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文檔簡介
2023/11/12第一章1.1在兩個密封、絕熱、體積相等的容器中,裝有壓力相等的某種理想氣體。試問,這兩容器中氣體的溫度是否相等?答:不一定相等。根據理想氣體狀態(tài)方程,假設物質的量相同,那么溫度才會相等。2023/11/121.2在大氣壓力下,將沸騰的開水迅速倒入保溫瓶中,達保溫瓶容積的0.7左右,迅速蓋上軟木塞,防止保溫瓶漏氣,并迅速放開手。請估計會發(fā)生什么現象?答:軟木塞會崩出。這是因為保溫瓶中的剩余氣體被熱水加熱后膨脹,當與迅速蒸發(fā)的水汽的壓力加在一起,大于外面壓力時,就會使軟木塞崩出。如果軟木塞蓋得太緊,甚至會使保溫瓶爆炸。防止的方法是,在灌開水時不要灌得太快,且要將保溫瓶灌滿。2023/11/121.3有一種氣體的狀態(tài)方程為
(b為大于零的常數),試分析這種氣體與理想氣體有何不同?答:將氣體的狀態(tài)方程改寫為
,與理想氣體的狀態(tài)方程相比,這個狀態(tài)方程只校正了體積項,未校正壓力項。說明這種氣體分子自身的體積不能忽略,而分子之間的相互作用力仍可以忽略不計。
2023/11/121.4真實氣體在如下哪個條件下,可以近似作為理想氣體處理?〔〕〔A〕高溫、高壓〔B〕低溫、低壓〔C〕高溫、低壓〔D〕低溫、高壓答:〔C〕。這時分子之間的距離很大,體積很大,分子間的作用力和分子自身所占的體積都可以忽略不計。2023/11/12第二章1.2判斷以下八個過程中,哪些是可逆過程?(1)用摩擦的方法生電(2)房間內一杯水蒸發(fā)為氣(3)水在沸點時變成同溫、同壓的蒸氣(4)用干電池使燈泡發(fā)光(5)對消法測電動勢(6)在等溫等壓下混合N2(g)和O2(g)(7)恒溫下將1mol水傾入大量溶液中,溶液濃度未變(8)水在冰點時變成同溫、同壓的冰答:只有(3),(5),(8)是可逆過程,其余為不可逆過程。2023/11/12
輔導答疑答:對,因為狀態(tài)函數是狀態(tài)的單值函數。1.3狀態(tài)固定后狀態(tài)函數都固定,反之亦然,這說法對嗎?2023/11/12
輔導答疑答:不對,有一個狀態(tài)函數變了,狀態(tài)也就變了,但并不是所有的狀態(tài)函數都得變。1.4狀態(tài)改變后,狀態(tài)函數一定都改變?2023/11/12
輔導答疑答:不對。
U,
H本身僅是狀態(tài)函數的變量,在特定條件下與QV,Qp的數值相等,所以QV,Qp不是狀態(tài)函數。1.5因為
U=QV
,
H=Qp
,所以Qp,QV
是特定條件下的狀態(tài)函數?2023/11/12
輔導答疑
1.6氣缸內有一定量理想氣體,反抗一定外壓作絕熱膨脹,則
,對不對?答:不對。這是一個等外壓過程,而不是等壓過程,所以
不等于。絕熱膨脹時
=0,而不是。2023/11/12
輔導答疑1.7在等壓下用攪拌器快速攪拌液體,使其溫度升高,這時液體的?答:不對,因為有機械功,,所以
。2023/11/12
輔導答疑答:當然不一樣,因為從同一始態(tài),絕熱可逆與絕熱不可逆兩個過程不可能到達同一終態(tài),
T
不可能相同,所以做的功也不同。1.8理想氣體絕熱可逆和絕熱不可逆過程的功,都可用公式
計算,那兩種過程的功是否一樣?2023/11/12
輔導答疑答:不,可逆過程是無限緩慢的,可逆熱機沒有實用價值。實際過程中用的都是不可逆熱機,不可逆熱機的效率很低。1.9可逆熱機效率最高,那將可逆熱機去開火車一定很快咯?2023/11/12
輔導答疑答:因為Kirchhoff定律計算的是反響進度為1mol時的熱效應,而實驗測的是反響達平衡時的熱效應,兩者發(fā)生反響物質的量不同,所以熱效應也不同。1.10在合成氨反響中,實驗測得T1和T2溫度下:但用Kirchhoff定律計算所得的熱效應卻與實驗值不符,為什么?2023/11/12
輔導答疑答:該題目本身就有錯誤:(1)氧氣是助燃劑,本身無燃燒焓。(2)氫氣燃燒的最終產物是水而不是水蒸氣。所以,水蒸氣的生成焓應該等于液態(tài)水的生成焓加上水的氣化焓,即氫氣的燃燒焓加上水的氣化焓。1.12水蒸氣的生成焓是否等于氫氣的燃燒焓或者等于氧氣的燃燒焓?2023/11/12
輔導答疑答:熱力學中公式較多,但都有適用條件,不能隨便使用,否那么會導致錯誤結論。以下所列公式只適用于封閉體系和熱力學平衡態(tài)。1.14請指出所列公式的適用條件:(1)
H=U+pV
是定義式,適用于任何處于熱力學平衡態(tài)的封閉體系。
(1)
H=U+pV
2023/11/12
輔導答疑答:適用于不作非膨脹功的等壓過程。1.14請指出所列公式的適用條件:
