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物理化学第二章热力学第二定律练习题及答案

第二章热力学第二定律练习题

一、判断题（说法正确否）：

1．自然界发生的过程一定是不可逆过程。 2．不可逆过程一定是自发过程。 3．熵增加的过程一定是自发过程。

4．绝热可逆过程的?S = 0，绝热不可逆膨胀过程的?S > 0，绝热不可逆压缩过程的?S < 0。 5．为了计算绝热不可逆过程的熵变，可以在始末态之间设计一条绝热可逆途径来计算。 6．由于系统经循环过程后回到始态，?S = 0，所以一定是一个可逆循环过程。 7．平衡态熵最大。

8．在任意一可逆过程中?S = 0，不可逆过程中?S > 0。

9．理想气体经等温膨胀后，由于?U = 0，所以吸的热全部转化为功，这与热力学第二定律矛盾吗?

10．自发过程的熵变?S > 0。

11．相变过程的熵变可由

T H S ?=

?计算。 12．当系统向环境传热时(Q < 0)，系统的熵一定减少。 13．一切物质蒸发时，摩尔熵都增大。

14．冰在0℃，p

T H S ?=

?>0，所以该过程为自发过程。 15．自发过程的方向就是系统混乱度增加的方向。 16．吉布斯函数减小的过程一定是自发过程。

17．在等温、等压下，吉布斯函数变化大于零的化学变化都不能进行。 18．系统由V 1膨胀到V 2，其中经过可逆途径时做的功最多。

19．过冷水结冰的过程是在恒温、恒压、不做其他功的条件下进行的，由基本方程可得?G = 0。

20．理想气体等温自由膨胀时，对环境没有做功，所以 -p d V = 0，此过程温度不变，?U = 0，代入热力学基本方程d U = T d S - p d V ，因而可得d S = 0，为恒熵过程。 21．是非题：

⑴“某体系处于不同的状态，可以具有相同的熵值”，此话对否？ ⑵“体系状态变化了，所有的状态函数都要变化”，此话对否？ ⑶ 绝热可逆线与绝热不可逆线能否有两个交点？

⑷ 自然界可否存在温度降低，熵值增加的过程？举一例。

⑸ 1mol 理想气体进行绝热自由膨胀，体积由V 1变到V 2，能否用公式：

????

??=?12

ln V

V R S

计算该过程的熵变？

22．在100℃、p 时，1mol 水与100℃的大热源接触，使其向真空容器中蒸发成 100℃、p 的水蒸气，试计算此过程的?S 、?S (环)。 23．

???

??=?12ln V V R S 的适用条件是什么？ 24．指出下列各过程中，物系的?U 、?H 、?S 、?A 、?G 中何者为零？ ⑴ 理想气体自由膨胀过程； ⑵ 实际气体节流膨胀过程； ⑶ 理想气体由(p 1,T 1)状态绝热可逆变化到(p 2,T 2)状态； ⑷ H 2和Cl 2在刚性绝热的容器中反应生成HCl ； ⑸ 0℃、p 时，水结成冰的相变过程； ⑹ 理想气体卡诺循环。

25．a mol A 与b mol B 的理想气体，分别处于(T ,V ,p A )与(T ,V ,p B )的状态，等温等容混合为

(T ,V ,p )状态，那么?U 、?H 、?S 、?A 、?G 何者大于零，小于零，等于零？

26．一个刚性密闭绝热箱中，装有H 2与Cl 2混合气体，温度为298K ，今用光引发，使其

化合为HCl(g)，光能忽略，气体为理想气体，巳知m f H ?(HCl) = -94.56kJ·mol -1，试判断该过程中?U 、?H 、?S 、?A 、?G 是大于零，小于零，还是等于零？

27．在一绝热恒容箱内，有一绝热板将其分成两部分，隔板两边各有1mol N 2，其状态分别为298K 、p 0与298K 、10p 0，若以全部气体为体系，抽去隔板后，则Q 、W 、?U 、?H 、?S 中，哪些为零？

二、单选题：

1．

T H S ?=

?适合于下列过程中的哪一个？ (A) 恒压过程； (B) 绝热过程； (C) 恒温过程； (D) 可逆相变过程。

2．可逆热机的效率最高，因此由可逆热机带动的火车： (A) 跑的最快； (B) 跑的最慢； (C) 夏天跑的快； (D) 冬天跑的快。

3．在一定速度下发生变化的孤立体系，其总熵的变化是什么？ (A) 不变； (B) 可能增大或减小； (C) 总是增大； (D) 总是减小。

4．对于克劳修斯不等式环T Q dS δ≥，判断不正确的是：

(A) 环T Q dS δ=必为可逆过程或处于平衡状态； (B) 环T Q dS δ>必为不可逆过程； (C) 环T Q dS δ>必为自发过程；

(D) 环T Q dS δ<违反卡诺定理和第二定律，过程不可能自发发生。

5．下列计算熵变公式中，哪个是错误的： (A) 水在25℃、p 0下蒸发为水蒸气：

T G

H S ?-?=

?；

(B) 任意可逆过程：

R T Q dS ?

????= ； (C) 环境的熵变：

环体系环境T Q S -

=?；

(D) 在等温等压下，可逆电池反应：

T H

S ?=

?。

6．当理想气体在等温(500K)下进行膨胀时，求得体系的熵变?S = l0 J·K -1，若该变化中所

做的功仅为相同终态最大功的 101

，该变化中从热源吸热多少？ (A) 5000 J ； (B) 500 J ； (C) 50 J ； (D) 100 J 。

7．1mol 双原子理想气体的()V T H ??是： (A) 1.5R ；

(B) 2.5R ；

(D) 2R 。

8．理想气体在绝热条件下，在恒外压下被压缩到终态，则体系与环境的熵变： (A) ?S (体) > 0，?S (环) > 0 ； (B) ?S (体) < 0，?S (环) < 0 ； (C) ?S (体) > 0，?S (环) = 0 ； (D) ?S (体) > 0，?S (环) < 0 。

9．一理想气体与温度为T 的热源接触，分别做等温可逆膨胀和等温不可逆膨胀到达同一终态，已知 Ir R 2W W = ，下列式子中不正确的是：

(A) Ir R S S ?>?； (B) Ir R S S ?=?； (C) T Q S Ir R 2=?；

(D) 总S ?(等温可逆)0=?+?=环体S S ，总S ?(不等温可逆)0>?+?=环体S S 。

10．计算熵变的公式 ?

?T pdV

dU S 适用于下列：

(A) 理想气体的简单状态变化； (B) 无体积功的封闭体系的简单状态变化过程； (C) 理想气体的任意变化过程； (D) 封闭体系的任意变化过程；

11．实际气体CO 2经节流膨胀后，温度下降，那么： (A) ?S (体) > 0，?S (环) > 0 ； (B) ?S (体) < 0，?S (环) > 0 ； (C) ?S (体) > 0，?S (环) = 0 ； (D) ?S (体) < 0，?S (环) = 0 。

12．2mol 理想气体B ，在300K 时等温膨胀，W = 0时体积增加一倍，则其 ?S (J·K -1)为： (A) -5.76 ； (B) 331 ； (C) 5.76 ； (D) 11.52 。

13．如图，可表示理想气体卡诺循环的示意图是：

(A) 图⑴ ； (B) 图⑵ ； (C) 图⑶ ；

(D) 图⑷ 。

14．某体系等压过程A →B 的焓变?H 与温度T 无关，则该过程的： (A) ?U 与温度无关； (B) ?S 与温度无关； (C) ?F 与温度无关； (D) ?G 与温度无关。

15．等温下，一个反应a A + b B = d D + e E 的 ?r C p = 0，那么： (A) ?H 与T 无关，?S 与T 无关，?G 与T 无关； (B) ?H 与T 无关，?S 与T 无关，?G 与T 有关； (C) ?H 与T 无关，?S 与T 有关，?G 与T 有关； (D) ?H 与T 无关，?S 与T 有关，?G 与T 无关。

16．下列过程中?S 为负值的是哪一个： (A) 液态溴蒸发成气态溴； (B) SnO 2(s) + 2H 2(g) = Sn(s) + 2H 2O(l) ； (C) 电解水生成H 2和O 2 ； (D) 公路上撤盐使冰融化。

17．熵是混乱度(热力学微观状态数或热力学几率)的量度，下列结论中不正确的是： (A) 同一种物质的()()()s l g m m m S S S >>； (B) 同种物质温度越高熵值越大； (C) 分子内含原子数越多熵值越大； (D) 0K 时任何纯物质的熵值都等于零。

18．25℃时，将11.2升O 2与11.2升N 2混合成11.2升的混合气体，该过程： (A) ?S > 0，?G < 0 ； (B) ?S < 0，?G < 0 ； (C) ?S = 0，?G = 0 ； (D) ?S = 0，?G < 0 。

19．有一个化学反应，在低温下可自发进行，随温度的升高，自发倾向降低，这反应是：

(A) ?S > 0，?H > 0 ；(B) ?S > 0，?H < 0 ；(C) ?S < 0，?H > 0 ；(D) ?S < 0，?H < 0 。

20．?G = ?A 的过程是：

(A) H 2O(l,373K,p 0)→H 2O(g,373K,p 0) ；

(B) N 2(g,400K,1000kPa)→N 2(g,400K,100kPa) ； (C) 等温等压下，N 2(g) + 3H 2(g)→NH 3(g) ； (D) Ar(g,T ,p 0)→Ar(g,T +100,p 0) 。

21．等温等压下进行的化学反应，其方向由?r H m 和?r S m 共同决定，自发进行的反应应满足下列哪个关系式： (A) ?r S m = ?r H m /T ； (B) ?r S m > ?r H m /T ； (C) ?r S m ≥ ?r H m /T ； (D) ?r S m ≤ ?r H m /T 。

22．等容等熵条件下，过程自发进行时，下列关系肯定成立的是： (A) ?G < 0 ； (B) ?F < 0 ； (C) ?H < 0 ； (D) ?U < 0 。

23．实际气体节流膨胀后，其熵变为：

(A)

???

