3000 物理化学(河南师范大学) 最新满分章节测试答案

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【作业】第三章 热力学第二定律 作业题

1、 问题:1. 在25℃时1 mol O2从1000 kPa自由膨胀到100 kPa，求此过程的DU，DH，DS，DA，DG（设O2为理想气体）。
评分规则: 【 分步答题，每步均有相应的分值。
】

2、 问题:2. 2 mol H2从400 K，100 kPa定压加热到1000 K，已知Cp,m(H2) = 29.2 J·mol-1·K-1，求DU，DH， Q，W各为多少？
评分规则: 【 分步解答
】

3、 问题:3. 苯在正常沸点353 K时摩尔汽化焓为30.75 kJ·mol-1。今将353 K，101.325 kPa下的1 mol液态苯向真空等温蒸发变为同温同压的苯蒸气（设为理想气体）。 （1）求此过程的Q，W，DU，DH，DS，DA和DG； （2）应用有关原理，判断此过程是否为不可逆过程。
评分规则: 【 分步解答
】

4、 问题:5. 在-59℃时过冷的CO2液体的饱和蒸气压为460 kPa，CO2固体的饱和蒸气压为430 kPa。设液体CO2的摩尔体积与固体CO2的摩尔体积相同，求在－59℃及100 kPa下，1 mol过冷CO2( l )凝固为固体的摩尔吉布斯函数变化DGm。问此过程能否自动进行？
评分规则: 【 分步解题。
】

5、 问题:6. 已知1 mol－5℃，100 kPa的过冷液态苯完全凝固为－5℃，100 kPa固态苯的熵变化为－35.5J·K-1·mol-1，固态苯在－5℃时的蒸气压为2280 Pa；摩尔熔化焓为9874 J·mol-1，计算过冷液态苯在－5℃时的蒸气压。
评分规则: 【 分步解题。
】

6、 问题:7. 5 mol理想气体（Cp,m = 29.10 J·K-1·mol-1），由始态400 K，200 kPa定压冷却到300 K，试计算过程的Q，W，DU，DH及DS。
评分规则: 【 分步解题。
】

7、 问题:8. 4 mol某理想气体，其CV,m = 2.5 R，由600 K，100 kPa的始态，经绝热、反抗压力恒定为600 kPa的环境压力膨胀至平衡态之后，再定压加热到600 K的终态。试求整个过程的DS，DA及DG各为若干？
评分规则: 【 分步解题。
】

8、 问题:9. 0.2 mol某理想气体，从273 K，1 MPa定压加热到523 K，计算该过程的Q，W，DU，DH。已知该气体的Cp,m = ( 20＋7×10-3 T / K ) J·mol-1·K-1。
评分规则: 【 分步解题。
】

9、 问题:10. 水在101.3 kPa，100℃时，DVapHm = 40.59 kJ·mol-1。求10 mol水蒸气与水的热力学能之差。（设水蒸气为理想气体，液态水的体积可忽略不计。）
评分规则: 【 分步解题。
】

【作业】第二章 热力学第一定律及其应用 作业题

1、 问题:1. 计算：（1）1 mol水在100℃，101.3 kPa下汽化时的体积功。已知在100℃，101.3 kPa时水的比体积（1克水的体积）为1.043 ml·g-1，饱和水蒸气的比体积为1.677 ml·g-1；（2）忽略液体体积计算体积功；( 3 )把水蒸气看做理想气体，计算体积功。( 已知H2O的摩尔质量为18.02 g·mol-1。)
评分规则: 【 按步骤给分：
】

2、 问题:2. 3 mol单原子理想气体，从初态T1 = 300 K，p1 = 100 kPa，反抗恒外压力50 kPa作不可逆膨胀，至终态T2 = 300 K，p2 = 50 kPa，求这一过程的Q，W，DU，DH。
评分规则: 【 按步骤给分。
】

3、 问题:3. 3 mol某理想气体，在101.3 kPa下定压由20℃加热到80℃，计算此过程的Q，W，DU，DH。已知该气体 CV,m = ( 31.38＋13.4×10-3 T / K ) J·mol-1·K-1。
评分规则: 【 按步骤给分。
】

