热力学第一、二定律试题及答案

一、选择题
1．下述说法中，哪一种正确（ ）
(A)热容C 不是状态函数； (B)热容C 与途径无关；
(C)恒压热容C p 不是状态函数；(D)恒容热容C V 不是状态函数。

2．对于内能是体系状态的单值函数概念，错误理解是（ ）
(A) 体系处于一定的状态，具有一定的内能；
(B) 对应于某一状态，内能只能有一数值不能有两个以上的数值； (C) 状态发生变化，内能也一定跟着变化； (D) 对应于一个内能值，可以有多个状态。

3．某高压容器中盛有可能的气体是O 2 ,Ar, CO 2, NH 3中的一种，在298K 时由5dm3绝热可逆膨胀到6dm3，温度降低21K ，则容器中的气体（ ）
(A) O 2 (B) Ar (C) CO 2 (D) NH 3
4．戊烷的标准摩尔燃烧焓为-3520kJ·mol -1
，CO 2(g)和H 2O(l)标准摩尔生成焓分别为-395 kJ·mol -1
和-286 kJ·mol -1
，则戊烷的标准摩尔生成焓为（ ）
(A) 2839 kJ·mol -1
(B) -2839 kJ·mol -1
(C) 171 kJ·mol -1
(D) -171 k J·mol -1
5．已知反应)()(2
1)(222g O H g O g H =+的标准摩尔反应焓为)(T H m
r θ
∆，下列说法中不正确的是（ ）。

(A). )(T H m r θ∆是H 2O(g)的标准摩尔生成焓 (B). )(T H m r θ
∆是H 2O(g)的标准摩尔燃烧焓 (C). )(T H m r θ∆是负值 (D). )(T H m r θ∆与反应的θ
m r U ∆数值相等 6．在指定的条件下与物质数量无关的一组物理量是（ ）
(A) T , P, n (B) U m , C p, C V
(C) ΔH, ΔU, Δξ (D) V m , ΔH f,m (B), ΔH c,m (B) 7．实际气体的节流膨胀过程中，下列那一组的描述是正确的（ ）
(A) Q=0 ΔH=0 ΔP< 0 ΔT≠0 (B) Q=0 ΔH<0 ΔP> 0 ΔT>0 (C) Q>0 ΔH=0 ΔP< 0 ΔT<0 (D) Q<0 ΔH=0 ΔP< 0 ΔT≠0 8．已知反应 H 2(g) + 1/2O 2(g) →H 2O(l)的热效应为ΔH，下面说法中不正确的是（ ）
(A) ΔH 是H 2O(l)的生成热 (B) ΔH 是H 2(g)的燃烧热 (C) ΔH 与反应 的ΔU 的数量不等 (D) ΔH 与ΔH θ
数值相等 9．为判断某气体能否液化，需考察在该条件下的（ ）
(A) μJ-T > 0 (B) μJ-T < 0 (C) μJ-T = 0 (D) 不必考虑μJ-T 的数值 10．某气体的状态方程为PV=RT+bP(b>0)，1mol 该气体经等温等压压缩后其内能变化为（ ）
(A) ΔU>0 (B) ΔU <0 (C) ΔU =0 (D) 该过程本身不能实现
11．均相纯物质在相同温度下C V > C P的情况是（）
(A) (∂P/∂T)V<0 (B) (∂V/∂T)P<0
(C) (∂P/∂V)T<0 (D) 不可能出现C V>C P
12．理想气体从相同始态分别经绝热可逆膨胀和绝热不可逆膨胀到达相同的压力，则其终态的温度，体积和体系的焓变必定是（）
(A) T可逆 > T不可逆, V可逆 > V不可逆, ΔH可逆>ΔH不可逆
(B) T可逆 < T不可逆, V可逆 < V不可逆, ΔH可逆<ΔH不可逆
(C) T可逆 < T不可逆, V可逆> V不可逆, ΔH可逆<ΔH不可逆
(D) T可逆 < T不可逆, V可逆< V不可逆, ΔH可逆 >ΔH不可逆
13．1mol、373K、1atm下的水经下列两个不同过程达到373K、1atm下的水汽：(1)等温可逆蒸发，(2)真空蒸发。