??=?12

ln V

V nR S ；(B)

-=?2

d p p p

T V

S ；(C)

-=?2

d T T p T

C S ；(D)

=?2

d T T V

T T C S 。

24．一个已充电的蓄电池以1.8 V 输出电压放电后，用2.2 V 电压充电使其回复原状，则总的过程热力学量变化：

(A) Q < 0，W > 0，?S > 0，?G < 0 ； (B) Q < 0，W < 0，?S < 0，?G < 0 ； (C) Q > 0，W > 0，?S = 0，?G = 0 ； (D) Q < 0，W > 0，?S = 0，?G = 0 。

25．下列过程满足 0,0=>?环T Q S 的是： (A) 恒温恒压(273 K ，101325 Pa)下，1mol 的冰在空气升华为水蒸气； (B) 氮气与氧气的混合气体可逆绝热膨胀； (C) 理想气体自由膨胀； (D)

绝热条件下化学反应。

26．吉布斯自由能的含义应该是：

(A) 是体系能对外做非体积功的能量；

(B) 是在可逆条件下体系能对外做非体积功的能量；

27．在 -10℃、101.325kPa 下，1mol 水凝结成冰的过程中，下列哪个公式可以适用：

(A) ?U = T ?S ； (B) T G H S ?-?=

?； (C) ?H = T ?S + V ?p ； (D) ?G T,p = 0。

28．对于封闭体系的热力学，下列各组状态函数之间的关系中正确的是： (A) A > U ； (B) A < U ； (C) G < U ； (D) H < A 。

29．373.2K 、101325Pa 的水，使其与大热源接触，向真空蒸发成为373.2K 、101325Pa 下的水气，对这一个过程，应选用哪一个作为过程方向的判据： (A) ?U ； (B) ?A ； (C) ?H ； (D) ?G 。

30．热力学基本方程 d G = -S d T + V d p ，可适应用下列哪个过程：

(A) 298K 、标准压力下，水气化成蒸汽； (B) 理想气体向真空膨胀；

31．下列过程可用

T H n S m

?计算的是： (A) 恒温恒压下无非体积功的化学反应； (B) 恒温恒压下可逆原电池反应； (C) 恒温恒压下任意相变；

(D) 恒温恒压下任意可逆相变。

32．1mol 范德华气体的

T V S ??? ????应等于： (A) b V R

-m ；

(B) m V R

；

b V R

m 。

33．n 摩尔理想气体的

S p T ???? ????的值等于： (A) R V ； (B) nR V

；

； (D) p C

V 。

34．下列各量中哪个是偏摩尔量：

(A) i

j n V T i

n F ≠?

??? ????,,； (B)

j n p T i

n S ≠?

??? ????,,； (C) i

j n p T V H ≠?

?? ????,,； (D)

j n p T i

i n ≠?

??? ????,,μ。

35．对多组分体系中i 物质的偏摩尔量i

j n p T i

i n

X ≠?

??? ????=,,，下列叙述中不正确的是：

(A) X i 是无限大量体系中i 物质每变化1mol 时该系统容量性质X 的变化量； (B) X 为容量性质，X i 也为容量性质；

36．对于吉布斯－杜亥姆公式，下列叙述不正确的是： (A) X = ∑n B X B ； (B) ∑n B d X B = 0 ； (C) ∑n B X B = 0 ； (D) 表明各物质偏摩尔之间有关系。

37．已知水的六种状态：①100℃，p 0H 2O(l)；②99℃，2p 0H 2O(g)；③100℃，2p 0H 2O(l)；④100℃、2p 0H 2O(g)；⑤101℃、p 0H 2O(l)；⑥101℃、p 0H 2O(g) 。它们化学势高低顺序是：

(A) μ2 > μ4 > μ3 > μ1 > μ5 > μ6 ； (B) μ6 > μ5 > μ4 > μ3 > μ2 > μ1 ； (C) μ4 > μ5 > μ3 > μ1 > μ2 > μ6 ； (D) μ1 > μ2 > μ4 > μ3 > μ6 > μ5 。 38．在恒焓恒压条件下，均相单组分封闭体系，达到平衡的判据是： (A) ?S = 0 ； (B) ?U = 0 ； (C) ?A = 0 ； (D) ?G = 0 。

39．对于双原子分子的理想气体，S V T ??? ?

???应等于： (A) V T 35； (B) V T 52-； (C) T V 35； (D) V T

57-

。

40．任一单组分体系，恒温下，其气(g)、液(l)态的化学势(μ)与压力(p )关系图正确是： (A) (1) ； (B) (2) ； (C) (3) ； (D) (4) 。

三、多选题：

1．在以下偏导数中，大于零的有：

(A)p T G ??? ????； (B)T V A ??? ?

???； (C)p T H ??? ????； (D)V S U ?

?? ????； (E)S V U ??? ????。

2．由热力学基本关系式，可导出 S V U ??? ???? 等于： (A)p T G ???

???； (B) -p ；

(C)T V A ???

????； (D)

V S U ???

????； (E)T p G ?

???

???。

3．体系的始态与终态之间有两种途径：A 为可逆途径；B 为不可逆途径。以下关系中不正确的是：

(A) ?S A = ?S B ； (B) ∑δQ A /T = ∑δQ B /T ； (C) ?S B = ∫δQ B /T ； (D) ?S A = ∫δQ A /T ； (E) ?S B = ∫δQ A /T 。

4．下列过程中，那些过程的?G > 0：

(A) 等温等压下，H 2O(l,375K,p 0)→H 2O(g,375K,p 0) ； (B) 绝热条件下，H 2(g,373K,p 0)→H 2(g,300K,0.1p 0) ；

?电解

Cu(s) + H 2SO 4(aq) + ?O 2(g)； (D) 等温等压下，Zn + CuSO 4(aq)??

→?原电池

ZnSO4(aq) + Cu ； (E) 等温等压下，m CO 2 + n H 2O ?→?

光

碳水化合物。

5．化学反应在等温等压下能自发进行的判据是：

(A) ?S > 0 ； (B) ?G ≤ W ' ； (C) ?A < 0 ； (D) ∑νB μB < 0 ； (E) ?H < 0 。

6．在O 2(理想气体) 的如下过程中，属于等熵过程的是： (A) 绝热恒容过程； (B) 等温可逆膨胀过程；

2 V 2 ；

(D) 绝热可逆膨胀； (E) 绝热恒外压膨胀。

7．等温等压下，反应的热力学可能性随温度降低而增大的是： (A) Zn(s) + H 2SO 4(aq)→ZnSO 4 + H 2(g,p 0) ； (B) Zn(s) + CuSO 4(aq)→ZnSO 4(aq) + Cu(s) ； (C) 2CuCl 2(s) + H 2(g)→2Cu(s) + 2HCl(g) ； (D) C 2H 4(g) + H 2(g)→C 2H 6(g,p 0) ；

(E) CH 4(g) + 2O 2(g)→CO 2(g) + 2H 2O(l) 。

8．下列过程中，?S (系) < 0，?S (环) > 0，?S (总) > 0 的过程是： (A) 等温等压H 2O(l,270K,p 0)→H 2O(s,270K,p 0) ； (B) 等温等压H 2O(l,373K,p 0)→H 2O(g,373K,p 0) ； (C) 等温等压H 2O(l,383K,p 0)→H 2O(g,383K,p 0) ； (D) n mol 理想气体恒外压等温压缩过程； (E) 1000K CaCO 3(s)→CaO(s) + CO 2(g) 。

9．378K 、p 0下，过热水的下列哪个物理量小于同温同压下水蒸气： (A) H m ； (B) G m ； (C) μ ； (D) S m ； (E) A m 。

10．下列过程中，?G > 0 的是：

(A) 等温等压H 2O(l,268K,p 0)→H 2O(s,268K,p 0) ； (B) 等温等压H 2O(l,383K,p 0)→H 2O(g,383K,p 0) ；

H 2O(g,373K,p 0)；

(D) 等温等压H 2O(l,373K,506.6kPa)→H 2O(g,373K,506.6kPa) ； (E) 等温等压H 2O(g,373K,50kPa)→H 2O(l,373K,50kPa) 。

11．常压下 -10℃过冷的水变成 -10℃的冰，在此过程中，体系的?G 与?H 如何变化： (A) ?G < 0，?H > 0 ； (B) ?G > 0，?H > 0 ； (C) ?G = 0，?H = 0 ； (D) ?G < 0，?H < 0 ； (E) ?G = 0，?H < 0 。

12．在383K 、p 0下，1mol 过热水蒸汽凝结成水，则体系、环境及总熵变为： (A) ?S (体) < 0，?S (环) < 0，?S (总) < 0 ； (B) ?S (体) < 0，?S (环) > 0，?S (总) > 0 ； (C) ?S (体) > 0，?S (环) > 0，?S (总) > 0 ； (D) ?S (体) < 0，?S (环) > 0，?S (总) < 0 ； (E) ?S (体) > 0，?S (环) < 0，?S (总)=0 。

四、主观题：

1．根据热力学第一定律，不作非体积功时，δQ = d U + p d V 及

V U T T U U T V d d d ??? ????+??? ????=，用全微分判别式证明Q 不是状态函数。

2．证明：T p T p

V p T V T p

U ????

???-??? ????-=???? ?

???。

3．证明：

S p p T p T V T C ?

??????? ????=。

4．1mol 理想气体，其始态为A(p 1,T 1)，终态为B(p 2,T 2)，进行了如图的变化：

A ?→?

