〔一〕填空題T1

T2

之間的卡諾循環(huán),其熱溫熵之和1 2QQT TQQ1 2

。循環(huán)過程的熱機效率 。任一不行逆循環(huán)過程的熱溫熵之和可以表示為

0。T T 不行逆在絕熱密閉的剛性容器中發(fā)生某一化學反響,此過程的S

sys

amb系統(tǒng)經可逆循環(huán),S〔 〕0,經不行逆循環(huán)后S〔 〔>,=,。某一系統(tǒng)在與環(huán)境300K大熱源接觸下經受一不行逆循環(huán)過程,系統(tǒng)從環(huán)境得到10kJ的功,則系統(tǒng)與環(huán)境交換的熱Q

sys

；S

amb

。以下過程的△U、△H、△S、△G何者為零？⑴抱負氣體自由膨脹〔 ；2 ⑵H〔g〕和Cl〔g〕在絕熱的剛性容器中反響生成HCl〔g2 ⑶在0℃、101.325kPa下水結成冰的相變過程〔 。⑷肯定量真實氣體絕熱可逆膨脹過程( )。⑸實際氣體節(jié)流膨脹過程〔 。肯定量抱負氣體與300K大熱源接觸做等溫膨脹,吸熱Q=600kJ,對外所做功為可逆功的40%,則系統(tǒng)的熵變S 。1molO(p,V,T1molN(p,V

,T2p

VTS2 1 1

2 1 1 1

1 1 1〔 〕0〔填＞，＜或＝，O2和N2均可看作抱負氣體。9.熱力學第三定律用公式表示為：S* 。m依據(jù)dG=－SdT+Vdp可知任一化學反響的ΔG

r m 〔 ；p TΔG

r m 〔 ；T PΔV 〔3〕 r m 〔 。 T P

S 某抱負氣體在500K、100kPa時,其m ( )〔要求填入具體數(shù)值和單位。 pTS 任一化學反響的 rm

,因此肯定溫度范圍內化學反響的S

不隨溫度變化的條件是( 。

T rmp肯定量抱負氣體,恒溫條件下熵隨體積的變化率S

；肯定量范德華氣體,恒溫條件V T下熵隨體積的變化率S 。V T1mol370K100kPa分別經①等壓過程和②等容過程加熱到473K，則在①、②兩個過程中以下物理量的關系是：Q

〔 〕Q；W〔 〕W；△H〔 〕△H；△S〔 〕1 2 1 2 1 2 1S△〔填＞，＜或＝。S2某氣體的摩爾定壓熱容和摩爾定容熱容分別為Cp 、C 。⑴在S-T圖上畫出等壓升溫線和等容升溫線；

,m V,m⑵圖中某溫度下等壓線與等容線斜率之比為〔 。1 2 3 2 3 2 3 1mol抱負氣體由始態(tài)Ⅰ〔p1,V1,T〕分別經絕熱可逆和絕熱向真空膨脹至一樣體積V，其相應的終態(tài)為Ⅱp2,V2T〕及Ⅲp3V2T，則在兩個終態(tài)間的關系為T〔 T；p〔 p；S〔 1 2 3 2 3 2 3 〔填＞，＜或＝。25℃時Hg(l)的Vm

1.482105m3mol1,恒壓熱膨脹系數(shù)V

1 VVT 1 Vp251molHg(l)100kPa1100kPa，假設此過程汞的體積變化可無視不計，則此過程的△S=〔 。乙醇液體在常壓、正常沸點溫度下蒸發(fā)為乙醇蒸氣，此過程的△H與△S的關系式( )；△H與Q的關系式( )；計算△H所需的熱力學根底數(shù)據(jù)：( ),所依據(jù)的公式形式為( )。指出以下各熱力學關系式的成立條件：⑴△G△HT△S〔 ；⑵dG＝－SdT＋Vdp ( )；2⑶ΔSnRlnV2V1