这两个过程中功和热的关系为（）
(A) W1 > W2, Q1 > Q2 (B) W1 < W2 , Q1 < Q2
(C) W1 = W2, Q1 = Q2 (D) W1 > W2 , Q1 < Q2
14．对于内能是体系状态的单值函数概念，错误理解是( )
(A)体系处于一定的状态，具有一定的内能；
(B)对应于某一状态，内能只能有一数值不能有两个以上的数值；
(C)状态发生变化，内能也一定跟着变化；
(D)对应于一个内能值，可以有多个状态。

15．在一个绝热刚瓶中，发生一个放热的分子数增加的化学反应，那么（）
(A) Q > 0，W > 0，∆U > 0 ； (B) Q = 0，W = 0，∆U < 0 ；
(C) Q = 0，W = 0，∆U = 0 ； (D) Q < 0，W > 0，∆U < 0 。

16．一定量的单原子理想气体，从 A 态变化到 B 态，变化过程不知道，但若 A 态与 B 态两点的压强、体积和温度都已确定，那就可以求出（）
(A) 气体膨胀所做的功； (B) 气体内能的变化；
(C) 气体分子的质量； (D) 热容的大小。

17．如图，可表示理想气体卡诺循环的示意图是（）
(A) 图⑴；(B) 图⑵；(C) 图⑶；(D) 图⑷
二、填空题
1．焦耳-汤姆孙系数def
T
J -μ ，μJ-T >0表示节流膨胀后温度将 。

2．在373K ，p θ
下，1 mol 液态水向真空蒸发为373K ，p θ
下的水蒸气，已知此过程的△H =，则此过程的△U= kJ ，Q= kJ 。

3．已知反应C(s)+O 2(g)=CO 2(g)的△r H m θ
（298K ）=·mol -1。

若此反应在一绝热钢瓶中进行，则此过程的△U 0，△H 0。

4．对于组成不变的均相密闭体系，当有 个独立的强度因素确定后，体系中所有的强度性质也就确定，若再知道 ，则所有的广度性质也就确定。

5．1mol298K 的液体苯在弹式量热计中完全燃烧，放热3264kJ ，则反应：2C 6H 6(l)+15O 2(g) =12CO 2(g)+6H 2O(l)的△r U m (298K) = kJ·mol -1
， △r H m (298K) = kJ·mol -1。

6．某理想气体经绝热恒外压压缩，△U 0，△H 0。

7．卡诺热机的效率只与 有关，而与 无关。

三、证明题
1．证明：若一气体状态方程满足pV m = RT+bp 时，则该气体的内能仅是温度的函数。

2．某气体的状态方程为pV m = RT+ap ，a 为大于零的常数，证明该气体经节流膨胀后，气体的温度上升。

3．若物质的膨胀系数T
T V V p 1
1=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=
α
，则C p 与压力无关。

4．已知纯物质的平衡稳定条件是
()0/<∂∂T
V p ，请证明任一物质绝热可逆膨胀过程后压力必降低。

5．某气体的状态方程为pV m = RT+ap ，a 为大于零的常数，证明：该气体的焦耳—汤姆孙系数μJ-T <0。

四、计算题
1．某气体的状态方程为pV m = RT+ap ，a 为大于零的常数，证明：该气体的焦耳—汤姆孙系数μJ-T <0。

6．1mol 单原子理想气体从始态273K 、沿着p/V=常数的可逆途径变化到压力加倍的终态，试求：该过程的W 、ΔU、ΔH、Q 。

2．一摩尔单原子理想气体从0℃、2p
始态，经由方程pV 2
= const 规定的途径到达终态
压力为15p
，计算沿此途经的平均热容 。

3．在空气中有一真空绝热箱，体积为V 0，今在箱上刺一个小孔，空气流入箱内，设空气
为理想气体(C p ,m = 。

⑴ 巳知空气温度是298K ，箱内气体温度是多少？ ⑵ 若V 0 = 10dm 3
，求该过程的Q 、W 、∆U 、∆H 各为多少？ 4．，1mol 的CO 2(实际气体)由始态p 1 = 3p
，V 1 = 等温变化到终态
p 2 = p ，V 2 = 24dm 3
，求此过程的∆U 与∆H 。

