1、第一章課后練習題一、選擇題 ( 共 10 題 20 分 )1.2 分理 想 氣 體 卡 諾 循 環 的 圖 為 下 列 四 種 情 況 中 的 哪 一 種 ?()2. 一定量的理想氣體從同一始態出發，分別經 (1) 等溫壓縮，(2) 絕熱壓縮到具有相同壓力的終態，以 H1 ， H2 分別表示兩個終態的焓值，則有：()(A)H1> H2(B)H1= H2(C)H1< H2(D)H1H23.下 列 的 過 程 可 應 用 公 式 H=Q 進 行 計 算 的 是 ：()(A) 不做非體積功，終態壓力相同但中間壓力有變化的過程(B) 不做非體積功，一直保持體積不變的過程(C) 273.15

2、 K，p下液態水結成冰的過程(D) 恒容下加熱實際氣體4. 下圖為某氣體的 p-V 圖。圖中 AB 為恒溫可逆變化, AC 為絕熱可逆變化,AD 為多方不可逆變化。B,C,D 態的體積相等。問下述各關系中哪一個錯誤?()(A)TB>TC(B)TC>TD(C)TB>TD(D)TD >TC5.非理想氣體進行絕熱自由膨脹時 , 下述答案中哪一個錯誤 ?( D )(A)Q=0(B)W=0(C)U=0(D)H=06. 已知：Zn(s)+(1/2)O2 ¾¾® ZnOcHm=351.5 kJ·mol-1Hg(l)+(1/2)O2 ¾

3、¾® HgOcHm= 90.8 kJ·mol-1因此Zn+HgO¾¾® ZnO+Hg的rHm是 ：()(A)442.2 kJ·mol-1(B)260.7 kJ·mol-1(C)-62.3 kJ·mol-1(D) -442.2kJ·mol-17.下述哪一種說法正確 ?() 因為 Hp = Qp,所以：(A) 恒壓過程中,焓不再是狀態函數(B) 恒壓過程中,體系與環境無功的交換(C) 恒壓過程中,焓變不能量度體系對外所做的功(D) 恒壓過程中, U 不一定為零8. 在一個密閉絕熱的房間里放置一臺電冰

4、箱,將冰箱門打開,并接通電源使其工作,過 一 段 時 間 之 后 , 室 內 的 平 均 氣 溫 將 如 何 變 化 ?()(A)升高(B)降低(C)不變(D)不一定9. 計 算 化 學 反 應 的 熱 效 應 , 下 述 說 法 哪 些 正 確 ?()(1) 在同一算式中必須用同一參比態的熱效應數據(2) 在同一算式中可用不同參比態的熱效應數據(3) 在不同算式中可用不同參比態的熱效應數據(4) 在不同算式中必須用同一參比態的熱效應數據(A)1,3(B)2,4(C)1,4(D)2,310.下述說法中,哪一個錯誤 ?()(A) 體系放出的熱量一定等于環境吸收的熱量(B) 體系溫度的降低值一定等

5、于環境溫度的升高值第 1頁 （共 3 頁）(C) 熱力學平衡時體系的溫度與環境的溫度相等(D) 若體系 1 與體系 2 分別與環境達成熱平衡,則此兩體系的溫度相同11.理想氣體卡諾循環 ABCDA（其中 AB 為恒溫可逆膨脹過程），當以H-T 圖表示時，應為（）12.對于理想氣體，焦爾湯姆遜系數J-T （）A.大于 0B.小于 0C.等于 0D.不能確定13.1mol 理想氣體，在 TK 時經一恒溫可逆膨脹過程，則系統（）A.U>0B.S=0C.S>0D.S<014. 1 mol 液苯，在其標準沸點下蒸發，則（ B）保持不變：（A）內能(B) 汽化熱(C)體積(D) 熵15.

