物理化學(xué)練習(xí)題

1、物理化學(xué)練習(xí)題（一）一 回答下列問題1、在一絕熱容器中盛有水，其中浸有電熱絲，通電加熱，如圖。將不同對象看作系統(tǒng)，則上述加熱過程的Q或W大于、小于還是等于零？（1）、以電熱絲為系統(tǒng)；（2）、以水為系統(tǒng)；（3）、以容器內(nèi)所有物質(zhì)為系統(tǒng)；（4）、將容器內(nèi)物質(zhì)以及電源和其他一切有影響的物質(zhì)看作整個(gè)系統(tǒng)。 2、使某一封閉系統(tǒng)由某一指定的始態(tài)變到某一指定的終態(tài)。Q、W、Q+W、U中那些量確定,那些量不能確定?為什么?若在絕熱條件下,使系統(tǒng)由某一指定的始態(tài)變到某指定的終態(tài),那么上述各是否完全確定?為什么?3、一定量101325Pa、100的水變?yōu)橥瑴?、壓下的水氣，如視水氣為理想氣體，因?yàn)檫^程的溫度不變，則

2、該過程的U0、H=0，此結(jié)論對不對？為什么？4、定壓或定容摩爾熱容是不是狀態(tài)函數(shù)？5、一理想氣體系統(tǒng)自某一態(tài)出發(fā)，分別進(jìn)行定溫的可逆膨脹和不可逆膨脹，能否達(dá)到同一終態(tài)？若自某一始態(tài)出發(fā)，分別進(jìn)行絕熱的可逆膨脹和不可逆膨脹，能否達(dá)到同一終態(tài)？為什么？6、是分別指出系統(tǒng)發(fā)生下列變化的U、H 、S 、A 、G 、何者為零：（1）任何封閉系統(tǒng)經(jīng)歷了一個(gè)循環(huán)過程；（2）在絕熱密閉的剛性容器內(nèi)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)；（3）一定量的理想氣體的組成及溫度都保持不變，但體積和壓力發(fā)生變化；（4）101325Pa、100的水變?yōu)橥瑴?、壓下的水氣；?）任何封閉系統(tǒng)經(jīng)任何可逆過程到某指定的終態(tài)；（6）氣體節(jié)流膨脹過程。7、

3、101325Pa、100的水向真空汽化為同溫、壓下的水氣，是自發(fā)過程，所以其G<0，對不對？為什么？8、熱力學(xué)基本方程dGSdTVdp 應(yīng)用的條件是什么？9、比較dGSdTVdp及dGSdTVdpBdnB應(yīng)用的條件是什么？10、克拉佩龍方程和克勞修斯克拉佩龍方程應(yīng)用的范圍是什么？乙醇水溶液克拉佩龍方程是否適用？在推導(dǎo)這些方程時(shí)做了哪些假定？11 已知氧存在時(shí),臭氧的分解反應(yīng):2O3 3O2 ,其反應(yīng)速率方程為 -dc(O3)/dt=k(O3)c(O3)2c(O2)-1 (1)指出該反應(yīng)的總級數(shù)n=?并解釋臭氧的分解速率與氧的物質(zhì)的量濃度關(guān)系. (2)若以dc(O2)/dt表示其反應(yīng)速率,

4、k(O2)表示相應(yīng)的反應(yīng)速率系數(shù),寫出該反應(yīng)的速率方程. (3) 指出-dc(O3)/dt與dc(O2)/dt之間的關(guān)系及寫出k(O3)與k(O2) 之間的關(guān)系. (4) 該反應(yīng)是否為元反應(yīng)? 為什么？答：（1）n=1; 成反比。 （2） （3）2v(o2)=3v(o3) 2k(o2)=3k(o3) (4) 不是；不符合質(zhì)量作用定律。12 如何區(qū)分反應(yīng)級數(shù)與反應(yīng)分子數(shù)兩個(gè)不同概念?二級反應(yīng)一定是雙分子反應(yīng)嗎? 雙分 子反應(yīng)一定二級反應(yīng)嗎?你如何正確理解二者的關(guān)系?答：反應(yīng)分子數(shù)是指基元反應(yīng)的反應(yīng)物的分子個(gè)數(shù)，同時(shí)也是反應(yīng)級數(shù)，并且只能是整數(shù)； 非基元反應(yīng)無反應(yīng)分子數(shù)，只有反應(yīng)級數(shù)，并且是實(shí)數(shù)。

