大学物理化学上学期各章节复习题及答案(傅献彩版)

第二章 热力学第一定律

一、 选择题

1、下列叙述中不具状态函数特征的是：（ ） (A)系统状态确定后，状态函数的值也确定

(B)系统变化时，状态函数的改变值只由系统的初终态决定 (C)经循环过程，状态函数的值不变 (D)状态函数均有加和性

2、下列叙述中，不具可逆过程特征的是：（ ） (A)过程的每一步都接近平衡态，故进行得无限缓慢 (B)沿原途径反向进行时，每一小步系统与环境均能复原 (C)过程的初态与终态必定相同

(D)过程中，若做功则做最大功，若耗功则耗最小功

3、如图，将CuSO4水溶液置于绝热箱中，插入两个铜电极，以蓄电池为电源进行电解，可以看作封闭体系的是：（ ） (A)绝热箱中所有物质 (B)两个铜电极 (C)蓄电池和铜电极 (D) CuSO4水溶液 5、在下列关于焓的描述中，正确的是（ ） (A)因为ΔＨ＝ＱＰ，所以焓是恒压热 (B)气体的焓只是温度的函数

(C)气体在节流膨胀中，它的焓不改变 (D)因为ΔＨ＝ΔＵ＋Δ（ＰＶ），所以任何过程都有ΔＨ>０的结论

6、在标准压力下，1mol石墨与氧气反应生成1mol二氧化碳的反应热为ΔrH ，下列哪种说法是错误的? （ ）

(A) ΔH 是CO2(g)的标准生成热 (B) ΔH =ΔU (C) ΔH 是石墨的燃烧热 (D) ΔU <ΔH

7、在标准状态下，反应C2H5OH（l）+3O2(g) →2CO2(g)+3H2O(g)的反应焓为ΔrHmθ, ΔCp>0, 下列说法中正确的是（ ） (A)ΔrHmθ是C2H5OH（l）的标准摩尔燃烧焓 (B)ΔrHmθ〈０ (C)ΔrHmθ＝ΔrＵmθ (D)ΔrHmθ不随温度变化而变化

8、下面关于标准摩尔生成焓的描述中，不正确的是（ ） (A)生成反应中的单质必须是稳定的相态单质 (B)稳态单质的标准摩尔生成焓被定为零 (C)生成反应的温度必须是298.15K

(D)生成反应中各物质所达到的压力必须是100KPa

9、在一个绝热钢瓶中，发生一个放热的分子数增加的化学反应，那么：（ ）

(A) Q > 0，W > 0，?U > 0 (B)Q = 0，W = 0，?U < 0 (C) Q = 0，W = 0，?U = 0 (D) Q < 0，W > 0，?U < 0

10、非理想气体进行绝热自由膨胀时,下述答案中哪一个是错误的? ( ) (A) Q=0 (B) W=0 (C) ΔU=0 (D) ΔH=0 11、下列表示式中正确的是 ( )

(A)恒压过程ΔH=ΔU+pΔV (B)恒压过程 ΔH=0

1

(C)恒压过程ΔH=ΔU+VΔp (D)恒容过程 ΔH=0 12、理想气体等温反抗恒外压膨胀，则 ( )

(A)Q>W (B)Q

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>△H2 W1W2 (C)△H1=△H2W1W2 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<△H2W1>W2 (B)△H1>△H2 W1△H2 W1>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 (D) 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

2

(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?H??CpdT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。

3

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； ΔfHm?(CO2，298K)=-393.5kJ·mol-1； ΔfHm?(CO，298K)=-110.45kJ·mol-1。 求 (1)298K时，ΔrUm?，ΔrHm?，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298 K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

(1)ΔcH$(298 K)(CHOH(g))=-763.9 kJ·mol 3m-1

(2)ΔcH$mol m(298 K)(C(s))=-393.5 kJ·$ (3)ΔcHm(298 K)(H2(g))=-285.8 kJ·mol-1

-1

(4)ΔcH$(298 K)(CO(g))=-283.0 kJ·mol m

4

第二章 热力学第一定律

一、选择题 题号 答案 题号 答案 1 × 1题11111111120 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 答D C A C D B C C D A C C C A D C D C C 案 22222 1 2 3 4 5 1 2 3 5 6 7 8 9 A D B D C 二、判断题

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=4.41 mol 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=0 ΔU=0 ∴ Q=W

5

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，101.325kPa H2O(l)→473K，405.3kPa H2O(g)

已知：Sm?(298K，H2O，l)=188.7 J·K-1 水的比热为4.18 J·g-1·K-1 水蒸气的比热为1.422 J·g-1·K-1 水在正常沸点时的汽化热为40610 J·mol-1。假设水蒸气为理想气体。

７、2mol理想气体在269K时，由4×105Pa，11.2dm3绝热向真空膨胀

到2×105Pa，22.4dm3，计算ΔS，是否能利用熵判据判断该过程的性质?如何判断?