6、在絕熱箱中放置一隔板，左右兩部分分別通入溫度不同，壓力不同的同種氣體，抽去隔板，以氣體為系統，則（ C）A. Q=0，W<0，U>0B. Q<0，W=0，U<0C. Q=0，W=0，U=0D. Q<0，W>0，U=016.1mol 水在 373K，101325Pa 下變成水蒸氣，所做可逆功為 W1，在 319K，101325Pa下變成水蒸氣，所做可逆功為 W2，兩者關系正確的是（ ）A. W1=W2B. W1>W2C. W1<W2D.無確定關系17.對于理想氣體，焦爾湯姆遜系數J-T （）A.大于 0B.小于 0C.等于 0D.不能確定二、填空題

7、 ( 共 10 題 20 分 )11.對于任何宏觀物質，其焓 H 一定 _ 內能 U (填上 、) ，因為_；對于等溫理想氣體反應，分子數增多的 H 一定 _ U，因為_ 。12.在橫線上填上 、或？（？代表不能確定）。氫氣和氯氣在絕熱剛性容器中反應，則：(A)W_ 0(B)U_ 0(C)H_ 0(D)Q_ 013. 已知反應 2 H2(g) + O2(g) ¾¾® 2 H2O(l)在 298 K 時恒容反應熱 QV =-564$kJ·mol-1，則 H2(g)在 298 K 時標準摩爾燃燒焓 cH m = _kJ·mol-1。14. 10 m

8、ol 單原子理想氣體,在恒外壓 0.987p下由 400 K,2p等溫膨脹至 0.987p ,物體對環境作功kJ。15. 某理想氣體，等溫(25)可逆地從 1.5 dm3 膨脹到 10 dm3 時，吸熱 9414.5 J，則此氣體的物質的量為摩爾。16. 熱 力 學 封 閉 體 系 與 環 境 之 間 的 界 面 所 起 的 作 用 為 ：(1)；(2)。17. 如圖。兩條等溫線的溫度分別為 Ta，Tb。1mol 理想氣體經過路徑 1231 的 W I與經過路徑 4564 的 WII 大小關系是。18.某化學反應在恒壓、絕熱和只做膨脹功的條件下進行,系統的溫度由 T1 升高至T2,則此過程的焓

9、變零;如果這一反應在恒溫 T1、恒壓和只做膨脹功的條件下進行,則其焓變零。19. 在一絕熱剛性容器中進行某一化學反應，該體系的內能變化為 _ ，焓變化為 _ 。20. 已知 298K 時，FeO(s)、CO2、Fe2O3(s)、CO(g)的標準生成熱(單位 KJ·mol-1)，分 別 為 -226.5 、 -393.51 、 -821.32 、 -110.54 ， 則 反 應Fe2O3(s)+CO(G)=2FeO(s)+CO2(g)的 D R H m (298K ) _。21. n mol 理想氣體恒容下由 T1 升溫至 T2，相同量的該氣體恒壓下由 T1 升溫至T2，則兩個過程熱量

10、和內能的關系為：QVQP, UVUP。（>，<，=）三、計算題 ( 共 4 題 30 分 ) 21. 10 分p及 25時，將(a)1 mol CaO,(b) 1 mol CaCO3 溶于 1mol·dm-3 的 HCl 溶液中,放熱分別為：(a)193.3 kJ, (b) 15.02 kJ。現若將 1 kg 25的 CaCO3 變為 885的 CaO和 CO2,需多少熱量(885是 p下 CaCO3 的分解溫度) ? 已知各物質的平均比熱為(單位：J·g-1·K-1)：CaO：0.895 ；CaCO3：1.123；CO2: 1.013第 2頁 （共

11、3 頁）23. 制備水煤氣的反應為：C(s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g)(主反應)(1)CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2(g)(少量)(2)將此混合氣體冷卻至室溫(假定為 298 K)即得水煤氣，其中含 CO(g)，H2(g)及少量的 CO2(g)，水蒸氣可忽略不計。問：如只發生第一個反應，那么將 1dm3 的水煤氣燃燒放出的熱量為多少?已知 p，298K 下各物質的標準生成焓數據為：$fH m (H2O,g)=-241.8 kJ·mol-1,$fH m (CO,g)=-110.5 kJ·mol-1，$fH m (CO2,g)=

