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文档简介
1、物理化学复习题第一章热力学第一定律一、填空题1、一定温度、压力下,容器中进行如下反应:Zn(s)+2HCl(aq)=ZnCl2(aq)+H2(g),若按质量守恒定律,则反应系统为系统;若将系统与环境的分界面设在容器中液体的表面上,则反应系统为系统。2、所谓状态是指系统所有性质的。而平衡态则是指系统的状态一的情况。系统处于平衡态的四个条件分别是系统内必须达到平衡、平衡、平衡和平衡。3、下列各公式的适用条件分别为:U=f(T)和H=f(T)适用于;Qv=U适用于;Qp=AH适用于.;U=fT1nCdT适用Tv,m2_;Qp=QV+MgRT适用;H=fT2nCdT适用于TP,m1;pVr=常数适用于
2、一4、按标准摩尔生成焓与标准摩尔燃烧焓的定义,在C(石墨)、CO(g)和的标准摩尔生成焓正好等于的标准摩尔燃烧焓。CO2(g)之间,标准摩尔生成焓为零的是,因为它是。标准摩尔燃烧焓为零的是,因为它是5、在节流膨胀过程中,系统的各状态函数中,只有的值不改变。理想气体经节流膨胀后,它的不改变,即它的节流膨胀系数卩=这是因为它的焓6、化学反应热会随反应温度改变而改变的原因是;基尔霍夫公式可直接使用的条件是7、在、不做非体积功的条件下,系统焓的增加值系统吸收的热量。8、由标准状态下元素的完全反应生成lmol纯物质的焓变叫做物质的。9、某化学反应在恒压、绝热和只做膨胀功的条件下进行,系统温度由-升高到T
3、2,则此过程的焓变零;若此反应在恒温(T)、恒压和只做膨胀10、实际气体的卩=西0,经节流膨胀后该气体的温度将。11、公式Qp=AH的适用条件是。12、若某化学反应,只做体积功且满足等容或等压条件,则反应的热效应只由决定,而与无关。13、常温下,氢气经节流膨胀AT0;W0;Q0;AU0;AH0。14、在充满氧的绝热定容反应器中,石墨剧烈燃烧的反应器以其中所有物质为系统Q0;W0;AU0;AH0。二、简答题1、为什么无非体积功的等压过程的热,只决定与体系的初终态?2、“因AH=Qp所以只有等压过程才有厶H,”这句话是否正确?为什么?3、“因为AH=Qp,所以Qp也具有状态函数的性质”对吗?为什么
4、?4、为什么对于理想气体,公式AU=fT2CdT可用来计算任意变温过程的Tv,mT1dU并不受定容条件的限制?5、为什么理想气体常数R在数值上等于1mol理想气体升高1K所作的等压体积功?6、“稳定单质的焓值等于零”;“化合物的摩尔生成热就是1mol该物质所具有的焓值”对吗?为什么?7、反应A(g)+2B(g)fC(g)的厶日m(298.2K)0,则此反应进行时必定吸热,对吗?为什么?8、从气体的同一初态出发分别经等温可逆压缩至终态体积是,那一个过程所作压缩功大些?为什么?从同一初态出发,分别经可逆的绝热膨胀与不可逆的绝热膨胀至终态体积相同时,气体的压力相同吗?为什么?10、测定CH3OH(l
5、)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(1)反应的热效应。11、设有一电炉丝浸入水中,接上电源,通以电流一段时间。分别按下列几种情况作为体系,试问U、Q、W为正、负,还是为零?(1)以水和电阻丝为体系;(2)以水为体系;(3)以电阻丝为体系;(4)以电池为体系;(5)以电池、电阻丝为体系;(6)以电池、电阻丝、水为体系。12、设有一装置如下图所示,一边是水,另一边是浓硫酸,中间以薄膜分开,两边的温度均为片,当将薄膜弄破以后温度由-升到T2,如果以水和浓硫酸为体系,问此体系的AU是正、负,还是零。如果以水和浓硫酸为体系,问此体系的AU是正、负,还是零。如果在薄膜破了以后,设法通入冷却水使浓
