发布时间 : 星期四 文章热力学定律习题（修改版）更新完毕开始阅读42a2080b4a7302768e99395e
10.对于孤立系统中发生的实际过程，下列各式中不正确的是： ( )
(A) W = 0 (B) Q = 0 (C) ΔS > 0 (D) ΔH = 0 11.101?325 kPa，-5℃ 时，H2O(s) ???H2O(l)，其系统熵变：
( )
(A) ΔfusS体系 ＞ 0 (B) ΔfusS体系 ＜ 0 (C) ΔfusS体系 ≤ 0 (D) ΔfusS体系 ＝ 0 12.大多数物质的液体在正常沸点时的摩尔气化熵为： ( ) (A) 20 J·K-1·mol-1 (B) 25 J·K-1·mol-1 (C) 88 J·K-1·mol-1 (D) 175 J·K-1·mol-1 13.理想气体在等温条件下反抗恒定外压膨胀，该变化过程中系统的熵变?S体及环境的熵变
?S环应为： （ ）
(A) ?S体>0，?S环=0 （B） ?S体<0，?S环=0 (C) ?S体>0，?S环<0 （D） ?S体<0，?S环>0
14.物质的量为n的理想气体从T1, p1, V1变化到T2, p2, V2，下列哪个公式不适用 (设CV, m 为常数)？( ) (A) ΔS = nCp, m ln(T1/T2) + nRln(p2/p1) (B) ΔS = nCV, m ln(p2/p1) + nCp,m ln(V2/V1) (C) ΔS = nCV, m ln(T2/T1) + nRln(V2/V1) (D) ΔS = nCp, m ln(T2/T1) + nRln(p1/p2)
15.在p?，273.15 K下水凝结为冰，判断系统系的下列热力学量中何者一定为零？ ( )
(A) ΔU (B) ΔH (C) ΔS (D) ΔG 16.p?，100℃下，1mol H2O(l)与 100℃大热源接触，使水在真空容器中汽化为 101.325 kPa 的H2O(g)，设此过程的功为W，吸热为Q，终态压力为p，体积为V，用它们分别表示ΔU，ΔH，ΔS，ΔG，ΔF，下列答案哪个是正确的？ ( )
17.已知某可逆反应的 (?ΔrHm/?T)p= 0，则当反应温度降低时其熵变ΔrSm： ( )
(A) 减小 (B) 增大 (C) 不变 (D) 难以判断 18. 纯液体苯在其正常沸点等温汽化，则： ( ) (A) ΔvapU?=ΔvapH?，ΔvapF?=ΔvapG?，ΔvapS?> 0 (B) ΔvapU?<ΔvapH?，ΔvapF?<ΔvapG?，ΔvapS?> 0 (C) ΔvapU?>ΔvapH?，ΔvapF?>ΔvapG?，ΔvapS?< 0 (D) ΔvapU?<ΔvapH?，ΔvapF?<ΔvapG?，ΔvapS?< 0
19.下列四个偏微熵中哪个既是偏摩尔量，又是化学势？ （ ）
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（A）(?U?H?F?G)S,V,nC （B）()S,p,nC （C）()T,V,nC （D）()T,p,nC ?nB?nB?nB?nB20.关于偏摩尔量,下面诸叙述中不正确的是： ( )
(A) 偏摩尔量是状态函数,其值与物质的数量无关 (B) 在多组分多相体系中不存在偏摩尔量 (C) 体系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 二、填空题
1.一切自发变化都有一定的__________________,并且都是不会________________进行的,这就是自发变化的共同特征。 2.用熵判据来判别变化的方向和平衡条件时,体系必须是____________,除了考虑_______ 的熵变外,还要考虑________的熵变。
3.在隔离系统中，由比较 的状态向比较 的状态变化，是自发变化的方向，这就是 的本质。 4.卡诺认为：“ 。”这就是卡诺定理。 5.从热力学第 定律证明的 定理是为了解决热机的最高效率可达多少这一问题的。6.吉布斯自由能判据的适用条件是 、 、 。
7.理想气体等温 (T = 300 K) 膨胀过程中从热源吸热 600 J，所做的功仅是变到相同终态时最大功的 1/10，则系统的熵变ΔS = ______20___ J·K-1。 8.在理想气体的S–T图上，任一条等容线与任一条等压线的斜率之比?即（???S?S?）（/）Vp?T?T??在等温情况下应等于 CV/Cp 。
9.理想气体向真空膨胀，体积由V1变到V2，其ΔU __ = 0 ___ ，ΔS _ = nRln(V2/V1)___ 。 10. 选择“＞”、“＜”、“＝”中的一个填入下列空格：
实际气体绝热自由膨胀，ΔU = 0，ΔS __〉___ 0。 11.选择“＞”、“＜”、“＝”中的一个填入下列空格。 理想气体恒温可逆压缩，?S __〈___ 0，?G __〉___ 0。 12.在横线上填上 ＞、＜、＝ 或 ？（？代表不能确定）。 水在 373.15 K 和 101?325 kPa 下通过强烈搅拌而蒸发，则 (A) ΔS ___〉___ Q/T Q为该过程体系吸收的热量 (B) ΔF ___〈___ -W (C) ΔF ___〈__ -Wf (忽略体积变化) (D) ΔG ___〈 -Wf
13.某蛋白质在323.2 K时变性并达到平衡状态,即 天然蛋白质 变性蛋白质 已知该变性过程的 ΔrHm(323.2 K)=29.288 kJ·mol-1 ,
则该反应的熵变 ΔrSm(323.2 K)= 90.62 J·K-1·mol-1。 14.在恒温恒压且有非体积功存在的情况下，则可用 来判别过程是否可逆，即在不可逆情况下，外界对系统所做的 大于系统 的增量。 15.能斯特热定理可用文字表述为：在温度趋于热力学温度绝对零度时的_____________过程中,系统的熵值不变。 16.单原子理想气体的CV,m = (3/2)R, [(?T/?S)p] / [(?T/?S)V] 等于 ___0.6 ______ 。
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17.对于系统和环境之间既有能量又有物质交换的敞开系统来说,其熵的变化,一部分是由__________________________间相互作用而引起的,这部分熵称为熵流；另一部分是由___________________________的不可逆过程产生的,这部分熵变称为熵产生。 18.封闭系统中，如果某过程的?F?0，应满足的条件是 。
19.在等温等压下，由A和B两种物质组成的均相体系中，若A的偏摩尔体积随浓度的改变而 增加 ，则B的偏摩尔体积将减小。 三、计算题
1.牙齿的珐琅质可近似看作是由羟基–磷灰石化合物3Ca3(PO4) Ca(OH)2构成的。
已知羟基离子可被氟离子取代，生成3Ca3(PO4) CaF2，可存在于牙齿构造中使对龋齿有更大的抵抗力。如果用氟化亚锡溶液加入牙膏中，使之发生上述变化是否可能。
-1
已知：ΔfG$[298 K,CaF(s)]=-1167 kJ·mol 2m ΔfG$mol-1 m[298 K,Sn(OH)2(s)]=-492 kJ· ΔfG$mol-1 m[298 K,Ca(OH)2(s)]=-899 kJ·
$ Sn2??2e??Sn(s),E1= -0.14 V
F2(g)?2e??2F?,E$2=2.87 V
2.已知冰的摩尔熔化热为5.650 kJ·mol-1（可视为常数）,水的正常凝固点为0℃，求p?，-10℃
s时，1 mol过冷液体水凝结为冰时，体系的ΔslG和ΔlS。
3.计算 1 mol Br2(s) 从熔点 7.32℃ 变到沸点 61.55℃ 时 Br2(g) 的熵增。已知 Br2(l) 的比热为 0.448 J·K-1·g-1，熔化热为 67.71 J·g-1，汽化热为 182.80 J·g-1，Br2的摩尔质量为 159.8 g·mol-1。
4.氢醌的蒸气压实验数据如下：
求： (1) 氢醌的摩尔升华焓、摩尔蒸发焓、摩尔熔化焓；
(2) 氢醌气、液、固三相平衡共存的温度和压力。 5.已知甲醇脱氢反应：CH3OH(g)??mol-1, ?HCHO(g)+H2(g) 的ΔrH m=85.27 kJ·ΔrS m=113.01 J·K-1·mol-1, 试计算该反应能够在等温等压下进行时所需的最低温度。
假设ΔrHm与T无关。 6.请计算 1 mol 苯的过冷液体在 -5℃, p?下凝固的ΔlS 和Δ1G。已知 -5℃ 时,固态苯和液态苯的饱和蒸气压分别为 0.0225 p?和 0.0264 p?；-5℃，p?时,苯的摩尔熔化热为 9?860 kJ·mol-1。
7.1 mol，-10℃ 的过冷水在 p?下凝固成 -10℃ 的冰，请用化学势计算水的ΔfusGm。已知水、
冰在 -10℃时饱和蒸气压分别为 p1*= 287 Pa、p2*= 259 Pa。 8.373K，2p?的水蒸气可以维持一段时间，但这是一种亚稳平衡态，称作过饱和态，它可自
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ss$$$发地凝聚，过程是：
H2O (g,100℃,202?650 kPa)???H2O (l,100℃,202?650 kPa) 求水的?lgHm,?lgSm,?lgGm。已知水的摩尔汽化焓 ?lgHm为 40.60 kJ·mol-1，假设水蒸气为理想气体，液态水是不可压缩的。
9.1mol 理想气体在 273.15 K 等温地从 10p? 膨胀到p?，如果膨胀是可逆的，试计算此过程的Q，W以及气体的ΔU，ΔH，ΔS，ΔG，ΔF 。
10.1mol He(g)从273.15 K,101.325 kPa的始态变到298.15 K, p2的终态,该过程的熵变Δ
3S=-17.324 J·K-1,试求算终态的压力p2。已知He(g)的CV, m=2R。
11.2 mol 100℃，101?325 kPa 的液态水向真空汽化，全部变成为 100℃，101?325 kPa的水蒸气,求水的熵变ΔvapS，判断过程是否自发。已知 101?325 kPa,100℃时水的摩尔汽化热为 40.68 kJ·mol-1。 水蒸气可视为理想气体。 12.1mol 单原子分子理想气体始态为 273 K，p ,分别经下列可逆变化,其吉布斯自由能的变化值各为多少？ (A) 恒温下压力加倍 (B) 恒压下体积加倍 (C) 恒容下压力加倍
假定在 273 K，p?下,该气体的摩尔熵为 100 J·K-1·mol-1。
13. 某气体状态的方程为 (p+a/V2)V=RT, 其中 a 是常数，在压力不很大的情况下, 试求出 1mol 该气体从p1，V1经恒温可逆过程至 p2，V2 时的 Q，W，ΔU，ΔH，ΔS和ΔG。 14.某液体的蒸气压与温度的关系为：ln(p/p?)=-(0.12052K)a/T+b,式中a, b为常数,利用Clapeyron方程导出a与汽化焓ΔvapHm间的关系; b与汽化焓ΔvapHm和正常沸点Tb间的关系。 四、证明题
1.用T-S 图推导卡诺循环的热机效率 ? = (T1-T2)/T1（T1, T2分别为高、低温热源的温度）。 2.证明：理想气体 (?T/?p)H = 0。 3.证明 (?S/?V)U = p/T，并由此式对理想气体论证： (?S/?V)T = p/T 。 五、问答题
1.任意系统经一循环过程, ΔU，ΔH，ΔS，ΔG，ΔA均为零，此结论对吗？ 2.理想热机效率 ? = (T2-T1)/T2，当T1→0，? →1时，从热源中获得的热都转化为功，这违反了热力学第二定律，因此T1不能为零，即绝对零度不能达到。由此看来，似乎第三定律能够从第二定律引出来，你能发现推论中的问题吗？
3.将气体绝热可逆膨胀到体积为原来的两倍，此时系统的熵增加吗？将液体绝热可逆地汽化为气体时，熵将如何变化？
4.一定量的气体在气缸内， 两结论对吗？ (1) 经绝热不可逆压缩，温度升高，ΔS > 0 ； (2) 经绝热不可逆膨胀，温度降低，ΔS < 0 。 5.熵增加原理就是隔离系统的熵永远增加。此结论对吗？ 6.系统由平衡态 A 变到平衡态 B，不可逆过程的熵变一定大于可逆过程的熵变，对吗？ 7.凡是ΔS > 0 的过程都是不可逆过程，对吗？ 8. 任何气体经不可逆绝热膨胀时, 其内能和温度都要降低，但熵值增加。对吗？任何气体如进行绝热节流膨胀，气体的温度一定降低，但焓值不变。对吗？
9.请判断实际气体节流膨胀过程中，系统的ΔU，ΔH，ΔS，ΔF，ΔG中哪些一定为零？
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