８、对于气相反应

CO2+H2=H2O+CO，已知

ΔrGm?=42218.0-7.57TlnT+1.9×10-2T2-2.8×

11

10-6T3-2.26T(J)，求上述反应在1000K时的ΔrHm?、ΔrSm? ９、1mol，Cp，m=25.12J·K-1·mol-1的理想气体B由始态340K，500kPa

分别经(1)可逆绝热；(2)向真空膨胀。两过程都达到体积增大一倍的终态，计算(1)、(2)两过程的ΔS。

１０、计算将10克He(设为理想气体)从500.1K，202.6KPa变为

500.1K，1013kPa的ΔU，ΔH，ΔS，ΔG，ΔA。

第三章 热力学第二定律答案

12

一、选择题 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 二、判断题

答案 C B C B D D C B B D 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 A B D B D D C A D A 题号 21 22 23 24 25 答案 D D B B C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 × × × × × √ × × × √ 三、计算题

1、解：ΔU=0，H=0 ΔS=nRln(V2/V1)=nRln(p1/p2)=29.8J·K-1

ΔA=ΔU-TΔS=-8940J ΔG=ΔH-TΔS=-8940J

∵ΔS(总)=ΔS(体)+ΔS(环)=29.8J·K-1＞0且环境不对体系做功 ∴该过程是自发过程

2、解：U=A(T) ΔU=0 H=A(T) ΔH=0 ΔS=Rln(V2/V1)=19.14J·K-1

ΔA=-TΔS=-5708J·mol-1 ΔG=-TΔS=-5708J·mol-1

3、解：ΔS1=23.48J·K-1 ΔS2=108.87J·K-1 ΔS3=6.08J·K-1

ΔS4=nRln(p1/p2)=-9.13J·K-1 ΔS=ΔS1+ΔS2+ΔS3+ΔS4=129.3J·K-1 4、解：ΔS1=nCpK-1 ，m(l)ln(278.8/268)=4.87J·ΔS2=-nΔvapHm?/T=-35.61J·K-1 

ΔS3=nCpK-1 ，m(s)ln(268/278.5)=-4.71J·ΔS(总)=ΔS1+ΔS2+ΔS3=-35.45J·K-1 

13

ΔH(268K)=-9874J ΔG(268K)=ΔH(268K)-TΔS=-373J

5、解：设C6H6(g)为理气 W=RT=2.94kJ·mol-1 Q=ΔH=34.7kJ·mol-1

ΔU=Q-W=31.8kJ·mol-1 ΔS=ΔH/T=98.3J·K-1·mol-1 ΔG=0

ΔA=ΔG-pΔV=-2.94kJ·mol-1

6解：

ΔS=nCp，m(H2O，l)ln(373.2/298.2)+nΔvapHm?／373.2+ nCp，m(H2O，g)ln(473.2/373.2)=126.84J·K-1

Sm? (473K，H2O，g)=ΔS+Sm? (298K，H2O，l)=315.5J·K-1·mol-1

ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4=48.81Kj

ΔG=ΔH-(T2S2-T1S1)=-44.21kJ

7、解：ΔS=nRln(V2／V1)=11.53J·K-1 能用熵判据判断该过程的性质

ΔS(环)=-Q/T=0 ΔS(总)=ΔS(环)+ΔS(体)=11.53J·K-1

∵ΔS(总)＞0 且环境不对体系做功

∴该过程为自发过程 8、 解：1000K时，ΔrGm?=3456.9J 又∵(?ΔG／?T)p=-ΔS=-7.57-7.57lnT+1.9×10-2×2T-3×2.84×10-6T2-2.26

∴ΔSm?=7.57+7.57lnT-3.8×10-2T+8.52×10-6T2+2.26

将T=1000K代入上式即得 ΔSm?=33.39J·K-1·mol-1

ΔHm?=ΔGm?+TΔSm?=36855.06J·mol-1 9、 解：(1)由T2=T1(V1/V2)γ-1

得T2=270K

ΔS=Cp，mln(T2/T1)+Rln(V2/V1)=0

(2)T2=340K ΔS=Rln(V2/V1)=5.76J·K-1

10、解：He分子量4,10克即为2.5mol

14

2.5 mol He 500.1K 202.6kPa→ 2.5 mol He 500.1K 1013kPa 因为是理想气体，所以ΔU=0 ΔH=0 ΔS=nRTln(p1/p2)=2.5×8.314ln(202.6×103/1013×103)=-33.45 J/K·mol