5、二級反應(yīng)不一定是雙分子反應(yīng)。二級反應(yīng)不一定是雙分子反應(yīng)，雙分子反應(yīng)一定是二級反應(yīng)。13 質(zhì)量作用定律適用于總包反應(yīng)嗎?14 反應(yīng)AY,當(dāng)反應(yīng)掉3/4所需時(shí)間恰是它反應(yīng)掉1/2所需時(shí)間的3倍,該反應(yīng)為幾級?15反應(yīng)BZ, 當(dāng)反應(yīng)掉3/4所需時(shí)間恰是它反應(yīng)掉1/2所需時(shí)間的2倍, 該反應(yīng)為幾級?16反應(yīng)CP, 當(dāng)反應(yīng)掉3/4所需時(shí)間恰是它反應(yīng)掉1/2所需時(shí)間的1.5倍, 該反應(yīng)為幾級?二 是非題(在下述題中的說法是否正確? 正確的在題后括號內(nèi)畫，錯(cuò)誤的畫 ×） 1 （ ）隔離系統(tǒng)的熱力學(xué)能是守恒的。 2 （ ）1mol、100、101325Pa下水變成同溫同壓下的水蒸氣，該過程U=0。

6、3 （ ）f(C,金剛石，298。15K,)=0。 4 （ ）絕熱過程都是定熵過程。 5 （ ）由同一始態(tài)出發(fā)，系統(tǒng)經(jīng)歷一個(gè)絕熱不可逆過程所達(dá)到的終態(tài)與經(jīng)歷一個(gè)絕熱可逆過程所達(dá)到的終態(tài)是不同的。 6 （ ）系統(tǒng)經(jīng)歷一個(gè)不可逆循環(huán)過程，其熵變S0。 7 （ ）298.15K時(shí)穩(wěn)定態(tài)的單質(zhì)，其標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵(B，穩(wěn)定相態(tài)，298.15K)0。 8 （ ）一定量理想氣體的熵只是溫度的函數(shù)。 9 （ ）100、101325 Pa時(shí)水變?yōu)橥瑴赝瑝合滤畾?，該過程G0。 10 （ ）系統(tǒng)由狀態(tài)1經(jīng)定溫、定壓過程變化到狀態(tài)2，非體積功W0，且有WG和G0，則此狀態(tài)變化一定能發(fā)生。 11 （ ）任何一個(gè)偏摩爾量均是

7、溫度、壓力和組成的函數(shù)。 12 （ ）克拉佩龍方程適用于純物質(zhì)的任何兩相平衡 。 13 （ ）一定溫度下乙醇水溶液，可應(yīng)用克克方程式計(jì)算其飽和蒸氣壓。 14 （ ）克克方程比克拉佩龍方程方程精度高。 15 （ ）恒壓熱效應(yīng)等于系統(tǒng)的焓變，所以恒壓熱效應(yīng)是可逆熱。 16 （ ）反應(yīng)速率系數(shù)kA與反應(yīng)物A的濃度有關(guān)。 17 （ ）反應(yīng)級數(shù)不可能是負(fù)數(shù)。 18 （ ）一級反應(yīng)肯定是單分子反應(yīng)。 19 （ ）質(zhì)量作用定律僅適用于元反應(yīng)。 20 （ ）對于元反應(yīng)反應(yīng)級數(shù)總隨著溫度的升高而增大。 21 （ ）膠體是均相系統(tǒng)，在熱力學(xué)上是穩(wěn)定的。 22 （ ）溶膠粒子因帶有相同符號的電荷而相互排斥，因而在一

8、定的時(shí)間內(nèi)能穩(wěn)定存在。 23 （ ）在外加直流電場中，AgI正溶膠的膠粒向負(fù)極移動(dòng)，而其擴(kuò)散層向正極移動(dòng)。 24 （ ）乳狀液必須有乳化劑存在才能穩(wěn)定。三、選擇題 1 （ ）熱力學(xué)能是系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù)，若某一系統(tǒng)從一始態(tài)出發(fā)經(jīng)歷一個(gè)逆循環(huán)過程，則系統(tǒng)熱力學(xué)能增量是： A. U=0 B. U0C. U0 2 ( )焓是系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù),定義為HUpV, 若系統(tǒng)發(fā)生狀態(tài)變化時(shí)，則焓變?yōu)镠U(pV)，式中(pV)的含義是： A. (pV)pV B. (pV)p2V2p1V1 C. (pV)pVVpV 3 （ ）一摩爾理想氣體從p1、V1、T1分別經(jīng)（1）絕熱可逆膨脹到p2、V2、T2；（2）絕熱對抗恒外

