物理化学第三章习题答案

将1mol双原子理想气体从298K、100kPa的始态，恒熵压缩到体积为5dm3，求终态温度及过程的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS。解：T2，5dm3298K，100kPa第一页，共31页。2.将298.15K、100kPa的0.1mol的双原子理想气体绝热不可逆压缩至150kPa，测得此过程系统得功502J，求终态温度T2及该过程的Q、ΔU、ΔH、ΔS系统、ΔS环境和ΔS隔离。T2，150kPa298.15K，100kPa解：第二页，共31页。3.1molO2，始态为300K和1013.25kPa，经过恒温可逆膨胀至终态压力为101.325kPa。试计算该过程的W、Q、ΔU、ΔH、ΔS。300K，1013.25kPa300K，101.325kPa解：第三页，共31页。4.10molH2(理想气体)，从始态298.15K、50kPa绝热可逆地压缩到100kPa，计算该过程的Q、W、∆U、∆H、∆S、∆A和∆G。巳知(298.15K)=130.59J·K-1·mol-1。298.15K，50kPaT2，100kPa解：第四页，共31页。298.15K，100kPa298.15K，50kPa第五页，共31页。T2，500kPa298.15K，100kPa5.将298.15K，下的1dm3O2绝热压缩到5，耗费功502J。求终态的T2和S2以及过程的ΔU、ΔH、ΔS和ΔG。已知(O2,298.15K)=205.14J·K1·mol-1，Cp,m

(O2)=29.29J·K-1·mol-1。第六页，共31页。6．1mol某双原子理想气体，从300K、pθ等温可逆压缩到10pθ，计算该过程的Q、W、∆U、∆H、∆S、∆A和∆G。300K，100kPa300K，1000kPa第七页，共31页。7.10mol过冷水在-10℃，101.325kPa下结冰。已知：

Cp,m(s)=37.20Jmol–1K–1,Cp,m(l)=76.28Jmol–1K–1.求：Q、

S、

G.第八页，共31页。第九页，共31页。8.1mol液体水于298.15K，101.325kPa下蒸发为水蒸气，试计算此过程的W、Q、∆U、∆H、∆S及∆G，并判断此过程能否自发进行.已知在298.15K、3.167kPa下水的ΔvapHm（298.15K）=43.76kJ·mol-1第十页，共31页。根据吉布斯函数判据，过程不可自发进行。第十一页，共31页。9.通过设计过程求1molH2O(g)在25℃平衡压力下凝结为液态水的过程的∆H、∆S和∆G。已知25℃下，水的饱和蒸气压为3.167kPa；在100℃下水的ΔvapHm=40.63kJ·mol-1，Cp,m⑴=75.30J·K-1·mol-1，Cp,m（g）=33.50J·K-1·mol-1。第十二页，共31页。第十三页，共31页。10.298.15K和pθ下进行的相变：H2O（l）→H2O（g）计算相变的ΔG，并判断能否自动进行。已知H2O（l）在298.15K时饱和蒸气压为3.168kPa，H2O（l）的摩尔体积为18.02mL/mol。1molH2O(l)298.15K,100kPa1molH2O(g)298.15K,100kPa不可逆相变1molH2O(l)298.15K,3.168kPa1molH2O(g)298.15K,3.168kPa可逆相变根据吉布斯函数判据，不可自发进行。第十四页，共31页。11.已知苯在101.325kPa下的熔点为5℃，在此条件下的摩尔熔化焓，Cp,m(s)=122.59Jmol–1K–1,Cp,m(l)=126.78Jmol–1K–1

求在101.325kPa，-5℃下1mol过冷苯凝固为固体苯的

S

和

G

。

第十五页，共31页。第十六页，共31页。12.在400K、标准压力下，理想气体间进行下列恒温、恒压化学反应：A（g）+2B（g）→3C（g）+D（g）求进行1mol上述反应的ΔrGmθ已知25℃数据如下：ABCDΔfHmθ/kJ·mol−10-40-300Cp,m/J·mol−1·K-110502025

