化学热力学与动力学考试资料

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热力学与动力学往年考试整理

热力学与动力学往年考试整理

判断题:1.由亚稳相向稳定相转变不需要推动力。

X2.压力可以改变材料的结构,导致材料发生相变。

V3.对于凝聚态材料,随着压力升高,熔点提高。

V4.热力学第三定律指出:在0K时任何纯物质的熵值等于零。

X5.在高温下各种物质显示相同的比热。

V6.溶体的性质主要取决于组元间的相互作用参数。

V7.金属和合金在平衡态下都存在一定数量的空位,因此空位是热力学稳定的缺陷。

V8.固溶体中原子定向迁移的驱动力是浓度梯度。

X9.溶体中析出第二相初期,第二相一般与母相保持非共格以降低应变能。

X10.相变过程中如果稳定相的相变驱动力大于亚稳相,一定优先析出。

X1.根据理查德规则,所有纯固体物质具有大致相同的熔化熵。

2.合金的任何结构转变都可以通过应力驱动来实现。

3.在马氏体相变中,界面能和应变能构成正相变的阻力,但也是逆相变的驱动力。

4.在高温下各种纯单质固体显示相同的等容热容。

5.二元溶体的混合熵只和溶体的成分有关,与组元的种类无关。

6.材料相变形核时,过冷度越大,临界核心尺寸越大。

7.二元合金在扩散时,两组元的扩散系数总是相同。

8.焓具有能量单位,但它不是能量,也不遵守能量守恒定律;但是系统的焓变可由能量表达。

9.对于凝聚态材料,随着压力升高,熔点提高,BCC—FCC转变温度也升高。

10.由于马氏体相变属于无扩散切变过程,因此应力可以促发形核和相变。

简答题:1.一般具有同素异构转变的金属从高温冷却至低温时,其转变具有怎样的体积特征?试根据高温和低温下自由能与温度的关系解释此现象。

有一种具有同素异构转变的常用金属和一般金属所具有的普遍规律不同,请指出是那种金属?简要解释其原因?(8分)答:在一定温度下元素的焓和熵随着体积的增加而增大,因此疏排结构的焓和熵大于密排结构。

G=H-TS,低温下,TS项贡献很小,G主要取决于H。

而疏排结构的H大于密排结构,疏排结构的自由能G也大于密排结构。

所以低温下密排结构是稳定相。

高温下,G主要取决于TS项,而疏排结构的熵大于密排结构,其自由能G则小于密排结构。

化学热力学试题及答案

化学热力学试题及答案

化学热力学试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 下列哪种物质在标准状态下不是气体?A. 水B. 氧气C. 氮气D. 氢气答案:A2. 化学热力学中,系统与环境之间能量交换的主要方式是:A. 热能B. 电能C. 光能D. 机械能答案:A3. 根据热力学第一定律,下列哪种情况描述正确?A. 能量守恒B. 能量可以创造C. 能量可以消失D. 能量可以转化为质量答案:A4. 熵是热力学中描述系统无序程度的物理量,下列哪种情况下系统的熵会增加?A. 液体凝固成固体B. 气体压缩成液体C. 固体溶解于液体D. 气体扩散到真空答案:D5. 吉布斯自由能(G)是描述化学反应自发性的一个物理量,其表达式为:A. G = H - TΔSB. G = H - TSC. G = ΔH - TΔSD. G = ΔH + TΔS答案:C二、填空题(每题2分,共20分)1. 热力学第二定律指出,不可能从单一热源_______热能并使之完全转化为_______而产生其他影响。

答案:吸取;机械功2. 绝对零度是温度的下限,其值为_______开尔文。

答案:03. 一个化学反应在恒温恒压下进行,如果反应的吉布斯自由能变化(ΔG)小于零,则该反应是_______的。

答案:自发4. 理想气体状态方程为PV=nRT,其中P代表_______,V代表_______,n代表_______,R代表_______,T代表_______。

答案:压强;体积;摩尔数;气体常数;温度5. 根据热力学第三定律,当温度趋近于绝对零度时,系统的熵趋近于_______。

答案:零三、简答题(每题10分,共30分)1. 简述热力学第一定律的内容及其物理意义。

答案:热力学第一定律,也称为能量守恒定律,表明能量既不能被创造也不能被消灭,只能从一种形式转化为另一种形式。

在任何封闭系统中,能量的总和在任何物理或化学过程中都是恒定的。

其物理意义在于,它为能量转换和守恒提供了一个基本的科学原则。

化学热力学动力学平衡习题解答__...

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化学热力学及动力学习题
1. 下列各组物理量全部是状态函数的一组是 A.U、H 、T 、P B. U 、Q 、S 、H C. G、T、QP D. ΔH 、S 、G A
2. 如果体系经过一系列变化 , 最后又回到初 始状态 , 则体系 C A.Q=O ,W=0 , ΔU=0,ΔH≠ 0 B. Q≠0,W≠0,ΔU=0 ,ΔH=0 C. Q=-W, ΔU=Q+W, ΔH=0 D. Q≠ -W,ΔU=Q+W,ΔH=0
19. 下列叙述中正确的为 A. 在定压下 , 凡是自发的过程都是放热的。 B. 因为焓是状态函数 , 而定压反应的恰变等于定压反应 热 , 所以定压反应热也是状态函数。 C. 单质的ΔfHθm和ΔfGθm都为零. D. 在定温定压下不做非体积功的条件下 , 体系自由能减 少的过程都是自发的。
19.D
38. 对ΔH=Qp, 下列途述中正确的是 ( ) A. 对于不做其它功的封闭体系 , 定压过程体系所吸收的热量全部 用来增加体系的焓。 B. 因为 AH=Qp, 所以 QP 也是状态函数。 C. QP 恒大于 Qv 。 38. A D. 因为 ΔH=Qp,所以只有定压过程方有ΔH 。
39. 反应 PC15(g)=PC13(g)+Cl2(g) 平衡时总压力为pθ , α= 0.5, 则 Kθ 为: A. 1/2 B. 1/4 C. l D. 1/3
10. 室温下,参考状态单质(最稳定单质)的标准熵为:
A. 零 B. 大于零 熵大小顺序正确的是 A. C12O(g)<Br2(g)<Cl2(g)<F2(g)<H2(g); B. Br2(g)>C12O(g)>C12(g)>F2(g)>H2(g) C. H2(g)<F2(g)<Clz(g)<Br2(g)<Cl2O(g) D. Br2(g)<Cl2O(g)<Cl2(g)<F2(g)<H2(g)

