物理化学

2026/1/14 14:29:04

a. 任一组分i在全部浓度范围内都服从拉乌尔定律 b. 该溶液的沸点-组成图中液相线为一直线

c. 任一组分i的化学势表达式为:ui??i#(T,p)?RTlnXi

00d. pA?kA, pB?kB(kA, kB为亨利常数)

(13) 理想气体绝热向真空膨胀,则:( )

a. ΔS = 0 , W = 0 c. ΔG = 0,ΔH = 0

b. ΔH = 0,ΔU = 0 d. ΔU = 0,ΔG =0

(14) 在标准压力,273.15 K下水凝结为冰,判断体系的下列热力学量中何者一定为零?

( )

a. ΔU

b. ΔH

c. ΔS

d. ΔG

(15) 重结晶制取纯盐的过程中,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

3.辨析题:

(1) 指出在下述各过程中体系的?U、?H、?S、?F和?G何者为零? a. 理想气体卡诺循环。

b. H2和O2在绝热钢瓶中发生反应。 c. 非理想气体的绝热节流膨胀。

d. 液态水在373?15 K和101?325 kPa下蒸发为汽。 e. 理想气体的绝热节流膨胀。 f. 理想气体向真空自由膨胀。 g. 理想气体绝热可逆膨胀。 h. 理想气体等温可逆膨胀。

(2) 空调、冰箱不是可以把热从低温热源吸出,放给高温热源吗,这是否与第二定律矛盾呢?

(3) 自发过程一定是不可逆的,所以不可逆过程一定是自发的。这说法对吗? (4) 是否可以说不可逆过程的熵永不减少?凡熵增加过程都是自发过程? (5) 能否说体系达平衡时熵值最大,吉布斯自由能最小? (6) 指出下列理想气体的等温混合熵变值。

a.V(1mol N2)+ V(1mol Ar)= 2V(1mol N2 + 1mol Ar) b. V(1mol N2)+ V(1mol N2)= 2V(2mol N2)

b. 低

c. 相等

d. 不可比较

c. V(1mol N2)+ V(1mol Ar)= V(1mol N2 + 1molAr)

d. V(1mol N2)+ V(1mol N2)= V(2mol N2)

(7) 下列过程中,Q, W, ?U, ?H, ?S, ?F, ?G的数值哪些为零? 哪些的绝对值相等? a. 理想气体真空膨胀 c. 水在冰点结成冰 e. 理想气体节流过程

f. H2(g)和O2(g)在绝热钢瓶中生成水

g. 反应在等温、等压下可逆进行,Wf=0 A(g)+B(g)=2C(g) (8) 试比较以下水在各种状态的化学势的大小 :

①a与b ,②c与d ,③e与f ,④a与d ,⑤b与d ,⑥d与f 。 a. H2O (l) (373K,p#)

b. H2O (g) (373K,p#) e. H2O (l) (374K,p#)

c. H2O (l) (373K,2 p#) f. H2O (g) (374K,p#)

b. 实际气体绝热可逆膨胀 d. 理想气体等温可逆膨胀

d. H2O (g) (373K,2 p#) 4. 计算题:

(1) 在27℃时,1 mol理想气体由1.01325×106 Pa恒温膨胀至1.01325×105 Pa。试计算此过程的?U,?H,?S,?F和?G.。

(2)在中等压力下,n mol气体遵守以下物态方程:pV(1??p)?nRT,其中?与气

体本性有关,请求算16 gO2在273 K下从10×101325 Pa降到101325 Pa时的?G。已知O2的?=-9.277×10-9 Pa.。

(3) 反应N2(g, 298 K, p#)+3 H2(g, 298 K, p#)? 2NH3(g, 298 K, p#)的?H298=-92.38 kJ,?G298=-33.26 kJ。设?Cp=0,请求算在1 atm下500 K及1000 K的?G。由此说明该反应在常温常压下能否自发进行?随着温度升高对合成NH3是否有利?