9、壓膨脹到p,V,T;若p2= p則有 A. T= T2 , V= V2 , S=S2; B. T T2 , V V2 , SS2 C. T T2 , V V2 , SS2 4 ( )同一溫度,壓力下,一定量純物質(zhì)的熵值是: A. S(氣)S(液) S(固) B. S(氣) S(液) S(固) C. S(氣)=S(液) =S(固) 5 ( )一定條件下, 一定量的純鐵與碳鋼相比,其熵值是: A. S(純鐵) S(碳鋼) B. S(純鐵) S(碳鋼) C. S(純鐵) =S(碳鋼) 6 ( )某系統(tǒng)如圖表示.抽去隔版,則系統(tǒng)的熵 1mol O220 V1mol N220 V A.增加 B. 減少

10、C.不變 7 () 某系統(tǒng)如圖表示.抽去隔版,則系統(tǒng)的熵 1mol N220 V1mol N220 V A.增加 B. 減少 C.不變 8 ( ) 對封閉的單組分均相系統(tǒng)且W0時(shí)，的量值應(yīng) A. 0 B. 0 C. 0 9 （ ）下面哪一個(gè)關(guān)系是不正確的 A. B. = VC. =- D.=- 10 （ ） 物質(zhì)的量為n的理想氣體定溫壓縮，當(dāng)壓力由p1 變到 p2 時(shí)，其G是 A. nRTln p1/ p2 B.dp C.V(p2p1) D.nRTln 11 （ ）反應(yīng)：A2BY，若其速率方程為dcA/dtkAcAcB 或 dcB/dtkBcAcB,則 kA、kB的關(guān)系是 AkAkB B。kA

11、2kB C。2kAkB 12 （ ）對于反應(yīng)AY，如果反應(yīng)物的濃度減少一半，的半衰期也縮短一半，則該反應(yīng)的級數(shù)為 A. 零級 B。一級 C。二級 13 ( )在兩相中都含有AB兩種物質(zhì),當(dāng)達(dá)到相平衡時(shí),下列三種情況正確的是 A. B. C. 四、填空題 1、物理量Q、T、U、A、W、G、S、p、H、V，其中屬于狀體函數(shù)的是；與過程有關(guān)的量是；狀體函數(shù)中屬于廣度量的是；屬于強(qiáng)度量的是。 2、QVUV 應(yīng)用的條件是；。 3、焦耳-湯姆遜系數(shù)J-T，J-T0表示節(jié)流膨脹后溫度節(jié)流膨脹前溫度 4、熵增加原理表述為。 5、在隔離系統(tǒng)中進(jìn)行的可逆過程S；進(jìn)行的不可逆過程S。 6、一定量的純物質(zhì)的;=;.

12、7、填寫下列表中所列公式的應(yīng)用條件 公 式 應(yīng) 用 條 件 AW dGSdTVdp GHTS 8、8mol某理想氣體（Cp.m=29.10J.K-1.mol-1）由始態(tài)(400K,0.20MPa)分別經(jīng)下列三個(gè)不同過程變到該過程所指定的終態(tài)，分別計(jì)算個(gè)過程的Q、W、U、H 、S 、A 、G，將結(jié)果填入下表。（1）：定溫可逆膨脹到0.10MPa；（2）自由逆膨脹到0.10MPa；（3）定溫對抗恒外壓0.10MPa膨脹到0.10MPa。 Q、 W、 U、 H 、 S 、 A 、 G （1）（2）（3） 9、5mol、2、101325Pa下的過冷水，定溫、定壓下凝結(jié)為2、101325Pa的冰。 計(jì)算

13、該過程的Q、W、U、H 、S 、A 、G，將結(jié)果填入下表。（已知冰在0、101325Pa下的熔化焓為5.858kJ·mol-1，水和冰的摩爾定壓熱容分別是Cp.m(l)=75.31 J·K-1·mol-1, Cp.m(s)=37.66 J·K-1·mol-1, 水和冰的體積質(zhì)量可視為相等） Q、 W、 U、 H 、 S 、 A 、 G 10、純物質(zhì)兩相平衡的條件是。 11、由克拉佩龍方程導(dǎo)出克克方程的積分式時(shí)所作的三個(gè)近似處理分別是 （1）（2）（3）。 12、理想氣體混合物中組分B的化學(xué)式B與溫度T及組分B的分壓pB的關(guān)系是B，其標(biāo)準(zhǔn)選為 1

