大学《物理化学》期末试卷及答案

1物理化学试卷班级姓名分数一、选择题1.2分(0675)理想气体在等温条件下反抗恒定外压膨胀，该变化过程中体系的熵变ΔS体及环境的熵变ΔS环应为：()(A)ΔS体>0，ΔS环=0（B）ΔS体<0，ΔS环=0(C)ΔS体>0，ΔS环<0（D）ΔS体<0，ΔS环>02.2分(0693)下列四种表述：(1)等温等压下的可逆相变过程中，体系的熵变ΔS=ΔH相变/T相变(2)体系经历一自发过程总有dS>0(3)自发过程的方向就是混乱度增加的方向(4)在绝热可逆过程中，体系的熵变为零两者都不正确者为：(A)(1)，(2)(B)(3)，(4)(C)(2)，(3)(D)(1)，(4)3.2分(0694)有三个大热源,其温度T3>T2>T1，现有一热机在下面两种不同情况下工作：(1)从T3热源吸取Q热量循环一周对外作功W1，放给T1热源热量为(Q-W1)(2)T3热源先将Q热量传给T2热源，热机从T2热源吸取Q热量循环一周,对外作功W2，放给T1热源(Q-W2)的热量则上述两过程中功的大小为：(A)W1>W2(B)W1=W2(C)W1<W2(D)W1≥W24.2分(0696)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5.2分(0705)理想气体从状态I经自由膨胀到状态II，可用哪个热力学判据来判断该过程的自发性？()(A)ΔH(B)ΔG(C)ΔS(D)ΔU6.2分(0733)p3，100℃下，1molH2O(l)与100℃大热源接触，使水在真空容器中汽化为101.325kPa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7.2分(0746)恒温恒压条件下，某化学反应若在电池中可逆进行时吸热，据此可以判断下列热力学量中何者一定大于零？(A)ΔU(B)ΔH(C)ΔS(D)ΔG8.2分(0754)下列表达式中不正确的是：(A)(U/V)S=-p（适用于任何物质）(B)dS=Cpdln(T/K)-nRdln(p/p3)（适用于任何物质）2(C)(aS/aV)T=(ap/aT)V（适用于任何物质）(D)(aU/ap)T=0（适用于理想气体）9.2分(0757)理想气体的atto循环由下面四个可逆步骤构成：(A)气体绝热可逆压缩(B)恒容升温，气体从环境吸热(C)气体经绝热膨胀作功(D)恒容降温回到原态该循环过程的T－S图为：()10.2分(0774)一体系经过A,B,C三条不同的途径由同一始态出发至同一终态。其中A,B为可逆途径，C为不可逆途径，则下列有关体系的熵变ΔS的七个等式为QA，QB，QC分别为三过程中体系吸的热）其中错误的是：(A)(5)，(6)(B)(1)，(4)(C)(2)，(3)(D)(5)，(7)11.2分(0787)单原子分子理想气体的CV,m=(3/2)R,温度由T1变到T2时，等压过程体系的熵变ΔSp与等容过程熵变ΔSV之比是：()12.2分(0800)纯液体苯在其正常沸点等温汽化，则：()(A)ΔvapU3=ΔvapH3，ΔvapF3=ΔvapG3，ΔvapS3>0(B)ΔvapU3<ΔvapH3，ΔvapF3<ΔvapG3，ΔvapS3>0(C)ΔvapU3>ΔvapH3，ΔvapF3>ΔvapG3，ΔvapS3<0(D)ΔvapU3<ΔvapH3，ΔvapF3<ΔvapG3，ΔvapS3<013.2分(0805)2molH2和2molCl2在绝热钢筒内反应生成HCl气体，起始时为常温常压。则：()(A)ΔrU=0，ΔrH=0，ΔrS>0，ΔrG<0(B)ΔrU<0，ΔrH<0，ΔrS>0，ΔrG<0(C)ΔrU=0，ΔrH>0，ΔrS>0，ΔrG<0(D)ΔrU>0，ΔrH>0，ΔrS=0，ΔrG>014.2分(0843)可以用U-S坐标对气体循环过程作出图解，指出下面哪一个图代表理想气体经历卡诺循环的U-S图。()(A)等温膨胀(B)绝热膨胀(C)等温压缩(D)绝热压缩315.2分(0844)在等温等压下进行下列相变：H2O(s,-10℃,p二)=H2O(l,-在未指明是可逆还是不可逆的情况下，考虑下列各式哪些是适用的?()(1)δQ/T=ΔfusS(2)Q=ΔfusH(3)ΔfusH/T=ΔfusS(4)-ΔfusG=最大净功(A)(1)，(2)(B)(2)，(3)(C)(4)(D)(2)16.2分(0845)室温下，10p二的理想气体绝热节流膨胀至5p二的过程有：(1)W>0(2)T1>T2(3)Q=0(4)ΔS>0其正确的答案应是：(A)(3)，(4)(B)(2)，(3)(C)(1)，(3)(D)(1)，(2)17.2分(0846)1mol理想气体在室温下进行恒温不可逆膨胀(Q=0)，使体系体积增大一倍，则有：(A)(B)(C)(D)ΔS体系/J·K-1·mol-1;5.765.7600ΔS环境/J·K-1·mol-1;-5.76005.76ΔS隔离/J·K-1·mol-105.7605.7618.2分(0847)1(A)ΔfusS体系＞