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1、3. 理想气体绝热可逆和绝热不可逆过程的功，都可用公式计算，那两种过程的功是否一样?答：不一样。过程不同，终态不相同，即T不一样，因此绝热可逆和绝热不可逆两过程所做功不一样。6. 在相同的温度和压力下，一定量氢气和氧气从四种不同的途径生成水：（1）氢气在氧气中燃烧；（2）爆鸣反应；（3）氢氧热爆炸；（4）氢氧燃料电池。在所有反应中，保持反应始态和终态都相同，请问这四种变化途径的热力学能和焓的变化值是否相同?答：应该相同。因为热力学能和焓是状态函数，只要始终态相同，无论通过什么途径，其变化值一定相同。这就是：异途同归，值变相等。7. 理想气体向真空绝热膨胀后，他的温度将（ ）。（A）升高 （B）
2、降低 （C）不变 （D）不一定 答：（C）对于理想气体而言，内能仅仅是温度的单值函数，经真空绝热膨胀后，内能不变，因此体系温度不变。9. 公式DH = Qp适用于哪个过程（ ）。（A）理想气体绝热等外压膨胀 （B）H2O（s）H2O（g）（C）Cu2+（aq）+2e- Cu（s） （D）理想气体等温可逆膨胀答：（B）式适用于不作非膨胀功的等压过程。1. （1）一系统的热力学能增加了100kJ，从环境吸收了40kJ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20kJ的功，同时吸收了20kJ的热，计算系统热力学能的变化值。解：根据热力学第一定律：U= W Q，即有：（1
3、）W =UQ = 100 40 = 60kJ（2）U= W Q = -20 20 = 02. 在300 K时，有 10 mol理想气体，始态压力为 1000 kPa。计算在等温下，下列三个过程做膨胀功：（1）在100 kPa压力下体积胀大1 dm3 ；（2）在100 kPa压力下，气体膨胀到压力也等于100 kPa ；（3）等温可逆膨胀到气体的压力等于100 kPa 。解：根据理想气体状态方程pV= nRT，即有：（1） W = -peV= -pe(V2V1) W = -100103110-3 = -100J（2） W = -peV= -pe(V2V1) = - () = - W = -108
4、.314300（1-）= -22.45 kJ（3） W = - =-= -= - W = - 108.314300= -57.43 kJ3. 在373 K恒温条件下，计算1 mol理想气体在下列四个过程中所做的膨胀功。已知始、终态体积分别为25 dm3和100 dm3 。（1）向真空膨胀； （2）等温可逆膨胀；（3）在外压恒定为气体终态压力下膨胀；（4）先外压恒定为体积等于50 dm3 时气体的平衡压力下膨胀，当膨胀到50 dm3以后，再在外压等于100 dm3 时气体的平衡压力下膨胀。试比较四个过程的功，这说明了什么问题？解：（1）向真空膨胀，外压为零，所以 （2）等温可逆膨胀 （3）恒外压
5、膨胀 （4）分两步恒外压膨胀 说明作功与过程有关，系统与环境压差越小，膨胀次数越多，做的功也越大。5. 1mol理想气体在122K等温的情况下，反抗恒定外压10.15kPa，从10dm3膨胀的终态100 dm3，试计算Q、W和U、H。解：该过程是理想气体等温过程，故 U =H = 0 W = -peV= -pe(V2V1) W = -10.15103（100.0-10）10-3 = -913.5J根据热力学第一定律：U= W Q，即有：Q= UW = 0 -（-913.5）= 913.5J9. 在300 K时，4 g Ar（g）（可视为理想气体，其摩尔质量MAr=39.95 gmol-1），压
6、力为506.6 kPa。今在等温下分别按如下两过程：反抗202.6 kPa的恒定外压进行膨胀。（1）等温为可逆过程；（2）等温、等外压膨胀，膨胀至终态压力为202.6 kPa。试分别计算两种过程的Q，W，U和H。 解：（1）理想气体的可逆过程， ，4 g Ar的物质的量为： （2）虽为不可逆过程，但状态函数的变化应与（1）相同，即 10. 在573 K时，将1 mol Ne（可视为理想气体）从1000 KPa经绝热可逆膨胀到100 kPa。求Q、W、U和H。解法1： 因该过程为绝热可逆过程，故Q=0。 ，则又 ，则 = = 228K 解法2： 可得： 1. 自发过程一定是不可逆的，所以不可逆过
7、程一定是自发的。这说法对吗？答： 前半句是对的，后半句却错了。因为不可逆过程不一定是自发的，如不可逆压缩过程。6. 相变过程的熵变可以用公式来计算，这种说法对吗？答：说法不正确，只有在等温等压的可逆相变且非体积功等于零的条件，相变过程的熵变可以用公式来计算。8. 110-3 kg 水在 373 K，101325 Pa 的条件下汽化为同温同压的水蒸气，热力学函数变量为 U1，H1和 G1；现把 110-3 kg 的 H2O（温度、压力同上）放在恒 373 K 的真空箱中，控制体积，使系统终态蒸气压也为101325 Pa，这时热力学函数变量为U2，H2和 G2。问这两组热力学函数的关系为（ ）。（
