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一.选择题(每题2分,共20分)
1. 某实际气体表现出比理想气体易压缩,则该气体的压缩因子Z( B )1。
( A ) > ; ( B ) < ; ( C ) = ; ( D ) → 。
2.一定量理想气体从同一始态出发,分别经历(1)等温压缩,(2)绝热可逆压缩过程,到达具有相同压力的终态,以△H1和△H2分别表示两过程的焓变,则有( B )。
(A) △H1>△H2 (B) △H1=△H2 (C) △H1<△H2 (D) 不能确定
3.下列过程中系统的ΔG≠0的是( C )。
(A) 水在0℃,常压下结冰;
(B) 水在其正常沸点汽化;
(C) NH4Cl(s)→NH3(g)+HCl(g)在大气中进行;
(D) 100℃,pθ下液态水向真空蒸发成同温同压下的气态水。
4.一封闭绝热钢罐内发生爆炸反应,自反应开始至爆炸前瞬间钢罐内物质热力学能变化ΔU:( C )。
( A ) < 0; ( B ) > 0; ( C ) = 0; ( D ) 不能确定。
5.理想气体等温自由膨胀过程为:(D)。
(A)Q > 0; (B)ΔU < 0;(C)W < 0; (D)ΔH = 0。
6.下列说法中错误的是:经过一个节流膨胀后,(B)。
(A)理想气体温度不变;
(B)实际气体温度一定升高;
(C)实际气体温度可能升高,也可能降低;
(D)气体节流膨胀焓值不变。
7.压力增大,水的凝固点(B)。
(A) 升高 (B)降低 (C)不变 (D) 不确定
8.在α、β两相中含A、B两种物质,当达平衡时,正确的是( B )。
(A) ; (B) ; (C) (D)无法判断
9.温度T,压力p 时理想气体反应:
① 2H2O (g) == 2H2 (g) + O2(g) K1 ;
② CO2(g) == CO (g) +1/2O2 (g) K2 ;
则反应:③ CO (g) + H2O (g) = CO2(g) + H2 (g) 的K3 应为(C)。
(A);(B);(C)
10.BaCO3(S)受热分解成BaO(S)和CO2(g),组分数C 和自由度数F正确的是( C )
(A) C=3 F=2 ; (B)C=2 F=2 ;
(C) C=2 F=1 ; (D)C=1 F=0
二.填空题(每题2分,共20分)
1.物理量T,V,U, W中,属于状态函数的有T,V,U,属于广度性质的有V,U 。
2.反应N2(g) + H2(g) = NH3(g) , 当H2因反应消耗了0.3mol 时,反应进度ξ= 0.2 mol 。
3.在相同的温度和压力下,反应 B→A 的反应焓是ΔrH1,反应 B →C的反应焓是ΔrH2 ,则反应 A→C 的反应焓是ΔrH =ΔrH2-ΔrH1 。
4.25℃时反应 1/2H2(g) + 1/2Cl2(g) === HCl(g) 的ΔrH = -92.3 kJ·mol-1,若气体可看作理想气体,则该反应的ΔrU= -92.3 kJ·mol-1 。
5.理想稀溶液中,溶剂服从 拉乌尔 定律,溶质服从 亨利 定律。
6.在一定温度下,,由纯液态物质A和B形成理想液态混合物,当气—液两相达到平衡时,气相的组成与液相组成的关系为 > 。
7.将NH4HS(s)放在抽空容器内,在298K时发生分解,测得系统压力为p,则分解反应NH4HS(s)=NH3(g) + H2S(g)的为。
8.气相反应 2NO(g) + O2(g) == 2NO2(g) 是放热反应, 当反应在一定温度、一定压力下达平衡时, 若升高温度, 则平衡向__左__移动; 若增大压力, 则平衡向__右__移动( 选填左,右)。
9.下列偏导数:a.;b.;c d.,属于偏摩尔量的是 b,c ;属于化学势的是 b,d 。
10. 已知某反应在600 ℃时的为1.11,在1200 ℃时的为3.19,则该反应在600 ℃至1200 ℃时的平均反应的标准摩尔焓变为__18.8 kJ·mol-1_, 在800 ℃时的为__1.80__。
三.相图分析 (本题15分)
A和B二组分液态完全互溶、固态部分互溶系统的相图如图所示,指出各相区的稳定相及三相线上的平衡关系。
四.计算题(共45分)
1. (本题15分)2mol理想气体在298 K下,等温膨胀体积增加一倍,计算下列过程的W,Q,ΔU,ΔH,ΔG,及ΔS。
(1)可逆膨胀到终态;(2)恒定终态压力膨胀到终态;
解:(1)ΔU=0;ΔH=0; (2分)
Q=-W=nRTlnV2/V1=2×8.314×298ln2/1J=3434.6J (2分)
W=-3434.6 J (1分)
ΔS= nRlnV2/V1=2×8.314×ln2/1 J=11.5 JK-1 (2分)
ΔG= nRTlnV1/V2=-3434.6 J (1分)
(2)ΔU=0;ΔH=0; (2分)
Q=-W=P2(V2-V1)=2×8.314×298(1-1/2)J=2477.57J;(2分)
W=-2477.57J;ΔS=11.5 JK-1;ΔG=-3434.6 J (3分)
2. (本题10分)1 mol甲苯在其沸点383.2 K时蒸发为气体,求该过程的Q,W,ΔH,ΔU,ΔS,ΔG,ΔA。已知该温度下,甲苯的汽化焓为362 J·g-1,甲苯的摩尔质量M = 92.16 g·mol-1。
解:M = 92.16 g·mol-1 ;Q = 362 × 92.16 J = 33.350 kJ (2分)
ΔH = Qp = 33.350 kJ (1分)
W =-p(Vg-Vl) ≈-pVg =-nRT =-8.314 × 383.2 J =-3.186 kJ (2分)
ΔU = Q + W = ( 33350-3186 ) J = 30.1 kJ (1分)
ΔA = Wr =-3.186 kJ (1分)
ΔS=Qr/T=33.350×103/383.2=87.03J·K-1 (2分)
ΔG = 0 (1分)
3. (本题10分)已知303 K时,纯A(l)和纯B(l)可形成理想液态混合物,此时组分A(l)和组分B(l)的饱和蒸气压分别为60 kPa和20 kPa,平衡液相中组分A的摩尔分数为0.15,计算组分B在平衡气相与平衡液相的摩尔分数的比值。
解:
(4分)
则 (2分)
4. (本题10分)在真空容器中,放入大量的NH4HS(s),其分解反应为:NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g),在293.15K下,测得平衡时系统的总压力为45.30 Kpa。求:
(1)分解反应在293.15K下的平衡常数;
(2)若容器中原有35.50Kpa的H2S(g),则放入大量NH4HS固体并达平衡后,系统的总压力为多大?
解: (1) NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)
+, = = (2分)
(3分)
(2) NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)
初始时 0 35.5
平衡时
, (3分)
, (2分)