C.Kθ>QpD.Kθ=Qp0.5
29.在一定的温度下,反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)的平衡常数为Kθ=2.0,压力商Qp=1.5,此时平衡将(A)。
A.右移B.左移C.不移D.无法判断
30.在一定的温度下,反应S(s)+O2(g)=SO2(g)的平衡常数为Kθ=200,压力商Qp=150,此时平衡将(A)。
A.右移B.左移C.不移D.无法判断
31.2NO+O2=2NO2的ΔrHm<0,当反应达到平衡时,若要使平衡向产物方向移动,可以(C)。
A.升温加压 B.升温降压 C.降温加压 D.降温降压
32.反应2NO+O2=2NO2的ΔrHm<0,当此反应达到平衡时,若要使平衡向反应物方向移动,可以采取的措施有(B)。
A.升温加压 B.升温降压 C.降温加压 D.降温降压
33.恒温下,在反应2NO2(g)=N2O4(g)达到平衡后的系统中加入惰性气体,则(C)。
A. 平衡向右移动B. 平衡向左移动
C. 条件不充分,无法判断D.平衡不移动
34.基元反应D+E=2F的反应分子数为(B)。
A.1B.2C.3D.不能确定
35.质量作用定律适用于(D)。
A.对峙反应B.平行反应C.连串反应D.基元反应
36.关于反应级数,说法正确的是(D)。
A.反应级数都是正整数B. 反应级数不会小于零
C. 反应级数与反应分子数相同D.反应级数都可以通过实验确定
37.某反应的半衰期与反应物的起始浓度成正比,则该反应的级数为(A)。
A.零级反应B.一级反应C.二级反应D.三级反应
38.当一反应物的初始浓度为0.04mol⋅dm-3时,反应的半衰期为360s,初始浓度为0.024mol⋅dm-3时,半衰期为600s,此反应为(D)。
A.零级反应B.一级反应C.3/2级反应D.二级反应
39.某反应无论反应物的起始浓度如何,半衰期都相同,则反应的级数为(B)。
A.零级反应B.一级反应C.二级反应D.三级反应
40.已知25℃时CO(g)、CO2(g)的标准生成焓△fH
分别是-110.5、-393.5kJ.mol-1,则298K时反应CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)的热效应Qp,m为(B)。
A.283kJ·mol-1 B.-283kJ·mol-1
C.141.5kJ·mol-1D.-144.5kJ·mol-1
41.已知25℃时CO(g)、CO2(g)的标准生成焓△fH
分别是-110.5、-393.5kJ·mol-1,则298K时反应CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)的热效应QV,m为(B)。
D
A.283kJ·mol-1 B.-283kJ·mol-1
C.281.8kJ·mol-1D.-281.8kJ·mol-1
42.已知298K时NH3(g)的标准生成焓△fHmӨ是-46kJ·mol-1,则反应
2NH3(g)=N2(g)+3H2(g)的热效应Qp,m为(D)。
A
A.-92kJ·mol-1 B.-87kJ·mol-1
C.87kJ·mol-1D.92kJ·mol-1
43.已知298K时NH3(g)的标准生成焓△fH
是-46kJ·mol-1,则反应
2NH3(g)=N2(g)+3H2(g)的热效应QV,m为(D)。
C
A.-92kJ·mol-1 B.-87kJ·mol-1
C.87kJ·mol-1D.92kJ·mol-1
44.在298K时反应HCl(g)=1/2H2(g)+1/2Cl2(g)的Qp,m=92.3kJ·mol-1,则该反应的QV,m为(D)A
A.-92.3kJ·mol-1B.-89.8kJ·mol-1
C.89.8kJ·mol-1D.92.3kJ·mol-1
45.在298K时反应1/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g)的QV,m=-92.3kJ·mol-1,则该反应的Qp,m为()。
D
A.92.3kJ·mol-1B.-89.8kJ·mol-1
