济南大学物理化学测验题.ppt

第一章第一章第二章第二章第三、四章第三、四章相平衡相平衡电化学电化学动力学动力学测验题测验题1第一、二章测验题第一、二章测验题1.1.非理想气体经一卡诺循环：非理想气体经一卡诺循环：非理想气体经一卡诺循环：非理想气体经一卡诺循环：2.1002.100,p py y的水变为的水变为的水变为的水变为100100,10,103 3PaPa的水蒸气的水蒸气的水蒸气的水蒸气(理想气体理想气体理想气体理想气体)3.3.在绝热恒容箱内，两种在绝热恒容箱内，两种在绝热恒容箱内，两种在绝热恒容箱内，两种T,pT,p相同的理想气体混合；相同的理想气体混合；相同的理想气体混合；相同的理想气体混合；4.04.0,p py y的冰融化为水。的冰融化为水。的冰融化为水。的冰融化为水。一一一一(20(20分分分分)判断下列变化中，系统的判断下列变化中，系统的判断下列变化中，系统的判断下列变化中，系统的 U U、HH、S S、A A、G G是正、是负、还是零（简单说明理由）是正、是负、还是零（简单说明理由）是正、是负、还是零（简单说明理由）是正、是负、还是零（简单说明理由）21、理想气体等温向真空膨胀，体积由、理想气体等温向真空膨胀，体积由V1变到变到V2，其其U=，S=。2、隔隔离离系系统统中中进进行行的的可可逆逆过过程程S，进进行行的的不可逆过程不可逆过程S。3、纯物质完美晶体、纯物质完美晶体时的熵值为零。时的熵值为零。4、1mol单单原原子子理理想想气气体体，在在300K时时绝绝热热压压缩缩到到500K，则其焓变，则其焓变H约为约为 。二二(20分分)填空和选择填空和选择5、QV=U应用条件是应用条件是；。39.1mol单分子理气，从同一始态出发经过绝热可逆压缩和绝热不单分子理气，从同一始态出发经过绝热可逆压缩和绝热不可逆压缩到相同压力的终态，终态的熵分别为可逆压缩到相同压力的终态，终态的熵分别为S2和和S2，则二者关系，则二者关系为为()A.S2=S2B.S2S2D.S2S28.在同一高温热源与同一低温热源间工作的可逆热机其效在同一高温热源与同一低温热源间工作的可逆热机其效率为率为R，不可逆热机效率为，不可逆热机效率为I，则二者关系为，则二者关系为()AR=IB.RID.不能确定不能确定10.下列哪个过程的下列哪个过程的dT0，dH=0？()(A)理想气体等压过程；理想气体等压过程；(B)实际气体等压过程；实际气体等压过程；(C)理想气体等容过程；理想气体等容过程；(D)实际气体节流膨胀过程。实际气体节流膨胀过程。7.选择选择“”、“”、“”中的一个填入下列空格：中的一个填入下列空格：实际气体绝热自由膨胀，实际气体绝热自由膨胀，U0，S_0。6.熵判据的数学表达式为：熵判据的数学表达式为：。4三三三三、(20(20分分分分)已知已知已知已知100100、p py y下，液态水蒸发为同温同压下，液态水蒸发为同温同压下，液态水蒸发为同温同压下，液态水蒸发为同温同压下的水蒸气，水的汽化热为下的水蒸气，水的汽化热为下的水蒸气，水的汽化热为下的水蒸气，水的汽化热为40.6640.66kJkJ molmol-1-1，（，（，（，（1 1）计计计计算此过程的算此过程的算此过程的算此过程的 U,U,H H,S S，A A,G G。（。（。（。（2 2）计算计算计算计算2525、p py y下，下，下，下，1 1molmol水变成水蒸气的气化热。在此温度区间内水和水变成水蒸气的气化热。在此温度区间内水和水变成水蒸气的气化热。在此温度区间内水和水变成水蒸气的气化热。在此温度区间内水和水蒸气的定压摩尔热容分别为水蒸气的定压摩尔热容分别为水蒸气的定压摩尔热容分别为水蒸气的定压摩尔热容分别为75.375.3、33.233.2J J KK-1-1 molmol-1-1。（3 3）298K298K苯的蒸气压为多大？苯的蒸气压为多大？苯的蒸气压为多大？苯的蒸气压为多大？四、四、四、四、(20(20分分分分)2)2摩尔单原子理想气体摩尔单原子理想气体摩尔单原子理想气体摩尔单原子理想气体,由由由由600600KK和压力和压力和压力和压力1.001.00MPaMPa下对抗外压下对抗外压下对抗外压下对抗外压100100KPaKPa经绝热膨胀到经绝热膨胀到经绝热膨胀到经绝热膨胀到100100KPaKPa，计计计计算算算算（1 1）气体的最后温度。）