第一章热力学第一定律及其应用一、选择题1.理想气体卡诺循环的图为下列四种情况中的哪一种? ( )2.1mol单原子分子理想气体，从273 K，202.65 kPa, 经pT=常数的可逆途径压缩到405.3 kPa 的终态，该气体的ΔU为：( )(A) 1702 J (B) -406.8 J(C) 406.8 J (D) -1702 J3.Cl2(g)的燃烧热为何值? ( )(A) HCl(g)的生成热(B) HClO3的生成热(C) HClO4的生成热(D) Cl2(g)生成盐酸水溶液的热效应4.下述说法哪一个错误? ( )(A) 封闭体系的状态与其状态图上的点一一对应(B) 封闭体系的状态即是其平衡态(C) 封闭体系的任一变化与其状态图上的实线一一对应(D) 封闭体系的任一可逆变化途径都可在其状态图上表示为实线二、填空题1 10 mol单原子分子理想气体的(∂H/∂T)V = J·K-1。

2 对于任何宏观物质，其焓H一定_______ 内能U (填上＞、＜、＝) ，因为_________；对于等温理想气体反应，分子数增多的ΔH一定_________ΔU，因为____________ 。

3在一绝热刚性容器中进行某一化学反应，该体系的内能变化为______ ，焓变化为_______ 。

4 如图。

两条等温线的温度分别为T a，T b。

1mol理想气体经过路径1231的W I与经过路径4564的W II大小关系是。

三、计算题1 在293 K的房间里有一只电冰箱,试问：(1)若使250 g,273 K的水在冰箱里结冰所需的功为多少?若电冰箱的功率为100W,那么250 g水全部结冰需要多少时间?(2)若放入250g,20℃的水,那么在冰箱里结成273 K的冰需要多少功?(3)若放入的是298 K的水,那么冷却到293 K需要多少功?已知水的凝固热为-6010 J·mol-1,水的平均热容为4.184 J·K-1·g-1。

2 (1) 利用以下数据,计算298 K时气态氯化氢的Δf H m 。

NH3(aq)+HCl(aq)=NH4Cl(aq) ΔH1(298 K)=-50.4 kJ·mol-1物质( 298 K) N H3(g) HCl(g) NH4Cl(g)Δf H m/kJ·mol-1-46.2 x-315Δsol H m/kJ·mol-1-35.7 -73.5 16.4(2) 利用(1)的结果和下列热方程式计算1000 K时气态HCl的生成焓。

已知：C p(H2,g)/J·K-1·mol-1 =27.8+3.4×10-3T/KC p(Cl2,g)/J·K-1·mol-1=34.8+2.4×10-3T/KC p(HCl,g) /J·K-1·mol-1=28.1+3.5×10-3T/K四、问答题对理想气体，试证明d V= (nR/p)d T-(nRT/p2)d p，并证明p d V不是某个函数的全微分。

参考答案一、选择题1. [答] (B).2 [答] (D)3. [答] (D)4. [答] (C)二、填空题1[答] (/)V VH T C nR∂∂=+=208 J·K-12[答] 一定大于(因为H=U+pV)；一定大于；因为ΔH=ΔU+ (Δn)RT，而Δγ为正。

3[答] 0；p2V2-p1V14 [答] W I =W II三、计算题1[答] β=T1/(T2-T1)(1) β=273 K/(293 K-273 K)=13.65W=-q(吸)/β=-6108 J，t=6108 J/100 W=61 s(2) 由于温度变化，因此β也在发生变化从293 K 的水冷到273 K 的水需功W 1δW (T 1)=-δq (吸)/β=[nC p ,m (293 K-T 1)/T 1]d T 1273K111,m 1293K [(293K-)/]d p W T T nC T =⎰=C p ,m [293ln(273/293)-(273-293)]=(250×4.184)[293ln(273/293)-(273-293)]=-747.7 J从273 K 的水冷到273 K 的冰需功W 2=-6108 J所以W =W 1+W 2=-6856 J(3) 由于体系温度高于环境温度，W =02[答] (1) 从所给数据可写出下述热化学方程式：① NH 3(aq)+HCl(aq)=NH 4Cl(aq)；ΔH 1=-50.4 kJ·mol -1② NH 3(g)+aq=NH 3(aq)；ΔH 2=-35.7 kJ·mol -1③ HCl(g)+aq=HCl(aq)；ΔH 3=-73.5 kJ·mol -1④ NH 4Cl(s)+aq=NH 4Cl(aq)；ΔH 4=16.4 kJ·mol -1⑤ 1/2N 2(g)+3/2H 2(g)=NH 3(g)；ΔH 5=-46.2 kJ·mol -1⑥ 1/2N 2(g)+2H 2(g)+1/2Cl 2(g)=NH 4Cl(s)；ΔH 6=-315 kJ·mol -1由①+②+③得⑦式：NH 3(g)+HCl(g)+aq=NH 4Cl(aq)；ΔH 7=-159.6 kJ·mol -1⑥-⑤得⑧式：1/2H 2(g)+1/2Cl 2(g)+NH 3(g)=NH 4Cl(s)；ΔH 8=-268.8 kJ·mol -1⑧+④得⑨式：1/2H 2(g)+1/2Cl 2(g)+NH 3(g)=NH 4Cl(aq)；ΔH 9=-252.4 kJ·mol -1⑨-⑦得：1/2H 2(g)+1/2Cl 2(g)=HCl(g)；Δf H m (HCl)=-92.8 kJ·mol -1(2) 对于1/2H 2(g)+1/2Cl 2(g)=HCl(g)在1000 K 时的生成焓由基尔霍夫定律有：Δf H m (1000 K)=Δf H m (298 K)+1000K298K d p C T ∆⎰=-92 800+1000K3298K (3.20.610)d T--+⨯⎰ =-94 773 J·mol -1四、问答题[答] 因为d (/)d (/)d p T V V T T V p p =∂∂+∂∂又因为V =nRT /p所以(/)/p V T nR p ∂∂=，2(/)/T V p nRT p ∂∂=-所以d V =(nR /p )d T -(nRT /p 2)d pp d V =nR d T -(nRT /p )d p若p d V 是状态函数，则应满足对易关系[][]()/(/)/T p nR p nRT p T ∂∂=∂-∂ (1)但[][]()/0,(/)/T p nR p nRT p T nR p ∂∂=∂-∂=-所以(1)式不成立所以p d V 不是某个函数的全微分第二章 热力学第二定律一、选择题1. 在标准压力p∃下,383.15 K的水变为同温下的蒸气,吸热Q p。

