物理化學第三章習題答案

1、將1mol雙原子理想氣體從298K、100kPa的始態(tài)，恒熵壓縮到體積為5dm3，求終態(tài)溫度及過程的Q、W、U、H、S。,解：,2. 將298.15K、100kPa的0.1mol的雙原子理想氣體絕熱不可逆壓縮至150kPa，測得此過程系統(tǒng)得功502J，求終態(tài)溫度T2及該過程的 Q、U、H、S系統(tǒng)、S環(huán)境和S隔離。,解：,3. 1mol O2，始態(tài)為300K 和 1013.25kPa，經過恒溫可逆膨脹至終態(tài)壓力為101.325 kPa。試計算該過程的W、Q、U、H、S。,解：,4. 10mol H2(理想氣體)，從始態(tài)298.15K、50 kPa絕熱可逆地壓縮到100 kPa，計算該過程的Q、W

2、、U、H、S、A和G 。巳知 (298.15K) = 130.59 JK-1mol-1 。,解：,5. 將298.15 K， 下的 1dm3 O2絕熱壓縮到 5 ，耗費功 502 J。求終態(tài)的T2和S2以及過程的U、H、S 和G。已知 (O2,298.15 K) = 205.14 JK1mol-1， Cp,m (O2) = 29.29 JK-1mol-1 。,61mol某雙原子理想氣體，從300K、p等溫可逆壓縮到10p， 計算該過程的Q、W、U、H、S、A和G。,300K，100 kPa,300K，1000kPa,7.10 mol 過冷水在 -10 ，101.325 kPa下結冰。 已知：

3、Cp,m(s) = 37.20 Jmol1K1, Cp,m(l) = 76.28Jmol1K1 . 求：Q 、S 、G.,8. 1 mol液體水于298.15K，101.325 kPa下蒸發(fā)為水蒸氣， 試計算此過程的W、Q、U、H、S及 G， 并判斷此過程能否自發(fā)進行.已知在298.15K、3.167 kPa 下水的vapHm（298.15K）= 43.76kJmol-1,根據(jù)吉布斯函數(shù)判據(jù)，過程不可自發(fā)進行。,9. 通過設計過程求1mol H2O(g)在25平衡壓力下凝結為 液態(tài)水的過程的H、S 和G。已知25下，水的飽和蒸氣壓為3.167kPa；在100下水的vapHm = 40.63 k

4、Jmol-1， Cp,m= 75.30 JK-1mol-1 ，Cp,m（g）= 33.50 JK-1mol-1。,10. 298.15K和p下進行的相變：H2O（l） H2O（g） 計算相變的G，并判斷能否自動進行。 已知H2O（l）在298.15K時飽和蒸氣壓為3.168kPa， H2O（l）的摩爾體積為 18.02 mL/mol 。,根據(jù)吉布斯函數(shù)判據(jù)，不可自發(fā)進行。,11.已知苯在101.325 kPa 下的熔點為5 ，在此條件下的摩爾熔化焓 ， Cp,m(s) = 122.59 Jmol1K1, Cp,m(l) = 126.78Jmol1K1 求在101.325 kPa ，-5 下1

5、mol 過冷苯凝固為固體苯的S 和G 。,12. 在400K、標準壓力下，理想氣體間進行下列 恒溫、恒壓化學反應：A（g）+ 2B（g） 3C（g）+ D（g） 求進行1mol上述反應的rGm已知25數(shù)據(jù)如下：,13353.25K、101.325kPa的1mol苯放入一密閉的真空容器中，最終蒸發(fā)為同溫同壓的苯蒸氣。（設該容器放在溫度恒定在353.25K的極大恒溫槽內）已知苯（l）在353.25K、101.325kPa下的摩爾蒸發(fā)焓為30.77kJmol-1. （1）計算該過程W、Q、U、S和G。 （2）S、G 兩個判據(jù)中， 何者可以作為上述過程是否自發(fā)進行的判據(jù)。 請計算出具體數(shù)值來說明。,（

