期中考試試卷分析.

1、選擇題C 爆炸反應(yīng)速率快，體系與環(huán)境間來不及傳熱。A 爆炸可看做絕熱自發(fā)過程，可用熵判據(jù)。G判據(jù)用于等溫、等壓，不做非體積功的過程，A判據(jù)用于等溫、等容，不做非體積功的過程。D 孤立體系無物質(zhì)和能量交換，熱、功為零，由熱一可知U=0，H=U+(pV)， （pV）不確定 。d() d() dpTHHHTpTp( , )HH T p經(jīng)過焦-湯過程后，dH=0，故對(duì)于等焓過程有： 改寫成偏微商形式，則A 觀察偏微商均為H與T，p關(guān)系，且H不變，顯然應(yīng)將H看做T,p的函數(shù)，且考慮節(jié)流過程。節(jié)流（等焓）過程有B，該公式適用于封閉體系，不做非體積功的等壓過程，證明見課件D，該公式適用于封閉體系，是定義式，

2、式中各熱力學(xué)變量都是體系的性質(zhì)，如是多組分體系則為體系的總焓，壓力是總壓。C，A顯然不對(duì)，從始態(tài)到某終態(tài)，這是同一個(gè)過程，顯然可有不同途徑，如氣體真空膨脹和等溫膨脹。B不可逆途徑體系可以復(fù)原的，借助人為外力即可，比如膨脹后的壓縮。C，這個(gè)正確，不可逆途徑發(fā)生逆轉(zhuǎn)不可能不留下痕跡，即環(huán)境不可復(fù)原。D，如B體系可以復(fù)原。B，可逆過程的熵變等于可逆熱溫商積分值，不可逆過程可設(shè)計(jì)可逆過程用可逆熱溫商積分值求。不論過程可逆與否均為B。A 恒熱力學(xué)能，恒容可視為孤立體系，孤立體系平衡判據(jù)選A。B是節(jié)流膨脹，G判據(jù)用于等溫、等壓，不做非體積功的過程，A判據(jù)用于等溫、等容，不做非體積功的過程。B 理想氣體絕熱

3、Q=0，W=U=Cv（T2-T1），C和D可由絕熱可逆過程推導(dǎo)出過程的功。只有B是錯(cuò)誤的。C 理想氣體Cv=Cp-nR，理想氣體dU=CvdT，當(dāng)然理想氣體可逆絕熱膨脹也可用。實(shí)際氣體等容過程可用，A不對(duì)。B中如果不攪拌，等容，不做非體積功，可用。D中等容不做非體積功，但有化學(xué)熱。D 絕熱Q=0，自由膨脹W=0，U=Q+W=0，H=U+ (pV)， （pV）不確定 。D 理想氣體恒溫U=H=0 ， 0 。由導(dǎo)出關(guān)系式 0 ,等溫膨脹A降低。盡管H=0Q ，熱容 未必等于零。dQCTB，絕熱，恒容，熱、功為零，U=0，H=U+(pV)， 反應(yīng)后氣體分子數(shù)增大，放熱，溫度升高，等容壓力增大（pV）

4、=Vp0。B，H=U+ngRT，ng=2-30。而循環(huán)過程，體系的任何熱力學(xué)函數(shù)變化值為0，所以 S環(huán)0。D 等溫、可逆過程中，體系對(duì)外作的功最大且等于體系亥姆霍茲自由能的減少值，-A=W。D 體系經(jīng)歷等溫、等壓過程。對(duì)于后一個(gè)可逆反應(yīng)S=Q/T =6000J/300K，而兩個(gè)反應(yīng)具有相同的始態(tài)和終態(tài)，熵變相等。B 根據(jù)導(dǎo)出關(guān)系 。0K時(shí)S=0，從0K到任何溫度都是升溫過程，體系吸熱，熵變0，S= ST-S0K0，所以對(duì)于任何物質(zhì)S總是大于0。()()VpSAGTT D 公式為導(dǎo)出關(guān)系，而導(dǎo)出關(guān)系式適用于任何熱力學(xué)平衡態(tài)。B 熵判據(jù)適合孤立體系，將體系和環(huán)境看做孤立體系， S總=S環(huán)+S體。吉