巳知C p ,m (CO 2) = J·K -1
·mol -1
，
焦耳－汤姆逊系数μJ-T= + × 10-3(p/p) 。

5．1mol单原子分子理想气体由始态A(2p,298K)，沿着p/p= (V m/ dm3·mol-1)
+ b的可逆途经膨胀到原体积2倍，计算终态的压力以及此过程的Q、W、
第二章热力学第二定律
一、选择题
1．25℃时，将11.2升O2与11.2升N2混合成11.2升的混合气体，该过程( )
(A) ∆S > 0，∆G < 0 ；(B) ∆S < 0，∆G < 0 ；
(C) ∆S = 0，∆G = 0 ；(D) ∆S = 0，∆G < 0 。

2．∆G = ∆F的过程是 ( )
(A) H2O(l,373K,p) H2O(g,373K,p) ；
(B) N2(g,400K,1000kPa) N2(g,400K,100kPa) ；
(C) 等温等压下，N2(g) + 3H2(g) NH3(g) ；
(D) Ar(g,T,p) Ar(g,T+100,p)。

3．等温等压下进行的化学反应，其方向由∆r H m和∆r S m共同决定，自发进行的反应应满足下列哪个关系式 ( )
(A) ∆r S m = ∆r H m/T； (B) ∆r S m > ∆r H m/T ；
(C) ∆r S m≥ ∆r H m/T； (D) ∆r S m≤ ∆r H m/T。

4．已知水的六种状态：①100℃，p H2O(l)；②99℃，2p H2O(g)；③100℃，2p H2O(l)；④100℃、2p H2O(g)；
⑤101℃、p H2O(l)；⑥101℃、p H2O(g)。

它们化学势高低顺序是 ( )
(A) μ2> μ4> μ3> μ1> μ5> μ6；(B) μ6> μ5> μ4> μ3> μ2> μ1；
(C) μ4> μ5> μ3> μ1> μ2> μ6；(D) μ1> μ2> μ4> μ3> μ6> μ5。

5.下列过程中∆S为负值的是哪一个 ( )
(A) 液态溴蒸发成气态溴； (B) SnO2(s) + 2H2(g) = Sn(s) + 2H2O(l) ；
(C) 电解水生成H2和O2； (D) 公路上撤盐使冰融化。