化学反应动力学考试总复习

化学反应动力学考试总复习

六、反应机理 反应机理: 反应机理:一总包反应所包含的各个基元反 应的集合 七、反应级数和反应分子数 (一)反应级数 反应级数——在一个化学反应中, 在一个化学反应中, (1)反应物反应级数 )反应物反应级数 在一个化学反应中 其反应速率与体系中的某一组元的浓度的某一 方次成正比时, 方次成正比时,这个方次即为该组元对该反应 的反应级数。 的反应级数。
(2)浓度反应级数与时间反应级数 浓度反应级数与 反应级数是一个实验值,由于实验方法、 反应级数是一个实验值,由于实验方法、实 实验方法 验条件和数据处理方法的不同, 验条件和数据处理方法的不同,对同一反应会得 的不同 出不同的反应级数。 出不同的反应级数。 (3)准反应级数 如果在反应体系中,使某些反应物质明显过量, 如果在反应体系中, 某些反应物质明显过量, 在反应中其量的变化由于微小而视为无变化,则该 在反应中其量的变化由于微小而视为无变化, 物质在体系中的浓度为恒定值, 物质在体系中的浓度为恒定值,可与反应速度常数 合并,此时便可得到简单的速率方程, 合并,此时便可得到简单的速率方程,此时求得的 准反应级数, 假反应级数。 反应级数称为准反应级数 反应级数称为准反应级数,或假反应级数。
标准生成焓的规定 任何单质在 1atm下的焓为零 任何单质在25oC,1atm下的焓为零
h
0 f
= 0
由有关单质在标准状态下发生化学反应生成 1mol化合物所吸收的热量 称为该化合物的标准 化合物所吸收的热量, 1mol化合物所吸收的热量,称为该化合物的标准 生成焓
燃烧过程放热量的计算
实际燃烧,加入空气,燃烧过程, 实际燃烧,加入空气,燃烧过程,氮气虽 不参与燃烧,但氮气被加热,总燃温度下降, 不参与燃烧,但氮气被加热,总燃烧温度下降, 对外放热量变化 理论空气量 完全燃烧所需氧气对应的空气量 过量空气系数(余气系数) 过量空气系数(余气系数)

化学热力学考试试题

化学热力学考试试题

化学热力学考试试题一、选择题1. 下列哪个量在物质由液态变成气态时改变?A. 分子振动B. 分子旋转C. 分子间距D. 分子排列方式2. 当一个化学反应进行至平衡时,下列哪个量不会发生变化?A. 反应速率B. 物质浓度C. 反应物质摩尔比D. 平衡常数3. 完全燃烧1 mol甲烷生成CO2和H2O的焓变是-802.3 kJ/mol,那么生成1 mol CO2需要吸收多少热量?A. -400.2 kJB. -401.15 kJC. -802.3 kJD. 802.3 kJ二、填空题1. 标准状态下,1 mol反应物在298 K时的标准摩尔焓变称为______。

答:标准反应焓变2. 爱因斯坦提出的爱因斯坦关系式将______定量地和______联系在一起。

答:能量、物质三、计算题1. 某化学反应的平衡常数Kc为0.05,如果初始反应物摩尔浓度分别为1 mol/L和2 mol/L,则平衡时反应物和生成物的摩尔浓度分别为多少?答:设平衡时反应物A的摩尔浓度为x mol/L,则反应物B和生成物C 的摩尔浓度也为x mol/L。

由平衡常数的定义可得:Kc = [C]^n/[A]^m[B]^n代入已知的值可得:0.05 = x^1/x^1*x^2化简得 0.05 = 1/x解得x ≈ 20 mol/L所以平衡时反应物和生成物的摩尔浓度均为20 mol/L。

2. 给定以下反应的平衡常数Kp为0.05:2CO(g) + O2(g) ⇌ 2CO2(g)已知在某实验温度下CO的分压为0.3 atm,O2的分压为0.4 atm,求CO2的分压。

答:根据平衡常数的定义可得:Kp = P(CO2)^2/[P(CO)]^2[P(O2)]代入已知的值可得:0.05 = [P(CO2)]^2/[0.3]^2[0.4]化简得 [P(CO2)]^2 = (0.05)(0.3)^2(0.4)解得P(CO2) ≈ 0.13 atm所以CO2的分压约为0.13 atm。

化学动力学试题及答案

化学动力学试题及答案

化学动力学试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 化学动力学研究的对象是:A. 化学反应的平衡状态B. 化学反应的速率C. 反应物的物理性质D. 反应物的化学性质答案:B2. 反应速率常数k的单位是:A. mol/(L·s)B. mol/(L·min)C. mol/(L·h)D. mol/(L·d)答案:A3. 下列哪项不是影响化学反应速率的因素?A. 反应物浓度B. 温度C. 催化剂D. 反应物的化学式答案:D4. 零级反应的速率与反应物浓度的关系是:A. 正比B. 反比C. 无关D. 指数关系答案:C5. 一级反应的速率方程式是:A. v = k[A]B. v = k[A]^2C. v = k[A]^0D. v = k[A]^1/2答案:A6. 温度升高,反应速率常数k的变化趋势是:A. 减小B. 增大C. 不变D. 先增大后减小答案:B7. 催化剂对化学反应速率的影响是:A. 降低反应速率B. 提高反应速率C. 改变反应的平衡位置D. 改变反应的热力学性质答案:B8. 反应速率的单位是:A. mol/(L·s)B. mol/(L·min)C. mol/(L·h)D. mol/(L·d)答案:A9. 反应速率的测定方法不包括:A. 光谱法B. 电化学法C. 重量法D. 温度计法答案:D10. 反应速率的快慢与下列哪项无关?A. 反应物的浓度B. 反应物的表面面积C. 反应物的化学性质D. 反应物的物理状态答案:C二、填空题(每空1分,共20分)1. 反应速率是指单位时间内反应物或生成物的___________。