(2)
H=Qp
2023/11/12
輔導答疑答:適用于不作非膨脹功的等容過程。1.14請指出所列公式的適用條件:
(3)
U=QV
2023/11/12
輔導答疑答:適用于不作非膨脹功、狀態(tài)連續(xù)變化的等壓過程。1.14請指出所列公式的適用條件:
(4)
dH
=Cp
dT
2023/11/12
輔導答疑〔1〕范氐氣體等溫自由膨脹答:W=0因為自由膨脹外壓為零。
Q
0范氐氣體分子間有引力。體積增大分子間勢能增加,為了保持溫度不變,必須從環(huán)境吸熱。
U
0因為從環(huán)境所吸的熱使體系的熱力學能增加。1.15用熱力學概念判斷下列各過程中功、熱、熱力學能的變化值。第一定律
。2023/11/12
輔導答疑〔2〕Zn(s)+2HCl(l)=ZnCl2+H2(g)進行非絕熱等壓反響答:W0放出的氫氣推動活塞,體系克服外壓對環(huán)境作功。Q0反響是放熱反響。U0體系既放熱又對外作功,熱力學能下降。H0因為這是等壓反響,H=QP可以活動的活塞非絕熱等壓1.15用熱力學概念判斷下列各過程中功、熱、熱力學能和焓的變化值。第一定律。2023/11/12
輔導答疑〔3〕H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在絕熱鋼瓶中進行答:W=0在剛性容器中是恒容反響,不作膨脹功。Q=0絕熱鋼瓶U=0根據熱力學第一定律,能量守恒,熱力學能不變。H0因為是在絕熱剛瓶中發(fā)生的放熱反響,氣體分子沒有減少,鋼瓶內溫度升高壓力也增高。1.15用熱力學概念判斷下列各過程中功、熱、熱力學能和焓的變化值。第一定律
。H2Cl22023/11/12
輔導答疑〔4〕H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在非絕熱鋼瓶中進行答:W=0剛性容器中的反響是恒容反應,膨脹功為零。Q0該反響是放熱反響,而鋼瓶又不絕熱。U0體系放熱后熱力學能下降。H0反響前后氣體分子數相同,H=U。1.15用熱力學概念判斷下列各過程中功、熱、熱力學能和焓的變化值。第一定律
。H2Cl22023/11/12
輔導答疑〔6〕常溫、常壓下水結成冰〔273.15K,p〕答:
W
0水結成冰,體積增大,體系對外作功.
Q
0水結冰的過程是放熱過程,放出凝聚熱.
U
0體系既放熱又對外作功,熱力學能下降.
H
0焓變等于相變熱,水結冰是放熱的。1.15用熱力學概念判斷下列各過程中功、熱、熱力學能和焓的變化值。第一定律
。2023/11/12
輔導答疑1.16下列狀態(tài)函數中,哪些是容量性質?哪些是強度性質?壓力,溫度,體積,熱力學能,焓,粘度,密度,質量,等壓熱容,等容熱容,摩爾熱力學能,摩爾焓等。答:是容量性質;
是強度性質。
在一定條件下容量性質和強度性質可以轉化。2023/11/12
輔導答疑1.17在相同的溫度和壓力下,一定量氫氣和氧氣從四種不同的途徑生成水:(1)氫氣在氧氣中燃燒,(2)爆鳴,(3)氫氧熱爆炸,(4)氫氧燃料電池。請問這四種變化途徑的熱力學能和焓的變化值是否相同?答:應該相同。因為熱力學能和焓是狀態(tài)函數,只要始終態(tài)相同,無論通過什么途徑,其變化值一定相同。這就是:異途同歸,值變相等。2023/11/12
輔導答疑過程W
Q
U
H1.19總結不同過程中W,Q,
U和
H的計算。第一定律為
U=Q+W,設不做非膨脹功。ig自由膨脹ig等溫可逆ig等容可逆ig絕熱可逆等T,p可逆相變0000nRTlnV1/V2
=-W00CV(T2-T1)
0
=W
2023/11/12
輔導答疑答:其變化值都為零。因為熱力學能和焓是狀態(tài)函數,不管經過怎樣的循環(huán),其值都保持不變。這就是:周而復始,數值復原。1.18一定量的水,從海洋蒸發(fā)變?yōu)樵疲圃诟呱缴献優(yōu)橛辍⒀⒛Y成冰。冰、雪熔化變成水流入江河,最后流入大海,整個循環(huán)水的熱力學能和焓的變化是多少?2023/11/12
輔導答疑答:可逆過程(1)繞到沸點;(2)繞到飽和蒸氣壓1.20298K,105Pa壓力下,一杯水蒸發(fā)為同溫、同壓的氣是不可逆過程,試將它設計成可逆過程。1.物質的量為n的純理想氣體,該氣體在如下的哪一組物理量確定之后,其它狀態(tài)函數方有定值。()(A)p(B)V
(C)T,U(D)T,p