6．从A态到B态可沿两条等温膨胀途径进行，一条可逆，一条不可逆，试判断哪个关系式成立 ( )
(A). ΔS可逆>ΔS不可逆 (B). W可逆> W不可逆
(C). Q可逆< Q不可逆 (D). (Q－W)可逆> (Q－W)不可逆
7．在隔离体系中发生一个自发过程，则ΔG应为 ( )
(A). ΔG < 0 (B). ΔG > 0 (C). ΔG =0 (D). 不能确定
8．某气体进行不可逆循环过程的熵变为 ( )
(A). ΔS系= 0 , ΔS环 = 0 (B). ΔS系= 0 , ΔS环 > 0
(C). ΔS系> 0 , ΔS环 = 0 (D). ΔS系> 0 , ΔS环 > 0
9．某物质的蒸气压可由下式表示：ln(P/kp a)=－(2437/T)，该物质的摩尔气化热为( )
(A). kJ·mol-1 (B). J·mol-1
(C). 5612 J·mol-1 (D). 2437 J·mol-1
10．1mol理想气体经绝热自由膨胀体积增大10倍，则物系的熵变为（）
(A). ΔS = 0 (B). ΔS = J/K (C). ΔS > J/K (D). ΔS < K
11．在273K和1atm下，水的化学位μH2O(l)和水汽的化学位μH2O(g)的关系是（）
(A). μH2O(l) =μH2O(g) (B). μH2O(l) >μH2O(g) (C). μH2O(l) < μH2O(g) (D). 无法知道
12．纯液体在常压下凝固，下列各量中哪个减少（）
(A). 熵 (B). 自由能 (C). 凝固热 (D). 蒸汽压
13．1mol理想气体经一等温可逆压缩过程，则（）
(A). ΔG >ΔF (B). ΔG <ΔF
(C). ΔG =ΔF (D). ΔG与ΔF无法进行比较
14．在－200C和1atm下，1mol的过冷水结成冰，则物系、环境及总熵变是( )
(A). ΔS系< 0 , ΔS环< 0 , ΔS总< 0 (B). ΔS系> 0 , ΔS环> 0 , ΔS总> 0
(C). ΔS系< 0 , ΔS环> 0 , ΔS总< 0 (D). ΔS系< 0 , ΔS环> 0 , ΔS总> 0
15．等温等压下发生不可逆电池反应，其ΔS的计算公式为（）
(A). ΔS =ΔH/T (B). ΔS =(ΔH－ΔG )/T
(C). ΔS=Q实/T (D). 以上三式都不适用
16．绝热封闭体系中若ΔS > 0，表明该过程是（）
(A). 可逆 (B). 自发 (C). 非自发 (D) 自发或非自发
17．对于封闭体系，当W f=0时，可作为过程的可逆性与变化方向性的判据有（）
(A). (dU)≤0 (B). (dH)≥0 (C). (dS)≥0 (D). (dG)≥0
18．250C,1atm下，NaCl在水中溶解度为6mol˙ L-1, 如将1molNaCl溶解于1L水中，此溶解过程中体系的ΔS和ΔG变化为（）
(A). ΔG > 0 ，ΔS < 0 (B). ΔG > 0 ，ΔS > 0
(C). ΔG < 0 ，ΔS > 0 (D). ΔG = 0 ，ΔS > 0
19．在一个绝热的刚性密闭容器中，装有H2和Cl2的混合气体，T为298K，用光引发使之反应生成HCl(g)，设光照能量可不计，气体为理想气体，测得Δf H m (HCl)=—·mol-1，此过程（）
(A). ΔH>0 ΔS<0 (B). ΔH<0 ΔS<0
(C). ΔH<0 ΔS>0 (D). ΔH>0 ΔS>0
20．纯物质在恒压下无相变时的G∽T曲线形状是 ( )
G
T T T T
(A) (B) (C) (D)
21．实际气体CO 2经节流膨胀后，温度下降，那么（ ）
(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) = 0
22．2mol 理想气体B ，在300K 时等温膨胀，W = 0时体积增加一倍，则其 ∆S (J·K -1
)为（ ）
(A) ；(B) 331 ； (C) ； (D)
23．某体系等压过程A→B 的焓变∆H 与温度T 无关，则该过程的（ ）
(A) ∆U 与温度无关 ； (B) ∆S 与温度无关 ； (C) ∆F 与温度无关 ； (D) ∆G 与温度无关
24．等温下，一个反应a A + b B = d D + e E 的 ∆r C p = 0，那么（ ）
(A) ∆H 与T 无关，∆S 与T 无关，∆G 与T 无关 ； (B) ∆H 与T 无关，∆S 与T 无关，∆G 与T 有关 ； (C) ∆H 与T 无关，∆S 与T 有关，∆G 与T 有关 ； (D) ∆H 与T 无关，∆S 与T 有关，∆G 与T 无关 。

25．等温等压下进行的化学反应，其方向由Δr H m 和Δr S m 共同决定，自发进行的反应满足下列关系中的（ ） (A) ， (B) ，(C) (D)
26．在等温等压下，将1molN 2与1mol O 2混合，假定两者均为理想气体，混合过程中不发生变化的一组状
态函数为（ ）
(A) U H V ， (B) S H G ， (C) V G H ， (D) F H S 27．下列过程中，T H S
/∆>∆的是（ ）
(A) 理想气体恒外压等温压缩 (B) 263K 、，冰熔化为水 (C) 等温等压下，原电池中发生的反应 (D) 等温等压下电解水
28．在一定温度和一定压力下，某液体与其蒸气呈平衡，其蒸气压为p 1；若外压增大时液体与其蒸气重建
平衡后其蒸气压为p 2，则（ ）
(A) p 1 = p 2， (B) p 1>p 2 ， (C) p 1 < p 2 ， (D) 液体蒸气压与外压无关 29．、p θ
下，反应)()(2
1
)(222l O H g O g H =+
的Δr
G m
和Δr F m 的差值为（ ）
(A) 1239 J·mol -1 (B) －3719 J·mol -1 (C) 2477 J·mol -1 (D) －2477 J·mol -1
30．某化学反应在等温等压（，p θ
）下进行时，放热40000J ；若使反应通过可逆电池完成，吸热4000J ，
则体系可能作的最大电功为（ ）
(A) 40000J (B) 4000J (C) 4400J (D) 36000J
31．已知金刚石和石墨的S m θ
(298K)，分别为 J•K -1
•mol -1
和 J•K -1
•mol -1
，V m 分别为3.414 cm 3
•mol -1
和5.310 cm 3
•mol -1
，欲增加石墨转化为金刚石的趋势，则应 ( ) (A) 升高温度，降低压力 (B) 升高温度，增大压力 (C) 降低温度，降低压力 (D) 降低温度，增大压力
二、填空题
1．理想气体在定温条件下向真空膨胀，△H 0，△S 0。