14、3、時(shí)，摩爾分?jǐn)?shù)（丙酮）的氯仿丙酮混合物的蒸氣壓為，飽和蒸汽中氯仿的摩爾分?jǐn)?shù)為（氯仿）。已知純氯仿在該溫度時(shí)的蒸氣壓為。以同溫度下純氯仿為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，氯仿在該溶液中的活度因子為；活度為。、一級反應(yīng)的特征是；、二級反應(yīng)的半衰期與反應(yīng)物的初始濃度的關(guān)系為。、若反應(yīng)Y是元反應(yīng)，則其反應(yīng)速率方程可以表示成五、計(jì)算題 1、Ag(s)可能被H2S(g)腐蝕發(fā)生如下反應(yīng)： Ag(s)+ H2S(g) = Ag2S(s) + H2(g) 若在298K和100kPa條件下，將Ag(s)置于等體積混合的H2(g)與H2S(g)的混合氣中，試問： （1）、用計(jì)算說明Ag(s)是否變成Ag2S(s)。 （2）、混合氣中，

15、H2S(g)的含量低于多少，Ag(s)才不被腐蝕？已知298K時(shí)，Ag2S(s)和H2S(g)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾Gibbs生成自由能分別為( H2S,g)= -33.02kJ·mol-1, ( Ag2S,s)= - 40.26 kJ·mol-1. 2、在298K時(shí),A和B組成液態(tài)混合物, 在混合物（甲）中，B的蒸汽壓為10.67kPa,在混合物（乙）中，B B的蒸汽壓為3.60kPa. (1)現(xiàn)在要將2mol的B從混合物（甲）中移至混合物（乙）中，計(jì)算需做的最大非 體積功。 (2)若將壓力為100kPa的B2mol,溶于大量的A中,形成混合物，B的蒸汽壓為3.60kPa, 計(jì)算該過

16、程的最大非體積功。P154.7 解：混合物中混合物中任意組分的化學(xué)勢表示式為 （1）轉(zhuǎn)移前后化學(xué)式的變化為 （乙）- （甲）= = （8.314×298×ln3.60/10.67）J·mol-1 = -2.69 kJ·mol-1 =(2×(-2.69)kJ = -5.38 kJ （2）物質(zhì)在溶解前后，化學(xué)式的變化 - = + -= =2×(8.314×298×ln3.60/100)J=-16.47 kJ 3、298K和標(biāo)準(zhǔn)壓力下，苯（組分A）與甲苯（組分B）可以形成液態(tài)混合物，求下列 過程所需做的最大非體積功。（1

17、） 將1mol苯從始態(tài)混合物xA,1=0.8，用甲苯稀釋到終態(tài)xA,2=0.6；（2） 從（1）中xA,2=0.6的終態(tài)混合物中分離出1mol純的苯。P151,3解：（1）1mol (A) 1mol(A)+ 5/12mol(B) 1/4mol(B) 2/3mol(B)G1 =nBB =*A×RTln0.81/4(*B RTln0.2)5/12B* G2 =*B RTln0.62/3(*B RTln0.4)G= G2G1= - 1.23 kJ=- 1.23 kJ(2) 1mol(A)1mol (A)+ 2/3mol(B) 2/3mol(B)maxGnBRTlnxB8.314Jmol-1

18、K-1×298K×1×ln0.62/3×ln0.4 - 2.78 kJ 2.78 kJ 4、A和B組成液態(tài)混合物,已知兩純組分的飽和蒸汽壓=40kPa,=120kPa。現(xiàn)在把A和B的氣相混合物，其中的A含量yA=0.4，放在一代活塞的汽缸內(nèi)，保持溫度不變，慢慢推進(jìn)活塞將氣體壓縮。請計(jì)算：（1） 到達(dá)露點(diǎn)時(shí)，即開始有液體出現(xiàn)時(shí)的總蒸汽壓；（2） 在總壓為100kPa時(shí)，液相的組成。P150,2 解：（1） 解得 （2） 5、某氣體在溫度不太低，壓力不超過5MP時(shí)的狀態(tài)方程為pVm=RT+ap,式中a為20×10-6M2·mol-1若有5