0(B)ΔfusS体系＜0(C)ΔfusS体系≤0(D)ΔfusS体系＝019.2分(0867)在101.325kPa压力下，1.5molH2O(l)由10℃升至50℃,已知H2O(l)的平均摩尔定压热容为75.295J·K-1·mol-1，则此过程中体系的熵变为：()(A)6.48J·K-1(B)1.8225kJ·K-1(C)78.94J·K-1(D)14.93J·K-120.2分(0868)(1)理想气体与温度为T的大热源接触作等温膨胀，吸热Q，所作的功是变到相同终态的最大功的20％，则体系的熵变为：()(A)Q/T(B)0(C)5Q/T(D)-Q/T(2)体系经历一个不可逆循环后()(A)体系的熵增加(B)体系吸热大于对做作的功(C)环境的熵一定增加(D)环境的内能减少21.2分(0869)(1)NaOH溶解于水(2)水溶液中，Ag++2NH3(g)——喻[Ag(NH3)2]+(3)HCl气体溶于水，生成盐酸(4)2KClO3(s)——喻2KCl(s)+3O2(g)(5)NH4Cl(s)——喻NH3(g)+HCl(g)上述各体系在等温等压过程中熵值减少的是：()(A)(2)，(3)(B)(1)，(4)(C)(4)，(5)(D)(1)，(2)22.2分(0872)某化学反应在300K,p二下于烧杯中进行，放热60kJ·mol-1，若在相同4条件下安排成可逆电池进行，吸热6kJ·mol-1，则(1)该体系的熵变为：()(A)–200J·K-1·mol-1(B)200J·K-1·mol-1(C)–20J·K-1·mol-1(D)20J·K-1·mol-1(2)当反应进度ξ=1mol时，可能做的最大非膨胀功为：()(A)-54kJ(B)54kJ(C)-66kJ(D)66kJ23.2分(0876)1mol理想气体从p1,V1,T1分别经：(1)绝热可逆膨胀到p2,V2,T2(2)绝热恒外压下膨胀到pEQ\*jc3\*hps11\o\al(\s\up5(/),2),VEQ\*jc3\*hps11\o\al(\s\up5(/),2),TEQ\*jc3\*hps11\o\al(\s\up5(/),2)若p2=pEQ\*jc3\*hps11\o\al(\s\up5(/),2),则：()(A)TEQ\*jc3\*hps11\o\al(\s\up5(/),2)=T2,VEQ\*jc3\*hps11\o\al(\s\up5(/),2)=V2,SEQ\*jc3\*hps11\o\al(\s\up5(/),2)=S2(B)TEQ\*jc3\*hps11\o\al(\s\up5(/),2)>T2,VEQ\*jc3\*hps11\o\al(\s\up5(/),2)<V2,SEQ\*jc3\*hps11\o\al(\s\up5(/),2)<S2(C)TEQ\*jc3\*hps11\o\al(\s\up5(/),2)>T2,VEQ\*jc3\*hps11\o\al(\s\up5(/),2)>V2,SEQ\*jc3\*hps11\o\al(\s\up5(/),2)>S2(D)TEQ\*jc3\*hps11\o\al(\s\up5(/),2)<T2,VEQ\*jc3\*hps11\o\al(\s\up5(/),2)<V2,SEQ\*jc3\*hps11\o\al(\s\up5(/),2)<S224.2分(0889)理想气体在等温条件下,经恒外压压缩至稳定,此变化中的体系熵变ΔS体及环境熵变ΔS环应为：()(A)ΔS体>0,ΔS环<0(B)ΔS体<0,ΔS环>0(C)ΔS体>0,ΔS环=0(D)ΔS体<0,ΔS环=025.2分(0890)理想气体在绝热条件下,经恒外压压缩至稳定,此变化中的体系熵变ΔS体及环境熵变ΔS环应为：()(A)ΔS体>0,ΔS环<0(B)ΔS体<0,ΔS环>0(C)ΔS体>0,ΔS环=0(D)ΔS体<0,ΔS环=026.2分(0891)在101.3kPa下,110℃的水变为110℃水蒸气,吸热Qp,在该相变过程中下列哪个关系式不成立?()(A)ΔS体>0(B)ΔS环不确定(C)ΔS体+ΔS环>0(D)ΔS环<027.2分(0892)将氧气分装在同一气缸的两个气室内,其中左气室内氧气状态为p1=101.3kPa,V1=2dm3,T1=273.2K；右气室内状态为p2=101.3kPa,V2=1dm3,T2=273.2K；现将气室中间的隔板抽掉,使两部分气体充分混合。此过程中氧气的熵变为：()(A)ΔS>0(B)ΔS<0(C)ΔS=0(D)都不一定28.2分(0893)1mol理想气体向真空膨胀,若其体积增加到原来的10倍,则体系、环境和孤立体系的熵变应分别为：()29.2分(0894)1molAg(s)在等容下由273.15K加热到303.15K,已知在该温度区间内Ag(s)的CV,m/J·K-1·mol-1=24.48,则其熵变为：()(A)2.531J·K-1(B)5.622J·K-1(C)25.31J·K-1(D)56.22J·K-130.2分(0914)某体系分A,B两部分，这两部分的热力学概率分别为ΩA和ΩB，则整个体系的微观状态数Ω与ΩA，ΩB的关系为：()（A）Ω=ΩAΩB（B）Ω=ΩB/ΩA（C）Ω=ΩA+ΩB（D）Ω=ΩB–ΩA31.2分(0935)理想气体等温过程的ΔF。