气体的最后温度。）气体的最后温度。）气体的最后温度。(2)(2)过程的过程的过程的过程的Q,W,Q,W,U,U,H H,S S。5六、六、六、六、(1010分分分分)试计算试计算试计算试计算p py y下，白锡和灰锡两者平衡的温度下，白锡和灰锡两者平衡的温度下，白锡和灰锡两者平衡的温度下，白锡和灰锡两者平衡的温度(C Cp p 0 0)？已知？已知？已知？已知2525,p py y下下下下S Smmy y/J J KK-1-1 molmol-1-1 f fHHmmy y/J J molmol-1-1Sn(Sn(白白)52.3 52.3 0 0Sn(Sn(灰灰)44.76 44.76 2197 2197五、五、五、五、(1010分分分分)1)1molmol理想气体在理想气体在理想气体在理想气体在300300KK时作自由膨胀，使时作自由膨胀，使时作自由膨胀，使时作自由膨胀，使体体体体积扩大一倍，求积扩大一倍，求积扩大一倍，求积扩大一倍，求 S S、A A、G G。并用两种方法。并用两种方法。并用两种方法。并用两种方法判定这是不可逆过程。判定这是不可逆过程。判定这是不可逆过程。判定这是不可逆过程。6第一、二章测验题答案第一、二章测验题答案第一、二章测验题答案第一、二章测验题答案1.1.非理想气体经一卡诺非理想气体经一卡诺非理想气体经一卡诺非理想气体经一卡诺循环循环循环循环：均为零；：均为零；：均为零；：均为零；2.1002.100,p pyyyy的水变为的水变为的水变为的水变为100100,10,103 3PaPa的水蒸气的水蒸气的水蒸气的水蒸气(理想气体理想气体理想气体理想气体)100100,p pyyyy,水水水水 100100,p pyyyy,气气气气 100100,10,103 3Pa,Pa,气气气气 U U1 1,HH1 100 U U2 2,HH2 2=0=0 S S1 10,0,A A1 10,0,0,A A2 20,0,G G2 200,0,A A0,0,G G00,0,A=A=G G=T T S S00,0,HH0,0,冰变成水冰变成水冰变成水冰变成水 S S0,0,A A=WWr r=p pyyyy(V V冰冰冰冰 V V水水水水)0,)0,81、理想气体等温向真空膨胀，体积由、理想气体等温向真空膨胀，体积由V1变到变到V2，其，其U0，S。2、隔隔离离系系统统中中进进行行的的可可逆逆过过程程S=0，进进行行的的不不可可逆逆过过程程S00。3、纯物质完美晶体、纯物质完美晶体0K时的熵值为零。时的熵值为零。4、1mol单单原原子子理理想想气气体体，在在300K时时绝绝热热压压缩缩到到500K，则其焓变则其焓变H约为约为 4157J。二二二二(20(20分分分分)填空和选择填空和选择填空和选择填空和选择5、用公式用公式计算体积功必须满足条件计算体积功必须满足条件:_(1)理想气体理想气体;(2)恒温恒温;(3)可逆变化可逆变化.99.1mol单分子理气，从同一始态出发经过绝热可逆压缩和绝热单分子理气，从同一始态出发经过绝热可逆压缩和绝热不可逆压缩到相同压力的终态，终态的熵分别为不可逆压缩到相同压力的终态，终态的熵分别为S2和和S2，则二者，则二者关系为关系为(B)A.S2=S2B.S2S2D.S2S28.在同一高温热源与同一低温热源间工作的可逆热机其效率为在同一高温热源与同一低温热源间工作的可逆热机其效率为R，不可逆热机效率为，不可逆热机效率为I，则二者关系为，则二者关系为(C)AR=IB.R I D.不能确定不能确定10.下列哪个过程的下列哪个过程的dT0，dH=0？(D)(A)理想气体等压过程；理想气体等压过程；(B)实际气体等压过程；实际气体等压过程；(C)理想气体等容过程；理想气体等容过程；(D)实际气体节流膨胀过程。实际气体节流膨胀过程。7.选择选择“”、“”、“”中的一个填入下列空格：中的一个填入下列空格：实际气体绝热自由膨胀，实际气体绝热自由膨胀，U=0，S_0。6.熵判据的数学表达式为：熵判据的数学表达式为：。