答案:浓度变化量2. 反应速率常数k与反应物的浓度无关,只与反应的___________有关。

答案:本质特性3. 零级反应的速率方程式为v = k,其中v表示___________。

答案:反应速率4. 一级反应的半衰期与反应物的初始浓度___________。

化学热力学测试题

化学热力学测试题

化学热力学测试题一、选择题(每题1分,共20题)1. 在热力学中,物质的热力学性质主要与下列哪一因素有关?A. 质量B. 温度C. 压力D. 体积2. 下列哪个物理量可以用来描述物质的热力学性质?A. 质量B. 温度C. 频率D. 速度3. 下列哪个过程是放热的?A. 融化冰块B. 沸腾水C. 蒸发乙醚D. 油变为固体4. 下列哪个过程是吸热的?A. 水从液态变为固态B. 水从液态变为气态C. 气态乙醚变为液态D. 固态碘变为气态5. 在常温常压下,下列哪个物质同温同压下反应时放出的热量最大?A. 2mol H2 + O2 → 2mol H2OB. 2mol CO + O2 → 2mol CO2C. 2mol NH3 + 3mol O2 → 2mol NO + 3mol H2OD. 2mol CO2 + H2O → 2mol C2H5OH + O26. 下列反应中,反应热ΔH为负值的是:A. 2mol H2O2 → 2mol H2O + O2B. 2mol H2 + O2 → 2mol H2OC. 2mol H2 + Cl2 → 2mol HClD. 2mol H2 + S → 2mol H2S7. 系统吸收的热量和放出的热量之间的关系是:A. ΔH = ΔE + PΔVB. ΔH = ΔE + VΔPC. ΔH = ΔE + nRTD. ΔH = ΔE - PΔV8. 根据热力学第一定律,下列哪个公式表示了能量守恒定律?A. ΔH = ΔE + PΔVB. ΔH = ΔE + VΔPC. ΔH = ΔE + nRTD. ΔH = ΔE - PΔV9. 在恒压下,焓变化等于:A. 系统的内能变化B. 系统对外界做的功C. 系统与外界交换的热量D. 系统的体积变化10. 根据热力学第一定律,封闭系统内能的变化等于:A. 传热与做功的总和B. 系统的焓变化C. 系统对外界做的功D. 系统释放的热量11. 下列哪个物理量可以用来描述系统对外界做的功?B. 速度C. 电势D. 物态函数12. 根据热力学第一定律,封闭系统内能的变化等于:A. 传热与做功的总和B. 系统的焓变化C. 系统对外界做的功D. 系统释放的热量13. 吸热反应的焓变为:A. 正值B. 负值C. 零值D. 不确定14. 燃烧反应的焓变为:A. 正值B. 负值D. 不确定15. 物质的标准生成焓是指:A. 1mol物质在标准状态下生成时释放的热量B. 1mol物质在标准状态下生成时吸收的热量C. 1g物质在标准状态下生成时释放的热量D. 1g物质在标准状态下生成时吸收的热量16. 标准生成焓通常以下列什么状态为标准?A. 1atmB. 1PaC. 1molD. 1g17. 下列哪个过程的ΔH值可以直接用来表示反应的焓变?A. ΔH = q / nB. ΔH = qpC. ΔH = -qpD. ΔH = -q / n18. 下列哪个条件是热力学计算中的标准条件?A. 25℃、1mol/LB. 0℃、1mol/LC. 27℃、1atmD. 0℃、1atm19. 标准生成焓与反应热相等的反应是:A. 立即满足平衡常数K = 1B. 不能满足平衡常数K = 1C. 不受温度和压力影响D. 可以通过调节温度和压力改变平衡常数K20. 在标准状态下,下列哪个反应焓变可以直接等于其平衡常数K 的值?A. ΔH < 0B. ΔH > 0C. ΔH = 0D. ΔH不等于平衡常数K的值二、简答题(每题5分,共5题)1. 热力学第一定律的表达式是什么?并解释其中各个符号的意义。

热力学考试题库及答案

热力学考试题库及答案

热力学考试题库及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 热力学第一定律表明能量守恒,下列哪项描述是错误的?A. 能量不能被创造或消灭B. 能量可以从一种形式转换为另一种形式C. 能量可以在系统和周围环境之间转移D. 能量可以在系统中无限增加或减少答案:D2. 根据热力学第二定律,下列哪项描述是正确的?A. 热能自发地从低温物体传递到高温物体B. 热能自发地从高温物体传递到低温物体C. 热能自发地从低温物体传递到高温物体,但需要外部工作D. 热能不能自发地从低温物体传递到高温物体答案:B3. 熵是一个状态函数,它表示系统的哪种属性?A. 能量B. 温度C. 混乱程度D. 压力答案:C4. 在理想气体的等温过程中,下列哪项是正确的?A. 体积和压力成正比B. 体积和压力成反比C. 体积和温度成正比D. 体积和温度成反比答案:B5. 热力学第三定律指出,当温度趋近于绝对零度时,下列哪项属性趋近于零?A. 熵B. 内能C. 压力D. 体积答案:A6. 卡诺循环的效率与哪些因素有关?A. 热源和冷源的温度B. 热源的温度C. 冷源的温度D. 工作介质的种类答案:A7. 热力学中,一个系统经历可逆过程时,下列哪项是正确的?A. 系统和周围环境之间没有能量交换B. 系统和周围环境之间有能量交换,但系统状态可以完全恢复C. 系统和周围环境之间有能量交换,且系统状态不能恢复D. 系统和周围环境之间没有能量交换,且系统状态不能恢复答案:B8. 绝热过程是指系统与外界没有热量交换的过程,下列哪项描述是正确的?A. 系统和周围环境之间有热量交换B. 系统和周围环境之间没有热量交换C. 系统和周围环境之间有做功D. 系统和周围环境之间没有做功答案:B9. 理想气体状态方程为PV=nRT,其中R是?A. 气体常数B. 普朗克常数C. 玻尔兹曼常数D. 阿伏伽德罗常数答案:A10. 根据热力学第一定律,下列哪项描述是错误的?A. 系统内能的增加等于系统吸收的热量和对外做的功之和B. 系统内能的减少等于系统放出的热量和对外做的功之差C. 系统内能的增加等于系统吸收的热量和对外做的功之差D. 系统内能的减少等于系统放出的热量和对外做的功之和答案:C二、填空题(每题2分,共20分)1. 热力学第一定律也称为______定律。