4、 问题: 4. 计算25℃时50 g铁溶解在盐酸中所做的功：（1）在密闭容器中，（2）在敞开的烧杯中。设外压力恒定，产生的H2视做理想气体，液体体积可忽略。 （已知Fe的摩尔质量为55.8 g·mol-1。）
评分规则: 【 按步骤给分。
】

5、 问题:5. 101.3 kPa下，冰在0℃的体积质量(密度)为0.9168×106 g·m-3，水在100℃时的体积质量（密度）为0.9584×106 g·m-3，试求将1 mol 0℃的冰变成100℃的水的过程的功及变成100℃的水气过程的功。设水气服从理想气体行为。H2O的摩尔质量为18.02 g·mol-1。
评分规则: 【 按步骤给分。
】

6、 问题:6. 气相反应 A(g) + B(g) == Y(g) 在500℃，100 kPa 进行时，Q，W，Dr Hm y ，DrUm y各为多少，并写出计算过程。 已知数据： 物质 D f Hm y (298 K) / kJ·mol-1 Cp, m / J·K-1·mol-1 A(g) -235 19.1 B(g) 52 4.2 Y(g) -241 30.0 (Cp, m的适用范围为 25 ～800℃ 。）
评分规则: 【 按步骤给分。
】

7、 问题:7. 计算：（1）1 mol水在100℃，101.3 kPa下汽化时的体积功。已知在100℃，101.3 kPa时水的比体积（1克水的体积）为1.043 ml·g-1，饱和水蒸气的比体积为1.677 ml·g-1；（2）忽略液体体积计算体积功；( 3 )把水蒸气看做理想气体，计算体积功。( 已知H2O的摩尔质量为18.02 g·mol-1。)
评分规则: 【 分步解题。
】

8、 问题:8. 已知： （1）C2H6(g) + O2(g) == 2CO2(g) + 3H2O(l) ， DrH, l = －1426.8 kJ·mol-1 ； （2）H2(g) + O2(g) == H2O(g) ， DrH, 2 = －241.84 kJ·mol-1 ； （3） H2(g) + Cl2(g) == HCl(g) ， DrH, 3 = －92.3 kJ·mol-1 ； （4）C2H6(g) + Cl2(g) == C2H5Cl(g) + HCl(g) ， DrH, 4 = －112.0 kJ·mol-1 ；求反应 C2H5Cl(g) + O2 == Cl2(g) + 2CO2(g) + H2O(g) 的DrHm y (298 K)，DrUm y (298 K)。
评分规则: 【 分步解题。
】

9、 问题:9. 2 mol H2从400 K，100 kPa定压加热到1000 K，已知Cp,m(H2) = 29.2 J·mol-1·K-1，求DU，DH， Q，W各为多少？
评分规则: 【 分步解题。
】

10、 问题:10. 已知在101.3 kPa下，18℃时1 mol Zn溶于稀盐酸时放出151.5 kJ的热，反应析出1 mol H2气。求反应过程的W，DU，DH。
评分规则: 【 分步解题。
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【作业】第四章 溶液 ─ 多组分体系热力学在溶液中的应用 作业题

1、 问题:1. 萘在正常熔点80.0℃时的熔化焓为150 J·g-1，若固态萘的体积质量(密度)为1.145 g·cm-3，液态萘为0.981g·cm-3，试计算萘的熔点随压力的变化率。
评分规则: 【 分步解题。
】

2、 问题:2. 氯仿在20℃和50℃下的饱和蒸气压分别为21.3 kPa和71.4 kPa，计算氯仿的摩尔蒸发焓。
评分规则: 【 分步解题。
】

3、 问题:3. 已知固态苯的蒸气压在0℃时为3.27kPa，20℃时为12.30kPa，液态苯的蒸气压在20℃时为10.02 kPa，液态苯的摩尔蒸发焓为34.17 kJ·mol-1。求（1）在30℃时液态苯的蒸气压；（2）苯的摩尔升华焓；（3）苯的摩尔熔化焓。
评分规则: 【 分步解题。
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4、 问题:4. 含质量分数为w(甲醇)=0.40的甲醇的水溶液，已知其中甲醇的偏摩尔体积V（甲）为975px3·mol-1,试求溶液的体积质量(密度)(甲醇与水的摩尔质量分别为32.04 g·mol-1 与18.02 g·mol-1)。
评分规则: 【 分步解题。
】