12、-393.5 kJ·mol-1。假定燃燒反應的產物均為氣體。24.5 分計算下列反應在 1000的恒壓反應熱。C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g)四、問答題 ( 共 3 題 20 分 )26.5 分請說明下列公式適用條件：H = QpH = U + pVòV2 p d VW 體= - V1Up= nCV, m(T2- T1)H =U + V p285mol 理想氣體，壓力 1013kPa，溫度 350k，分別求出等溫時下列過程的功：(1) 真空中膨脹；(2) 在空氣中(101.3kPa)體積脹大 1dm3；(3)在空氣中膨脹到該氣體壓力也是 101.3kPa

13、；(4)等溫可逆膨脹至氣體的壓力為 101.3kPa。第 3頁 （共 3 頁）29. 273K,1.0MPa,0.01m3 的 He(g)經(1)絕熱可逆過程；(2)絕熱且外壓恒定在 100kPa的過程膨脹到末態壓力為 100kPa，分別求此二過程的 Q,W, U 和H。30. 體系與環境的定義是什么？體系的分類？31. 1mol 單原子分子理想氣體，始態為 202 650 Pa，11.2 dm3，經 pT=常數的可逆過程壓縮到終態為 405 300 Pa，求：(1)終態的體積和溫度； (2)U 和 H；(3)所作的功。32. 2 mol 單原子理想氣體從 T1=300K，P1=5p的同一始態

14、分別經()絕熱可逆和()絕熱不可逆（保持恒定外壓 P0=p）兩種不同途徑膨脹到 P2=p的相應的終態。求兩種途徑的 Q、W、U、H。參考答案一、選擇題 ( 共 10 題20 分 )1.(B)2.(C)3.(C)4.(B)5.(D)6.(B)7.(D)8.(A)9. (A)10. (B)二、填空題 ( 共 10 題20 分 )11.答一定大于 (因為 H=U+pV)；一定大于；因為 H=U+ (n)RT，而 n為正。12.答(A)=；(B)=；(C)=； (D)=13.答DH $Dc Hm$=1/2DH $-1rm =Qp=QV +RT ，rm =-285.7 kJ·mol14.答16

15、.85 kJ15. 答Q=W=nRTln(V2/V1)，n=2 mol16. 答1、隔開體系與環境；2、體系與環境之間功和熱的傳遞必須通過界面進行。(2 分)17.答WI =WII18.答等于(1 分)小于(1 分)19.答0；(n)gRT三、計算題 ( 共 4 題30 分 )21. 10分298K$答(1) CaCO3+2HCl ¾¾¾® CaCl2+H2O+CO2Dr Hm (1)=-15.02 kJ·mol-1298K$(2)CaO+2HCl ¾¾¾® CaCl2+H2ODr Hm (2)= -19

16、3.3 kJ·mol-1298K$(3)(1)-(2)CaCO3¾¾¾® CaO+CO2Dr Hm (3)=178.3 kJ·mol-125 CaO+CO2 (885 )(3 分)D r Hm$ (4)D r Hm$ (4)=(1000/100)×178.3+0.56×0.895×(885-25)+0.44×1.013×(885-25)22. 10=2597 kJ·mol-1(7 分)分答(1) T1=p1V1/(nR)=273 K, T2=p1T1/p2=136.5 K(1

17、 分)第 4頁 （共 3 頁）V2=nRT2/p2=2.8 dm3(1 分)(2) Um=CV,m(T2-T1)=-1703 J·mol-1(2 分)Hm=Cp,m(T2-T1)=-2839 J·mol-1(2 分)(3) W=òVV2 p d V,dV=(2R/p)dT(2 分)1W =òTT2 2 R d T(2 分)1=-2270 J·mol-123.5 分答H2(l)+CO(g)+O2(g) H2O(g)+CO2(g)水煤氣(1 dm3) V(H2)：V(CO)=1：1，其量為 0.0409 mol n(H2)=n(CO)= (1/2)