化学热力学动力学基础

化学热力学动力学基础

第二章化学热力学基础及化学平衡1. 有一活塞,其面积为60cm2,抵抗3atm的外压,移动了20cm,求所作的功。

(1)用焦耳;(2)用卡来表示。

2. 1dm3气体在绝热箱中抵抗1atm的外压膨胀到10dm3。

计算:(1)此气体所作的功;(2)内能的变化量;(3)环境的内能变化量。

3. 压力为5.1atm,体积为566dm3的流体,在恒压过程中,体积减少到1/2,(1)求对流体所作的功(2)求流体的内能减少365.75kJ时,流体失去的热量?4. 在一汽缸中,放入100g的气体。

此气体由于压缩,接受了2940kJ的功,向外界放出了2.09kJ的热量。

试计算每千克这样的气体内能的增加量。

5. 在1atm、100℃时,水的摩尔汽化热为40.67kJ⋅mol-1,求:1mol水蒸汽和水的内能差?(在此温度和压力下,水蒸汽的摩尔体积取作29.7dm3)6. 某体系吸收了3.71kJ的热量,向外部作了1.2kJ的功,求体系内部能量的变化。

7. 某体系作绝热变化,向外部作了41.16kJ的功,求此体系内能的变化量。

8. 有一气体,抵抗2atm的外压从10dm3膨胀到20dm3,吸收了1254J的热量,求此气体的内能变化?9. 一理想气体在恒定的一大气压下,从10dm3膨胀到16dm3,同时吸热125.4J的热量,计算此过程的∆U和∆H。

10. 在300K时3mol的理想气体等温膨胀,它的内压为8atm,抵抗2atm的恒压力作功,体积增加到4倍,试求W、Q、∆U和∆H。

11. 现有2dm3氮气在0℃及5atm下抵抗1atm的恒外压作等温膨胀,其最后的压力为1atm,假设氮气为理想气体,求此过程的W、∆U、∆H及Q。

12. 在1atm下,2molH2和1molO2反应,在100℃和1atm下生成2mol水蒸汽,总共放出了115.8kJ⋅mol-1热量。

求生成每摩尔H2O(g)时的∆H和∆U。

13. 在25℃和恒压下(1atm),1/2molOF2同水蒸气反应,反应式如下:OF2(g) + H2O(g) → O2(g) + 2HF(g)放出161.35kJ⋅mol-1的热量,试计算每摩尔OF2同水蒸气反应的∆H和∆U。

大学普通化学总复习

大学普通化学总复习

大学普通化学总复习普通化学习题一、热力学与动力学1.对于热力学可逆过程,下列说法不正确的是()A.变化速率无限小的过程B.可作最大功的过程C.循环过程D.能使系统与环境都完全复原的过程2.以公式ΔU=Q–pΔV表示的热力学第一定律,其适用条件是……()A.封闭系统B.封闭系统,不做非体积功C.封闭系统,不做非体积功的等压过程D.封闭系统,不做非体积功的等容过程3.已知反应3H2(g)+N2(g)=2NH3(g),ΔH<0,为达到最大的转化率,采取的反应条件应该是()A.低温高压B.高温低压C.低温低压D.高温高压4.已知反应Cu2O()+1/2O(=2CuO()ΔrHm(298.15K)=-143.7kJmol,2g)且ΔfHmθ(CuO,,298.15K)=-155.2kJmol-1。

那么反应CuO()+Cu()=Cu2O()的ΔrHmθ为()A.11.5kJ·mol-1B.132.2kJ·mol-1C.-11.5kJ·molD.-132.2kJ·mol5.下列反应中,△rHmθ等于产物的△fHmθ的是()A.CaO()+CO2(g)→CaCO3()B.K()+O2(g)→KO2()C.6Li()+N2(g)→2Li3N()D.1/2H2(g)+1/2Br2(g)→HBr(g)6.通常反应热的精确的实验数据是通过测定反应或过程的()而获得的。

A.△HB.p△VC.qpD.qv7.在一定条件下,由乙二醇水溶液、冰、水蒸气、氮气和氧气组成的系统中含有种组分,个相。

8.在25℃的标准条件时,2H2(g)+O2(g)=2H2O(I)的△rHm=571.70kJ.mol-1,则△rHm(H2O,l)=9.反应A+B=C的Ea(正)=600kJ·mol-1,Ea(逆)=150kJ·mol-1,则该反应的rHm-1-1θ-1为10.反应2Cl2(g)+2H2O(g)=4HCl(g)+O2(g),rHm>0,达到平衡后,若分别采取下列措施,试将下列指定物物理量的变化(填增大、减小或不变)填入空格中:(1)降低体系总压:会使O2的量;K(2)升高温度:会使K;HCl的量11.在一封闭系统中,在-10℃和100kPa大气压力下,H2O(l)变成H2O()的结冰过程中,热力学函数:ΔS0,ΔH0,ΔG0。

化学热力学与化学动力学基础

化学热力学与化学动力学基础
只要其中3个变量确定,理想气体就处于一个“状态” ——故该方程叫做理想气体状态方程
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温度T和物质的量n的单位是固定不变的,分别为 K和mol,而气体的压力和体积的单位有诸多取法,则 R的单位也跟着有所不同.
P的单位 atm atm Pa KPa Pa
V的单位 L cm3 L L m3
R的取值 0.08206 L.atm.mol-1.K-1 82.06 cm3.atm.mol-1.K-1 0.008 314 L.Pa.mol-1.K-1 8.314 L.KPa.mol-1.K-1 8.314 m3.Pa.mol-1.K-1
饱和溶液中水的质量为
3.018g 0.6744g 2.3436g
288K下NH3在水中的溶解度为
0.6744g 2.3436g 100g /100g(H 2O) 28.78g /100g(H 2O)
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5.2.4 气体
实际气体
气体
理想气体
理想气体(ideal gas):气体分子自身无体积,气体分子 之间的平均距离很大,气体分子之间无相互作用力的气 体。或者说:在任何条件下都严格遵守理想气体状态方 程的气体。
5.2.1 体系与环境
系统(systems): 被人为划定的作为研究对象的物质(又 叫体系或物系)。
即:热力学中将研究对象称为体系。
环境(surroundings): 除体系外的物质世界; 环境温度: 298.15K (250C) 环境压力: 标准大气压, p = 760mmHg (毫米汞柱) = 760torr(乇) = 1.01325 x 105Pa (帕斯卡)
(2)化学热力学只能指出化学反应向某个方向进行的可能性, 如果热力学分析指出某反应在指定条件下能够发生,则该 反应有可能成为现实,但是不能指出完成该反应所需要的 时间及反应历程,因此热力学只能计算出反应达到平衡时 的最大产量,而不能告诉我们在某有限时间内的实际产量。