()(A)>ΔG(B)<ΔG(C)=ΔG(D)不能确定32.2分(0939)在300℃时,2mol某理想气体的吉布斯自由能G与赫姆霍兹自由能A的差值为：()(A)G-A=1.247kJ(B)G-A=2.494kJ(C)G-A=4.988kJ(D)G-A=9.977kJ33.2分(0940)理想气体自状态p1,V1,T等温膨胀到p2,V2,T,此过程的ΔA与ΔG的关系是：(A)ΔA>ΔG(B)ΔA<ΔG(C)ΔA=ΔG(D)无确定关系34.2分(0960)正常沸点时液体气化为蒸气的过程在定压下升高温度时体系的ΔvapG值应如何变化？()(A)Δva35.1分(0971)1×10-3kg水在373K，101325Pa的条件下汽化为同温同压的水蒸5气，热力学函数变量为ΔU1，ΔH1和ΔG1；现把1×10-3kg的H2O（温度、压力同上）放在恒373K的真空箱中，控制体积，体系终态蒸气压也为101325Pa，这时热力学函数2。问这两组热力学函数的关系为：()1>21<21=21=236.2分(0976)在凝固点，液体凝结为固体（设液体密度小于固体密度）,在定压下升高温度时，该过程的ΔEQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up5(s),l)G值将：()(A)增大(B)减小(C)不变(D)不能确定37.2分(0977)25℃时，1mol理想气体等温膨胀，压力从10p3变到p3，体系吉布斯自由能变化多少？()(A)0.04kJ(B)-12.4kJ(C)1.24kJ(D)-5.70kJ38.2分(0983)在一简单的(单组分,单相,各向同性)封闭体系中,恒压只做膨胀功的条件下,吉布斯自由能值随温度升高如何变化?()(A)(δG/δT)p>0(B)(δG/δT)p<0(C)(δG/δT)p=0(D)视具体体系而定39.2分(1003)在标准压力p3下,383.15K的水变为同温下的蒸气,吸热Qp。该相变过程中,哪个关系式不能成立?(A)ΔG<0(B)ΔH=Qp(C)ΔSISO<0(D)ΔSISO>040.2分(1010)2mol液态苯在其正常沸点(353.2K)和101.325kPa下蒸发为苯蒸气，该过程的ΔvapF等于()(A)23.48kJ(B)5.87KJ(C)2.94kJ(D)1.47kJ41.2分(1027)某气体的状态方程为pVm=RT+αp，其中α为大于零的常数，该气体经(A)不变(B)增大(C)减少(D)不能确定42.2分(1028)从热力学基本关系式可导出(δU/δS)V等于：()(A)(δH/δS)p(B)(δF/δV)T(C)(δU/δV)S(D)(δG/δ43.2分(1029)某气体状态方程为p=f(V)T，f(V)仅表示体积的函数，恒温下该气体的熵随体积V的增加而：()(A)增加(B)下降(C)不变(D)难以确定44.2分(1030)在物质的量恒定的S-T图中，通过某点可以分别作出等容线和等压线，其斜率分别为(δS/δT)V=X和(δS/δT)p=Y，则在该点两曲线的斜率关系是()(A)X<Y(B)X=Y(C)X>Y(D)无定值45.2分(1031)1mol范德华气体的(δS/δV)T应等于：()(A)R/(Vm-b)(B)R/Vm(C)0(D)-R/(Vm-b)46.2分(1032)对物质的量为n的理想气体，(δT/δp)S应等于：()(A)V/R(B)V/nR(C)V/CV(D)V47.2分(1033)公式dG=-SdT+Vdp可适用下述哪一过程：()(A)298K、101325Pa下的水蒸发过程(B)理想气体真空膨胀(C)电解水制取氢(D)N2(g)+3H2(g)＝2NH3(g)未达平衡48.2分(1035)对于不做非体积功的封闭体系，下面关系式中不正确的是：(A)(δH/δS)p=T(B)(δF/δT)V=-S(C)(δH/δp)S=V(D)(δU/δV)S=p49.2分(1036)已知某气相反应在T1=400K，p=1.01325×106Pa时的热效应与T2=800K,p=1.01325×106Pa时的热效应相等，则两种条件下反应的熵变：()(A)ΔrSm(T1)>ΔrSm(T2)(B)ΔrSm(T1)=ΔrSm(T2)(C)ΔrSm(T1)<ΔrSm(T2)(D)不能确定其相对大小50.2分(1039)恒压下，无非体积功时，反应AB温度越高放热越多，则A与B相比，A的。6(A)(δS/δT)p较大(B)(δH/δT)p较小(C)ΔfH较小(D)ΔfG较大51.2分(1132)在下列状态变化中,哪些可以应用公式dU=TdS-pdV?