6、硫酸和水的温度仍为T,仍以原来的水和浓硫酸为体系,问AU是正、负,还是零。12题图13、一个绝热圆筒上有一个无摩擦无重量的绝热活塞,其内有理想气体,圆筒内壁绕有电炉丝。当通电时气体慢慢膨胀,这是等压过程。请分别讨论(1)选理想气体为体系;(2)选理想气体和电阻丝为体系;两个过程的Q和体系的AH是大于、等于还是小于零?14、判断下列过程中Q、W、AU、H各量是正、零还是负值;理想气体自由膨胀;理想气体节流膨胀;理想气体绝热、反抗恒外压膨胀;理想气体恒温可逆膨胀;1mol实际气体恒容升温;H2O(1,P0,273K)H2O(S,Po,273K)在绝热恒容器中,H2(g)与Cl2(g)生成HCl(g
7、)(理想气体反应)15、如下图所示,设有一电炉丝浸于水中,接上电源,通以电流一段时间。如果按下列几种情况作为系统,试问AU、Q、W为正、为负还是为零?(1)以电炉丝为系统;(2)以电炉丝和水为系统;(3)以电炉丝、水、电源、及其他一切有影响的部分为系统。艳扯慣容箱题图16题图16、设有一装置如上图所示,(1)将隔板抽去以后,以空气为系统时,AU、Q、W为正、为负还是为零?(2)如右方小室亦有空气,不过压力较左方小,将隔板抽去以后,以所有空气为系统时,U、Q、W为正、为负还是为零?17、在标准压力下和100OC,1mol水等温蒸发为蒸汽。假设蒸汽为理想气体。因为这一过程中系统的温度不变,所以,U
8、=0,q=fCdT=0,这一结论对pp否?为什么?18、一气体从某一状态出发,经绝招可逆压缩或等温可逆压缩到一固定的体积哪一种压缩过程所需的功大?为什么?如果是膨胀,情况又将如何?三、综合题1、已知PbO(s)在291K的生成热为-219.5kJmol-1,在291K到473K之间,Pb(s),O2(g)及PbO(s)的平均比热各为0.134,0.900和0.218Jg1K1,试计算PbO(s)在473K时的生成热。2、nmol理想气体由P,V,T1,恒温膨胀到p2,V2,T2,求过程的焓变AH,结果能说明什么?3、已知冰在0C及101.325kPa,熔化热为6008Jmol-1,水在100C
9、及101.325kPa下,蒸发热为44011Jmol-1,在0C100C间水的平均比热为75JK1mol-1,求在101.325kPa下,将1mol的0C冰变成100C的水蒸气,试计算其AU,AH。4、0.01m3氧气由273K,1MPa经过(1)绝热可逆膨胀(2)对抗外压p=0.1MPa做绝热不可逆膨胀,气体最后压力均为0.1MPa,求两种情况所做的功。(氧气的C=29.36JK-1mol-1)p,m5、10mol的理想气体分别经过下述(a)和(b)两个过程,在673K从1.8x10-3m3等温膨胀到2.4x10-3m3,试计算其膨胀功W及体系所吸收的热Q。(a)可逆恒温膨胀;(b)对抗外压
10、为2.026x105Pa的等温膨胀。6、已知298.15K及101325Pa压力下,反应A(s)+2BD(aq)=AD2(aq)+B2(g)在电池中进行,完成一个单位的反应时,系统做电功150kJ,放热80kJ,计算该反应的ArHm,ArUm,Q,W。7、在298.2K,101325Pa时有0.5molZn与过量稀硫酸反应,生成氢气和硫酸锌,已知此反应放热为7.155X104J,试计算:上述过程中Q,W,AU,AH的值;若上述反应在密闭容器中发生,求Q,W,AH,AU的值。8、将lkg水过冷到-5C,在101.325kPa下,加入极少量的冰屑.使过冷水迅速结冰,并使冰与水的混合物的温度迅速升至
11、冰点,冰的熔化热为333.5Jgi,0C至-5C水的比热为4.238JK-1,求结出冰的质量。9、已知水在100C时的蒸发热为2259.36Jgi,则在100C时蒸发30g水,系统的Q,W,AH,为多少?10、有13.074gH2,由283.0K升至333.2K(视为理气),若以下述二种不同的过程进行,求Q,W,U,Ho(A)等容过程;(B)与环境无热交换。11、将1mol单原子理想气体,在1.013x1O5Pa下从298K加热到373K,再恒温可逆膨胀至体积增加一倍,最后绝热可逆膨胀至温度为308K,求全过程的W,Q,AU,AHo12、已知水蒸汽的平均摩尔等压热容C=34.10JK-1mol