ΔG=ΔH-TΔS=0-500.1×(33.45) =1.673×104 J/ mol ΔA=ΔU-TΔS=0-500.1×(33.45)=1.673×104 J/ mol

28解：设炉温与大气温度均不改变，则可用ΔS=Q1/T1+Q2/T2计算。

为此先求所传递的热量：

?5?103?Q?nCp,m?T???25.1?(143.2?293.2)?J?2539kJ?55.85???2539?103Q1Q22539?103??S?????K?1?6876J·K?1?J·T1T2.2293.2??1423第

四章 多组分系统热力学及其在溶液中的作用

一、选择题

1、对于偏摩尔量，指出下列说法错误者

( )

（1）偏摩尔量必须有恒温恒压条件； （2）偏摩尔量不随各组分浓度的变化而变化；

（3）偏摩尔量不随温度T和压力p的变化而变化； （4）偏摩尔量不但随温度T、压力p的变化而变化，而且也随各组分浓度变化而变化。

(A)(2) (4) (B) (3) (4) (C) (2) (3) (D) (1) (4)

2、1 mol A与n mol B组成的溶液，体积为

3

0.65dm，当xB = 0.8时，A的偏摩尔体积 VA = 0.090dm3·mol-1，那么B的偏摩尔VB 为：( )

3-1 3-1

(A) 0.140 dm·mol(B)0.072dm·mol

3-1 3-1

(C) 0.028 dm·mol(D)0.010dm·mol 3、在恒温恒压下形成理想液体混合物的混合吉布斯自由能ΔmixG ≠ 0，恒温下ΔmixG 对温度T 进行微商,则： ( )

(A) (?ΔmixG/?T)T < 0 (B) (?ΔmixG/?T)T> 0

(C) (?ΔmixG/?T)T = 0 (D) (?ΔmixG/?T)T≠ 0 4、在恒定温度与压力p下，理想气体A与B混合后，说法中正确的是( )

(1)A气体的标准态化学势不变； (2)B气体的化学势不变 ；

(3)当A气体的分压为pA时，其化学势的改

?

变量为ΔμA=RTln(pA／p)；

(4)当B气体的分压为pB时，其化学势的改变量为ΔμB=-RTln(pB／p*)。

(A)(B)(1) (2) (B) (1) (3) (C) (2) (4) (D) (3) (4) 5、下列各式中哪个是化学势( )

(A)??U/?ni?T,V,nj (B)??H/?ni?T,V,nj

(C)??A/?ni?T,V,nj

(D)??G/?ni?T,V,nj

6、在293K时，从一组成为NH3·19/2 H2O的大量溶液中取出1molNH3往另一组成为NH3·21H2O的溶液中转移，此过程的Δμ的表达式为： ( ) (A)Δμ=RTln(2/19) (B)Δμ=RTln(1/22)

(C)Δμ=RTln(21/44) (D)Δμ=RTln(44/21)

7、已知水的两种状态A(373K，101.3kPa，g)，B(373K，101.3kPa，l)，则与的关系为： ( )

(A)μA=μB (B)μA＞μB

(C)(D)μA＜μB (D)两者不能比较

15

第五章 相平衡

一、选择题 1、下列体系中哪一个是均相体系：( )

(A)水雾和水蒸气混合在一起； (B)乳

状液

(C)水和被水饱和的空气 (D)两

种不同的金属形成的固熔体

2、克拉佩龙方程表明：( )

(A)两相平衡时的平衡压力随温度而变化的

变化率

(B)任意状态下压力随温度的变化率

(C)它适用于任何物质的两相平衡

(D)以上说法都不对

3、压力升高时，单组分体系的熔点将如何

变化：（ ）

(A) 升高 (B) 降低 (C) 不变 (D) 不一定

４、对于下列平衡系统：①高温下水被分解；

②同①，同时通入一些H2(g) 和O2(g)；③H2

和O2同时溶于水中，其组元数K和自由度数

f的值完全正确的是：（ ）

(A) ①K = 1，f = 1 ②K = 2，f = 2 ③K =

3，f = 3 ；

(B) ①K = 2，f = 2 ②K = 3，f = 3 ③K =

1，f = 1

(C) ①K = 3，f = 3 ②K = 1，f = 1 ③K =

2，f = 2

(D) ①K = 1，f = 2 ②K = 2，f = 3 ③K =

3，f = 3

５、水可形成H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)、

H2SO4·4H2O(s)三种水合物,问在 101325 Pa

的压力下，能与硫酸水溶液及冰平衡共存的

硫酸水合物最多可有多少种? ( )