10三三三三、(2(20 0分分分分)已知已知已知已知100100、p pyyyy下，下，下，下，水的汽化热为水的汽化热为水的汽化热为水的汽化热为40.6740.67kJkJ molmol-1-1，（，（，（，（1 1）计算计算计算计算100100、p pyyyy下下下下1 1molmol水变成水蒸气的水变成水蒸气的水变成水蒸气的水变成水蒸气的 U,U,H H,S S，A A,G G。（2 2）计算计算计算计算2525、p pyyyy下，水的气化下，水的气化下，水的气化下，水的气化热。在此温度区间内水和水蒸气的定压摩尔热容分别为热。在此温度区间内水和水蒸气的定压摩尔热容分别为热。在此温度区间内水和水蒸气的定压摩尔热容分别为热。在此温度区间内水和水蒸气的定压摩尔热容分别为75.375.3、33.233.2J J KK-1-1 molmol-1-1。（3 3）298K298K苯的蒸气压为多大苯的蒸气压为多大苯的蒸气压为多大苯的蒸气压为多大？（1 1）G G=0=0(每问每问每问每问3 3分分分分)HH=1=1 vapvapHHmm=40.67=40.67kJkJ S S=H/TH/T=109.0J=109.0JKK-1-1(A)A)T T=WWr r=p p V V=RT RT=3.1kJ=3.1kJ U=U=H H pV=pV=H H RTRT=37.57=37.57kJkJ11（2 2）HH2 2O(O(l l)HH2 2O(g)(298K)O(g)(298K)T T2 2HH2 2O(O(l l)HH2 2O(g)(373K)O(g)(373K)T T1 1根据基尔霍夫公式根据基尔霍夫公式根据基尔霍夫公式根据基尔霍夫公式 vapvapHHmmyyyy(298K)=(298K)=vapvapHHmmyyyy(373K)+(373K)+C Cp,mp,m T T=vapvapHHmmyyyy(373K)+(373K)+C Cp,mp,m(298-373)(298-373)=40.66+=40.66+(33.2-75.3)(-75(33.2-75.3)(-75)1010-3-3 kJkJ molmol-1-1=43.8kJ=43.8kJ molmol-1-1 (5(5分分分分)12nCnCV,mV,m(T T2 2 T T1 1)=p p2 2V V1 1 p p2 2V V2 23/2nR(T3/2nR(T1 1-T-T2 2)=nRT)=nRT1 1p p2 2/P-nRT/P-nRT2 23/2(3/2(T T2 2 T T1 1)=T T1 1/1010 T T2 2 T T2 2=384.0K=384.0K(5(5分分分分)U U=WWV V=n nC CV,mV,m(T T2 2 T T1 1)=)=5.40k5.40kJ J (5(5分分分分)HH=n nCpCp,m,m(T T2 2 T T1 1)=9.00k9.00kJ J (5(5分分分分)三、理想气体绝热三、理想气体绝热三、理想气体绝热三、理想气体绝热恒外压膨胀恒外压膨胀恒外压膨胀恒外压膨胀:U U=WWV V (2(2分分分分)WWV V =nCnCV,mV,m(T T1 1 T T2 2)WWV V=p pexex(V V2 2 V V1 1)=)=p p2 2(V V22 V V1 1)=)=p p2 2V V2 2 p p2 2V V1 1(3(3分分分分)13四、四、四、四、(20(20分分分分)1)1molmol理想气体在理想气体在理想气体在理想气体在300300KK时作自由膨胀，时作自由膨胀，时作自由膨胀，时作自由膨胀，使体积扩大一倍，求使体积扩大一倍，求使体积扩大一倍，求使体积扩大一倍，求 S S、A A、G G。并用两种方法。并用两种方法。并用两种方法。并用两种方法判定这是不可逆过程。判定这是不可逆过程。判定这是不可逆过程。判定这是不可逆过程。(每问每问每问每问4 4分分分分)解：解：解：解：理想气体理想气体理想气体理想气体定温过程：定温过程：定温过程：定温过程：U=U=HH=0=0 S S=R Rln2=5.76JKln2=5.76JK-1-1 A=A=G G=T T S S=1728J1728J(A)A)T T判据判据判据判据:因因因因WW=0=0，所以，所以，所以，所以(A A)T TQ/TQ/T14五、五、五、五、(20(20分分分分)试计算试计算试计算试计算p pyy下，白锡和灰锡两者平衡的温下，白锡和灰锡两者平衡的温下，白锡和灰锡两者平衡的温下，白锡和灰锡两者平衡的温度度度度(C Cp p 0 0)？