1C ?→?2 B ；A ?→?3

B 。请证明：⑴ Q 3 ≠ Q 1 + Q 2；⑵ ?S 3 = ?S 1 + ?S 2 。

5．证明：n V i i n V i n V T i

T p V S T n S i j ,,,,??? ????-=???? ????=???? ????≠μ。

6．1mol 单原子理想气体，由298K 、5p 0的始态膨胀到压力为p 0的终态，经过下列途径：⑴等温可逆膨胀；⑵外压恒为p 0的等温膨胀；⑶绝热可逆膨胀；⑷外压恒为p 0的绝热膨胀。计算各途经的Q 、W 、?U 、?H 、?S 、?A 与?G 。

巳知m S (298K) = 126 J·K -1·mol -1 。

7．100℃、p 0下，1mol 水向真空气化成气体，终态是100℃、0.5p 0。求此过程的Q 、W 、

?U 、?H 、?S 、?G 和?A 。巳知水在100℃、p 0时的摩尔气化热为40670 J·mol -1 。

8．在25℃、p 0下，若使1mol 铅与醋酸铜溶液在可逆情况下作用，得电功91838.8 J ，同时吸热213635.0 J ，计算过程的?U 、?H 、?S 、?A 、?G 。

9．如图所示的刚性绝热体系，求抽去隔板达平衡后体系熵变?S 。

10．计算 -10℃、p 0下，1mol 过冷水凝结成冰时，过冷水与冰的饱和蒸气压之比：s l p p 。

巳知 C p ,m (水) = 75.40 J·K -1·mol -1，C p ,m (冰) = 37.70 J·K -1·mol -1，冰的熔化热?H m = 6032

J·mol -1 。

11．将处于标准状态下的纯氢气，氮气和氨气混合，在标准状态下形成1mol 的混合物，其组成为：20% N 2、50% H 2、30% NH 3。计算混合过程的?S 。

12．在甲醇脱氢生产甲醛中，发现银催化剂的活性逐渐消失，此现象是否是由于有Ag 2O 生成所致？巳知反应在550℃、p o 下进行，有关数据如下：

m f G ?(Ag 2O ，298K) = -10836.6 J·mol -1 ；m f H ?(Ag 2O ，298K) = -30585 J·mol -1 ； C p ,m (Ag) = 26.78 J·K -1·mol -1；C p ,m (Ag 2O) = 65.69 J·K -1·mol -

1；C p ,m (O 2) = 31.38 J·K -1·mol -1 。

13．1mol 水在p 0、100℃时，先从液态变成p 0、100℃的蒸气，然后再变成0.5p 0、200℃的蒸气。计算此过程的?G 。

蒸气为理想气体，巳知水蒸气的C p ,m = 33.58 J·K -1·mol -1，m S (298K) = 188.7 J·K -1·mol -1 。

14．10mol H 2(理想气体)，C V ,m = R 25

J·K -1·mol -1，在298K 、p o 时绝热可逆地压缩到10p 0，

计算该过程的Q 、W 、?U 、?H 、?S 、?A 和?G 。巳知 m S (298K) = 130.59 J·K -1·mol -1 。

15．计算符合状态方程 RT

V V a p =??? ??

+2的1mol 气体从(p 1，V 1)恒温可逆膨胀到(p 2，V 2)

时的W 、Q 、?U 、?H 、?S 、?A 和?G 。(用V 1、V 2来表示) 。

第二章

热力学第二定律练习题答案

一、判断题答案： 1．对。

2．错，如绝热不可逆压缩过程。 3．错，理想气体的等温可逆膨胀ΔS > 0。 4．第1，2个结论正确，第3个结论错。

5．错，系统由同一始态出发，经绝热可逆和绝热不可逆过程不可能到达相同的终态。 6．错，环境的熵变应加在一起考虑。 7．错，要在隔离系统中平衡态的熵才最大。 8．错。

9．不矛盾，因气体的状态变化了。 10．错，如过冷水结冰。

11．错，必须可逆相变才能用此公式。

12．错，系统的熵除热熵外，还有构型熵。当非理想气体混合时就可能有少许热放出。 13．对。

14．错。未计算环境的熵变；

15．错，如过冷水结冰，ΔS < 0，混乱度减小，

16．错，必须在等温、等压，W’ = 0的条件下才有此结论。 17．错，若有非体积功存在，则可能进行，如电解水。 18．错，此说法的条件不完善，如在等温条件下。 19．错，不满足均相系统这一条件。 20．错，不可逆过程中δW ≠ -p d V 。

21．是非题：(1)对； (2)不对； (3)不能；

(4)有，如NH 4Cl 溶于水，或气体绝热不可逆膨胀； (5)可以。

22．ΔS = ΔH /T ，ΔS (环) = -ΔU /T ；

23．1mol 理想气体，等温过程，V 1=V 2过程；

24．(1) ΔU = ΔH = 0； (2) ΔH = 0； (3) ΔS = 0； (4) ΔU = 0； (5) ΔG = 0； (6) ΔU 、ΔH 、ΔS 、ΔA 、ΔG 都为 0。

25．ΔU 、ΔH 、ΔS 、ΔA 、ΔG 均为0 ；

26．ΔU = 0，ΔS > 0，ΔH > 0，ΔA < 0，ΔG 无法确定；

27．W 、Q 、ΔU 、ΔH = 0，ΔS > 0。V 1 = RT /10 ，V 2 = RT V = ?(V 1+V 2) = 11RT /22 ， ΔS 1 = R ln(V /V 1) = R ln(11/2)

ΔS 2 = R ln(V /V 2) = R ln(11/20) ， ΔS = ΔS 1+ΔS 2 = R ln(121/40) > 0 。

二、单选题答案：

1. D ；

2. B ；

3. C ；

4. C ；

5. D ；

6. B ；

7.C ；

8. C ；

9. A ； 10.B ； 11.C ； 12.D ； 13.C ； 14.B ； 15.B ； 16.B ； 17.D ； 18.C ； 19.D ； 20.B ； 21.B ； 22.D ； 23.B ； 24.D ； 25.C ； 26.D ； 27.B ； 28.B ； 29.B ； 30.B ； 31.D ； 32.A ； 33.D ； 34.B ； 35.B ； 36.C ； 37.A ； 38.A ； 39.B ； 40.C 。

三、多选题答案： 1. CD ； 2. BC ； 3. BC ； 4. CE ； 5. CD ； 6. CD ； 7. DE ； 8. AD ； 9. AD ； 10. DE ； 11. D ； 12. D 。

四、主观题答案：

1．证明：将 d U 代入第一定律表达式中：

V p V U T T U V p V V U T T U Q T V T V d d d d d ??????+??? ????+???

????=+??? ????+???

????=δ

因 V p S T dU d d -=，V T T p V S ???

????=???

???

∴ p T p T p V S T V U V T T -???

????=-???

????=??? ????

又∵①

V V V V V

V V T T V T p T T p T p T T p T p T p T T V U V T U ???? ????=??? ????-???? ????+??? ?

???=??????

???????????????-??? ?????=??????

?????????? ?????=?????????

?????

?????2222

②V V V

V V T T p T T p T p p T p T T p V U ???? ????+??? ????=???????

???

????????+-??? ?????=????

??????????????+??? ?????22

(1) ≠ (2) ，所以 δQ 不具有全微分，Q 不是状态函数。

2．证明：U = f (T ，p ) ，∴ 0d d d p p U T T U U T p ???? ????+???

????= 又 ∵ d U = T d S -p d V ，∴ V p S T p p U T T U T p d d d d -=???? ????+??? ???? 在等温下： d T = 0 ， ∴ 0d d d V p S T p p

U T -=???? ?

???

等温下两边同除以 d p ： T T T p V

p p S T p

U ???? ????-???? ????=???? ????

又∵

p T T V p S ??? ????-=???? ???? ，∴ T p T p V p T V T p U ???? ????-??? ????-=???? ?

???

3．证明：等压下，T T C S p d d =，∴T C T S p p =??? ????。

∴ p p p p T V V S T T S T C ?

??????? ????=??? ????= ，由麦克斯韦关系式：

p S S V p T ???

????=???? ????，则 p S V S T p ???

????=??? ????

代入，得：

S p p S p T p T V T T V T p T C ???

??????? ????=??? ??????? ????= 。

4．证明：(1) 由于内能是状态函数，所以： ΔU 3 = ΔU 1 + ΔU 2 ∵ΔU = Q + W ， ∴ Q 3 + W 3 = (Q 1 + W 1) + (Q 2 + W 2)，即 Q 3-(Q 1 + Q 2) = (W 1 + W 2)-W 3

由图上可知：(W 1 + W 2)-W 3 = W 1-W 3 = ΔABC 的面积 ≠ 0 ∴ Q 3-( Q 1 + Q 2) ≠ 0，Q 3 ≠ Q 1 + Q 2

(2) 由公式：

????

??+???? ??=?21123ln ln p p R T T C S p 设 C 点温度为 T '，???? ??=?11ln T T C S p (在等压下)，

??=?T T C S V 2

2ln (在恒容下)

()

??????==???

? ??+???? ??=???? ?

?=??→????

??-?

??? ??=???

??-+?

? ??=?+?nR V p T nR V p T p p R T T C p p T T T T R T T C T T R C T T C S S p p p p 1112222

121222122121ln ln B C ln ln ln ln ；或：：等容

∴ ΔS 3 = ΔS 1 + ΔS 2

5．证明：

V i

V n V T i n V T i n V n V T i

T T n A n T A n S

i j i j i

j ,,,,,,,,,???? ????-=???

?????

???????

??????

?????-=?????????????????? ?????-=?

??? ????≠≠≠μ

∵ p V T S i i i d d d +-=μ ，∴ n V i i n

V i T p V S T

,,???

????+-=???? ?

???μ 则

n V i i n

V i n V T i

T p V S T n S i

j ,,,,???

????-=???? ????-=?

??? ????≠μ

6．解：(1)等温过程：ΔU = ΔH = 0，

5.3987K J 38.132985.3987J 5.3987J 5.39875ln 298314.81ln 1-R 21-=?=??===?-==???=???

??=-=G A T Q S W p p nRT W Q ，；

(2) ΔU = ΔH = 0，()()J 198251298314.811212=-??=????

??-=-=-=p p RT V V p W Q J 5.3987K

J 38.13ln 1

-21-=?=??=???? ??=?A G p p nR S ，

(3)

8.1565

298355

12112=?=???? ??==-

-γ

γp p T T ，

()()()()()()()J

129652988.1566.1122934J

143182988.1566.1121761K

J 6.1125ln 126ln 2980J

1761J 29342988.1562

0J 17612988.15623

12121

-2121m ,m ,=-?--=--?=?=-?--=--?=??=-=???? ??-===?-=?=-=-?=?=?=-=-?=

?=?T T S H G T T S U A R p p R K S S S S U W R T nC H Q R T nC U p V ，，，

(4) ()()

1221223

0V V p T T R W U Q --=-=?=，，

()()()()()()()()()J 76612986.1126.2021181983J

84542986.1126.2021181190K J 11836.56.112K J 6.112K J 36.5ln ln J

19832986.2022

J 19902986.20223

K 6.2025129829823112211221

-121-11

-2112m ,12m ,12m ,222=?-?--=--?=?=?-?--=--?=??=+=?+=?=?=???? ??+???? ??=?-=-?=-=?=-=-?=-=?=??? ?