18、×0.409 molr Hm$ =-10.7 kJ·mol-124. 5 分答rH $m (298K)= fH $m (298K,CO2)-2fH $m (298K,H2O,g)=90.1 kJ·mol-1(1 分)H=U+V p封閉體系，恒容過程28. 解：（每問 2.5 分）(1) W0(2) W-101.3J（3）éæ1-1öù= -22.45KJW = -P外ênRTçP1÷úëèP2øû(4)W = nRT ln P2P = -57.4

19、3KJW = -RT lnV21= RT ln P1= -5748JrV1P229.Q = 0g =C p ,m=2.5= 1.67T2 = T1(CV ,m1.5(1 分)1-gp1 ) g = 108.8K p2Cp=a+bT+cT2+c'T-2(2 分)$1273KDC p dT$rH m (1273K)= ò298K+rH m (298K)=102.3 kJ·mol-1(2 分)四、問答題 ( 共 3 題20 分 )25. 10分答因為在 Boyle 溫度時 pVm=RTB，即pVm=RTB+p(b-a/RTB)，其中 p ¹ 0則 b-a/RTB

20、=0，所以 TB=a/Rb(2 分)m = ( ¶T /¶p ) H = - ( ¶H /¶p ) T /( ¶H /¶T ) péù=- (1/C p )( ¶H /¶p ) T = - (1/C p ) ëV - T ( ¶V /¶T ) p û(3 分)因為 V=RT/p+b-a/RT，( ¶V /¶T ) p =R/ p+a/ RT 2所以m = ( ¶ T /¶ p ) H = ( - 1/C p )( b

21、 -2 a/ RT )(2 分)將 T=TB=a/Rb 代入上式得，m = ( ¶ T /¶p ) H = b/Cp > 0故溫度下降(3 分)26.5 分答H=Qp封閉體系，恒壓且 Wf =0(1 分)H=U+pV封閉體系(1 分)W 體= -òVV2 p d V封閉體系，Wf =0，可逆過程(1 分)1Up=nCV,m(T2-T1)封閉體系，理想氣體，Wf =0，單純 p，V，T 變化，CV,m 是常數(1 分)DU = nCV ,m ( T2 - T1 )= 4.403 ´ 1.5R ´( 108.8 K - 273K )= -9.

22、03kJDH = nCp ,m ( T2 - T1 ) = -15.0kJw = DU = -9.03 kJ(2)不是可逆過程，不能用過程方程式w = DU- p外(V2 -V1 ) = nCV ,m ( T2 - T1 )p外(nRT2-nRT1) = nC( T - T )p2V ,m12p1T2 = 174.8KDU = -5.40 kJ,DH = -9.0 kJ , w= -5.40kJ30. 答：在科學研究時必須先確定研究對象，把一部分物質與其余分開，這種分離可以是實際的，也可以是想象的。這種被劃定的研究對象稱為體系。與體系密切相關、有相互作用或影響所能及的部分稱為環境。敞開體系：

23、體系與環境之間既有物質交換，又有能量交換。體系與環境之間無物質交換，但有能量交換。體系與環境之間既無物質交換，又無能量交換，故又稱為隔離體系。有時把封閉體系和體系第 5頁 （共 3 頁）影響所及的環境一起作為孤立體系來考慮。31. (1)T1=p1V1/(nR)=273 K, T2=p1T1/p2=136.5 K V2=nRT2/p2=2.8 dm3(2) Um=CV,m(T2-T1)=-1703 J·mol-1 Hm=Cp,m(T2-T1)=-2839 J·mol-1(3) W=òVV2 p d V1,dV=(2R/p)dTW =òTT2 2 R d

24、T1=-2270 J·mol-132. 解：（1）經絕熱可逆過程計算終態溫度 T2由 Tr1P11-r=Tr2P21-r單原子理想氣體 r=1.67T2=157K；QR=0WR=-nCv,m(T2-T1)=-2*(157-300)*8.314*3/2=3.57KJU=- WR=-3.57KJH=nCp,m(T2-T1)=2*(157-300)*8.314*5/2=-5.94 KJ(2)絕熱不可逆過程計算終態溫度 T2，采用 nCv,m(T2,-T1)=-p(v2-v1)公式代入，簡化得：T2,=（Cv,mT1+p2RT1/p1）/Cp,m代入數據得：T2,=17T1/25=17*30

25、0/25=204K；Q=0W，=-nCv,m(T2，-T1)=-2*（204-300）*8.314*3/2=2.394 KJU，=- W，=-2.394 KJH，=nCp,m(T2，-T1)=2*（204-300）*8.314*5/2=-3.99 KJ第 6頁 （共 3 頁）第二章熱力學第二定律習題一、填空題1. H2O（l）在 80，101.325 kPa 下蒸發，狀態函數（U、S、H、A、G）改變值不為零的有。2.常壓下，過冷水凝結成同溫度的冰，則DS 體0，DS 總0。3.任一不可逆過程回到始態，其體系DS 體0，DS 環0。4.熱溫商dQ/T 經證明為狀態函數，其積分值必與熵變相等。5

26、. 100，1.5p 的水蒸氣變成 100，p 的液體水， S _ 0,G _ 0。二、選擇題1.在等溫等壓下進行下列相變：H2O (s,-10, p) = H2O (l,-10, p)在未指明是可逆還是不可逆的情況下，考慮下列各式哪些是適用的?()(1)ò Q/T =fus S(2)Q = fus H(3)fus H/T =fus S(4) fus G = 最大凈功(A) (1)，(2)(B) (2)，(3)(C) (4)(D) (2)2.純液體苯在其正常沸點等溫汽化，則：()(A)vapU=vapH， vapF=vapG， vapS> 0(B)vapU<vapH， v

27、apF<vapG， vapS> 0(C)vapU>vapH， vapF>vapG， vapS< 0(D)vapU<vapH， vapF<vapG， vapS< 03. 1 mol 液苯，在其標準沸點下蒸發，則（）保持不變：（A）內能 (B) 蒸汽壓 (C) 焓 (D) 熵 （E）體積（F）汽化熱 （G）A （H）G4H2（g）和 O2（g）在絕熱密閉鋼瓶中反應生成水為零者是（）（A） U (B) H(C)S(D)G5.克勞修斯克拉貝龍方程只適用于（）(A) 水在 25，1atm 空氣中蒸發(B) 水在其標準沸點下蒸發達平衡(C) 水在其冰點時的固

28、液相平衡(D) 水在三相點時平衡6.公式 GW適用于（）(A) 孤立體系中的可逆過程(B) 封閉體系等溫等壓下可逆過程(C) 封閉體系恒溫恒容過程(E) 以上過程7.100，105Pa 的水變成 100，5×104Pa 的水蒸氣，該過程的G 與A 的關系是（ ）A.G=A=0B.G=A<0C.G<AD.G>A.8. 下列各式中，哪個是化學勢（）æ¶Uöæ¶Aöæ¶HöA.ç÷B. ç÷C.ç÷¶n¶

29、n¶nçi÷çi÷èøT , p,n jèiøT , P , n jèøT , p,n jæ ¶G öD. çè ¶ni ÷øT , P , n j9. 在定溫定壓下，二組分混合形成理想溶液，下列哪個函數的變化值正確（ ）A.S=0B.V=0C.G=0D.A=0æ¶U ö= （）11.從熱力學四個基本方程可導出ç÷è¶S øV&

30、#230;¶A öæ¶H öæ¶U öæ¶G ö（A）ç÷（B）ç÷（C）ç÷（D）ç¶T÷è¶V øTè¶S øPè¶V øSèøP12. 工作在 100和 25的兩個大熱源間的卡諾熱機，其效率為()第 7頁 （共 3 頁）(A)20%(B)25%(C)75%(D)100%13 單原子理

31、想氣體的Cv,m = ( 3 / 2 )R ，溫度由變到時，等壓過程體系的熵變DSP 與等容過程熵變DSV 之比是：()（A）（B）（C）(D)14. 下面諸式中不能稱為基爾霍夫公式的是 ()æ ¶DHm ö（ B ）（ A ） ç¶T÷ = DC p ,mèø pDH m (T2 ) = DH m (T1 ) + òT2 DC p,m dTT1(C) DU(T ) = DU(T ) +TDCdTæ¶H ö= C pmm2（D）ç÷21òT1V

32、,mè¶T ø p15. 一隔板兩端，左邊裝有 25、1×P、0.2mol O2，右邊裝有 25、1×P、0.8molO2，均視為理想氣體，當抽走隔板后，混合過程的S 為A、0.994J·k-1B、0C、4.16J·k-1D、4.16J·k-116.非理想氣體進行絕熱自由膨脹時 , 下述答案中哪一個錯誤 ?()(A)Q=0(B)W=0(C)U=0(D)H=0三、計算題1. 某物質的固體及液體的蒸氣壓可分別用下式表示：lg(p/Pa) = 11.454 - 1864.8/(T/K)（固體）(1)lg(p/Pa) =

33、9.870 - 1453/(T/K)（液體）(2)試求其：(1)摩爾升華焓(2)正常沸點(3)三相點的溫度和壓力(4)三相點的摩爾熔化熵2. 將 495.5 K,600 kPa 的 1 mol N2 絕熱可逆膨脹到 100 kPa ，試求該過程的$Q,W,U,H,F,G,S,S 隔離。已知 S m ( N 2 , 495.5 K) =191.5 J·K-1·mol-1。設 N2 為理想氣體。3. 將 1mol，298K 的 O2(g) 放在一敞口容器中，由容器外 13.96 K 的液態 H2 作冷卻劑，使體系冷卻為 90.19 K 的 O2(l)。已知 O2 在 90.19

34、 K 時的摩爾汽化熱為 6.820 kJ·mol-1，試計算該冷卻過程中的體系熵變、環境熵變和總熵變。4. 苯的正常沸點為 353.1K，在此溫度壓力下，1molC6H6(l)完全蒸發為蒸氣，已知C6H6(l)的汽化熱為 34.7kJ·mol-1，計算此過程的 W、U、Q、S、A、G。第 8頁 （共 3 頁）5. 1mol 過冷水在-5，105Pa 下凝結為冰，求此相變過程熵變。已知 101.3kPa 和 0°C冰的熔化熱為 333.5J·g-1，水和冰的定壓熱容分別為 4.18J·K1·g-1 和 1.97 J·K1

35、83;g-1。解：H2O(l). P.-5H2O(s). P.-5S1S3H2O(l). P.0H2O(s). P.0S2DS = DS1 + DS2 + DS3= ò268273Cpm.ldT+DH mq+ ò273268Cpm.sdT（4 分）TTT= 4.184 ´18ln273-333.8 ´18+ 1.966 ´18ln268268273273= 1.39 - 22.01 - 0.656= -21.3(J × K -1 )6. 2 mol 某理想氣體(Cp,m=29.36 Jmol-1K-1)在絕熱條件下由 273.2K，1

36、.000 Mpa 膨脹到 203.6K，0.100 0Mpa，求該過程的 Q、W、H、S、U。7. 在 27下，將 1mol 某理想氣體做恒溫可逆膨脹，從 2×105Pa 膨脹到105Pa。試計算此過程的 Q，W，U，H，S，A 和G。如果膨脹了的氣體恒定外壓 2×105Pa 做定溫壓縮到原來狀態，問此壓縮過程的 Q，W，U，H，S，A，G。8.1mol 268K 的過冷液態苯，凝結成為 268K 的固態苯。問此過程是否能實際發生。已知苯的熔點為 278K ，摩爾熔化焓 fusHm=9923 J*mol-1, 定壓摩爾熱容Cp,m(C6H6,l)=126.9 J*K-1*m

37、ol-1,Cp,m(C6H6,s)=122.7 J*K-1*mol-1。9. 4 g Ar（可視為理想氣體，其摩爾質量 M(Ar)=39.95 g·mol-1）在 300 K 時,壓力為506.6kPa，今在等溫下反抗 202.6 kPa 的恒定外壓進行膨脹。試分別求下列兩種過程的 Q,W, U, H,S, A 和 G。（1）若變化為可逆過程；（2）若變化為不可逆過程。10. 已知恒壓下,某化學反應的rHm 與溫度 T 無關。試證明該反應的rSm 亦與 T 無關。第 9頁 （共 3 頁）11. 1mol 單原子分子理想氣體的始態為 25 和 5* 101.325 kPa。(1) 經絕

38、熱可逆膨脹過程,氣體的壓力變為 101.325 kPa，此過程的 S1= 0；(2) 在外壓 101.325 kPa 下，經恒外壓絕熱膨脹至氣體壓力為 101.325 k Pa，此過程的 S2> 0；(3) 將過程 (2)的終態作為體系的始態，在外壓 5 *101.325 kPa 下，經恒外壓、絕熱壓縮至氣體壓力為 5p，此過程的 S3 > 0。試問：(A) 過程 (1)和過程(2)的始態相同，終態壓力也相同，為什么熵的變化不同，即S1= 0，S2> 0，這樣的結論是否有問題？請論證之。(B) 過程 (3) 的始態就是過程 (2)的終態, 過程 (3) 的終態壓力就是過程 (

39、2)的始態壓力，為什么兩者的 S 都大于零，即 S2> 0， S3 > 0，這樣的結論是否有問題？12. 1mol，l00、101325Pa 的液體水向真空蒸發，全部變成 l00、101325Pa的水蒸氣，求過程的熵變，并判斷過程是否自發。（已知 l00、101325Pa時水的摩爾蒸發焓為 40.68kJ·mol-1；水蒸氣可視為理想氣體。）13. 300.2k 下，1mol 理想氣體從 10P等溫可逆膨脹到 P，求 Q、W、H、U、G、A、S。14. 4mol 理想氣體從 300K，p下定壓加熱到 600K，求此過程的U，H，S，A，G。已知此理想氣體的S mQ (30

40、0 K ) = 150.0 J K - 1 mol - 1 , C pQ, m = 30.00J K - 1 mol-1 。15. 環己烷的正常沸點為 80.75 ，在正常沸點的摩爾氣化焓vapHm=30.08kJ*mol-1,在此溫度及 101325Pa 下，液體和蒸氣的摩爾體積分別為 116.7×10-6m3*mol-1，28.97×10-3m3*mol-1。(1)計算環己烷在正常沸點時 dp/dT 的近似值（即忽略液體的體積）和精確值（考慮液體體積）；第 10頁 （共 3 頁）（2）估計 100kPa 時的沸點；（3）應將壓力降低到多少 Pa，可使環己烷在 25 時沸

41、騰？答案一、1 U,H,A,G,S 2. ， 3.， 4. 可逆5. ， 6. > , <二、1.答 (D)因為 公式 (1) òdQ / T =fusS(可逆過程)(2) Q = fusH(等壓過程，非體積功等于零)(3)fusH/T =fusS(可逆相變)(4)- fusG = 最大凈功(可逆過程)此題在未指明可逆與否的情形下只有公式 (2) 適用2. 答 (B)3. BFH4. A5. B6.B 7D8D 14.D15.B 16.D三、1.答 (1)subHm= RT2×2.303(dlg(pS/p$)dT)= 35.71 kJ·mol-1(2

42、分)(2) Tb= 298.7K(2 分)(3)液、固蒸氣壓相等解出三相點的溫度和壓力分別為 260.0 K和 19130 Pa(3 分)(4)fusHm= subHm- vapHm= 7.89 kJ·mol-1(3 分)fusSm= 30.30 J·K-1·mol-12. 答Q=0(1 分)S=0S 隔離=0T2=297.0 KW= - U= -nCv,m(T2-T1)=4.126 kJ H=nCp,m(T2-T1)=-5.776 kJ F=U-S T=33.89 kJG=H-S T=32.24 kJ3. 答S 體 = òTT12 ( Cp/T)dT

43、+ (- vapH)/Tb= -110.4 J·K-1Q = òC p dT - Dvap H = -12.870 kJ (積分區間：298.2 K 到 90.19 K)S 環= - Q/T 環= 922 J·K-1S 總=S 體+S 環= 811.6 J·K-14.答 解：設 C6H6(g)為理想氣體 W=-RT=-2.94kJ·mol-1 Q=H=34.7kJ·mol-1U=Q+W=31.8kJ·mol-1S=H/T=98.3J·K-1·mol-1 G=0A=G-p V= -2.94kJ·m

44、ol-6. 答：n = 2mol, Cp,m = 29.36J × mol -1 × K -1T1=273.2K,P1=1.0 Q=0 00MPa恒溫T=273.2K,P=0.1000MPa（1） Q0(1 分) (1 分) (1 分) (1 分) (1 分) (2 分) (2 分)(2 分)(2 分) (1 分)T2=203.6K,P2=0.100MPa恒壓第 11頁 （共 3 頁）（2）DU = nCv,m (T2 - T1 ) = n(Cp,m - R)(T2 - T1 )= 2 ´ 21.046 ´ (203.6 - 273.2) = -2.93

45、kJ（3）DH = nC p,m (T2- T1 ) = 2 ´ 29.36 ´ (203.6 - 273.2) = -4.087kJ（4）DU = W = -2.93kJDS = nR lnP1+ nC p,m lnT2= 2 ´ 8.314 ln1+ 29.36 ln203.6= 21.02J × K -1T1273.2P20.17. ，解：(1)理想氣體dT = 0 DU = DH = 0（1分）DG = 1728.8(J )8. 判斷過程能否實際發生須用隔離系統的熵變。但此過程不可逆，應設計可逆過程來計算1 mol C6H6（l）268KS1 m

46、ol C6H6（s）268KS1S31 mol C6H6（l）278KS21 mol C6H6（s）278KDU = Q - W = 0 Q = W = nRT lnp1= 1728.8(J )p2DS = nR lnp1= 5.94(J × K -1 )p2DA = -nRT lnp1= -1728.8(J )p2DG = -nRT lnp1= -1728.8(J )p2(2) 理想氣體dT = 0 DU = DH = 0DU = Q - W = 0æ1öç1-÷= -2494.2(J )p Q = W = pe (V1 - V2 ) = n

47、RTpe ç p2÷è1øS, A, G 均為狀態函數 DS, DA, DG 與過程（1）數值相同，符號相反（2 分）（2 分）（2 分）（2 分）（1 分）（2 分）DSsy = DS 1 + DS 2 + DS3= ò268278KK nC p , m (C 6 H 6 , l ) dT+n DfusHm+ ò278268KK nC p ,TT= 1mol ´ 126.9 J · K -1 · mol-1 ´ ln 278K1mol ´ 9923J · mol-1268K-278K268K+1mol ´ 122.7 J · K -1 · mol-1 ln= -35.54J · K -1278K算環境熵變DSex :DSex = -Q= -DHTT exDH = DH 1 + DH 2 + DH 3278