物理化学题库
2012-05-20 19:44阅读:
物理化学单元测验(一)
一、选择题。在题后括号内,填上正确答案代号。
1、
对于理想气体,焦耳-汤姆孙系数mJ-T(
)。
(1)> 0;
(2)< 0; (3)= 0;
(4)不能确定。
2、
在同一温度下,同一气体物质的摩尔定压热容Cp,m与摩尔定容热容CV,m之间的关系为:(
)。
( 1 )Cp,m <
CV,m;
( 2
)Cp,m >
CV,m;
( 3 )Cp,m =
CV,m;
( 4 )难以比较。
B>
、 公式 的适用条件是:(
)。
( 1 )任何过程;
( 2 )等压过程;
( 3 )组成不变的等压过程;
( 4 )均相的组成不变的等压过程。
4、 当理想气体反抗一定的压力作绝热膨胀时,则:(
)。
( 1 )焓总是不变;
( 2 )热力学能总是增加;
( 3 )焓总是增加;
( 4 )热力学能总是减少。
5、 25℃,下面的物质中标准摩尔生成焓不为零的是:(
)。
(1)N
2(g);(2)S(s ,
单斜);(3)Br
2(l);(4)I
2(s)。
6、
范德华气体经绝热自由膨胀后,气体的温度:(
)。
( 1 )上升;
( 2 )下降;
( 3 )不变。
7、
理想气体状态方程式实际上概括了三个实验定律,它们是:(
)。
(1)玻意耳定律,分压定律和分体积定律;
(2)玻意耳定律,盖·吕萨克定律和阿伏伽德罗定律;
(3)玻意耳定律,盖·吕萨克定律和分压定律;
(4)玻意耳定律,分体积定律和阿伏伽德罗定律。
8、 某坚固容器容积100 dm
3,于25℃,101.3
kPa下发生剧烈化学反应,容器内压力、温度分别升至5066 kPa和1000℃。数日后,温度、压力降至初态(25℃和101.3
kPa),则下列说法中正确的为:(
)。
( 1 )该过程D
U = 0,D
H = 0
( 2 )该过程D
H = 0,
W¹0
( 3 )该过程D
U = 0,
Q¹0
( 4 )该过程
W = 0,
Q¹0
9、H
2和O
2以2:1的摩尔比在绝热的钢瓶中反应生成H
2O,在该过程中(
)是正确的。
( 1 ) D
H = 0;
( 2 ) D
T = 0;
( 3 )
pVγ = 常数;
( 4 ) D
U = 0。
10、范德华方程中的压力修正项对
Vm的关系为:(
)。
( 1 )正比于
Vm2;
( 2 )正比于
Vm;
( 3 )正比于1/
Vm2;
( 4
)正比于1/
Vm。
11、已知反应H
2(g) + O
2(g) ==
H
2O(g)的标准摩尔反应焓为D
rH
(
T),下列说法中不正确的是:(
)。
(1)D
rH
(
T)是H
2O(g)的标准摩尔生成焓;
(2)D
rH
(
T)是H
2O(g)的标准摩尔燃烧焓;
(3)D
rH
(
T)是负值;
(4)D
rH
(
T)与反应的D
rU 数值不等。
12、
已知在
T1到
T2的温度范围内某化学反应所对应的∑
nBCp,
m(B) > 0 ,则在该温度范围内反应的D
rU ,则:(
)。
(1)不随温度变化;
(2)随温度升高而减小;
(3)随温度升高而增大;
(4)与温度的关系无法简单描述。
13、对不同气体,同一恒定温度下,以
pVm对
p作图可得一直线,外推至
p=0时所得截距:(
)。
( 1 )等于相同的不为零的某一定值;
( 2 )不等于同一值;
( 3 )等于零。
14、 D
U可能不为零的过程为:(
)。
( 1 )隔离系统中的各类变化;
( 2 )等温等容过程;
( 3 )理想气体等温过程;
( 4 )理想气体自由膨胀过程。
15、
如图,在一具有导热器的容器上部装有一可移动的活塞;当在容器中同时放入锌块及盐酸令其发生化学反应,则以锌块与盐酸为系统时,正确答案为:(