?--=-T S T S H G T S T S U A S S S S p p nR T T nC S R T T nC H W

R T T nC U T T R T R p p V ，，

7．解：

∵ p = 0， ∴ W = 0，设计如图，按1，2途经计算：

Q 1 = ΔH 1 = 40670 J ，Q 2 = - W 2 =

???

???????? ??5.01ln 373314.8ln 21＝p p nRT = 2149.5 J W 1 = -p (V g -V l ) = -pV g = -RT = -3101 J ， W 2 = -2149.5 J

Q ' = Q 1 + Q 2 = 40670 + 2149.5 = 42819.5 J ，W ' = W 1 + W 2 = -3101-2149.5 = -5250.5 J ΔU = Q '-W ' = 42819.5-5250.5 = 37569 J

ΔH 2 = 0，ΔH = ΔH 1 = 40670 J ，向真空膨胀：W = 0，Q = ΔU = 37569 J

ΔS = ΔS 1 + ΔS 2 = ???

??5.01ln 37340670R ＋ = 109.03 + 5.76 = 114.8 J·K -1

ΔG = ΔH - T ΔS = 40670 - 373 × 114.8 = -2150.4 J ΔA = ΔU + T ΔS = 37569 - 373 × 114.8 = -5251.4 J

8．解：Pb + Cu(Ac)2 → Pb(Ac)2 + Cu ，液相反应，p 、T 、V 均不变。 W ' = -91838.8J ，Q = 213635.0 J ，W (体积功) = 0，W = W ' ΔU = Q + W = 213635-91838.8 = 121796.2 J

ΔH = ΔU + Δ(pV ) = ΔU = 121796.2 J ΔS = T Q R

= 213635/298 = 716.9 J·K -1 ΔA = ΔU - T ΔS = -91838.8 J ，ΔG = -

91838.8 J

9．解：确定初始和终了的状态

初态：3

H H 3

He He m 02406.010013.12.293314.82m

04649.010013.12.283314.8222=???===???==p nRT V p nRT V

终态：关键是求终态温度，绝热，刚性，ΔU = 0 ()()()()

H He 22H 22m ,H He 2m ,He =-?+-?T T C n T T C n V V

即： 2 × 1.5R × (T 2-283.2) = 1 × 2.5R × (293.2-T 2) ， ∴ T 2 = 287.7 K

V 2 = 2

H He V V + = 0.04649 + 0.02406 = 0.07055 m 3 He (0.04649 m 3，283.2 K ) ( 0.07055 m 3，287.7 K ) H 2 (0.02406 m 3，293.2 K ) ( 0.07055 m 3，287.7 K ) 所以：

()????

??+???? ??=?1

m ,He ln ln He V V nR T

T nC S V

-K

J 328.704649.007055.0ln 314.822.2837.287ln 314.85.12?=??? ????+??? ?????=

同理：-1

H K J 550.82?=?S

∴ΔS = He S ? + 2

H S ? = 7.328 + 8.550 = 15.88 J ·

10．解：

ΔH = ΔH 1 + ΔH 2 + ΔH 3 = (75.4 × 10) - 6032 - (37.7 × 10) = -5648.4 J

ΔS = ΔS 1 + ΔS 2 + ΔS 3 = 75.4 × ??? ??263273ln -2736032+ 37.7 × ??? ??273263ln = -20.66 J·K -1

ΔG = ΔH -T ΔS = - 5648.4 + 263 × (-20.66) = -214.82 J ΔG ≈ΔG 2 = - RT × ?

??? ??s l ln p p

??? ??s l ln p p = RT G ?- = 314.826382.214? = 0.09824，s l p p = 1.1032

11．解：用公式 ΔS = -R ∑n i ln x i

= - 8.314 × (0.2 × ln0.2 + 0.5 × ln0.5 + 0.3 × ln0.3) = 8.561 J·K -1

12．解：

ΔC p = 65.69-2 × 26.78-0.5 × 31.38 = -3.56 J·K -1

ΔH T = ∫ΔC p d T + Const = -3.65T + Const ，∵T = 298K 时，ΔH 298 = -30585Ｊ代入，求得：Const = -29524，ΔH T = -3.65T - 29524，代入吉-赫公式，

积分，91

.66d 2952465.329882382329821

2=+=?-??

T T G G

J 2514355.3091.662986

.1083682322=?=+-=?G G ，

恒温恒压下，ΔG > 0，反应不能自发进行，因此不是形成 Ag 2O 所致。 13．解： ΔG 1 = 0 ；ΔG 2 = ?

??? ??12ln p p RT = 8.314 × 373 × ln0.5 = -2149.5 J

()()()()1-1-m ,m 1

-1-m ,m mol K J 98.209ln 298473ln 298473mol K J 0.2022ln 24.196ln 298373ln 298373??=???

??-??

??+=??=+=???

??-??

? ??+=p p R C S

S R p p R C S S p p

ΔH 3 = C p ,m × (473 - 373) = 33.58 × 100 = 3358 J

ΔG 3 = ΔH 3 - (S 2T 2 - S 1T 1) = 3358 - (209.98×473 – 202.00×373) = -20616.59 J ΔG = ΔG 2 + ΔG 3 = -20616.5 - 2149.5 = -22766 J = -22.77 kJ

14．解：

()

5761.029857

212112=?=???

? ??=--γ

γp p T T ，＝

Q = 0， W = ΔU = n C V ,m (T 2-T 1) = 10 × 25

R × (576 - 298) = 57.8 kJ

ΔU = 57.8 kJ ，ΔH = n C p m (T 2-T 1) = 10 × 27

R × (576 - 298) = 80.8 kJ

ΔS = 0 ，ΔG = ΔH - S m,298ΔT = 80.9 - 10 × 130.59 × (576 - 298) × 10--3 = -282.1kJ ΔA = ΔU - S ΔT = -305.2 kJ

15．解：这类题目非常典型，计算时可把热力学量分为两类：一类是状态函数的变化，包括ΔU 、ΔH 、ΔS 、ΔA 、ΔG ，计算时无需考虑实际过程；另一类是过程量，包括 Q 、W ，不同的过程有不同的数值。

先求状态函数的变化，状态变化为：(p 1,V 1,T 1) (p 2,V 2,T 2)

d U = T d S - p d V ， p T p T p V S T V U V T T -???

????=-???

????=??? ????

对状态方程 RT

V V a p =??? ??+2 而言：322V a V RT V p V R T p T V +-=??? ????=??? ????， ∴ 2

V a p V R T V U T

=-?=???

???? 所以：

????

??--==??? ????=

12211d d 2

1V V a V V a

V V U U V V V V T

又 ()()1122V p V p U pV U H -+?=?+?=?

???? ??--=???? ??--???? ??--=12

121211211V V a V a V a V V a ????

??==??? ????=??? ????=??

??12

ln d d d 212121V V R V V R V T p V V S S V V V V V

V V T

???? ??-????

??--=?-?=????

??-????

??--=?-?=?12121212ln 112ln 11V V RT V V a S T H G V V RT V V a S T U A

再求过程量，此时考虑实际过程恒温可逆： ????

??-???? ??--=???

??--

2122ln 11d d 2

V V RT V V a V V a V

V p W V V V V

对于恒温可逆过程： ????

??=?=12

ln V

V RT S T Q

物理化学第二章习题

第二章热力学第一定律习题一、选择题 1. 一定量的理想气体从同一始态出发，分别经(1) 等温压缩，(2) 绝热压缩到具有相同压力的终态，以H1，H2分别表示两个终态的焓值，则有：( ) (A) H1> H2(B) H1= H2 (C) H1< H2(D) 无法比较 2. 下列的过程可应用公式ΔH=Q进行计算的是：( ) (A) 不做非体积功，终态压力相同但中间压力有变化的过程 (B) 不做非体积功，一直保持体积不变的过程 (C) 273.15 K，pθ下液态水结成冰的过程 (D) 恒容下加热实际气体 3. 非理想气体进行绝热自由膨胀时,下述答案中哪一个错误?（） (A) Q=0 (B) W=0 (C) ΔU=0 (D) ΔH=0 4. 已知：Zn(s)+(1/2)O2??→ZnO Δr H m=351.5 kJ·mol-1 Hg(l)+(1/2)O2??→HgO Δr H m= 90.8 kJ·mol-1 因此Zn+HgO??→ZnO+Hg 的Δr H m是：( ) (A) 442.2 kJ·mol-1(B) 260.7 kJ·mol-1 (C) -62.3 kJ·mol-1(D) -442.2 kJ·mol-1 5. 在一个密闭绝热的房间里放置一台电冰箱,将冰箱门打开,并接通电源使其工作,过一段时间之后,室内的平均气温将如何变化? ( ) (A) 升高(B) 降低 (C) 不变(D) 不一定 6. 对于理想气体的热力学能有下述四种理解： (1) 状态一定，热力学能也一定 (2) 对应于某一状态的热力学能是可以直接测定的 (3) 对应于某一状态，热力学能只有一个数值，不可能有两个或两个以上的数值 (4) 状态改变时，热力学能一定跟着改变其中正确的是：( ) (A) (1),(2) (B) (3),(4) (C) (2),(4) (D) (1),(3) 7. 按下列路线循环一周，哪种情况是系统对环境做功：( ) 8. 在一定T，p下,汽化焓Δvap H,熔化焓Δfus H和升华焓Δsub H的关系为：( ) (A) Δsub H＞Δvap H(B) Δsub H＞Δfus H (C) Δsub H=Δvap H+Δfus H(D) Δvap H＞Δsub H 上述各式中,哪一个错误?