热力学、动力学、化学平衡练习

热力学、动力学、化学平衡练习

热力学、动力学、化学平衡练习题一.选择题:1.下列参数中,哪个不属于状态函数?(A) 温度 T(B) 压强 P(C)热 Q(D)焓 H2.已知反应 H 2O 2 (l ) H 2O(l )1 O2 ( g) 的 r H m 98kJ mol12反应H 2O (l ) H 2O ( g ) 的 r H m44.0kJ mol1则反应 2H 2 O 2 (l ) 2H 2O( g) O 2 (g) 的rHm为(A) -54 kJ mol1(B) -108 kJ mol1(C) -142 kJ mol 1(D)142 kJ mol13.在恒温条件下,若化学平衡发生移动,则其平衡常数 (A) 不变(B) 减小 (C) 增大 (D) 难以判断4.反应 NO( g)CO (g)1N 2 ( g) CO 2 ( g) 的 r H m 373.0kJmol 1,若要提高2NO ( g) 和 CO( g) 的转化率,可采取的方法是(A) 高温低压(B) 高温高压(C) 低温高压(D) 低温低压5.已知某反应的速率常数为 k 0.35min1,则此反应是(A) 零级反应(B) 一级反应(C) 二级反应(D) 三级反应6.一个复杂反应的速度是(A) 由最慢的一步基元反应决定 (B) 由最快的一步基元反应决定 (C)各步基元反应速度之和(D) 无法确定的7.相同温度下,下列哪个反应的熵增量最大?(A) 2SO 3 (g) 2SO 2 (g ) O 2 ( g) (B) CO 2 ( g) C ( s, 石墨 ) O 2 ( g)(C) 2NH 3 ( g)3H 2 ( g ) N 2 ( g)(D)CaSO 4 2H 2O( s) CaSO 4 (s) 2H 2 O (l )8.某反应在 298 K 及 1.01 ×105Pa 时正反应能自发进行,高温时,逆反应能自发 进行,说明该反应正向属于下列哪种类型 ?(A)H 0, S 0 (B) H 0, S 0 (C) H0, S 0 (D) H 0, S 09.反应 A ( g ) +B ( g ) =C ( g )为简单反应。

第二章化学热力学和化学动力学基础

第二章化学热力学和化学动力学基础

第⼆章化学热⼒学和化学动⼒学基础第⼆章化学热⼒学和化学动⼒学基础⼀、选择题1、下列叙述中正确的是()A.反应物的转化率不随起始浓度⽽变;B.⼀种反应物的转化率随另⼀种反应物的起始浓度⽽变;C.平衡常数不随温度变化;D.平衡常数随起始浓度不同⽽变化。

2、化合物A有三种⽔合物,它们的脱⽔反应的Kp分别为A·3H2O(s)= A·2H2O(s)+ H2O(g)Kp1A·2H2O(s)= A·H2O(s)+ H2O(g)Kp2A·H2O(s)= A(s)+ H2O(g)Kp3为使A·2H2O晶体保持稳定(不风化也不潮解),容器中⽔蒸⽓压⼒P H2O应为()。

A. P H2O> Kp1B. P H2O必须恰好等于Kp1C. P H2O必须恰好等于Kp2D.Kp1 > P H2O> Kp23、已知2H2(g)+ S2(g)= 2H2S(g)Kp12Br2(g)+ 2H2S(g)= 4HBr(g)+ S2(g)Kp2H2(g)+ Br2(g)= 2HBr(g)Kp3则Kp3等于()。