(A) 3 种 (B) 2 种 (C) 1 种 (D) 不可能有硫酸水合物与之平衡共存 ６、298 K 时，蔗糖水溶液与纯水达渗透平衡时，整个体系的组分数、相数、自由度为：（ ） (A) C= 2，φ= 2，f*= 1 (B) C= 2，φ = 2，f*= 2 (C) C= 2，φ = 1，f*= 2 (D) C= 2，

φ = 1，f*= 3 ７、如右图所示，当水处在三相点平衡时，若系统发生绝热膨胀，水的相态将如何变化？ ( ) (A)气相、固相消失，全部变成液态； (B)气相、液相消失，全部变成固态； (C)

液相消失，固相、气相共存； (D)固相消失，液相、气相共存 8、对简单低共熔体系，在最低共熔点，当温度继续下 降时，体系存在( ) (A)一相 (B)二相 (C)一相或二相 (D)三相 9、已知纯A和纯B的饱和蒸气压pA*

(B) 丙最小，乙最大 (C) 丙最大，甲最

小；

(D) 甲最小，乙最大。 11、部分互溶双液系，一定温度下若出现两相平衡，则( )

(A)体系的组成一定

(B)两相的组成与体系的总组成无关。且两相的量之比为常数

(C)两相的组成与体系的总组成关有。且两

21

相质量分数之比为常数 (D)两相的组成不定

12、在相图上,当体系处于下列哪一点时只存在一个相? ( ) (A) 恒沸点 (B) 熔点 (C) 临界点 (D) 低共熔点 13、恒沸混合物( ) (A)气液两相的量相同 (B)气液两相中某种组分B的物质的量相同 (C)气液两相的组成相同 (D)气液两相的组成相同，在P-X图和在T-X图上均为同一值 14、右图中PQ线上( ) (A) f*=0 (B)f*=1 (C) A和B不互溶 (D)A和B完全互溶 15、在有低共熔点存在的体系，若步冷曲线上出现平台，此时，体系存在的相数( ) (A)1 (B)2 (C) 3 (D)2或3 16、在双组分体系T-X图上，若有一极小点，则该点( )

(A)叫最低恒沸混合物 (B)叫最高恒沸混合物 (C)所对应的组成在任何情况下都不发生变化

(D)在该点气液两相的量相同 17、定压下，在最低共熔点，系统存在( ) (A)一相 (B)二相 (C)三相 (D)四相 18、如下图所示，在相合熔点，形成的化合物的步冷曲线 上出现( ) (A)拐点

(B)平台 (C)无拐点和平台

(D)一个拐点两个平台

19、右图中，气液两相组成相同的点为( )

(A)A、B点 (B)C点

(C) A、B、C点

(D)气相线和液相线上各点 20、若步冷曲线出现平台， 此时体系的条

件自由度数为( )

(A)0 (B)1 (C) 2

(D)3

21、在101325Pa压力下， 冰与被空气饱和了的水成平衡的温度叫( ) (A)凝固点 (B)冰点 (C)三相点 (D)露点 22、两相平衡的标志是( ) (A)p(α)=p(β) (B)T(α)=T(β) (C)μi(α)=μi(β) (D)xi(α)+ xi(β)=1 23、在不考虑重力场、电磁场等外界因素时，定温定压下，相律的表达式为( ) (A)f=K-Φ (B)f=K-Φ+1 (C) f=K-Φ+2 (D)f=K-Φ-2 24、如图是FeO与SiO2的恒压相图，那么存在几个稳定化合物：（ ） (A)1个 (B) 2个 (C) 3个 (D) 4个 25、如图所示,当物系点在通过A点的一条直线上变动时，则此物系的特点是：( ) (A) B和C的百分含量之比不变 (B) A的百分含量不变 (C) B的百分含量不变

(D) C的百分含量不变 22

二、判断题

1、对于形成最低恒沸混合物的二组分体系，在最低恒沸点时f*=1。（ ） 2、相律是热力学中基本定律之一，它适用于任何宏观系统。( ) 3、恒沸混合物与化合物一样，具有确定的组成。( )

4、由CaCO3(s)、CaO(s)、BaCO3(s)、及CO2（g）构成的平衡物系的自由度为0。( )

5、FeCl3和H2O能形成FeCl3·6H2O、2FeCl3·7H2O、2FeCl3·5H2O、FeCl3·2H2O四种水合物，在恒压下，最多可能平衡共存的相数为4。( )

6、若A和B可形成最高恒沸混合物E（含A40%），欲在精馏塔中将含A60%的混合物分离。则塔顶将馏出纯A（ ） 7、克拉贝龙方程

dP?Hm适用条件是多组分的多相平衡系统。( ) ?dTT?VmdP?Hm，其压力随温度的变化率一定大于0。( ) ?dTT?Vm8、克拉贝龙方程

9、共沸物是混合物，而不是化合物，其组成随压力改变而改变。( )

10、具有最低沸点的A和B二组分系统，恒沸物为C，精馏后的残液是C。( ) 三、计算题

1、苯酚-水体系在60℃时，分为两个液相，第一相含酚16.8%(质量)，第二相含水44.9%(质 量)。如果该体系中含有90g水和60g苯酚，则各相质量是多少?