19、mol該氣體由1MPa定溫可逆膨脹到0.1MPa。球該過程的W、Q、U。 解：方程可以改寫成 P(Vm a) = RT 可知：壓力項(xiàng)沒有校正，說明可以忽略引力的影響，不能忽略體積的影響。 所以 U = 0 -Qr = Wr = 6、苯在正常沸點(diǎn)353K時(shí)摩爾汽化焓為30.75kJ.mol-1.今將353K,101.325kPa下的1mol液態(tài)苯向真空定溫蒸發(fā)變?yōu)橥瑴赝瑝旱谋秸羝ㄒ暈槔硐霘怏w）。（1）、求此過程的,;（2）、應(yīng)用有關(guān)原理，判斷此過程是否為不可逆過程。 解：（1）向真空蒸發(fā)（不可逆過程）定溫與可逆相變的終態(tài)相同，故兩種變化途徑的狀體函數(shù)變化相等，即：= 0= nvap = 1mo

20、l×30.75kJ.mol-1 =30.75kJ.mol-1= = =- =- nRT =30.75kJ.mol-1 1mol×8.315J.mol-1.K-1 ×353K×10-3kJ/J=27.82kJ=-T=27.82kJ-353K×87.11×10-3kJ.K-1=-2.93kJ真空蒸發(fā), = 0 =27.82kJ (2) 因?yàn)?lt; ，故過程不可逆.二、（本大題10分） 液體B與液體C可以形成理想液態(tài)混合物。在常壓及25時(shí)，向總量n=10mol且組成xc=0.4的B、C液體混合物中加入14mol的純液體C，形成新的混合物。

21、求過程的G和S。解：設(shè)計(jì)路徑如下 S2 G2 溶液（xC=0.4） B:6mol+C:18mol +C:14mol B:6mol + C:4mol S1 S -2 G1 G 溶液（xC=0.75） （B:6mol+C:18mol） S1 = -24R(0.75×ln0.75 + 0.25×ln0.25) = 112.2 J·K-1-2 S2 = -10R(0.4×ln0.4 + 0.6×ln0.6) = 55.96 J·K-1 -2 S = S1 - S2 = 56.25 J·K-1 -2 G = -TS =- 298.15

22、×56.25J = -16.77kJ- 2三、（本大題10分） 1mol理想氣體始態(tài)為27， 1013.25kPa，經(jīng)恒溫可逆膨脹到101.325kPa。 求過程的Q、W、U、H 、S 、A 、G。 解：n=1mol,理想氣體 T1=300.15K p2P1=1013.25因?yàn)槭抢硐霘怏w恒溫過程，所以 U = 0、H = 0 -2 Q = -W =nRTlnp1/p2 -2 = (8.314×300.15×ln1013.25/101.325)J = 5.746kJ-2 S = nRln p1/p2 = (1×8.314×ln1013.25/10

23、1.325)J·K-1 = 19.14 J·K-1 - -2 A = G = -TS = Wr = - 5.746kJ - - -2四、（本大題10分） 5mol、-2、101325Pa下的過冷水，定溫、定壓下凝結(jié)為-2、101325Pa的冰。 計(jì)算該過程的Q、W、U、H 、S 、A 、G。（已知冰在0、101325Pa下的熔化焓為5.858kJ·mol-1，水和冰的摩爾定壓熱容分別是Cp.m(l)=75.31 J·K-1·mol-1, Cp.m(s)=37.66 J·K-1·mol-1, 水和冰的體積質(zhì)量可視為相等）. 解

24、: 因?yàn)檫^程不可逆,且狀態(tài)函數(shù)直接無法求出,所以要設(shè)計(jì)可逆過程 n=5mol n=5mol T1=271.15K T2=271.15K P1=101325Pa P2=101325Pa H2O(l) H2O(s) H1 S1 H2 S2 n=5mol n=5mol T3=273.15K =-5.858kJ.mol-1 T3=273.15K -1 P3=101325Pa P3=101325Pa H2O(l) H2O(s) 因?yàn)樗捅捏w積質(zhì)量可視為相等, 所以W=0 U=Q+WQ - 1 恒壓H=Q=U=Q -1 H=H1+H2+ H1=dT(l) H2=dT -1 H=H1+H2+ =(l)dT