6、2）非恒壓過程，所以只能用S判據(jù),1.在100和25之間工作的熱機，其最大效率為（ ） A.100% B.75% C.25% D.20%,2.當理想氣體在等溫(500K)下進行膨脹時， 求得體系的熵變S = l0 JK-1， 若該變化中所做的功僅為相同終態(tài)最大功的1/10， 該變化中從熱源吸熱（ ） A.5000 J B.500 J C.50 J D. 100 J,D,B,3.正常沸點時，液體蒸發(fā)為氣體的過程中（ ） A.S=0 B. G=0 C.H=0 D. U=0,4. 一定量的理想氣體經絕熱可逆膨脹后， 下列各量正確的是( ) AQ 0 BW 0 CS=0 DH=0,5.理想氣體由始態(tài)經

7、過絕熱自由膨脹至終態(tài), 其以下各量變化正確的是( ) A. Q 0 B. S=0 C. W 0 D. U =0,B,C,D,6.若系統(tǒng)經歷一任意的不可逆過程，則該系統(tǒng)的熵變S( ) A一定大于零 B 一定小于零 C一定等于零 D 可能大于零也可能小于零,7.若在隔離系統(tǒng)中發(fā)生一任意的不可逆過程后則該系統(tǒng)的 熵變S( )。 A一定大于零 B一定小于零 C一定等于零 D可能大于零也可能小于零,D,A,8.理想氣體由始態(tài)經過絕熱可逆膨脹至終態(tài),其以下 各量變化正確的是( ) Q 0 B .S =0 C. W 0 D. U =0,B,9.封閉系統(tǒng)中，非體積功為零，且在恒溫、恒壓下， 化學反應進行了1m

8、ol的反應進度時，一定可以用來計算 系統(tǒng)熵變rSm的公式為（ ） A. B. C. D.,C,10. H2和O2在絕熱鋼瓶中生成水的過程（ ） A.H = 0 B. U = 0 C. S = 0 D. G = 0,B,11.下列函數(shù)中為強度性質的是（ ） A. T B. CV C. G D. S,A,12.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)達到同一終態(tài)。 B.從同一始態(tài)出發(fā)，不可能達到同一終態(tài)。 C.不能斷定A.、B.中哪一種正確。 D.可以達到同一終態(tài)，視絕熱膨脹還是絕熱壓縮而定,13.恒溫恒壓下，一定量純物質由氣態(tài)變成液態(tài)， 則系統(tǒng)和環(huán)境的熵變?yōu)椋海?） B.

9、 C. D.,B,B,15.理想氣體卡諾循環(huán)的圖為下列四種情況中的哪一種? ( ),C,C,14.某一化學反應，已知其 ，則該反應的 的數(shù)值 隨溫度的升高而( ) A 升高 B 減少 C 不變 D不能肯定,16.在101.325kPa下，90的液態(tài)水汽化為90的水蒸氣， 系統(tǒng)的熵變將 ( ) A.S0 B.S0 C.S=0 D.難以確定,17.理想氣體經歷恒溫自由膨脹，以下各量變化錯誤的是（ ） A.H = 0 B.U 0 C.S 0 D.G 0,A,B,18.理想氣體等溫過程的A（ ） G B.G C. =G D.不確定,C,19.吉布斯函數(shù)判據(jù)可以寫作( ) A. 0 B. 0 C. 0

10、D. 0,B,20.克勞修斯-克拉佩龍方程可用于( ) A.固-氣及液-氣兩相平衡 B.固-液兩相平衡 C.固-固兩相平衡 D.任意兩相平衡,A,C,21下列關系式中不需要理想氣體假設的是（ ） A. B. C.對恒壓過程：H = U + pV D.對絕熱可逆過程：,1.熱力學基本方程dG= 。,2.一定量的理想氣體，恒溫自由膨脹后S 0 。,3.1mol單原子理想氣體從始態(tài)體積V1開始， 經歷絕熱可逆膨脹過程后體積變至10V1， 則過程的S= J/K。,4.亥姆霍茲函數(shù)判據(jù)的條件為 。,6.1mol理想氣體在恒溫條件下，體積由V膨脹至2V， 該過程的W 0，H 0，S 0，G 0。 （選填：、=、）,7.在T1和T2兩熱源間工作的可逆熱機效率 = .（T1T2）,5.吉布斯函數(shù)判據(jù)dG0適用的條件為 。,