)。
( 1 )
Q < 0,
W =
0,D
U < 0;
( 2 )
Q = 0,
W <
0,D
U > 0;
( 3 )
Q = 0,
W = 0,D
U =
0;
( 4 )
Q < 0,
W < 0,D
U < 0;
16、 下列说法中错误的是:经过一个节流膨胀后,(
)。
(1)理想气体温度不变;
(2)实际气体温度一定升高;
(3)实际气体温度可能升高,也可能降低;
(4)气体节流膨胀焓值不变。
17、 1
mol C
2H
5OH(l)在298 K和100 kPa压力下完全燃烧,放出的热为1
366.8 kJ,该反应的标准摩尔热力学能变接近于:(
)。
(1)1369.3
kJ·mol
-1;
(2)-1364.3
kJ·mol
-1;
(3)1364.3
kJ·mol
-1;
(4)-1369.3
kJ·mol
-1。
18、物质分子间的引力对临界温度的影响情况是:(
)。
( 1 )引力愈大,临界温度愈低;
( 2 )引力愈大,临界温度愈高;
( 3 )引力的大小对临界温度无关系。
19、 理想气体的液化行为是:(
)。
(1)不能液化;
(2)低温高压下才能液化;
(3)低温下能液化;
(4)高压下能液化。
20、
物质的量为
n的单原子理想气体等压升高温度,从
T1至
T2,D
U等于:(
)。
( 1
)
nCp,mD
T;
( 2
)
nCV,mD
T;
( 3 )
nRD
T;
( 4 )
nRln(
T2 /
T1)。
二、填空题。在题中“____”处填上答案。
1、将一电热丝浸入水中(如图),通以电流,如图:
( 1 )
以电热丝为系统,
Q40,
W40,D
U40;
( 2 )
以电热丝和水为系统,
Q40,
W40,D
U40
( 3 )
以电热丝、电源、水及其他一切有关的部分为系统,
Q40,
W40,D
U40。
(选填 >、= 或< )
2、CO
2的临界温度为31.0℃,临界压力为7.38 MPa,在40℃,10
MPa时,CO
2_____以液态存在。(选填能、不能)
3、气体A的临界温度
TC(A)高于气体B的
TC(B),则气体____比气体____更易于液化。
4、范德华方程中物质特性反映在_____上,对应状态原理中气体特性反映在_____上。
5、 已知D
fH
(SO
2 , g , 298 K) =-296.81 kJ·mol
-1;
D
fH (H
2S , g , 298 K) =-20.50
kJ·mol
-1;
D
fH (H
2O , g , 298 K) =-241.81
kJ·mol
-1;
则反应2H
2S(g) + SO
2(g) == 2S(斜方) +
2H
2O(g)的D
rH (298 K) =
。
6、某理想气体的摩尔定容热容为
CV,m,摩尔定压热容为
Cp,m,1
mol该气体恒压下温度由
T1变为
T2,则此过程中气体的D
U =
。
7、热力学系统必须同时实现44平衡、44平衡、44平衡和44平衡,才达到热力学平衡。
8、范德华方程中的常数
a是度量__________的特征参数,常数
b是度量__________的特征参数。
9、5 mol某理想气体由27℃,10 kPa恒温可逆压缩到100 kPa,则该过程的D
U
=
,D
H =
,
Q =
10、液体的摩尔汽化焓随温度升高而
。(选填增大,不变,减小)
三、是非题。在题后括号内,正确的打“√”,错误的打“×”。
1、处在对应状态的两种不同气体,各自对于理想气体行为的偏离程度相同。对不对?(
)。
2、 100℃时,1 mol H
2O(l)向真空蒸发变成1mol
H
2O(g),这个过程的热量即为H
2O( l
)在100℃的摩尔汽化焓。对不对?