25、+dT+ =5×37.65×2+(-5858)=376.5-5858=-28.91kJ Q=-28.91J - 1 U=-28.91J -1 S=S1+S2+S3 S1= S2=-1 S=S1+S2+S3 =1A=UTS=-28.91×1000+271.15×105.85=-0.21kJ-1 G=HTS=-28.91×1000+271.15×105.85=-0.21kJ-1五、（本大題10分） 28.15時(shí)，摩爾分?jǐn)?shù)x (丙酮)=0.287的氯仿丙酮混合物的蒸氣壓為29.40k飽和蒸汽中氯仿的摩爾分?jǐn)?shù)為(氯仿)=0.181. 已知純氯

26、仿在該溫度時(shí)的蒸氣壓為29.57 kPa. 以同溫度下純氯仿為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，氯仿在該溶液中的活度因子和活度。 解:x(氯仿)=1x (丙酮) P(氯仿)= P*(氯仿)a(氯仿) -4 P(氯仿)=P(氯仿) =29.4×0.181 =5.32kPa a(氯仿)= P(氯仿)/ P*(氯仿)=5.32/29.57=0.180 - -4f (氯仿)= a(氯仿)/ x(氯仿)=0.180/10.287=0.252 - -2六、（本大題10分） 某一級反應(yīng)，A產(chǎn)物，初始速率為1.0×10-3mol·dm-3·min-1；一小時(shí)后速率為 0.25×10-3

27、mol·dm-3·min-1。求k、和初始濃度解: 一級反應(yīng) A 產(chǎn)物 有： -2 -1 -1 -1 - -2 -2 - -1七、（本大題10分）1. (4分) 由熱力學(xué)基本方程證明，對理想氣體，內(nèi)能只是溫度的函數(shù)。2. (6分) 證明dH=CpdT+.證明:1. 只要證明 即可 由熱力學(xué)基本方程：dU=TdSpdV 有 （1） 由Maxwell關(guān)系式 代入（1）式 由:pV=nRT 得 -4 即: 對理想氣體，內(nèi)能只是溫度的函數(shù)。2. 證明: 因 即有 由熱力學(xué)基本方程：dH=TdS + Vdp T恒定,對p微分,得 將Maxwell關(guān)系式 代入 -6 則有 = 同時(shí) d

28、H=CpdT+一、 是非題(本大題14分，每小題2分) 1.（）由同一始態(tài)出發(fā)，系統(tǒng)經(jīng)歷一個(gè)絕熱不可逆過程所達(dá)到的終態(tài)與 經(jīng)歷一個(gè)絕熱可逆過程所達(dá)到的終態(tài)是不同的。 2.（）100、101325 Pa時(shí)水變?yōu)橥瑴赝瑝合滤畾猓撨^程G0。3.（）任何一個(gè)偏摩爾量均是溫度、壓力和組成的函數(shù)。4.（ ）恒壓熱效應(yīng)等于系統(tǒng)的焓變。5.（ ）反應(yīng)速率系數(shù)kA與反應(yīng)物A的濃度有關(guān)。6.（）質(zhì)量作用定律僅適用于基元反應(yīng)。7.（）乳狀液必須有乳化劑存在才能穩(wěn)定。二、選擇題（本大題14分，每小題2分） 1.（A）熱力學(xué)能是系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù)，若某一系統(tǒng)從一始態(tài)出發(fā)經(jīng)歷一個(gè)逆循環(huán)過程，則系統(tǒng)熱力學(xué)能增量是： A. U

29、=0 B. U0C. U02.（C）一摩爾理想氣體從p1、V1、T1分別經(jīng)（1）絕熱可逆膨脹到p2、V2、T2；（2）絕熱對抗恒外壓膨脹到p,V,T;若p2= p則有 A. T= T2 , V= V2 , S=S2; B. T T2 , V V2 , SS2 C. T T2 , V V2 , SS2 3.(C) 某系統(tǒng)如圖表示.抽去隔版,則系統(tǒng)的熵 1mol N220 V1mol N220 V A.增加 B. 減少 C.不變4.(B) 對封閉的單組分均相系統(tǒng)且W0時(shí)，的量值應(yīng) A. 0 B. 0 C. 0 5. （D）下面哪一個(gè)關(guān)系是不正確的 A. B. = VC. =- D.=-6.（C）反

