熱力學(xué)定律習(xí)題

1.將一電爐絲浸入剛性絕熱容器的水中(如圖所示),接上電源通電一段時(shí)間,試判斷在此過程中水的內(nèi)能會(huì)()a增加b減少c不變d無法確定2．下述說法中，哪一種正確：()a

焓是系統(tǒng)能與環(huán)境進(jìn)行交換的能量；

b

系統(tǒng)的焓變與它經(jīng)過的具體過程有關(guān);c

因?yàn)椤鱄=Qp,焓就是等壓熱；

d

氣體在節(jié)流膨脹中,它的焓不變。da1mol

單原子分子理想氣體，經(jīng)過一個(gè)循環(huán)過程W為－100J，則Q為:()a.0;b.100J;c.-100J;d.求不出(因不知過程可逆與否)b4.理想氣體在可逆絕熱膨脹過程中()a.U增加；b.S不變；c.S增大；d.T不變。5.1mol純液體在其正常沸點(diǎn)時(shí)完全氣化,該過程增大的量是()a.蒸氣壓；b.氣化熱；c.熵；d.吉布斯自由能。6.液態(tài)水在100℃及101kPa下氣化，則該過程()a.ΔH=0；b.ΔS=0;c.ΔA=0;d.ΔG=0.7.1mol理想氣體經(jīng)一等溫可逆壓縮過程，則()ΔG>ΔA;b.ΔG<ΔA;c.ΔG=ΔA;d.二者無法比較。8.工作在100℃和25℃兩個(gè)熱源之間的卡諾熱機(jī)的熱機(jī)效率是()a.20%;b.25%;c.75%;d.100%bcdca9.對(duì)于理想氣體，在分析下列各式時(shí)，與焦耳定律無關(guān)的是（）

a、b、

c、

d、a10.對(duì)一化學(xué)反應(yīng)，若其反應(yīng)的等壓熱效應(yīng)與溫度無關(guān)，這就意味著:()

a、參加反應(yīng)的各物質(zhì)，其等壓摩爾熱容不隨溫度而變

b、反應(yīng)物的等壓熱容之和等于產(chǎn)物的等壓熱容之和

c、反應(yīng)進(jìn)行時(shí)溫度不會(huì)改變

d、反應(yīng)是在一個(gè)絕熱容器中進(jìn)行的b2.封閉系統(tǒng)，Wf=0時(shí)，下列過程中ΔU、ΔH、ΔS、ΔA、ΔG何者必為零。a.絕熱密閉剛性容器中進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)過程＿＿＿＿＿b.某物質(zhì)的等溫、等壓可逆相變過程＿＿＿＿＿＿＿c.系統(tǒng)所經(jīng)歷的任一不可逆循環(huán)過程＿＿＿＿＿＿＿ΔUΔG全部二.填空1.25℃時(shí)有恒溫反應(yīng)C6H6(l)+7.5O2(g)→3H2O(l)+6CO2(g)則該反應(yīng)的ΔHm與ΔUm之差為_______若液體苯在置于密閉容器中完全燃燒，同時(shí)釋放出熱量3264kJ，則其等壓燃燒熱為_________-3718J例1單純pVT變化

1mol理想氣體(CV,,m=2.5R)在300K,101kPa下恒熵壓縮到4×101kPa，再恒容升溫到500K，最后恒壓降溫至400K,求整個(gè)過程的W、Q、ΔU、ΔH、ΔS、ΔA及ΔG。已知Sm(300K)=20J·K-1mol-1T1=300KP1=101kPaT2P2=404kPaT3=500KP3T4=400KP4=P3ΔS=0ΔV=0Δp=0分析：T1=300KP1=101kPaT2P2=404kPaT3=500KP3T4=400KP4=P3ΔS=0ΔV=0Δp=0解:T1=300KP1=101kPaT2P2=404kPaT3=500KP3T4=400KP4=P3ΔS=0ΔV=0Δp=0解:例2－－相變化解：計(jì)算結(jié)果：判斷：3.理想氣體恒壓下進(jìn)行下列反應(yīng)試計(jì)算:(1).在上述條件下生成1molC時(shí)過程的Q、W、ΔU和ΔH(2).上述反應(yīng)在400K恒溫恒壓下進(jìn)行,生成1molC時(shí)過程的Q、W、ΔU和ΔH已知各物質(zhì)在298K時(shí)Δ

fHm(298K)及Cp,m分別為A(g)+B(g)→2C(g)298K398K498KABCΔfHm(kJ·mol-1)-153035Cp,m(J·K-1·mol-1)103020解:(1)1/2A(g)298KC(g)498K1/2B(g)398K＋Qp=ΔH1/2A(g)298K1/2B(g)298KC(g)298K＋ΔH1ΔH3ΔH2ΔH2