已知？已知？已知？已知2525,p pyy下下下下解：解：解：解：298298K,K,p pyyyy下，白锡下，白锡下，白锡下，白锡灰锡的灰锡的灰锡的灰锡的 trstrsHHmmyyyy=f fHHmmyyyy(灰灰灰灰)f fHHmmyyyy(白白白白)=)=21972197J J molmol-1-1(5(5分分分分)trstrsS Smmyyyy=S Smmyyyy(灰灰灰灰)S Smmyyyy(白白白白)=)=7.547.54J J KK-1-1 molmol-1-1(5(5分分分分)S Smmyy/J J KK-1-1 molmol-1-1 f fHHmmyy/J J molmol-1-1Sn(Sn(白白)52.3 52.3 0 0Sn(Sn(灰灰)44.76 44.76 2197 219715因因因因 C Cp p 00 H,H,S S可视为常数。可视为常数。可视为常数。可视为常数。温度温度温度温度 T T时时时时，白锡，白锡，白锡，白锡灰锡达平衡时，灰锡达平衡时，灰锡达平衡时，灰锡达平衡时，G G(T T)=0=0，(5(5分分分分)根据定义式根据定义式根据定义式根据定义式 G G(T T)=HH T T S S=0=0T T=HH(T T)/S S(T T)=291.4K=291.4K(5(5分分分分)故平衡共存温度为故平衡共存温度为故平衡共存温度为故平衡共存温度为291.4291.4KK163.3.理想气体定温（理想气体定温（理想气体定温（理想气体定温（300K300K）膨胀过程中，从热源吸热）膨胀过程中，从热源吸热）膨胀过程中，从热源吸热）膨胀过程中，从热源吸热600600J J，做，做，做，做的功仅是变到相同终态最大功的的功仅是变到相同终态最大功的的功仅是变到相同终态最大功的的功仅是变到相同终态最大功的1/101/10，则，则，则，则 S S=()=()1.1.判断下列各过程的判断下列各过程的判断下列各过程的判断下列各过程的Q Q,W W,U U,H H S S 是是是是0,=0,0,=0,0，还是不能，还是不能，还是不能，还是不能确定？确定？确定？确定？(1)(1)理想气体定温可逆膨胀理想气体定温可逆膨胀理想气体定温可逆膨胀理想气体定温可逆膨胀(2)(2)实际气体绝热可逆膨胀实际气体绝热可逆膨胀实际气体绝热可逆膨胀实际气体绝热可逆膨胀12章小测验（章小测验（50min，每题，每题20分分)2.2.写出实际气体节流膨胀过程的焦耳汤姆逊系数的表达式，写出实际气体节流膨胀过程的焦耳汤姆逊系数的表达式，写出实际气体节流膨胀过程的焦耳汤姆逊系数的表达式，写出实际气体节流膨胀过程的焦耳汤姆逊系数的表达式，并证明并证明并证明并证明5.5.试求试求试求试求1mol1mol某气体从某气体从某气体从某气体从V V1 1经定温过程变到经定温过程变到经定温过程变到经定温过程变到V V2 2时时时时 U,U,S S的表达式。的表达式。的表达式。的表达式。4.4.证明证明并由此证明对范德华气体而言，并由此证明对范德华气体而言，173-4章总结复习章总结复习1819例题例题1 1下列说法对吗？为什么？下列说法对吗？为什么？(1)(1)温度、压力没有偏摩尔量。温度、压力没有偏摩尔量。(2)(2)偏摩尔吉布斯函数是化学势，因此，凡属化学势均有集合偏摩尔吉布斯函数是化学势，因此，凡属化学势均有集合公式。公式。(3)(3)体系无限稀释时，溶质体系无限稀释时，溶质 B B 的偏摩尔体积为零。的偏摩尔体积为零。答案：答案：(1)对，因为温度、压力是强度性质，对，因为温度、压力是强度性质，(2)不对，不对，集合公式只适合于偏摩尔量，集合公式只适合于偏摩尔量，(3)不对，偏摩尔体积不不对，偏摩尔体积不为零，是与为零，是与T T、P P和浓度有关的函数。和浓度有关的函数。例例题题2在在，两相中均含有两相中均含有A和和B两种物两种物质质，达到相平衡，达到相平衡时时，下列各式正确的是（，下列各式正确的是（）B.C.D.A.19答案提示：(1)溶质浓度高，会产生反渗透。(2)会产生低渗压，使水从细胞外进入细胞内。(3)这是由于过渗压，使水从细胞内渗出。