物 理 化 学 课 内 练 习 标 准 答 案
21. 1mol 理想气体在273K、1p0时等温可逆膨胀到0.1p0,则过程的?G为:答案:D
(A)1249 Jmol-1 (B) 5226 Jmol-1 (C) 5226 calmol-1 (D) -5226 J 22. 在298K和1p0下,硝酸钾溶解在水中时将吸收热量,对此过程:答案:B
(A)?S?0 (B)?S?0 (C)
?S?0 (D)?S??H 29823. 如右图,当把隔板抽走后,左右两侧的气体(可视为
理想气体)发生混合,则混合过程的熵变为: (A) 0.994JK-1 (B) 0
(C) 4.16JK-1 (D) –4.16JK-1 答案:C
24. 在上题中,若一侧的N2(g)换成O2(g),其它条件不变,当把隔板抽走时,其混合
过程的熵变为: 答案:B
(A) 0.994JK-1 (B) 0 (C) 4.16JK-1 (D) –4.16JK-1 25. 对于只作膨胀功的封闭体系,(?G)的值为:答案:A ?pT (A) 大于零 (B) 小于零 (C) 等于零 (D) 不能确定 26. 使一过程其?G=0应满足的条件是:答案:C
(A) 可逆绝热过程 (B) 等容绝热且只作膨胀功的过程 (C) 等温等压且只作膨胀功的过程 (D) 等温等容且只作膨胀功的过程 27. 使一过程其?S=0应满足的条件是:答案:A
(A) 可逆绝热过程 (B) 等容绝热过程 (C) 绝热过程 (D) 等压绝热过程 28. 使一过程其?H=0应满足的条件是:答案:D
(A) 可逆绝热过程 (B) 等容绝热过程
(C) 绝热过程 (D) 等压绝热且只作膨胀功的可逆过程 29. 理想气体与温度为TK的大热源相接触作等温膨胀吸热Q J,而所作的功是变到相同终
态的最大功的20%,则物系的熵变为:答案:A (A) ?S=5QQQQ (B) ?S= (C) ?S= (D) ?S=-
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30. 在纯物质的T-S图中,通过某点可分别作出等容线和等压线,其斜率分别为(?T)V及?S(?T)P,则在该点两曲线的斜率的关系是:答案:C ?S?T?T?T?T?T?T)V?()P(B)()V=()P(C)()V?及()P(D)无确定关系 ?S?S?S?S?S?S(A)(31. 在标准压力下,过冷水凝结成同温度的冰,则过程中应有:答案:C
(A)?S体系?0 (B)?S环境?0
(C)(?S体系??S环境)?0 (D)(?S体系??S环境)?0 32. 热力学第三定律可以表示为:答案:B
(A)在绝对零度时,任何晶体的熵为零 (B)在绝对零度时,任何完美晶体的熵为零 (C)在摄氏零度时,任何晶体的熵为零 (D)在摄氏零度时,任何完美晶体的熵为零 33. 在0℃到100℃的范围内,液态水的蒸气压p(Pa)与温度T(K)的关系式为
lnp??2265?17.60。某高原地区的气压只有60kPa,则该地区水的沸点为: T(A) 343.3K (B) 70.3K (C) 343.3℃ (D) 373K 答案:A
34. 某非缔合液体在正常沸点时摩尔汽化熵为88J.K-1.mol-1,汽化热为22kJ.mol-1,则其正常
沸点最接近于:答案:C
(A)500℃ (B)500K (C)250K (D)100℃ 35. 特鲁顿规则适用于:答案:D
(A)任何纯液体 (B)二元溶液 (C)缔合液体 (D)正常液体 36. 在一定温度范围内,某液态物质的蒸气压p与温度T的关系式为:lnp??在该温度范围内,该物质的平均摩尔气化热为:AR 。
A?B。则T37. 试计算1mol液态水在100℃、标准压力下向真空蒸发变成100℃、标准压力下的水蒸汽的Q、W 、?U 、?H、?S、?A 、?G、?S环、?S总。已知水的正常汽化热为40.76kJ.mol-1。假定蒸汽为理想气体。 外100C、p)????H2O(g、100C、p) 解: H2O(l、00p=000第 10 页 共 54 页
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W?0 ?H?40.76kJ
?U??H??(pV)?40.76?103?8.314?373?37.66kJ
Q??U?W?37.66kJ ?S??H?109.3J.K?1 ?G??H?T?S?0 T?A??U?T?S??3101J ?S环境?-?S总=?S体+?S环境?0J.K?1
?H?-109.3J.K?1 T38. 1 mol单原子理想气体,从p1= 2p0、V1=11.2dm3,沿 p?T = 常数的可逆途径压缩至
p2= 4p0。试求此过程的Q、W 、?U 、?H、?S、?A 及?G 。(已知该物质初态的规定熵S1=100 J.K—1.mol—1 ) 解:T2?p1T1p1V1273T1?1???136.5K p222nR2 W??pdV???CnRT12d()??nR?Tp?TdT??2nR(T2?T1)?nRT1?2270J
?U?nCm.V(T2?T1)?? ?H?nCm.p(T2?T1)??T13?R??1702J 22T15?R??2837J 22 Q??U?W??1702?2270?3972J ?S?nCm.plnT2p511?nRln1?Rln?Rln??20.17J.K?1 T1p2222?1 S2??S?S1?100?20.17?79.83J.K
?G??H??(TS)??2837?(136.5?79.83?273?100)?13.57kJ ?A??U??(TS)??1702?(136.5?79.83?273?100)?14.70kJ
39. 试计算-15℃、标准压力下,1摩尔过冷水变成冰这一过程的熵变?S,并与实际过程的热温商比较,判断此过程是否自发。已知:水和冰的等压摩尔热容分别为75 J.K-1mol-1和37 J.K-1mol-1,0℃时冰的熔化热ΔfusH0=6025 第 11 页 共 54 页
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J.mol-1。(1)请画出计算?S的方框图;(2)计算该过程的熵变?S;(3)计算该过程的焓变?H;(4)计算该过程环境的熵变?S环;(5)用熵判据来判断过程的方向性。(答案有误?S) T2?fHmT?nCp.sln1 解:?S??S1??S2??S3?nCp.lln?T1T2T2?nCp.llnT2?HT273?6025258 ??nCp.sln1?37ln??75lnT1T2T2258273273?2.09?22.07?4.24??24.22J.K?1
?H??H1??H2??H3?nCp.l(T2?T1)??fHm?nCp.s(T1?T2)
Q实际T环境=--6595=25.56J.K?1 258?37(273?258)?6025?75(258?273)?555?6025?1125??6595J
?S环境=-?S总=?S体+?S环=-24.22+25.56=1.34J.K-1 ?S总=1.34J.K-1?0
自发变化
40. 在298K时,1molN2(理想气体)从p0绝热不可逆、等压压缩到终态压力为4p0。已知
N2在298K、p0时,1molN2的规定熵为191.5 J.K-1mol-1。求该过程的Q、W 、?U、
?H、?G、?A、?S和?S孤。
解:Q?0 (2分)
?U?W nCV(T2?T1)??p外(V2?V1) 5RTRT1R(T2?T1)??4p0(2?)?R(4T1?T2) 24p0p0T2?13T1?553K 7第 12 页 共 54 页