大学化学第一章课堂练习.ppt

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1、1.气体的pVT关系,1.在活塞桶中放入氮气和液态水。保持温度恒定，增加活塞上的砝码将活塞推进。问氮气的分压有什么变化？水气的分压有什么变化？混合气体的总压有什么变化？2.实验室的高压氢气瓶中的氢气,有可能是液态吗?,1.气体的pVT关系,1.在活塞桶中放入氮气和液态水。保持温度恒定，增加活塞上的砝码将活塞推进。问氮气的分压有什么变化？水气的分压有什么变化？混合气体的总压有什么变化？答：氮气的分压增大，水气的分压不变，总压不变。2.实验室的高压氢气瓶中的氢气,有可能是液态吗?答：不可能是液态。,2.真实气体的液化，临界状态,1.临界温度是气体液化允许的最 温度。2.气体液化的条件是。3.临界状

2、态是。4.物质的饱和蒸气压的数值大小取决于。5.液体的饱和蒸气压越大，该液体越（难，容易）气化。6.临界温度越低的气体越（难，容易）液化。,2.真实气体的液化，临界状态,1.临界温度是气体液化允许的最 高 温度。2.气体液化的条件是 Tp*,。3.临界状态是 物质的温度压力体积分别为Tc,pc,Vc时的状态，此时是气液两相平衡，但两相的所有性质都相同，不能区分两相。4.物质的饱和蒸气压的数值大小取决于物质的本性（种类）和温度。5.液体的饱和蒸气压越大，该液体越容易（难，容易）气化。6.临界温度越低的气体越难（难，容易）液化。,3.热力学基本概念,1.以下各物理量，哪些属于容量性质？哪些属于强度

3、性质？p，p外，V，Vm，T，U，W，Q，Cv,m2.绝热容器中盛有水，水中有电热丝，电热丝与电源接通给水加热，选取以下各种系统时，Q,W,U为正、负或零（电热丝的热容很小）?,3.热力学基本概念,1.以下各物理量，哪些属于容量性质？哪些属于强度性质？p，p外，V，Vm，T，U，W，Q，Cv,m容量性质：V，U强度性质：p，Vm，T，Cv,m不是状态函数（性质）：p外，W，Q2.绝热容器中盛有水，水中有电热丝，电热丝与电源接通给水加热，选取以下各种系统时，Q,W,U为正、负或零（电热丝的热容很小）?,4.热力学基本概念,1.热和功（是，不是）状态函数，微小热的积分与积分途径（有关，无关）。2.

4、始末态之间有多条途径，各途径的X（X是状态函数）（相同，不同）；各途径的热（功）（相同，不同）。3.理想气体的热力学能U与温度T（有关，无关），与体积V（有关，无关），与压力p（有关，无关）。4.理想气体恒温膨胀（压缩）过程，热力学能U（增大，减小，不变）。,4.热力学基本概念,1.热和功（是，不是）状态函数，微小热的积分与积分途径（有关，无关）。2.始末态之间有多条途径，各途径的X（X是状态函数）（相同，不同）；各途径的热（功）（相同，不同）。3.理想气体的热力学能U与温度T（有关，无关），与体积V（有关，无关），与压力p（有关，无关）。4.理想气体恒温膨胀（压缩）过程，热力学能U（增大，减

5、小，不变）。,4.热力学基本概念,5.求微小体积功的公式是，求恒外压膨胀（压缩）过程体积功的公式是，恒容过程的体积功W=，自由膨胀过程的体积功W=，理想气体恒温可逆膨胀（压缩）过程体积功的公式是，6.理想气体恒温恒外压膨胀过程，外压 是否恒定；压力 是否恒定；外压和压力 是否相等；是否可逆过程。,4.热力学基本概念,5.求微小体积功的公式是，求恒外压膨胀（压缩）过程体积功的公式是 W=-P外V，恒容过程的体积功W=0，自由膨胀过程的体积功W=0，理想气体恒温可逆膨胀（压缩）过程体积功的公式是，6.理想气体恒温恒外压膨胀过程，外压恒定；压力 不恒定；外压和压力不相等；不是可逆过程。,4.热力学基

6、本概念,7.理想气体恒温可逆膨胀过程，外压 是否恒定；压力 是否恒定；外压和压力 是否相等。8.理想气体恒压膨胀（升温）过程，外压 是否恒定；压力 是否恒定；外压和压力 是否相等。9.理想气体恒温可逆膨胀过程（系统，环境）做最（多，少）功，理想气体恒温可逆压缩过程（系统，环境）做最（多，少）功，这两个功符号，绝对值。10.理想气体恒温可逆膨胀，然后恒温可逆压缩回到原态，循环过程的W(,=)0,4.热力学基本概念,7.理想气体恒温可逆膨胀过程，外压不恒定；压力不恒定；外压和压力相等。8.理想气体恒压膨胀（升温）过程，外压恒定；压力恒定；外压和压力相等。9.理想气体恒温可逆膨胀过程（系统，环境）做