该相变过程中,哪个关系式不能成立?( )(A) ΔG < 0 (B) ΔH = Q p(C) ΔS I S O < 0 (D) ΔS I S O > 02. 理想气体在等温条件下反抗恒定外压膨胀，该变化过程中体系的熵变∆S体及环境的熵变∆S环应为：（）(A)∆S体>0，∆S环=0 （B）∆S体<0，∆S环=0 (C)∆S体>0，∆S环<0 （D）∆S体<0，∆S环>03. 在101.325 kPa 压力下，1.5 mol H2O(l) 由10℃升至50℃，已知H2O(l) 的平均摩尔定压热容为75.295 J·K-1·m ol-1，则此过程中体系的熵变为：( )(A) 6.48 J·K-1(B) 1.8225 kJ·K-1(C) 78.94 J·K-1(D) 14.93 J·K-14. 范德华气体绝热向真空膨胀后，气体的温度：( )(A) 上升(B) 下降(C) 不变(D) 无法确定二、填空题1 卡诺认为：“。

”这就是卡诺定理。

2. 从热力学第定律证明的定理是为了解决热机的最高效率可达多少这一问题的。

3. 在某些条件下,体系通过和外界环境不断地交换物质和能量,以及通过内部进行的不可逆过程，体系的无序态有可能变成有序态,普里高津把这样形成的有序状态称为________，因为它的形成和维持需要__________。

4. 4.由于隔离体系的____、____不变,故熵判据可以写作__________。

三、计算题1 在573.15 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,ΔU,ΔH,ΔS,ΔS iso和ΔG。

已知在573.15 K,1000 kPa下Ne的摩尔熵S m=144.2 J·K-1·mol-1。

2 将400 K 和101.325 kPa 的1 mol某液态物质向真空容器中汽化成400 K，101.325 kPa 的气态物质（可视为理想气体），已知此条件下该物质的标准摩尔汽化热为16.74 kJ·mol-1。

(1) 计算该过程的 Δvap S总，Δvap F，Δvap G；(2) Δvap S总，Δvap F，Δvap G是否均可用来判别这一过程的方向？并叙述理由，其判断结果如何？四、问答题已知：pV m= RT + Bp，式中B 与温度有关，试证明：(∂U m/∂V m)T =[RT2/(V m- B)2]d B/d T并再写出(∂S m/∂V m)T，(∂S m/∂p)T和(∂H m/∂p)T的表达式参考答案一、选择题1.[答] (C)2.[答] （C）3.[答] (D)4. [答] (B)二、填空题1[答] 所有工作在同一高温热源与低温热源之间的热机，其效率都不能超过可逆机。

2. [答] 二卡诺3. [答] 耗散结构消耗能量4. [答] U; V; N1,N2, ···;(d S)U,N≥0三、计算题1[答] 因该过程为绝热可逆过程，故Q=0, ΔS=0T2=T1exp[(R/C p,m)ln(p2/p1)]=228.2 KW=-ΔU=nC V,m(T1-T2)=4.302 kJΔU= -4.302 kJΔH=nC p,m(T2-T1)= -7.171 kJΔS环境=0ΔS iso=ΔS+ΔS环境=0ΔF=ΔU-nS m(T2-T1)=45.45 kJΔG=ΔH-nS m(T2-T1)=42.58 kJ2[答] (1)可通过可逆过程进行计算。