3、 热力学标准状态的温度指定为25℃。是不是?(
)
4、 系统从同一始态出发,经绝热不可逆到达的终态,若经绝热可逆过程,则一定达不到此状态。是不是?(
)
5、在临界点,饱和液体与饱和蒸气的摩尔体积相等。对不对?(
)
6、对比温度
Tr>1的气体不能被液化,对不对?(
)。
7、 500 K时H
2(g)的D
fH = 0
。是不是? (
)
8、 D
fH (C , 石墨 , 298 K) = 0 。是不是? (
)
9、不同物质在它们相同的对应状态下,具有相同的压缩性,即具有相同的压缩因子
Z。对吗?(
)。
10、 因为
Qp =
D
H,
QV =
D
U,而焓与热力学能是状态函数,所以
Qp与
QV也是状态函数。对吗?(
)。
11、
物质的量为
n的理想气体,由
T1,
p1绝热膨胀到
T2,
p2,该过程的焓变化
。对吗?
12、 CO
2(g)的D
fH (500 K) =
D
fH (298 K) + 。是不是? (
)
13、 25℃D
fH (S , 正交) = 0 。是不是?
(
)
14、 d
U =
nCV,md
T这个公式对一定量的理想气体的任何
p,
V,T过程均适用,对吗?(
)
15、 理想气体在恒定的外压力下绝热膨胀到终态。因为是恒压,所以D
H =
Q;又因为是绝热,
Q = 0,故D
H = 0。对不对?(
)
四、计算题。请计算下列各题。
水在101.3
kPa,100℃时,D
vapHm = 40.59
kJ·mol
-1。求10
mol水蒸气与水的热力学能之差。(设水蒸气为理想气体,液态水的体积可忽略不计。)
五、计算题。请计算下列各题。
蔗糖C
12H
22O
11(s)0.1265
克在弹式量热计中燃烧,开始时温度为25℃,燃烧后温度升高了。为了要升高同样的温度要消耗电能2 082.3 J。
(1)计算蔗糖的标准摩尔燃烧焓;
(2)计算它的标准摩尔生成焓;
(3)若实验中温度升高为1.743
K,问量热计和内含物质的热容是多少?
(已知D
fH ( CO
2
,g ) =-393.51 kJ·mol
-1,D
fH (
H
2O, l ) =-285.85
kJ·mol
-1,C
12H
22O
11
的摩尔质量为342.3 g·mol
-1 。)
六、计算题。请计算下列各题。
1 mol理想气体(
Cp,m = 5
R / 2)从0.2
MPa,5 dm
3等温(
T1)可逆压缩到1
dm
3;再等压膨胀到原来的体积(即5
dm
3),同时温度从
T1变为
T2,最后在等容下冷却,使系统回到始态的温度
T1和压力。
( 1 )在
p-
V图上绘出上述过程的示意图;
( 2 )计算
T1和
T2;
( 3
)计算每一步的
Q,
W,D
U和D
H。
七、计算题。请计算下列各题。
将2 mol
H
2(g)置于带活塞的气缸中,若活塞上的外压力很缓慢地减小,使H
2(g)在25℃时从15
dm
3等温膨胀到50
dm
3,试求在过程的
Q,
W,D
U,D
H。假设H
2(g)服从理想气体行为。
物理化学单元测验(一)答案
一、选择题。
1、解:(3)
(1分)
2、解:( 2 )
(1分)
3、解:( 4 )
(1分)
4、解:( 4 )
(1分)
5、解:(2)
(1分)
6、解:( 2 )
(1分)
7、解:(2)
(2分)
8、解:( 4 )
(2分)
9、解:( 4 )
(1分)
10、解:( 3 )
(2分)
11、解:(2)
(2分)
12、解:(3)
(2分)
13、解:( 1 )
(2分)
14、解:( 2 )
(2分)
15、解:( 4 )
(2分)
16、解:(2)
(2分)
17、解:(2)
(2分)
18、解:( 2 )
(2分)
19、解:(1)
(1分)
20、解:( 2 )
(1分)