若将1 mol的水在100℃时投入真空容器内,最后成为100℃, 0.1×101325 Pa的水气,试求水在该相变过程的熵变。

在绝热箱中,将10 克200℃的铁块沉入20℃, 1dm3的水中,已知,Cp,m(Fe)=25.5 J?K-1?mol-1, Cp,m(H2O)=75.3 J?K-1?mol-1, MFe=55.85, 求?S。

1 mol -20℃过冷水在绝热器里部分凝结,形成0℃水与冰两相共存的平衡体系,计算该过程的?U, ?H, ?S, ?F, ?G.已知冰在0℃时的熔化热为333.6 J?g-1,冰和水的恒压热容分别为36.0及70 J?K-1?mol-1。

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1.填空题:

(1)理想;稀溶液中的溶质。 (2)用活度代替浓度。 (3)在两相中的化学势相等。

(4)化学势高的,化学势低的, i物质在两相中的化学势。 (5) V=(

n1V1?n2V2).

(6)溶剂与溶质分子之间作用力相等,拉乌尔定律。 (7)在0 K时,纯物质完整警惕的熵值为0,(8) V??S0K?0。

??H???G????? ??p?s??p?T(9)?S?(Rlnp1p?34.8J?K-1?mol),?F?(??pdV??RTln1??5744J), p2p2?G??5744J

(10)最大非体积功。

(11)不可逆。

(12)永远不会减少,永远不会减少。

(13)系统紊乱度的度量, S?(kln?)。

(14)与某一宏观状态相对应的微观状态数,某种状态占总状态数的分数,大于1,在0~1之

间。 (15) ?S(>0); ?S(<0);?S(≥0); ?S(≥0)。 (16)过程方向限度。 (17)过程的不可逆性。

(18)热不能自动地由低温物体传至高温物体而不引起其他变化;不能从单一热源取热使之

全部变成功而不引起其他的变化。 (19) ??(W),大于,两热源的温度。 Q(20)等温可逆膨胀、绝热可逆膨胀、等温可逆压缩、绝热可逆压缩。

2. 选择题:

(1) d (2) c (3) a (4) a (5) b,a (6) a (7) a (8) d (9) b (10) c (11) a (12)b (13) b

(14) d (15) c

3.辨析题:

(1) 解:a. ?U、?H、?S、?F、?G均为零 b. ?U?0 c. ?H?0 d. ?G?0 e. ?H?0 f. ?U?0 g. ?S?0 h. ?U=0, ?H=0 (2) 不矛盾。克劳修斯说的是―不可能把热从低温物体传到高温物体,而不引起其它变化‖,

而冷冻机系列,环境作了电功,却得到了热。热变为功是不可逆过程,所以环境发生了变化。

(3) 前半句是对的,后半句却错了。因为不可逆过程不一定是自发的,如不可逆压缩过程。 (4)不一定。不可逆压缩熵是减少的。只有在隔离体系中,这种说法才是对的。

(5)不能一概而论,这样说要有前提,即绝热体系或隔离体系达平衡时,熵值最大。等

温、等压、不作非膨胀功,体系达平衡时,吉布斯自由能最小。

(6) a. ?Smix?2Rln2 b. ?Smix?0

c. ?Smix?0 d. ?Smix?2Rln12 (7) a. Q?W??U??H?0 b. QR??S?0,?U?W

c. ?G?0,?H?Qp,?F?We

d. ?U??H?0,Q??We,?G??F

e. ?U?0,?H?0

f. ?U?QV?0,We?0 g. ?G?0,?U??H,?F?We?0

(8) ①

?a??b ②?c??d ③?e??f ④?a??d ⑤?b??d4. 计算题:

1) 解:因为是恒温过程,?U=?H=0, ?S?Rlnp1p?8.314ln10?34.79J?K-1 2?F???pdV??RTlnp1p?8.314?300ln10??5744J 2?G???Vdp?RTlnp2p??5744J 1p22)解: 在恒温下,?G??Vdp

p1由物态方程得:V?nRTp(1??p)

p2?G??nRTp(1??p)dp?nRTlnp2(1??p1)p1p(1??p

12)将n?12及有关数据代入: ⑥?d??f

((


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