物 理 化 学 课 内 练 习 标 准 答 案

W?0 ?H?40.76kJ

?U??H??(pV)?40.76?103?8.314?373?37.66kJ

Q??U?W?37.66kJ ?S??H?109.3J.K?1 ?G??H?T?S?0 T?A??U?T?S??3101J ?S环境?－?S总＝?S体＋?S环境?0J.K?1

?H?－109.3J.K?1 T38． 1 mol单原子理想气体，从p1= 2p0、V1=11.2dm3，沿 p?T = 常数的可逆途径压缩至

p2= 4p0。试求此过程的Q、W 、?U 、?H、?S、?A 及?G 。（已知该物质初态的规定熵S1=100 J.K—1.mol—1 ） 解：T2?p1T1p1V1273T1?1???136.5K p222nR2 W??pdV???CnRT12d()??nR?Tp?TdT??2nR(T2?T1)?nRT1?2270J

?U?nCm.V(T2?T1)?? ?H?nCm.p(T2?T1)??T13?R??1702J 22T15?R??2837J 22 Q??U?W??1702?2270?3972J ?S?nCm.plnT2p511?nRln1?Rln?Rln??20.17J.K?1 T1p2222?1 S2??S?S1?100?20.17?79.83J.K

?G??H??(TS)??2837?(136.5?79.83?273?100)?13.57kJ ?A??U??(TS)??1702?(136.5?79.83?273?100)?14.70kJ

39． 试计算－15℃、标准压力下，1摩尔过冷水变成冰这一过程的熵变?S，并与实际过程的热温商比较,判断此过程是否自发。已知：水和冰的等压摩尔热容分别为75 J.K－1mol-1和37 J.K－1mol-1，0℃时冰的熔化热ΔfusH0＝6025 第 11 页 共 54 页

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J.mol-1。（1）请画出计算?S的方框图；（2）计算该过程的熵变?S；（3）计算该过程的焓变?H；（4）计算该过程环境的熵变?S环；（5）用熵判据来判断过程的方向性。(答案有误?S) T2?fHmT?nCp.sln1 解：?S??S1??S2??S3?nCp.lln?T1T2T2?nCp.llnT2?HT273?6025258 ??nCp.sln1?37ln??75lnT1T2T2258273273?2.09?22.07?4.24??24.22J.K?1

?H??H1??H2??H3?nCp.l(T2?T1)??fHm?nCp.s(T1?T2)

Q实际T环境＝－－6595＝25.56J.K?1 258?37(273?258)?6025?75(258?273)?555?6025?1125??6595J

?S环境＝－?S总＝?S体＋?S环＝－24.22＋25.56=1.34J.K-1 ?S总＝1.34J.K-1?0

自发变化

40． 在298K时，1molN2（理想气体）从p0绝热不可逆、等压压缩到终态压力为4p0。已知

N2在298K、p0时，1molN2的规定熵为191.5 J.K-1mol-1。求该过程的Q、W 、?U、

?H、?G、?A、?S和?S孤。

解：Q?0 （2分）

?U?W nCV(T2?T1)??p外(V2?V1) 5RTRT1R(T2?T1)??4p0(2?)?R(4T1?T2) 24p0p0T2?13T1?553K 7第 12 页 共 54 页

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?U?nCV(T2?T1)?5R(T2?T1)?5300J 2nRT2nRT1?0)?4RT1?RT2??U?5300J 04ppW??p外(V2?V1)??4p0(?H?nCp(T2?T1)?7R(T2?T1)?7420J 2T2p17553p0?S?nCpln?Rln?Rln?Rln0?17.99?11.52?6.47J.K?1

T1p222984pS2??S?S1?6.47?191.5?197.97J.K?1

?A??U??(TS)?5300?(553?197.97?298?191.5)?5300?52410?57.71kJ ?G??H??(TS)?7420?(553?197.97?298?191.5)?7420?52410?59.83kJ

第三章 热力学在多组分体系中的应用

1. 下列各式哪个表示了偏摩尔数量？答案：A

（A） （

?U???A?H)T.P.nj （B） （)S.P.nj （D） （)T.P.nj )T.V.nj （C） （

?ni?ni?ni?ni?U?H?G?A)T.P.nj （B） （)T.P.nj （D） （)T.V.nj )T.V.nj （C） （

?ni?ni?ni?ni2. 下列各式哪个表示了化学势？答案：B （A） （

3. 在273K和标准压力下，水的化学势?H2O(l)和水汽的化学势?H2O(g)的关系式：答案：B

（A） ?H2O(l) =?H2O(g) （B） ?H2O(l) ?H2O(g) （D）无法知道

4. 298K和标准压力下，有两瓶萘的苯溶液，第一瓶为2dm3（溶有0.5mol萘），第二瓶1

为dm3（溶有0.25mol的萘）。若以?1和?2分别表示两个瓶子中萘的化学势，则： （A） ?1=2?2 （B） ?1=

1?2 （C） ?1=10?2 （D） ?1=?2：答案：D 25. 不挥发的溶质溶于溶剂中形成溶液之后将会引起：答案：C

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（A） 熔点升高 （B） 沸点降低 （C） 蒸气压降低 （D） 总是放出热量 6. 二组分理想溶液的总蒸气压：答案：B

