第一章1. 一個系統的熱力學能增加了100KJ，從環境吸收了40KJ的熱，計算系統與環境的功的交換量；如果該系統在膨脹過程中對環境做了20KJ的功，同時吸收了20KJ的熱，計算系統的熱力學能變化值。解：W=U-Q=100kJ-40kJ=60kJU=Q+W=20kJ-20kJ=02在373K的等溫條件下，1mol理想氣體從始態體積25dm3，分別按下列四個過程膨脹到終態體積為100 dm3：向真空膨脹；等溫可逆膨脹；在外壓恒定為氣體終態壓力下膨脹；先外壓恒定為體積等于50dm3時氣體的平衡壓力下膨脹，當膨脹到50dm3以后，再以外壓等于100 dm3時氣體的平衡壓力下膨脹。分別計算各個過程中所做的膨脹功。這說明了社么問題。解：W1=0W2=W3=-pe（V2-V1）=-p2（V2-V1）=-=-2.33kJ W4=-pe,1（V2-V1）-pe,2（V3-V2）=-pe,1（V2-V1）-pe,2（V3-V2）=-nRT=-18.314373J=-3.10kJ說明,功不是狀態函數,是與過程有關的量.系統與環境的壓力差越小，膨脹的次數越多，所做功的絕對值也越大。理想氣體等溫可逆膨脹做功最大（指絕對值）。3在573K時，將1mol Ne（可視為理想氣體）從1000KPa經絕熱可逆膨脹到100KPa。求Q、W、U和 H。解：Q=0，U=w=cv（T2-T1） T2=228KW=-4.30kJH=-7.17kJ4試由證明理想氣體的。5試由證明理想氣體的。6證明，并證明對于理想氣體有。7判斷下列說法是否正確，并簡述判斷的依據。（1）因為U =QV，H=Qp，所以QV和Qp是特定條件下的狀態函數。（2）根據熱力學第一定律，因為能量不能無中生有，所以一個系統若要對外做功，必須從外界吸收能量。（3）某一化學反應在燒杯中進行，熱效應為Q1，焓變為H1。若將化學反應安排成反應相同的可逆電池，使化學反應和電池反應的始態和終態都相同，這時熱效應為Q2，焓變為H2。則H1=H2。8選擇題 （1）有一高壓鋼筒，打開活塞后氣體噴出筒外，當筒內壓力與筒外壓力相等時關閉活塞，此時筒內溫度將 （C）（A）不變 （B）升高 （C）降低 （D）無法判定（2）有一真空鋼筒，將閥門打開時，大氣（視為理想氣體）沖入瓶內，此時瓶內氣體的溫度將 （B）（A）不變 （B）升高（C） 降低 （D）無法判斷（3）將1mol 373K、標準壓力下的水分別經歷：等溫、等壓可逆蒸發；真空蒸發，變為373K、標準壓力下的水蒸氣。這兩種過程的功和熱的關系為 （A）（A）W1Q2 (B) W1W2,Q1W2,Q10,Ssur =0 (B)Ssys0,Ssur 0 (D)Ssys0(2)在絕熱條件下,用大于氣缸內的壓力迅速推動活塞壓縮氣體,氣體的熵變 (A)(A)大于零 (B) 小于零 (C)等于零 (D)不能確定(3)H2和O2 在絕熱鋼瓶中生成水的過程 (B)(A) H=0 （） U=0 (C) S=0 (D) G=0(4)在273.15K 和101325Pa條件下,水凝結為冰,系統的下列熱力學量中一定為零的是 (D) (A) H （） U (C) S (D) G (5)一定量的理想氣體向真空絕熱膨脹,體積從V 1 變到 V2 ,則熵變的計算公式為 (B)(A) S=0 (B) S=(C ) S= (D)無法計算(6)對N2(g)和O2(g)的混合氣體進行絕熱可逆壓縮,系統的熱力學函數變化值在下列結論中正確的是 ( C)(A) U=0 (B) A=0 (C) S=0 (D) G=0(7) 1mol單原子分子理想氣體，溫度由T1變到T2時，等壓可逆過程系統的熵變為SP,等容可逆過程系統的熵變為SV，兩者之比SP：SV等于（ D ）。（A）1：1（B）2：1（C）3:5（D）5:3(8)1g純H2O(l)在373K、101.3kPa的條件下,可逆氣化為同溫、同壓的H2O(g)，熱力學函數的變量為U1、H1和G1。現將1g純H2O(l)（溫度、壓力同上）放在373K的恒溫真空箱中，控制體積，使系統終態的蒸氣壓為101.3kPa，這時熱力學函數的變量為U2、H2和G2。這兩組熱力學函數的關系為 （ C ）（A）U1U2, H1H2，G1G2（B）U1U2, H1H2，G1H2，G1=G2（9）甲苯在101.3KPa時的正常沸點為110oC,現將1mol甲苯放入與110oC的熱源接觸的真空容器中,控制容器的體積,使甲苯迅速氣化為同溫同壓的蒸氣。