物理化学练习（学生）1

热力学第一定律习题

一、选择题

1. 理想气体卡诺循环的图为下列四种情况中的哪些? ( B,C )

2. 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： ( C )

(A) H1> H2 (B) H1= H2 (C) H1< H2 (D) 无法确定 3. 下列的过程可应用公式ΔH=Q进行计算的是： ( C )

(A) 不做非体积功，终态压力相同但中间压力有变化的过程 (B) 不做非体积功，一直保持体积不变的过程 (C) 273.15 K，p下液态水结成冰的过程 (D) 恒容下加热实际气体 4. 下图为某气体的p-V图。图中A→B为恒温可逆变化, A→C为绝热可逆变化, A→D为多方不可逆变化。B,C,D态的体积相等。问下述各关系中哪一个错误( B ) (A) TB>TC (B) TC>TD (C) TB>TD (D) TD >TC

5. 非理想气体进行绝热自由膨胀时,下述答案中哪一个错误( D )

(A) Q=0 (B) W=0 (C) ΔU=0 (D) ΔH=0

?ZnO ΔcHm=351.5 kJ· 6. 已知：Zn(s)+(1/2)O2??mol-1 ?HgO ΔcHm= 90.8 kJ· Hg(l)+(1/2)O2??mol-1

?ZnO+Hg 的ΔrHm是： ( B ) 因此 Zn+HgO??-1

(A) 442.2 kJ·mol (B) 260.7 kJ·mol-1 (C) -62.3 kJ·mol-1 (D) -442.2 kJ·mol-1

7.下述哪一种说法正确 ( D ) 。

因为ΔHp = Qp,所以：

(A) 恒压过程中,焓不再是状态函数 (B) 恒压过程中,体系与环境无功的交换 (C) 恒压过程中,焓变不能量度体系对外所做的功 (D) 恒压过程中, ΔU不一定为零 8. 在一个密闭绝热的房间里放置一台电冰箱,将冰箱门打开,并接通电源使其工作,过一段时间之后,室内的平均气温将如何变化? ( A ) (A) 升高 (B) 降低 (C) 不变 (D) 不一定

9. 计算化学反应的热效应,下述说法哪些正确? ( A )

(1) 在同一算式中必须用同一参比态的热效应数据 (2) 在同一算式中可用不同参比态的热效应数据 (3) 在不同算式中可用不同参比态的热效应数据 (4) 在不同算式中必须用同一参比态的热效应数据 (A) 1,3 (B) 2,4 (C) 1,4 (D) 2,3 二、填空题

10. 对于任何宏观物质，其焓H一定 ____＞___ 内能U (填上 ＞、＜、＝) ，因为 H=U+pV_；对于等温理想气体反应，分子数增多的ΔH一定 _____>____ΔU，因为

_____ΔH=ΔU+ (Δn)RT______ 。 11. 在横线上填上 ＞、＜、＝或？（？代表不能确定）。

氢气和氯气在绝热刚性容器中反应(氢气和氯气可视为理想气体)，则： (A) W__=__ 0 (B) ΔU__=__ 0 (C) ΔH__=__ 0 (D) Q__=__ 0

?2 H2O(l)在298 K时恒容反应热QV =-564 kJ· 12. 已知反应2 H2(g) + O2(g)??mol-1，则

H2(g)在298 K时标准摩尔燃烧焓ΔcHm= __--285.7_____kJ·mol-1。

13. 10 mol单原子理想气体,在恒外压0.987p下由400 K,2p等温膨胀至0.987p,物体对环境作功 16.85 kJ。

14. 某理想气体，等温(25℃)可逆地从1.5 dm3膨胀到10 dm3时，吸热9414.5 J，则此气体的物质的量为 2 摩尔。 15.热力学封闭体系与环境之间的界面所起的作用为：(1) 隔开体系与环境 ；(2) 体系与环境之间功和热的传递必须通过界面进行 。

16. 如图。两条等温线的温度分别为Ta，Tb。1mol理想气体经过路径1231的W I与经过路径4564的WII大小关系是 WI =WII 。

17. 某化学反应在恒压、绝热和只做膨胀功的条件下进行,系统的温度由T1升高至T2, 则此过程的焓变 = 零;如果这一反应在恒温T1、恒压和只做膨胀功的条件下进行,则其焓变 < 零。 18. 在一绝热刚性容器中进行某一化学反应，该体系的内能变化为 ___0___ ，焓变化为

___p2V2-p1V1____ 。 三、计算题 19.

在p及25℃时，将(a)1 mol CaO,(b) 1 mol CaCO3溶于1mol·dm-3的HCl溶液中,放热分别为：(a)193.3 kJ, (b) 15.02 kJ。现若将1 kg 25℃的CaCO3变为885℃的CaO和CO2,需多少热量(885℃是p下CaCO3的分解温度) ? 已知各物质的平均比热为(单位：J·g-1·K-1)：

CaO：0.895 ；CaCO3：1.123；CO2: 1.013 20. 制备水煤气的反应为：

C(s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g) (主反应) (1)

CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2(g) (少量) (2) 将此混合气体冷却至室温(假定为298 K)即得水煤气，其中含CO(g)，H2(g)及少量的CO2(g)，

3

水蒸气可忽略不计。问：如只发生第一个反应，那么将 1dm的水煤气燃烧放出的热量为多少?已知p，298K 下各物质的标准生成焓数据为： ΔfHm(H2O,g)=-241.8 kJ·mol-1, ΔfHm(CO,g)=-110.5 kJ·mol-1， ΔfHm(CO2,g)=-393.5 kJ·mol-1。假定燃烧反应的产物均为气体。

21．2mol理想气体由298K、1.0MPa分别经(1)恒温可逆膨胀，(2)反抗0.1MPa外压快速膨胀，(3)自由膨胀三个过程到终压0.1MPa，分别计算各过程的W、Q、ΔU和ΔH。已知Cp,

-1-1

m=29.10J·K·mol。 22．1mol水在373.3K及101325Pa的始态下反抗恒外压50662.5Pa等温蒸发至50662.5Pa的蒸汽，然后缓慢地逐渐加压变为373.3K。101325Pa的水蒸汽，求此过程的W、Q、ΔU和ΔH。

-1

已知水在正常沸点下的气化焓为2255 J·g，设水蒸汽为理想气体。

23．300K、14g的氮经绝热可逆过程从10dm3压缩到6dm3，然后再经等温可逆膨胀使体积复原，求W、Q、ΔU和ΔH。已知Cp, m=3.5R，N2为理想气体。

热力学第二定律习题

一、填空题

1. H2O（l）在80℃，101.325 kPa下蒸发，状态函数（U、S、H、A、G）改变值不为零的有 ΔU,ΔH,ΔA,ΔG,ΔS 。

2.常压下，过冷水凝结成同温度的冰，则?S体 < 0，?S总 > 0。 3.i.g.任一不可逆过程回到始态，其体系?S体 = 0，?S环 > 0。

4.热温商?Q/T经证明为状态函数，其积分值必与 可逆 熵变相等。

5. 100℃，1.5p的水蒸气变成 100℃，p的液体水，ΔS ___<___ 0, ΔG ___<___ 0。 二、选择题

1. 在等温等压下进行下列相变： H2O (s,-10℃, p) = H2O (l,-10℃, p) 在未指明是可逆还是不可逆的情况下，考虑下列各式哪些是适用的? ( D ) (1) Q/T = Δfus S (2) Q = Δfus H (3) Δfus H/T = Δfus S (4) －Δfus G = 最大净功 (A) (1)，(2) (B) (2)，(3) (C) (4) (D) (2) 2. 纯液体苯在其正常沸点等温汽化，则： ( B ) (A) ΔvapU=ΔvapH，ΔvapF=ΔvapG，ΔvapS> 0 (B) ΔvapU<ΔvapH，ΔvapF<ΔvapG，ΔvapS> 0 (C) ΔvapU>ΔvapH，ΔvapF>ΔvapG，ΔvapS< 0 (D) ΔvapU<ΔvapH，ΔvapF<ΔvapG，ΔvapS< 0 3. 1 mol液苯，在其标准沸点下蒸发，则（ BFH ）保持不变：

（A）内能 (B) 蒸汽压 (C) 焓 (D) 熵 （E）体积 （F）汽化热 （G）A （H）G 4．H2（g）和O2（g）在绝热密闭钢瓶中反应生成水为零者是（ A ） （A）ΔU (B) ΔH (C) ΔS (D) ΔG

?δ5.克劳修斯－克拉贝龙方程只适用于（ B ）

(A) 水在25℃，1atm空气中蒸发 (B) 水在其标准沸点下蒸发达平衡 (C) 水在其冰点时的固液相平衡

(D) 水在三相点时平衡

6.公式－ΔG＝W′适用于（ B ）

(A) 孤立体系中的可逆过程 (B) 封闭体系等温等压下可逆过程 (C) 封闭体系恒温恒容过程

(E) 以上过程

三、计算题

1. 某物质的固体及液体的蒸气压可分别用下式表示： lg(p/Pa) = 11.454 - 1864.8/(T/K) （固体） (1) lg(p/Pa) = 9.870 - 1453/(T/K) （液体） (2)

试求其： (1) 摩尔升华焓 (2) 正常沸点 (3) 三相点的温度和压力（4）三相点的摩尔熔化熵 2. 将495.5 K,600 kPa的1 mol N2绝热可逆膨胀到100 kPa，试求该过程的Q,W,ΔU,ΔH,ΔF,ΔG,ΔS,ΔS隔离。已知Sm (N2,495.5 K) =191.5 J·K-1·mol-1。设N2为理想气体。

化学平衡思考题

一、选择题

1. 在刚性密闭容器中，有下列理想气体的反应达到平衡 A(g) + B(g) ＝C(g) 若在恒温下加入一定量的惰性气体，则平衡将 （ C ）

(A) 向右移动 (B) 向左移动 (C) 不移动 (D) 无法确定 2. 在 298 K 时,气相反应H2＋I2＝2HI的ΔrG m＝-16 778 J?mol-1，则反应的平衡常数

