系数k c,A =2k c,B ,且测得两种气体同时在水中溶解达平衡时两者的平衡压满足B A p p 2=。
则A 与B 在水中的浓度C A 与C B 之间的关系为C A /C B =( )。