2、在含80%(质量)苯酚的100g水溶液中需要再加多少水，才能使溶液变混浊? (水-苯酚两 相平衡时水相含酚16.8%，酚相含水44.9%)。

3、70℃时，CH4的蒸气压为82.8kPa，80℃时为112.4kPa，计算：(1) CH4的摩尔气化热；(2) 正常沸点。

-1

4、乙醚在正常沸点34.66℃时的气化热为360.2 J·g，求：(1) 压力为98.7 kPa时的沸 点；(2) 温度为36.6℃时的蒸气压。

-1

5、100℃时水的气化热为2255 J·g，求水的蒸气压随温度的变化率。

6、固态氨的饱和蒸气压与温度的关系有：ln(p/Pa)=27.92-3754/(T/K)，液态氨的饱和蒸气压与温度的关系为：lnc(p/Pa)=24.38-3063/(T/K)，试求氨的三相点的温度与压力。

7、(NH4)2SO4 20℃时在水中的溶解度为43.0%(质量分数)。 现将纯度为94%的粗盐100g溶于100g水中，然后降温至20℃，得到多少结晶?

8、固态苯和液态苯的蒸气压与温度的关系分别如下： lg?p?s?/Pa??11.971?2310KT

lg?p?l?/Pa??10.097?1784K T求：（1）苯的三相点温度及三相点的蒸气压； （2）苯在三相点时的熔化焓及熔化熵。

9、图为Sb-Cd的温度一组成图，（1）标明各区域相态；（2）确定物系形成化合物的组成；（3）确定该化合物的化学式（Mcd=112.41 Msb=121.75）

23

10、图是A，B两化合物的等压固液相图。请指出：（1）N，P，Q各点的相态及相数并说明这些点所代表的意义；（2）由d点降温到y点过程中系统相态的变化情况。

R

M P Q S

E N

AS 20 40 80

第五章 相平衡答案 一、选择题

根据题意及杠杆规则,两者质量之比为[(1-0.449)-0.4]/解：(0.4-0.168)=0.65 2、 解：

当出现两相时，溶液开始变混浊，即：0.832>H2O%>0.449

设再加入水为xg，则 [100(1-0.8)+x]/[100(1-0.8)+x+100×0.8]>0.449

解之，得 x>45.2g 3、 解：

ln(p2/p1)=ΔvapHm(T2-T1)/(2.303RT1T2)

?

ΔvapHm=30796J

?-1-1

∵ΔvapHm/Tb=88 J·K·mol ∴T2=30796/88=350K 4、 解：

ln(p2/p1)=ΔvapHm(T2-T1)/(2.303RT1T2) ∴ Tb=307.1K

ln(p2/101.3)=360.2×74(309.8-307.9)/(2.303×8.314×307.9×309.8)

3

p2=108×10Pa=108 kPa 5、解：

dp/dT=ΔvapHmp/RT

2

dp/dT=2255×18×101325/(8.314×373.2)

-1

Pa·K

24

?

2??

题号 答案 题号 答案 题号 答案 1 D 2 A 3 D 4 D 5 C 6 B 7 C 8 B 9 10 D D 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 C C C A D A C B C A 21 22 23 24 25 B C C D A

二、判断题

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 × × × √ × √ × × √ × 三、计算题 1、 解：

该体系的总组成为含酚: 60/(90+60)×100%=40%

dp/dT=3552Pa·K 6、 解：

点所代表的意义 三相点的压力：三相点温度时NH3(l)和N LN+A（S）+T（S） 3 A与T的最NH3(s)的蒸气压。所以三相点的温度和压力低共熔点 即为上两方程联立之后的解。 Q LP+ T（S）+B（S） 3 T的不相合解之, 得：T=195.2K 熔点 3

p=5.93×10Pa P LP 1 转熔反应7、解： 的液相点 溶液的组成为：100×94%/(100+100)=0.47 其中LN和LP分别表示组成为N，P的熔液。 根据杠杆规则：ml(0.47-0.43)=ms(1-0.47)（2）由d点代表的熔液降温到Z点后，开即(200-ms)×0.04=ms×0.53 始析出固体B，继续降温，B不断析出∴ ms=14.0g，固析出晶体14.0g。 而熔液组成沿ZP线变化，降温到X点8、解：

后不稳定化合物T开始析出，此时下

（1）三相点时，p(s)=p(l) 列放热的转熔反应进行： 即11.971-2310K/T=10.097-1784K/T B?s??Lp?T?s?