5、 问题:5. 乙醇水溶液的体积质量(密度)是0.8494 kg·dm-3， 其中水( A )的摩尔分数为0.4，乙醇(B) 的偏摩尔体积是57.5×10-3dm3·mol-1。求水( A )的偏摩尔体积（已知乙醇及水的相对分子质量Mr分别为46.07及18.02）。
评分规则: 【 分步解题。
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6、 问题:6. 水(A)和乙酸乙脂(B)不完全混溶，在37.55℃时两液相呈平衡。一相中含质量分数为w(B)=0.0675的脂，另一相中含w(A)=0.0379的水。假定拉乌尔定律对每相中的溶剂都能适用，已知37.55℃时，纯乙酸乙脂的蒸气压力是22.13kPa，纯水的蒸气压力是6.399kPa，试计算： （1）气相中脂和水蒸气的分压； （2）总的蒸气压力。（乙酸乙脂的摩尔质量为88.10g·mol-1，水的摩尔质量为18.02g·mol-1。）
评分规则: 【 分步解题。
】

7、 问题:7. 0℃，101325Pa时，氧气在水中的溶解度为4.490×10-2dm3·kg-1，试求0℃时，氧气在水中溶解的亨利系数kx,O和kb,O。
评分规则: 【 分步解题。
】

8、 问题:8. 邻二甲苯和对二甲苯形成理想液态混合物，在25℃时，将1mol邻二甲苯与1mol对二甲苯混合，求此混合过程的ΔmixV，Δmix H，Δmix S，Δmix G。
评分规则: 【 分步解题。
】

9、 问题:9. 试回答在定温定压下，由纯组分混合成理想液态混合过程中ΔmixV，Δmix H，Δmix S，Δmix G 是大于零、等于零、还是小于零？并简要地阐述其理由。
评分规则: 【 分步解题。
】

10、 问题:10. 60℃时甲醇(A)的饱和蒸气压83.4 kPa , 乙醇(B)的饱和蒸气压是47.0 kPa , 二者可形成理想液态混合物, 若液态混合物的组成为质量分数wB = 0.5 , 求60℃时与此液态混合物的平衡蒸气组成。（以摩尔分数表示）。（已知甲醇及乙醇的M r 分别为32.04及46.07。）
评分规则: 【 分步解题。
】

【作业】第六章 化学平衡 作业

小提示:本节包含奇怪的同名章节内容

1、 问题:1. 1000K时，反应 C(s) + 2H2O(g) == CH4(g) 的DrGm y(1000K) = 19397J·mol-1。现有与碳反应的气体，其中含有y(CH4)=0.10，y(H2)=0.80，y(N2)=0.10。试问： （1）T=1000K，p=100kPa时甲烷能否形成？ （2）在上述条件下，压力需增加到多少，上述合成甲烷的反应才可能进行？（假设气体均为理想气体)
评分规则: 【 按步骤给分。
】

2、 问题:1. A(g) + 2B(g) == Y(g) 有关数据如下：. （1）设为理想气体反应，计算K y (700 K)；（2）700 K时，将2 mol A(g)，6 mol B(g)及2 mol Y(g )混合成总压为101 325 Pa的混合理想气体，试判断反应方向。（p y =100 kPa)
评分规则: 【 按步骤给分。
】

3、 问题:2. HgO(s) 的解离反应为 2HgO(s) == 2Hg(g) + O2(g) 在420 ℃及 450 ℃下, 反应达平衡时,系统总压力分别为5.16×10 4 Pa 与10.8×10 4 Pa，求反应 Hg(g) + O2(g) == HgO(s) 的DrHm y及DrSm y 。(设反应的SnBCp,m = 0) (p y =100 kPa)
评分规则: 【 按步骤给分。
】

