南京大学《物理化学》练习 第二章 热力学第二定律

第二章热力学第二定律

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1. 5 mol He(g)从273.15 K和标准压力变到298.15K和压力p=10×, 求过程的ΔS（已知

。C(V,m)=3/2 R）

。

2. 0.10 kg 28

3.2 K的水与0.20 kg 313.2 K 的水混合，求ΔS设水的平均比热为

4.184kJ/(K·kg)。

。3. 实验室中有一大恒温槽（例如是油浴）的温度为400 K，室温为300 K因恒温槽绝热不良而有4000 J的热传给空气，用计算说明这一过程是否为可逆？

。0.2 4. 在298.15K的等温情况下，两个瓶子中间有旋塞连通开始时，一放

mol O2,压力为0.2×101.325kPa,另一放0.8 mol N2,压力为0.8×101.325 kPa，打开旋塞后，两气体互相混合计算：

。

（1）终了时瓶中的压力。

（2）混合过程中的Q，W，ΔU，ΔS，ΔG；

（3）如果等温下可逆地使气体回到原状，计算过程中的Q和W。

5． （1）在298.2 K时，将1mol O2从101.325 kPa 等温可逆压缩到

6×101.325 kPa，求Q,W,ΔU m,ΔH m,ΔF m,ΔG m,ΔS m,ΔS iso

（2）若自始至终用6×101.325 kPa的外压等温压缩到终态，求上述各热力学量的变化值。

。β6. 在中等的压力下，气体的物态方程可以写作p V(1-βp)=nRT式中系数

与气体的本性和温度有关今若在

。273K时，将0.5 mol O2由1013.25kPa的压力减到101.325 kPa,试求ΔG已知氧的

。β=-0.00094。

7. 在298K及下，一摩尔过冷水蒸汽变为同温同压下的水，求此过程的

。298.15K时水的蒸汽压为3167Pa。

ΔG m已知

8. 将298.15K 1 mol O2从绝热可逆压缩到6×，试求Q，W，ΔU m, ΔH m,

。（298K,O2）=205.03 ΔF m, ΔG m, ΔS m和ΔS iso（C(p,m)=7/2 R）已知

J/(K·mol) 。

9. 在298.15K和时，反应H2(g)+HgO(s)=Hg(l)+H2O(l) 的为195.8

。

J/mol若设计为电池，在电池

H2（）|KOH（0.1 mol/kg）|HgO(s)+Hg(l)中进行上述反应，电池的电动势为0.9265 V，试求上述反应的

Δr S m和Δr G m。

10. 某一化学反应若在等温等压下（298.15K，）进行，放热40 kJ，若使该反应通过可逆电池来完成，则吸热4.0 kJ。

（1）求该化学反应的Δr S m。

（2）当该反映自发进行时（即不做电功时），求环境的熵变及总熵变。 （3）计算体系可能做的最大功。

11．一摩尔单原子理想气体始态为273 K，，计算经过下列变化后的各个。100 J/(K·mol)。

ΔG m设该条件下气体摩尔熵为

（1）恒压下体积加倍。

（2）恒容下压力加倍。

（3）恒温下压力加倍。

12．将1 mol H2O(g)在373 K下小心等温压缩，在没有灰尘情况下获得了压力为2×101.325 kPa的过热蒸汽，但不久全凝聚成液态水，请计算这凝聚过程的ΔH m，ΔG m和ΔS m。

H2O(g,373K,2×) --> H2O(l,373K, 2×) 已知：在这条件下，水的汽化热为46.024 kJ/mol,设气体为理想气体，水的密度为1000 kg*m-3,液体体积不受压力影响。

13．在温度为298 K，压力为下，C（金刚石）和C（石墨）的摩尔熵分别为2.45和5.71 J/(K·mol),其燃烧热依次为-395.40和-393.51 kJ/mol, 又其密度分别为3513和2260 kg·m-3试求：

。

（1）在298.15K及下，石墨到金刚石的；

（2）哪一种晶形较为稳定？

（3）增加压力能否使不稳定的晶体变成稳定的晶体，如有可能，则需要加多大的压力？

。

14．设某气体其状态方程式为p V=RT+a p(式中a 是常数)求等温可逆膨胀过程中W，Q和ΔH的表示式。

15．当外压降到66.87 kPa时，水的沸点为若干度？已知（298K，H2O）为40.67 kJ/mol 。

16．溜冰鞋下面的冰刀与冰接触的地方，长度为7.62 cm,宽度为2.45×

cm。

（1）若某人的体重为60 kg,试问施加于冰的压力为若干？

（2）在该压力下冰的熔点为若干？

（已知冰的融化热为6.01 kJ/mol,=273.16 K,冰的密度为920 kg·m-3, 水的密度为1000 kg·m-3 ）。

17．正已烷的沸点是342.2 K，假定他服从楚顿规则，试估计298.2 K时正己烷的蒸汽压。

18．乙烯的蒸汽压与温度的关系可写作

试求乙烯在正常沸点169.3 K的蒸发热。

19．纯水蒸汽压在298.2 K时为3167.4 Pa，试问水在压力的空气中其蒸汽压为若干？

20．苯在正常沸点353K下的=30.77 kJ/mol,今将353K及下的1 mol C6H6(l) 向真空等温蒸发为同温同压的苯蒸汽（设为理想气体）

（1）请求计算在此过程中苯吸收的热量Q与作的功W。

（2）求苯的摩尔气化熵和摩尔气化自由能。

（3）求环境的熵变ΔS环。

（4）应用有关原理，判断上述过程是否为不可逆过程？

（5）298 K是苯的蒸汽压为多大？