=∑νBΔfHm(B)=27.5×103JQ=ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3=30kJW=-pΔV=-p(V產(chǎn)－V反)=-R(nCTC－nATA－nBTB)=1.247kJΔU=Q+W=28.75kJ解:(2)1/2A(g)400KC(g)400K1/2B(g)400K＋Qp=ΔH1/2A(g)298K1/2B(g)298KC(g)298K＋ΔH1ΔH3ΔH2W=-pΔV=-Δ(nRT)=ΔnRT=0ΔU=Q+W=Q=ΔH例4:已知純A液體在360K的飽和蒸氣壓為81.06kPa,在此條件下,A(l)的摩爾氣化熱ΔvapHm=40kJ·mol-1.Cp,m(l)=75kJ·mol-1K-1

Cp,m(g)=(30+10-2T/K)J·mol-1K-1Smθ(g,380K)=174.35J·K-1·mol-1

假定A(g)為理想氣體,忽略溫度的變化對(duì)A(l)體積的影響.試計(jì)算下列始、末狀態(tài)之間的ΔUm、ΔHm

、ΔSm、ΔGm及ΔAm各為若干?

A(l,310K,81.06kPa)→A(g,380K,50.6625kPa)A(l):1molT1=310Kp1=81.06kPaA(l):1molT2=360Kp2=81.06kPaA(g):1molT3=360Kp3=81.06kPaA(g):1molT4=380Kp4=50.6625kPaΔH1=Cp,m(l)(T2－T1)=[75×(360－310)]J·mol-1=3750J·mol-1ΔH2=ΔvapHm=40kJ·mol-1

解：ΔHmΔH1ΔH2ΔH3Δ(pV)=p4V4－p1V1≈p4V4=RT4

=3.159×103J·mol-1ΔUm=ΔHm－Δ(pV)=41.265kJ·mol-1ΔHm=ΔH1+ΔH2+ΔH3=44.42J·mol-1A(l):1molT1=310Kp1=81.06kPaA(l):1molT2=360Kp2=81.06kPaA(g):1molT3=360Kp3=81.06kPaA(g):1molT4=380Kp4=50.6625kPaΔHmΔH1ΔH2ΔH3A(l):1molT1=310Kp1=81.06kPaA(l):1molT2=360Kp2=81.06kPaA(g):1molT3=360Kp3=81.06kPaA(g):1molT4=380Kp4=50.6625kPaΔSmΔS1ΔS2ΔS3ΔS1=Cp,m(l)ln(T2/T1)=11.215J·mol-1K-1ΔS2=ΔvapHm/T2=111.111

J·mol-1K-1Δ

Sm=ΔS1+ΔS2+

ΔS3=128.06J·mol-1K-1S4=Smθ(g,380K)+ΔS(pθ→p4)=Smθ(g,380K)+Rln(pθ/p4)=180.00J·mol-1K-1S1=S4-ΔSm=51.91J·mol-1K-1Δ(TSm)=T4S4－T1S1=52.299J·mol-1ΔGm=ΔHm-Δ(TSm)=-7.875kJ·mol-1ΔAm=ΔUm-Δ(TSm)=-11.034kJ·mol-1證明:定義膨脹系數(shù)和壓縮系數(shù)分別為：證明:<1><2>運(yùn)用偏微分的循環(huán)關(guān)系式則將<5>式代入<4>式得判斷下列說法是否正確(6)G是系統(tǒng)能作非體積功的能量。(7)如果系統(tǒng)經(jīng)歷一個(gè)熵增加的過程，一定是自發(fā)過程。(5)在可逆過程中系統(tǒng)的熵值不變。(4)熱溫商就是過程的熵變。(1)系統(tǒng)升溫一定要吸熱。(2)系統(tǒng)的溫度越高所具有的熱量越多。(3)