$K p$为： ( C ) (A) 2.0×1012 (B) 5.91×106 (C) 873 (D) 18.9

4. 已知反应 2NH3= N2+ 3H2在等温条件下，标准平衡常数为 0.25，那么，在此条件下，氨的合成反应 (1/2) N2+(3/2) H2= NH3 的标准平衡常数为： ( C ) (A) 4 (B) 0.5 (C) 2 (D) 1

5. Ag2O分解可用下面两个计量方程之一表示，其相应的平衡常数也一并列出：

1Ag2O(s)?2Ag(s)?O2(g)2 KP(1)

K(2)

2Ag2O(s)?4Ag(s)?O2(g) p2K(2)?Kp(1)

（A）KP(2)?KP(1) （B）p1设气相为理想气体，且已知反应是吸热的，试判断下列结论哪个是正确的： （ C ）

（C）p随温度的升高而增大 （D）O2气的平衡压力与计量方程的写法无关

6. Ag2O 分解可用下列两个反应方程之一表示，其相应的平衡常数也一并列出 I. Ag2O (s) 2Ag (s) + (1/2) O2 (g) Kp(Ⅰ) II. 2Ag2O (s) 4Ag (s) + O2 (g) Kp(Ⅱ)

设气相为理想气体，而且已知反应是吸热的，试问下列哪个结论是正确的： ( D ) (A) Kp(Ⅱ) = Kp(Ⅱ) (B) Kp(Ⅰ) = Kp2(Ⅱ)

(C) O2 气的平衡压力与计量方程的写法无关

K(2) (D) Kp(Ⅰ) 随温度降低而减小 7. 某低压下的气相反应,在 T＝200 K 时Kp＝8.314×102 Pa，则Kc/mol·cm-3是：( D )

(A) 5×102 (B) 14×106 (C) 14×103 (D) 0.5 8.理想气体反应CO(g)?2H2(g)?CH3OH(g)的ΔrGm与温度T的关系为：

$?rGm/J?mol-1??21660?52.92(T/K)，若使在标准状态下的反应向右进行，则应控制反

$应的温度： （ B ）

（A）必须高于409.3 K （B）必须低于409.3 K （C）必须等于409.3 K （D）必须低于409.3 °C 一、填空题

1CO(g)?O2(g)?CO2(g)9 在温度为2000 K时，理想气体反应的2?rG?45817J?mol，则该反应的平衡常数Kp? 0.640 (kPa)。

$m-1?1210. 对于非理想气体反应，其平衡常数可用

$K p$K f$= KrK p 表示，式中

$K f决定于__温度__ ；

决定于 ___温度和压力__ ；Kr决定于 ___温度和压力____ 。

$K p 11 Δ

$rHm$，K c均为理想气体反应的平衡常数，则

$lnK c$(?lnK p/?T) V =____ (?lnK p/?T)V =

$/RT2_____； /?T)p=_____(?/?T)p =ΔrU m/RT2____ 。

$?K

$$(?lnK c12. 在298 K时，磷酸酯结合到醛缩酶的平衡常数 -87.8 kJ?mol，若假定Δ

$=540，直接测定焓的变化是

-1

$rH m$$KK21与温度无关，则在310 K时平衡常数的值是 __ln(/) =(Δ

rH m/R)(1/T1-1/T2)__ 。

13 一个化学反应的Δ的含义是 ____________在 0 K 时，标准状态单独存在时按化

学计量系数比的反应物完全反应生成标

准状态单独存在时按化学计量数比的产物这一过程内能的变化。_______________ 。 三、计算题

15. 将 1.1 g NOBr 放入 -55℃抽真空的 1 dm3容器中，加热容器至 25℃，此时容器内均为气态物质，测得其压力为 3.24×104Pa，其中存在着以下的化学平衡： 2NOBr (g) ＝ 2NO (g) + Br2 (g) 若将容器内的气体视为理想气体，求上述反应在25℃时的标准吉布斯自由能变化值Δ。已知原子的摩尔质量数据如下：

N ∶ 14 g?mol-1 ， O ∶ 16 g?mol-1 ， Br ∶ 80 g?mol-1 16. 3H2+ N2= 2NH3在 350℃的Kp= 6.818×10-8(kPa)-2，并设与压力无关，从3:1的 H2，N2混合物出发，在 350℃下要获得物质的量分数为 0.08 的 NH3，压力至少要多大

18. 在T = 1000 K 时，理想气体反应 2SO3(g)＝2SO2(g) + O2(g)的Kc(1)=0.0035 mol?dm-3，求:

(1) 该反应的 Kp(1) (2) SO3(g) ＝ SO2(g) +(1/2) O2(g) 的 Kp(2) 和 Kc(2)； (3) 2SO2(g) + O2(g) ＝ 2SO3(g) 的 Kp(3) 和 Kc(3)。

19. 合成氨循环气压机第二缸内混合气组成如下（体积分数/％）∶ N2 H2 NH3 CH4,Ar等 CO2 19.31 58.30 9.87 12.52 10-6 压力是 13.61×106Pa，温度是 43℃，问：

$rG m$0,mrU

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