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1、1第第 1 1 章章 化学热力学基础（二）化学热力学基础（二）一、选择题（均为单选题，将正确选项填在各题后的括号内）8. 1 mol 理想气体，从同一始态出发经过绝热可逆压缩和绝热不可逆压缩到系统压力相同的终态，终态的熵分别为 S1和 S2，则两者关系为（ B ）A. S1 = S2 B. S1 S2 C. S1 S2 D. S1 S2 始终态相同时，不可逆过程的熵变大于可逆过程9. 根据熵增加原理知，若从 S 0 判定过程一定是自发过程，那么该系统一定是（ C ）A. 封闭系统 B. 绝热系统 C. 隔离系统 D. 敞开系统10. 关于偏摩尔量，下列叙述正确的是（ C ）A. 偏摩尔量是状态
2、函数，其值与物质的数量有关B. 在多组分多相系统中不存在偏摩尔量C. 系统的强度性质没有偏摩尔量D. 偏摩尔量的值只能大于或等于零11. 对封闭的单组分均相系统且时，的量值为（ B ） 。0W ()TGpA. 0 B. 0 C. = 0 D. 前述三种情况无法判断根据 p69公式（1-128）所以(),0,TGV Vp()0,TGp12. 下面哪一个关系式是不正确的？（ D ）A. B. ()pGST ()TGVpC. D. 2()VA TU TT ()pG TH TT 正确的应该是2()pG TH TT 二、填空题（在以下各小题中画有” ”处填上答案）5. 热力学第二定律的经典表述之一为_不
3、可能将热从低温物体转移到高温物体而2不留下其他变化 ，数学表达式为 _ ， “”不可逆， “=”可逆 。QdST答克劳修斯说与开尔文说都算对，但要求“之一”答第一种说法即克劳修斯说更妥当一些。P486. 在隔离系统中进行的可逆过程_=0_；进行的不可逆过程_0_。SS7. 纯物质完美晶体_ 0K_时熵值为零。8. 理想气体混合物中组分 B 的化学势 B 与温度 T 及组分 B 的分压 PB 的关系是B _ , 其标准态选为 温度为 T，压力为的纯理想( , )lnB Bpg TRTp p气体_。三、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“” ，错误的画“” ）5. 100 、1
4、01325Pa 时 变为 ，该过程的熵变为 0。 （ ）2H( )O l2H( )O g6. 一定量理想气体的熵只是温度的函数。 （ ）7. 任何一个偏摩尔量均是温度、压力和组成的函数。 （ ）8. 是偏摩尔热力学能，不是化学势。 （ ）, ,()() cS V nc B BU n 偏摩尔量是在恒定温度和恒定压力条件下，在恒 S 恒 V 下不是偏摩尔量。四、计算题及证明（推导）题8. 2 mol 2720 dm3理想气体，在定温条件下膨胀到 49.2 dm3，假定过程为：（i）可逆膨胀；（ii）自由膨胀；（iii）对抗恒外压为Pa 膨胀。计算各过51.013 10程的 WV、Q、U、 H 和
5、S。解：（i） 0dT 0UH 112149.2ln28.314300ln2045004.5VVWnRTmolJ molKKVJkJ 4.5QWkJ 31450015300syQJSJ KTK或 1112149.2ln28.314ln1520syVSnRmolJ molKJ kV（ii） 0dT 0UH 又 Q=00sup0VW 115sySJ K（iii） 0dT 0UH 又51.013 10supPa 533 21()1.013 10(49.220) 102.95VsuWpVVPamkJ 2.95VQWkJ 115sySJ K9. 8 mol 某理想气体（CP,m = 26.10）由始态（
6、400K，0.20 MPa）分11J Kmol别经下列三个不同过程变到该过程指定的终态，分别计算各过程的WV、Q、U、H、S、A 和 G。过程 I：定温可逆膨胀到 0.10 MPa；过程 II：自由膨胀到 0.10 MPa；过程 III：定温下对抗恒外压 0.10 MPa 膨胀到 0.10 MPa。解：过程 I： 0dT 0UH 221111lnln0.188.314400ln18.4410.2VVpWnRTnRTVpmolJ mol KKkJ 18.441QWkJ 11844146.10400QSJ KT21ln18.441pAGnRTkJp 过程 II： 0dT 0UH 4又 Q=00su
7、p0VW 118.441SJ K18.441AGkJ 过程 III： 0dT 0UH 2 212 211()()(1)0.18 8.314 400 (1= 13.300.2VsunRTnRTpWpVVpnRTpppkJ ）13.30QWkJ 11844146.10400QSJ KT18.441AGkJ 10. 1mol 水蒸气在 100及 101.325kPa 下可逆地凝结为液体水，水的汽化热为2258，假定水蒸气是理想气体，试计算此凝结过程的1J gWV、Q、U、H、S、A 和 G。解：22373( )(pKH O gH O lA A A A AA A A A A）11122581840.6
8、4mVapmHHJ gg molkJ mol 由于是可逆相变，所以0G40.64pVapmQHnHkJ 1 8.314 373.1531023.012VWnRTJkJ 37.53pVUQWkJ3 140.64 10108.9373.15pQSJ KT 3.012VAWkJ511. 由出发，证明( , )Vf T p() () ()1pTVTVp VpT 证明：由，有( , )Vf T ppTVVdVdTdpTP令 则 0dV 0pTVVdTdpTPTpVVdpdTPT 给两边同乘以得1pT TV证毕() () ()1pTVTVp VpT 12. 试推导下式：()()TpHVVTpT证明：由在定
9、 T 下两边同除以,dHTdSVdPdp得 ()TTHSTVpp将麦氏关系式代入得pTSV pT 证毕()() TpHVVTpT13. 试从热力学基本方程出发，证明理想气体。()0TH p证明：由在定 T 下两边同除以,dHTdSVdPdp6得 ()TTHSTVpp将麦氏关系式代入得pTSV pT ()() TpHVVTpT在恒压下，对两边求 T 的偏导得nRTVp，将此式代入上式得 pVnR Tp() =0THnRVTVVpp即 ，证毕。()0TH p14. 证明：()()()TpTUVVTppTp 证明：由在定 T 下两边同除以dUTdSpdVdp得 ()TTTUSVTpppp将麦氏关系式代入得pTSV pT ，证毕。()TpTUVVTppTp
