物理化学第一二定律练习三

为使造气炉温保持恒定,问空气和水蒸气通入的体积比应是多少? (设造气过程中有10% 的热量散失;设空气中N2和O2体积比为80:20 ) 35. 5 分 (0898)

1 mol理想气体在等温下体积增加10倍,求体系的熵变：

(1) 设为可逆过程； (2) 设为何真空膨胀过程。 36. 5 分 (0077)

一橡皮带其内能U=f(T,L)，L是带的长度。对于某一特种橡皮来说, (?U/?L)T = 1/L2，且(?U/?T)L =CL = 常数。

一条被拉长的橡皮带，长度为L1，令其在绝热和不做任何功的情况下突然缩短到L2时,其温度变化了吗 ? 说明理由。

物理化学答案第一、二章练习三

一、选择题 ( 共20题 40分 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (C) (C) (D) (B) (D) (C) 外压 (A) (A) (A) 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 (C) (A) (1) D;(2) D (B) (A) (B) (A) (D) (B) (C) 二、填空题 ( 共10题 20分 ) 21. 2 分 (0652)

[答] 所有工作在同一高温热源与同一低温热源之间的可逆机，其热机效率均相等。 22. 2 分 (0738) [答] > ， < 因为 理想气体经节流膨胀后温度不变，而压力降低，体积增大。 所以ΔS = nRln(V2/V1) > 0，ΔG = nRTln(p2/p1) < 0 。

23. 2 分 (0859) [答] (1) ΔU = 0 (2) ΔG = 0 (3) ΔU = 0 , ΔS = 0 , ΔG = 0 24. 2 分 (0258) [答] W=0 J

因为p/T=常数，当p2=2p1时，T2=2T1，即V2=V1 所以W=0

25. 2 分 (1034) [答] 等于 0.6 因为 [(?T/?S)p]/[(?T/?S)V] = CV/Cp= CV,m /Cp,m = 0.6 26. 2 分 (0382)

[答] 一定大于 (因为H=U+pV)；一定大于；因为ΔH=ΔU+ (Δn)RT，而Δγ为正。 27. 2 分 (1150)

[答] (?T/?V)S= -(?p/?S)V (?T/?p)S=(?V/?S)p (?S/?V)T=(?p/?T)V

(?S/?p)T= -(?V/?T)p

28. 2 分 (0021) [答] 1、隔开体系与环境；

2、体系与环境之间功和热的传递必须通过界面进行。 (2分)

29. 2 分 (0886)

[答] ΔrSm(323.2 K)=ΔrHm(323.2 K)/T = 29.288×103 J·mol-1/323.2 K = 90.62 J·K-1·mol-1 30. 2 分 (0079) [答] 16.85 kJ 三、计算题 ( 共 6题 40分 )

31. 10 分 (0985) [答] ΔU =ΔH =0 (4分) ΔS = nRln(p1/p2) = 34.79 J·K-1 (2分)

5

ΔF = -nRTln(p1/p2)= - 5.744 kJ ΔG =ΔF = -5.744 kJ 32. 10 分 (0475)

[答] (1) ΔrU =Q-W=0 (2分)

(2) Q=0,W=-I2Rt=-ΔrU, ΔU=43 108 J (3分) (3) ΔrU=-32 963 J (3分) (4) ΔrUm=-2.2366×106 J·mol-1 (2分)

33. 5 分 (9015)

[答] W电= ZFE = 2×(1.10 V)×(96 500 C·mol-1) = 212.30 kJ·mol-1 (1分) QR = ΔrH $m+ W电= (-216.81+212.30) kJ·mol-1 = -4.51 kJ·mol-1 ΔrS $-1m= QR/ T = -4.51×103 J·mol-1/ 298.15 K = - 15.13 J·K-1·mol ΔS环境= 216.81×103 J·mol-1/298.15K = 727.18 J·K-1·mol-1

ΔS总=ΔrS $-1m+ΔS环境 = (-15.13+727.18) J·K·mol-1= 712.05 J·K-1·mol-1

34. 5 分 (0494)

[答] 设 1 mol H2O(g) 进行了反应(2),则需 x mol O2

2x(110.5)×90%=131.3 (3分) 解得 x=0.66 则需空气与水蒸汽的体积比 V(空气):VH2O(g)= (x/0.2):1=3.3:1 (2分) 35. 5 分 (0898)

[答] (1) 因该过程系理想气体等温可逆膨胀过程,故 ΔS = nRln(V2/V1) = (1mol) (8.314 J·K-1·mol-1) ln(10V1/V2) = 19.14 J·K-1 (3分)

(2) 虽然与(1)的膨胀方式不同,但其始、终态相同,且熵是状态函数,所以该过程体 系的熵变与(1)相同,即 ΔS = 19.14 J·K-1。 (2分) 36. 5 分 (0077)

[答] 温度发生了改变

dE?(?E/?T)LdT?(?E/?L)TdL?CLdT?(1/L2)dL?0 (2分)

积分上式 CL (T2-T1)= 1/L1-1/L2 T2-T1=1/CL (1/L1-1/L2)?0

所以T1?T2 (3分)

6