4、 问题:3. 潮湿Ag2CO3(s)在110 ℃下用空气进行干燥，试计算空气中CO2(g)的分解压力应为多少方能避免Ag2CO3(s)分解为Ag2O(s)和CO2(g)? 已知Ag2CO3(s)，Ag2O(s)和CO2(g)在298 K， 100 kPa下的Sm y(B,298 K)/J ·K -1 ·mol-1 分别为167.36，121.75 和213.80；DfHm y(298 K)/ kJ ·mol-1 分别为 -501.7，-29.08和-393.46；Cp,m(B,平均)/ 分别为109.6，68.6和40.2 (p y =100 kPa)。
评分规则: 【 按步骤给分。
】

5、 问题:
评分规则: 【 按步骤给分。
】

6、 问题:5. 反应C(s) + H2O(g) == H2(g) +CO(g) 在1000 K及1200 K时的K y分别为2.472和37.55 ， 试计算在此温度范围内反应的平均标准摩尔焓及1100 K时的K y 。
评分规则: 【 按步骤给分。
】

7、 问题:6. 固体化合物A(s) 放入抽空的容器中发生分解反应，生成两种气体B(g) 和Z(g) A(s) === Y(g) + Z(g)25 ℃时测得平衡压力为 66.7 kPa , 假设Y，Z为理想气体，求反应的标准平衡常数。如果在该温度下容器中只有Y和Z，Y的压力为13.3 kPa，为保证不生成固体，问Z的压力应如何控制。(p y =100 kPa)
评分规则: 【 按步骤给分。
】

8、 问题:7. 今有 2 H2(g) +2 CO(g) == CO2(g) + CH4(g) 的反应 (1)若在600℃、101 325 Pa 下，以n(H2)：n(CO)：n(N2)=1：5：2 开始进行反应，问反应达平衡时，混合气体的组成； (2)与(1)在同样温度，压力条件下，以n(H2)：n(CO)：n(N2)=1：5：2 开始进行反应，问反应达平衡时，混合气体中若不计算N2部分时，H2(g)，CO(g)，CO2(g)，CH4(g)的体积分数与（1）是否相同？ 已知在600 ℃时 CH4(g) + H2O(g) == CO(g) + 3H2(g) , DrGm y(1) = 4435 J·mol； CO(g) + H2O(g) == CO2(g) + H2(g) , DrGm y(2) = 6 632 J·mol （p y = 100 kPa）
评分规则: 【 按步骤给分。
】

9、 问题:8. 某些冶金厂和化工厂排出的废气中含有毒性气体SO2，SO2在一定条件下可氧化为SO3，并进一步与水蒸气结合生成酸雾或酸雨，造成对农田、森林、建筑物及人体的危害。已知SO2(g) 和SO3(g) 在298 K 时的DfGm y 分别为－300.37kJ·mol-1和－370.42kJ·mol-1；298 K时，空气中O2(g)，SO2(g)和SO3(g)的浓度分别为8.00 mol·m-3，2.00×10-4 mol·m-3 和2.00×10-6 mol·m-3，问反应SO2(g) +1/2O2(g) == SO3(g) 能否发生？(p y =100 kPa)
评分规则: 【 按步骤给分。
】

10、 问题:9. 已知25℃时CH3OH(l)，HCHO(g)的Df Gm y分别为－166.23 kJ·mol-1 ，－109.91 kJ·mol-1 ，且CH3OH(l)的饱和蒸气压力为16.59 kPa。设CH3OH(g)服从理想气体状态方程，试求反应CH3OH(g)==HCHO(g)+H2(g)在25℃的标准平衡常数。
评分规则: 【 按步骤给分。
】

11、 问题:10. 已知SO2(g)和O2(g)的标准热力学函数数据如下： 物质 SO2(g) SO3(g) O2(g)DfHmy(298.15K) / kJ·mol-1 -296.9 -359.2 0 Sm y(298.15K) / J· mol-1·K-1 248.1 256.23 205.03 利用上述数据，求反应： SO2(g) + O2 = SO3(g)在25℃时的DrGm y及 K y 。
评分规则: 【 按步骤给分。
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第二章 热力学第一定律及其应用 热力学第一定律单元测试试题

1、 问题: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
选项：
A:否
B:否
C:否
D:D
答案: 【D】

2、 问题: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
选项：
A:否
B:否
C:C