13、当理想气体其温度由298K升高到348K,经
(1)绝热过程和
(2)等压过程,则两过程的()
(A)△H1>△H2W1W2
(C)△H1=△H2W1W2
14、当理想气体从298K,2×105Pa经历
(1)绝热可逆膨胀和
(2)等温可逆膨胀到1×105Pa时,则()
(A)△H1<△H2W1>W2(B)△H1>△H2W1(C)△H1<△H2W1△H2W1>W2
15、对于封闭体系,在指定始终态间的绝热可逆途径可以有:
()
(A)一条(B)二条(C)三条(D)三条以上
16、实际气体绝热恒外压膨胀时,其温度将:
()
(A)升高(B)降低(C)不变(D)不确定
17、功的计算公式为W=nCv,m(T2-T1),下列过程中不能用此式的是()
(A)理想气体的可逆绝热过程
(B)理想气体的绝热恒外压过程
(C)实际气体的绝热过程
(D)凝聚系统的绝热过程
18、凡是在孤立体系中进行的变化,其ΔU和ΔH的值一定是:
()
(A)ΔU>0,ΔH>0(B)ΔU=0,ΔH=0
(C)ΔU<0,ΔH<0(D)ΔU=0,ΔH大于、小于或等于零不确定19、一定量的理想气体从同一始态出发,分别经
(1)等温压缩,
(2)绝热压缩到具有相同压力的终态,以H1,H2分别表示两个终态的焓值,则有:
()
(A)H1>H2(B)H1=H2(C)H1
=H2
20、将H2(g)与O2以2:
1的比例在绝热刚性密闭容器中完全反应,则该过程中应有()
(A)ΔT=0(B)Δp=0(C)ΔU=0(D)ΔH=0
21、刚性绝热箱内发生一化学反应,则反应体系为()
(A)孤立体系(B)敞开体系(C)封闭体系(D)绝热体系
22、理想气体可逆绝热膨胀,则下列说法中正确的是()
(A)焓总是不变(B)内能总是增加
(C)焓总是增加(D)内能总是减少
23、关于等压摩尔热容和等容摩尔热容,下面的说法中不正确的是()
(A)Cp,m与Cv,m不相等,因等压过程比等容过程系统多作体积功
(B)Cp,m–Cv,m=R既适用于理想气体体系,也适用于实际气体体系
(C)Cv,m=3/2R适用于单原子理想气体混合物
(D)在可逆相变中Cp,m和Cv,m都为无限大
24、下列哪个过程的dT≠0,dH=0?
()
(A)理想气体等压过程(B)实际气体等压过程
(C)理想气体等容过程(D)实际气体节流膨胀过程
25、隔离系统内发生一变化过程,则系统的:
(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
二、判断题
1、体系在某过程中向环境放热,则体系的内能减少。
错
2恒温过程的Q一定是零。
()
3、经历任意一个循环过程时,系统从环境吸收的热等于系统对外所做的功()对
4尽管Q和W都是途径函数,但(Q+W)的数值与途径无关。
()
5、由于热力学能是状态函数,则理想气体的状态改变时,其热力学能一定跟着改变()错
6、封闭体系经历一个不作其它功的等压过程,其热量只决定于体系的初终态()对
7在绝热、密闭、坚固的容器中发生化学反应,△U一定为零,△H不一定为零。
()
8不可逆过程就是过程发生后,系统不能再复原的过程。
()
9、因△H=Qp所以只有等压过程才有△H。
()
10、理想气体,不管是恒压过程,还是恒容过程,公式
都适用。
()
三、计算题
1、0.01m3氧气由273K,1MPa经过
(1)绝热可逆膨胀
(2)对抗外压p=0.1MPa做绝热不可逆膨胀,气体最后压力均为0.1MPa,求两种情况所做的功。
(氧气的Cp,m=29.36J·K-1·mol-1)
2、10mol的理想气体分别经过下述(a)和(b)两个过程,在673K从1.8×10-3m3等温膨胀到2.4×10-3m3,试计算其膨胀功W及体系所吸收的热Q。
(a)可逆恒温膨胀;(b)对抗外压为2.026×105Pa的等温膨胀。
3、在298.2K,101325Pa时有0.5molZn与过量稀硫酸反应,生成氢气和硫酸锌,已知此反应放热为7.155×104J,试计算:
(1)上述过程中Q,W,ΔU,ΔH的值;
(2)若上述反应在密闭容器中发生,求Q,W,ΔH,ΔU的值。
4、将1kg水过冷到-5℃,在101.325kPa下,加入极少量的冰屑.使过冷水迅速结冰,并使冰与水的混合物的温度迅速升至冰点,冰的熔化热为333.5J·g-1,0℃至-5℃水的比热为4.238J·K-1,求结出冰的质量。
5、已知水在100℃时的蒸发热为2259.36J·g-1,则在100℃时蒸发30g水,系统的Q,W,ΔH,为多少?
6、将1mol单原子理想气体,在1.013×105Pa下从298K加热到373K,再恒温可逆膨胀至体积增加一倍,最后绝热可逆膨胀至温度为308K,求全过程的W,Q,ΔU,ΔH。
7、1molO2由0.1MPa,300K恒压加热到1000K,求过程的Q、W、△U及△H。
已知:
Cp,m(O2)=(31.64+3.39×10-3T-3.77×10-5T2)J·K-1·mol-1
8、1mol单原子分子理想气体B,由300K,100.0kPa经一可逆过程到达终态,压力为200.0kPa,过程的Q=1000.0J,ΔH=2078.5J
(1)计算终态的温度、体积及过程的W,ΔU。
(2)假设气体先经等压可逆过程,然后经等温可逆过程到达终态,此过程的Q,W,ΔU,ΔH是多少?
9、298K时,1molCO与0.5mol的O2按下式反应CO+1/2O2==CO2,生成1mol的CO2,已知:
CO2的Cp.m=38.49J·K·mol-1;
ΔfHmø(CO2,298K)=-393.5kJ·mol-1;
ΔfHmø(CO,298K)=-110.45kJ·mol-1。
求
(1)298K时,ΔrUmø,ΔrHmø,Q,W;
(2)若在绝热恒容反应器中进行,求终态最高温度T2。
10、计算298K下,CO(g)和CH3OH(g)的标准生成焓,并计算反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)的标准焓变。
已知如下燃烧焓数据:
(1)ΔcH
(298K)(CH3OH(g))=-763.9kJ·mol-1
(2)ΔcH
(298K)(C(s))=-393.5kJ·mol-1
(3)ΔcH
(298K)(H2(g))=-285.8kJ·mol-1
(4)ΔcH
(298K)(CO(g))=-283.0kJ·mol-1
第二章热力学第一定律
一、选择题
题号
1
2
3
5
6
7
8
9
10
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
D
C
A
C
D
B
C
C
D
答案
A
C
C
C
A
D
C
D
C
C
题号
21
22
23
24
25
答案
A
D
B
D
C
二、判断题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
×
×
√
√
×
√
√
×
×
√
三、计算题
1、解:
(1)绝热可逆膨胀
γ=Cp/CV=1.39
T2=143K
n=4.41mol
Q=0
W=-ΔU=-nCV,m(T2-T1)=12070J
(2)绝热不可逆膨胀
nCV,m(T2-T1)=-p外(V2-V1)=-p2R(T2/p2-T1/p1)
T2=203.5K
W=-ΔU=-nCV,m(T2-T1)=6452J
2、解:
(a)∵理想气体dT=0可逆过程ΔU=Q-W=0
∴Q=-W
W=nRTln(p1/p2)=nRTln(V2/V1)=16kJ
(b)∵dT=0ΔU=0∴Q=W
W=p(V2-V1)=1.2kJ
3、解:
(1)等压过程Δp=0
ΔH=Qp=-7.155×104J
W=pΔV=1239.5J
ΔU=Q-W=-7.28×104J
(2)等容过程ΔV=0
W=0
ΔU=-7.28×104J
QV=ΔU=-7.28×104J
ΔH=-7.155×104J
4、解:
ΔH1ΔH2
该过程由于速度快,可以看作绝热过程ΔH=0,设最终有xg水结成冰,则
ΔH=ΔH1+ΔH2=0
0=1000×4.238×〔0-(-5)〕+(333.5x)
333.5x=21190
x=63.54g
5、解:
沸点时p=101325Pa
∴W=pΔV=∑νB(g)·RT=5166J
Qp=ΔH=67780J
ΔU=Q-W
=626414J
6、解:
CV,m=12.47J·K-1·mol-1Cp,m=20.79J·K-1·mol-1
(1)W1=nRΔT=624J
Q1=nCp,mΔT=1559J
(2)W2=Q2=nRTln2=2150J
(3)W3=-nCV,m(T4-T3)=811J
Q3=0
全过程:
W=∑Wi=3585J
Q=∑Q=3709J
ΔU=CV,mΔT=125J
ΔH=Cp,mΔT=208J
7、解:
由题意视O2为理想气体,则
W=p(V2-V1)=-R(T2-T1)=5.82kJ·mol-1
Qp=△H=
=22.69kJ
△U=Q-W=16.87kJ
8、解:
(1)Cp,m=5/2RCV,m=3/2R
ΔH=nCp,m(T2-T1)
2078.5=1×5/2×8.314×(T2-300)
T2=400K
V2=nRT2/p2=1×8.314×400/(200.0×103)=16.63dm3
ΔU=nCV,m(T2-T1)=1×3/2×8.314×100=1247.1J
W=ΔU-Q=1247.1-1000.0=247.1J
(2)300K400K400K
100kPa100kPa200kPa
气态始终态与
(1)相同
ΔU=1247.1JΔH=2078.5J
WⅠ=-p(V2-V1)=-nR(T2-T1)
WⅡ=-nRT㏑(V3/V2)=-nRT2㏑(P2/P3)
W=WⅠ+WⅡ
=-1×8.314-1×8.314×400×㏑100/200=1474J
Q=ΔU-W=1247.1-1474=-226.6J
9、解:
(1)ΔrHmø=-283.05kJ·mol-1
Q=ΔrHmø=-283.05kJ·mol-1
W=∑νB(g)RT=-1.239kJ
ΔrUmø=Q-W=-281.8kJ
(2)∵ΔU=ΔrUmø+ΔU2=0
∴-281.8+38.49×10-3ΔT=0
ΔT=7321.7K
T2=7619.7K
10、
解:
得ΔfH
(298K,CO(g))=-110.5kJ·mol-1
ΔfH
(298K,CH3OH(g))=-201.2kJ·mol-1
反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)
ΔrH
(298K)=-90.
第三章热力学第二定律
一、选择题
1、如图,可表示理想气体卡诺循环的示意图是:
()
(A)图⑴(B)图⑵(C)图⑶(D)图⑷
2、工作在393K和293K的两个大热源间的卡诺热机,其效率约为()
(A)83%(B)25%(C)100%(D)20%
3、不可逆循环过程中,体系的熵变值()(A)大于零(B)小于零(C)等于零(D)不能确
4、将1mol甲苯在101.325kPa,110℃(正常沸点)下与110℃的热源接触,使它向真空容器中汽化,完全变成101.325kPa下的蒸气。
该过程的:
()
(A)ΔvapSm=0(B)ΔvapGm=0(C)ΔvapHm=0(D)ΔvapUm=0
5、1mol理想气体从300K,1×106Pa绝热向真空膨胀至1×105Pa,则该过程()
(A)ΔS>0、ΔG>ΔA(B)ΔS<0、ΔG<ΔA(C)ΔS=0、ΔG=ΔA(D)ΔA<0、ΔG=ΔA
6、对理想气体自由膨胀的绝热过程,下列关系中正确的是()(A)ΔT>0、ΔU>0、ΔS>0(B)ΔT<0、ΔU<0、ΔS<0(C)ΔT=0、ΔU=0、ΔS=0(D)ΔT=0、ΔU=0、ΔS>0
7、理想气体在等温可逆膨胀过程中()(A)内能增加(B)熵不变(C)熵增加(D)内能减少8、根据熵的统计意义可以判断下列过程中何者的熵值增大?
()(A)水蒸气冷却成水(B)石灰石分解生成石灰(C)乙烯聚合成聚乙烯(D)理想气体绝热可逆膨胀
9、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
10、下列说法中错误的是()
(A)孤立体系中发生的任意过程总是向熵增加的方向进行
(B)体系在可逆过程中的热温商的加和值是体系的熵变
(C)不可逆过程的热温商之和小于熵变
(D)体系发生某一变化时的熵变等于该过程的热温商
11、两个体积相同,温度相等的球形容器中,装有同一种气体,当连接两容器的活塞打开时,熵变为()(A)ΔS=0(B)ΔS>0(C)ΔS<0(D)无法判断
12、下列过程中系统的熵减少的是()
(A)在900OC时CaCO3(s)→CaO(S)+CO2(g)(B)在0OC、常压下水结成冰
(C)理想气体的恒温膨胀(D)水在其正常沸点气化
13、水蒸汽在373K,101.3kPa下冷凝成水,则该过程()
(A)ΔS=0(B)ΔA=0(C)ΔH=0(D)ΔG=0
14、1mol单原子理想气体在TK时经一等温可逆膨胀过程,则对于体系()
(A)ΔS=0、ΔH=0(B)ΔS>0、ΔH=0(C)ΔS<0、ΔH>0(D)ΔS>0、ΔH>0
15、300K时5mol的理想气体由10dm3等温可逆膨胀到100dm3,则此过程的()
(A)ΔS<0;ΔU=0(B)ΔS<0;ΔU<0
(C)ΔS>0;ΔU>0(D)ΔS>0;ΔU=0
16、某过冷液体凝结成同温度的固体,则该过程中()
(A)ΔS(环)<0(B)ΔS(系)>0
(C)[ΔS(系)+ΔS(环)]<0(D)[ΔS(系)+ΔS(环)]>0
17、100℃,1.013×105Pa下的1molH2O(l)与100℃的大热源相接触,使其向真空器皿中蒸发成100℃,1.013×105Pa的H2O(g),判断该过程的方向可用()
(A)ΔG(B)ΔS(系)(C)ΔS(总)(D)ΔA
18、下列四个关系式中,哪一个不是麦克斯韦关系式?
(A)(
T/
V)s=(
T/
V)p(B)(
T/
V)s=(
T/
V)p(C)(
T/
V)T=(
T/
V)v(D)(
T/
V)T=-(
T/
V)p
19、25℃时,1mol理想气体等温膨胀,压力从10个标准压力变到1个标准压力,体系吉布斯自由能变化多少?
()(A)0.04kJ(B)-12.4kJ(C)1.24kJ(D)-5.70KJ
20、从热力学基本关系式可导出(
U/
S)v等于:
()(A)(
H/
S)p(B)(
F/
V)T(C)(
U/
V)s(D)(
G/
T)p
21、1mol某液体在其正常沸点完全汽化,则该过程()
(A)ΔS=0(B)ΔH=0(C)ΔA=0(D)ΔG=0
22、对于不做非体积功的封闭体系,下面关系式中不正确的是:
()
(A)(
H/
S)p=T(B)(
F/
T)v=-S(C)(
H/
p)s=V(D)(
U/
V)s=p
23、热力学基本方程dG=-SdT+Vdp,可适应用下列哪个过程:
()
(A)298K、标准压力下,水气化成蒸汽(B)理想气体向真空膨胀
(C)电解水制取氢气(D)N2+3H2=2NH3未达到平衡
24、一个由气相变为凝聚相的化学反应在恒温恒容下自发进行,问下列各组答案中,哪一个是正确()
(A)ΔS体>0,ΔS环<0(B)ΔS体<0,ΔS环>0(C)ΔS体<0,ΔS环=0(D)ΔS体>0,ΔS环=0
25、下列四种表述:
(1)等温等压下的可逆相变过程中,体系的熵变ΔS=ΔH相变/T相变;
(2)体系经历一自发过程总有dS>0;
(3)自发过程的方向就是混乱度增加的方向;
(4)在绝热可逆过程中,体系的熵变为零;两者都不正确者为:
(A)
(1),
(2)(B)(3),(4)(C)
(2),(3)(D)
(1),(4)
二、判断题
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、对于绝热体系,可以用
判断过程的方向和限度。
()
3、在-10℃,101.325kPa下过冷的H2O(l)凝结为冰是一个不可逆过程,故此过程的熵变大于零。
()
4、功可以全部变成热,但热一定不能全部转化为功。
()
5、系统达平衡时熵值最大,自由能最小。
()
6、在绝热系统中,发生一个从状态A→B的不可逆过程,不论用什么方法,系统再也回不到原来状态了。
()
7、因为
所以只有可逆过程才有熵变;而
所以不可逆过程只有热温商,但是没有熵变。
()
8、因为
所以体系由初态A经不同的不可逆过程到达终态B,其熵的改变值各不相同。
()
9、物质的标准熵△Smθ(298K)值就是该状态下熵的绝对值。
()
10、可逆热机的效率最高,在其它条件相同的情况下,由可逆热机牵引火车,其速度将最慢。
( )
三、计算题
1、300K的2mol理想气体由6.0×105Pa绝热自由膨胀到1.0×105Pa,求过程的ΔU、ΔH、ΔS、ΔA、ΔG,并判断该过程的性质。
2、1mol理想气体B,在298.15K下,由1.00dm3膨胀至10.00dm3,求该过程的ΔU、ΔH、ΔS、ΔA、ΔG。
3、1mol水由始态273K,1×105PaH2O(l)变到终态473K,3×105PaH2O(g),计算该过程的ΔS。
已知水的正常沸点时的汽化热为40610J·mol-1,水的比热为4.18J·K-1·g-1,水蒸汽的比热为1.422J·g-1·K-1,假定水蒸汽为理想气体。
4、1mol液态苯在101,3kPa,268K能自动地凝固成101,3kPa,268K的固态苯,并放热9874J,计算该过程的ΔS和ΔG。
已知苯的正常熔点为278.5K,苯的熔化热为9916J·mol-1,Cp,m(C7H16,l)=126.8J·K-1·mol-1,Cp,m(C7H16,s)=122.6J·K-1·mol-1。
5、苯的正常沸点为353.1K,在此温度压力下,1molC6H6(l)完全蒸发为蒸气,已知C6H6(l)的汽化热为34.7kJ·mol-1,计算此过程的W、Q、ΔU、ΔH、ΔS、ΔA、ΔG。
6、计算下列过程的ΔH、ΔS、ΔG。
298K,101.325kPaH2O(l)→473K,405.3kPaH2O(g)
已知:
Smø(298K,H2O,l)=188.7J·K-1水的比热为4.18J·g-1·K-1水蒸气的比热为1.422J·g-1·K-1水在正常沸点时的汽化热为40610J·mol-1。
假设