（填>,=,<） 2．在隔离体系中发生某剧烈的化学反应，使体系的温度及压力皆明显上升，则该体系的
△H > 0，△F < 0。

（填>,=,<）
3．1mol 理想气体绝热向真空膨胀，体积扩大一倍，则此过程△S （系统）+△S （环境） 0△S （环境）
0。

4．一气相反应A+2B=2C ，该反应的△r G m △r F m ；若将该反应布置成一可逆电池，使之作电功W 1，那么该反应所能做的功W W 1。

5．在理想气体的T —S 图上，等容线的斜率=⎪⎭⎫
⎝⎛∂∂V S T ，等压线的斜率=⎪⎭⎫
⎝⎛∂∂p
S T 。

6．1mol 理想气体体积由V 变到2V ，若经等温自由膨胀，△S 1= J ·K -1
，若经绝热可逆膨胀△S 2=
J ·K -1。

7．在298K 时气相反应A + B = 2C 的△r G m △r F m ，△r H m △r U m 。

8．在一绝热钢瓶中发生一化学反应，使容器内的温度增加，则此过程有△S 0， △F 0。

9．一定T ，p 下，将体积为V 的1mol N 2理想气体与体积为V 的1mol O 2理想气体混合，总体积为2V ，则过程的△S= J ·K -1
； 若一定T ，V 下，将压强为p 的1mol N 2理想气体与压强为p 的1mol O 2理想气体混合，总压强为2p ，则过程的△S= J ·K -1。

10．一定T ，p 下，将体积为V 的1mol N 2与体积为V 的另1mol N 2混合，总体积为2V ，则过程的△S=
J ·K -1； 若一定T ，V 下，将压强为p 的1mol N 2与压强为p 的另1mol N 2理想气体混合，总压强为2p ，则过程的△S= J ·K -1。

11．实际气体节流膨胀后，△S 0，Q 0。

12．若气体的μJ-T >0，那么该气体节流膨胀后温度 ，体系的熵 。

13．对于理想气体，其T
p S ⎪⎪⎭⎫
⎝⎛∂∂ 0，T V U ⎪⎭⎫
⎝⎛∂∂ 0。

14．由Clapeyron 方程导出Clausius-Clapeyron 方程积分式时所作出的三个近似处理分别是：⑴ 气体为理想气体，⑵ ，⑶ 。

15．从熵的统计意义来判断下列过程体系的熵值是增大还是减少：苯乙烯聚合成聚苯乙烯 ；气
体在催化剂表面的吸附 。

16．偏摩尔熵的定义式为 ；纯物质两相平衡的条件为 。

17．从微观角度而言,熵具有统计意义,它是体系____________的一种量度。

熵值小的状态相对于____________的状态。

三、证明题
1．证明：V
T
V T p T V C ⎪
⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪
⎭⎫ ⎝⎛∂∂22
2．证明：p
T
p T V
T p C ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=⎪
⎪⎭⎫
⎝⎛∂∂22
3. 4．证
明气体的焦耳系数有下列关系式：
⎥⎦
⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂V V U T p T p C V T 1。

5．p
V V
p T V T p T C C ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=-证明： 四、计算题
1． 1molCH 3C 6H 5在其沸点时蒸发为气，求该过程的Q 、W 、Δvpa U m θ
、Δvap H m θ
、Δvap G m θ
、Δvap F m θ
和Δvap S m θ。

已
知该温度下CH 3C 6H 5的气化热为362kJ·kg -1。

2． 某一化学反应若在等温等压下,p θ
)进行，放热 kJ ，若使该反应通过可逆电池来完成，则吸热。

⑴ 计算该反应的熵变；
⑵ 当该反应自发进行时(即不做电功时)，求环境的熵变和总熵变； ⑶ 计算体系可能做的最大功为多少？
3．将的1molO 2从p θ
绝热可逆压缩到6×p θ
，试求Q 、W 、ΔU m 、ΔH m 、ΔG m 、ΔF m 、ΔS m 和ΔS iso 。

已知 S m
θ
(O 2)= J ·K -1
·mol -1， C p,m =。

4．1mol 单原子理想气体始态为273K 、、 P θ
, 经绝热不可逆反抗恒外压×P θ
膨胀至平衡。

试计算该过程的W 、ΔU、ΔH、ΔS、ΔG、ΔF (已知 273K 、、 P θ
下该气体的摩尔熵为100J·K -1
·mol -1
)。

⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎪⎭⎫ ⎝
⎛∂∂p p S T V T C p T
1
5．C 2H 4蒸气压与温度的关系式为：323.5008375.0lg 750.1ln 75.11.834)(lg +--+-=T T T T mmHg p ,计算其在正
常沸点（—103.9℃）时的蒸气压。

7．在10g 沸水中加入1g 的冰，求该过程的ΔS 的值为多少？已知冰的熔化热为6025 J·mol -1
，水的热容C p,m = J·K -1
·mol -1。

8．1mol 单原子理想气体始态为273K 、、 P θ
，经绝热可逆膨胀至压力减少一半，试计算该过程的W 、ΔU、ΔH、ΔS、ΔG、ΔF(已知 273K 、、 P θ
下该气体的摩尔熵为100J·K -1
·mol -1
)。

9．1mol 过冷水在268K 、P θ
下凝固，计算该过程的ΔH、ΔS、ΔG、ΔF 和最大非膨胀功、最大功。

已知水在熔点时的热容差为 J·mol -1
，Δfus H m (273K) = J·mol -1
，ρ(水) = 990kg·m -3
，ρ(冰) = 917 kg·m -3。

10．苯在正常沸点353K 下的Δvap H m θ
= kJ·mol -1
，今将353K 及p θ
下的1mol 苯向真空等温蒸发为同温同压的苯蒸气(设为理想气体)，求此过程中Q 、W 、Δvap G θ
、Δvap S θ
和ΔS 环，并根据有关原理判断上述过程是否为不可逆过程。

11．在、p θ
下进行的相变：H 2O(l, ,p θ
) H 2O(g, ,p θ
)，计算相变的ΔG，并判断该过程能否自发进行。

已知 K 时水的蒸气压为3167Pa ，忽略液态水的体积。

12．在373K ，p θ
下，1 mol 液态水在真空瓶中挥发完，最终压力为，此过程吸热，试计算ΔU、ΔH、ΔS 和ΔG。

计算时忽略液态水的体积。

13．1mol 氦气从473K 加热到673K ，并保持恒定。

已知氦在298K S m θ
= J·K -1
·mol -1
，并假定氦为理想气体，计算ΔH、ΔS 和ΔG。

如果ΔG<0，可否判断为不可逆过程。

14．, ︒P 下，单斜硫与正交硫的摩尔熵分别为和·K -1
· mol -1
； 其燃烧焓分别为－和－·mol -1
，两者密
度分别为1940和2070kg·m -3。

求：①在, ︒P 下，S （正交）→S(单斜)的︒
∆m rG ，并判断哪种晶形稳
定。

②当增加压力时，反应能否正向进行？
15．在单斜硫与斜方硫的晶态转变点附近，它们的蒸气压公式分别为：
斜方硫：lg(p/p θ
)=－5267/T + ，单斜硫：lg(p/p θ
)=－5082/T + ，试计算：①硫的晶态转变温度；②转变点时的晶型转变热。