(A)NO2气体缓慢膨胀，始终保持化学平衡NO2===NO+O2(B)NO2气体以一定速度膨胀,(C)SO3气体在不解离为SO2+O2的条件下膨胀(D)水在-10℃时等温结冰52.2分(9019)298K,p下,双原子分子理想气体的体积V1=48.91dm3,经等温自由膨胀到2V1,其过程的ΔS为(A)11.53J·K-1(B)5.765J·K-1(C)23.06J·K-1(D)053.2分(9027)在263K的过冷水凝结成263K的冰,则：(A)ΔS<0(B)ΔS>0(C)ΔS=054.2分(9030)在标准压力下,90℃的液态水汽化为90℃的水蒸气,体系的熵变将：(A)ΔS体>0(B)ΔS体<0(C)ΔS体=0(D)难以确定55.2分(9031)在101.325kPa下,385K的水变为同温下的水蒸气,对该变化过程,下列各式中哪个正确?(A)ΔS体+ΔS环>0(B)ΔS体+ΔS环<0(C)ΔS体+ΔS环=0(D)ΔS体+ΔS环的值不能确定56.2分(9032)在标准压力p和268.15K下,冰变为水,体系的熵变ΔS体应：(A)大于零(B)小于零(C)等于零(D)无法确定57.2分(9038)理想气体经绝热可逆膨胀至一定的终态，该过程中体系的熵变ΔS体及环境58.2分(9109)吉布斯自由能判据可以写作：()（A）(dG)T,p,W=0≤0（B）(dG)T,p,Wf=0≤0（C）(dG)T,p,W=0≥0（D）(dG)T,p,Wf=0≥0二、填空题无关。60.2分(0655)在隔离体系中，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。61.2分(0656)卡诺认为：“。”这就是卡诺定理。62.2分(0691)在绝热封闭条件下，体系的ΔS的数值可以直接用作过程方向性的判据,ΔS=0表示可逆过程；ΔS>0表示；ΔS<0表示。实际气体绝热自由膨胀，ΔU0，ΔS0。7理想气体经节流膨胀，ΔS0，ΔG0。65.2分(0740)理想气体向真空膨胀，体积由V1变到V2，其ΔU理想气体恒温可逆压缩，ΔS0，ΔG0。67.2分(0759)理想气体等温(T=300K)膨胀过程中从热源吸热600J，所做的功仅是变到相同终态时最大功的1/10，则体系的熵变ΔS=J·K-1。68.2分(0775)在横线上填上＞、＜、＝或代表不能确定）。水在373.15K和101.325kPa下通过强烈搅拌而蒸发，则(A)ΔSQ/TQ为该过程体系吸收的热量(B)ΔA-W(C)ΔA-Wf(忽略体积变化)(D)ΔG-Wf69.2分(0836)计算下列各恒温过程的熵变（气体看作理想气体）。若反应C(s)+O2(g)=CO2(g)在恒温、恒压条件下发生，其ΔrHm<0，若在恒容绝热条件下发生，则ΔrUm0，ΔrSm0。72.2分(0859)对一封闭体系，Wf=0时，下列过程中体系的ΔU，ΔS，ΔG何者必为零？(1)绝热密闭刚性容器中进行的化学反应过程；(2)某物质的恒温恒压可逆相变过程；(3)某物质经一循环恢复原状态。73.2分(0886)某蛋白质在323.2K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(323.2K)=29.288kJ·mol-1,则该反应的熵变ΔrSm(323.2K)=J·K-1·mol-1。74.2分(0916)所谓热力学概率就是的微观状态数．状态的数学概率等于除以。75.2分(0941)封闭体系中，如果某过程的ΔF=0，应满足的条件是。76.2分(0942)在只做体积功的封闭体系中，过程的ΔF的符号。78.2分(1008)300K时，将1mol理想气体在等温下使其体积从15dm3变到45dm3，则其吉布斯自由能变化ΔG=。79.2分(1009)对一单组分、单相、各向同性的封闭体系而言，等压条件下只做体积功时，其吉布斯自由能值将随温度的升高而。80.2分(1011)在300K时，48.98dm3的理想气体从100kPa变到500kPa，体系的吉布斯自由能变化为kJ。81.2分(1034)单原子理想气体的CV,m=(3/2)R,[(δT/δS)p]/[(δT/δS)V]等于。82.2分(1042)对1mol范德华气体,(δS/δV)T=。883.2分(1043)有个学生对理想气体的某个公式记得不太真切了，他只模糊地记得是(δS/δX)y=-nR/p，按你的看法，这个公式的正确表达式中,X应为,y应为。84.2分(1092)某气体服从状态方程pVm=RT+Cp（C＞0的常数若该气体经恒温可逆膨胀，其内能变化ΔUm=J。85.2分(1141)某气体的状态方程式pV=nRT+Cp，C为不等于零的常数，则该气体的热力学能U仅是的函数。86.2分(1144)在等温和存在非体积功的情况下，某气体由始态经一微小变化到达终态，其吉布斯自由能变化的表达式为。87.2分(1145)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p在等温情况下应等于。88.2分(1148)某气体的状态方程为p=f(V)T，f(V)仅为体积的函数，等温下该气体的熵随体积的增加而。89.2分(1149)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在等温时所代表的含义是。