7、最（多，少）功，理想气体恒温可逆压缩过程（系统，环境）做最（多，少）功，这两个功符号 相反，绝对值 相等。10.理想气体恒温可逆膨胀，然后恒温可逆压缩回到原态，循环过程的W=(,(,=)0,4.热力学基本概念,12.可逆过程的推动力，进行的速度，进行过程中系统与环境之间及系内部，可逆过程发生后，沿着原路可逆地返回，不但系统回到原态，环境也复原，因为循环过程的功，热，所以好像什么都没发生过。13.不可逆过程的推动力，进行的速度，进行过程中系统与环境之间及系内部，不可逆过程发生后，无论沿什么途径返回，系统回到原态，环境不能复原，因为循环过程的功，热，所以留下了痕迹（环境的能量品味下降）。,4.热力

8、学基本概念,12.可逆过程的推动力 无限小，进行的速度 无限缓慢，进行过程中系统与环境之间及系内部 无限接近平衡，可逆过程发生后，沿着原路可逆地返回，不但系统回到原态，环境也复原，因为循环过程的功 为零，热 为零，所以好像什么都没发生过。13.不可逆过程的推动力 大，进行的速度 快，进行过程中系统与环境之间及系内部 不平衡，不可逆过程发生后，无论沿什么途径返回，系统回到原态，环境不能复原，因为循环过程的功 大于零，热 小于零，所以留下了痕迹（环境的能量品味下降）。,4.热力学基本概念,14.解释同一个化学反应H2(g)+O2(g)=H2O(l)在不同途径进行，热是否相同，功是否相同，U是否相同

9、。在气缸中进行，放热286kJ，得体积功3.7kJ在电池中进行放热98kJ，做电功189kJ两个途径U 都是-282kJ,5.热力学第一定律，恒容热，恒压热，焓,1.焓的定义是H=。2.焓（是，不是）状态函数，是（容量，强度）性质，单位是。3.dH的积分与积分途径（有关，无关）,dH沿着闭合路径积分等于。4.任何物质在密闭容器中发生W=0的任何过程，W(体)=，则 Q=，若始末态之间有多条恒容途径，各途径的热（相同，不同）。,5.任何物质在汽缸中（或敞口）发生W=0的任何过程，W(体)=，则 Q=U-W=，若始末态之间有多条恒压途径，各途径的热（相同，不同）。6.理想气体从同一始态出发，有两个

10、途径：a恒压升温和b恒容升温达到相同的T2，则两个途径达到（相同，不同）末态，U a(,=)Qb,5.热力学第一定律，恒容热，恒压热，焓,1.焓的定义是H=U+pV。2.焓（是，不是）状态函数，是（容量，强度）性质，单位是 焦耳。3.dH的积分与积分途径（有关，无关）,dH沿着闭合路径积分等于 零。4.任何物质在密闭容器中发生W=0的任何过程，W(体)=0，则 Q=U，若始末态之间有多条恒容途径，各途径的热（相同，不同）。,5.任何物质在汽缸中（或敞口）发生W=0的任何过程，W(体)=-（pV），则 Q=U-W=H，若始末态之间有多条恒压途径，各途径的热（相同，不同）。6.理想气体从同一始态出

11、发，有两个途径：a恒压升温和b恒容升温达到相同的T2，则两个途径达到（相同，不同）末态，U a=(,(,=)Qb,5.热力学第一定律，恒容热，恒压热，焓将适用的公式号码填入各过程,1.任意系统的任意过程（）2.隔离系统的任意过程（）以下各过程均为封闭系统:3.循环过程4.理想气体恒温恒外压膨胀（压缩）5.理想气体恒温可逆膨胀（压缩）6.密闭容器中发生气体升（降）温7.密闭容器中发生化学反应（W=0）8.恒压下气体升（降）温9.敞口容器中发生化学反应（W=0）,1.2.W=03.4.5.U=06.H=0 7.U=Q8.H=Q9.H=U+pV10.W=-(pV),1.9,42.4,53.5,64.

