2015级硕士研究生热力学作业

1、2015级硕士研究生热力学作业注意：1、每人选两题，其中有一题不得重复1、F列热力学曲数中.数值为零的是；A. O3）g5298K）B. yiGljTg,298K）UD+ SHgp298K|2>枉何盟度下均菲口发的过程是A. AH>0f AS<0；b. AH>Qt AS>0；C. Art<0. AS<0；D. AHQ, AS>03、対于任盘循环过程，不正喷的表述斥A. AG =0, AH =匕 AS = 0;B. AU = 0, AG = 0, AS - 0;C. AS = OP AH=Q, W-QD. AtJ> 0, AS = 0f AH

2、 = 04、298KTp H2O（g）和HQ的川*怙分别为228.59 kJ mol-1 和-237.18 kJmol叭298K时饱和水煤气圧为3,17kPa,凶£粘=。的过秤是A. H2O（1,101 kPa水蒸气E） H2O（gr101kPa 水蒸气压.B. H2O（I,饱和水蒸气压）-> HjOfg,饱利水蒸气压hG H2O（L 10mmHg水熬气压）->H?O（gp10mmHg水蒸气压D. H2O（I, 4.0kPa水理气压）> H2O（gf 4.0kPa*蒸气压）.5、任何温度下均非自发的过稈是A. AH>Q, AS<0；b. AH>OP

3、 AS>0；G AH<0, AS<0；D. AH<0, A$>0崎、已知：§占卢。2（沪匚°加）-393,5 kJ mol-匸°帕*和2°斑产C°削研，&时=-283.0 kJ moH;則反应匚低彳= 8师的A, -676.5 kJ moH；B. *676,5 kJ moH ；G -110.5 kJ mol1；D. +110+5kJ moh7. 下列说探正确的疑A.放热反应是自发的民反应的45«/为正值，谐反应是白发的。U凡足自发反应都足快速反应0.如反应的仙側为疋也卿隘度升离时/IG眄嘛小.8、

4、试分析1000K下述反应哪一个反应放热更大？（1）C（graphite）+1/20 2（g）=C0（g）（1）(2) C(diamond)+1/20 2(g)=C0(g)(2)9、计算 1600K 时反应 Zr( 3 )+O2=ZrO 2(3 )的4 H和厶 S。10、计算 1000K 时反应 CaO(s)+TiO2(s)=CaTiO3(s) 的 A H 和 A S。11、 计算下列反应的厶1-298、A S298和A G29812TiO+1/2O 2=Ti2O32) 3Ti 2O3 +1/2O2=2Ti 3O53) Ti 3O5 +1/2O2=3TiO2计算结果说明了什么？12、已知:4/3

5、AI(l)+O 2(g) = 2/3AI 2O3(s) G0= -1119404.00+ 214.02T ( J/mol)2Mg(g) +O2(g)= 2MgO(s) G0=- 1427470.00 + 387.07T ( J/mol) 计算讨论：(1) 1400K时，能否用镁质耐火材料(MgO )冶炼AI ?(2) 1900K时，能否用镁质耐火材料(MgO )冶炼AI ? Go1=1682900-323.24T (J/moI)13、已知 Al 2O3(s)=2AI(I)+1.5O 2(g)AI(I)=AI 1%1.5O2(g)=3O 1%在1650 C氧化铝坩埚中盛有含有 量是多少？ Go2

6、= -126360-55.82T (J/moI) Go3= -351450-8.67T (J/moI)AI为0.012 % (质量分数)的铁液，试问在该铁液中氧含0014、 计算 1400C 时 Mg(g)的蒸汽压：4MgO(s)+Si(s)=2Mg(g)+Mg 2SiO4(s)15、计算800k时Si3N4+3O2=3SiO2( a -石英)+2N2反应的A G。如果假定A Cp=0,误差有多大?16、请分析下图，图中曲线下面积有何含义？01Q0200300400T/KFig ire 1,6 Hciit capici ly of rbanbic and monoclinic sulfur 4

