南京大学自测题汇总.docx
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南京大学自测题汇总.docx
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南京大学自测题汇总
第一章热力学第一定律及其应用自测题
、选择题
1、物质的量为n的纯理想气体,该气体的哪一组物理量确定后,其它状态函数方有定值?
A、pB、VC、T、UDT、p
2、有一真空绝热瓶子,通过阀门和大气相隔。
当阀门打开时,大气(视为理想气体)进入瓶,此时
瓶气体的温度将()
3、公式H=QP适用于下列过程中的
A、理想气体从1013.25kPa反抗恒定的外压101.325kPa膨胀;B、273K、101.325kPa下冰融化成水;
C、298K、101.325kPa下电解CuSO水溶液;D、气体从状态I等温可逆变化到状态II
4、可逆机的效率为,冷冻机的冷冻系数为,则和的数值满足
A、1,1;B、1,1;C、1,1;D1,可以小于、等于、大于1
5、对于一定量的理想气体,有可能发生的过程是()
1、对外作功且放出热量;2、恒容绝热升温、无非膨胀功;3、恒压绝热膨胀
4、恒温绝热膨胀
10、有一容器四壁导热,上部有一可移动的活塞,在该容器中同时放入锌粒和盐酸,发生化学反应后活塞将上移一定距离,以锌粒和盐酸为体系,则(
B、Q=0,W=0,U>0
DQ=0,Wi»,U=0
A、Q<0,W>0,H<0
C、Q=0,V>0,K0
373K、p下的水汽:
(1)等温可逆蒸发,
11、1mol,373k,p下的水经下列两个不同过程达到
(2)真空蒸发。
这两个过程中功和热的关系为
C、W1W,,Q1Q2D、W1W2,Q1Q2
12、1mol液体苯在298K时置于弹式量热计中完全燃烧,生成水和二氧化碳气体,同时放热3264
kJmol1,则其等压燃烧焓为()
11—11
A、3268kJmolB3265kJmol,C、3264kJmol,D、3268kJmol
13、p下,C(石墨)+O(g)=C02(g)的反应热为屮^,下列说法中错误的是
A、rHm就是CO(g)的生成焓rHmB、rHm是C(石墨)的燃烧焓
CrHm=rUmD、rHmrUm
14、在等压下,无论用什么手段进行一个A+B=CW反应,若rHm>0,则该反应一定为
A、吸热反应B、放热反应C视反应手段而定D无热量变化
1.■
15、已知298K、101.325kPa下,甲烷的标准摩尔生成焓为74.8kJmol,固态石墨的原子化熔(即
稳定单质变为单个气态原子的焓变)为717kJmol1,氢气的原子化焓为218kJmol1。
则C-H键
的键焓为
A208kJmolB416kJmolC、624kJmolD、832kJmol
二、填空题
1、1molHCI(g)在298K、p下,溶于水中,Q_<_0;W<0,H_<。
2、给自行车打气时,把气筒的空气作为体系,设气筒、橡皮管和轮胎均不导热,则该过程中Q=0;
W<0。
3、在一封闭的铝锅装半锅水,放在炉子上加热,以水和蒸汽为体系,则_0;W=0,
U>0,H>0。
4、273K、p下1mol固体冰融化为水,其Q>0;W<0,U>0,H_>_0。
5、在一个绝热箱装有浓硫酸和水,开始中间用隔膜分开刁后弄破丽使水和浓硫酸混合。
以水
和硫酸为体系,则\;W_=_\,U_=0。
6、1mol单原子理想气体始态为273K、p,经下列过程:
(a)恒容升温1K;(b)恒温压缩至体积缩减一半;(c)恒压升温10K;(d)绝热可逆压缩至体积减一半。
上述四过程中,终态压力力最大的
是过程d,最小的是过程_c_;终态温度最高的是过程_d,最低的是过程
b。
7両想气体从相同始态分别经绝热可逆膨胀和绝热不可逆膨胀到达相同的终态压力,则终态的温度
T可逆 H可逆 &1mol单原子理想气体,从273K、2p经卩! =常数的可逆途径压缩至压力增加一倍的终态,则该 过程的U为_1072J。 UpCv,m VpR 三、证明题— 2、设焦汤系数 J-T和Cp皆是常数,证明 H CpTjtCp 常数 3、证明德华气体 (pa/V;)(Vmb) RT 的焦耳系数;j T 2 a/VmCV,m Vu 1、对于理想气体: 四、计算题 1、用搅拌器对1mol理想气体作搅拌功为41.84J,并使其高温度在恒压下升高1K,若该气体的 11 Cp,m29.28Jkmol,求该过程的QW以及体系的UH W33.53J;H=29.28J;U=20.97J;Q=12.56J 2、1mol单原子理想气体从始态273K、202.65kPa延着p/V=常数的可逆途径变化到压力加倍的终态,请求: (a)通过该过程后体系的U、H和过程的QW (b)该途径的热容C为多少? (a)U=10214J;H=17023J;W3404.6J;Q=13619J 1! (b)C=CV+nR2nR16.63Jk 2 3、某实际气体的状态方程为pVmRT(ba/RT),常数b>0,在Boyle温度TB时pVmRTB, 现用该气体从始态P1,Tb进行节流膨胀,试问终态的温度如何变化? 终态温度下降(提示: 证明焦汤系数j-tb/Cp0) 4、298.15K时草酸的标准摩尔燃烧焓为251.9kJmol1,根据下面表值数据计算: (a)298.15K时草酸的标准摩尔生成焓。 (b)318.15K时草酸的标准摩尔生成焓。 (c)298.15K时草酸的燃烧能变化cUm。 1 Cp(298.15K)JKmol H(g) 0 28.87 Q(g) 0 29.29 C(石墨) 0 8.79 HO(I) 285.9 75.31 CO(g) 393.5 37.24 (COOH)(s) ? 97.91 (a)f Hm{(COOH)2,298.15K}=-821.0kJ 1 mol (b) fHm{(COOH)2,318.15K}=-821.1kJ 1 mol (c) cHm{(COOHy,298.15K}=-255.6kJ 1 mol 五、附加题 1 fHm(298.15K)kJmol 空气在323K、100Xp下,焦汤系数j-t为1.263X10K/Pa,在348K、100XpK/Pa,气体热容在 1111 323K时为33.10JKmol,在348K时为32.59JKmol,假定j-t和热容与温度有线性关系, 7111 试计算323K时热容随压力的改变率(Cp/p)T(实验观测值为3.014X10JKmolPa)。 (Cp/p)T 2.998 71 10JK mol 11 Pa 提示 : Cp H H - T {CpJ-T}p pT p TpT pTp 第二章热力学第二定律 自测题 、选择题 1、理想气体与温度为T的大热源接触作等温膨胀吸热则体系的熵变为() Q所作的功是变到相同终态的最大功的 20% Q5Q A、B、0C、D、 TT 2、体系经历一个不可逆循环后 A、体系的熵增加B体系吸热大于对外作功 C、环境的熵一定增加D环境能减少 3、室温下对一定量的纯物而言,当Wf0时, A、>0 B、<0 C、=0 值为( Tv D无定值 该式使用条件为()pS,nB B、等熵过程C等温等熵过程D任何热力学平衡体系 4.. 4、 A、 pT」b 应, 则吸热6X10J,该化学反应的熵变 S体为( ) A、 1 200JK 1 B、200JKC 1 20JK 1 D20JK 6、 上题反应在试管中进行时其环境的熵变 S环为( ) A、 1 200JK B、200JKC 1 180JK D180JK 1 7、 在题5中, 该反应体系可能做的最大非膨胀功为( ) A、 66000J B、66000J C54000J D 54000J 8、 在383K, p下,1mol过热水蒸气凝聚成水,则体系、 环境及总的熵变为 A、 Ssyst0 Ssurr0Suniv0 B、Ssyst0 Ssurr0 Suniv0 C、 Ssyst0 Ssurr0Suniv0 DSsyst0 Ssurr0 Suniv0 5、某化学反应若在300K,p下在试管中进行时放热6X1J,若在相同条件下通过可逆电池进行反 9、1mol氏气体的 -应等于( VT B旦 Vm R Vmb 10、可逆机的效率最高,在其它条件相同的情况下假设由可逆机牵引火车,其速度将 A、最快B、最慢C中等D不确定 11、水处于2-7图A点所指状态,则CP与CV的关系为() Cv A、 D丄 Vmb A、CpCv 法比较 12、在纯物的 其斜率分别为 B、Cp CCpCv D、无 S-T图中,通过某点可以分别作出等容线和等压线, _S 斤V () Bx=y S Sy,则在该点两曲线的斜率关T p 系为 A、x 13、某单组分体系的Vm(l) A、升高B降低 14、热力学基本式dG=SdT+Vdp可适用下述哪一个过程? ( A298K、p的水蒸发过程B、理想气体真空膨胀 DN23H22NH3未达平衡 ) .口. 冋 C、x>yD无确定关系 Vm(s),当压力升高时其熔点将( C、不变D不确定 C、电解水制取氢 15、下列关系式中能适用于一切体系的是( Qr T V 〒dp p C、dSdeSdiS 16、某气体状态方程为 增加而() A、增加 二、填空题 A、dS B、dS dSdSsystdSsurr f(V)T,f(V)仅表示体积的函数,问在恒温下该气体的熵是随体积 B、 下降 C、不变 D不确定 1、在恒熵、恒容、不做非膨胀功的封闭体系中,当热力学函数 状态为平衡状态。 2、1mol单原子理想气体从p1V1T1等容冷却到p2V1T2,则该过程的U_<0,S_<0,W=0(填>,<,=)。 1 3、298K气相反应CO(g)+-C2g=CO(g)该反应的丄 2—— 5、理想气体在273K及2Xp下,分别按下列两种方式膨胀: (a)恒温可逆;(b)绝热可逆。 试将上 述两个过程中热力学变化量的大小用(+)、()、(0)表示,(x)表示无法判断,填入下表。 过程 q W U H S G F (a) + + 0 0 + (b) 0 + 0 X X 1 6、CC晶体的标准摩尔余熵Sm(残余)=—5.76JKmol 7、服从p(Vmb)RT状态方程的实际气体经节流膨胀后温度将—升高。 &已知苯正常的沸点为353K,把足够量的苯封闭在一个预先抽真空的小瓶,当国加热到373K,估 算瓶压力约为178.1kPa(提示: 用Trouton'sRule)。 三、填空题— 1、已知均相纯物质的平衡稳定条件为(p/V)T0,请证明在一物质经绝热可逆膨胀后压力必然降 低。 2、nmol理想气体从状态I膨胀到状态II,若热容比Cp可以认为常数,试证: -Si/Cv pMe 四、计算题 1、一可逆机,在三个热源间工作,当热机从Ti热源吸热1200J作功200J时,求 (a)其它两个热源与热机交换的热量,指出热机是吸热还是放热; (b)各热源的熵变和总熵变。 已知各热源T、忑、T3的温度分别为400K、300K、200K。 (a)Q21200J,Q3200J 11 (b)S=3JKSa=4JK S3=1JKS总=0 Q0;U1448J;H2028J; S4JK-1;G10550J;F11130U 五、附加题 在373K,101.325kPa下有10mol的水和1mol的水汽处于气液两相平衡。 将该平衡体系绝热可逆膨胀使终态温度达353K,试求: 终态时体系的压力和该过程中的功。 p=47.86kPa;W=340J 第三章统计热力学基础自测题 一、选择题 1、下列各体系中属于独立于子体系的是() A、绝对零度的晶体B、理想液体混合物 C、纯气体D、理想气体混合物 2、有6个独立的定位粒子,分布在三个能级能量为0,1,2上,能级非简并,各能级上的分布数依 次为N。 3,N12,N21。 则此种分布的微态数在下列表示式中哪一种是错误的? 321 A、P6P3P1 321 B、C6C3C1C6! 3! 3! ! D{6! 3! (6-3)! }{3! /2! (3—2)! }{1! /1! (1—1)! } 3、在分子配分函数的表示式中与压力有关的是() A、电子运动的配分函数B、平动配分函数C、转动配分函数D、振动配分函数 7、忽略CO和N2的振动运动对熵的贡献差别。 Nk和CO的摩尔熵的大小关系为() A、Sm(CO)Sm(N2)B、Sm(CO)Sm(N2)C、Sm(CO)Sm(N2)D、不确定 &一个体积为V,粒子质量为m的离域子体系,其最低平动能级和其相邻能级间隔为() 22/322/322/322/3 A、h2/8mVB3h2/8mVC、4h2/8mVD9h2/8mV 二、填充题 1、根据结构分析,液体分子是近距有序的,故可将液体现有视为晶体模型处理。 现将含2个分子的 液体A和含NB个分子的液体B混合形成理想液体,设A和B纯态的热力学概率为1,则溶液总的微 观状态数为(2+IN)! /NJNB! 。 2、12分子的振动能级间隔为0.43x11020J。 在298K时某一能级与其次能级上分子数的比值Ni1/Ni 0.352。 1.6,假设00,g01,则处于基态的 3、1mol的理想气体,在298K时,已知其分子的配比函数为 23 分子数为_3.76X10。 的立方容器中,体系体积、粒子质量 19h2/4ma2和227h2/8ma2上粒子数目的 4、设有一极大数目的三维平动子组成的体系,运动于边长为 和温度有如下关系: h/8ma20.100kT,则处于能 比值是1.84。 5、300K时,当分布在J=1转动能级上的分子数是J=0能级上的3e倍时,其分子的转动特征温度为15K。 1 6、某分子转动光谱中相邻两谱线的波数间隔为20.48m,则该分子的转动惯量为 2.73x107kgni_ 三、计算和问答题 1、 (1)有1mol理想气体Ar气置于体积为V、温度为T的容器中,试导出该体系的微观状态数分子配分函数、分子能U的关系。 (2)将上述气体储存于气孔直径为的一维平动量子数n。 2、已知HBr分子的转动特征温度量子数=2、转动量子数J=5比为多少? =(qNA/NA! )exp(UkT) 0.1mm的泡沫塑料中,试计算温度为298K,—维平动能为kT时 n=7.1x10 r12.1K,振动特征温度v3700K,求1000K时分子在振动 (电子处于基态)的状态上与分子处地=1、J=2状态上的分子数之 0.0407 3、已知CO分子的转动特征温度 时的标准摩尔熵Sm和摩尔恒压热容 Sm=212.6Jqe22exp( 子和第一激发态之间的能量之差。 NO分子核间距r0 (1)试导出室温下气态NO的恒容摩尔热容的表达式。 4、NO的电子配分函数可简单表示为 11 Kmol 0/kT),式中 10 1.1541010m, 1 01.489kJmol,是基态电振动波数v1904cm-1。 证明此极值的存在并确定 o/kT; 第四章 溶液一一多组分体系数力学在溶液中的应用 自测题 一、选择题 1、恒温时在 A、上升 2、已知373K时液体A的饱和蒸气压为想溶液,则当 A-B双液系中, B、下降 若增加A组分使其分压PA上升,则B组分在气相中的分压C、不变 PB将() A、1 3、273.15K、 解多少空气? A、25.5mol 4、 A在溶液中的摩尔分数为 丄 2101325Pa下, : ) B.28.6molC.96mol B、 2 3 3 1dm水中能溶液 C、 D不确定 105Pa,液体B的饱和蒸气压为0.5x10Pa。 设0.5时,在气相中A的摩尔分数为() 1 3 49mol的氧或23.5mol氮,在标准情况下 D.72.5mol 封闭钟罩中放一杯纯水A和一杯糖水B,静置足够长时间后发现 A和B构成理 3 1dm水中能溶 A、 C、 5、 A、 6、 A、 7、 A、 C、 8、 A、 9、 A、 A杯水减少,B杯水满后不再变化;B杯水减少,A杯水满后不再变化保持压力不变,在稀溶液中溶剂的化学势降低B、不变 温度273K,压力为 (l)(s)B、 在定温定压下,溶剂 B、 C、增大 1X1CPa下液态水和固态水的化学势 (l)(s) A和溶质 A杯变成空杯,B杯水满后溢出 D、B杯水减少至空杯,A杯水满后溢出随温度降低而() 不确定 (I)和(s)之间的关系为(无确定关系 采用不同浓度表示的话,则( 溶液中A和B的活度不变溶液中A和B的活度系数不变有一稀溶液浓度为m沸点升高值为 TfTbB、TfTbC 有四杯含不同溶质相同浓度m=1mol C(l)(s)D B形成一定浓度的稀溶液,溶液中A和B的标准化学势不变 D溶液中A和B的化学势值不变 Tb,凝固点下降值为Tf,则() TfTbD无确定关系 kg1的水溶液,分别测定其沸点,沸点升得最主的是( Al2(SO4)3B、MgSOC、&SQD、MSOH 10、烧杯A装有0.1kg,273K的水,烧杯B装有0.1kg,273K的冰水混合物(其中0.5kg水和 冰),用滴管向二烧杯中分别滴入数滴浓HSO,则二烧杯中的温度变化将是() A、TA升高、TB升高BTA升高、TB降低C、TA降低、TB升高DTA降低、TB降低 11、在温度T时,纯液体A的饱和蒸气压为pA,化学势为A,并且已知在101325Pa压力下的凝固 0.05kg .口. 冋 点为TfA,当A中溶入少量与A不形成固成溶液的溶质而形成为稀溶液时, 上述三物理量分别为Pa,A, Tf,它们间的大小关系为( ) ** A、PaPa,a * A,Tf TfB、 ** PaPa,a * A,TfTf ** C、PaPa,a * A,Tf TfD ** PaPa,a * A,TfTf 二、填充题 1、摩尔分数为0.5 的甲醇水溶液在 293.15K和p 531._. 下,每摩尔溶液的体积为2.83X10mmol,甲 53 3.95X10m, 醇的偏摩尔体积为3.95X105m*mol1,把1mol甲醇加入上述大量溶液中,体积增加 53 加入1mol水后体积增加_1.71X10m。 2、由两种液体所形成的溶液中,组分的蒸气压对拉乌尔定律产生不大的正偏差,如果浓度用摩尔分 数表示,且选取纯液体为标准态,组分的活度系数值必定_大_于1。 如果以组分在极稀溶液中服 从亨利定律为参考态,则组分的活度系数必定 3、在溶质为挥发性的理想溶液中,在温度为 在液相中xa=0.85,该温度时纯A的蒸气压为50kPa。 则溶质B的亨利数为 4、298K时纯碘I2(s)在水中的溶解度为0.00132moldm,今以态,且该溶液中 1 16427Jmol。 5、293K时将压力为 方NH的蒸气分压为 6、298K有一仅能透过水的渗透膜,将系达平衡需在 7、在温度T —大 于1(填大或小)。 T的气液平衡相中,溶剂A在气相中的组成yA=0.89, 35.0kPa。 12浓度为1moldm3的水溶液为参考 12的摩尔生成Gibbs自由能为 I2遵守亨利定律,则在此参考态时 p、1mol气态NH溶解到大量组成为3600Pa,则该转移过程的G为 0.01moldm和0.01moldm3溶液上方施加压力为 NH3: 8130J 3 0.001moldm的蔗糖溶液分开,欲使该体 22298PaPa。 沖0=1: 21的溶液中,已知此溶液上 J。 时溶质B的蒸气压为pB,亨利常数为kB,溶质B的活度可以有以下两种选择 (1) lima'Bxb。 设溶液上方的蒸气为理想气体,则在该温度时两种活度的比值aB/aB 1 一,两种活度系数的比值xb/xb=(kB/pB)。 &所谓正偏差溶液是指AB分子间的引力小于同类分子AABB间的引力,则分子逸出液面的倾向增 加,所以PA_>_pAXa,mixV>0;mixG—>_0(填>,=,<)。 9、在定温定压下,某物M在溶剂A和溶剂B中分别溶解达平衡时其亨利系数kAkB,当M溶解在 A和B的混合液里(A和B不互溶)达平衡后其分配系数KcM/cM,则K_小 三、计算题 limaBXb; Xb1 (kB/pB)_ Xb (kb/pB) B, 于1。 1、在一个1dm干燥的玻璃瓶中,充满298.15K,101325Pa的HS气体,然后压入0.1kg水
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