5、布斯自由能判據(jù)適用于等溫等壓過程。還可進(jìn)一步思考如下：可設(shè)計(jì)373.15K、101325Pa水可逆蒸發(fā)為水蒸氣，這過程熵變與向真空蒸發(fā)一樣=H/T0，H=U+(pV) =U+(pV)氣-(pV)水，U0，自發(fā)過程。D 偏微商是S不變，可看做是絕熱可逆體系，根據(jù)理想氣體絕熱可逆方程式：p1-T=K，然后用這個(gè)公式，T對(duì)p求導(dǎo)，可得結(jié)果。A 均為理想氣體標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，只不過后者是假想態(tài)：溫度為T，標(biāo)準(zhǔn)壓力時(shí)假設(shè)具有理想氣體性質(zhì)的這個(gè)假想態(tài)下的化學(xué)勢(shì)。BBB( , )( ,)lnpT pT pRTp$A 等溫等壓不做非體積功，自發(fā)過程G0，水會(huì)從化學(xué)勢(shì)高向低遷移。硅膠吸水自發(fā)，所以自由水分子化學(xué)勢(shì)高。當(dāng)然

6、，此題如達(dá)到吸附平衡則二者化學(xué)勢(shì)相等。但題目只是強(qiáng)調(diào)硅膠能強(qiáng)吸水現(xiàn)象，并未指明達(dá)到吸附平衡。D 偏摩爾量定義：等溫等壓其他組分組成不變，容量性質(zhì)對(duì)該組分物質(zhì)量的偏微商，A中化學(xué)勢(shì)是強(qiáng)度性質(zhì)。D 不論用什么參考態(tài)，化學(xué)勢(shì)都是一樣的，不同的濃標(biāo)，標(biāo)準(zhǔn)態(tài)化學(xué)勢(shì)不同。D 見課件推導(dǎo)結(jié)果。B Gibbs-Duhem公式D 四個(gè)性質(zhì)中，滲透壓的數(shù)值最大，容易測(cè)量得到準(zhǔn)確值，靈敏度高。其他數(shù)值很小，不容易測(cè)出。C 活度是對(duì)偏離拉烏爾定律的修正定義的：pA= pA*xA= pA*aA ， aA=xA， pA=pyA 見課件蒸汽壓法測(cè)活度系數(shù)。熱平衡、力學(xué)平衡、相平衡、化學(xué)平衡。見課件, 273K標(biāo)準(zhǔn)壓力下，水

7、處于固、液平衡，水凝結(jié)成冰放熱。Hm=Hm(s)-Hm(l)=Qp0, Hm(s)水的Vm(l)，Q0,但后者的絕對(duì)值遠(yuǎn)小于前者， Um(s)Um(l). G=A+pV, G=A+(pV), (pV) =(pV)2-(pV)1= ngRT=-0.5RT0, GA; H=U+(pV), H00，自發(fā)不可逆過程。近似等于0。這是水的等溫變壓過程由于水的體積隨溫度的變化率很小，積分值近似等于0. = 理想氣體化學(xué)勢(shì)表達(dá)式：所以高壓時(shí)化學(xué)勢(shì)大，但標(biāo)準(zhǔn)態(tài)化學(xué)勢(shì)都是不變的，均為T時(shí)標(biāo)準(zhǔn)壓力下1mol理想氣體的化學(xué)勢(shì)。( , )( ,)lnpT pT pRTp$0.01mol dm-3，22298Pa與純水

8、相比1=c1RT，2=c2RT， 兩溶液達(dá)到滲透平衡，需施加壓力=cRT 解題分析解題分析 過程是在等壓、等溫發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。無論是物理變化還是化學(xué)變化，將體系看成一個(gè)整體，體系的體積功dW= pdV，等壓下，積分后W=pV = p(V2V1) = p(V氣體+V液體) 2(V氣體+V液體) 1 = （p2V2g p1V1g）=n2gRT-n1gRT = ngRT,盡管題目未給出壓力，但這種過程功的大小與壓力大小無關(guān)。W = p(V2 V1)V1 = n1RT/p = 3RT/pV2= n2RT/p = 2RT/pW = p(2RT/p 3RT/p) = (2 3) RT= RT = 8.31

9、4298.2 J = 2479 J C2H5OH(l) + 3O2(g) 2CO2(g) + 3H2O(l) 解：【解題思路】此題，在恒溫槽和定容容器中，體系始態(tài)、終態(tài)溫度壓力都相同，且是確定的：373K、100dm-3，在這種情況下水要蒸發(fā)，根據(jù)水的氣液平衡條件，終態(tài)壓力不可能大于標(biāo)壓，可以小于或等于標(biāo)壓：在100 C、標(biāo)壓下水達(dá)到氣液平衡；若終態(tài)壓力小于標(biāo)壓，水只能以水蒸氣存在；若終態(tài)壓力大于標(biāo)壓，則水不可能蒸發(fā)（終態(tài)壓力不可能大于標(biāo)壓）。 100 C、101325pa時(shí)1mol水，氣化后終態(tài)溫度為100 C（恒溫槽溫度），設(shè)壓力為101325pa（可計(jì)算出體積，30.62 dm3），若體