第五版物理化学第二章习题答案

第二章热力学第一定律 1mol理想气体在恒定压力下温度升高1℃，求过程中系统与环境交换的功。解：理想气体n = 1mol 对于理想气体恒压过程,应用式（2.2.3） W =－p ambΔV =－p(V2-V1) =－(nRT2-nRT1) =－ 1mol水蒸气(H2O,g)在100℃,下全部凝结成液态水。求过程的功。假设：相对于水蒸气的体积，液态水的体积可以忽略不计。解: n = 1mol 恒温恒压相变过程,水蒸气可看作理想气体, 应用式（2.2.3） W =－p ambΔV =－p(V l-V g ) ≈ pVg = nRT = 在25℃及恒定压力下，电解1mol水(H2O,l)，求过程的体积功。

H2O(l) ＝ H2(g) + 1/2O2(g)解: n = 1mol 恒温恒压化学变化过程, 应用式（2.2.3） W=－p ambΔV =－(p2V2-p1V1)≈－p2V2 =－n2RT=－系统由相同的始态经过不同途径达到相同的末态。若途径a的Q a=,Wa=－；而途径b的Q b=－。求W b. 解: 热力学能变只与始末态有关,与具体途径无关,故ΔU a= ΔU b 由热力学第一定律可得Qa + Wa = Q b + W b ∴ W b = Q a + W a－Q b = －始态为25℃，200 kPa的5 mol某理想气体，经途径a，b两不同途径到达相同的末态。途经a先经绝热膨胀到 -28.47℃，100 kPa，步骤的功；再恒容加热到压力200 kPa的末态，步骤的热。途径b为恒压加热过程。求途径b的及。

解：先确定系统的始、末态 311106190200000 1529831485m ...P nRT V =××== 3210160100000 58 24431485m ...P nRT V V =××== = kJ .kJ )..(Q W U Δa a 85194225575=+=+=－对于途径b ，其功为 kJ .J ..V Δp W b 932706190101602000001－）－（－－=== 根据热力学第一定律 4mol 某理想气体，温度升高20℃, 求ΔH－ΔU 的值。解：根据焓的定义

大学物理化学热力学

第三章热力学第二定律 §3.1 自发过程的共同特征一、自发过程 “自发过程”?在一定条件下能自动进行的过程。?推论： ?一切自发过程都是有方向性的，人类经验没有发现哪一个自发过程可以自动地回复原状。二、决定自发过程的方向和限度的因素?从表面上看，各种不同的过程有着不同的决定因素，例如： –i）决定热量流动方向的因素是温度T； –ii）决定气体流动方向的是压力P； –iii）决定电流方向的是电位V； –iv）而决定化学过程和限度的因素是什么呢？三、自发过程的共同特征分析： ?根据人类经验，自发过程都是有方向性的（共同特点），即自发过程不能自动回复原状。 1、理想气体向真空膨胀 ?即：当系统回复到原状时，环境中有 W的功变成了Q (=-W)的热。 ?因此，环境最终能否回复原状（即理气向真空膨胀是否能成为可逆过程），就取决于(环境得到的)热能否全部变为功而没有任何其他变化。 2、热量由高温物体流向低温物体 ?因此，系统回复了原状的同时，环境最终能否回复原状( 即热由高温向低温流动能否成为一可逆过程），取决于(环境得到的) 热能否全部变为功而没有任何其他变化。3、Cd放入PbCl 2 溶液转变成CdCl 2 溶液和Pb ?已知此过程是自发的，在反应进行时有 ∣Q∣的热量放出（放热反应，Q<0） ?欲使系统回复原状，可进行电解反应。 ?若电解时做的电功为W，同时还有∣Q′∣的热量放出，当反应系统回复原状时，环境中损失的功（电功）为W，得到的热为∣Q∣+∣Q′∣

?根据能量守恒原理： ∣W∣=∣Q∣+∣Q′∣ ?所以环境能否回复原状（即此反应能否成为可逆过程），取决于 ?(环境得到的)热(∣Q∣+∣Q′∣) 能否全部转化为功W (=∣Q∣+∣Q′∣)而没有任何其他变化。?自发过程能否成为热力学可逆过程，最终均可归结为： ?“热能否全部转变为功而没有任何其他变化”?然而经验证明：热功转化是有方向性的，即?“功可自发地全部变为热；但热不可能全部转变为功而不引起任何其他变化”。 ?“一切自发过程都是不可逆过程。” ?这就是自发过程的共同特征。 §3.2 热力学第二定律的经典表述 ?一切自发过程的方向，最终都可归结为热功转化的方向问题： ?“功可全部变为热，而热不能全部变为功而不引起任何其他变化”。一、克劳修斯和开尔文对热力学第二定律的经典表述 1.克劳修斯(Clausius) 表述：?“不可能把热从低温物体传到高温物体，而不引起任何其他变化。” 2. 开尔文(Kelvin) 表述 ?不可能从单一热源取出热使之完全变为功，而不发生其他变化。 ?也可表达为： ?“第二类永动机是不可能造成的。” *热力学第二定律的克劳修斯表述与开尔文表述等价。二、关于热力学第二定律表述的几点说明 1. 第二类永动机并不违反热力学第一定律。?它究竟能否实现，只有热力学第二定律才能回答。但回答是： ?“第二类永动机是不可能存在的。” 其所以不可能存在，也是人类经验的总结。

物理化学课后习题第二章答案

2.15 容积为0.1m3的恒容密闭容器中有一绝热隔板,其两侧分别为0℃,4mol的Ar(g)及150℃,2mol的Cu(s)。现将隔板撤掉，整个系统达到热平衡，求末态温度t及过程的ΔH 。已知：Ar(g)和Cu(s)的摩尔定压热容C p,m分别为20.786J·mol-1·K-1及24.435 J·mol-1·K-1，且假设均不随温度而变。解: 恒容绝热混合过程Q = 0 W = 0 ∴由热力学第一定律得过程ΔU=ΔU(Ar,g)+ΔU(Cu,s)= 0 ΔU(Ar,g) = n(Ar,g) C V,m (Ar,g)×(t2－0) ΔU(Cu,S) ≈ΔH (Cu,s) = n(Cu,s)C p,m(Cu,s)×(t2－150) 解得末态温度t2 = 74.23℃ 又得过程 ΔH =ΔH(Ar,g) + ΔH(Cu,s) =n(Ar,g)C p,m(Ar,g)×(t2－0) + n(Cu,s)C p,m(Cu,s)×(t2－150) = 2.47kJ 或ΔH =ΔU+Δ(pV) =n(Ar,g)RΔT=4×8314×(74.23－0)= 2.47kJ 2.17 单原子理想气体A与双原子理想气体B的混合物共5mol，摩尔分数y =0.4， B 始态温度T1=400K，压力P1=200kPa，今该混合气体绝热反抗恒外压p=100kPa 膨胀到平衡态，求末态温度T2及过程的W,ΔU及ΔH。

2.21 已知水(H2O,l)在100℃的饱和蒸气压p s=101.325kPa，在此温度、压力下水的摩尔蒸发焓。求在100℃,101.325kPa下使1kg水蒸气全部凝结成液体水时的W，Q，ΔU，ΔH和ΔH。设水蒸气适用理想气体状态方程式。解: 题给过程的始末态和过程特性如下： n = m/M = 1kg/18.015g·mol-1 = 55.509mol

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第二章热力学第二定律练习题一、判断题（说法正确否）： 1．自然界发生的过程一定是不可逆过程。 2．不可逆过程一定是自发过程。 3．熵增加的过程一定是自发过程。 4．绝热可逆过程的?S=0 ，绝热不可逆膨胀过程的?S > 0，绝热不可逆压缩过程的?S<0 。5．为了计算绝热不可逆过程的熵变，可以在始末态之间设计一条绝热可逆途径来计算。 6．由于系统经循环过程后回到始态，?S = 0 ，所以一定是一个可逆循环过程。 7．平衡态熵最大。 8．在任意一可逆过程中?S = 0 ，不可逆过程中?S > 0。 9．理想气体经等温膨胀后，由于?U = 0 ，所以吸的热全部转化为功，这与热力学第二定律矛盾吗? 10．自发过程的熵变?S> 0 。 H S 11．相变过程的熵变可由T 计算。 12．当系统向环境传热时(Q< 0) ，系统的熵一定减少。 13．一切物质蒸发时，摩尔熵都增大。 H S 14．冰在0℃，p T 15．自发过程的方向就是系统混乱度增加的方向。 16．吉布斯函数减小的过程一定是自发过程。 >0，所以该过程为自发过程。 17．在等温、等压下，吉布斯函数变化大于零的化学变化都不能进行。 18．系统由V1 膨胀到V2，其中经过可逆途径时做的功最多。 19．过冷水结冰的过程是在恒温、恒压、不做其他功的条件下进行的，由基本方程可得 ?G = 0 。 20．理想气体等温自由膨胀时，对环境没有做功，所以- pdV = 0，此过程温度不变，?U = 0，代入热力学基本方程dU = TdS - pdV，因而可得dS = 0，为恒熵过程。 21．是非题： ⑴“某体系处于不同的状态，可以具有相同的熵值”，此话对否？ ⑵“体系状态变化了，所有的状态函数都要变化”，此话对否？ ⑶绝热可逆线与绝热不可逆线能否有两个交点？ ⑷自然界可否存在温度降低，熵值增加的过程？举一例。 ⑸1mol 理想气体进行绝热自由膨胀，体积由V1 变到V2，能否用公式：计算该过程的熵变？ V V 2 1 S R ln 22．在100℃、p 1mol 水与100℃的大热源接触，使其向真空容器中蒸发成100℃、p ?S、?S(环)。 V V 2 S R ln 23． 1 的适用条件是什么？ 24．指出下列各过程中，物系的?U、?H、?S、?A、?G 中何者为零？ ⑴理想气体自由膨胀过程；⑵实际气体节流膨胀过程； ⑶理想气体由( p1, T1)状态绝热可逆变化到(p2, T2)状态； ⑷H2 和Cl2 在刚性绝热的容器中反应生成HCl； ⑸0℃、p ⑹理想气体卡诺循环。 25．a mol A 与b mol B 的理想气体，分别处于(T, V,p A )与(T, V, p B)的状态，等温等容混合为 (T, V, p)状态，那么?U、?H、?S、? A、?G 何者大于零，小于零，等于零？ 26．一个刚性密闭绝热箱中，装有H2 与Cl2 混合气体，温度为298K，今用光引发，使其

