第1章化学热力学基础习题解答(二)

1、（）t的量值为（B )A. v QB. > QC.D.前述三种情况无法判断根据P69公式（i-i28）（呂-P= V,V Q,所以()tQ,cpi2.下面哪一个关系式是不正确的？（A.(Rp-SD )cGB. ()t =VC."AT) _U一汀 vT2第1章化学热力学基础（二）一、选择题（均为单选题，将正确选项填在各题后的括号内）8. 1 mol理想气体，从同一始态出发经过绝热可逆压缩和绝热不可逆压缩到系统压力相同的终态，终态的熵分别为Si和S2,则两者关系为（B ）A. Si =S2B.SivS2C.Si>S2D.Si>S2始终态相同时，不可逆过程的熵变大于可逆过

2、程9根据熵增加原理知，若从AS > 0判定过程一定是自发过程，那么该系统一定是（C ）A. 封闭系统B.绝热系统C.隔离系统D.敞开系统i0.关于偏摩尔量，下列叙述正确的是（ C ）A. 偏摩尔量是状态函数，其值与物质的数量有关B. 在多组分多相系统中不存在偏摩尔量C. 系统的强度性质没有偏摩尔量D. 偏摩尔量的值只能大于或等于零对封闭的单组分均相系统且WQ时，1#正确的应该是 'G T）1卽Jp2#、填空题（在以下各小题中画有”处填上答案）#热力学第二定律的经典表述之一为 不可能将热从低温物体转移到高温物体而#不留下其他变化，数学表达式为 _ dS兰 ,“”不可逆，“=”可逆。

3、T答克劳修斯说与开尔文说都算对，但要求“之一”答第一种说法即克劳修斯说更妥当一些。P485. 在隔离系统中进行的可逆过程AS=0 ;进行的不可逆过程 AS_> 0。6. 纯物质完美晶体0K时熵值为零。7. 理想气体混合物中组分B的化学势 卩b与温度T及组分B的分压Pb的关系是关系疋卩 b 一 7g,T) RTInPb其标准态选为温度为T,压力为p寸的纯理想三、是非题（下述各题中的说法是否正确？正确的在题后括号内画“V”,错误的画“X”）5. 100C、101325Pa时 H2O（I）变为 H2O（g），该过程的熵变为 0。（ X ）6. 一定量理想气体的熵只是温度的函数。（X ）7. 任

4、何一个偏摩尔量均是温度、压力和组成的函数。（V ）8. U）SVn（fi）是偏摩尔热力学能，不是化学势。（X ）% ，偏摩尔量是在恒定温度和恒定压力条件下，在恒S恒V下不是偏摩尔量。四、计算题及证明（推导）题8. 2 mol 27 C 20 dm3理想气体，在定温条件下膨胀到49.2 dm3,假定过程为：（i）可逆膨胀；（ii）自由膨胀；（iii）对抗恒外压为1.013 105Pa膨胀。计算各过程的 Wv、 Q、AU、 AH 和 ASo解：（i ） dT = 0/. U = H = 0Wv - -nRT lnTmol 8.314J mol，K 300K ln492V120=-4500J 二-4

5、.5kJQ - -W =4.5kJQ 4500JSsy'y T 300K=15J KJV2 或 SsnRlnV；i i 49 2i= 2mol 8.314J mol K In15J k20又 Psu =0W. =0Q=0 ：SSy =15J K J(iii)T dT =0又；psu =1.013 105Pa533Wv =-psu(V2 -VJ1.013 10 Pa (49.2 -20) 10 m一 2.95kJQ WV =2.95kJSsy =15J K1 19. 8 mol 某理想气体(Cp,m = 26.10 J K mol )由始态(400K , 0.20 MPa )分别经下列三

6、个不同过程变到该过程指定的终态，分别计算各过程的Wv、Q、AU、AH、S、AA和AG。过程I :定温可逆膨胀到 0.10 MPa;过程II :自由膨胀到 0.10 MPa； 过程III :定温下对抗恒外压 0.10 MPa膨胀到0.10 MPa。解：过程 I: T dT =0H =0WV - -nRTln 岂=nRT ln 山V1P1= 8mol 8.314J mol JK 4 400K ln 01 =-18.441kJ0.2q 二 _W =18.441kJ& Q 18441二S46.10J KT 400A f ；G = nRT ln 座二-18.441kJP1过程 II :dT =0

7、 U = ：H =05又Psu = 0WV =0 Q=0：S =18.441J K =A = .：G = - 18.441kJ过程 III : T dT =0 二 U = .：H = 0Wv PsuM -V1H-P2(nR-£RT-nRT(1-旦)P2P1P10.1=-8 8.314 400 (1)=-13.30kJ0.2Q = _W =13.30kJ空46.10J400 :A m ；G - -18.441kJ10. 1mol水蒸气在100C及101.325kPa下可逆地凝结为液体水，水的汽化热为2258 J g，假定水蒸气是理想气体，试计算此凝结过程的Wv、Q、AU、AH、AS&g

8、t;A 和 AG。解：H2O(g) 37；： H2O(l)日供二也 vaH%2258J g 汉 1 8g mO# 40.64JAol由于是可逆相变，所以G =0Qp f ；H =n VapHm =40. 6 4kJWVRT=1 8.314 373.15 = 3102J = 3.012kJU 二 QP WV =37.53kJQp3-40.64 10373.15= 108.9J K6又Psu = 0WV =0 Q=0#又Psu = 0WV =0 Q=0：A=WV =3.012kJ#11由Jf（T,p）出发证明（刁已片（和一1证明：由V二f（T,p），有dV=理 dT 理 dpm，t令 dv =0 贝r 空）dT + 岂）dp = 0 T P乙 P T给两边同乘以cHeV12试推导下式：（）t -V -T（ ）p:p:T证明：由dH =TdS VdP,在定T下两边同除以dp得（竺丁 =+V和3Pyr将麦氏关系式oS= _i刃i代入得（翌）T =V -T（¥）p 证毕:p汀H13试从热力学基本方程出发，证明理想气体（）T =0。£P证明：由dH二TdS VdP,在定T下两边同除以dp8得(M)t =T +V将麦氏关系式9#-T(寻）#nRT在恒压下，对V两边求T的偏导得P -nR，将此式代入上式得（主）