二、填空题。在题中“____”处填上答案。
1、解:( 1 )
<
> >
(2分)
( 2 )
=
> >
(4分)
( 3 )
= =
=
(6分)
2、(本小题1分)
解:
不能
(1分)
3、(本小题1分)
解:
A B
(1分)
4、(本小题2分)
解:
范德华常数a,b
(1分)
临界参数
(2分)
5、(本小题2分)
解:
-145.81 kJ·mol-1
(2分)
6、(本小题1分)
解: 或
nCV,m(
T2-
T1 )
(1分)
7、(本小题2分)
解:
热
(0.5分)
力学
(1分)
相
(1.5分)
化学
(2分)
8、(本小题2分)
解:
分子间吸引力大小
(1分)
分子本身大小
(2分)
9、( 本 大 题4分 )
解:
0
(1分)
0
(2分)
-28.72 kJ
(4分)
10、(本小题1分)
解:
减小
(1分)
三、是非题。在题后括号内,正确的打“√”,错误的打“×”。
(本大题分8小题, 每小题1分,
共8分)
1、解:对
(1分)
2、解:不对
(1分)
3、解:不是
(1分)
4、解:是
(1分)
5、解:对
(1分)
6、解:对
(1分)
7、解:是
(1分)
8、解:是
(1分)
9、解:对
(1分)
10、解:不对
(1分)
11、解:对
(1分)
12、解:不是
(1分)
13、解:是
(1分)
14、解:对
(1分)
15、解:不对
(1分)
四、计算题。请计算下列各题。
( 本 大 题5分 )
解:D
U =
D
H-
p(
Vg-
Vl)
»D
H-
pVg = D
H-
nRT
(2分)
= 10 mol
´40.95kJ·mol
-1-10mol´8.314J·mol
-1·K
-1´373.15K
= 400.95 kJ-31.024
kJ
= 369.9 kJ
(5分)
五、计算题。请计算下列各题。
( 本 大 题12分 )
解:(1)D
U =
QV =
×
M(蔗糖)
=
= -5
635 kJ·mol
-1
(3分)
D
rH =
D
rU +[∑n
B(g) ]
RT =
D
rU + (12-12)
RT =D
rU =
-5 635 kJ·mol
-1 ;
(2)
C
12H
22O
11(s) +
12O
2(g) 12CO
2(g) + 11H
2O(l)
则
-5 635 kJ·mol
-1 = 12D
fH (
CO
2 ) +
11D
fH (
H
2O, l ) - D
fH ( 蔗糖 )
= 12 × (-393.51 kJ·mol
-1 ) +
11(-285.83 kJ·mol
-1 ) - D
fH ( 蔗糖 )
。
则
D
fH ( 蔗糖 ) = -2 231 kJ·mol
-1
;
(7分)
(3)总热容
C =
= 1 195 J ·K
-1 。
(8分)
六、计算题。请计算下列各题。
( 本 大 题19分 )
解:( 1 )
( 2 )
T1 = 0.2 MPa×5 dm
3 /
nR =
120.3 K
T2 = 1×10
6
Pa×5×10
-3 m
3 /
nR = 601.4 K
(5分)
( 3 )A ® B:D
H = 0,D
U = 0。
1.61kJ,
Q = -1.61 kJ。
(8分)
B ® C:D
H =
n (
TC-
TB) = 10.0 kJ,
D
U =
n (
TC-
TB ) = 6.0 kJ
W = -
pB(
VC-
VB ) = -4.0 kJ
Qp = D
H =
10.0 kJ
(11分)
C ® A:D
H =
n (
TA-
TC) = -10 kJ,
D
U =
n
(
TA-
TC) = -6.0 kJ
W = 0,
Q = D
U = -6.0 kJ
(14分)
七、计算题。请计算下列各题。
( 本 大 题8分 )