解得T=279.2K

这时，三相共存，温度维持不变，LP

将T代入上述任一蒸气压与温度的关

熔液相的组成为P。直到B（s）消失

系式中，得P=4977Pa

后，温度再继续下降，T不断析出，而

由克-克方程 （2）与之平衡的液相组成沿PN线变化，温?Hmp??lg??C ???度降到y点后，开始析出固体A，此时Pa?并对此题给关系式，有?2.303RT

LN+A（S）+T（S）三相共存，温度维持

-1?subHm?2.303?8.314?2310kJ?mol?44.23kJ?mol?1不变，待组成为N的LN熔液相消失后

温度才继续下降。

?1?vapHm?2.303?8.314?1784kJ·mol?34mol?1 .16J·

故

-1

点 相点 相数 ?fusHm??subHm??vapHm?10.07kJ·mol?1

9、解：

?fusSm??fusHm/T?36.07J·K?1·mol?1

(1)在相图上标明

(2)0.580 l (3)Sb2Cd3 l+Sb2Cd3 l+Sb Sb+Sb2Cd3 Sb2Cd3+Cd

10、解：

（1）A和B会形成不稳定

化合物T。N，P，Q各点的相态，相数及这些点所代表的意义列于 下表：

l+Cd 25

第六章 化学平衡

一、选择题

1、在恒温恒压下，某一化学反应达到平衡时，一定成立的关系式是( ) (A)ΔrGm>0 (B)ΔrGm<0 (C)ΔrGm=0 (D)ΔrGm?>0

2、 理想气体化学反应平衡时,应用下列哪个关系式？ ( ) (A) ΔrGm= -RTlnK?p (B) ΔrG ? ?p m= -RTlnK

?(C) ΔrG ? ?m= -RTlnKx (D) ΔrG m= -RTlnK C

3、对于理想混合物反应体系，标准反应自由能与平衡常数之间的关系，不正确的是：（ ） ?rGm??RTlnKm??RTlnKx (A) ?rG (B)

m??RTlnKa (D) ?rGm??RTlnKc (C) ?rG4、在恒温恒压下,化学反应 a A + b B = l L + m M 的ΔrGm所代表的意义在下列说法中哪种是错误的? （ ）

(A)ΔrGm表示有限物系中反应进行时产物与反应物间的吉氏自由能之差(即终态与始态的自由能之差) (B)ΔrGm表示有限的反应物系处于该反应进度a时的反应倾向

(C)ΔrGm表示若维持各反应物化学势不变时发生一个单位反应时的吉布斯自由能变化 (D)ΔrGm代表变化率(?G/?a)T,p ,即表示在 G-a图上反应进度为a时的曲率线斜率 5、已知1000K时，(1)CO(g)+1/2 O2(g)=CO2(g) K?⑴=1.659×1010 (2)C(s)+CO2(g)=2CO(g) K?⑵=1.719 则反应C(s)+1/2 O2(g)=CO(g)的K?⑶为（ ） (A)9.651×1010 (B) 1.036×1010 (C)4.731×1010 (D)2.852×1010

6、在298K时N2O4(g)=2NO2(g)的K? =0.142，当p(N2O4)=101.325kPa，p(NO2)=10.133kPa 时，判断反应的方向为( )

(A)Qa K?，非自发 (C)Qa= K?，平衡 (D)Qa< K?，非自发

7、平衡常数与温度的关系为dlnK?／dT=ΔrHm?／RT2，对于任一反应( ) (A)K?必然随温度升高而加大 (B) K?必然随温度升高而减小

(C)K?不随温度而变 (D)随温度升高K?可增大、减小或不变

8、某温度时,NH4Cl(s)分解压力是标准压力,则分解反应的平衡常数K为：( ) (A) 1 (B) 1/2 (C) 1/4 (D) 1/8 9、已知下列反应的平衡常数：

26

0H2(g) + S(s) = H2S(g) ① K1 ；S(s) + O2(g) = SO2(g) ② K2 。 则反应 H2(g) + SO2(g) = O2(g) + H2S(g) 的平衡常数为：（ ） (A) K1 + K2 (B) K1 - K2 (C) K1·K2 (D)

K1/K2

10、某反应的ΔrGm?=a-bT(a，b均大于零)，下列说法中正确的是( ) (A)升高温度有利于反应正向进行 (B)降低温度，K?增大 (C)温度对平衡的影响不能确定 (D)降低温度，有利于反应正向进行

