武科大物理化学第三章习题答案.ppt

3.1热力学第二定律 1. 选择题 （1） c; （2）d 2. 不一定，如电解水过程。 3.3 熵与克劳修斯不等式 1.判断下列过程熵的变化情况 1）熵增; 2）熵减; 3）熵增; 4）熵减; （5） 熵增。 2. 选择题 （1）b 3. 简答题 （1）绝热可逆过程的熵变等于零，绝热不可逆膨胀过 程的熵变大于零，绝热不可逆压缩过程的熵变大于零 。 （2）不能，因为绝热不可逆过程熵变大于零，绝热可 逆过程熵变等于零。 3.4 熵变的计算 1. 简答题 在一绝热恒容箱内，有一绝热板将其分成两部分，隔板两边 各有 1mol N2，其状态分别为 298K、p与 298K、10p，若以 全部气体为体系，抽去隔板后，则Q、W、U、H、S中 ，哪些为零？ 2.(天大教材p145，习题 3.15) 5 mol单原子理想气体，从始态 300 K，50 kPa 先绝热可逆压缩至100 kPa，再恒压冷却至体积为85dm3的末态。求整个 过程的Q，W，U，H及S。 3.（天大教材p144，习题3.10 ） 1mol理想气体在T=300K下， 从始态100KPa 到下列各过程，求Q、S及Siso 。 （1） 可逆膨胀到压力50Kpa； （2） 反抗恒定外压50Kpa，不可逆膨胀至平衡态； （3） 向真空自由膨胀至原体积的2倍。 4. （天大教材p146，习题3.21）绝热恒容容器中有一绝热耐压隔板，隔 板一侧为2mol的200K，50dm3的单原子理想气体A，另一侧为3mol的 400K，100dm3的双原子理想气体B。今将容器中的绝热隔板撤去，气 体A与气体B混合达到平衡态，求过程的S。 绝热绝热 恒容 混合过程，Q = 0, W = 0 U = 0 T2 = 342.86K 5. （天大教材p145，习题3.19） 常压下将100 g，27的水与 200 g，72的水在绝热容器中混合，求最终水温t及过程的 熵变。已知水的比定压热容Cp=4.184 Jg-1K-1。 6. 常压下冰的熔点为0，比熔化焓fush=333.3 Jg-1，水的比定压热容 Cp=4.184 Jg-1 K-1。在一绝热容器中有1 kg，25的水，现向容器中加入 0.5 kg，0的冰。求系统达到平衡后，过程的S。 解：将过程看作恒压绝热过程 3.5 热力学第三定律和化学变化过程熵变的计算 3.6 亥姆赫兹函数和吉布斯函数 1. 简答题 （1）（a） (b) (c) (d) (e) 2. 选择题 （1）A; (2) B 3. 10mol双原子理想气体，在298K、1atm时绝热可逆压缩到 10atm，计算该过程的Q、W、 U 、H、S、A和G 。已知Sm，l（298K）= 130.59JK-1mol-1。 解：双原子分子 = 7/5 4. （天大教材p148，习题3.36） 已知在101.325 kPa下，水的沸点为100 C，其比 蒸发焓vaph = 2257.4kJkg-1 。已知液态水和水蒸气在100 120 C范围内的 平均比定压热容分 别Cp(H2O,l)=4.224kJkg-1 K-1 为及Cp(H2O,g) = 2.033kJkg-1 K-1 。今有101.325 kPa下120 C的1 kg过热水变成同样温度、压 力下的水蒸气。设计可逆途径，并按可逆途径分别求过程的S及G。 5. （天大教材p148，习题3.40）已知化学反应CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) ： 1）利用附录中各物质的数据 ，求上述反应在25 C时的 ； 2）利用附录中各物质的标准摩尔生成吉布斯函数数据，计算上述反应在25 C时的标准摩尔反应吉布斯函数变的数据； 解： 3.8 热力学基本方程式及麦克斯韦关系式 1. 选择题 （1）b （2）c 2. 简答题 （1）不是 dG = SdT + VdP 只适用于W=0的可逆过程 ，或者W=0的单相恒组成封闭系统。 3. （天大教材p149，习题3.42） 求证 ： (2) 对理想气体 3.9 热力学第二定律在单组分系统相平衡中的应用 1. 简答题 （1）水 （2） 2. （天大教材p150，习题3.43 ） 已知水在77时的饱和蒸气压为41.891 kPa。水在101.325 kPa下的正常沸点为100。求 ： （a