物理化学热力学二答案.doc

热力学二 答案

一、选择题 ( 共15题 30分 )
1. 2 分 (9032) [答] (A)
2. 2 分 (0486) [答] (D)
3. 2 分 (1236) [答] (D)
4. 2 分 (0485) [答] (C)
5. 2 分 (1061)[答] (B)
因 (T/V)U = -a/V2CV< 0
6. 2 分 (0458)[答] (B)
7. 2 分 (9013)
[答] 上述传热过程是不可逆的,由于热量的传递如此缓慢,故可视为热源是以可逆方式
损失热量,而环境则是以可逆方式得到热量。因此热源和环境的熵变分别可表示为:
(2分)
dS(热源) = -QR/T(热源) = -QR/Tb (1分)
dS环境= -QR/T环境=-QR/Ta (1分)
因为 Tb> Ta
所以 dS总 = dS(热源) + dS环境 = (-QR/Tb) + (QR/Ta)
= QR( 1/Ta- 1/Tb) (1分)

8. 2 分 (0146) [答] (B)
9. 2 分 (0939) [答] (C)
G-F=pV=nRT = 4.988 kJ

*. 2 分 (0462) [答] (C)
11. 2 分 (0105) [答] (B)
12. 2 分 (0157) [答] (D)
13. 2 分 (0349) [答] (A)
14. 2 分 (0483) [答] (A)
15. 2 分 (0507)
[答] 得ΔfH(298 K,CO(g))=-110.5 kJ·mol-1
(2分)

得 ΔfH(298 K,CH3OH(g))=-201.2 kJ·mol-1 (2分)
反应 CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)
ΔrH(298 K)=-90.7 kJ·mol-1 (1分)

二、填空题 ( 共10题 20分 )
16. 2 分 (1285)
[答] 耗散结构 消耗能量 (2分)

17. 2 分 (0093)
[答] ΔH+gΔZ+ΔU2=Q-W轴 (1分)
稳流过程中的敞开体系 (1分)

18. 2 分 (0838)
[答] < <

19. 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。

20. 2 分 (1203)
[答] (/T)p,m= -SB,m
(/p)T,m= VB,m

21. 2 分 (0577)
[答] 改变分子的能级；改变在分子能级上的分子数 (2分)

22. 2 分 (0916)
[答] 实现某种状态 (1分)
状态的热力学概率 (0.5分)
在该情况下所有可能的微观状态之总和 (0.5分)

23. 2 分 (0740)
[答] = 0 ， = nRln(V2/V1)

24. 2 分 (0942)

[答] 不能确定 (2分)

25. 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 。

三、计算题 ( 共 4题 40分 )
26. 10 分 (9169)
9169
[答] （1）Qp=ΔvapHm=TΔvapSm=33.35 kJ·mol-1 (2分)
W=p(Vg-Vl)pVg=RT=3.186 kJ·mol-1 (1分)
ΔvapUm=Qp-W=30.16 kJ·mol-1 (1分)
ΔvapFm= -W= -RT= -3.186 kJ·mol-1 (1分)
ΔvapGm=0 (1分)
Sm(g)= ΔvapSm+Sm(l)=351.22 J·K-1·mol-1 (1分)
（2）根据克–克方程
p(373.2 K)=p(383.2 K)
=76.54 kPa (3分）

27. 10 分 (0985)
0985
[答] ΔU =ΔH =0 (4分)
ΔS = nRln(p1/p2) = 34.79 J·K-1 (2分)
ΔF = -nRTln(p1/p2)= - 5.744 kJ
ΔG =ΔF = -5.744 kJ (2分)

28. 10 分 (0731)
0731
[答] ΔH = QR= 40.668 kJ
向真空汽化W = 0
Q =ΔU =ΔH -Δ(pV) =ΔH -Δn×RT
= 37.567 kJ (1分)
ΔS = QR/T = 109.0 J·K-1
ΔG = 0
ΔF =ΔU - TΔS = -3101 J
该过程是恒温恒容过程，故可用ΔF 作判据，因为ΔF < 0，故该过程自发。

29. 10 分 (0964)
0964
[答] 如图 (2分)

G =ΔG1+ΔG2+ΔG3+ΔG4+ΔG5
ΔG2= 0 , ΔG4= 0
ΔG1= Vl(pl- p), ΔG5= Vs(p - ps) (2分)
ΔG1≈ -ΔG5
ΔG3=dp= nRTln(ps/pl)
(积分限：p1= pl, p2= ps)
故 G = ΔG3= nRTln(ps/pl)
G = H - TS (2分)
ln(ps/pl) = (H - TS)/nRT = -0.1576
ps/pl= 0.8542
所以 pl= 2.669 kPa (2分)

四、问答题 ( 共 1题 10分 )
30. 10 分 (1112)
1112
[答] (Cp/p)T =[(H/T)T/p]T
=[(H/p)T/T]p --------- (1) (2分)
dH=TdS+Vdp
(H/p)T = T(S/p)T +V = -T(V/T)p+ V
代入(1)式 (3分)
(Cp/p )T = {[-T(V/T)p+ V]/T}p
= -T(2V/T2)p (2分)
p(V-b) = RT ; V = nRT/p + b
( V/T2)p= 0
故 (Cp/p)T = 0 (3分)
或 (Cp/p)T = [(H/T)/p]T
= [((H/p)T/T)p -------- (2)
H = TdS + Vdp
(H/p)T = T(S/p)T+ V
= -T(V/T)p+V = -nRT/p+V = b
代入(1) (Cp/p )T = [b/T]p= 0