11、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2p的2倍，可推测该反应：（ ） (A) 平衡常数与温度、压力成正比 (B) 平衡常数与温度成正比，与压力成反比 (C) 该反应是一个体积增加的放热反应 (D) 该反应是一个体积增加的吸热反应

12、在某温度下，一密闭的刚性容器中的 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：（ ） (A) 增大 (B)减小 (C)不变 (D)视温度而定

13、反应 2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g) 在温度T时的标准平衡常数为90，该反应的压力平衡常数是( )

(A)9119.25(kPa) (B) 924008(kPa)2 (C)9119.25 (D) 924008

14、若反应气体都是理想气体，反应平衡常数之间有Ka=Kp=Kx的反应是：（ ）

(1) 2HI(g) = H2(g) + I2(g)；

(2) N2O4(g) = 2NO2(g)； (4) C(s) + CO2(g) = 2CO(g)

(2)(4)

(3) CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2(g)； (A)(1)(2) (B)

(1)(3) (C) (3)(4) (D)

00?G?Grmrm15、理想气体反应CO(g) + 2H2(g)=CH3OH(g)的与温度T的关系为: =-21 660+52.92T,若要使

反应的平衡常数K>1,则应控制的反应温度： ( ) (A) 必须低于409.3℃ (B) 必须高于409.3 K (C) 必须低于409.3 K (D) 必须等于409.3 K

16、已知反应 C(s)+H2O(g)→H2(g)+CO(g) 在1000K时，K? =2.472，ΔrHm?=1.36×105J·mol-1，ΔCp=0，则1200K时K?的值( )

(A)10.94 (B) 3.758 (C)1.631 (D)37.58

17、放热反应 2NO(g)+O2(g)→2NO2(g) 达平衡后若分别采取以下措施⑴增加压力；⑵减小NO2的分压；⑶增加O2的分压；⑷升高温度；⑸加入催化剂，能使平衡向产物方向移动的是( )

27

(A)⑴ ⑵ ⑶ (B)⑷ ⑸ (C)⑴ ⑶ ⑷ (D)⑴ ⑷ ⑸

18、假设各反应中的气体都是理想气体，则K?=Kp=Kx=Kn的反应是( ) (A)CaCO3(s)= CaO(s)+CO2(g) (B) N2O4(g)= 2NO2(g)

(C)2ZnS(s)+3O2(g)=2ZnO(s)+2SO2(g) (D)CO(g)+H2O(g)= CO2(g)+H2(g)

19、反应 CH3COOH(l) + C2H5OH(l) = CH3COOC2H5(l) + H2O(l) 在25℃时平衡常数K为4.0,今以 CH3COOH 及 C2H5OH 各1mol混合进行反应,则达平衡最大产率为： ( ) (A) 0.334％ (B) 33.4％ (C) 66.7％ (D) 50.0％

0?Grm20、根据某一反应的值，下列何者不能确定： ( )

(A) 标准状态下自发变化的方向

0?G(B) 在rm所对应的温度下的平衡位置

(C) 在标准状态下体系所能作的最大非膨胀功 (D) 提高温度反应速率的变化趋势

21、某实际气体反应，用逸度表示的平衡常数Kf 随下列哪些因素而变： ( ) (A) 体系的总压力 (B) 催化剂 (C) 温度 (D) 惰性气体的量 22、在20℃时气相反应 A+B= 2L+M ，当达到平衡时应( ) (A)K?=1 (B) K?>Kp (C)K?

23、现有四个化学反应，在标准状态下，反应的自由能变化分别为ΔrGm?⑴，ΔrGm?⑵，

ΔrGm?⑶，ΔrGm?⑷，且有ΔrGm?⑴=ΔrGm?⑵-ΔrGm?⑶+2ΔrGm?⑷，则这四个反应的平衡常数之间的关系为( )

(A)K1?=K2 ?·(K4 ?)2／K3? (B) K1?=K2?-K3?+2K4? (C)K1?=2K2?·K3?／K4? (D)lnK1?=(K2?-K3?+2K4?)