7、.5 andthc derived entropy of irnnsiiion hetwren ihc luo polymirph.w7 12080500 IXMU 1301 JOOR|；ureMol 前 beat cupiicity al ccnsim pressure nd 触 icon璃逊幅 volume, i snob arkeipiiisjvity wmd isftihefmal cmpresibiliiv af AbO a functM血 cif lempehilure.17、下图为Pb、Cu、Si和金刚石的恒容摩尔热容，试分析从中可以得到什么信息？图中各 物质是否有相变，如有请指

8、出相变温度。18、试分析下图，从中可以得到什么信息？图中各物质是否有相变，如有请指出相变温度。Cemporature. KFlurt* fiB5 Hie wiidJiutb. u inli tcriipeHilure. ul' the叩皿已utirwlr beui 口pwit博尺 ofckiiKiii which exhibiiullciiropv and him>eciHiipiH4iMh wlikli CAhibi! pohiiwiTihimn,19、下图为某物质的摩尔热焓和温度的关系，试分析下图，从中可以得到什么信息?Ad 一EE亡右hAIT比勵IT”ierasure _*

9、20、下图为Pb+1/2O2=PbO的焓变和温度的关系，试分析之。21421621 e2203QO 500 TOO 9W 11Q0terrpBMiureh K21、 算把1kg堇青石(cordierite )从298K加热到不一致熔融温度1738K需要多少热量?22、 下图为 Pb(s)、Pb(l)、PbO(s)、1/202、Pb+1/2O2=PbO的熵和温度的关系，试分析之。23、试根据Clapeyon方程dP/dT= H/(T V)推导出物质压力和温度的关系。24、分析水的相图，指出其中特征点和特征线的含义。0*C 0,007 5'Cictrctemtwraturs, *CEH25

10、、已知固体NaF以及液体NaF和温度的关系如下所示，试计算:In P（atm）=-34.450/T-2.01l nT+33.74In P（atm）=-31.090/T-2.52l nT+34.66（1）NaF的沸点；（2 ）三相点的温度和压力；（3）沸点处NaF的摩尔热容；（4）三相点NaF的摩尔熔解热；（5）液相和固相恒压摩尔热容的差别。26、根据Ellingham图，回答下列问题：a）解释反应 2Mg + O 2 = 2MgO斜率变化b）解释反应C+O2=2CO的斜率变化27、根据Ellingham图，回答下列问题：如果想把单质Si加热到1600 C,应该选用何种材料作为坩埚？28、根据E

11、llingham图，回答下列问题：29、根据Ellingham图，回答下列问题：a）Fe + 0.5O2 =FeO的吉布斯自由能。b）确定1500 C时反应3Mg + AlO 3 = 3MgO + 2A1的吉布斯自由能，结果说明什么?30、根据Ellingham图，回答下列问题：a)确定1000 C时，金属Ti和TiO2平衡时的氧分压b)如果想通过控制 CO/CO 2分压比将TiO2还原为纯金属Ti，确定CO/CO 2比.31、1600 °时液态FeO被CO还原为液态铁，反应如下：a) 计算1600 C时反应的 Gb) 确定1600 C时反应平衡时 CO/CO2比例CO(g) at

12、1600 C: ° G = -274.9 kJ/molCO2(g) at 1600 C: °G = -396.3 kJ/molFeO at 1600 C:° G = -144.6 kJ/mol32、 假设1600 °时液态渣中FeO被CO还原为液态铁，反应如下：FeO(slag) + CO(g) = Fe(liquid) + CO 2 如果FeO溶于渣中，确定1600 °时反应最小的 CO/CO2比例。铁液中Fe纯度为96%，FeO 在渣中的活度为0.3.CO(g) at 1600 C: ° G= -274.9 kJ/molCO2(g

13、) at 1600 C: °G= -396.3 kJ/molFeO at 1600 C:° G= -144.6 kJ/mol33、试分析 C 还原 Sn O2(s)、Cr2O3( s) a nd SiO2 的温度？34、 什么温度下 CuO分解压力达到1.01325 105 Pa ?如果分解压力下降到 1.01325 104 Pa， 则分解温度如何变化？35、 什么温度下 CaCO3分解压力达到1.01325 105 Pa ?如果分解压力下降到 1.01325 104 Pa， 则分解温度如何变化？36、 什么温度下 FesO4能够被H2还原为FeO?37、试计算1000 C

14、时Mg还原氧化铝的吉布斯自由能。工业中采取该方法是否可行？42'1938、 对于反应一Cr(S)O2 Cr2O3(S)，当Po2(平)=10 Pa时，反应温度为多33少？39、 计算1000 C时，a)压力分别为10 5Pa和1010Pa时Fe和O2反应吉布斯自由能变 化；b)平衡氧分压。40、 计算1100 C时反应MnO(s) COMn(s)CO2平衡常数。41、 对于反应 MnO(s) H2Mn(s)H2O(g)，什么温度下(H 2/ H 2O)(平) =104/1。42、已知:SiC(s)+O2(g)=SiO2(s)+C(s)G°841086 166.23T(J /

15、mol)2C(s)+O2(g)=2CO(g)G°223575 175.4T(J / mol)试分别计算当PcO=0.1MPa和0.035MPa时SiC能够抑制碳氧化的最高温度。43、已知高温下 MgO可以和C反应：MgO(s)+C(s) t Mg(g)+CO(g)当T=2000K时，PMg=10-0.906atm, Pco=1atm，此时有下列反应，求此时氧分压。2Mg (g)+O 2(g)=2MgO(s) G0=-1427470+387.1T(J)44、已知有 CaO(s)+H 2O(l) t Ca(OH)2(s)(1) G1°=-70.0+0.05T(kJ)CaO(s)

16、+H 2O(g)t Ca(OH) 2(s)(2) G2°=-106.8+0.14T(kJ) 计算水化开始温度。45、已知有 MgO(s)+H2O(l)tMg(OH)2(s)(1)MgO(s)+H2O(g) tCa(OH)2(s) (2) 计算水化开始温度。结果说明什么。46、比较 2000C 时 1atm 下 CaO、MgO、AI2O3、SiO2 的稳定性。47、计算分析 SiO2高温下的稳定性(T=1800K)。SiO2(s)=SiO(g)+1/2O 2(g)结果说明什么？48、金属钛能否还原 AI 2O 3?如能还原，需要什么条件？工业中能实现吗？49、已知 :4AI(I)+3C

17、(s)=AI 4C3(s)G01=-265000+95.06T (J/moI)2AI(I)+1.5O 2(g) = AI2O3(s)G02=-1574100+275.01T (J/moI) C(s)+0.5O2(g)=CO(g)G03= -114400-85.77T (J/moI)试问在2100C电熔温度下，能否用碳电极来生产电熔刚玉？50、 已知 1800K 时，fGA0IO1098484(J / moI) ； fGA0IN118909(J / moI) ；fGO020； fGN020；试问 AIN 陶瓷在 1800K 在空气中是否会发生氧化？51、 现代高炉冶炼基本原理是用焦炭还原铁矿石，

18、请根据附录5 氧势图分析确定 Fe3O4 及 FeO 和 C/CO 反应的温度。52、 已知 AI2O3(s)=2AI(I)+1.5O 2(g)Go1=1682900-323.24T (J/moI)AI(I)=AI 1%Go2= -126360-55.82T (J/moI)1.5O2(g)=3O 1% Go3= -351450-8.67T (J/moI)在1650C氧化铝坩埚中盛有含有Al为0.012%(质量分数)的铁液，试问在该铁液中氧含量是多少？53、分析AI4C3能否和水及水蒸气反应，计算结果说明什么？54、分析Al 2O3在H2中的稳定性？从标态和非标态两方面予以考虑。55、分析AI2O3在CO中的稳定性？从标态和非标态两方面予以考虑。56、分析Al 2O3在N2中的稳定性？从标态和非标态两方面予以考虑。57、 TiC 是常用的高温材料，试分析TiC 在空气中的稳定性。58、 TiN 是常用的高温材料，试分析TiN 在空气中的稳定性。59、分析 2000K 时 BN 在真空中的稳定性。60、分析 2000K 时 TiN 在真空中的稳定性。哪心仙的O)比旧#旳Q"(gWfOOj)