90.2分(1150)四个麦克斯韦关系式分别是：、 和。三、计算题91.10分(0764)1mol单原子分子理想气体始态为273K，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273K，p二下,该气体的摩尔熵为100J·K-1·mol-1。92.10分(0765)将298.15K的1molO2从p二绝热可逆压缩到6p二，试求Q，W，ΔU，ΔH，ΔA，ΔG，ΔS和ΔS隔离。已知Sm(O2,298.15K)=205.03J·K-1·mol-1。93.10分(0767)请计算1mol苯的过冷液体在-5℃,p二下凝固的ΔEQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up5(s),l)S和ΔEQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up5(s),1)G。已知-5℃时,固态苯和液态苯的饱和蒸气压分别为0.0225p二和0.0264p二；-5℃,p二时,苯的摩尔熔化热为9.860kJ·mol-1。94.5分(0770)有一绝热、具有固定体积的容器，中间用导热隔板将容器分为体积相同的两部分,分别充以N2(g)和O2(g)，如下图。(1)求体系达到热平衡时的ΔS；(2)达热平衡后将隔板抽去，求体系的ΔmixS；N2，O2皆可视为理想气体，热容相同，CV,m=(5/2)R。95.10分(0789)2mol100℃,101.325kPa的液态水向真空汽化，全部变成为100℃,101.325kPa的水蒸气,求水的熵变ΔvapS，判断过程是否自发。已知101.325kPa,100℃时水的摩尔汽化热为40.68kJ·mol-1。水蒸气可视为理想气体。96.10分(0790)苯的正常沸点为353K，摩尔汽化焓是ΔvapHm=30.77kJ.mol-1,今在353K,p二下，将1mol液态苯向真空等温汽化为同温同压的苯蒸气（设为理想气体）。(1)计算该过程中苯吸收的热量Q和作的功W；(2)求苯的摩尔汽化自由能ΔvapGm和摩尔汽化熵ΔvapSm；(3)求环境的熵变；(4)使用哪种判据，可以判别上述过程可逆与否？并判别之。997.10分(0813)将400K和101.325kPa的1mol某液态物质向真空容器中汽化成400K，101.325kPa的气态物质（可视为理想气体已知此条件下该物质的标准摩尔汽化热为16.74kJ·mol-1。(1)计算该过程的ΔvapS总，ΔvapA，ΔvapG；(2)ΔvapS总vapAvapG是否均可用来判别这一过程的方向？并叙述理由，其判断结果如何？98.10分(0818)1molNH3始态的温度为25℃,压力为p，然后在恒压下加热，使其-30.46×10-7(T/K)2}J·K-1·mol-1，假设在这样条件下的NH3可当作理想气体。99.10分(0823)1mol理想气体在273.15K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，ΔA。100.10分(0830)经历下述可逆等压过程：此体系的Cp=20J·K-1，始态熵S1=30J·K-1。计算过程的Q，W及体系的ΔU，ΔH，ΔS，ΔA，ΔG的值。101.10分(0834)在298K,1.01325×105Pa下，金刚石的摩尔燃烧焓为395.26kJ·mol-1，摩尔熵为2.42J·K-1·mol-1。石墨的摩尔燃烧焓为393.38kJ·mol-1，摩尔熵为5.690(1)求在298K，101.325kPa下，石墨变为金刚石的ΔrG；(2)若金刚石和石墨的密度分别为3.510×103kg·m-3及2.260×103kg·m-3，并设密度不随压力而变化，则在298K下，若使石墨变为金刚石，至少需要多大压力？102.15分(0956)在573.15K时，将1molNe（可视为理想气体）从1000KPa经绝热Ne的摩尔熵Sm=144.2J·K-1·mol-1。103.10分(0963)在298K和101325Pa下，1mol文石转变为方解石时，体积增加2.75×10-6m3·mol-1，ΔrGm=-794.96J·mol-1。试问在298K时，最少需要施加多大压力，方能使文石成为稳定相。(假定体积变化与压力无关)。slsl冷液态苯凝固时Δ蒸气为理想气体。已知-5℃固态苯的饱和蒸气压为0.0225p，在-5℃,p下，1mol过S=-35.46J·K-1，放热9860J。求：-5℃时液态苯的饱和蒸气压，设苯10gHe(可视为理想气体)在400K时压力为5p,今在等温、恒定外压10p下进行压缩。试计算此过程的Q,W及气体物质的ΔU,ΔH,ΔS,ΔA和ΔG。已知He的摩尔质量为4.00g·mol-1。106.10分(0992)在p和373.15K下,把1mol水蒸气可逆压缩为液体,计算Q，W，ΔUm，ΔHm，ΔAm，ΔGm和ΔSm。已知在373.15K和p下,水的摩尔汽化热为40.691kJ·mol-1。