高中化学必修二第二章习题(含答案)

第二章化学反应与能量一．选择题( 每小题只有一个正确选项，每小题 3 分，共48 分) 1．下列物质加入水中发产生吸热反应的是( ) A．生石灰 B ．固体NaOH C ．浓硫酸 D ．固体NH4NO3 2 ．已知2SO2+O2 2SO 3 为放热反应，对该反应的下列说法中正确的是（） A ．O2 的能量一定高于SO2 的能量 B ．SO2 和O2 的总能量一定高于SO3 的总能量 C ．SO2 的能量一定高于SO3 的能量 D ．因该反应为放热反应，故不必加热就可发生 3．下列反应既属于氧化还原反应，又是吸热反应的是( ) A ．锌粒与稀硫酸的反应 B ．灼热的木炭与COz反应 C ．甲烷在氧气中的燃烧反应 D ．Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl 晶体的反应 4．下列关于燃料充分燃烧的说法，不正确．．．的是( ) A．空气量越多越好B．应通入适量空气 C．固体燃料燃烧前要粉碎D．液体燃料燃烧时可以以雾状喷出5．下列各个装置中能组成原电池的是( ) 6．有A、B、C、D四种金属。将 A 与B用导线连接起来，浸入电解质溶液中， B 为正极。将A、D分别投入等浓度盐酸中，D比A 反应剧烈。将铜浸入 B 的盐溶液里，无明显变化。如果把铜浸入 C 的盐溶液里，有金属 C 析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是( ) A ．DCA B B．DAB C C．DBAC D．BADC 7．下列化学电池不易造成环境污染的是( ) A ．氢氧燃料电池 B ．锌锰电池 C ．镍镉电池 D ．铅蓄电池 8．对于锌一铜一稀酸组成的原电池装置中，当导线中有 1 mol 电子通过时，理论上的两极变化是( ) 。 - 1 -

物理化学习题解析

第二章热力学第一定律五．习题解析 1．（1）一个系统的热力学能增加了100 kJ ，从环境吸收了40 kJ 的热，计算系统与环境的功的交换量。（2）如果该系统在膨胀过程中对环境做了20 kJ 的功，同时吸收了20 kJ 的热，计算系统的热力学能变化值。解：（1）根据热力学第一定律的数学表达式U Q W ?=+ 100 k J 40 k J 6 W U Q =?-=-= 即系统从环境得到了60 kJ 的功。（2）根据热力学第一定律的数学表达式U Q W ?=+ 20 k J 20 k J U Q W ?=+=-= 系统吸收的热等于对环境做的功，保持系统本身的热力学能不变。 2．在300 K 时，有10 mol 理想气体，始态的压力为1 000 kPa 。计算在等温下，下列三个过程所做的膨胀功。（1）在100 kPa 压力下体积胀大1 dm 3 ；（2）在100 kPa 压力下，气体膨胀到终态压力也等于100 kPa ；（3）等温可逆膨胀到气体的压力等于100 kPa 。解：（1）这是等外压膨胀 33e 100 kPa 10m 100 J W p V -=-?=-?=- （2）这也是等外压膨胀，只是始终态的体积不知道，要通过理想气体的状态方程得到。 2e 212 2 11()1n R T n R T p W p V V p n R T p p p ????=--=--=- ? ? ?? ?? 100108.3143001 J 22.45 kJ 1000 ?? ??=???-=- ???? ?? ? （3）对于理想气体的等温可逆膨胀 122 1 ln ln V p W nRT nRT V p == 100(108.314300) J ln 57.43 kJ 1000 =???=- 3．在373 K 的等温条件下，1 mol 理想气体从始态体积25 dm 3，分别按下列

物理化学第二章热力学第二定律练习题及答案

物理化学第二章热力学第二定律练习题及答案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

第二章热力学第二定律练习题一、判断题（说法正确否）： 1．自然界发生的过程一定是不可逆过程。 2．不可逆过程一定是自发过程。 3．熵增加的过程一定是自发过程。 4．绝热可逆过程的?S = 0，绝热不可逆膨胀过程的?S > 0，绝热不可逆压缩过程的?S < 0。 5．为了计算绝热不可逆过程的熵变，可以在始末态之间设计一条绝热可逆途径来计算。 6．由于系统经循环过程后回到始态，?S = 0，所以一定是一个可逆循环过程。 7．平衡态熵最大。 8．在任意一可逆过程中?S = 0，不可逆过程中?S > 0。 9．理想气体经等温膨胀后，由于?U = 0，所以吸的热全部转化为功，这与热力学第二定律矛盾吗 10．自发过程的熵变?S > 0。 11．相变过程的熵变可由 T H S ?= ?计算。 12．当系统向环境传热时(Q < 0)，系统的熵一定减少。 13．一切物质蒸发时，摩尔熵都增大。 14．冰在0℃，p 下转变为液态水，其熵变 T H S ?= ?>0，所以该过程为自发过程。 15．自发过程的方向就是系统混乱度增加的方向。 16．吉布斯函数减小的过程一定是自发过程。 17．在等温、等压下，吉布斯函数变化大于零的化学变化都不能进行。 18．系统由V 1膨胀到V 2，其中经过可逆途径时做的功最多。 19．过冷水结冰的过程是在恒温、恒压、不做其他功的条件下进行的，由基本方程可得?G = 0。 20．理想气体等温自由膨胀时，对环境没有做功，所以 -p d V = 0，此过程温度不变，?U = 0，代入热力学基本方程d U = T d S - p d V ，因而可得d S = 0，为恒熵过程。 21．是非题： ⑴“某体系处于不同的状态，可以具有相同的熵值”，此话对否？ ⑵“体系状态变化了，所有的状态函数都要变化”，此话对否？ ⑶ 绝热可逆线与绝热不可逆线能否有两个交点？ ⑷ 自然界可否存在温度降低，熵值增加的过程？举一例。 ⑸ 1mol 理想气体进行绝热自由膨胀，体积由V 1变到V 2，能否用公式： ???? ??=?12 ln V V R S 计算该过程的熵变？ 22．在100℃、p 时，1mol 水与100℃的大热源接触，使其向真空容器中蒸发成 100℃、p 的水蒸气，试计算此过程的?S 、?S (环)。 23． ? ??? ??=?12ln V V R S 的适用条件是什么？ 24．指出下列各过程中，物系的?U 、?H 、?S 、?A 、?G 中何者为零？

《物理化学》第二章热力学第一定律练习题(含答案)

第二章练习题一、填空题 1、根据体系和环境之间能量和物质的交换情况，可将体系分成、、。 2、强度性质表现体系的特征，与物质的数量无关。容量性质表现体系的特征，与物质的数量有关，具有性。 3、热力学平衡状态同时达到四种平衡，分别是、、、。 4、体系状态发生变化的称为过程。常见的过程有、、、、。 5、从统计热力学观点看，功的微观本质是，热的微观本质是。 6、气体各真空膨胀膨胀功W= 0 7、在绝热钢瓶中化学反应△U= 0 8、焓的定义式为。二、判断题（说法对否）： 1、当体系的状态一定时，所有的状态函数都有一定的数值。（√） 2、当体系的状态发生变化时，所有的状态函数的数值也随之发生变化。（χ）3．因= ΔH， = ΔU，所以与都是状态函数。（χ） 4、封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。（χ）错。只有封闭系统不做非膨胀功等压过程ΔH=Q P 5、状态给定后，状态函数就有定值；状态函数确定后，状态也就确定了。（√） 6、热力学过程中W的值应由具体过程决定( √ ) 7、1mol理想气体从同一始态经过不同的循环途径后回到初始状态，其热力学能

不变。( √ ) 三、单选题 1、体系的下列各组物理量中都是状态函数的是（ C ） A 、T、P、V、Q B 、m、W、P、H C、T、P、V、n、 D、T、P、U、W 2、对于内能是体系的单值函数概念，错误理解是（ C ） A体系处于一定的状态，具有一定的内能 B对应于某一状态，内能只能有一数值不能有两个以上的数值 C状态发生变化，内能也一定跟着变化 D对应于一个内能值，可以有多个状态 3下列叙述中不具有状态函数特征的是（D ） A体系状态确定后，状态函数的值也确定 B体系变化时，状态函数的改变值只由体系的始终态决定 C经循环过程，状态函数的值不变 D状态函数均有加和性 4、下列叙述中正确的是（ A ） A物体温度越高，说明其内能越大B物体温度越高，说明其所含热量越多C凡体系温度升高，就肯定是它吸收了热 D凡体系温度不变，说明它既不吸热也不放热 5、下列哪一种说法错误（ D ） A焓是定义的一种具有能量量纲的热力学量 B只有在某些特定条件下，焓变△H才与体系吸热相等 C焓是状态函数 D焓是体系能与环境能进行热交换的能量

大学物理化学1-热力学第一定律课后习题及答案资料

大学物理化学1-热力学第一定律课后习题及答案

( A ) 热力学能守恒，焓守恒； ( B ) 热力学能不一定守恒，焓守恒； (C ) 热力学能守恒，焓不一定守恒； ( D) 热力学能、焓均不一定守恒。 5. 从同一始态出发，理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程：( )。 ( A )可以到达同一终态； ( B )不可能到达同一终态； ( C )可以到达同一终态，但给环境留下不同影响。 6. 当理想气体反抗一定的压力作绝热膨胀时，则：( )。 ( A )焓总是不变； (B )热力学能总是增加； ( C )焓总是增加； (D )热力学能总是减少。 O2(g) ==== H2O(g)的标准摩尔反应焓为?r H(T)，下 7. 已知反应H2(g) +1 2 列说法中不正确的是：（）。（A）?r H(T)是H2O(g)的标准摩尔生成焓；（B）?r H(T)是H2O(g)的标准摩尔燃烧焓；（C）?r H(T)是负值；（D）?r H(T)与反应的?r U数值不等。三、计算题习题1 10 mol理想气体由25℃，1.0 MPa膨胀到25℃，0.1 MPa，设过程为： ( 1 )自由膨胀； ( 2 )对抗恒外压力0.1 MPa膨胀； ( 3 )定温可逆膨胀。试计算三种膨胀过程中系统对环境作的功。