答案:〔D〕2.ΔH=Qp,此式適用于以下哪個過程:()(A)理想氣體從106Pa對抗恒外壓105Pa膨脹到105Pa(B)0℃,101.325kPa下冰融化成水(C)電解CuSO4水溶液(D)氣體從298K,105Pa可逆變化到373K,104Pa答案:〔B〕3.某理想氣體的γ=Cp/CV=1.40,那么該氣體為幾原子分子氣體?()(A)單原子分子氣體(B)雙原子分子氣體(C)三原子分子氣體(D)四原子分子氣體答案:〔B〕答案:〔A〕4.當以5molH2氣與4molCl2氣混合,最后生成2molHCl氣。假設以下式為基單元,那么反響進度ξ應是:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)()(A)1mol(B)2mol(C)4mol(D)5mol答案:〔D〕5.在標準壓力下,C(石墨)+O2(g)=CO2(g)的反應焓變?yōu)椋铝心姆N說法是錯誤的?()(A)是CO2(g)的標準摩爾生成焓
(B)=(C)
是石墨的標準摩爾燃燒焓
(D)<6.下述說法哪一個是錯誤的?()(A)封閉系統(tǒng)的狀態(tài)與其狀態(tài)圖上的點一一對應
(B)封閉系統(tǒng)的狀態(tài)即是其平衡態(tài)
(C)封閉系統(tǒng)的任一變化與其狀態(tài)圖上的實線一一對應
(D)封閉系統(tǒng)的任一可逆變化途徑都可在其狀態(tài)圖上表示為實線答案:〔C〕7.但凡在孤立系統(tǒng)中進行的變化,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、小于或等于零不確定答案:〔D〕8.一定量的理想氣體從同一初態(tài)分別經歷等溫可逆膨脹、絕熱可逆膨脹到具有相同壓力的終態(tài),終態(tài)體積分別為V1,V2,那么:() (A)V1>V2 (B)V1<V2 (C)V1=V2 (D)無法確定答案:〔A〕2023/11/12例題1等T、等p汽化1*10-3kg1*10-3kg373K水(l)恒溫真空蒸發(fā)373K〔g〕101.325kPa101.325kPa1*10-3kgp外=0.5大氣壓373K(g)恒溫可逆加壓55.663kPa條件:水汽化熱為2259kJ.kg1,ρ水=1000kg.m-3ρ汽=0.6kg.m-3。求:三個過程Q、W、U和H2023/11/12例題1
U=Q+W=2090Ja〕可逆相變,例題1b)W=-p外
V=0,
U
和
H狀態(tài)函數與過程無關
Q=
U
=2090J2023/11/122023/11/12c〕U和H狀態(tài)函數與過程無關過程1為等外壓過程,過程2為等溫膨脹過程
習題中的問題書寫太簡單,不要省略必要的步驟,要代入相應的數字和單位2023/11/12第三章主要內容1〕S、A、G、η等根本概念2)卡諾循環(huán)3)卡諾定理第二定律:第三定律:4〕S、G、A判據及其適用條件5〕不同過程S、G、A的計算2023/11/122023/11/126〕一些重要的公式:2023/11/12如何記?對角線方法:TS
和pV各放置于對角線TVpS則符號:只需代入dp、dS,dT,dV
的正負號,但只能都代分母或者分子上公式的適用條件2023/11/12五個熱力學函數:U、H、S、A、G均可用于判斷過程方向,但條件不同自發(fā)變化平衡條件關于熱力學判據2023/11/122023/11/12
輔導答疑
2.1自發(fā)過程一定是不可逆的,所以不可逆過程一定是自發(fā)的。這說法對嗎?答:前半句是對的,后半句卻錯了。因為不可逆過程不一定是自發(fā)的,如不可逆壓縮過程。2023/11/12輔導答疑
2.2空調、冰箱不是可以把熱從低溫熱源吸出,放給高溫熱源嗎,這是否與第二定律矛盾呢?答:不矛盾。Claosus說的是“不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體,而不引起其他變化〞,而冷凍機系列,環(huán)境作了電功,卻得到了熱。熱變?yōu)楣κ莻€不可逆過程,所以環(huán)境發(fā)生了變化。2023/11/12輔導答疑
2.3 是否可以說:不可逆過程的熵永不減少?凡熵增加過程都是自發(fā)過程?答:不一定。不可逆壓縮,系統(tǒng)的熵是減少的。只有在隔離系統(tǒng)中,這種說法才是對的。2023/11/12輔導答疑
2.4能否說系統(tǒng)達平衡時熵值最大,Gibbs自由能最小?答:不能一概而論,這樣說要有前提,即:絕熱系統(tǒng)或隔離系統(tǒng)達平衡時,熵值最大。等溫、等壓、不作非膨脹功,系統(tǒng)達平衡時,Gibbs自由能最小。2023/11/12輔導答疑
2.5某系統(tǒng)從始態(tài)出發(fā),經一個絕熱不可逆過程到達終態(tài)。為了計算熵值,能否設計一個絕熱可逆過程來計算?答:不可能。假設從同一始態(tài)出發(fā),絕熱可逆和絕熱不可逆兩個過程的終態(tài)絕不會相同。反之,假設有相同的終態(tài),兩過程絕不會有相同的始態(tài),所以只有設計除絕熱以外的其它可逆過程,才能有相同的始、終態(tài)。2023/11/12輔導答疑
