内容发布更新时间 : 2024/12/24 11:02:22星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

可以由恒压反应热和恒容反应热之间的关系式看出

?rHm??rUm???B(g)RTB

52. 在处理实际问题时，为了简化计算过程，常假定“反应热效应与温度无关”。这个假定的实质是

(a) 各物质在升温过程中不吸热

(b) 各物质的定压或定容热容是常数

(c) 产物的定压或定容热容乘以计量系数之和等于反应物的定压或定容热容乘以计量系数之和

(d) 近似视为等温过程

(答案) c ∵

d?rHm???BCP,m(B)??rCp,m dTB53. 关于节流膨胀, 下列说法正确的是 （a） 节流膨胀是绝热可逆过程 （b） 节流膨胀中系统的内能变化 （c） 节流膨胀中系统的焓值改变

（d） 节流过程中多孔塞两边的压力不断变化

(答案) b(在绝热，气体始、终态压力分别保持恒定条件下的膨胀过程，称为节流膨胀过程。)

节流过程是个等焓过程:

H2?H1，Q=0，p1>p2)

54. 理想气体经过焦-汤节流膨胀过程，则 （a） ?H?0 （b） ?U?0 （c） ?S?0 （d） ?p?0

(答案) c 对于理想气体，∵ H=f(T)，H不变，T亦不变，?U?0)

55. 实际气体经节流膨胀后，下述哪一组结论是正确的

（a）Q < 0, ?H = 0, ?p < 0 （b）Q = 0, ?H = 0, ?T < 0 （c）Q = 0, ?H < 0, ?p < 0 （d）Q = 0, ?H = 0, ?p < 0

(答案) d

56. 下列关系式中哪个不需要理想气体的假设？ (a) Cp- CV = nR

(b) (dlnp)/dT =ΔH/RT2

(c) 对恒压过程，ΔH =ΔU + pΔV (d) 对绝热可逆过程，pV= 常数。

?

(答案) c

57. 一恒压反应体系，若产物与反应物的?Cp>0，则此反应 (a) 吸热 (b) 放热

(c) 无热效应 (d) 吸放热不能肯定

(答案) d ,

d?rHm???BCP,m(B)??rCp,m dTB(若产物与反应物的?Cp>0，上式只能告诉我们此反应热效应随反应温度升高而增加，但不能

告诉我们在某一确定温度下反应是吸热，还是放热)

计算题

1. 1 mol单原子分子理想气体，初始状态为25℃，101 325 Pa经历ΔU = 0的可逆变化后，体积为初始状态的2倍。请计算Q，W和ΔH。

解：因ΔU=0所以ΔT=0，W=－nRTln(V2/V1)=－1718 kJ [2] Q=－W=1718 J，ΔH=0 [3]

2. 1mol理想气体在300K下，1dm3定温可逆地膨胀至10dm3，求此过程的Q、W、?U及?H。

解：理想气体定温可逆过程

W??nRT lnV110??1?8.314?300 ?ln??5743 J [2] V21理想气体定温下 ?U = 0， ?H = 0 [2]

∴ Q = －W = 5743 J [1]

－－

3. 1mol某理想气体，Cp,m=29.36J·K1·mol1，在绝热条件下，由273K、100 kP膨胀到203K、10 kPa，求该过程Q、W、?H

解：理想气体绝热过程 Q = 0， 因此

dT? ?U?nCV,m??T2T1n(Cp,?mR)dT

= 1×（29.36－8.314）×（203－273）=－1473.22 J [2]

?H =∫n Cp,mdT = 1×29.36×（203－273）=－2055.2 J [2]

W = ?U = －1473.22 J [1]

4. 某理想气体Cv,m=(3/2)R。今有该气体5mol在恒容下温度升高50℃。求过程的W，Q，ΔH和ΔU。

解: 理想气体恒容升温过程。n = 5mol，CV,m = （3/2）R

QV =ΔU = n CV,mΔT = 5×1.5R×50 = 3.118kJ [2] W = 0 [1] ΔH = ΔU + nRΔT = n Cp,mΔT

= n (CV,m+ R)ΔT = 5×2.5R×50 = 5.196kJ [2]

5. 系统由相同的始态经过不同途径达到相同的末态。 若途径a的Qa=2.078kJ, Wa=－4.157kJ；而途径b的Qb=－0.692kJ。求Wb.

解：热力学能变只与始末态有关，与具体途径无关，故ΔUa = ΔUb

由热力学第一定律可得 Qa + Wa = Qb + Wb

∴ Wb = Qa + Wa －Qb = －1.387kJ

6. 一个人每天通过新陈代谢作用放出10 460 kJ热量。

(1) 如果人是绝热体系，且其热容相当于70 kg水，那么一天内体温可上升到多少度? (2) 实际上人是开放体系。为保持体温的恒定，其热量散失主要靠水分的挥发。假设37℃时水的汽化热为2405.8 J·g-1，那么为保持体温恒定，一天之内一个人要蒸发掉多少水分? (设水的比热为4.184 J·g-1·K-1)

(答案) (1) ΔT=Q/(mc)=10 460×103J/[(70×103g)×(4.184 J·g-1·K-1)] =35.9 K [3] T=(35.7+310.2)K=345.9 K

(2) mx=Q/ΔH=10 460×103J/(2405.8×103J·K-1)

= 4.35 kg [2]

7. 有一气体反抗外压202.65kPa使其体积从10L膨胀到20L，从环境吸收了1255J 的热量，求此气体内能的变化？

解：在外压恒定的情况下所做的功为：

W??p(V2?V1)??202.65?103?(20?10)?10?3??2026.5 J [2]

根据热力学第一定律，U=Q+W可以得出

△U=Q+W=1255+（-2026.5）=-771.5J [3]

8. 1 mol水在100℃，p?下变成同温同压下的水蒸气(视水蒸气为理想气体)，然后等温可逆

g-1膨胀到0.5 p?，计算全过程的ΔU，ΔH。已知?lHm(H2O,373.15K,p)?40.67kJ?mol。

解：过程为等温等压可逆相变＋理想气体等温可逆膨胀，对后一步ΔU，ΔH均为零。 [2]

?H??lgHm?40.67kJ，ΔU=ΔH –Δ(pV) = 37.57kJ [3]

10. 某理想气体的CV, m /J·K-1·mol-1=25.52+8.2×10-3(T/K)，问 (1) Cp, m 和T的函数关系是什么？

(2) 一定量的此气体在300 K下，由p1=1.10325×103 kPa，V1=1dm3膨胀到p2=101.325 kPa，V2=10 dm3时，此过程的ΔU，ΔH是多少？

(3) 第 (2) 中的状态变化能否用绝热过程来实现？

解：(1) 因为Cp,m-CV,m=R=8.314 J·K-1·mol-1

所以Cp,m=(33.83+8.2×10-3 T/K) J·K-1·mol-1 [2] (2) ΔT=0，所以ΔU=ΔH=0 [2] (3) 若是进行绝热自由膨胀，则W=Q=0

所以 ΔU=ΔH=0 可与(2)过程等效 [1]