( )。指出以下各關系式的應用條件：(1)＝－：〔 ；(2)S≥0(＞0自發(fā)；0平)〔 ；(3)dSδQ ： ( )。T1mol抱負氣體經節(jié)流膨〔即Joule-Tomson試驗〕壓力自p降低到p，此過程的△A〔 〕0，1 2△〔 〕0,〔填＞，＜或＝。在0℃101.325kPa下液態(tài)水的摩爾〔 冰的摩爾熵液態(tài)水的摩爾吉布斯函〔 〕冰的摩爾吉布斯函數(shù)〔填＞，＜或＝。2mol抱負氣體在300K下100kPa壓縮至1MPa，并放熱10kJ，此過程的ΔS JK1mol1表達式QWTΔSΔGΔAnRTlnV2

/VnRTlnp1

/p適用條件為〔 。2〔二〕選擇題抱負氣體與溫度為T的大熱源接觸并作等溫膨脹吸熱Q，所作的功是變到一樣終態(tài)的最大功的20%，則系統(tǒng)的熵變?yōu)椤?。(a)Q/T； (b)0； (c)5Q/T； (d)－Q/T。封閉系統(tǒng)中W”0時的等溫等壓化學反響，可用〔 〕式來計算系統(tǒng)的熵變。Q H V(a)S ；(b)S ；(c)S ；(d)SnRln 2。T T T V1在絕熱系統(tǒng)中發(fā)生的( )過程,系統(tǒng)的熵變S0。任何； (b)循環(huán)； (c)可逆； (d)不行逆。具有一樣狀態(tài)n,T,V的氧氣和氮氣，在維持恒溫恒容條件下混合，此過程系統(tǒng)的熵變S 。0； (b)nRln2； (c)nRln2； (d)2nRln2系統(tǒng)經過一個不行逆循環(huán)后，其S〔 。S系統(tǒng)(c)S

0,S環(huán)0,S

0； (b)S系統(tǒng)0； (d)S

0,S環(huán)0,S

0;0系統(tǒng) 環(huán) 系統(tǒng) 環(huán)在p壓力下,將2mol90℃的H2O(l)與1mol20℃的H2O(l)在一絕熱器中混合,此過〔 。(a)S0；(b)S0；(c)S0； (d)不能推斷S的符號。0.4molA25℃100kPa0.6molB25℃100kPa如圖,將隔板抽走后,左、右的氣體〔可視為抱負氣體〕發(fā)生混合,此等溫等壓混合過程的ΔS=( )0.4molA25℃100kPa0.6molB25℃100kPa(a)0； (b)5.595；(c)－5.595； (d)11.87。298K和101.325kPa下，假設把Pb和Cu(CH3COO)2的反響安排在電池中以可逆的方式進展。系統(tǒng)作出電功91.84kJ,同時電池吸熱213.6kJ。則〔 。(a)△U＞0，△S＜0； (b)△U＜0，△S＞0；(c)△U＜0，△S＜0； (d)△U＞0，△S＞0。9.在101.325kPa,－5℃過冷水結冰,則此過程的△H( );△S( );△G( );△Samb( )。(a)>0; (b)=0; (c)<0; (d)無法確定。在10℃p壓力下過冷水自動分散成冰假設此過程的熵變?yōu)镾且過程的熱為Q〔 。(a)S0,SQ0； (b)S0,SQ0；T T(c)S0,SQ0； 0,SQ0T T在絕熱密閉剛性容器中發(fā)生某一化學反響,系統(tǒng)終態(tài)溫度上升,壓力增大，此過程的△U( )，( oH( )，△S( )，△S ( amb(a)>0; (b)=0; (c)<0; (d)無法確定。肯定量的抱負氣體經一等溫不行逆壓縮過程，則有〔 。(a)△S＞0； (b)△S＝0；(c)△S＜0； (d)無法推斷△S的正負。1molp1，V1，T1分別經兩種不同途徑變化到終態(tài)〔1〕絕熱可逆壓縮p2，V2，T2p V 〔2〕恒外壓下絕熱壓縮到，，，則〔 p V 2 2 2T T p p T T p (a)＝，＝；(b)＞，＞T T p p T T p 2 2 2 2 2 2 2 2T T p p T T p (c)＜＜(d) ＜＞T T p p T T p 2 2 2 2 2 2 2 2假設某化學反響的C 0,則該反響的S 隨溫度上升而( )。r p,m rm增大； (b)減小； (c)不變； (d)無法確定。15對于抱負氣體,以下偏微分中,數(shù)值小于零的是( )。(a)

；(b)

； (c)

；(d)S。S

p

p

p p

T T16狀態(tài)方程為pV RTbpb0的真實氣體和抱負氣體各1mol，并均從同一始態(tài)T,p,V

動身，m 1 1 1經絕熱可逆膨脹到一樣的V2時，則兩系統(tǒng)的過程U真實氣體( )U抱負氣體；S真實氣體( )S抱負氣體。(a)>0; (b)=0; (c)<0; (d)無法確定。17.某氣體的狀態(tài)方程pVm＝RT＋bp〔b是大于零的常數(shù)此氣體向真空絕熱膨脹后的溫〔 。(a)不變； (b)上升； (c)下降； (d)無法推斷。18 加壓的液態(tài)氨NH3△H( )；△S( )。

l通過節(jié)流閥而快速蒸發(fā)為氣態(tài)氨NH3

g,則此過程的△U( )；(a)>0; (b)=0; (c)<0; (d)無法確定。19.在一帶活塞的絕熱氣缸中發(fā)生某一化學反響,系統(tǒng)的終態(tài)溫度上升,體積增大,則此過程的W( )；△H( )；△S( );△G( )。(a)>0; (b)=0; (c)<0; (d)無法確定。2025℃時Gf m

石墨( ),Gf m

金剛石( )。(a)>0; (b)=0; (c)<0; (d)無法確定。21在真空密閉的容器中1mol100℃,101.325kPa的液體水全部蒸發(fā)為100℃,101.325kPa的水蒸氣,此過程的△H( )；△S( )；△A( )；△G( )。(a)>0; (b)=0; (c)<0; (d)無法確定。22．肯定量的抱負氣體經一等溫不行逆壓縮過程，則有〔 。(a)GA; (b)GA; (c)GA; (d)無法確定。1mol、300K、100kPa10kPa10倍，此過程的G〔 。(a)0； (b)19.1J； (c)5743J； (d)－5743J。在肯定的溫度下，任何系統(tǒng)的吉布斯函數(shù)之值均隨壓力增加而〔 。(a)增大； (b)不變； (c)減小； (d)無法推斷。范氏氣體經Joule試驗后〔絕熱向真空膨脹〕氣體的溫度將〔 。(a)上升； (b)下降； (c)不變； (d)不定。在封閉系統(tǒng)中進展的〔 〕可逆過程，系統(tǒng)的G0。絕熱； (b)等溫等容且不做非體積功；(c)等溫等容； (d)等溫等壓且不做非體積功。〔三〕計算與證明題試證明以下關系⑴H

U pV V p p

VTVp T T p ⑶dSCpdTVdp T Tp試由熱力學根本方程及麥克斯韋關系式證明抱負氣體的熱力學能和焓均只是溫度的函數(shù)。C 2p

C 試證明⑴ V

；⑵對范德華氣體 V 0。VT

T2V

VT〔四〕填空題答案：1.0；

TT1 2 2. T13. ； 4. ；5.－10kJ；0;；33.33J·K1 6.⑴△U；△H；⑵△U；⑶△G；⑷△S；⑸△H7.5kJ·K1 8.=9.完善晶體,0K；0 10. V

S ； rmrm rm

p T11.－8.314×105 m3·mol1·K1 12.

Cr p,mT

r

0p,m13.

nR；R 或nR

14. ；；；V V b Vnbm15.⑴見右圖；⑵Cpm/,m 16.＜；＜；＜17. 2.697103Jmol-1K-118. T

vap

H或f

f

Hvap m

(CH2

OH)H5 f

CH2

OHgH5 f

CH2

OH，l

15.(1)題圖⑴等溫；⑵,=0,;⑶抱負氣體；恒溫⑴封閉系統(tǒng)、恒溫、恒壓；⑵隔離系統(tǒng)；⑶可逆21.<；= 22.>；=23. 38.29JK1 24.抱負氣體，恒溫25.增大〔五〕選擇題答案：(c)，抱負氣體恒溫過程U05倍非體積功Wr

Qr

ir

5Qir

，系統(tǒng)熵變rSQ 5Q ，故答案為(c)。rirT T(c)，由于此化學反響不確定是否可逆化學反響，依據(jù)熵定義S和(b)公式不能用。而(d)只是用于抱負氣體的計算，故答案為(c)。(c),解答：絕熱可逆過程S0。

Qr，式中熱必需為可逆熱，故(a)T(a)，ΔSnCV,m

lnT2T21

nRlnV2V21

，TV都不變故答案為(a)。(b)，循環(huán)過程意味著S系統(tǒng)

0，由于過程不行逆，故S系統(tǒng)S環(huán)

0，即答案b。(a)，此為絕熱不行逆過程，故S0。V V 1 1(b)，ΔSnRln

B,2

0.4molRln 0.6molRln 5.595JK1。A V A,1

VB,1

0.4 0.6r8.(d)，UQW213.6kJ91.84kJ=121.76kJ，SQr

213.6 kJmol-1 T 298(c);(c);(c);(a)，相變放熱△H<00的不行逆過程△G<0，從熵的物理意義推斷冰的無序度更低，所以△S<0SSamb0，所以△Samb>0。(b)，從熵的物理意義推斷冰的無序度更低，所以△S<0，由于是不行逆過程，所以

amb

SQ0。T11.(b);(a);(a);(b)，絕熱剛性意味著Q0，W0，故UQW0HUpVVp0，S0S

amb

Q0。T2(c)，抱負氣體恒溫過程ΔSnRlnV2V1

，由于V2

V，故△S＜0。1(c)，依據(jù)ΔSnCV,m

lnT2T21

nRlnV2V21

，由于兩過程的 、VV1VV

一樣，以及ΔS

ΔS ，所可逆以不行逆過程的TTpVnRTVpp。2 2 2 2 2TTΔS T TΔC dT2 r p,mr m 2

r m 1 T1

，假設CT r

p,m

0，故Srm

隨溫度上升而減小。(d)dGSdTVdp得到G

VdHTdSVdp得到H

T，pT

SpH

V，所以(a)，(b)，(c)的值都大于零。依據(jù)麥克斯韋關系式：

V

，對于抱負氣體p

p

T T pV

nR0。T p p(c);(b)Q0dUδWpdV，對于真實氣體和抱負氣體熱力學能變分別是：dU pdV= RT dV ,dU pdV=RTdV ,因為b0 ，有

RT dVRTdV ，故真實 V b 抱負 Vm m

V b Vm mU U真實

。由于兩過程都是絕熱可逆，依據(jù)熵增原理可知S真實

=0。(a)，此題氣體U Tp pT R p0，說明其僅是溫度的函數(shù)向真空絕熱膨脹V T V bUnCV,m

T V mT0，故溫度不變。(c);(b);(a)，節(jié)流膨脹過程是絕熱不行逆的恒焓過程，故△S > 0，△H = 0。依據(jù)UHpVpVpVg

，故△U<0。19. (c);(b);(a);(c)W<0HQp

0S>0；GHTSTSTSTS，由于S S，TT，所以G0。22 11 2 1 2 1(b);(a)Gf m

石墨0，而Gf m

金剛石0。(a);(a);(c);(b)，此不行逆相變可以通過設計一條始末態(tài)一樣并且在一樣溫度、壓力〔100℃,101.325kPa〕下的可逆相變來計算。由于是可逆相變，所以△G=0H>0，SH0，對于可逆相變AUTSQWTSWpV

0。r r r gV(b)，抱負氣體恒溫過程GAnRTln 2。V1V(d)，由于V2

1

，故GnRTln

21mol8.3145Jmol-1K-1300Kln10－5743J。V1(a)，依據(jù)dGSdTVdp，溫度恒定G

V，答案為(a)。p(b)，絕熱向真空膨脹dUU

T

dT=U

dVCdT=0，T

(U/V) T。V

T

V

V V C T V T U V對于范德華氣體，分子間表現(xiàn)為引力作用，分子間距離增大，引力勢能增大，即熱力學能增大，故

=a>0，又由于dV0C

0，故dT0。V V2 VT m(d)，吉布斯函數(shù)變化等于零的條件是等溫等壓且不做非體積功的可逆變化。〔六〕證明題答案：證明HUpV,等式兩邊同時在恒壓條件下對體積求導數(shù)H

U pV V p pdHTdSVdp在恒溫條件下，上式兩邊除以dp可得H

TS Vp p p p由麥克斯韋關系式S

T T T TV可知T T T

pH

VTVp TSf(T,p) dSS T

T