（A） 与溶液的组成无关 （B） 介于二纯组份的蒸气压之间 （C） 大于任一组份的蒸气压 （D） 小于任一组份的蒸气压

7. 在100kPa下，由0.002mol的气体溶解在1000g水中。当在相同温度下压力增大为

200kPa 时，就有0.004mol该气体溶于1000g水中。描述这一实验规律的定律是： （A）波义耳定律 （B）拉乌尔定律 （C）道尔顿分压定律 （D）亨利定律 答案：D 8. 在讨论稀溶液蒸气压降低规律时，溶质必须是：答案：C

（A）挥发性溶质 （B）电解质 （C）非挥发性溶质 （D）气体物质

9. 苯和甲苯能形成理想溶液。在20℃时，液体苯的饱和蒸气压p1为9960 Pa，液体甲苯的

饱和蒸气压p2为2973 Pa。当20℃时，与等摩尔的苯和甲苯的混合液呈平衡的蒸气中苯的物质的量分数y1是：答案：D

（A） 1 （B） 0.3 （C） 0.23 （D） 0.77

10. A和B能形成理想溶液。已知在100℃时某纯液体A的蒸气压为1000kPa，某纯液体B

的蒸气压为500kPa。当A和B的二元溶液中的摩尔分数为0.5时，与溶液平衡的蒸气中A的摩尔分数为 0.667 。

11. 在温度TK时，某纯液体的蒸气压为11732 Pa。当0.2mol的一非挥发性溶质和0.8mol的

该液体形成溶液时，溶液的上方蒸气压为5333 Pa。假设蒸气是理想气体，则在该溶液中溶剂的活度系数是 0.568 。

12. 在温度T时，某纯液体A的饱和蒸气压为p?A、化学势为?A。已知在标准压力下该纯

液体的凝 固点为 Tf。当A中溶入少量与A不形成固态溶液的溶质而成为稀溶液时，上述三物理量分别为pA、?A及Tf，则：

（A） p?A > pA （B） ?A < ?A （C） Tf > Tf

13. 0.005 molkg-1的硫酸钾水溶液其沸点较纯水的沸点升高了0.0073℃。已知水的质量摩尔

凝固点降低常数Kf和沸点升高常数Kb分别为1.86和0.52，则该溶液的凝固点（以℃表示）是：答案：C

（A）－0.0018 （B） 5.222 （C） －0.0261 （D） －0.0020

0000第 14 页 共 54 页

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14. 在15℃时，纯水的蒸气压为1705 Pa；当1mol不挥发溶质溶解在4.559mol的水中形成

溶液时，蒸气压为596 Pa。则溶液中的水和纯水中的水的化学势差?1??1为：答案：B （A） 2517 J （B） －2517 J （C） 2602 J （D） －2602 J 15. 液体氯仿（1）和液体丙酮（2）形成非理想溶液。在温度TK时，测得液体上方总蒸气

压为29400 Pa，蒸气中丙酮的物质的量的分数y2=0.818。而该温度下纯氯仿的饱和蒸气压为29571 Pa。则在溶液中氯仿的活度a1为：答案：C

（A） 0.183 （B） 0.823 （C） 0.181 （D） 0.813

16. 人的血浆可视为稀溶液。其凝固点为－0.56℃。已知水的摩尔凝固点降低常数Kf为

1.86，则37℃时血浆的渗透压为 7.76?10Pa 。

17. 在298K时，向甲苯的物质的量的分数为0.6的苯－甲苯的1mol理想溶液中加入微量分

数的纯苯。则对每摩尔的苯来说，其?G= －2270 J 、?H= 0 、?S= 7.618J.K-1 。 18. 在0℃、200kPa时，水的化学势和冰的化学势之间的关系为：答案：B

（A）水的化学势高 （B）水的化学势低 （C）两者相等 （D）不可比较 19. 在90℃、p0下，水的化学势与水蒸气的化学势的关系为：答案：B

（A）两者相等 （B）水的化学势小 （C）水的化学势大 （D）无法确定 20. 2molA物质和3molB物质在等温等压下混合形成液体混合物。该体系中A和B的偏摩

尔体积分别为17.9cm3.mol-1和21.5 cm3.mol-1，则混合物的总体积为：答案：C （A）96.7cm3 （B）98.5 cm3 （C）100.3 cm3 （D）89.5 cm3

21. 在288K时，液体水的饱和蒸气压为1702 Pa，0.6mol的不挥发溶质B溶于0.540kg的水

时，蒸气压下降42 Pa，溶液中水的活度系数应该为：答案：D

（A）0.9804 （B）0.9753 （C）1.005 （D）0.9948

22. 有一水和乙醇形成的混合溶液。水的摩尔分数为0.4，乙醇的偏摩尔体积为57.5ml，水

的偏摩尔体积为16.18ml.mol-1。用4mol水和6mol乙醇混合，其体积为 410 ml。 23. 在25℃时将2克某化合物溶于1千克水中的渗透压与在25℃将0.8克葡萄糖

（C6H12O6）和1.2克蔗糖（C12H22O11）溶于1千克水中的渗透压相同。（1）求此化合物的分子量；（2）此化合物溶液的冰点是多少？（3）此化合物溶液的蒸气压降低是多少？（已知水的凝固点降低常数为1.86。25℃时水的饱和蒸气压为23.76mmHg，题中稀溶液的密度可取1g.cm3）

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