A.(Kp1/ Kp2)1/2B.(Kp1·Kp2)1/2C. Kp2/ Kp1D. Kp1·Kp24、催化剂能使化学反应速度加快,是因为它:()A.增⼤了K?值B.增⼤了反应的活化能C.降低了反应的活化能D.增⼤了反应物的浓度5、可逆反应:A(g)+B2(g)AB2(g),当其它条件不变,增加B的分压时,下列各项增⼤的是()A.正反应速率常数B.逆反应速率常数C.正反应速率D.化学平衡常数6、已知298.15K时,ΔbHm?(H-H)=436kJ/mol,ΔbHm?(F-F)=158kJ/mol,ΔbHm?(H-F)=566kJ/mol,则反应H2 + F2 = 2HF的ΔrHm?为()A.538kJ/molB.-538kJ/molC.28kJ/molD.-28kJ/mol>0,达平衡后,若使平衡向右移动7、已知反应C(s)+H可采取的办法是()A.升⾼温度B.增加压⼒C.加⼊催化剂D.恒温恒容下引⼊⽆关⽓体8、⽔在100℃,1P?下变为⽔蒸汽的ΔH、ΔS、ΔG的情况为()A.ΔS<0,ΔH>0,ΔG=0B.ΔS>0,ΔH>0,ΔG=0C.ΔS>0,ΔH>0, ΔG>0D.ΔS>0,ΔH<0,ΔG<09、某温度下,反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)达平衡时,ΔH为负值,要提⾼CO的转化率,可采取的⽅法是()A.加⼤总压⼒B.减⼩总压⼒C.使⽤催化剂D.降低温度10、常温常压下,NH4Cl(s)吸热分解为NH3⽓体和HCl⽓体,其反应的ΔH、ΔS、ΔG应为()A.ΔS<0,ΔH<0,ΔG<0B.ΔS>0,ΔH>0,ΔG<0C.ΔS>0,ΔH>0,ΔG>0D.ΔS>0,ΔH<0,ΔG<011、C(s)+O2(g)=CO2(g), ΔH1=-393.5kJ/mol;C(s)+1/2O2(g)=CO(g), ΔH2=-110.5kJ/mol ;则CO(g) +1/2O2(g) =CO2(g)的反应热ΔH3为( )A.-514.0 kJ/molB.283.0 kJ/molC.-283.0kJ/mol12、某温度下,反应H2(g)+Br2(g)2HBr(g)的平衡常数Kp= 4.0×10-2,则反应HBr(g)1/2H2(g)+1/2Br2(g) 平衡常数Kp=()A.1/(4×10-2)B. 0.5×4×10-2C. 1/(4×10-2)1/2D. (4×10-2)1/213、反应:2H2O(l) 2H2(g)+O2(g), ΔH?=571.8kJ/mol, 则ΔHf?H2O(l)=( )A,285.9kJ/mol B.571.8 kJ/mol C.-571.8 kJ/mol D.-285.9 kJ/mol14、在放热反应中,温度增⾼10℃将会()A.不影响反应B.使平衡常数增加C.降低平衡常数D.不改变反应速度15、有助于反应3O22O3△rHm=69000 cal(1caL = 4.1868J)进⾏的条件是()A.⾼温和⾼压B.⾼温和低压C.低温和⾼压D.多加臭氧16、密闭容器中的反应4NH3(g)+ 5O2(g)4NO(g)+ 6H2O(g),在此平衡体系中加⼊惰性⽓体以增加系统的压⼒,这时()A.NO平衡浓度增加B. NO平衡浓度减少C.加快正反应速度D. 平衡时NH3和NO的量并没有变化17、在绝对温度T时,某⼀反应的吉布斯⾃由能变是△G,焓变是△H,则该反应的熵变△S 是:()A. (△G-△H)/TB. (△H-△G)/TC. T(△G-△H)D. T(△H-△G)18、某基元反应2A(g)+B(g)=C(g),将2moL A(g)和1moL B(g)放在1L容器中混合,问A与B开始反应的速率是A、B都消耗⼀半时速率的⼏倍()A. 0.25B. 4C. 8D. 相等19、当⼀个反应的速率常数k的⾃然对数与绝对温度的倒数作图时,直接影响直线斜率的因素是()。

材料热力学与动力学动力学部分复习

材料热力学与动力学动力学部分复习

3、速率方程的积分形式
A:一级反应 反应速率与反应物浓度一次方成正比的反应称一级反应(first order reaction)。如: AB
dc A kcA dt
dcA c A k dt
dc A kcA dt
t dc A k dt C A,0 c 0 A CA
2、化学反应的速率方程 表示反应速率与参加反应的各种物质浓度及影响反应的各种因 素之间的关系,也称为化学反应的动力学方程。 元反应:
aA bB lL mM
V ∝ caAcbB 或 V=KcaAcbB
(质量作用定律) 反应速率
K:反应速率常数(rate constant of reaction)或反应比速。 K 物理意义:各反应物质皆为单位浓度时的反应速率。 影响K值因素:反应类型、温度、溶剂、催化剂等。
(1)计算此反应的活化能? (2)欲使A在10min内转化率达到90%,反应温 度应控制在多少?
二、相变过程动力学
1、形核率 单位时间单位体积母相中形成的新相晶核数,用 I表示 (1)均匀形核
G * Q I B exp( ) exp( ) kT kT
(2)成核速率随温度变化的关系
2 3 T 64 1 * * m G As 3 (H m ) 2 (T ) 2 3
c
A,0
dy kdt yc B,0 y

c A,0
dy 1 d y kdt c B,0 c B,0 y c A,0 y
由t = 0到t = t积分上式,得
c A0
c B,0 c A,0 y 1 ln kt c B,0 c A,0 c B,0 y
活化能Ea: 为了能发生化学反应,普通分子(具有平均能量的分子)必须吸 收足够能量先变成活化分子 ,在此变化过程中所要吸收的最小

热力学考试试题

热力学考试试题

热力学考试试题一、选择题(每题 5 分,共 30 分)1、下列关于热力学第一定律的表述中,正确的是()A 系统从外界吸收的热量等于系统内能的增加量与系统对外做功之和B 系统内能的增加量等于系统从外界吸收的热量减去系统对外做功C 系统对外做功等于系统从外界吸收的热量减去系统内能的增加量D 以上表述都不正确2、一定质量的理想气体,在绝热膨胀过程中()A 气体的内能增大,温度升高B 气体的内能减小,温度降低C 气体的内能不变,温度不变D 气体的内能不变,温度升高3、对于热机,下列说法中正确的是()A 热机效率越高,做的有用功越多B 热机效率越高,消耗的燃料越少C 热机效率越高,燃料燃烧释放的内能转化为机械能的比例越大D 热机效率可以达到 100%4、下列过程中,可能发生的是()A 某一物体从外界吸收热量,内能增加,但温度降低B 某一物体从外界吸收热量,内能增加,温度升高C 某一物体对外做功,内能减少,但温度升高D 以上过程都不可能发生5、一定质量的理想气体,在等容变化过程中,温度升高,则()A 气体压强增大B 气体压强减小C 气体压强不变D 无法确定气体压强的变化6、关于热力学第二定律,下列说法正确的是()A 不可能使热量从低温物体传向高温物体B 不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其他变化C 第二类永动机不可能制成,是因为它违反了能量守恒定律D 热力学第二定律说明一切宏观热现象都具有方向性二、填空题(每题 5 分,共 20 分)1、热力学温度与摄氏温度的关系为_____,当热力学温度为 273K 时,摄氏温度为_____℃。

2、一定质量的理想气体,在等温变化过程中,压强与体积成_____比。

3、卡诺循环包括_____个等温过程和_____个绝热过程。

4、熵增加原理表明,在任何自然过程中,一个孤立系统的熵总是_____。

三、计算题(每题 15 分,共 30 分)1、一定质量的理想气体,初始状态为压强 p₁= 10×10⁵ Pa,体积 V₁= 10×10⁻³ m³,温度 T₁= 300 K。