12、-1,现将1kg373Kp,m的水蒸汽在1.013x105Pa的压力下,升温至673Ko求过程的Q,W及水蒸汽的AU,AHo13、1molO2由0.1MPa,300K恒压加热到1000K,求过程的Q、W、U及H。已知:Cpm(O2)=(31.64+3.39x10-3T-3.77x10-5T2)JK-1mol-114、1molC6H6(g)在pe,353.4K(正常沸点)下冷凝为液体。计算该过程的Q,W,AU,AH,已知苯的汽化热为394.4Jg1。15、测得298KSO2(g)氧化成SO3(g)时的Qv,m=-141.75kJmol-1,计算该反应的Qp,mO6、由下列化合物的AH0计算其AH
13、(1)(COOH)2,(2兀6日5“日2,cmfmCS2(l)o17、一个20dm3的高压釜内盛有290K,100kPa的氢气,加热后使H2压力上升至500kPa。设H2为理想气体,计算:(1)过程的Q;(2)H2终态的温度。18、1mol单原子分子理想气体B,由300K,lOO.OkPa经一可逆过程到达终态,压力为200.0kPa,过程的Q=1OOO.OJ,AH=2078.5J(1)计算终态的温度、体积及过程的W,AUO(2)假设气体先经等压可逆过程,然后经等温可逆过程到达终态,此过程的Q,W,AU,AH是多少?19、1mol单原子分子理想气体的Cym=3/2R,初态为202.6kPa,11
14、.2dm3经p/T=C(常数)的可逆过程,压缩到终态,压力为405.2kPa。计算:(1)终态体积与温度;(2)AU与AH;(3)所作的功。答案一、填空题1、封闭;敞开2、综合表现;不随时间而改变;热;机械;相;化学3、理想气体的单纯状态改变;不做非体积功的恒容过程;不做非体积功的恒压过程;理想单纯状态改变,对其它系统则需过程恒容;理想气体的单纯状态改变,对其它系统则需过程恒压;过程恒温且不做非体积功;理想气体的绝热可逆过程4、O2(g);C(石墨);C(石墨);碳元素各晶型中最稳定的相态;CO2(g);碳元素完全氧化的最终产物5、焓;温度;零;只是温度的函数6、各产物的热容之和与各反应物的热
15、容之和不相等;在所涉及的温度范围内各物质均无相变7、封闭系统恒压;等于8、最稳定物质;标准摩尔生成焓9、等于;不等于(小于)、上升11、闭系、W=0、等压12、始终态;途径13、;=;=14、=;=;=;二、简答题1、因为无其他功的等压过程中Qp=H,而AH是体系状态函数的改变值,所以在无其它功的等压过程中Qp只决定于初终态。2、不正确,H是状态函数,H=U+PV凡是体系状态发生变化,不论什么过程,体系的焓值都可能变化,即AH都可能不等于零。3、不对,AH=Qp,只说明Qp等于状态函数的改变值。并不意味着Qp具有状态函数的性质,Qp是一过程量,不是体系的状态性质,只能说在恒压而不做非体积功的特
16、定条件下Qp的值等于体系状态函数H的改变。4、因为对理想气体U=f(T)内能仅是温度的函数,只要始终态温度分别相同,U就一定相同。所以公式AU=JT2CdT并不受定容条件的限制。Tv,m终态1U1,T2,P2,V1U2,T2,P1,V3终态2t1恒容AU1AU2恒压初态U1,T1,p1,V1恒容过程AU=kCdTTv,mT1两者终态的温度相同即1mol理想气体不论经过什么过程,只要变到相同温度的终态其AU总是等于JT2nCdT。Tv,m5、W=pAV=p(V2-V1)=nR(T2-T1)外当n=1molT2-T1=1K时W=R6、不对,稳定单质的焓的绝对值并不等于0,但可以说稳定单质的规定焓值