(4)含糖部分熔点较低，先熔化。例题例题4.解释下列现象解释下列现象 (1)(1)海水不能直接饮用海水不能直接饮用 (2)(2)往静脉注射蒸馏水会使血红细胞破裂。往静脉注射蒸馏水会使血红细胞破裂。(3)(3)萝卜腌制后变小变软。萝卜腌制后变小变软。(4)(4)冰棒越吸越不甜。冰棒越吸越不甜。例题例题3.将将1molA物质和物质和1molB物质混合形成理想液态混合物时，物质混合形成理想液态混合物时，判断混合过程中的判断混合过程中的mixU 0,mixS 0,mixG 020例题例题5.21例题例题6.22例题7 选择题(1)(2)(3)(4)23(5)(6)(7)(8)24例题例题8标准平衡常数改变时，平衡是否必定移动标准平衡常数改变时，平衡是否必定移动?平衡移动平衡移动时，标准平衡常数是否一定改变时，标准平衡常数是否一定改变?(9)25例例例例8.8.200200时反应时反应时反应时反应PClPCl5 5(g)=PCl(g)=PCl3 3(g)+Cl(g)+Cl2 2(g)(g)的的的的标准摩尔标准摩尔标准摩尔标准摩尔吉布斯自由能变化为吉布斯自由能变化为吉布斯自由能变化为吉布斯自由能变化为 rGrGmm=4581.87kJmol4581.87kJmol-1-1，试求，试求，试求，试求200200，200KPa200KPa下下下下 PClPCl5 5(g)(g)进行上述反应时的平衡转进行上述反应时的平衡转进行上述反应时的平衡转进行上述反应时的平衡转化率化率化率化率？PClPCl5 5(g)=PCl(g)=PCl3 3(g)+Cl(g)+Cl2 2(g)(g)平衡平衡平衡平衡11 n n总总总总=1+=1+解解:rGmrGm=RTRTlnlnK K K K=0.312=0.312 =0.3674=0.367426例例例例9.9.在在在在 630K630K时时时时，下列反，下列反，下列反，下列反应应应应：2HgO(s)2HgO(s)2Hg(g)+O2Hg(g)+O2 2(g)(g)的的的的 r rGmGm =44.3kJ.mol=44.3kJ.mol-1-1。(2)求求630K时时HgO(s)的分解的分解压压力；力；(3)若将若将HgO(s)投入到投入到630K、1.013105Pa的的纯纯O2气的定体气的定体积积容器中，在容器中，在630K时时使其达平衡，使其达平衡，求与求与HgO(s)呈平衡的气相中呈平衡的气相中Hg(g)的分的分压压力。力。(1)求上述反应的标准平衡常数求上述反应的标准平衡常数K；27(1)K=exp(-rGm/RT)=2.1210-4(2)2HgO(s)2Hg(g)+O2(g)设设平衡分平衡分压为压为：2PPK=4P3/(P)3P=3800Pa故故P总总=3P=1.1kPa(3)K=2.1210-4=(2P)2(P+101325Pa)/(P)3P=739.7Pa故故P(Hg)=2P=1.5kPa28例例例例10.10.在在1.013105Pa，60时时N2O4有有50%解离，解离，100时有时有79%解离，试计算：解离，试计算：(a)反应反应N2O4=2NO2的平衡常数和解离热的平衡常数和解离热(b)60时反应的时反应的Kp、Kx各为多少？各为多少？N N2 2OO4 4(g)(g)2NO2NO2 2(g)(g)平衡时平衡时平衡时平衡时 n n(1-(1-)2)2n n n ni i=n=n(1+(1+)解解:(a)29 60=50%时，时，K=1.33100=79%时，时，K=6.64rHm看成常数看成常数ln(K2/K1)=(rHm/R)(1/T1-1/T2)rHm=41460J.mol-1将将将将 值代入值代入值代入值代入30=1.3510 5 Pa=1.33(b)31例例例例1111、(1)(1)请标出下列二组分等压相图中各区域的状态；请标出下列二组分等压相图中各区域的状态；请标出下列二组分等压相图中各区域的状态；请标出下列二组分等压相图中各区域的状态；(2)(2)指出相图中哪些地方指出相图中哪些地方指出相图中哪些地方指出相图中哪些地方f f=0=0(3)(3)画出物系点为画出物系点为画出物系点为画出物系点为a,b,ca,b,c的步冷曲线。的步冷曲线。的步冷曲线。的步冷曲线。AABAAB2 2BBa ab bc c32