化学反应动力学和热力学计算

化学反应动力学和热力学计算

化学反应动力学和热力学计算一、化学反应动力学1.化学反应速率定义:化学反应速率是反应物浓度变化与时间变化的比值。

表达式:v = Δc/Δt2.影响反应速率的因素a)反应物浓度:反应物浓度越大,反应速率越快。

b)温度:温度越高,反应速率越快。

c)催化剂:催化剂可以加快或减慢反应速率。

d)固体表面积:固体表面积越大,反应速率越快。

3.反应速率定律表达式:v = k[A]m[B]n其中,k为速率常数,m和n为反应物A和B的反应级数。

4.化学反应的限速步骤一个化学反应可能包含多个步骤,其中速率最慢的步骤称为限速步骤。

5.化学平衡定义:在封闭系统中,正反应速率和逆反应速率相等时,系统达到化学平衡。

二、热力学计算1.热力学基本概念a)内能(U):系统内部所有粒子动能和势能的总和。

b)焓(H):系统的内能加上压力和体积做的功。

c)自由能(G):系统在恒温恒压下的最大可用能量。

d)熵(S):系统混乱程度的度量。

2.热化学方程式表达式:ΔH = ΣΔHf(产物) - ΣΔHf(反应物)其中,ΔHf为标准生成焓。

3.反应热力学计算a)ΔG = ΔH - TΔS其中,T为反应温度,单位为K。

b)当ΔG < 0时,反应自发进行。

c)当ΔG = 0时,系统达到平衡。

d)当ΔG > 0时,反应非自发进行。

4.热力学循环热力学循环是指系统在经历一系列变化后,最终回到初始状态的过程。

5.热力学第二定律表述:在一个封闭系统中,总熵不会自发减少。

6.热力学第三定律表述:在温度趋近于绝对零度时,系统的熵趋近于零。

以上是关于化学反应动力学和热力学计算的知识点介绍,希望对您有所帮助。

习题及方法:1.习题:某化学反应的速率定律为v = k[A]^2[B],则该反应的级数是多少?解题思路:根据速率定律的指数部分,可以确定反应的级数。

答案:该反应的级数为二级反应。

2.习题:在恒温恒压条件下,反应A(g) + 2B(g) → 3C(g) + D(s)达到平衡,已知ΔH = 50 kJ/mol,ΔS = 100 J/(mol·K),求反应的平衡常数K。