下列描述該過程的熱力學變量正確的是 （ D ）（A） vap U=0 （B）vapH= 0 （C）vapS=0 （D）vapG=0 （10）在封閉系統中，若某過程的A=Wmax，應滿足的條件是 （A）（A）等溫、可逆過程 （B）等容、可逆過程（C）等溫、等壓、可逆過程 （D）等溫、等容、可逆過程（11）熱力學第三定律也可以表示為 （B）（A）在0K時，任何晶體的熵等于零 （B）在0K時，任何完整晶體的熵等于零（C）在0oC時，任何晶體的熵等于零（D）在0oC時，任何完整晶體的熵等于零（12）在-10oC、101.325KPa下，1mol水凝結成冰的過程中，下列公式仍適用的是（B）（A）U=TS (B)(C ) (D)化學平衡1. 在973K和標準壓力下,反應CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)的。試根據如下兩種情況，分別判斷反應的方向：反應系統中各組分的分壓都是1.52105Pa; 反應系統中,。解: Qp=1Qp,(rGm)T,p0,故在該條件下,反應不可能自發正向進行,而逆向反應是自發的. Qp=0.045Qp,(rGm)T,p0,故在該條件下,正向進行是自發的.2. 反應CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)的標準平衡常數與溫度的關系為，當CO（g）、H2O（g）、CO2（g）和H2（g）的起始組成的摩爾分數分別為0.30、0.30、0.20和0.20,總壓為101.3KPa時,在什么溫度以下(或以上),反應才能自發地向生成產物的方向進行?解: Qp=0.444解得T0,故在該條件下,反應不可能自發正向進行.(rGm)T,p=-8.906 kJmol-1(rGm)T,p0,故在該條件下,反應可自發正向進行.多組分系統1 在298K時，有大量的甲苯（A）和苯（B）的液態混合物，其中苯的摩爾分數xB=0.20。如果將1mol純苯加入此混合物中，計算這個過程的G。解：G=GB-=8.314298ln0.2Jmol-1=-3.99kJmol-1其他章節判斷對錯：1 硫氫化銨的分解反應：在真空容器中分解；在充有一定氨氣的容器中分解，兩種情況的獨立組分數不一樣。2 在抽空容器中，氯化銨的分解平衡NH4Cl（s）=NH3（g）+HCl（g）。該系統的獨立組分數、相數和自由度數為1。3 水的三相點與冰點相同。4 沸點和恒沸點相同。5 恒沸混合物是化合物。6 在汞面上加一層水能降低汞蒸氣壓。其他章節選擇題：1 NH4HS（s）與任意量的NH3（g）及H2S（g）達平衡時，有 （A）（A）C=2，p=2，f=2 （B）C=1，P=2，f=1（C ）C=2，P=3，f=2 （D）C=3，P=2，f=32 在大氣壓力下，FeCl3（s）與H2O（l）可生成FeCl32H2O（s）、FeCl35H2O（s）、FeCl36H2O（s）和FeCl37H2O（s）四種固體水合物，則該平衡系統的組分數C和能夠平衡共存的最大相數P為 （C ）（A）C=3，P=3 （B）C=3，P=4（C ）C=2，P=3 （D）C=3，P=53在100kPa的壓力下，I2（s）在H2O（l）和CCl4（l）兩個完全不互溶的液相系統中達分配平衡。設平衡時I2（s）已不存在，則該系統的組分數和自由度數分別為 （ C）（A） C=2，f*=1 （B）C=2，f*=2（C ） C=3，f*=2 （D）C=3，f*=34某一固體在25oC和大氣壓力下升華，這意味著 （B）（A）固體比液體密度大 （B）三相點的壓力大于大氣壓（C ）固體比液體密度小 （D）三相點的壓力小于大氣壓5在相圖上，當系統處于下列哪一點時，只存在一個相？ （ c）（A）恒沸點 （B）熔點（C）臨界點 （D）低共熔點6將純的H2O（l）放入抽空、密閉的石英容器中，不斷加熱容器，可以觀察到的現象是 （D）（A） 沸騰現象 （B）三相共存現象 （C）升華現象 （D）臨界現象7當Clausius-Clapeyron方程應用于凝聚相轉變為蒸氣時，則 （C ）（A） p必隨T的升高而降低 （B）p必不隨T 而變（C） p必隨T的升高而變大 （D）p隨T的升高可變大也可減少8對于恒沸混合物的