17、等于0,人为规定标准状态下,稳定单质的生成焓,即规定焓为0。化合物的摩尔生成热不是1mol物质所具有的焓的绝对值,而是相对于生成它的稳定单质的焓的相对值。7、不对。只有在等压下,无其它功时,Qp=AHm,Hm0故Qp0,体系必定吸热。在其他条件下,Hm0,Qp可以小于0,等于0,不一定吸热。8、绝热可逆压缩功大于等温可逆压缩功。这是因为绝热压缩时,环境所作功都变成气体的内能,因而气体的温度升高,故当终态体积相同时气体的压力大于经等温可逆到达时气体的压力,即绝热可逆压缩时,环境反抗的压力大些,因而所做压缩功大些。9、不相同。可逆绝热膨胀时体系付出的功大于不可逆绝热膨胀时所付出的功。而两过程的热都
18、等于0,因而前一过程中体系内能降低得更多,相应终态气体的温度也低一些,所以可逆绝热膨胀比不可逆绝热膨胀到终态时气体的压力低些。10、此反应为燃烧反应,故可用氧弹式量热计来测定该反应在反应前后的温度差T,利用水和量热计附件的热容,可计算出等容反应热QVm(dUm);而,通常指的化学反应的反应热是等压反应热,故AHU+丫v(g)RTrmrmBB11、(1)(2)(3)(4)(5)(6)W-0-+00Q0+-0-0U+-012、当将薄膜弄破以后温度由片升到T2,因水和浓硫酸为体系,虽然体系的温度升高了,但无热量传给环境,所以Q=0,又W=0,根据第一定律U=Q-W,则厶U=0。13、(1)QMH0(
19、2)Q=0,H=-W0电功14、(1)理想气体自由膨胀P=0,W=0,Q=0,UMH=O外(2)理想气体节流膨胀因为T=0,所以AU=AHrO,因绝热,所以Q=0,W=0(3)理想气体绝热,反抗恒外压膨胀因为绝热Q=0,W=PV,V0,W0,U=Q-W=O-WvO。因为ATvO,外H=nCTvOp,m理想气体恒温可逆膨胀U=0,HrO,W0,Q0lmol实际气体恒容升温W=PAV=O,UrnCT0,QMU+W0,H=nCTvOv,mwp,mH20(1,Po,273K)W=PAV=P(VS-V1)夕卜夕卜S1因为冰的体积比水的体积大,所以W0,水凝固放出热量Q0,U=Q-W0,H=Q015、(1
20、)U=0,Q0,W0,Q=0,W水(0C)水(100C)水汽(100C)/AU=Q-W(1)AV1-0AU1=Q1=6008JAH1=AU1+A(pV)=AU1+pAV=AU1=6008JAV20AU2=Q2=CAT=7500JAH2=AU2=7500JVgVW3=DB(g)RTAU3=Q3-W3=40910JAH3=Q3=44011JAU=AU2+AU2+AU3=54418JAH=AH1+AH2+AH3=57519J4、解:绝热可逆膨胀Y=Cp/Cv=1.39T2=143Kn=4.41molQ=0W=-AU=-nCv,m(T2-T1)=12070J绝热不可逆膨胀nCV,m(T2-T1)二P夕
21、(V2-V1)=-P2R(T2ZP2-T1/P1)T2=203.5KW=-AU=-nCV,m(T2-T1)=6452J5、解:(A)理想气体dT=O可逆过程AU=Q-W=OQ=-WW=nRTln(p1/p2)=nRTln(V2/V1)=16kJTdT=OAU=OQ=WW=p(V2-V1)=1.2kJ6、解:Q=-80kJArHm=Q-W,=-230kJArUm=Q-W=Q-Wz-pAV=-232.479kJW=W,+pAV=152.479kJ7、解:等压过程Ap=OAH=Qp=-7.155x104jW=pAV=1239.5JAU=Q-W=-7.28x104j等容过程AV=OW=0AU=-7.2
22、8x104jQV=AU=-7.28x104jAH=-7.155x104j8、解:她水+冰p=101325PaT2=273K1kg水p=101325PaT=268KAH1kg水AH2p=101325PaT2=273K该过程由于速度快,可以看作绝热过程AH=0,设最终有xg水结成冰,则ah=ah+ah2=o0=1000 x4.238x0-(-5)+(333.5x)333.5x=21190 x=63.54g9、解:沸点时p=101325PaW=pAV=vB(g)T=5166J0p=AH=6778OJAU=Q-W=626414J10、解:体积不变V=0W=0U=nCVm(T2-T)=6.537xl03
23、jH=nCpm(T2-Ti)=9.136xl03j绝热Q=0U=6.537xl03jH=9.136xl03jW二U=-6.537xl03jTOC o 1-5 h z11、解:=12.47JK-imol-iC=20.79JK-imol-iV,mp,mW=nRAT=624JQ=nCAT=1559J1p,mW2=Q2=nRTln2=2150JW3二nCv,m(T4-T3)=811JQ3=o全过程:W=IWi=3585JQ=EQ=3709JAU=C“AT=125JV,mAH=CAT=208JP,mTOC o 1-5 h z12、解:Q=AH=nCAT=569kJPP,mAU=Qp-pAV=Qp-nRA
24、T=431kJW=pAV=nRAT=138.5kJ13、解:由题意视O2为理想气体,则W=P(V2-V)=-R(T2-T)=5.82kJmol-1Qp=AH=T2nCdT=22.69kJpTPmU=Q-W=16.87kJ14、解:C6%(gC6H6(l)MeH=78x10-3kgmol-i66Qp=-394.4x78=-3.076x104Jmol-iAH=Qp=-3.076x104Jmol-1W=-p(V2-V)=-An(g)RT=1x8.314x353.4=2.938x103Jmol-1AU=Q+W=-3.076x104+2.938x103=-2.782x104Jmol-115、解:SO2(
25、g)+1/2O2(g)=SO3(g)Qp=Qv+An(g)RT=-141.75+(-0.5)x8.314x298x10-3=-142.99kJ/mol16、解:(COOH)2(s)+1/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)AHm=AHm,c,(COOH)2(s)e=2xAHf,m,CO2(g)+AHf,m,H2O(l)-AHf,m,(COOH)2(s)9AHf,m,(COOH)2(s)e=2xAHf,m,CO2(g)9+AHf,m,H2O(l)e-AHm,c,(COOH)2(s)9=2x(-393.514)+(-285.8)+246.0=826.8kJmol-iC6H5NH2+31/2O
26、2(g)=6CO2(g)+7/2H2O(l)+1/2N2(g)AHf,m,C6H5NH2e=6xAHf,m,CO2(g)e+7/2AHf,m,H2O(l)e-AHm,c,C6H5NH2e=6x(-393.51)+7/2x(-285.84)-(-3397.0)=35.5kJmol-iCS2(l)+3O2(g)=CO2(g)+2SO2(g)AHf,m,CS2(l)e=AHf,m,CO2(g)e+2AHf,m,SO2(g)-AHm,c,CS2(l)e=-393.5+2x(-296.9)-(-1075.3)=88.0Jmol-i、解:p1/T1=p2/T2T2=p2T1/p1=500 x290/100
27、=145Kn=p1V1/RT1=100 x103x20 x10-3/8.314x290=0.83molCv,m=5/2RQv=JT1T2nCdTQv=JT2nCdTTv,mT1=0.83x5/2x8.314x(1450-290)=20.0kJ、解:Cp,m=5/2RCV,m=3/2RAH=nCp,m(T2-T1)2078.5=1x5/2x8.314x(T2-300)T2=400KV2=nRT2/p2=lx8.314x400/(200.0 xl03)=16.63dm3AU=nCV,m(T2-Ti)=lx3/2x8.314xl00=1247.1JW=AU-Q=1247.1-1000.0=247.1
28、J300K400K400K100kPa100kPa200kPa气态始终态与(1)相同AU=1247.1JAH=2078.5JWi二p(V2-Vi)=-nR(T2-Ti)Wn=-nRTln(V3/V2)=-nRT2ln(P2/P3)W=WI+Wn=-lx8.314-lx8.314x400 xIn100/200=1474JQ=AU-W=1247.1-1474=-226.6J、解:Ti=piV/R=202.6x103xll.2xl0-3/8.314=273Kp/T=cF2=CP2/P1=273x405.2/202.6=546KAU=Cvm(T2-Ti)=3/2x8.314x(546-273=3405
29、JAH=Cp,m(T2-Ti)=5/2x8.314546-273)=5674JAV=0W=0第二章热力学第二定律、填空题1、可逆循环的热温商之和等于,在工作于温度为T与T2两热源间的所有热机中,只有热机的效率最高,它的效率值可达n=。2、历史上曾提出过两类永动机。第一类永动机指的是就能做功的机器。因为它违反了定律,所在造不出来。第二类永动机指的是,它并不违反定律,但它违反了定律,故也是造不出来的。3、熵是系统的状态函数,按性质的分类,熵属于性质。在隔离系统中,一切可能发生的宏观过程都是过程,均向着系统的熵值的方向进行。直至平衡时,熵值达到此条件下的为止。在隔离系统中绝不会发生熵值的过程。4、从
30、熵的物理意义上看,它是量度系统的函数。当物质由它的固态变到液态,再变到气态时,它的熵值应是的。而当温度降低时,物质的熵值应是TOC o 1-5 h z的。热力学第三定律的内容是。5、下列各公式的适用条件分别是:对亥氏函数判据公式A0,是。对吉氏函数判据公式厶G0作判据时的适用条件是;热力学第三定律S(0K)=0的适用条件是。7、理想气体的恒温过程为恒的过程;所有气体的节流膨胀为恒过程;所有系统的可逆绝热过程为恒;所有恒温恒压下的可逆相变过程为恒的过程。8、理想气体从相同始态分别经绝热可逆膨胀和绝热不可逆膨胀到相同的终态压力,则终态的温度TT,终态的体积VV(填入、可逆不可逆可逆不可逆或=)。9
31、、对于U、H、S、F和G等热力学量,(1)在绝热定容反应器中反应,过程中不变的量是。TOC o 1-5 h z(2)在373K和101325Pa下,液体水气化过程中不变的量是。(3)气体绝热可逆膨胀过程中不变的量是。(4)理想气体节流膨胀过程中不变的量是。10、理想气体等温向真空膨胀,体积由V变到V2,其AU,S。11、实际气体绝热自由膨胀,其AU0,AS0。12、在、的条件下,系统的自发变化总是朝着吉布期函数的方向进行的,直到系统达到平衡。13、在、不做非体积功的条件下,系统焓的增加值系统吸收的热量。TOC o 1-5 h z14、隔离系统中进行的可逆过程S,进行的不可逆过程S。15、纯物质
32、完美晶体时的熵值为零。16、由标准状态下元素的的完全反应成1mol纯物质的焓变叫做该物质的。17、某化学反应在恒压、绝热和只做膨胀功的条件下进行系统温度由T升高到T2,则此过程的焓变零;若此反应在恒温(-)、恒压和只做膨胀功的条件下进行,则其焓变零。dec、/ft、18、写出由热力学基本方程导出的重要公式:v二西二如(丿(丿19、苯的沸点为80oC,其气化热为300Jgi。假定苯蒸气为理想气体,则当TOC o 1-5 h zC6H6(1,P0,80OC)时,其AS二;AG=;Q=;H=;W=;AU=;AF=。20、实际气体的卩西o,经节流膨胀后该气体的温度将8P丿21、公式QP=AH的适用条件
33、为。22、判据G0的适用条件是。23、在规定各物质的相对熵(通常为标准熵)时,所选择的参考状态是的熵值为零。二、简答题I、什么是自发过程?实际过程一定是自发过程吗?2、263K的过冷水结成263K的冰,AS0,与熵增加原理相矛盾吗?为什么?3、“p,298K过冷的水蒸气变成298K的水所放出的热Qp=AH值决定于初终态而与等压过程的可逆与否无关,因而便可用该相变过程的的热Qp根据AS=Qp/T(T=298K)来计算体系的熵变”这种看法是否正确?为什么?4、如有一化学反应其等压热效应AH0,则该反应发生时一定放热,且AS0,ASVm(s).10、是否一切熵增过程都是自发的?II、凡自由焓降低的过