物理化学第二章热力学第一定律

第二章热力学第一定律一．基本要求 1．掌握热力学的一些基本概念，如：各种系统、环境、热力学状态、系统性质、功、热、状态函数、可逆过程、过程和途径等。 2．能熟练运用热力学第一定律，掌握功与热的取号，会计算常见过程中的, , Q W U ?和H ?的值。 3．了解为什么要定义焓，记住公式, V p U Q H Q ?=?=的适用条件。 4．掌握理想气体的热力学能和焓仅是温度的函数，能熟练地运用热力学第一定律计算理想气体在可逆或不可逆的等温、等压和绝热等过程中， , , , U H W Q ??的计算。二．把握学习要点的建议学好热力学第一定律是学好化学热力学的基础。热力学第一定律解决了在恒定组成的封闭系统中，能量守恒与转换的问题，所以一开始就要掌握热力学的一些基本概念。这不是一蹴而就的事，要通过听老师讲解、看例题、做选择题和做习题等反反复复地加深印象，才能建立热力学的概念，并能准确运用这些概念。例如，功和热，它们都是系统与环境之间被传递的能量，要强调“传递”这个概念，还要强调是系统与环境之间发生的传递过程。功和热的计算一定要与变化的过程联系在一起。譬如，什么叫雨？雨就是从天而降的水，水在天上称为云，降到地上称为雨水，水只有在从天上降落到地面的过程中才被称为雨，也就是说， “雨”是一个与过程联系的名词。在自然界中，还可以列举出其他与过程有关的名词，如风、瀑布等。功和热都只是能量的一种形式，但是，它们一定要与传递的过程相联系。在系统与环境之间因温度不同而被传递的能量称为热，除热以外，其余在系统与环境之间被传递的能量称为功。传递过程必须发生在系统与环境之间，系统内部传递的能量既不能称为功，也不能称为热，仅仅是热力学能从一种形式变为另一种形式。同样，在环境内部传递的能量，也是不能称为功（或热）的。例如在不考虑非膨胀功的前提下，在一个绝热、刚性容器中发生化学反应、燃烧甚至爆炸等剧烈变化，由于与环境之间没有热的交换，也没有功的交换，所以0, 0, 0Q W U ==?=。这个变化只是在系统内部，热力学能从一种形式变为

大学物理化学23热力学练习题

热力学一、判断题： 1、在定温定压下，CO2由饱和液体转变为饱和蒸气，因温度不变，CO2的热力学能和焓也不变。 2、25℃时H2(g)的标准摩尔燃烧焓等于25℃时H2O(g)的标准摩尔生成焓。 3、稳定态单质的Δf H mΘ(800K)=0 。 4、d U=nC v,m d T公式对一定量的理想气体的任何pVT过程都适用。 5、系统处于热力学平衡态时，其所有的宏观性质都不随时间而变。 6、若系统的所有宏观性质均不随时间而变，则该系统一定处于平衡态。 7、隔离系统的热力学能是守恒的。 8、隔离系统的熵是守恒的。 9、一定量理想气体的熵只是温度的函数。 10、绝热过程都是定熵过程。 11、一个系统从始态到终态，只有进行可逆过程才有熵变。 12、系统从同一始态出发，经绝热不可逆过程到达的终态，若经绝热可逆过程，则一定达不到此终态。 13、热力学第二定律的克劳修斯说法是：热从低温物体传到高温物体是不可能的。 14、系统经历一个不可逆循环过程，其熵变> 0。 15、系统由状态1经定温、定压过程变化到状态2，非体积功W’<0，且有W G和G <0，则此状态变化一定能发生。 16、绝热不可逆膨胀过程中S >0，则其相反的过程即绝热不可逆压缩过程中S <0。 17、临界温度是气体加压液化所允许的最高温度。 18、可逆的化学反应就是可逆过程。 19、Q和W不是体系的性质，与过程有关，所以Q + W也由过程决定。 20、焓的定义式H = U + pV是在定压条件下推导出来的，所以只有定压过程才有焓变。 21、焓的增加量?H等于该过程中体系从环境吸收的热量。 22、一个绝热过程Q = 0，但体系的?T不一定为零。 23、对于一定量的理想气体，温度一定，热力学能和焓也随之确定。 24、某理想气体从始态经定温和定容两过程达终态，这两过程的Q、W、?U及?H是相等的。 25、任何物质的熵值是不可能为负值和零的。 26、功可以全部转化为热，但热不能全部转化为功。 27、不可逆过程的熵变是不可求的。 28、某一过程的热效应与温度相除，可以得到该过程的熵变。 29、在孤立体系中，一自发过程由A→B，但体系永远回不到原来状态。 30、绝热过程Q = 0，即，所以d S = 0。 31、可以用一过程的熵变与热温熵的大小关系判断其自发性。 32、绝热过程Q = 0，而由于?H = Q，因而?H等于零。 33、按Clausius不等式，热是不可能从低温热源传给高温热源的。 34、在一绝热体系中，水向真空蒸发为水蒸气(以水和水蒸气为体系)，该过程W＞0，?U＞0。 35、体系经过一不可逆循环过程，其?S体＞0。 36、对于气态物质，C p－C V = n R。 37、在一绝热体系中有一隔板，两边分别是空气和真空，抽去隔板，空气向真空膨胀，此时Q = 0，所以?S=0。二、填空题： 1、一定量的理想气体由同一始态压缩至同一压力p，定温压缩过程的终态体积为V，可逆绝热压缩过程的终

《物理化学》第二章热力学第一定律练习题(含答案)

《物理化学》第二章热力学第一定律练习题(含答案) 第二章练习 1，填入 1，根据系统与环境之间的能量和物质交换，系统可分为，， 2，强度性质显示了体系的特征，与物质的量无关。容量属性体现了系统的特征，它与物质的数量有关，具有性别。 3年，热力学平衡态同时达到四种平衡，即，，， 4，系统状态改变称为进程常见的过程有、、、和，5.从统计热力学的观点来看，功的微观本质是热的微观本质 6，每种气体的真空膨胀功w = 0.7，在绝热钢瓶内的化学反应△ u = 0.8，焓定义为2.真或假: 1。当系统的状态不变时，所有状态函数都有一定的值(√) 2。当系统的状态改变时，所有状态函数的值也相应地改变。(χ) 3。因为 =δH和 =δU，所以和都是状态函数(χ) 4，密闭系统在恒压过程中吸收的热量等于系统的焓(χ) 误差只有当封闭系统不做非膨胀功等压过程δH = QP 5且状态被给定时，状态函数才有固定值；在状态函数被确定之后，状态也被确定(√) 6。热力学过程中的W值由具体过程(√) 7和1摩尔理想气体从同一初始状态经过不同的循环路径后返回初

始状态决定，其热力学能量保持不变(√) 3。单一主题 1。系统中的以下几组物理量都是状态函数:(C) A，T，P，V，Q B，M，W，P，H C，T，P，V，N，D，T，P，U，W 2，对于内能是系统的单值函数的概念，误解是(C)系统A处于某一状态，某一内能 B对应于某一状态，内能只能有一个值，不能有两个以上的值c的状态改变，内部能量也必须随着对应于内部能量值的d而改变。可以有多种状态 3以下语句不具有状态函数的特征:(d)当系统A的状态确定后状态函数值也确定时，状态函数值的变化值只由系统C的恒定状态通过循环过程来确定。状态函数值是常数。D态函数的可加性为 4。在下面的描述中正确的是(a) A物体的温度越高，它的内能越大，B物体的温度越高，它包含的热量越多。当系统温度升高时，一定是它吸收了热量。当系统温度恒定时，解释它既不吸热也不放热。下列哪种说法是错误的(d)焓A定义为热力学量 B，只有在特定条件下才具有能量尺度。焓变化△H等于系统的吸热。焓c是状态函数 d，焓是系统能与环境交换热量的能量 6。热力学第一定律只适用于任何路径(a)同一过程的任何路径，b)同一过程的任何路径，c)同一过程的任何路径，d)同一过程的任何路

第五版物理化学第二章习题答案

第二章热力学第一定律 2、1 1mol理想气体在恒定压力下温度升高1℃,求过程中系统与环境交换的功。解:理想气体n = 1mol 对于理想气体恒压过程,应用式(2、2、3) W =－p ambΔV =－p(V2-V1) =－(nRT2-nRT1) =－8、314J 2、2 1mol水蒸气(H 2 O,g)在100℃,101、325kPa下全部凝结成液态水。求过程的功。假设:相对于水蒸气的体积,液态水的体积可以忽略不计。解: n = 1mol 恒温恒压相变过程,水蒸气可瞧作理想气体, 应用式(2、2、 3) W =－p amb ΔV =－p(V l -V g ) ≈ pVg = nRT = 3、102kJ 2、3 在25℃及恒定压力下,电解1mol水(H2O,l),求过程的体积功。 H2O(l) ＝H2(g) + 1/2O2(g) 解: n = 1mol 恒温恒压化学变化过程, 应用式(2、2、3) W=－p amb ΔV =－(p 2 V 2 -p 1 V 1 )≈－p 2 V 2 =－n 2 RT=－3、718kJ 2、4 系统由相同的始态经过不同途径达到相同的末态。若途径a的Q a=2、078kJ,Wa=－4、157kJ;而途径b的Q b=－0、692kJ。求W b、解: 热力学能变只与始末态有关,与具体途径无关,故ΔU a= ΔU b 由热力学第一定律可得 Qa + Wa = Q b + W b ∴ W b = Q a + W a－Q b = －1、387kJ 2、5 始态为25℃,200 kPa的5 mol某理想气体,经途径a,b两不同途径到达相同的末态。途经a先经绝热膨胀到 -28、47℃,100 kPa,步骤的功;再恒容加热到压力200 kPa 的末态,步骤的热。途径b为恒压加热过程。求途径b的及。解:先确定系统的始、末态