8、A）U1 U2，H1 H2，G1 G2 （B）U1 U2，H1 H2，G1 H2，G1= G2答：（C）系统始态与终态都相同，所有热力学状态函数的变量也都相同，与变化途径无关。5. 有2mol单原子理想气体由始态500kPa、323K加热到终态1000kPa、3733K。试计算此气体的熵变。解：理想气体的p、V、T变化设置过程如下：2mol，500kPa，323K2mol，1000kPa，373K2mol，1000kPa，323KSS1S2dT=0dp=0 理想气体等温可逆过程：即有：U=H=0 ，则有QR=-W= S1 =28.314ln= -11.52 JK-1理想气体等压可逆过程：S2=
9、S2= =5.98 JK-1S = S1+S2 = -11.52+5.98 = -5.54 JK-112. 300 K时1 mol理想气体，压力从100kPa经等温可逆压缩到1000kPa，求Q, W, DU, DH, DS, DA和DG。 解：理想气体等温可逆压缩，T = 0 ，U = 0 ，H =0 W = 5.74 kJ Q = -W = -5.74 kJ S = = -19.1 JK-1 =5.74 kJ14. 在 373 K ，101.325 kPa条件下，将2mol的液态水可逆蒸发为同温、同压的水蒸气。计算此过程的Q，W，U，H和S，已知 101.325 kPa, 373 K 时水
10、的摩尔汽化焓为 40.68 kJmol-1。 水蒸气可视为理想气体，忽略液态水的体积。 解：水在正常温度和压力的可逆相变化，则： Qp= vapH= = 2 mol 40.68 kJmol-1 = 81.36 kJ vapU =vapH - p(Vg- Vl) vapH - nRT = 81.36 28.31437310-3 = 75.16 kJW= vapU - Qp = 75.16 81.36 = -6.20 kJ vapS = = 218.12 JK-1 23. 在600K、100kPa压力下，生石膏的脱水反应为：CaCO32H2O（s）CaCO3（s）+ 2H2O（g）试计算该反应进度
11、为1mol时的Q，W，DrU，DrH，DrS，DrA和DrG。已知各物质298.15K、100kPa时的热力学数据如下 物质DfH（kJmol-1）S（Jmol-1K-1）C平，m（Jmol-1K-1）CaCO32H2O（s）-2021.12193.97186.20CaCO3（s）-1432.68106.7099.602H2O（g）-241.82188.8333.58解：CaCO32H2O（s）CaCO3 + 2H2O（g）W = - peV= - p（V2-V1）= -ngRT = -28.314600 = -9.98 kJ Qp= H=r+ =2fH （H2O，g） +fH （CaCO3，
12、s）- fH （CaCO32H2O，s）+2Cp,m（H2O，g）+ Cp,m（CaCO3，s）- Cp,m（CaCO32H2O，s）（T2-T1）= 104.8103-5870.88= 98.93 kJmol-1 rUm= Q+ W = 98.93- 9.98 = 88.95 kJmol-1 Sm（600K）=r+ =（2188.83+106.7-193.97）+（233.58+99.60-186.20） = 290.39-13.60 = 276.79 Jmol-1K-1 Am=rUm -TSm = 88.95103-276.79600 = -76.65 kJmol-1 Gm =rHm -T
13、Sm= 98.93103-276.79600 = -67.14kJmol-13. Roult 定律和Henry定律的表示式和适用条件分别是什么？答：Roult 定律的表示式为：式中为纯溶剂的蒸气压，为溶液中溶剂的蒸气压， 为溶剂的摩尔分数。该公式用来计算溶剂的蒸气压。公式适用条件为：定温、稀溶液、非挥发性溶质，后来推广到液态混合物。Henry定律的表示式为： 式中kx，km和kc是用于物质B用不同浓度表示时的Henry系数，Henry系数与温度、压力、溶质和溶剂的性质有关。 Henry定律说明挥发性溶质在液体里的溶解度与其平衡分压成正比。只有溶质在气相和液相中分子状态相同时才能使用该定律。对于液态混合物，Henry定律与Roult定律是等效的。5. 溶液的化学势等于溶液中各组分的化学势之和，这样说对不对?答：不对。化学势是某组分的偏摩尔Gibbs自由能。溶液中可以分为溶剂的化学势或溶质的化学势，而没有整个溶液的化学势。9. 在室温下，物质的量浓度相同的蔗糖溶液与食盐水溶液的渗透压是否相等?答： 不相等。渗透压是溶液依数性的一种反映。依数性只与粒子的数目有关，而与粒子的性质无关。食盐水中，NaCl会离解成两个离子，所以物质的量浓度相同的食盐水的渗透压可以是蔗糖溶液的两倍。2. 下列偏微分中，能
