2019物化期中解答

发布 2024-04-16 13:55:06 阅读 1437

一. 选择题 (共27分)

1、 一定量的理想气体,从同一初态压力p1可逆压缩到压力p2,则等温压缩的终态体积v(等)与绝热压缩的终态体积v(绝)之间是。

a. v(等) >v(绝b. v(等) c. v(等) =v(绝d. 二者没有一定关系

2、 在恒定的温度和压力下, 已知反应a2b的及反应2ac的,则反应c4b的为: (2-1-3)

a 2b. +2

cd. 2-

3、 理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程。

(a) 可以从同一始态出发达到同一终态。

(b) 从同一始态出发,不可能达到同一终态

(c) 不能断定 (a)、(b) 中哪一种正确。

(d) 可以达到同一终态,视绝热膨胀还是绝热压缩而定。

因为绝热可逆δs = 0 ,绝热不可逆s > 0

所以状态函数 s 不同,故终态不能相同。

4 理想气体等温过程的δa

(a) >gb)

(c) =gd) 不能确定

5. 2 分 (1026) 下列函数中为强度性质的是。

(a) sb) (g/p)t

(c) (u/v)td) cv

容量性质除以容量性质为强度性质。

6 对于理想气体,下列关系中哪个是不正确的:(

a. (u/t)v=0b. (u/v)t=0

c. (h/p)t=0d. (u/p)t=0

7 h =qp此式适用于哪一个过程: (

a.理想气体反抗恒定的10132.5pa,从101325pa膨胀到10132.5pa

b.在pa下,冰融化成水。

c.电解cuso4的水溶液。

d.气体从(298k,101325pa)可逆变化到(373k,10132.5pa )

] 的适用条件是不做非体积功的等压过程

8 理想气体绝热向真空膨胀,则( )

a. s = 0,w = 0b. h = 0,u = 0

c. g = 0,h = 0d. u =0,g =0

] g=h-ts

9 理想气体在绝热条件下,经恒外压压缩至稳定,此变化中的体系熵变s体及环境熵s环应为:(

体 > 0, s环 < 0 b. s体 < 0,s环 > 0

体 > 0, s环 = 0 d. s体 < 0, s环 = 0

] w >0, u > 0, t > 0,二。 填空题

1.某理想气体,等温(25℃)可逆膨胀,从1.5 dm3到10 dm3时,吸热9414.5 j,则此气体的物质的量为摩尔。

q=w=nrtln(v2/v1),n=2 mol

2.由卡诺定理知提高热机效率的有效方法是。

扩大两热源的热温差。

3.在标准摩尔燃烧焓的定义中,指定有机物中的c变为co2(g),h变为n变为。

h2o(l) ,n2(g)

4.对于反应h2s + 3/2o2 = h2o + so2,当1mol o2反应时,此反应的反应进度为。

2/3mol反应。

三。 计算题。

1 (8')一辆汽车的轮胎在开始行驶时的压力为280 kpa。经过3 h高速行驶以后,轮胎压力达到320 kpa,计算轮胎的内能变化是多少?已知空气的 cv, m =20.

88 j·k-1·mol-1,轮胎内体积保持不变为 57.0 dm3。(视空气为理想气体。

答案:δu=ncv,m(t2-t1)=(cv,m/r)(p2-p1)v=5726.0 j

2.(10')已知水在100℃时气化热为40.71 kj·mol-1,1k**蒸气从100℃,p恒温压缩为100℃,2p的水,计算该过程的u、h、s、g。

解:过程可以表示为:, 1 [,2 [,3'

g = g1+ g2 = 0 + vp = 0.001(2-1) p= 0.101 kj 2'

h = h1+ h2 = qp+ 0 = n rhm = 1000/18) 40.71 = 2262 kj 2'

s = h - g) /t = 6060 j/k2'

u = h - pv) =h - nrt = 2262 + 172 = 2090 kj2'

或者u = u1 +u2 = 2262 + 172 = 2090 kj

3、由以下数据,计算乙酸乙酯的标准摩尔生成焓。

ch3cooh(l) +c2h5oh(l) =ch3cooc2h5 (l) +h2o(l)

–9.20 kj·mol-1

乙酸和乙醇的标准摩尔燃烧焓分别为:–874.54 kj·mol-1 和–1366 kj·mol-1,co2(g), h2o(l) 的标准摩尔生成焓分别为–393.

51 kj·mol-1和–285.83 kj·mol-1。

第三章题, –486.02 kj·mol-1

4. 298k、p 下,zn和cuso4溶液的置换反应在可逆电池中进行,做出电功200kj,放热6kj,求该反应的ru,rh,ra,rs,rg(设反应前后的体积变化可忽略不计)。

rg = wf = 200kj2'

等温、等压、可逆过程中,体系对外所作的最大非膨胀功等于体系吉布斯自由能的减少值。

v = 0, we = 0 w=wf+we= -200kj2'

ru = q + w = 206kj1'

rh = ru + pv) =ru = 206kj ( 有非体积功,rh≠qp1'

ra = rg - pv) =rg = 200kj1'

rs = qr / t = 20.1j/k1'

5. (11')0.5mol氮气(理想气体),经过下列三步可逆变化回复到始态:

从2p , 5dm3在恒温t1下可逆压缩至1dm3

恒压可逆膨胀至5dm3,同时温度由t1变至t2;

恒容下可逆冷却至始态t1,2p,5dm3。

试计算:(1)t1 , t2;(2)经此循环的δu总,δh总,q总,w总。,

pv=nrt, t1 =241k, t2 = 5t1 =1205k 2'

u总=0,δh总=0,δs总=0,,δg总=0, 5'

w总=w1+w2+w3= -nrtln(v2/v1) –pδv=(1609.45-4000.03)j = 2390.58j

q总= -w总=2390j 4'

四、证明题(共15 分)

1.对于理想气体,有。

证明:由,得到。

由pv=nrt,得到,代入得到。

证明:由,得到。

由maxwell关系式,,得到。

证明:分析:因题中涉及到s和p、v,因此可考虑s是p、v的函数,即s=s(p·v),然后求s的全微分。

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