30、應(yīng)：A2BY，若其速率方程為dcA/dtkAcAcB 或 dcB/dtkBcAcB,則 kA、kB的關(guān)系是 AkAkB B。kA2kB C。2kAkB7.(B)在兩相中都含有AB兩種物質(zhì),當(dāng)達(dá)到相平衡時(shí),下列三種情況正確的是 A. B. C. 三、回答下列問題（本大題16分）1. (3分) 一定量101325Pa、100的水變?yōu)橥瑴?、壓下的水氣，如視水氣為理想氣體，因?yàn)檫^程的溫度不變，則該過程的U0、H=0，此結(jié)論對不對？為什么？ 答:不對. 因?yàn)榇诉^程是同溫、壓液體變?yōu)闅怏w的相變過程,在這一相變過程中系統(tǒng)的能量增加, 所以H>0, U>0.2. (6分)試分別指出系統(tǒng)發(fā)生下列變化

31、的U、H 、S 、A 、G 、何者為零：（1）任何封閉系統(tǒng)經(jīng)歷了一個(gè)循環(huán)過程；（2）在絕熱密閉的剛性容器內(nèi)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)；（3）一定量的理想氣體的組成及溫度都保持不變，但體積和壓力發(fā)生變化；（4）101325Pa、100的水變?yōu)橥瑴?、壓下的水氣；?）任何封閉系統(tǒng)經(jīng)任何可逆過程到某指定的終態(tài)；（6）氣體節(jié)流膨脹過程。答: （1）全為零;（2）U（3）U、H（4）G（5）無（6）H 3. (3分)101325Pa、100的水向真空汽化為同溫、壓下的水氣，是自發(fā)過程，所以其G<0，對不對？為什么？ 答: 不對. 因?yàn)?01325Pa、100的水汽化為同溫、壓下的水氣過程是可逆相變過程G=0(

32、W=0).4. (4分) 熱力學(xué)基本方程dGSdTVdp 應(yīng)用的條件是什么？ 答: 1. 封閉系統(tǒng); 2. W=0; 3. 可逆過程; 4. 單純PVT變化或組成恒定的封閉系統(tǒng)從一個(gè)平衡態(tài)到另一個(gè)平衡態(tài).四、（本大題30分） 5mol、-2、101325Pa下的過冷水，定溫、定壓下凝結(jié)為-2、101325Pa的冰。 計(jì)算該過程的Q、W、U、H 、S 、A 、G。（已知冰在0、101325Pa下的熔化焓為5.858kJ·mol-1，水和冰的摩爾定壓熱容分別是Cp.m(l)=75.31 J·K-1·mol-1, Cp.m(s)=37.66 J·K-1

33、3;mol-1, 水和冰的體積質(zhì)量可視為相等）. 解: 因?yàn)檫^程不可逆,且狀態(tài)函數(shù)直接無法求出,所以要設(shè)計(jì)可逆過程 n=5mol n=5mol T1=271.15K T2=271.15K P1=101325Pa P2=101325Pa H2O(l) H2O(s) H1 S1 H2 S2 n=5mol n=5mol T3=273.15K =-5.858kJ.mol-1 T3=273.15K -2 P3=101325Pa P3=101325Pa H2O(l) H2O(s) 因?yàn)樗捅捏w積質(zhì)量可視為相等, 所以W=0 U=Q+WQ - 2 恒壓H=Q=U=Q -2 H=H1+H2+ H1=dT(l

34、) H2=dT -8 H=H1+H2+ =(l)dT+dT+ =5×37.65×2+(-5858)=376.5-5858=-28.91kJ Q=-28.91J - 1 U=-28.91J - 1 S=S1+S2+S3 S1= S2=-8 S=S1+S2+S3 = A=UTS=-28.91×1000+271.15×105.85=-0.21kJ-3 G=HTS=-28.91×1000+271.15×105.85=-0.21kJ-3五、（本大題8分） 28.15時(shí)，摩爾分?jǐn)?shù)x (丙酮)=0.287的氯仿丙酮混合物的蒸氣壓為29.40k飽和蒸

35、汽中氯仿的摩爾分?jǐn)?shù)為(氯仿)=0.181. 已知純氯仿在該溫度時(shí)的蒸氣壓為29.57 kPa. 以同溫度下純氯仿為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，氯仿在該溶液中的活度因子和活度。 解:x(氯仿)=1x (丙酮) P(氯仿)= P*(氯仿)a(氯仿) -4 P(氯仿)=P(氯仿) =29.4×0.181 =5.32kPa a(氯仿)= P(氯仿)/ P*(氯仿)=5.32/29.57=0.180 -4f (氯仿)= a(氯仿)/ x(氯仿)=0.180/10.287=0.252六、（本大題8分） 某一級反應(yīng)，A產(chǎn)物，初始速率為1.0×10-3mol·dm-3·min-1；一小時(shí)后