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除法用“ — ”、“ / ”,不用“ ÷ ” ; 代数方程的等号两端必须在量纲上一致。 (b) 只有纯数才取对数、指数和列表、作图。举例。
(c) 物质的量:注明基本单元B,表示为nB 或n(B) 。 n(H2O) ≠n(1/2H2O)
第一部分 宏观热力学理论
可能性:涉及能量变化、进行方向与限度。
皆复原且无其它变化;
过程进行的推动力无限小,速率十分慢,如Tsyst=Tsur +dT, Psyst=Psur+dP; 系统对环境作功,绝对值上产功最大、耗功最小。
可逆过程提供一种理想模型,以便研究实际过程。
Chapter 2 热力学基本定律
我们熟知三大定律,但人类从未停止创造新定律!进步表现!
一、第零定律
(1)参考书:涉及课程的所有相关教材与专著。
会选读和自学!
徐瑞,荆天辅主编.材料热力学与动力学.哈尔滨工业大学出版社,2003.7
(2)教法:启发式、案例式,讲线条,课后补细节、做练习。 (3)考核:平时考察(20~30%)+ 结业考试(70 ~80%)。
平时:出勤率,小论文,课堂讨论。 结业:已定为闭卷考试。 每人结合未来研究工作,查两篇研究文献(含热力学、动 力学内容各1篇,近5年内的),写出读后总结(课程知识点运用 ,个人心得体会)。
属于本科物理化学知识中热力学与动力学内容的深化与补
充。着重基础,适当扩展。
(1)宏观热力学理论:包括热力学三大定律、多组分
系统热力学、相图热力学,但后者有后续课“相变理论”。
(2)统计热力学理论:经典统计,量子统计。混合体。 (3)动力学理论:反应动力学基础,特殊动力学处理方
法,宏观与微观理论。
三、要求与考核
若两个系统分别与第三个系统达热平衡,则这两个系统间 必达热平衡。
温度及其测量的基础。
解决了温度问题。
开氏/热力学/绝对温标与摄氏温标关系:
T/K = t/℃ + 273.16
二、第一定律
1.表述与实质
解决过程的能量转化问题
多种表述,如第一类永动机不可实现。 实质为能量转化与守恒原理。 2.数学表达式
W—功:系统因有序运动而与环境进行的能量交换。
W=Wpv(体积功)+W‘(非体积功 ) Q、W皆为途径函数,其微元不能用“d”。 规定:系统吸热,Q取正值;系统得功,W取正值。
问题:有的教材,第一定律的数学表达式为何不同? 3.体积功Wpv 设系统变化:1
2
(表一过程)
δWpv = —PsurdV
Const.Psur: Psur=常数(Psyst≠常数), Wpv=-Psur(V2- V1)
(4)题给物性数据:
PVT关系,Cp/Cv,相变焓,热化学数据如△Hθf,规定熵等。
(5)确定始、末态:P,T,V,n等。 (6)选择合适公式:
公式使用条件;
合理的计算程序如先求△U、△H、W、△S,再算Q、△G、△A等;
设计已知过程计算。
Chapter 3 热力学性质间关系
将难测量或偏导用可测量表示,用于证明、推导关系。
S为非守恒量。
(2)熵判据
>:自发或可能 =:平衡或可逆 <:不可能
对隔离系统: δQ=0, △S(隔离)≥0 封闭系统:△Ssyst + △Ssur = △S(隔离)
绝热系统: δQ=0, △Ssyst ≥ 0
(3)熵增原理 隔离(绝热)系统中,熵不能减少。 问题:第二定律的数学表达式是什么?
5.Gibbs函数和Helmholtz函数
(3)其它说法:如第二类永动机不可实现。
各种表述等价,归为功热转换不可逆,进而解决热转化为功之限度?
2.Carnot定理
设在两个热源(T1>T2)间工作的热机: 热机效率η =W/Q 可逆热机ηr=1—T2/T1
表明ηr只与两个热源温度有关且<1,而一般热机的η≤ ηr。
3.熵(S) (1)定义:dS= δQr/T(可逆微热温商 ) (2)说明: 熵为状态函数,属广延量;
对封闭系统
有限变化:△U = Q + W
微小变化:dU = δQ + δW 两点说明:
(1)U—内能:热力学能量,系统内部具有的能量,包含粒子动能、 势能等,不含系统整体动能、势能; 状态函数(dU),具能量量纲(J,kJ),绝对值难知; 对理想气体(idg):U=f(T)
(2)Q—热:系统与环境间因温度差引起的能量交换。
任何不可逆相变:设计一条含已知可逆相变的可逆途径! Ⅱ 反应系统:据第三定律计算。 Ⅲ 环境的△Ssur : 对大热源(大气),其变化视为Const.T可逆,则: Qsur=-Qsyst(实际), △Ssur=Qr,sur/Tsur=Qsur/Tsur
其它情况按系统的方法计算。
(2)△G、△A G=H-TS
基本公式 dS =δQr/T 任何恒温可逆过程:△S = Qr/T Ⅰ 非反应系统: (a)单纯PVT变化:直接在相同始末态间设计可逆过程, 由第一定律、Wr,=0,δWpv,r=—PdV可导出: dS = (dU+PdV)/T
(b)相变化:对Const.T&P、W,=0的可逆相变: Qr=Qp=△phH,△S=Qr/T=…
一、概述
常用热力学性质/状函共9个
可直接测量:T,P,V,CP/CV (作变量用,另加S) 难直接测定:S,U,H,G,A
(作函数用,不含S)
能量函数,特征函数
三个定义式代表三个基本关系: H=U+PV A=U-TS G=H-TS
二、重要数学知识
1.全微分判别定理 对z=f(x,y)有:
z z dz dx dy x y y x
Chapter 0 序
一、学习意义?
材料制备、加工,所涉及过程能否进行、能否实现? 热力学:解决过程的可能性! 动力学:解决过程的现实性! 要牢固树立理论指导实践观念。黄铭开发锂动力
电池正极材料给出很好启示! 对本课程学习十分重要,大多数材料类学位点都开设。 但本课程偏重热力学部分。
二、学习内容?
问题1:既然系统的状态由性质描述,对某系统的指定状态, 是否需要罗列出所有性质?
问题2:系统的性质,即使一个性质变了,其状态变否?
系统的状态变了,其所有性质是否都要变化?
3.平衡状态与状态函数
(1)平衡状态:无外界影响下,系统宏观性质不随时间而变。 满足条件? 热平衡(T),力平衡(P),相与化学平衡(组成均匀)。
四、物理量的表示
物理量?
物体或现象可被定性区别并能定量测量的属性。
(1)表示:物理量=数值×单位
如P=100kPa
(2)基本量:
名称 单位 长度 m 质量 kg 时间 s 电流 A 热力学温度 物质的量 K mol
符号
l/L
m/M
t
I/i
T(t/℃)
n/N
(3)注意:
(a) 运算: 乘法用“· ”(符号)、“×”(数值);
研究平衡态有何意义?
(2)状态函数:描述系统所处状态的性质,又曰热力学性质。 特点?
其微分为全微分(满足全微分判别定理);用于证明 其变化量只与系统的始、末状态有关,与变化的具体 途径无关。用于计算,状态函数法依据! 证明举例。
4.可逆过程
过程?系统从一个状态变到另一个状态,中间经历的路线为途径。 可逆过程?系统在其内部及与环境间无限接近平衡状态下进行 的过程。 可逆过程有何特点? 系统发生该过程后,再沿原途径回到始态,系统、环境
运用熵判据麻烦,只算系统则好,针对constT﹠P/V过程讨论。
(1)定义 Gibbs函数 G=H-TS Helmholtz函数 A=U-TS
旧称自由焓 旧称自由能
实际对constT﹠P/V过程,联合第一、二定律,可导出。
说明:
皆为状态函数,属广延量; 皆具能量量纲;
皆难知绝对值。
(2)物理意义
Const.T&V:
单位为 J· K-1; 形式上只与热有关;
必须设计可逆途径来计算其变化量。
4.Clausius不等式与熵增原理 (1) Clausius不等式
S

2
Q
T
>:不可逆
δ Q≠δQr T=Tsur
1
=:可逆
δ Q=δQr T=Tsur=Tsyst
表明: △S不会低于热温商之和;
△S应由相同始末态的可逆过程计算;
1.内容: 0k时纯物质完美晶体的熵值为0。
完美晶体:质点分布完全均匀、完全有序,晶体内部完全平衡。 实际难达到,只能逼近,提供计算熵值之基准。
2.规定熵: 以第三定律为基础计算获得的物质B在指定状态(T)的
熵,称为该物质B的规定熵,表示为SB(T)。
1molB(完美晶体) 0K,S1=0 △S 可逆 1molB(α) T,P, S2
3.热力学计算方法指导
状态函数、途径函数要分清!
条件?
(1)确定系统,表示过程: (2)分析问题类型:
1
始态
2
末态
单纯PVT变化(idg,r.g,l,s); 相变化(可逆,不可逆—设计可逆途径); 化学变化(设计与25℃热力学/热化学数据有关之新途径); 综合型。
(3)过程特征:
Const.T/P/V,或绝热,或循环,或综合等。
Chapter 1 热力学基本概念及术语
1.系统与环境
系统——syst;环境——sur 隔离/孤立系统: 与环境既无能量又无物质的交换。
敞开/开放系统: 与环境既有能量又有物质的交换。
与环境仅有能量但无物质的交换。 封闭系统(非流动):
能量交换:功,热。
2.状态与性质
状态? 系统在某时刻所处的宏观状况,由性质描述。框图等? 性质? 系统大量粒子所表现的宏观性质。 广延量/容量性质: 与系统大小、物质的量有关; 强度性质/强度量: 无加和性,均匀系统处处一致。 广延量的摩尔量为强度量。
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