解:理想气体等温膨胀,故D
U = 0,D
H = 0
(2分)
,因 =
p,所以该过程为可逆过程。
-2×8.314×298ln( 50.0 / 15.0 ) J = -5.97 kJ
(5分)
Q = -
W = 5.97 kJ
(6分)
物理化学测验(二)
2003-04-12
一、填空题。在题中“____”处填上答案。
1、(本小题1分)
公式 的适用条件是
,
。
2、(本小题1分)
理想气体节流膨胀时,
0。(选填 >,=,<)
3、(本小题2分)
按系统与环境之间物质及能量的传递情况,系统可分为444系统、444系统、444系统。
4、(本小题2分)
已知D
fH (FeO , s , 298 K)
=-226.5 kJ·mol
-1;
D
fH (CO
2 , g , 298 K) =-393.51
kJ·mol
-1;
D
fH (Fe
2O
3 , s , 298 K)
=-821.32 kJ·mol
-1;
D
fH (CO , g , 298 K) =-110.54
kJ·mol
-1;
则 Fe
2O
3(s) + CO(g) == 2FeO(s) +
CO
2(g)反应的D
rH (298 K) =
。
5、(本小题2分)
某气体的
Cp,m =
29.16 J·K
-1·mol
-1,1
mol该气体在等压下,温度由20℃变为10℃,则其熵变D
S =
。
6、(本小题2分)
绝热不可逆膨胀过程系统的D
S
0,绝热不可逆压缩过程系统的D
S
0。(选填 >,< 或 = )
7、(本小题5分)
5 mol某理想气体由27℃,10 kPa恒温可逆压缩到100 kPa,则该过程的D
U =
,D
H =
,
Q =
,D
S =
。
8、(本小题2分)
公式DA=
W’的适用条件是
,
。
9、(本小题2分)
1
mol理想气体在绝热条件下向真空膨胀至体积变为原体积的10倍,则此过程的D
S =
。
10、(本小题2分)
一绝热气缸带有一无磨擦无质量的活塞,内装理想气体,气缸内壁绕有电阻为
R的电阻丝,以电流
I通电加热,气体慢慢膨胀,这是一个
过程,当通电时间
t后,D
H =
。(以
I,
R,
t表示)
二、选择题。在题后括号内,填上正确答案代号。
1、
若以B代表任一种物质,
νB为该物质在某一化学反应式中的化学计量数,则在如下a,b
两种化学反应通式:
a
BB = 0
b 0 =
BB
中:(
)。
选答:
(1) a
式正确,b式错误;
(2) a
式错误,b式正确;
(3) 两式均正确;
(4) 两式均错误。
2、 理想气体从状态I等温自由膨胀到状态II,可用哪个状态函数的变量来判断过程的自发性。(
)
(1)D
G
(2)D
U (3)D
S
(4)D
H
3、 工作在100℃和25℃的两大热源间的卡诺热机,其效率(
)。
选填(1)20 %;(2)25 %;(3)75%;(4)100 %。
4、 将克拉贝龙方程用于H
2O的液 固两相平衡,因为
Vm( H
2O,s ) >
Vm(
H
2O,l ),所以随着压力的增大,则H
2O( l )的凝固点将:(
)
(1)上升;
(2)下降;
(3)不变;
(4)不能确定。
5、
在一定的温度和压力下,已知反应A→2B反应的标准摩尔焓变为D
rH
,1(
T)及反应2A→C的标准摩尔焓变为D
rH ,
2(
T), 则反应C→4B 的D
rH ,
3(
T)是:(
)。
(1)2D
rH ,1(
T)
+
D
rH , 2(
T);
(2)D
rH , 2(
T) -
2D
rH ,1(
T);
(3)D
rH , 2(
T) +
D
rH ,1(
T);
(4)2D
rH ,1(
T) -
D
rH , 2(
T)。
6、 25℃时有反应
C
6H
6(l) + 7 O
2(g)
3H