34、程一定是自发过程吗?12、对于H0,AS0的反应,若在常温下不能自发进行,如果改变温度能否使反应自发进行?13、说明符合下述结果应满足的条件:厶U=0厶H=0厶F=0G=0S=014、试问下列过程中,AU、H.S.AA、与AG何者为零。理想气体的卡诺循环;实际气体的节流膨胀;理想气体向真空膨胀;液态水在100oC,101.325kPa下气化;H2(g)与O2(g)在绝热容器中反应生成H2O;水在0oC,101.325kPa下结为冰;CO2(g)绝热可逆膨胀。15、判断下列各恒温恒压过程的熵值是增加还是减少。(提示:从熵的统计意义去考虑。)NaCl固体溶于水;HCl(g)溶于水生成盐酸;NH2C
35、OONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)水溶液中,Ag+2NH3(g)fAg(NH3)2+PC15(g)-PC13(g)+C12(g)H2(g)+1/2O2(g)-H2O(1)16、一个带活塞(摩擦及质量均可忽略)的绝热汽缸中有1mo1、300K、1MPa的Ar(g),令其反抗恒外压膨胀至平衡,计算这一过程的W、Q、AU、AH和AS。三、计算题1、1mo1某理想气体,始态P=4.0 x105Pa,T1=394K,经pVy(y=1.4)等于常数的绝热可逆路径变到T2=298K,计算:(1)V,V2,p2(2)AS,AG(已知该气体分子的标准熵Sm0(298)=24OJK1mo1-1,等压热容
36、量Cm=29.1JK1mo1-1)2、1mo1氮气(视为理想气体)自273.2K,5x105Pa经一绝热可逆过程膨胀至172.5K,1x105Pa,试计算该过程的AS、AG(已知,在5105Pa下,Sj(172.5K,N2)=175.7JK-1mo1-1)3、1mo1某理想气体,始态p1=2.0 x10sPa,T1=298K,经p1-yTy(y=7/5)=常数的绝热可逆路径变到V2=2.48x10-3m3,计算:(1)V1,p2,T2;(2)AS,AA。已知该气体分子的熵值为Sm0(298)=192.OJK-1mo1-1,Cm=29.1JK-1mo1-1)n.p,4、300K的2mo1理想气体
37、由6.0 x10sPa绝热自由膨胀到1.0 x105Pa,求过程的AU、AH、AS、AA、AG,并判断该过程的性质。5、一绝热容器由隔板分成两部分,分别盛有温度为300K的两种气体(可视为理想气体)各2mol,抽去隔板使两种气体混合,求该过程的AU、AH、AS、AA、AG,并判断该过程的性质。6、1mol理想气体B,在298.15K下,由1.00dm3膨胀至10.00dm3,求该过程的AU、AH、AS、AA、AG。7、27C,1mol理想气体体积为5.00dm3,当向真空中膨胀至10.0dm3时,求W,Q,AU,AS,AG,AH。8、计算298K时,反应H2(g,p0)+1/2O2(g,p0)
38、=H2O(l,p0)的AG与AA的差值。9、1mol水在373K,101.3kPa下向真空蒸发变成373K和101.3kPa的水蒸气,试计算该过程的熵变,并判断该过程是否为自发过程。已知:水的气化热为2259Jgi。水蒸气可视为理想气体。10、1mol水由始态273K,1x15PaH2O(1)变到终态473K,3x105PaH2O(g),计算该过程的AS。已知水的正常沸点时的汽化热为40610Jmol-1,水的比热为4.18JK-igi,水蒸汽的比热为1.422Jg1Ki,假定水蒸汽为理想气体。11、1mol苯在353K,101.3kPa与353K的大热源相接触,使它向合适体积的真空器皿中蒸发
39、完全变成101.3kPa的苯蒸气,计算该过程的熵变,并判断该过程是否为自发过程。已知:苯在353K的饱和蒸气压为101.3kPa,苯的蒸发热为394Jg1,苯蒸气可视为理想气体。12、1mol液态苯在101,3kPa,268K能自动地凝固成101,3kPa,268K的固态苯,并放热9874J,计算该过程的AS和AG。已知苯的正常熔点为278.5K,苯的熔化热为9916Jmol-1,Cp,m(C7H16,l)=126.8JKimol-i,Cp,m(C7H16,s)=122.6JK-1mol-1。13、计算268K,101.3kPa,imol液态水变为冰的AG,该过程自发与否?已知:268K时水的
40、饱和蒸气压为422Pa,冰的饱和蒸气压为402Pa。14、2mol氦气(理想气体),始态为T1=273K,p1=3.04x105Pa,指定终态p2=2.03x105Pa,体积为V2,计算下列情况下的V2,Q,T2,W,AU,AH,AS,AS,AG。恒温反抗外压为2.03xl05Pa;(2)恒温可逆过程。15、计算263K,101.3kPa下,1mol水凝结为263K冰的焓变和熵变,并判断该过程是否可逆。已知273K冰的熔化热为335Jg1,水和冰的比热各为4.18JKg-1和2.01JKg-1。16、苯的正常沸点为353.1K,在此温度压力下,1molC6H6(1)完全蒸发为蒸气,已知C6H6
41、(1)的汽化热为34.7kJmol-1,计算此过程的W、Q、AU、AH、AS、AA、AG。17、计算下列过程的AH、AS、AG。298K,101.325kPaH2O(1)473K,405.3kPaH2O(g)已知:S(298K,H2O,1)=188.7JK1,水的比热为4.18Jg1K-1,水蒸气的比热为1.422JgiK-i,水在正常沸点时的汽化热为40610Jmol-1。假设水蒸气为理想气体。18、试计算下列过程的AS、AG:273K,101.3kPa,1molH2O(l)f273K,101.3kPa,1molH2O(g),已知水在正常沸点下的汽化热为40.59kJmol-1,水和水蒸汽的
42、热容分别为5.3JK-1mol-1和33.9JKmol-1。(水蒸汽可视为理气)。19、2mol理想气体在269K时,由4x105Pa,11.2dm3绝热向真空膨胀到2x105Pa,22.4dm3,计算AS,是否能利用熵判据判断该过程的性质?如何判断?20、将一块重量为5kg,温度为700K的铸钢放在14kg温度为294K的油中淬火,已知油的比热为2.51Jg1,钢的比热为0.502Jg1,试计算:(1)钢的熵变;油的熵变;(3)总的熵变。21、试计算甘氨酰替甘氨酸在300K,101325Pa下进行水解反应时的AQy,已知数据如下:AfHm0(298K)/kJmo1-1Sm0(298K)/JK
43、1mol-1甘氨酰替甘氨酸:-744.54189.77甘氨酸:-536.71103.41钛0(1):-285.5869.89(假设ArHm0不随温度而变)22、计算lmol水经下列相变过程的AA、AG,H2o(l,298,101,3kPa)fH2O(g,298K,101.3kPa)在上述条件下水和水蒸气哪个稳定?已知298K水的蒸气压为3.167kPa,水的摩尔体积为0.018x10-3m3,假设水蒸气为理想气体。23、298K,1.013x105Pa下,若使1mol铅与醋酸铜溶液在可逆下作用可做电功91838.8J,同时吸热213635.0J,试计算AU,AH,AS,AA,AG。24、对于气相反应CO2+H2=H2O+CO,已知AG0=42218.0-7.57TlnT+1.9x10-2T2-2.8xrm10-6T3-2.26T(J),求上述反应在1000K时的ARj、ARj25、1mol,Cm=25.12JK-1mol-1的理想气体B由始态340K,500kPa分别p,m经(1)可逆绝热;(2)向真空膨胀。两过程都达到体积增大一倍的终态,计算(1)、两过程的AS。26、已
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