第一章 热力学第一定律参考答案
一、选择题答案：
1-A; 2-C; 3-A; 4-D; 5-B; 6-D; 7-A; 8-D; 9-A; 10-D; 11-B; 12-B; 13- A; 14-C; 15-C; 16-B; 17-C; 二、填空题答案
1. 答案：H
p T ⎪⎪⎭⎫
⎝⎛∂∂， 降低 2. 答案：， 3. 答案：=，>
4. 答案：2，物质的量
5. 答案：－6528，－6535
6. 答案：>，>
7. 答案：两个热源的温度，工作物质 三、证明题答案
1．证明：若一气体状态方程满足pV m = RT+bp 时，则该气体的内能仅是温度的函数
2．某气体的状态方程为pV m = RT+ap ，a 为大于零的常数，证明该气体经节流膨胀后，气体的温度上升。

3．若物质的膨胀系数T
T V V p 1
1=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=
α
，则C p 与压力无关。

4.
关
及内能的变化与体积无也得分）证明：（其它合理证明0
=--=-⎥⎦⎤
⎢⎣
⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-∂∂=-⎪⎭⎫
⎝⎛∂∂=-⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫
⎝⎛∂∂⇒-=p b V R
T p b V RT T T p T
p T p V S T V U pdV TdS du m V m V
T T ）后，温度升高。