107.10分(0993)300.15K时1mol理想气体,压力从p经等温可逆压缩到10p,求Q,W,ΔUm,ΔHm,ΔSm,ΔAm和ΔGm。108.10分(0995)将298K,p下的1dm3O2(作为理想气体)绝热压缩到5p,耗费502J,求终态T2和熵S2,以及此过程的ΔH和ΔG。已知298K,p下,O2的摩尔熵Sm=205.1J·K-1·mol-1,Cp,m=29.29J·K-1·mol-1。ISCp,m(N2)=(7/2)R,在298K，p二下,N2的标准摩尔熵为191.5J·K-1·mol-1。设N2为理想气体。110.10分(1015)303.15K时，1mol某理想气体从压力为810.6kPa经等温可逆过程变化到111.10分(1017)1mol双原子分子理想气体，始态的p1=100kPa,T1=300K,经等压可逆过程到终态T2=500K，计算过程的Q,四、问答题112.10分(0651)判断下列说法是否正确并说明原因：(1)夏天将室内电冰箱门打开，接通电源，紧闭门窗(设墙壁、门窗均不传热),可降低室温；(2)可逆机的效率最高，用可逆机去拖动火车，可加快速度；(3)在绝热封闭体系中发生一个不可逆过程从状态I→II，不论用什么方法体系再也回不到原来状态I；(4)封闭绝热循环过程一定是个可逆循环过程。113.10分(0792)请在下列p-V，T-p，T-S，U-S及S-V坐标图上绘出理想气体卡诺循环的状态变化（用箭头标明各步的变化方向）。114.5分(1050)证明：范德华气体绝热向真空膨胀后，气体的温度降低。115.10分(1075)请证明下列Cp与CV之差的公式：其中a=(1/V)(δV/δT)p为膨胀系数，K=-(1/V)(δV/δp)T为压缩系数，并对理想气体证明Cp-CV=nR。116.5分(1089)一气体的状态方程是(p+a/Vm2)Vm=RT，式中a是大于零的常数，试证明在节流膨胀过程中气体的温度将下降。117.5分(1102)指出下列公式的适用范围：(A)ΔH=Qp(B)W=(p1V1-p2V2)/(人-1)(C)ΔS=nRln(p1/p2)+Cpln(T2/T1)(D)(δH/δp)S=(δG/δp)T(E)ΔmixS=-R∑nilnxi118.5分(1116)请证明下列关系式：(1)(δH/δV)T=T(δp/δT)V+V(δp/δV)T(2)(δH/δp)T(3)对理想气体，证明H仅是温度的函数(3)对理想气体，证明U只是温度的函数120.5分(1133)对只做膨胀功的封闭体系,求证：(δU/δV)T=T(δp/δT)V-p答案一、选择题(共27题41分)1.2分(0675)[答]（C）2.2分(0693)[答](C)(2)应改成“隔离体系经历一自发过程总是dS>0”。(3)应改成“自发过程的方向就是使隔离体系混乱度增加的方向”。3.2分(0694)[答](A)因为η1=W1/Q=(T3-T1)/T3,W1=Q(1-T1/T3)η2=W2/Q=(T2-T1)/T2,W2=Q(1-T1/T2)所以W1>W24.2分(0696)[答](B)因为绝热可逆ΔS=0，绝热不可逆ΔS>0。所以状态函数S不同，故终态不能相同。5.2分(0705)[答](C)因为不同热力学判据的应用条件如下：ΔUS,V,Wf=0≤0；ΔHT,p,Wf=0≤0ΔGT,p,Wf=0=0≤0；ΔS隔离≥0故只有(C)符合条件。6．2分(0733)[答](A)W=0,ΔU=QΔH=ΔU+Δ(pV)=Q+pV-p1V1=Q+pVΔS=ΔH/T=(Q+pV)/373KΔA=ΔU-TΔS=-pV7.2分(0746)[答](C)10.2分(0774)[答](D)13.2分(0805)[答](C)14.2分(0843)[答](C)ΔG=ΔH-TΔS=Q+pV-Q-pV=08.2分(0754)[答](B)9.2分(0757)[答](D)11.2分(0787)[答](D)12.2分(0800)[答](B)由于工作物质为理想气体，所以在等温膨胀和等温压缩步骤中ΔT=0且ΔU=0在绝热膨胀和绝热压缩步骤中δQR=0，所以ΔS=0故理想气体的卡诺循环U－S图应为一矩形如(C)。15.2分(0844)[答](D)因为公式(1)δQ/T=ΔfusS(可逆过程)(2)Q=ΔfusH(等压过程，非体积功等于零)(3)ΔfusH/T=ΔfusS(可逆相变)(4)-ΔfusG=最大净功(可逆过程)此题在未指明可逆与否的情形下只有公式(2)适用16.2分(0845)[答](A)因为绝热，所以Q=0由于理想气体节流膨胀后T不变又W=-p1V1+p2V2=nRT2-nRT1=0因此dS=(dU+pdV)/T=CVdT/T+pdV/T=nRdV/VEQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up9(V),V1)(1/V)dV=nRln(V2/V1)>0(因V2>V1)故答案为(A)17.2分(0846)[答](B)因为Q=0，理想气体恒温膨胀时ΔU=0W=0ΔS体系=nRln2=5.76J·K-1隔离=5.76J·K-118.2分(0847)[答](A)19.2分(0867)[答](D)ΔS=nCp,mln(T2/T1)=14.93J·K-120.2分(0868)[答](1)(C)(2)(C)对于(1)，ΔS=QR/T，QR=Wm=5Q，所以ΔS=5Q/T对于(2)，对于不可逆循环ΔS体=0，ΔS隔离>0，所以ΔS环>021.2分(0869)[答](A)22.2分(0872)[答](1)D;(2)D对于(1)ΔrSm=QR/T=20J·K-1·mol-1对于(2)Wf=-ΔrGm=-(ΔrHm-TΔrSm)=Qp-QR=66kJ23.2分(0876)[答](C)24.2分(0889)[答](B)(2分)变化前后理想气体的温度不变,但体积减小,所以ΔS体<0；若把体系和环境加在一起看作一个新的孤立体系,则经此变化后,孤立体系经历的是不可逆变化,所以体+25.2分(0890)[答](C)(2分)体系经历的变化为绝热不可逆变化,所以ΔS体>0；环境与体系间没有热交换,压力亦无变化,体积的变化可忽略,所以环境的状态未变,即ΔS环=0(环境的体积变化可忽略是基于下述认识,即一般情况下,总可以认为环境相对于体系是无穷大的)。26.2分(0891)[答](B)(2分)因环境供热给体系,则ΔS环=-Qp/383.15K<0,此为恒温恒压下的自发变化,所以ΔG体<0；体系由液态变为气态,ΔS体>0；将体系与环境加在一起组成新的孤立体系,在此体系中有自发变化,所以ΔS孤立=ΔS体+ΔS环>0。27.2分(0892)[答](C)(2分)隔板抽开前后,氧气状态未变,熵是状态的函数,从微观讲,混合前后,等同粒子不可区分。28.2分(0893)[答](C)29.2分(0894)[答](A)30.2分(0914)[答](A)31.2分(0935)[答](C)32.2分(0939)[答](C)G-A=pV=nRT=4.988kJ33.2分(0940)[答](C)34.2分(0960)[答](C)ΔS，当液体汽化时，ΔvapS3>0所以T增大时，必定有ΔVapG3<0。35.1分(0971)[答](C)36.2分(0976)[答](A)因(ΔEQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up5(s),l)G/T)p=-ΔEQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up5(s),l)S>037.2分(0977)[答](D)38.2分(0983)[答](B)(G/T)p=-S<039.2分(1003)[答](C)40.2分(1010)[答]（B）该过程为可逆相变，故ΔvapG=0vapA=ΔvapG-Δ(pV)=-nRT=5.87kJ41.2分(1027)[答](A)状态方程中无压力校正项，说明该气体膨胀时，无需克服分子间引力，所以内能不变。42.2分(1028)[答](A)由dU=TdS-pdV与dH=TdS+Vdp可导出(U/S)V=T(H/S)p=T43.2分(1029)[答](A)因为(S/V)T=(p/T)V=p/T>044.2分(1030)[答](A)因为(S/T)V=CV/T(S/T)p=Cp/T通常情况下Cp,m>CV,m，X<Y45.2分(1031)[答](A)46.2分(1032)[答](D)因为(T/p)S=T/Cp×(V/T)p=V/Cp47.2分(1033)[答](B)48.2分(1035)[答](D)49.2分(1036)[答](B)50.2分(1039)[答](A)因为A的(H/T)p较大，而(H/T)p=T(S/T)p51.2分(1132)[答](A),(C)52.2分(9019)[答](A)53.2分(9027)[答](A)54.2分(9030)[答](A)55.2分(9031)[答](A)56.2分(9032)[答](A)57.2分(9038)[答]（D）58.2分(9109)[答](B)二、填空题(共21题45分)59.2分(0653)[答]两个热源的温度工作物质60.2分(0655)[答]有秩序无秩序热力学第二定律0.5分0.5分1分61.2分(0656)[答]所有工作在同一高温热源与低温热源之间的热机，其效率都不能超过可逆机。(2分)62.2分(0691)[答]不可逆过程不可能发生的过程63.2分(0737)[答]=，>64.2分(0738)[答]>，<因为理想气体经节流膨胀后温度不变，而压力降低，体积增大。所以ΔS=nRln(V2/V1)>0，ΔG=nRTln(p2/p1)<0。65.2分(0740)[答]=0，=nRln(V2/V1)66.2分(0745)[答]<,>因为ΔS=nRln(V2/V1)<0ΔG=nRTln(p2/p1)>067.2分(0759)[答]20因为WR=QR=600J×10=6.000kJ所以ΔS=QR/T=6000J/300K=20J·K-168.2分(0775)[答](A)>(B)<(C)<(D)<69.2分(0836)[答](1)nARln(V/VA)+nBRln(V/VB)=0(2)nRln(2V/2V)=070.2分(0838)[答]<<71.2分(0839)[答]=>72.2分(0859)[答](1)ΔU=0(2)ΔG=0(3)ΔU=0,ΔS=73.2分(0886)[答]ΔrSm(323.2K)=ΔrHm(323.2K)/T=29.288×103J·mol-1/323.2K=90.62J·K-1·mol-174.2分(0916)[答]实现某种状态(1分)状态的热力学概率(0.5分)在该情况下所有可能的微观状态之总和(0.5分)75.2分(0941)[答]等温等容，且Wf=0的可逆过程76.2分(0942)[答]不能确定77.2分(0943)[答]=78.2分(1008)[答]-2.740kJ79.2分(1009)[答]减少80.2分(1011)[答]7.8881.2分(1034)[答]等于0.6因为[(T/S)p]/[(T/S)V]=CV/Cp=CV,m/Cp,m=0.682.2分(1042)[答](S/V)T=(p/T)V=R/(Vm-b)83.2分(1043)[答]p,T因(S/p)T=-(V/T)p=-nR/p84.2分(1092)[答]零dU=TdS-pdV(U/V)T=T(S/V)T-p=T(p/T)V-p=TR/(V-C)-RT/(V-C)=0所以ΔU=085.2分(1141)[答]T因为p=nRT/(V-C)dU=TdS-pdV()T=T()V-p=nRT/(V-C)-p=0所以，表明该气体的热力学能仅是T的函数。86.2分(1144)[答]dG=Vdp-δWf87.2分(1145)[答]CV/Cp88.2分(1148)[答]增大（或增加）因为(δS/δV)T=(δp/δT)V=p/T>089.2分(1149)[答](δS/δT)V/(δS/δT)p=CV/Cp90.2分(1150)[答](δT/δV)S=-(δp/δS)V(δS/δV)T=(δp/δT)V三、计算题91.10分(0764)[答](a)ΔG=nRTln(p2/p1)=1.573kJ(b)ΔG=ΔH-Δ(TS)；ΔH=2Cp（0.5分）（0.5分）（0.5分）（0.5分）(2分)ΔS=nCp,mln(T2/T1)=14.41J·K-1，S2=S1+ΔS=114.4J·K-1所以ΔG=-29.488kJ(4分)(c)ΔS=nCV,mln(T2/T1)=8.644J·K-1,S2=S1+ΔS=108.6J·K-1所以ΔG=ΔH-(T2S2-T1S1)=-26.320kJ(4分)W=-ΔU=CV(T1-T2)，由绝热可逆过程方程得T2=495.5K(1分)所以W=CV(T1-T2)=-4.142kJ，ΔU=4.142kJ(1分)ΔH=Cp(T2-T1)=5.799kJ(1分)ΔA=ΔU-Δ(ST)=ΔU-SΔT=-36.720kJ(2分)ΔG=ΔH-SΔT=-35.063kJ(2分)93.10分(0767)[答]设体系经5步可逆过程完成该变化(2分)1=EQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up9(0),p)0264p$Vm(l)dp=Vm(l)(0.0264-1)p3(1分)ΔG5=0pEQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up12($),0)225p$Vm(s)dp=Vm(s)(1-0.0225)p3(1分)2=4=0(恒温恒压可逆相变)(2分)ΔG3=nRTln(p2/p1)=-356.4J(1分)因为Vm(s)=Vm(l)所以ΔG1≈ΔG5所以ΔG=ΔG1+ΔG2+ΔG3+ΔG4+ΔG5=-356.4J(1分)ΔS=(ΔH-ΔG)/T=-35.44J·K-1(2分)94.5分(0770)[答](1)因W=0,Q=0故ΔU=0所以ΔU=n1CV,m(T-T1)+n2CV,m(T-T2)=0所以(T-283K)+(T-293K)=0T=288KΔS=n1Cp,mln(T/T1)+n2Cp,mln(T/T2)=0.006J·K-1(2)ΔmixS=ΔS+ΔS'ΔS'=n1Rln2+n2Rln2=11.526J·K-1所以ΔmixS=0.006J·K-1+11.526J·K-1=11.5(1分)(2分)(1分)(1分)95.10分(0789)[答]这是一个不可逆过程，必须设计一个可逆过程计算vapS体=QR/T=ΔH/T=218.0J·K-1(5分)Q环=vapU=ΔH-nRT=75.15kJΔS环=-Q环/T=-201.4J·K-1(3分)VapS总=vapS体+ΔS环=16.6J·K-1>0，过程自发。(2分)96.10分(0790)[答](1)W实际=p外ΔV=0(1分)设等温可逆汽化：Qp=nΔvapHm=30.77kJ(1分)WR=pVg=nRT=2.935kJ(1分)ΔvapUm=Qp-WR=27.835kJ(1分)Q实际=ΔvapUm+W实际=27.835kJ