C.89.8kJ·mol-1D.-92.3kJ·mol-1
二、填空题
1.热力学第一定律的数学表达式为:
______△U=W+Q_________________________。
2.理想气体经历一个绝热可逆过程,则系统的Q__=____0。
(填>、<或=)
3.在一绝热刚性容器中进行某一化学反应,该系统的内能变化∆U=0(填>、<或=)。
4.双原子理想气体的CV,m=2.5_____R。
5.双原子理想气体的Cp,m=3.5_____R。
6.单原子理想气体的Cp,m=2.5_____R。
7.对于理想气体等温可逆过程,其ΔH=0,(填上>,<,=)。
8.某理想气体经历一等温可逆过程,则系统的∆U_=_0。
(填>、<或=)
9.某系统进行可逆循环后,系统的∆H___=_____0(填>、<或=)。
10.在绝热封闭条件下,系统的ΔS的数值可以直接用作过程方向性判据,ΔS=0,表示可逆过程,ΔS>0表示 不可逆过程 。
11.某系统进行不可逆循环后,系统的∆S___>_____0(填>、<或=)。
12.水在100℃、pθ时蒸发成水蒸气,则系统的∆G___>_____0。
(填>、<或=)
13.在等温等容封闭系统不做非体积功的条件下,自发变化总是朝着亥姆霍兹函数减小的方向进行,直到系统达到平衡。
14.在等温等压_封闭系统不做非体积功的条件下,自发变化总是朝着吉布斯函数减小的方向进行,直到系统达到平衡。
15.在恒温恒压只做体积功的封闭系统里,当热力学函数吉布斯能到达最小值时,系统处于平衡状态。
16.反应2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)的标准平衡常数是反应CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)的标准平衡常数的2倍。
17.在一定的温度下,反应2SO3(g)=2SO2(g)+O2(g)的标准平衡常数为K1θ=a,则该温度下反应SO3(g)=SO2(g)+1/2O2(g)的标准平衡常数K2θ=a1/2。
18.反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)的标准平衡常数是反应1/2N2(g)+3/2H2(g)=NH3(g)的标准平衡常数的K1θ=(K2θ)2。
19.已知N2O4的分解反应N2O4=2NO2(g),在25oC时,KpӨ=4.78。
此温度时,在Qp=3.55的条件下,反应向右方向进行。
20.反应C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g),在400K时达到平衡,
=133.5kJ⋅mol-1,如果升高温度,则该平衡向 右移动。
21.反应2NO+O2=2NO2,当此反应达到平衡时,若要使平衡向产物方向移动,可以采取的措施有使压力增加(增加、减少)。
22.反应分子数只能是 1,2,3 。
23.对于基元反应,反应分子数与反应级数__相等_。
24.反应A+B→C的速率方程为:
-d[A]/dt=kA[A][B]/[C],则该反应的总级数是
一级。
三、名词解释
1.孤立系统:
系统与环境之间既无物质交换又无能量交换。
2.封闭系统:
系统与环境之间只能有能量传递,没有物质交换。
3.敞开系统:
系统与环境间既有物质的交换又有能量的传递。
4.标准摩尔生成焓:
:
在标准压力和温度T下,由稳定相态的单质生成νB=1的物质B的反应的焓变,记为ΔfHmӨ,单位:
kJ·mol-1
5.标准摩尔燃烧焓:
在温度T和标准压力下,νB=-1物质B与氧气完全氧化反应的焓变,记作ΔcHmӨ,单位:
kJ·mol-1
6.标准生成吉布斯函数:
反应物及产物各自处于纯态及标准压力下的摩尔反应吉布斯函数ΔrGmӨ。
7.偏摩尔量:
在等温等压条件下,在一定浓度的有限量溶液中,加入dnB的B物质所引起系统广度性质X随该组分的量的变化率,或在等温等压条件下,往一定浓度的大量溶液中加入1molB物质所引起系统广度性质X的变化量。
8.化学势:
偏摩尔吉布斯能GB,m称为化学势.