故节流膨胀（给分。

证明：其它合理证明也011][11,,,,,,p ＜p
C a T C a C R V V C p R
C T V C T V T V C p H C p T m
p m
p m
p m m m
p m p m m
p p
p T p H T J ∆∆⨯-
=∆⇒-
=-+
-=⨯+-=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂--=⎪
⎪⎭⎫
⎝
⎛∂∂-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=-μ与压力无关即又由给分证明：其它合理证明也p p p T p p T T p
T
T p T p p p C T V T V T
p C T V T V V p S T p H VdP TdS dH p H T
T H p p C T V T V T T V V 0)(11=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-∂∂=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⇒⎪⎭⎫
⎝⎛∂∂-=+⎪
⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⇒+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝
⎛∂∂∂∂=⎪
⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂∂∂=⎪⎪⎭⎫
⎝
⎛∂∂=
⎪⎭⎫
⎝⎛∂∂⇒=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=α故绝热膨胀后压力降低
得分
证明：其它合理证明也01
<⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝
⎛∂∂-=⎪⎭⎫
⎝⎛∂∂⇒-=⎪⎭⎫ ⎝
⎛∂∂⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫
⎝⎛∂∂⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂T
V p p p
V V S p V S p p p p p V V V V V V p C C V T T C T p C T V p S V p
S V p T V C T S T T V S V p T T C p T T S p S Θ
5
四、计算题答案
1． W= ; Q=13619J ; ΔU=10214J ; ΔH=17023J
2. C= JK -1
3. T= ; Q=0 ; W=ΔU= ; ΔH=
4. ΔU= ; ΔH=
5．W= ; Q= ; ΔU= ; ΔH=
第二章 热力学第二定律参考答案
一、选择题答案
1-C ； 2-B ； 3-B ； 4-A ； 5-B ； 6-B ； 7-D ； 8-B ； 9-A ； 10-B ； 11-C ； 12-A ； 13-C ； 14-D ； 15-B ； 16-D ； 17-C ； 18-C ； 19-D ； 20-C ； 21-C ； 22-D ； 23-B ； 24-B ； 25-B ； 26-A ； 27-C ； 28-C ； 29-B ； 30-C ； 31-D ； 二、填空题答案
1. = ； >
2. > ； <
3. > ； =
4. < ； >
5. T/C V ；T/C p
6. ； 0
7. = ； =
8. > ； <
9. 11.53 ； 0 10. 0 ； 11. > ； = 12. 降低 ； 升高 13. < ； = 14. 凝聚相体积可以忽略； 相变焓不随温度变化
()()01
1//<-=⎥⎦
⎤⎢⎣⎡--
=∴=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∂∂=⎪
⎭⎫ ⎝⎛∂∂⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎣⎡-⎪⎭⎫
⎝⎛∂∂-=∂∂∂∂-
=⎪
⎪⎭⎫
⎝⎛∂∂=--p p
T
J p
p p p p
T
H T J C a V p R T C p R
p ap RT T
T V V T V T C T H p H p T μμΘ证明：
15. 减小 ；减小 16. B
C n n P T B
n S ≠⎪
⎪⎭⎫
⎝⎛∂∂,,； 物质在两相中的化学式相等
17. 微观状态数 ； 比较有序 三、证明题答案 1．
2．
3.
4．
V
V
V V T T V T V V T T T p T p T p T T
V U T T U V V C p
T p T p V S T V U pdV
TdS dU ⎪
⎪⎭⎫
⎝⎛∂∂=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂∂∂=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂∂∂=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=-⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⇒-=22
给分证明：其它合理证明也p
p
p V T T p T p p T
T T V T T V T V T
p H T T H p p C T V T V V p S T p H Vdp TdS dH ⎪⎪⎭⎫
⎝
⎛∂∂-=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-∂∂=⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝
⎛∂∂∂∂=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂∂∂=⎪
⎪⎭⎫
⎝⎛∂∂⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=+⎪
⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎪⎭⎫ ⎝
⎛∂∂⇒+=2
2给分
证明：其它合理证明也P
P P P P P P S T V C T T S T T V T S T T V S V P T ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪
⎭⎫ ⎝⎛∂∂⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪
⎭⎫
⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂/Θ得分证明：其它合理证明也⎥⎦
⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=⎪
⎭⎫
⎝⎛∂∂-=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⇒-=⎪⎭⎫
⎝⎛∂∂⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⎪⎭⎫
⎝⎛∂∂-⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=-⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⇒-=V V T V U
V
T U V
T T T p T p C V U C V T T U U V V T p T p T p
V S T V U pdV TdS dU 111又给分证明：其它合理证明也Θ
5．
四、计算题答案 1．解：
Q p = Δvap H m θ
= ·mol -1
W = Δvpa U m θ
= kJ ·mol -
Δvap G m θ
= 0 Δvap F m θ
= kJ ·mol -1
Δvap S m θ
= J ·K -1
·mol -1
2． 3
4
T 2=
ΔU=- J W= J ΔH=-1135 J ΔS= J·k -1
S 2= J·k -1 ΔG=4085 J ΔF=4539 J
5. 7．
J G W J G mol K J S mol K J S mol K J S f m r 44000...............44000)3(6.147............2.134)2(42.13)1(max ,11111
1=∆-=-=∆••=∆••=∆••=∆------隔环J
G J F J H J W U J W K T S S S Q iso R 35063...........36720........57994142............4142.........5.4970
0,002-=∆-=∆=∆=-=∆-===∆=∆=∆=，，环体1
7.13838-•=∆mol J H m r 1
4618.0-•=∆K J S p
V p T V P V p V V P p p T V P T V T p T T V V S T T S T S T C C T S T C T S T C T V V S T S T S ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⎪⎭⎫
⎝⎛∂∂=⎥
⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=-⇒⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪
⎭⎫ ⎝⎛∂∂⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂，给分证明：其它合理证明也Θ
8．
ΔU= J ΔH =-1372 J W = J
ΔS = 0 ΔG = 5228J ΔF = 5777 J 9． 10．
12．
W = 0 ΔU = ΔH = ΔS = J ·K -1·mol -1
ΔG = － 13． 14．
K
T 2072=J
F W J
G W J
F J
G K J S kJ H T p T f 3.107)(1.107)(3.1071.10733.21824.5max ,max ,1=∆-==∆-=-==∆-=∆•-=∆-=∆-过程
故向真空蒸发为不可逆隔环03.89.780
2.87278352783501111φ----•=∆•-=∆=∆••=∆==∆=K J S K J S G mol K J S J
Q J U W m Vap m Vap θθ。

不能判断过程是否可逆11
1111
1195.2799.142)673(66.135)473(33.74157--------•-=∆∴••=∴••=••=∆•=∆mol kJ G mol K J K S mol K J K S mol K J S mol J H m m θθ硫的转变。

无法实现正交硫向单斜时正交硫稳定。

，表明1
361
1111003.12.298021.9267.0290------•⨯=∆>∆•=∆••=∆•==∆mol m V K G mol J G mol K J S mol J H m r m r m r m r m r θθθθ
15．
J
H H H mol kJ H mol kJ H K
T m s m s r m s m s 3542)()(306.97)(848.100)(5.3681
1=∆-∆=∆•=∆•=∆=--单斜斜方单斜斜方解：θθθθ。