大学物理化学4-多组分体系热力学课后习题及答案

多组分体系热力学课后习题一、是非题下述各题中的说法是否正确?正确的在题后括号内画“√”,错的画“?” 1. 二组分理想液态混合物的总蒸气压大于任一纯组分的蒸气压。（） 2. 理想混合气体中任意组分B 的逸度B ~p 就等于其分压力p B ~。（） 3. 因为溶入了溶质，故溶液的凝固点一定低于纯溶剂的凝固点。（） 4. 溶剂中溶入挥发性溶质，肯定会引起溶液的蒸气压升高。（） 5. 理想溶液中的溶剂遵从亨利定律；溶质遵从拉乌尔定律。（） 6. 理想液态混合物与其蒸气达成气、液两相平衡时，气相总压力p 与液相组成x B 呈线性关系。（） 7. 如同理想气体一样，理想液态混合物中分子间没有相互作用力。（） 8. 一定温度下，微溶气体在水中的溶解度与其平衡气相分压成正比（） 9. 化学势是一广度量。（） 10. 只有广度性质才有偏摩尔量（） 11. ) B C C,(,,B ≠???? ????n V S n U 是偏摩尔热力学能，不是化学势。（）二、选择题选择正确答案的编号,填在各题题后的括号内 1. 在α、β两相中都含有A 和B 两种物质,当达到相平衡时,下列三种情况, 正确的是：( )。 (A)ααμ=μB A ； (B) βαμ=μA A ； (C) β αμ=μB A 。 2. 理想液态混合物的混合性质是：( )。 (A)Δmix V ＝0，Δmix H ＝0，Δmix S ＞0，Δmix G ＜0； (B)Δmix V ＜0，Δmix H ＜0，Δmix S ＜0，Δmix G ＝0； (C)Δmix V ＞0，Δmix H ＞0，Δmix S ＝0，Δmix G ＝0； (D)Δmix V ＞0，Δmix H ＞0，Δmix S ＜0，Δmix G ＞0。 3. 稀溶液的凝固点T f 与纯溶剂的凝固点*f T 比较，T f <*f T 的条件是：（）。（A ）溶质必需是挥发性的；（B ）析出的固相一定是固溶体；（C ）析出的固相是纯溶剂；（D ）析出的固相是纯溶质。 4. 若使CO 2在水中的溶解度为最大，应选择的条件是：（）。（A ）高温高压；（B ）低温高压；（C ）低温低压；（D ）高温低压。

物理化学朱传征第二章习题

例2-3 2mol 某单原子分子理想气体从始态273K 、θp ，经一绝热压缩过程至终态546K 、4θp 。试计算S ?，并判断此过程是否可逆？解: 对于理想气体任意状态变化过程，其熵变为 21,m 12 11 ln ln 5 5461 28.314ln 28.314ln J K 2 2734 =5.76J K p T p S nC nR T p --?=+??=??+?? ???? 因为此过程为绝热过程，且0S ?>，所以此过程是一不可逆过程。【点评】对于理想气体的任意状态变化过程，只要始终状态确定，即可计算熵变。如果本题给出系统始终态是（, T V ）或（, p V ），则可以分别按下式计算 22,m 11ln ln V T V S nC nR T V ?=+ 或 22,m ,m 11 ln ln p V V p S nC nC V p ?=+ 例2-5 在θp 下，使1mol 水蒸气在373K 冷凝成液态水，再把水冷却到273K 并凝结成冰。求全部过程中水的熵变。设液态水的平均热容为75.681 1 J K mol --??，水在沸点时的蒸发焓和凝固点时的凝固焓分别为1 40.63kJ mol -?和16.04kJ mol --?。解: 此过程的示意图如下所示：各步骤的熵变分别为： θ 3vap m 1111 40.6310J K 108.9J K 373n H S T --?????=- =-?= -? ??? 11 22,m 1273ln 75.68ln J K 23.6J K 373p T S nC T --???==?=-? ??? θ 11fus m 326040 ()J K 22.1J K 273 n H S T --??=-=-?=-? 总过程的熵变为 11123(108.923.622.1)J K 154.6J K S S S S --?=?+?+?=---?=-? 1 S ????冷凝 3 S ????凝固 2 S ????冷却

大学物理化学汇总..

物理化学习题汇总一、填空题 1.一定量的某理想气体，经过节流膨胀，此过程的ΔU =0 ,ΔH =0,ΔS >0,ΔG <0.（填>，<，=0或无法确定）热力学第三定律可表示为:在绝对0K，任何物质完美晶体的熵值为零。 2.理想气体状态方程的适用条件：理想气体；高温低压下的真实气体。 3.可逆膨胀，体系对环境做最大功；可逆压缩。环境对体系做最小功。 4.可逆相变满足的条件：恒温，恒压，两相平衡。 5.可逆循环的热温商之和等于零，可逆过程的热温商 = dS. 6.自发过程都有做功的能力，反自发过程需环境对系统做功，自发过程的终点是平衡态。 10.理想气体在等温条件下反抗恒定外压膨胀，该变化过程中系统的熵变ΔSsys > 0 及环境的熵变ΔSsur < 0 。 (理想气体等温膨胀，体积增加，熵增加，但要从环境吸热，故环境的熵减少。）11.在50℃时，液体A的饱和蒸汽压是液体B的饱和蒸汽压的3倍，A和B两液体形成理想液态混合物，达气液平衡时，液相中A的摩尔分数为0.5，则气相中B的摩尔分数yB为______。 0.25yB=PB／P=PB*xB／(PA*xA+PB*xB） 13.道尔顿定理的内容：混合气体的总压力等于各组分单独存在于混合气体的温度体积条件下所产生压力的总和。 14.热力学第二定理表达式 ds ≧ &Q / T 。 15.熵增原理的适用条件绝热条件或隔离系统。 16.353.15K时苯和甲苯的蒸气压分别为100KPa和38.7KPa二者形成混合物，其平衡气相的组成Y苯为0.30，则液相的组成X苯为 0.142 。 17.在室温下，一定量的苯和甲苯混合，这一过程所对应的DH大约为 0 。 18.反应能否自发进行的判据。答案：dS条件是绝热体系或隔离系统，（dA）T,V,Wf=o0，(dG)T,P,Wf。 20.节流膨胀的的定义。答案：在绝热条件下气体的的始末态压力分别保持恒定不变情况下的膨胀过程。

环境监测第二章部分习题答案

第二章水和废水监测 3.对于工业废水排放源，怎样布设采样点？怎样测量污染物排放总量？（1）在车间或车间处理设施的废水排放口布设采样点，监测第一类污染物；在工厂废水总排放口布设采样点，监测第二类污染物。（2）已有废水处理设施的工厂，在处理设施的总排放口布设采样点。如需了解废水处理效果和调控处理工艺参数提供依据，应在处理设施进水口和部分单元处理设施进、出口布设采样点。（3）用某一时段污染物平均浓度乘以该时段废（污）水排放量即为该时段污染物的排放总量。 4.水样有哪几种保存方法？试举几个实例说明怎样根据被测物质的性质选用不同的保存方法。 (1)冷藏或冷冻方法 (2)加入化学试剂保存法加入生物抑制剂、调节pH、加入氧化剂或还原剂如：在测定氨氮、硝酸盐氮、化学需氧量的水样中加入HgCl2，可抑制生物的氧化还原作用；测定氰化物或挥发酚的水样中加入NaOH溶液调pH至12，使之生成稳定的酚盐。 5.水样在分析测定之前，为什么要进行预处理？预处理包括哪些内容？（1）被污染的环境水样和废（污）水样所含组分复杂，多数污染祖坟含量低，存在形态各异，共存组分的干扰等，都会影响分析测定，故需预处理。（2）预处理包括悬浮物的去除、水样的消解、待测组分的浓缩和分离。 14.说明原子吸收光谱法测定金属化合物的原理，用方块图示意其测定流程。（1）利用待测元素原子蒸汽中基态原子对光源发出的特征谱线的吸收来进行分析。（2）原子吸收光谱法测定金属化合物测定流程光源—单色器—样品室—检测器—显示光源—原子化系统—分光系统—检测系统

16.石墨炉原子吸收光谱法与火焰原子吸收光谱法有何不同之处？两种方法各有何优缺点？（1）石墨炉原子吸收光谱法测定，其测定灵敏度高于火焰原子吸收光谱法，但基体干扰较火焰原子吸收光谱法严重。（2）火焰原子吸收光谱法温度高，准确度高，精密度低，石墨炉原子吸收光谱法温度较低，准确度低，精密度高。 18.怎样用分光光度法测定水样中的六价铬？六价铬用二苯碳酰二肼分光光度法测定，总铬用原子分光光度法。 19.试比较分光光度法和原子吸收光谱法的原理、仪器的主要组成部分及测定对象的主要不同之处。（1）分光光度法是建立在分子吸收光谱基础上的分析方法，吸收峰峰值波长处的吸光度与被测物质的浓度之间的关系符合朗伯—比尔定律这是定量分析的基础。原子吸收光谱法也称原子吸收分光光度法，简称原子吸收法。在一定实验条件下，特征光强的变化与火焰中待测基态原子的浓度有定量关系，故只要测得吸光度，就可以求出样品溶液中待测元素的浓度。（2）分光光度法使用的仪器称为分光光度计，基本组成有光源、分光系统、吸收池、检测器及放大装置以及指示、记录系统。原子吸收光谱法使用的仪器为原子吸收分光光度计或原子吸收光谱仪，它由光源、原子化系统、分光系统及检测系统四个主要部分组成。 (3)用分光光度法监测时，往往将被测物质转化成有色物质；原子吸收光谱法将含有待测元素的样品溶液通过原子化系统喷成细雾，并在火焰中解离成基态原子。 23.怎样采集和测定溶解氧的水样？说明氧电极法和碘量法测定溶解氧的原理。两种方法各有什么优缺点？（1）可用采样容器直接采集，水样需充满采样容器，宜在现场测定，方法有碘量法和氧电极法。（2）氧电极法利用产生的与氧浓度成正比的扩散电流来求出水样中的溶解氧。碘量法利用Na2S2O3滴定释放出的碘计算出溶解氧含量。（3）碘量法测定DO准确，简便；水中氧化性物质、还原性物质、亚硝酸盐、Fe3﹢等会干扰溶解氧的测定。氧电极法适用于地表水、地下水、生活污水、工业废水和盐水中DO的测定，不受色度。

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