9.稀溶液的依数性:
在溶剂中加入非挥发性溶质后,使得溶液的沸点升高、凝固点降低及渗透压等性质称之为依数性.
10.等温过程:
在环境温度恒定下,系统始态、终态温度相同且同于环境温度的过程。
11.等压过程:
在环境压力恒定下,系统始态、终态压力相同且同于环境压力的过程。
12.等容过程:
系统的体积保持不变的过程。
13.基元反应:
由反应物微粒(分子、原子、离子或自由基等)一步直接生成产物的反应。
14.反应级数:
所有反应物的级数之和,称为该反应的反应级数。
15.反应分子数:
参加基元反应的分子数目称为反应分子数.
四、简答题
1.简述热力学第一定律本质,并写出其数学表达式。
热力学第一定律又称为能量守恒定律—一切物质都有能量,能量有多种形式,它只是从一种形式转变为另一种形式,在转化中能量的总量保持不变。
不供给能量而可连续不断对外做功的机器叫第一类永动机。
无数事实表明,第一类永动机是不可能存在的。
ΔU=Q+W
ΔU:
系统热力学能变化。
Q:
系统所吸收热。
W:
系统所得环境所作的功。
2.指出下列物理量中哪些是强度性质?
哪些是广度性质?
哪些不是状态函数?
Q,V,Cp,m,H,T,W,p,Cp,Um,ρ,G,S,
强度性质:
T,p,ρ,Um,Cp,m,
广度性质:
V,H,Cp,G,S,
不是状态函数:
Q,W,
3.简述自发过程及其基本特征。
自发过程:
在自然条件下能自动发生的过程。
自发过程的特征:
1.自发过程具有方向的单一性和限度
2.自发过程的不可逆性
3.自发过程具有作功的能力
4.简述热力学第二定律两种文字表述。
1.克劳休斯(Clausius)表述:
“热不会自动地从低温物体传向高温物体。
”
2.开尔文(Kelvin)表述:
“从单一热源取出热使之完全变为功,而不发生其他变化是不可能的。
”
5.简述熵的物理意义。
熵是混乱度的度量,在温度为0K时,物质由气---液----固态,有序性将增加至最大,因此熵值最小。
6.简述稀溶液中的经验定律——Raoult定律和Henry定律。
Raoult定律:
一定温度下,稀溶液溶剂的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压乘以溶液中溶剂的摩尔分数
Henry定律:
在一定温度和平衡状态下,气体在液体里的溶解度(用摩尔分数表示)和该气体的平衡分压成正比
7.简述稀溶液中的依数性。
在溶剂中加入非挥发性溶质后,使得溶液的沸点升高、凝固点降低及渗透压等性质称之为依数性
8.简述温度、压力和惰性气体对化学平衡移动的影响。
温度:
∆rHθm>0,T↑,Kθ↑提高温度有利反应,右移
∆rHθm=0,T↑,Kθ不变温度对反应无影响
∆rHθm<0,T↑,Kθ↓提高温度不利反应,左移
压力:
若∆n>0p↑,Kx↓左移
若∆n=0p↑对Kx无影响对平衡无影响
若∆n<0p↑,Kx↑右移
惰性气体:
T,总压一定时
∆v>0反应加入惰性气体,Kn↑右移
∆v=0反应加入惰性气体,无影响
∆v<0反应加入惰性气体,Kn↓左移
9.简要写出一级、二级和零级反应的特征。
一级反应特征:
速率常数k的单位为:
时间-1(s-1、min-1、h-1、d-1等);
②lncA~t成线性关系,直线的斜率为-kA,截距为lncA,0;
③经历相同的时间间隔后,反应物浓度变化的分数相同;
④通常将反应物消耗一半所需的时间称为半衰期(halflife),记作t1/2。
一级反应的半衰期为:
二级反应特征:
①速率常数k的单位为:
浓度-1⋅时间-1(mol-1⋅m3⋅s-1或mol-1⋅L⋅s-1等);
