物理化學練習二一、選擇題

1.選擇正確答案，理想氣體恒壓膨脹，其熵值如何變化？（A）不變（B）增大（C）減小（D）不能確定

2.在絕熱條件下，用大于氣筒內的壓力，迅速推動活塞壓縮氣體，此過程的熵變為：（A）大于零（B）等于零（C）小于零（D）不能確定（B）（A）3.恒溫恒壓條件下，某化學反應若在電池中可逆進行時吸熱，據此可以判斷下列熱力學量中何者一定大于0（A）

U（B）

H（C）

S（D）

GC4.某化學反應在300K、pΘ下進行，放熱60kJ·mol-1，若在相同條件下安排成可逆電池進行，吸熱6kJ·mol-1(1)體系的熵變為:（A）-200J·K-1·mol-1（B）200J·K-1·mol-1（C）-20J·K-1·mol-1（D）20J·K-1·mol-1（2）當反應進度ξ=1mol時，可能做的最大非膨脹功為：（A）-54kJ（B）54kJ（C）-66kJ（D）66kJD,D5.下列函數中為強度性質的是：（A）S（B）(?G/?p)T（C）(?U/?V)T（D）CVC6.恒壓下純物質當溫度升高時其吉布斯自由能：（A）上升（B）下降（C）不變（D）無法確定B7.恒壓下，無非體積功時，反應A→B溫度越高放熱越多，則A與B相比，A的（A）(?S/?T)p較大（B）(?H/?T)p較小（C）

fHΘm較小（D）

fGΘm較大A8.對物質的量為n的理想氣體，(?T/?p)S應等于：（A）V/R（B）V/nR（C）V/CV（D）V/Cp9.苯的正常沸點為80℃，估計它在沸點左右溫度范圍內，溫度每改變1℃，蒸汽壓的變化百分率為：（A）3﹪（B）13﹪（C）47﹪（D）難以確定10.經重結晶制取純鹽，如果析出過程正在進行，析出的NaCl固體的化學勢與母液中NaCl的化學勢比較，高低如何？（A）高（B）低（C）相等（D）不可比較若析出結束，所得固體鹽與剛過濾的濾液中NaCl之化學勢比較呢？11.恒溫時，B溶解于A中形成溶液，若純B的摩爾體積大于溶液中B的偏摩爾體積，則增加壓力將使B在A中的溶解度如何變化？（A）增大（B）減小（C）不變（D）不一定12.等溫等壓下，在A和B組成的均相體系中，若A的偏摩爾體積隨濃度的改變而增加，則B的偏摩爾體積將（A）增加（B）減小（C）不變（D）不一定二、填空題

1.對一封閉體系，Wf=0時，下列過程中體系的

U、

S、

G何者必為零？（1）絕熱密閉容器中進行的化學反應過程（）（2）某物質的恒溫恒壓可逆相變過程（）（3）某物質經一循環恢復原狀態（）2.公式

S=nRln（V2/V1）+CVln（T2/T1）的適用范圍是（）3.公式

mixS=-R

nBlnxB的應用條件是（）4.由于隔離體系的（）（）不變，故熵判據可以寫作（）。三、計算題

1.（1）請寫出Gibbs對熱力學及化學熱力學的八個貢獻（2）將某純物質的液體用活塞封閉在一個絕熱的筒內，其溫度為T0，活塞對液體的壓力正好是該液體在T0時的蒸汽壓P0，假設該液體的物態方程為Vm=VΘm×{1+

(T-T0)-K(p-p0)}其中VΘm是液體在T0,p0時的摩爾體積，

和K分別是膨脹系數和等溫壓縮系數，設它們都為常數。將該液體經絕熱可逆過程部分汽化，使液體的溫度降到T，試求終態壓力p并證明：液體所汽化的摩爾分數為x=(m/n)=(T/△vapHm)[Cp,m(l)ln(T0/T)－VΘm

(p0－p)]式中的n為汽化前液體物質的量，m是變成蒸汽的量，Cp，m（l）為液體物質的摩爾等壓熱容，△vapHm是該物質在T時的摩爾汽化焓。解法：先表明體系（系統）始、終態，再設計合理的、應用已知條件的可逆途徑連接始、終態。應用“狀態函數（熵）的變化量只與始、終態有關”的特性列出有關m、n的方程。見以下草圖。nX(l),T0,

p0(n-m)X(l),mX(g),T

,

p

S=0nX(l),T

,

p0

S1=?nX(l),T

,

p

S2=?

S3=?

S1+

S2+

S3=

S=0

S1、

S2、

S3、會算嗎？2.苯的正常沸點為353K，摩爾汽化焓是

vapHm=30.77kJ·mol-1，今在353K，pΘ下，將1mol液態苯向真空等溫蒸發為同溫同壓的苯蒸氣（設為理想氣體）。(1)計算該過程中苯吸收的熱量Q和作的功W（2）求苯的摩爾汽化自由能

vapGm和摩爾汽化熵

vapSm（3）求環境的熵變（4）使用哪種判據，可以判別上述過程可逆與否？并判別之。3.1mol單原子理想氣經過一個絕熱不可逆過程到達終態，該終態的溫度為273K，壓力為pΘ，熵值為SΘm（273K）=188.3JK-1mol-1。已知該過程的

Sm=20.92J·K-1·mol-1，體系對環境做功1255J。（1）求始態的p1，V1，T1（2）求氣體的

U，

H，

G。4.大氣的溫度與壓力均隨高度的增加而降低。壓力P隨高度h的變化率以下式表示：dp/dh=－ρg式中ρ為空氣密度，g為重力加速度。大氣的溫度隨壓力的變化可近似按絕熱可逆過程來處理，試求出大氣溫度T隨高度h的變化率dT/dh的數值。假設空氣為雙原子分子的理想氣體，其中Cv，m=（5/2）R，M=29×10-3kg·mol-1，而g=9.81m·s-2。dT/dh=(T/P)Sdp/dh=-ρg(T/P)SWhere(T/P)S=-(S/P)T/(S/T)P=(V/T)P/(S/T)P(T/P)S=V/CP=(M/ρ)/CP,m（有不同推導法）dT/dh=-(2gM)/(7R)5.通過下列具體例子討論偏摩爾量的測定方法，同時扼要敘述截距法的要點(南大教材第五版P212—213）。在298K，pΘ下，將物質的量為n2的NaCl溶于1000cm3水中，所形成溶液的體積為V，V與n2的關系式由實驗確定為：V={1001.38+16.6258（n2/mol）+1.7738（n2/mol）3/2+0.1194（n2/mol）2}cm3，請討論求V1和V2的方法。（計算例題較少，應首先把所學教材和報考學校的指定教材上的仔細做好。）四、問答題

1.溫度升高對物質的下列各量有何影響（增大、減小或不變），并簡證之（或簡單解釋之）。（1）恒壓下物質的焓（2）恒容下物質的內能（3）恒壓下物質的熵（4）恒容下物質的赫姆霍茲自由能（5）恒壓下物質的吉布斯自由能2.已知恒壓下，某化學反應的

rHm與T無關。試證明該反應的

rSm亦與T無關。

3.請證明：（?p/?V）S=(?P/?V)T(?S/?T)p(?T/?S)V證明：（?P/?V）S=-(?S/?V)p(?P/?S)V=-(?S/?T)p(?T/?V)p(?P/?T)V(?T/?S)V=(?p/?V)T(?S/?T)p(?T/?S)V4.證明范德華氣體絕熱向真空膨脹后