12、1,5,65.3,5,66.2,7 7.2,78.10,89.10,8,6.热容，理想气体的U和H,1.热容的定义式是；2.求气体恒容升（降）温过程的热的公式是；3.求气体恒压升（降）温过程的热的公式是；4.气体的Cp,m-Cv,m=；,5.加热10mol氩气，使温度升高100K，若在密闭容器中，需要热 kJ；若在活塞筒中，需要热 kJ。6.加热10mol氩气，使温度升高100K，若在密闭容器中，W=，热力学能增加了 kJ，焓增加了 kJ。,6.热容，理想气体的U和H,1.热容的定义式是 Cp=Qp/dT Cv=QV/dT；2.求气体恒容升（降）温过程的热的公式是 3.求气体恒压升（降）温过程

13、的热的公式是,4.气体的Cp,m-Cv,m=R；5.加热10mol氩气，使温度升高100K，若在密闭容器中，需要热 12.47 kJ；若敞口或在活塞筒中，需要热 20.79kJ。6.加热10mol氩气，使温度升高100K，若在密闭容器中，W=0，热力学能增加了 12.47 kJ，焓增加了 20.79kJ。,6.热容，理想气体的U和H,7.加热10mol氩气，使温度升高100K，若在活塞筒中，W=，热力学能增加了 kJ，焓增加了 kJ。8.求理想气体变温过程的U=，（需要，不需要）恒容条件。,9.求理想气体变温过程的H=，（需要，不需要）恒压条件。10.求化学反应的热（可以，不可以）用Q=nCp

14、,mT。,6.热容，理想气体的U和H,7.加热10mol氩气，使温度升高100K，若在活塞筒中，W=-8.314kJ，热力学能增加了 12.47 kJ，焓增加了 20.79kJ。8.求理想气体变温过程的U=，（需要，不需要）恒容条件。,9.求理想气体变温过程的H=，（需要，不需要）恒压条件。10.求化学反应的热（可以，不可以）用Q=nCp,mT。,6.热容，理想气体的U和H,11.在活塞筒中发生了恒温放热反应H2(g)+0.5O2(g)=H2O(g)，填0,0或=0：T()p()V()QWU()H(),12.用隔热材料将密闭容器包裹起来，发生了放热反应H2(g)+0.5O2(g)=H2O(g)

15、，填0,0或=0：T()p()V()QWU()H(),6.热容，理想气体的U和H,11.在活塞筒中发生了恒温放热反应H2(g)+0.5O2(g)=H2O(g)，填0,0或=0：T(0)p(0)V(-)Q(-)W(+)H(-),12.用隔热材料将密闭容器包裹起来，发生了放热反应H2(g)+0.5O2(g)=H2O(g)，填0,0或=0：T(+)V(-)Q(0)W(0)U(0),6.热容，理想气体的U和H,13.有人说：吸热过程一定升温，绝热过程一定恒温。14.有人说：升温过程一定吸热，恒温过程一定绝热。15.有人说：恒温过程系统的热力学能一定不变。,26,7.热化学反应（1）C7H16(l)+1

16、1O27CO2(g)+8H2O(l)；rHm(25)=-4814 kJmol1,1.各组分在同一时刻dnB（相同，不同）。2.各组分在同一时刻d（相同，不同）。反应（2）0.5C7H16(l)+5.5O23.5CO2(g)+4H2O(l)3.rHm(1)=rHm(2)4.在同一时刻d(1)=d(2),5.25时0.1mol庚烷在密闭容器中燃烧Q=?,27,7.热化学反应（1）C7H16(l)+11O27CO2(g)+8H2O(l)；rHm(25)=-4814 kJmol1,1.各组分在同一时刻dnB（相同，不同）。2.各组分在同一时刻d（相同，不同）。反应（2）0.5C7H16(l)+5.5O

17、23.5CO2(g)+4H2O(l)3.rHm(1)=2 rHm(24.在同一时刻d(1)=0.5 d(2),5.25时0.1mol庚烷在密闭容器中燃烧Q=?答：,28,7.热化学判断正误：,H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)rHm=cHm(H2,g)rHm=fHm(H2O,g)rHm=cHm(H2O,g)rHm=fHm(H2,g),8.求25时以下反应的rHm，已知,9.求25时反应CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)的rHm，已知,8.热力学第二定律，熵,1.熵的定义式是。2.不可逆热温商Qir/T(,=)Qr/T3.在（封闭系统，隔离系统）中熵只增不减。4.当

18、封闭系统发生了不可逆的循环过程，封闭系统的熵（增大，减小，不变），封闭系统的熵与封闭系统的环境的熵之和（增大，减小，不变）。,5.用隔热材料将密闭容器包裹起来，发生了放热反应H2(g)+0.5O2(g)=H2O(g)，填0,0或=0：T()Q()W()U()S(),8.热力学第二定律，熵,1.熵的定义式是 dS=Qr/T2.不可逆热温商Qir/T Qr/T3.在（封闭系统，隔离系统）中熵只增不减。4.当封闭系统发生了不可逆的循环过程，封闭系统的熵（增大，减小，不变），封闭系统的熵与封闭系统的环境的熵之和（增大，减小，不变）。,5.用隔热材料将密闭容器包裹起来，发生了放热反应H2(g)+0.5O