2O(l) + 6CO
2(g)
若反应中各气体物质均可视为理想气体,则其反应的标准摩尔焓变D
rH
与反应的标准摩尔热力学能变D
rU 之差约为:(
)。
(1)-3.7
kJ·mol
-1;
(2)1.2 kJ·mol
-1;
(3)-1.2
kJ·mol
-1;
(4)3.7
kJ·mol
-1;
7、 1
mol理想气体从相同的始态(
p1,
V1,
T1)分别经绝热可逆膨胀到达终态(
p2,
V2,
T2),经绝热不可逆膨胀到达
,则
T
T2,
V
V2,
S
S2。(选填 >, =,
<)
8、 已知298 K时,Ba
2+·aq和SO ·aq的标准摩尔生成焓为-537.65
kJ·mol
-1和-907.5
kJ·mol
-1,反应:BaCl
2·aq +
Na
2SO
4·aq == BaSO
4(s) +
2NaCl·aq的标准摩尔焓变是
-20.08
kJ·mol
-1,计算得BaSO
4(s)的标准摩尔生成焓为:(
)。
(1)1465.23 kJ·mol
-1;
(2)-1465.23
kJ·mol
-1;
(3)1425.07 kJ·mol
-1;
(4)-1425.07
kJ·mol
-1。
(aq代表大量的水)
9、任意两相平衡的克拉贝龙方程d
T / d
p =
TD ,式中D
及D 的正负号(
)。
(1)一定是D > 0,D
Hm> 0
;
(2)一定是D
Vm <
0,D
Hm< 0 ;
(3)一定是相反,即D
Vm>
0,D
Hm< 0;或D
Vm<
0,D
Hm> 0;
(4)可以相同也可以不同,即上述情况均可能存在。
三、是非题。在题后括号内,正确的打“√”,错误的打“×”。
1、 绝热过程都是等熵过程。是不是?(
)
2、 热力学第二定律的开尔文说法是:从一个热源吸热使之完全转化为功是不可能的。是不是?(
)
3、 在等温等压条件下,D
G > 0的过程一定不能进行。是不是?
(
)
4、
系统由状态1经等温、等压过程变化到状态2,非体积功
W'< 0,且有
W'>
D
G和D
G < 0,则此状态变化一定能发生。是不是?
(
)
5、 在-10℃,101.325 kPa下过冷的H
2O ( l
)凝结为冰是一个不可逆过程,故此过程的熵变大于零。是不是?(
)
6、
热力学第二定律的克劳修斯说法是:热从低温物体传给高温物体是不可能的。是不是?(
)
7、 在等温等压条件下,D
G >
0的过程一定不能进行。是不是?
(
)
8、克希霍夫公式的不定积分式D
rH (
T) =
D
H0 + D
aT +
中的D
H0是
T = 0 K时的标准摩尔反应焓。是不是?(
)
四、计算题。请计算下列各题。
( 本 大 题7分 )
在-59℃时,过冷液态二氧化碳的饱和蒸气压为0.460
MPa,同温度时固态CO
2的饱和蒸气压为0.434 MPa,问在上述温度时,将1
mol过冷液态CO
2转化为固态CO
2时,D
G为多少?设气体服从理想气体行为。
五、计算题。请计算下列各题。
( 本 大 题11分 )
在300 K,100 kPa压力下,2 mol A和2 mol
B的理想气体等温、等压混合后,再等容加热到600
K。求整个过程的DS为若干?已知
CV,m,A =
1.5
R,
CV,m,B
= 2.5
R
六、计算题。请计算下列各题。
( 本 大 题13分 )
已知在298 K,100 kPa下
Sn(白)
Sn(灰)
过程的D
Hm = -2197
J·mol
-1,D
Cp,m
= -0.42 J·K
-1·mol
-1,D
Sm =
-7.54 J·K
-1·mol
-1。
(1)指出在298 K,100 kPa下,哪一种晶型稳定。
(2)计算在283 K,100
kPa下,白锡变为灰锡过程的D
Gm,并指出哪一种锡的晶体更稳定?