②1/cA~t成线性关系,直线的斜率为kA,截距为1/cA,0;
③二级反应的半衰期:
零级反应特征:
速率常数k的单位:
浓度⋅时间-1(mol⋅m-3⋅s-1或mol⋅L-1⋅s-1等);
②cA~t成线性关系,直线的斜率为-kA,截距为cA,0;
③零级反应的半衰期:
五、计算题
1.300.2K的1mol理想气体,压力从标准压力101325Pa经等温可逆压缩到1013250Pa,求Q、W、ΔU、ΔH、ΔS、ΔF和ΔG。
已知:
R=8.314J⋅K-1⋅mol-1。
2.在400K时,将1mol单原子理想气体由压力为4pӨ的始态等温可逆压缩至8pӨ。
试计算此过程的ΔU,ΔH,ΔS,ΔF和ΔG。
已知:
R=8.314J⋅K-1⋅mol-1。
3.2mol理想气体在298.2K时,由15.00L等温对抗105Pa外压膨胀到40.00L,求该过程的Q、W、△H、△U、△S。
已知:
R=8.314J⋅K-1⋅mol-1。
4.25℃时,某含有不挥发性溶质的理想水溶液,其凝固点为-1.5℃,试求算该溶液的正常沸点。
已知水的凝固点降低常数Kf=1.86K⋅mol-1⋅kg,沸点升高常数Kb=0.52K⋅mol-1⋅kg,水的正常凝固点为273.15K,正常沸点为373.15K。
5.人类血浆的凝固点为272.65K,求310.2K时血浆的渗透压。
已知水的凝固点下降常数Kf=1.86K.kg.mol-1,,水的正常凝固点为273.15K,ρ=1×103kg.m-3。
6.293K时,将68.4g蔗糖(C12H22O11)溶于1Kg水中形成稀溶液,求该溶液的沸点和凝固点。
已知蔗糖的摩尔质量M=342g⋅mol-1,水的沸点升高常数Kb=0.52K⋅mol-1⋅kg,水的凝固点降低常数Kf=1.86K⋅mol-1⋅kg,水的正常沸点为373.15K,正常凝固点为273.15K。
7.已知25℃时,Ag2O分解:
Ag2O(s)=2Ag(s)+1/2O2(g)的ΔfHmθ=-30.59kJ.mol-1, Ag2O、Ag(s)、O2(g)在25℃时ΔSmθ分别为121.71、42.69和205.14J.mol-1.K-1。
求25℃时Ag2O分解的ΔrHmθ、ΔrSmθ、ΔrGmθ、Kθ。
8.298K时,固体碳酸钙的分解反应为:
CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)试用∆fGmo的数据计算298K时固体碳酸钙的分解压。
已知CaO(s)、CO2(g)、CaCO3(s)的∆fGmo分别为-604.2、-394.39、-1128.76kJ.mol-1。
9.Ag在空气中会变黑,这是由于发生了以下反应:
2Ag(s)+H2S(g)=Ag2S(s)+H2(g),在25℃时若银变黑,试估计空气中H2S(g)和H2(g)的压力比。
已知298K时H2S(g)和Ag2S(s)的ΔfGmθ分别为-33.02和-40.26kJ.mol-1。
10.某化合物的分解是一级反应,该反应活化能为144.3kJ⋅mol-1,已知557K时该反应速率常数为3.3×10-2s-1,现在要控制此反应在10min内转化率达到90%,试问温度应控制在多少K?
11.298K时N2O5(g)分解反应半衰期为5.7h,此值与N2O5的起始浓度无关,试求:
(1)该反应的级数,
(2)速率常数。
(3)作用完成90%所需时间。
12.纯BHF2被引入292K恒容的容器中发生下列反应:
6BHF2(g)−→B2H6(g)+4BF3(g)不论起始压力如何,发现1h后,反应物分解8%,求:
(1)反应级数。
(2)计算速率常数。
(3)作用完成90%所需时间。