10、系容積剛好也為30.62 dm3則此時(shí)一定是氣液平衡，水剛好可以完全氣化，終態(tài)為100 C、101325pa和30.62 dm3的水蒸氣； 若容積V30.62 dm3，（實(shí)際的空間體積為100 dm3，屬于此種情形），體系溫度為100 C，則完全氣化后，壓力還會(huì)降低（可求出p= 31023.7 Pa），此時(shí)外壓小于水的蒸汽壓，氣化是自發(fā)的，這時(shí)的狀態(tài)為100 C，31023.7pa，100 dm3的水蒸氣。 綜上，實(shí)際情況是液體水在100 C和101325pa，向體積為100 dm3的真空蒸發(fā)，后達(dá)到的終態(tài)為100 C，31023.7pa，100 dm3的水蒸氣。 設(shè)計(jì)過程：1mol液態(tài)水10

11、0 C、101325pa在平衡狀態(tài)下汽化為100 C、101325pa、30.62 dm3的水蒸氣，然后等溫向真空膨脹到100 C，31023.7pa，100 dm3的水蒸氣。 注意：若原容器不是真空，則必須給出容器始態(tài)壓力。如，始態(tài)容器壓力為101325pa，溫度100 C體積100 dm3，終態(tài)溫度100 C，體積等容100 dm3，壓力為101325pa，此時(shí)剛剛建立水的氣液平衡，僅有趨近于零的水蒸發(fā)。若無始態(tài)容器壓力，則此題無解。解： 首先判斷水是否全部氣化，在101325 Pa、1 mol 水全部氣化應(yīng)占體積：V = 8.314373.15 m3/101325 = 30.62 dm3

12、或在恒容下，1 mol水全部氣化后的壓力： p = 8.314373.15 Pa/100103 = 31023.7 Pa 體積和壓力均小于始態(tài)，表明能全部氣化，末態(tài)壓力應(yīng)為31023.7Pa。選擇整個(gè)容器為系統(tǒng)，設(shè)計(jì)以下過程： 過程1，可逆相變，H1=40.59kJ，過程2恒溫變化， H2=40.59kJ， H=H1+ H2=40.59kJ 過程2，等溫變化，U2=0，U=U1+U2= H1-(pV)1= H1-RT =40.59-8.314*373.15=37.49kJ 計(jì)算功和熱不能用設(shè)計(jì)的過程，因?yàn)楣蜔岵粌H與狀態(tài)有關(guān)還與途徑有關(guān)，只能按真實(shí)途徑計(jì)算。 因?yàn)槭嵌ㄈ葸^程V=0，W=0 Q=

13、 U=37.49kJ S=S1+ S2過程1等溫可逆相變：S1= H1/T, 過程2等溫變壓過程，S2= nRln(p2/p1)S=S1+ S2=118.62J/KA=U-TS= -6.773kJG=H-TS= -3.673kJ=0固、氣平衡，則由此可求出氣態(tài)碘的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)化學(xué)勢(shì)。 碘溶解在水或四氯化碳的化學(xué)勢(shì)，不能通過下面推導(dǎo)方法： 這是因?yàn)椋鲜街挥性谌芤哼_(dá)到飽和時(shí)才成立，顯然溶液中碘未飽和時(shí)，上式就不成立了。溶液中碘會(huì)揮發(fā)到氣相，對(duì)于任意濃度下（溶解度不大），溶質(zhì)符合亨利定律，即氣相中碘的平衡分壓正比于溶液中碘的濃度。氣相中碘的化學(xué)勢(shì)等于溶液中碘的化學(xué)勢(shì)，將氣體看做理想氣體，推出溶液中碘的化學(xué)勢(shì)。 根據(jù)題目，溶液中的碘的化學(xué)勢(shì)等于零，然后利用亨利定律求出kx，可求標(biāo)準(zhǔn)態(tài)化學(xué)勢(shì)。由于參考態(tài)選擇不同，也可以計(jì)算*作為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)。兩種計(jì)算都得分。 此外，可以用不同濃度計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)態(tài)化學(xué)勢(shì)，結(jié)果對(duì)得分。解題思路A、B兩蒸氣混合，氣相組成yA=0.4，yB=0.6, 加壓發(fā)生液化，建立氣液平衡，但因A、B兩液體蒸汽壓不同，顯然氣、液兩相組成不同。設(shè)液相組成為xA和xB，拉烏爾定律：pA=pA*xA, pB=pB*xB,道爾頓分壓定律：p=pA+pB，pA=pyA，pB=pyB.p=pA+pB=pA