36、速率為 0.25×10-3mol·dm-3·min-1。求k、和初始濃度解: 一級反應(yīng) A 產(chǎn)物 有： -1 -1 -1 - -2 -2 - -1七、（本大題10分）1. (4分) 由熱力學(xué)基本方程證明，對理想氣體，內(nèi)能只是溫度的函數(shù)。2. (6分) 證明dH=CpdT+.證明:3. 只要證明 即可 由熱力學(xué)基本方程：dU=TdSpdV 有 （1） 由Maxwell關(guān)系式 代入（1）式 由:pV=nRT 得 -4 即: 對理想氣體，內(nèi)能只是溫度的函數(shù)。4. 證明: 因 即有 由熱力學(xué)基本方程： dH=TdS + Vdp T恒定,對p微分,得 將Maxwell關(guān)系式

37、 代入 -6 則有 = 同時(shí) dH=CpdT+一、 填空(本大題40分，每小題1分) 1.由同一始態(tài)出發(fā)，系統(tǒng)經(jīng)歷一個(gè)絕熱不可逆過程所達(dá)到的終態(tài)與經(jīng)歷一個(gè)絕熱可逆過程所達(dá)到的終態(tài)是否相同 不同 ；為什么：可逆S1=S2,不可逆S1<S2. 2. 100、101325 Pa時(shí)水變?yōu)橥瑴赝瑝合滤畾?，該過程G=0。3.偏摩爾量定義的條件是恒溫;恒壓;其他組分物質(zhì)的量不變。4.熱力學(xué)基本方程dGSdTVdp的使用條件是封閉系統(tǒng)；可逆； 非體積功為零。5.反應(yīng)速率系數(shù)kA與溫度；活化能有關(guān)。與濃度無關(guān)。6.質(zhì)量作用定律一定適用于基元反應(yīng)。7. 101325Pa、100的水向真空汽化為同溫、壓下的水

38、氣，是自發(fā)過程，其G=0。8.熱力學(xué)能是系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù)，若某一系統(tǒng)從一始態(tài)出發(fā)經(jīng)歷一個(gè)逆循環(huán)過程，則系統(tǒng)熱力學(xué)能增量是U=0.9.一摩爾理想氣體從p1、V1、T1分別經(jīng)（1）絕熱可逆膨脹到p2、V2、T2；（2）絕熱對抗恒外壓膨脹到p,V,T;若p2= p則T = T2, V = V2,; S = S2.10.在兩相中都含有AB兩種物質(zhì),當(dāng)達(dá)到相平衡時(shí), AB兩種物質(zhì)在兩相中化學(xué)勢的關(guān)系是 兩種物質(zhì)在兩相中的化學(xué)勢各自相等 。 11. 某系統(tǒng)如圖表示.抽去隔版,則系統(tǒng)的熵不變. 1mol N220 V1mol N220 V12.反應(yīng)：A2BY，若其速率方程為dcA/dtkAcAcB 或 dcB

39、/dtkBcAcB,則kA、kB的關(guān)系是2kA=kB.13.試分別指出系統(tǒng)發(fā)生下列變化的U、H 、S 、A 、G 、何者為零：（1）任何封閉系統(tǒng)經(jīng)歷了一個(gè)循環(huán)過程 全為零 ；（2）在絕熱密閉的剛性容器內(nèi)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng) U ；（3）一定量的理想氣體的組成及溫度都保持不變，但體積和壓力發(fā)生變化 U、H ；（4）101325Pa、100的水變?yōu)橥瑴?、壓下的水?G ；（5）任何封閉系統(tǒng)經(jīng)任何可逆過程到某指定的終態(tài) 無 ；（6）氣體節(jié)流膨脹過程 H 。 14.純物質(zhì)兩項(xiàng)平衡的條件是 化學(xué)勢相等 。 15.Qp = H 條件是 恒壓 ; 非體積功等于零 。 16.用Siso 判斷系統(tǒng)可逆性的條件是 非體積功等于零 ； 環(huán)境可逆 。 18.理想液態(tài)混合物的混合性質(zhì)是（填=0 ,<0,>0） mixU=0 ; mixH=0 ; mixV=0 ; mixS >0 ; mix G <0 ; mixA<0 . 19. 液態(tài)混合物中B組分化學(xué)勢的數(shù)學(xué)表達(dá)式是 ; 活度的單位是 無單位 。四、（本大題