2.6在絕熱系統(tǒng)中,發(fā)生了一個不可逆過程,是否在絕熱系統(tǒng)中無法回到原來的狀態(tài)了?答:是的。在絕熱系統(tǒng)中發(fā)生一個不可逆過程,熵只會增加。除非用不是絕熱的過程,才有可能使它回到原態(tài)。2023/11/12輔導答疑
2.7是否
恒大于
?答:對氣體和絕大部分物質是如此。但有例外,4攝氏度時的水,它的
等于
。2023/11/12輔導答疑答:可以將苯可逆變到苯的凝固點278.7K:
2.9將壓力為
溫度為268.2K的過冷液體苯,凝固成同溫、同壓的固體苯。已知苯的凝固點Tf
為278.7K,如何設計可逆過程?2023/11/12輔導答疑答:
Smix=2Rln22.10指出以下理想氣體等溫混合的熵變值。1molN21molAr1molN2
1molAr+=1
V1
V2
VA.2023/11/12輔導答疑答:
Smix=02.10指出以下理想氣體等溫混合的熵變值。B.1molN21molN2+=1
V1
V2
V2molN22023/11/12輔導答疑答:
Smix=02.10指出以下理想氣體等溫混合的熵變值。1molN21molAr+=C.1molAr1molN2
1V
1V
1V2023/11/12輔導答疑答:
Smix=2Rln(1/2)2.10指出以下理想氣體等溫混合的熵變值。1molN21molN2
+=2molN2
1V1V1VD.2023/11/12輔導答疑2.13以下過程中,Q,W,ΔU,ΔH,ΔS,ΔG和ΔA的數值哪些為零?哪些的絕對值相等?(1)理想氣體真空膨脹(2)實際氣體絕熱可逆膨脹答:
答:
2023/11/12輔導答疑(3)水在冰點結成冰答:
答:
(4)理想氣體等溫可逆膨脹2.13以下過程中,Q,W,ΔU,ΔH,ΔS,ΔG和ΔA的數值哪些為零?哪些的絕對值相等?2023/11/12輔導答疑答:
(6)
H2(g)和O2(g)在絕熱鋼瓶中生成水2.13以下過程中,Q,W,ΔU,ΔH,ΔS,ΔG和ΔA的數值哪些為零?哪些的絕對值相等?2.15某一化學反響假設安排在1〕等溫等壓下自發(fā)進行;2〕等溫等壓下可逆電池來完成,問兩個過程:1.理想氣體絕熱向真空膨脹,那么:()(A)ΔS=0,W=0(B)ΔH=0,ΔU=0(C)ΔG=0,ΔH=0(D)ΔU=0,ΔG=0答案:〔B〕2.熵變S是:(1)不可逆過程熱溫商之和(2)可逆過程熱溫商之和(3)與過程無關的狀態(tài)函數(4)與過程有關的狀態(tài)函數以上說法正確的選項是: ()(A)1,2(B)2,3(C)2(D)4答案:〔C〕3.理想氣體經可逆與不可逆兩種絕熱過程:()(A)可以從同一始態(tài)出發(fā)到達同一終態(tài)(B)從同一始態(tài)出發(fā),不可能到達同一終態(tài)(C)不能斷定(A)、(B)中哪一種正確(D)可以到達同一終態(tài),視絕熱膨脹還是絕熱壓縮而定答案:〔B〕4.在大氣壓力,273.15K下水凝結為冰,判斷系統(tǒng)的以下熱力學量中何者一定為零? () (A)ΔU (B)ΔH (C)ΔS (D)ΔG答案:〔D〕5.水在100℃,標準壓力下沸騰時,以下各量何者增加? () (A)熵 (B)汽化熱(C)Gibbs自由能 (D)蒸氣壓答案:〔A〕6.在N2和O2混合氣體的絕熱可逆壓縮過程中,系統(tǒng)的熱力學函數變化值在以下結論中正確的選項是:()(A)ΔU=0(B)ΔF=0(C)ΔS=0(D)ΔG=0答案:〔C〕7.在270K,101.325kPa下,1mol過冷水經等溫等壓過程凝結為同樣條件下的冰,那么系統(tǒng)及環(huán)境的熵變應為: ()(A)ΔS系統(tǒng)<0,ΔS環(huán)境<0(B)ΔS系統(tǒng)<0,ΔS環(huán)境>0(C)ΔS系統(tǒng)>0,ΔS環(huán)境<0(D)ΔS系統(tǒng)>0,ΔS環(huán)境>0答案:〔B〕8.一個由氣相變?yōu)槟巯嗟幕瘜W反響,在恒溫恒容下自發(fā)進行,問以下各組答案中,哪一個是正確的?()(A)ΔS系統(tǒng)>0,ΔS環(huán)<0(B)ΔS系統(tǒng)<0,ΔS環(huán)>0(C)ΔS系統(tǒng)<0,ΔS環(huán)=0(D)ΔS系統(tǒng)>0,ΔS環(huán)=0答案:〔B〕9.在一簡單的(單組分,單相,各向同性)封閉系統(tǒng)中,恒壓只做膨脹功的條件下,Gibbs自由能值隨溫度升高如何變化? ()(A)升高(B)降低(C)不變(D)視具體系統(tǒng)而定答案:〔B〕10.熱力學第三定律可以表示為:()(A)在0K時,任何晶體的熵等于零
(B)在0K時,任何完整晶體的熵等于零
(C)在0℃時,任何晶體的熵等于零
(D)在0℃時,任何完整晶體的熵等于零答案:〔B〕11.在263K的過冷水凝結成263K的冰,那么:()(A)ΔS<0 (B)ΔS>0 (C)ΔS=0 (D)無法確定答案:〔A〕12.2molH2和2molCl2在絕熱鋼筒內反響生成HCl氣體,起始時為常溫常壓。那么:()(A)ΔrU=0,ΔrH=0,ΔrS>0,ΔrG<0(B)ΔrU<0,ΔrH<0,ΔrS>0,ΔrG<0(C)ΔrU=0,ΔrH>0,ΔrS>0,ΔrG<0(D)ΔrU>0,ΔrH>0,ΔrS=0,ΔrG>0答案:〔C〕13.從熱力學根本關系式可導出(U/S)V等于:() (A)(H/S)p (B)(F/V)T(C)(U/V)S(D)(G/T)p答案:〔A〕答案:〔B〕14.1mol某氣體的狀態(tài)方程為pVm=RT+bp,b為不等于零的常數,那么以下結論正確的選項是:()(A)其焓H只是溫度T的函數(B)其熱力學能U只是溫度T的函數(C)其熱力學能和焓都只是溫度T的函數(D)其熱力學能和焓不僅與溫度T有關,還與氣體的體積Vm或壓力p有關2023/11/12例〔1〕298K1mol理想氣體真空298K1mol理想氣體VV2V求:這一過程微觀狀態(tài)數之比Ω終/Ω始和ΔG,并通過計算判斷過程是否可逆2023/11/12分析:宏觀過程與Ω關系,必定與波茲曼公式有關求:△S真空膨脹過程2023/11/12自發(fā)等溫過程:2023/11/12例〔2〕308K10升N2(氣〕0.3957molP=101.325kpa乙醚〔液體〕0.1mol308K10升N2(氣〕0.3957molP=?乙醚〔氣〕0.1mol分析:不可逆過程,設計成可逆過程求△S和△U,Q從熱力學第一定律來求△SQ△U2023/11/12308K10升N2(氣〕0.3957molP=101.325kPa乙醚〔液體〕0.1mol308K10升N2(氣〕0.3957molP=?乙醚〔氣〕0.1mol308K10升N2(氣〕0.3957molP=101.325kpa308KP=101.325kpa乙醚〔氣〕0.1mol308KV=?N2(氣〕0.3957molP=101.325kPa乙醚〔氣〕0.1mol1232023/11/122023/11/122023/11/122023/11/122023/11/12第四章主要內容1〕mB、CB、XB、μB、、f、a、γ等根本概念2023/11/122023/11/122023/11/12輔導答疑1.二組分理想溶液的總蒸氣壓,一定大于任一組分的蒸氣分壓,這樣說對不對?答:對。因為二組分理想溶液的總蒸氣壓等于兩個組分的蒸氣壓之和。2023/11/12輔導答疑2.對于純組分,它的化學勢就等于其Gibbs自由能,這樣說對不對?答:不對,至少不嚴格。應該說純組分的化學勢等于其摩爾Gibbs自由能。2023/11/12輔導答疑3.在室溫下,相同濃度的蔗糖溶液與食鹽水溶液的滲透壓是否相等?答:不相等。滲透壓是溶液依數性的一種反映。依數性只與粒子的數目有關,而與粒子的性質無關。食鹽水中NaCl會離解成兩個離子,所以相同濃度的食鹽水的滲透壓可以是蔗糖溶液的兩倍。2023/11/12輔導答疑4.北方人冬天吃凍梨前,將凍梨放入涼水中浸泡,過一段時間后凍梨內部解凍了,但外表結了一層薄冰。試解釋原因?答:涼水溫度比凍梨溫度高,使凍梨解凍。凍梨含有糖分,故其凝固點低于水的冰點,當凍梨內部解凍時,要吸收熱量,而解凍后的溫度仍略低于水的冰點,所以凍梨內部解凍了而外表上仍凝結一層薄冰。2023/11/12輔導答疑5.農田中施肥太濃時植物會被燒死。鹽堿地的農作物長勢不良,甚至枯萎,試解釋原因?答:這是由于水份在莊稼體內和土壤中化學勢不等,發(fā)生滲透造成的。當土壤中肥料或鹽類的濃度大于在植物中的濃度時,在植物中水的化學勢高,就要通過細胞壁向土壤中滲透,植物就會枯萎,甚至燒死。2023/11/126.以下偏微分公式,哪些為偏摩爾量,哪些為化學勢2023/11/127.比較水在不同狀態(tài)下化學勢大小=<2023/11/127.比較水在不同狀態(tài)下化學勢大小><1.在恒溫抽空的玻璃罩中封入兩杯液面相同的糖水(A)和純水(B)。經歷假設干時間后,兩杯液面的高度將是: ()(A)A杯高于B杯(B)A杯等于B杯(C)A杯低于B杯(D)視溫度而定答案:〔A〕答案:〔C〕3.自然界中,有的高大樹種可以長到100m以上,能夠提供營養(yǎng)及水位到樹冠的主要動力是什么?()(A)因外界大氣壓引起的樹干內導管的空吸作用
(B)樹干中微導管的毛細作用
(C)樹內體液含鹽濃度高,滲透壓大
(D)營養(yǎng)和水分自雨水直接落到樹冠上2.有下述兩種說法:(1)自然界中,風總是從化學勢高的地域吹向化學勢低的地域(2)自然界中,水總是從化學勢高的地方流向化學勢低的地方上述說法中,正確的選項是:()(A)(1)(B)(2)(C)(1)和(2)(D)都不對答案:〔A〕4.燒杯A中裝有0.1kg、273K的水,燒杯B中裝有0.1kg、273K的冰水混合物〔水和冰各0.05kg〕。用滴管向兩個燒杯分別滴入幾滴濃硫酸,那么兩燒杯中的溫度如何變化?: ()(A)A和B杯都升高(B)A杯升高、B杯降低(C)A杯升高、B杯不變(D)A和B杯都降低答案:〔B〕2023/11/12例題298K時純碘I2在水中的溶解度為-3,今以I2濃度為1mol.dm-3的水溶液為參考態(tài),且該溶液中I2遵守亨利定律,求此參考態(tài)時I2的摩爾生成吉布斯自由能。分析:溶液中的生成吉布斯自由能與純固體不同,一般選取1mol.dm-3的水溶液為參考態(tài),純碘作為最穩(wěn)定的單質,固態(tài)時生成吉布斯自由能為0,關鍵要利用一些的過程將二者串聯起來。2023/11/12測驗題2023/11/12323K時醋酸〔A)和苯〔B)組成二組分溶液,各組分在氣液平衡時的分壓分別為pA和pB,A組分在液相中的摩爾分數為xA。xA與pA和pB的關系經實驗測定如下:xA00.08350.29730.66040.99311.000pA/Pa/15353306536072937333pB/Pa35197332772815818012466.6/假定蒸氣為理想氣體,當醋酸〔A)在溶液中的摩爾分數為0.6604時,(a)以拉烏爾定律為基準,求醋酸和苯的活度與活度因子;(b)以亨利定律為基準,求苯的活度和活度因子。2023/11/12分析:以不同的定律為基準,選取的參考態(tài)不同,關鍵要去定出基準態(tài)的位置拉烏爾定律為基準,選取純液體為參考態(tài),比例系數為純液體的飽和蒸氣壓,亨利定律為基準,選取極稀的溶液為參考態(tài),亨利系數需要從極稀溶液的蒸氣壓與組成來求2023/11/12(a)以拉烏爾定律為基準,求醋酸和苯的活度與活度因子;2023/11/12(b)以亨利定律為基準,求苯的活度和活度因子。以最稀的一點數據求亨利系數2023/11/12第五章主要內容化學反響的判據:化學反響等溫式:復相化學反響的平衡常數只與氣體反響物有關解離壓力標準平衡常數:平衡的移動:1)溫度2)壓力增加總壓對反應氣體分子數增加的反應不利3)惰性氣體加入惰性氣體,對反應氣體分子數增加的反應有利標準平衡常數的計算:輔導答疑
1.
根據公式,所以說
是在平衡狀態(tài)時的Gibbs自由能的變化值,這樣說對不對?答:不對。在等溫、等壓、不作非膨脹功時,Gibbs自由能的變化值等于零,這樣才得到上述公式。是在標準狀態(tài)下吉布斯自由能的變化值,在數值上等于反應式中各物質標準化學勢的代數和,即: 輔導答疑
2.
在一定的溫度、壓力且不作非膨脹功的條件下,若某反應的,能否研制出一種催化劑使反應正向進行?答:不能。催化劑只能改變反響的速率,而不能改變反響的方向。用熱力學函數判斷出的不能進行的反響,用任何方法都不能使它進行。輔導答疑3.
工業(yè)上制水煤氣的反應為答:只要碳是純的固態(tài),那么它的相對活度等于1,它的化學勢就等于標準態(tài)時的化學勢,在復相化學平衡中,純固體項不出現在平衡常數的表達式中,那么對平衡無影響。(1)增加碳的含量,設反應在673K時達到平衡,試討論下列因素對平衡的影響。輔導答疑4.
工業(yè)上制水煤氣的反應為答:提高反響溫度會使平衡右移,因為這是一個吸熱反響。(2)提高反響溫度,設反應在673K時達到平衡,試討論下列因素對平衡的影響。輔導答疑答:增加系統(tǒng)的總壓力會使平衡左移,因為這是一個氣體分子數增加的反響,增加壓力,會使平衡向體積變小的方向移動。(3)增加系統(tǒng)的總壓力,設反應在673K時達到平衡,試討論下列因素對平衡的影響。5.
工業(yè)上制水煤氣的反應為輔導答疑答:增加水氣的分壓,水是反響物,會使平衡向正向移動。(4)增加水氣分壓,設反應在673K時達到平衡,試討論下列因素對平衡的影響。6.
工業(yè)上制水煤氣的反應為輔導答疑答:增加氮氣會使平衡右移。因為這是氣體分子數增加的反響,增加惰性氣體,使氣態(tài)物質的總量增加,似乎將產物稀釋了,相當于減少了體系的總壓,所以產物的含量會增加,但這不會影響平衡常數的數值。(5)增加氮氣分壓,設反應在673K時達到平衡,試討論下列因素對平衡的影響。7.
工業(yè)上制水煤氣的反應為輔導答疑
8.五氯化磷的分解反響如下,答:降低總壓有利于正向反響,使解離度增加,因為這是氣體分子數增加的反響。(1)降低氣體總壓在一定溫度和壓力下,反響達平衡,改變如下條件,五氧化磷的解離度如何變化?為什么?〔設均為理想氣體〕輔導答疑答:通入氮氣,雖壓力不變,這對氣體分子數增加的反響,相當于起了稀釋、降壓作用,所以解離度增加。(2)通入氮氣,保持壓力不變,使體積增加一倍在一定溫度和壓力下,反響達平衡,改變如下條件,五氧化磷的解離度如何變化?為什么?〔設均為理想氣體〕9.五氯化磷的分解反響如下,輔導答疑答:通入氮氣,因體積保持不變,壓力和氣體的總物質量的比值不變,解離度亦不變。(3)通入氮氣,保持體積不變,使壓力增加一倍在一定溫度和壓力下,反響達平衡,改變如下條件,五氧化磷的解離度如何變化?為什么?〔設均為理想氣體〕10.五氯化磷的分解反響如下,輔導答疑答:通入氯氣,增加了生成物,使平衡左移,解離度下降。(4)通入氯氣,保持體積不變,使壓力增加一倍在一定溫度和壓力下,反響達平衡,改變如下條件,五氧化磷的解離度如何變化?為什么?〔設均為理想氣體〕1.五氯化磷的分解反響如下,答案:〔C〕1.在等溫等壓下,當反應的
=5kJ
mol-1時,該反應能否進行? ()(A)能正向自發(fā)進行
(B)能逆向自發(fā)進行
(C)不能判斷
(D)不能進行答案:〔A〕2.在通常溫度下,NH4HCO3(s)可發(fā)生以下分解反響:NH4HCO3(s)=NH3(g)+CO2(g)+H2O(g)設在兩個容積相等的密閉容器A和B中,分別參加純NH4HCO3(s)1kg及20kg,均保持在298K到達平衡后,以下哪種說法是正確的?()(A)兩容器中壓力相等(B)A內壓力大于B內壓力(C)B內壓力大于A內壓力(D)須經實際測定方能判別哪個容器中壓力大答案:〔D〕3.根據某一反應的
值,下列何者不能確定:
()(A)標準狀態(tài)下自發(fā)變化的方向
(B)在所對應的溫度下的平衡位置
(C)在標準狀態(tài)下體系所能作的最大非膨脹功
(D)提高溫度反應速率的變化趨勢4.某實際氣體反響,用逸度表示的平衡常數K隨以下哪些因素而變:()(A)體系的總壓力(B)催化劑(C)溫度(D)惰性氣體的量答案:〔C〕5.在一定溫度和壓力下,對于一個化學反響,能用以判斷其反響方向的是: ()(A)(B)Kp(C)ΔrGm(D)ΔrHm答案:〔C〕答案:〔B〕6.PCl5的分解反響是PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g),在473K到達平衡時,PCl5(g)有48.5%分解,在573K到達平衡時,有97%分解,那么此反響為:()(A)放熱反響(B)吸熱反響(C)即不放熱也不吸熱(D)這兩個溫度下的平衡常數相等計算題C和H2O在1000K時生成水煤氣C〔s〕+H2O〔g〕=CO〔g〕+H2〔g〕在101.325kpa下,平衡轉化率α=0.844求〔1〕Kp,〔2〕111.458kpa時αKp
=[α2/(1-α2)](p/p
)=2.48=[α2/(1-α2)](111.458/101.325)
α=0.832C〔s〕+H2O〔g〕=CO〔g〕+H2〔g〕總平衡時1-ααα1-α+α+α平衡分壓(1-α)pαpαp(1+α)(1+α)(1+α)假定一開始H2O為1molA〕平衡限制條件:1〕化學平衡CaCO3〔s〕=CaO〔s〕+CO2〔g〕R’2NH3〔g〕=N2〔g〕+3H2〔g〕R’2〕電解液對于多組分電解液總[+]=總[-]一〕相律二〕Clapeyron方程和Clausius-Clapeyron方程第六章主要內容三〕相圖穩(wěn)定化合物不穩(wěn)化合物低共熔轉熔線轉晶線習題課輔導答疑答:反響中有三個物種,一個平衡限制條件,一個濃度限制條件,所以獨立組分數為1,相數為2。根據相律,自由度為1。即分解溫度和分解壓力只有一個可以發(fā)生變化。1.在抽空容器中,氯化銨的分解平衡,指出該系統(tǒng)的獨立組分數、相數和自由度?輔導答疑答:反響中有三個物種,一個平衡限制條件,沒有濃度限制條件。所以獨立組分數為2,相數為2,自由度為2。2.在含有氨的容器中氯化銨分解達平衡,指出該系統(tǒng)的獨立組分數、相數和自由度?輔導答疑答:總的物種數為8.有4個化學平衡,一個濃度限制條件,正、負離子電荷相等。所以獨立組分數為3,溶液是單相,根據相律,自由度為4.3.磷酸二氫納在水中發(fā)生多級電離平衡,指出該體系的獨立組分數、相數和自由度?1.將固體NH4HCO3(s)放入真空容器中,恒溫到400K,NH4HCO3按下式分解并到達平衡:NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)體系的組分數C和自由度數f為:()(A)C=2,f=1(B)C=2,f=2(C)C=1,f*=0(D)C=3,f=2答案:〔C〕2.NaCl
水溶液和純水經半透膜達成滲透平衡時,該體系的自由度是:()
(A)1 (B)2(C)3(D)4答案:〔C〕3.二元合金處于低共熔溫度時物系的自由度f
為:
()
(A)0(B)1(C)2(D)3答案:〔B〕4.CuSO4與水可生成CuSO4H2O,CuSO43H2O,CuSO45H2O三種水合物,那么在一定溫度下與水蒸氣平衡的含水鹽最多為:()(A)3種(B)2種(C)1種(D)不可能有共存的含水鹽答案:〔B〕5.三相點是:()(A)某一溫度,超過此溫度,液相就不能存在
(B)通常發(fā)現在很靠近正常沸點的某一溫度
(C)液體的蒸氣壓等于25℃時的蒸氣壓三倍數值時的溫度
(D)固體、液體和氣體可以平衡共存時的溫度和壓力答案:〔D〕6.
N2的臨界溫度是124
K,如果想要液化N2,就必須: ()(A)在恒溫下增加壓力
(B)在恒溫下降低壓力
(C)在恒壓下升高溫度
(D)在恒壓下降低溫度答案:〔D〕答案:〔C〕7.對于與本身的蒸氣處于平衡狀態(tài)的液體,通過以下哪種作圖法可獲得一直線?()(A)p對T(B)lg(p/Pa)對T(C)lg(p/Pa)對1/T(D)1/p對lg(T/K)答案:〔A〕8.在p
下,用水蒸氣蒸鎦法提純某不溶于水的有機物時,體系的沸點將:()(A)必低于373.15K
(B)必高于373.15K
(C)取決于水與有機物的相對數量
(D)取決于有機物的分子量大小9.CaCO3(s),CaO(s),BaCO3(s),BaO(s)及CO2(g)構成的一個平衡物系,其組分數為:()(A)2(B)3(C)4(D)5答案:〔B〕10.當用三角形坐標來表示三組分物系時,假設某物系其組成在平行于底邊BC的直線上變動時,那么該物系的特點是: ()(A)B的百分含量不變(B)A的百分含量不變(C)C的百分含量不變(D)B和C的百分含量之比不變答案:〔B〕
〔1〕〔2〕〔3〕〔4〕〔5〕〔6〕〔7〕Tx判斷各區(qū)的相態(tài)與自由度為0位置及x點步冷曲線ABxCD〔8〕EFGHIGK〔1)l(2)A(s)+l(3)C(s)+l(4)D(s)+l(5)A(s)+C(s)(6)C(s)+D(s)(7)α+l(8)αf*=0線HI,GK點E,G,F
Tt第七章〔根本內容〕1〕反響分子數、級數、基元反響、質量作用定律、活化能、馳豫時間等概念2〕不同級數反響的速率方程式和半衰期形式3〕確定反響級數的方法4〕復雜反響的特點5〕碰撞模型和過渡態(tài)模型6〕催化反響和酶催化反響的特點7〕光化學反響、鏈反響特點和動力學方程推導8〕穩(wěn)態(tài)近似、速決步近似、平衡假設法公式各級反響通式:(產率)活化狀態(tài)作用物生成物放熱反應圖形雙原子分子的Morse勢能曲線
輔導答疑1.AB3=A+3B,這樣的反響是否可能為基元反響?答:不可能。根據微觀可逆性原理,正、逆反響必須遵循相同的途徑。基元反響最多只有三分子反響,現在逆反響有四個分子,所以逆反響不可能是基元反響,那么正反響也不是基元反響。
輔導答疑2氣相復合反響中,為什么有的僅僅是雙分子反響,而有的卻要第三物種M參加?如:2A→A22Cl+M→Cl2+M答:在原子或原子團復合時會形成化學鍵,就會釋放能量。這能量假設以光能放出,或可以分散到假設干個鍵上,就不需要M參加;如果形成的分子只有一個或兩個化學鍵,需要第三者M把釋放的能量帶走,否那么,這能量轉化為鍵的振動能,有可能導致分子解離。輔導答疑3.
熒光和磷光有哪些不同點?答:(1)熒光是從激發(fā)S態(tài)回到S基態(tài)發(fā)出的光,線態(tài)沒有改變;而磷光是從激發(fā)的三線態(tài)回到S基態(tài),線態(tài)發(fā)生了改變。(2)熒光比磷光強得多,因為激發(fā)時從S基態(tài)到S激發(fā)態(tài)是自旋允許的,到三線T態(tài)的激發(fā)是自旋禁阻的。(3)熒光壽命比磷光短得多,熒光壽命在10-9~10-6
s范圍內,而磷光在10-4~10-2s之間。1.有關基元反響的描述在以下諸說法中哪一個是不正確的:(A)基元反響的級數一定是整數(B)基元反響是“態(tài)-態(tài)〞反響的統(tǒng)計平均結果(C)基元反響進行時無中間產物,一步完成(D)基元反響不一定符合質量作用定律答:基元反響可以用質量作用定律寫出速率方程,質量作用定律只適用于基元反響。2.反響AB(I);A反響I的活化能E1大于反響II的活化能E2,以下措施中哪一種不能改變獲得B和D的比例?()(A)提高反響溫度 (B)延長反響時間(C)參加適當催化劑(D)降低反響溫度D(II),答:(B)延長反響時間既不能改變反響速率系數,又不能改變反響的活化能,所以不能改變獲得B和D的比例。3.如果反響2A+B=2D的速率可表示為:r=-dcD/dtdcA/dt=-dcB/dt=
那么其反響分子數為:()(A)單分子(B)雙分子(C)三分子(D)不能確定答:(D)反響分子數與速率表示式無關。只要是基元反響,就可以從反響方程式確定反響分子數。題中所示的反響方程式未指明是否是基元反響,所以無法確定反響分子數。4.在簡單碰撞理論中,有效碰撞的定義是:()(A)互撞分子的總動能超過Ec(B)互撞分子的相對總動能超過Ec(C)互撞分子的相對平動能在聯心線上的分量超過Ec(D)互撞分子的內部動能超過Ec答:(C)根據簡單的硬球碰撞模型,只有互撞分子的相對平動能在聯心線上的分量超過閾能Ec時,這時的碰撞才是有效的。5.破壞臭氧層的反響機理為:
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