24、当温度T时，将纯NH4HS(s)置于抽空的容器中，则NH4HS(s)发生分解： NH4HS(s)= NH3(g)+H2S(g)

测得平衡时物系的总压力为p，则平衡常数Kp为( ) (A)p2/4 (B) p/4 (C)p2 (D)p2/2

25、298K时，反应 CaCO3(s)→CaO(s)+CO2(g)的ΔrGm?=130.17kJ·mol-1，为了使CaCO3顺利分解，可采取的最合适的措施是( )

(A)增加CaCO3的量 (B)降低CO2的压力，减少CaO的量 (C)降低CO2的压力和温度 (D)升高温度，降低CO2的压力 二、判断题

??1、因为?Gm，而Kp是由平衡时的组成表示的，所以?Gm表示平衡时产物的吉布斯自由能??RTlnK?p?与反应物的吉布斯自由能之差。（ ）

2、某一反应的平衡常数, 一定是一个不变的常数。（ ）

28

0

3、下列反应的平衡常数K为C?O2?CO2为k10；2CO?O2?CO2为K2；C?010O2?CO为K3，200则三个平衡常数间的关系为：k3。（ ） ?k10/k2004、某化学反应?rHm?0，?rSm?0，则反应的标准平衡常数K?1，且随温度升高而

0减小。（ ）

5、对于反应前后气体分子数减少的体系,保持温度不变,增加总压,K?（ ） p将增大。

06、反应N2(g)?3H2(g)?2NH3(g)，?rHm?0，达到平衡后增加H2的压力，能使平

衡的相对大小为：K=P。（ ）

7、对反应PCl3(g)?Cl2(g)?PCl5(g)，减小总压能提高PCl3的转化率。（ ）

8、复分解反应如有沉淀、气体生成，容易进行完全，，因为不断析出沉淀或不断放出气体，反应始终达不到平衡因而能进行到底。（ ）

9、反应2NaHCO3(s)?Na2CO3(s)?H2O(g)?CO2(g)的平衡常数Kp与分解压力P的关系为P/2。（ ）

10、已达平衡时的化学反应，只有当温度改变时平衡才会移动。（ ） 三、计算题

1、合成氨时所用氢和氮的比例为3：1，在400℃和105Pa时，平衡混合物中氨的摩尔百分 数为3.85％，求：

(1)反应 N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) 的Kp；

(2)在此温度下，若要得到5％的氨，总压应为多少。

2、在1000K，101325Pa下，反应 C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g) 的平衡转化率为0.485，求反应的 K?。

3、已知在25℃及1.01325×105Pa下，反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)的ΔrHm?=-90.54kJ·mol-1， ΔrSm? =-221.12J·K-1·mol-1，设ΔrHm?不随温度变化，试求500K时的K?。

4、乙醇气相脱水可制备乙烯，其反应为：C2H5OH(g)= C2H4(g)+H2O(g)，各物质298K时的ΔfHm?及Sm?如下：

C2H5OH(g) C2H4(g) H2O(g) ΔfHm?(kJ·mol-1)： -235.08 52.23 -241.60 Sm?(J·K-1·mol-1)： 281.7 219.24 188.56 试计算25℃时反应的K?。

29

05、已知反应：H2(g)+1/2O2(g)= H2O(g)；ΔrHm?(298K)=-241.6kJ·mol-1，各物质的标准熵值为： H2(g) O2(g) H2O(g) S m?(298)(J·K-1·mol-1)： 130.5 205.05 188.64 试计算25℃时H2O(g)的标准生成自由能及该反应的标准平衡常数。 6、反应SO3 ?g? ? SO2?g??1/2O2?g?

在900K时的Kp为48.7Pa，试求反应2SO2+O2=2SO3的Kp ,Kx 及Kc。 7、NH4HS按下式解离

NH4HS?s? ? NH3?g??H2S?g?

1/2

在298K的解离压力为638×10Pa,若在某容器内已含有532×10Pa的氨,再投入足量的固态NH4HS,则平衡后容器内的总压力为多少?气相中各组分的分压力各为多少?

08、反应2SO3? 2SO2?O2的?Gm（600K）为82200J·mol-1,问若要使标准压下的16gSO2于600K时,在空气

25

中氧化成标准压力下的SO3,?G为多少? 9、已知下列热力学数据：

BaCO3(s) BaO(s) CO2(g) ΔfHm? (298K)(kJ·mol-1)： -1218.8 -558.1 -393.51 ΔfGm? (298K)(kJ·mol-1)： -1138.9 -528.4 -394.38 求石灰石的分解温度。

10、通常钢瓶中所装压缩氮气，会有少量氧气，实验室中常将气体通过高压下的铜粉，以除氧气：2Cu(s)+1/2 O2(g)→Cu2O(s)，已知反应的标准自由能变化为ΔrGmθ =-166600+62.95T，今若在600℃时使反应达平衡，试问经此纯化手续后，在氮气中剩余氧的浓度为多少。

第六章 化学平衡答案

一、选择题 题号 答案 题号 1 C 11 2 B 12 3 B 13 A 14 4 5 D 15 6 A 16 7 D 17 8 C 18 9 D 19 10 A 20 30

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