七、证明题。
( 本 大 题5分 )
试证明物质的量恒定的单相纯物质,只有
p,
V,
T变化过程的
八、证明题。
( 本 大 题3分 )
试证明封闭系统单相纯物质只有
p,V,T变化过程的
理想气体的
九、证明题。
( 本 大 题5分 )
试证明:
,
mJ-T为焦耳-汤姆孙系数。
物理化学测验(二)答案
一、填空题。在题中“____”处填上答案。
(本大题共2小题,总计2分)
1、(本小题1分)
解:
封闭系统 等温等压可逆过程
(1分)
2、(本小题1分)
解:
=
(1分)
3、(本小题2分)
解:
敞开
(1分)
封闭
(2分)
隔离
(3分)
4、(本小题2分)
解:
85.35 kJ·mol-1
(3分)
5、(本小题2分)
解:
1.012 J·K-1
(2分)
6、(本小题2分)
解:
>
(1分)
>
(2分)
7. ( 本 大 题5分 )
解:
0
(1分)
0
(2分)
-28.72 kJ
(4分)
-95.72
J·K-1
(5分)
8、(本小题2分)
解:
封闭系统 等温等容可逆过程
(1分)
9、(本小题2分)
解:
19.14 J·K-1
(2分)
10、(本小题2分)
解:
等压过程
(1分)
I2Rt
(2分)
二、选择题。在题后括号内,填上正确答案代号。
1、解:(2)
(2分)
2、解:(3)
(2分)
3、解:(1)
(2分)
4、解:(2)
(2分)
5、解:(4)
(2分)
6、解: (1)
(2分)
7、解:
>
(1分)
>
(2分)
>
(3分)
8、解:(2)
(4分)
9、解:(4)
(2分)
三、是非题。在题后括号内,正确的打“√”,错误的打“×”。
1、解:不是
(1分)
2、解:不是
(1分)
3、解:不是
(1分)
4、解:是
(1分)
5、解:不是
(1分)
6、解:不是
(1分)
7、解:不是
(1分)
8、解:不是
(2分)
四、计算题。请计算下列各题。
( 本 大 题7分 )
解:此过程为不可逆相变,故设计过程:
不可逆相变
1
3
2
D
G = D
G1 +
D
G2 + D
G3
过程1,3为可逆相变,即 D
G1 = D
G3 =
0
过程2为等温可逆膨胀
= -104 J
(2分)
DG = DG
2 =-104 J
(5分)
五、计算题。请计算下列各题。
( 本 大 题11分 )
解:
D
S = D
S1 +
D
S2,
n = 2 mol
D
S1 = 2
nRln (
2
V /
V )
= 2nR ln2
(3分)
D
S2 = ( 1.5
nR +
2.5
nR ) ln(
T2 /
T1)=
4
nR ln2
(6分)
所以D
S = 6
nRln2
= ( 6 ´ 2 mol ´
8.314 J·K
-1·mol
-1 ) ln2 = 69.15
J·K
-1
(8分)
六、计算题。请计算下列各题。
( 本 大 题13分 )
解:(1)在298 K,100 kPa下
D
Gm,1 =
D
Hm,1-
T1D
Sm,1
=-(
2197-298 ´ 7.54 ) J·mol
-1 = 49.92 J·mol
-1
(2分)
白锡稳定。
(2)在283 K,100 kPa下
D
Hm,2 =
D
Hm,1 +
D
Cp,m (
T2-
T1 ) =-2190.7
J·mol
-1
(5分)
(8分)
D
Gm,2 =
D
Hm,2-
T2D
Sm,2
=-62.5 J·mol
-1
灰锡稳定。
(10分)
七、证明题。
( 本 大 题5分 )
解:
(2分)
将 及
代入上式,即可证明
(4分)
(5分)
八、证明题。
( 本 大 题3分 )
解:由d
U =
T d
S-
pd
V 可得
(1分)
(¶
U / ¶
V)
T
=
T(¶
S / ¶
V)
T-
p
(2分)
将麦克斯韦关系式 (¶
S / ¶
V)
T = (¶
p /
¶
T)
V代入上式,即可证明:
(3分)
(¶
U /
¶
V)
T =
T(¶
p /
¶
T)
V-
p
九、证明题。
( 本 大 题5分 )
解:设
Hm =
f(
T,
p)
(2分)
当d
Hm = 0时,上式对
T求导即得: