物理化学2教材

物理化学练习二一、选择题

1.选择正确答案，理想气体恒压膨胀，其熵值如何变化？（A）不变（B）增大（C）减小（D）不能确定

2.在绝热条件下，用大于气筒内的压力，迅速推动活塞压缩气体，此过程的熵变为：（A）大于零（B）等于零（C）小于零（D）不能确定（B）（A）3.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0（A）

U（B）

H（C）

S（D）

GC4.某化学反应在300K、pΘ下进行，放热60kJ·mol-1，若在相同条件下安排成可逆电池进行，吸热6kJ·mol-1(1)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）66kJD,D5.下列函数中为强度性质的是：（A）S（B）(∂G/∂p)T（C）(∂U/∂V)T（D）CVC6.恒压下纯物质当温度升高时其吉布斯自由能：（A）上升（B）下降（C）不变（D）无法确定B7.恒压下，无非体积功时，反应A→B温度越高放热越多，则A与B相比，A的（A）(∂S/∂T)p较大（B）(∂H/∂T)p较小（C）

fHΘm较小（D）

fGΘm较大A8.对物质的量为n的理想气体，(∂T/∂p)S应等于：（A）V/R（B）V/nR（C）V/CV（D）V/Cp9.苯的正常沸点为80℃，估计它在沸点左右温度范围内，温度每改变1℃，蒸汽压的变化百分率为：（A）3﹪（B）13﹪（C）47﹪（D）难以确定10.经重结晶制取纯盐，如果析出过程正在进行，析出的NaCl固体的化学势与母液中NaCl的化学势比较，高低如何？（A）高（B）低（C）相等（D）不可比较若析出结束，所得固体盐与刚过滤的滤液中NaCl之化学势比较呢？11.恒温时，B溶解于A中形成溶液，若纯B的摩尔体积大于溶液中B的偏摩尔体积，则增加压力将使B在A中的溶解度如何变化？（A）增大（B）减小（C）不变（D）不一定12.等温等压下，在A和B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（A）增加（B）减小（C）不变（D）不一定二、填空题

1.对一封闭体系，Wf=0时，下列过程中体系的

U、

S、

G何者必为零？（1）绝热密闭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（）2.公式

S=nRln（V2/V1）+CVln（T2/T1）的适用范围是（）3.公式

mixS=-R

nBlnxB的应用条件是（）4.由于隔离体系的（）（）不变，故熵判据可以写作（）。三、计算题

1.（1）请写出Gibbs对热力学及化学热力学的八个贡献（2）将某纯物质的液体用活塞封闭在一个绝热的筒内，其温度为T0，活塞对液体的压力正好是该液体在T0时的蒸汽压P0，假设该液体的物态方程为Vm=VΘm×{1+

(T-T0)-K(p-p0)}其中VΘm是液体在T0,p0时的摩尔体积，

和K分别是膨胀系数和等温压缩系数，设它们都为常数。将该液体经绝热可逆过程部分汽化，使液体的温度降到T，试求终态压力p并证明：液体所汽化的摩尔分数为x=(m/n)=(T/△vapHm)[Cp,m(l)ln(T0/T)－VΘm

(p0－p)]式中的n为汽化前液体物质的量，m是变成蒸汽的量，Cp，m（l）为液体物质的摩尔等压热容，△vapHm是该物质在T时的摩尔汽化焓。解法：先表明体系（系统）始、终态，再设计合理的、应用已知条件的可逆途径连接始、终态。应用“状态函数（熵）的变化量只与始、终态有关”的特性列出有关m、n的方程。见以下草图。nX(l),T0,

p0(n-m)X(l),mX(g),T

,

p

S=0nX(l),T

,

p0

S1=?nX(l),T

,

p

S2=?

S3=?

S1+

S2+

S3=

S=0

S1、

S2、

S3、会算吗？2.苯的正常沸点为353K，摩尔汽化焓是

vapHm=30.77kJ·mol-1，今在353K，pΘ下，将1mol液态苯向真空等温蒸发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

vapGm和摩尔汽化熵

vapSm（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。3.1mol单原子理想气经过一个绝热不可逆过程到达终态，该终态的温度为273K，压力为pΘ，熵值为SΘm（273K）=188.3JK-1mol-1。已知该过程的

Sm=20.92J·K-1·mol-1，体系对环境做功1255J。（1）求始态的p1，V1，T1（2）求气体的

U，

H，

G。4.大气的温度与压力均随高度的增加而降低。压力P随高度h的变化率以下式表示：dp/dh=－ρg式中ρ为空气密度，g为重力加速度。大气的温度随压力的变化可近似按绝热可逆过程来处理，试求出大气温度T随高度h的变化率dT/dh的数值。假设空气为双原子分子的理想气体，其中Cv，m=（5/2）R，M=29×10-3kg·mol-1，而g=9.81m·s-2。dT/dh=(T/P)Sdp/dh=-ρg(T/P)SWhere(T/P)S=-(S/P)T/(S/T)P=(V/T)P/(S/T)P(T/P)S=V/CP=(M/ρ)/CP,m（有不同推导法）dT/dh=-(2gM)/(7R)5.通过下列具体例子讨论偏摩尔量的测定方法，同时扼要叙述截距法的要点(南大教材第五版P212—213）。在298K，pΘ下，将物质的量为n2的NaCl溶于1000cm3水中，所形成溶液的体积为V，V与n2的关系式由实验确定为：V={1001.38+16.6258（n2/mol）+1.7738（n2/mol）3/2+0.1194（n2/mol）2}cm3，请讨论求V1和V2的方法。（计算例题较少，应首先把所学教材和报考学校的指定教材上的仔细做好。）四、问答题

1.温度升高对物质的下列各量有何影响（增大、减小或不变），并简证之（或简单解释之）。（1）恒压下物质的焓（2）恒容下物质的内能（3）恒压下物质的熵（4）恒容下物质的赫姆霍兹自由能（5）恒压下物质的吉布斯自由能2.已知恒压下，某化学反应的

rHm与T无关。试证明该反应的

rSm亦与T无关。

3.请证明：（∂p/∂V）S=(∂P/∂V)T(∂S/∂T)p(∂T/∂S)V证明：（∂P/∂V）S=-(∂S/∂V)p(∂P/∂S)V=-(∂S/∂T)p(∂T/∂V)p(∂P/∂T)V(∂T/∂S)V=(∂p/∂V)T(∂S/∂T)p(∂T/∂S)V4.证明范德华气体绝热向真空膨胀后