19、2(g)=H2O(g)，填0,0或=0：S(+),8.热力学第二定律，熵,6.系统在确定的状态，以下状态函数的数值能否得知：UHS,7.理想气体等温膨胀（压缩）过程，求S的公式是。8.化学反应过程，求rSm（298K）的公式是。,8.热力学第二定律，熵,6.系统在确定的状态，以下状态函数的数值能否得知：U:不知道H:不知道S:可以知道,7.理想气体等温膨胀（压缩）过程，求S的公式是8.化学反应过程，求rSm（298K）的公式是,34,9.吉布斯函数G,1.G的定义式是；2.等温等压 W=0的化学反应方向的判断依据是：当 时，逆向进行；当 时，正向进行；当 时，达到平衡态。3.理想气体等温膨胀（

20、压缩）过程，求G的公式是。,4.化学反应过程，求rGm（298K）的公式是.5.求任意温度时rGm（T）的公式是.6.rGm（T）可以近似判断在 温度 压力下化学反应的方向。,9.吉布斯函数G比较熵判据和吉布斯判据的差别,9.吉布斯函数G比较熵判据和吉布斯判据的差别,10.化学反应平衡,1.计算化学反应的rGm的公式是rGm=；式中，反应商（分压商）J=；2.当化学反应达到平衡时，J（平衡）称为；3.rGm与K 的关联式是；,4.当rGm 0时，K 的数值范围是（0,01,1）；当rGm 0,01,1）；5.当K J时，rGm(,=)0，化学反应（正向进行，逆向进行，达到平衡）,10.化学反应

21、平衡,6.由各物质的标准摩尔生成吉布斯函数fGm，比较物质的稳定性：从左到右，稳定性依次；,分析：由单质生成化合物的生成反应的平衡常数K生成从左到右依次；由化合物分解为单质的分解反应的平衡常数K分解从左到右依次；,39,10.化学反应平衡,7.已知反应：NO(g)+CO(g)0.5N2(g)+CO2(g)rHm0；为取得有毒气体的最大转化率，需采用的措施为_。低温低压 高温高压 低温高压 高温低压8.对于反应PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)，恒压条件下，升高温度，会增大PCl5的分解率。则判断该反应为_。吸热反应 放热反应 无热效应反应 无法判断9.将NH4Cl(s)置于抽空容器中加

22、热到324使NH4Cl(s)分解：NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)，达平衡时物系的总压力为100kPa，则标准平衡常数为。0.5 0.025 0.05 0.25,40,10.已知298K时反应N2O4(g)=2NO2(g)的K为0.1132，现在同温度且N2O4(g)、NO2(g)的分压各为100kPa的条件下，反应将是。向生成NO2方向进行 正好达到平衡 难以判断其进行方向 向生成N2O4的方向进行。,11.已知TK时Ag2O(s)的分解压力为200kPa，则此时分解反应Ag2O(s)=2Ag(s)+1/2O2(g)的rGm为。,10.化学反应平衡,41,第一章测验,1.对于孤立

23、体系中发生的实际过程，有Q W S U(填0，0，=0)。2.在300K温度下，2mol理想气体从6P向真空膨胀至P，该过程Q=W=S=U=H=G=。3.对于理想气体的单纯P、V、T变化过程，公式dH=nCp,mdT适用于过程。4.1mol理想气体在恒压下温度升高1K时,则此过程的体积功W=。,42,第一章测验,5.请解释：标准状态时，反应2C(石墨)+O2=2CO(g)向右进行。已知:fHm(CO，g)=-110.51 kJmol1，该反应的生成物的总熵大于反应物的总熵。6.已知298K时,下列热化学方程式:C(石墨)+O2=CO2(g)rHm1=-393.51 kJmol1H2(g)+2O2(g)=H2O(l)；rHm2=-571.66kJmol1C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)rHm3=2219.9 kJmol1请确定:298K时丙烷的标准摩尔燃烧焓和标准摩尔生成焓,43,第一章测验7.在温度T下，1mol理想气体从V1自由膨胀到V2，写出此过程的Q、W、U、H、S、G 的计算公式。8.在298K、100kPa下，等摩尔数的CO2和H2反应，求反应在此温度下的最大转化率。反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)fGm：-394.4-137.7-228.6(kJ.mol-1),43,