/J·mol−1·K-120703040第十七页，共31页。第十八页，共31页。13．353.25K、101.325kPa的1mol苯放入一密闭的真空容器中，最终蒸发为同温同压的苯蒸气。（设该容器放在温度恒定在353.25K的极大恒温槽内）已知苯（l）在353.25K、101.325kPa下的摩尔蒸发焓为30.77kJ·mol-1.（1）计算该过程W、Q、∆U、∆S和∆G。（2）S、G两个判据中，何者可以作为上述过程是否自发进行的判据。请计算出具体数值来说明。可逆第十九页，共31页。（2）非恒压过程，所以只能用S判据第二十页，共31页。1.在100℃和25℃之间工作的热机，其最大效率为（）A.100%B.75%C.25%D.20%2.当理想气体在等温(500K)下进行膨胀时，求得体系的熵变∆S=l0J·K-1，若该变化中所做的功仅为相同终态最大功的1/10，该变化中从热源吸热（）A.5000JB.500JC.50JD.100JDB第二十一页，共31页。3.正常沸点时，液体蒸发为气体的过程中（）A.ΔS=0B.ΔG=0C.ΔH=0D.ΔU=04.一定量的理想气体经绝热可逆膨胀后，下列各量正确的是()

A．Q>0B．W>0C．ΔS=0D．ΔH=05.理想气体由始态经过绝热自由膨胀至终态,其以下各量变化正确的是()A.Q>0B.ΔS=0C.W>0D.ΔU=0BCD第二十二页，共31页。6.若系统经历一任意的不可逆过程，则该系统的熵变ΔS()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.若在隔离系统中发生一任意的不可逆过程后则该系统的熵变ΔS()。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DA8.理想气体由始态经过绝热可逆膨胀至终态,其以下各量变化正确的是()Q>0B.ΔS=0C.W>0D.ΔU=0B第二十三页，共31页。9.封闭系统中，非体积功为零，且在恒温、恒压下，化学反应进行了1mol的反应进度时，一定可以用来计算系统熵变△rSm的公式为（）A.B.C.D.C10.H2和O2在绝热钢瓶中生成水的过程（）A.ΔH=0B.ΔU=0C.ΔS=0D.ΔG=0B11.下列函数中为强度性质的是（）A.TB.CVC.GD.S

A第二十四页，共31页。12.理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程（）A.可以从同一始态出发达到同一终态。B.从同一始态出发，不可能达到同一终态。C.不能断定A.、B.中哪一种正确。D.可以达到同一终态，视绝热膨胀还是绝热压缩而定13.恒温恒压下，一定量纯物质由气态变成液态，则系统和环境的熵变为：（）B.C.D.BB第二十五页，共31页。15.理想气体卡诺循环的图为下列四种情况中的哪一种?()

CC14.某一化学反应，已知其，则该反应的的数值随温度的升高而()A升高B减少C不变D不能肯定第二十六页，共31页。16.在101.325kPa下，90℃的液态水汽化为90℃的水蒸气，系统的熵变将()A.ΔS>0B.ΔS<0C.ΔS=0D.难以确定17.理想气体经历恒温自由膨胀，以下各量变化错误的是（）A.ΔH=0B.ΔU>0C.ΔS＞0D.ΔG＜0AB18.理想气体等温过程的ΔA（）>ΔGB.<ΔGC.=ΔGD.不确定C19.吉布斯函数判据可以写作()A.≤0B.≤0C.≥0D.≥0B第二十七页，共31页。20.克劳修斯-克拉佩龙方程可用于()A.固-气及液-气两相平衡B.固-液两相平衡C.固-固两相平衡D.任意两相平衡AC21．下列关系式中不需要理想气体假设的是（）A.B.C.对恒压过程：ΔH=ΔU+pΔV

D.对绝热可逆过程：第二十八页，共31页。1.热力学基本方程dG=

。2.一定量的理想气体，恒温自由膨胀后ΔS

0。3.1mol单原子理想气体从始态体积V1开始，经历绝热可逆膨胀过程后体积变至10V1，则过程的ΔS=

J/K。4.亥姆霍兹函数判据的条件为

。6.1mol理想气体在恒温条件下，体积由V膨胀至2V，该过程的W

0，ΔH

0，ΔS

0，ΔG

0。（选填：＞、=、＜、、）7.在T1和T2两热源间工作的可逆热机效率η=

.（T1＞T2）