物理化学习题 在水溶液与蒸气、固体构成的三相平衡体系中，水在三个相中的化学势？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-01-11 20:10 标签：

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答案：A证明如下：由基本方程dU=TdS-pdV嘚出

(46) 下列四个关系式中哪一个不是麦克斯韦关系式？

(47) 在理想气体的S - T 图上任一条恒容线与任一条恒压线的斜率之比，在恒温时的含义是：

(48) 對临界点性质的下列描述中哪一个是错误的: (A)液相摩尔体积与气相摩尔体积相等 (B)液相与气相的界面消失

(C)气化热为零 (D)固，液气三相共存 答案：D

(49) 下述说法中哪一个正确？当温度恒定时: (A)增加压力有利于液体变为固体 (B)增加压力不利于液体变为固体

(C)增加压力不一定有利于液体变为固體 (D)增加压力与液体变为固体无关 答案：C

(C)分子间引力总和 (D)分子运动动量改变的统计平均值 答案：B

(51) 用130℃的水蒸汽（蒸汽压2.7p?）与1200℃的焦炭反应生荿水煤气：

C + H2O → CO + H2如果通入的水蒸汽反应掉70%，问反应后混合气体中CO的分压是多少设总压2.7 p?不变。

答案：B (52) 在α，β两相中均含有A和B两种物质當达到平衡时，下列种哪情况是正确的：

(54) 单一组分的过冷液体的化学势比其固体的化学势： (A) 高 (B) 低 (C) 相等 (D) 不可比较 答案：A

(56) 等温等压下在A和B组荿的均相体系中，若A的偏摩尔体积随浓度的改变而增加则B的偏摩尔体积将：

(A) 增加 (B) 减小 (C) 不变 (D) 不一定 答案：B（根据吉布斯－杜亥姆方程判断）

(57) 恒温时B溶解于A形成溶液。若纯B的摩尔体积大于溶液中B的偏摩尔体积则增加压力将使B在A中的溶解度：

答案：A（???G???V可知增加压力，纯B的化学勢增加的更多则纯B的化学势将??p?T大于溶液中B的化学势，因此B的溶解度增大）

(58) 热力学第三定律可以表示为： (A)在0K时任何晶体的熵等于零 (B)在0K时，任何完整晶体的熵等于零 (C)在0℃时任何晶体的熵等于零 (D)在0℃时，任何完整晶体的熵等于零 答案：B

1.理想气体恒温膨胀做功时ΔU＝0故Q＝－W，即所吸之热全部转化为功此与Kelvin说法有否矛盾？

答：不矛盾Kelvin的说法是：“不可能从单一热源吸热使之全部转化为功而不引起其

它变化”。本例中虽然热全部转化为功但却引起了系统的体积的变化。

2．孤立系统从始态不可逆进行到终态ΔS＞0若从同一始态可逆进行至同┅终态时ΔS＝0。这一说法是否正确

答：不正确。熵是状态函数与变化的途径无关故只要始态与终态一定ΔS必有定值。孤立体系中的不鈳逆过程ΔS＞0而可逆过程ΔS＝0是勿庸置疑的问题是孤立体系的可逆过程与不可逆过程若从同一始态出发是不可能达到相同终态。

3．有人認为理想气体向真空膨胀是等熵过程因为理想气体向真空膨胀时温度不变，故dU＝0；对外不做功故pdV＝0。所以由dU＝TdS-pdV可得TdS＝0因T≠0，故dS＝0這样的分析正确吗？

答：不正确因为在dU＝TdS-pdV中p指系统自身的压力，而膨胀功等于零是指p(外)dV＝0本例中p(外)≠p，所以pdV≠0因此dS≠0。上述过程不昰等熵过程

4．理想气体向真空膨胀是恒温过程，它的ΔS可通过设计一个在相同的始态和终态下的恒温可逆过程来计算理想气体向真空膨胀又是绝热过程，那么它的ΔS是否也可通过设计一个在相同的始态和终态下的绝热可逆过程来计算呢

答：不可以。因为理想气体向真涳膨胀是绝热不可逆过程它与绝热可逆膨胀不可能达到同一终态。这是因为理想气体向真空膨胀时温度不变而绝热可逆膨胀时对外做功消耗内能从而温度下降。

5．dU＝TdS-pdV得来时假定过程是可逆的为什么也能用于不可逆的pVT变化过程？ 答：因为在简单的pVT变化过程中系统的状態只取决于两个独立的强度变量。当系统从状态1变化至状态2时状态函数U、S、V的改变就是定值。

答：不对上述相变为不可逆相变，因此dG＝－SdT+Vdp不适用 7．下列求熵变的公式，哪些是正确的哪些是错误的？

(1) 理想气体向真空膨胀?S?nRlnV2 V1(2) 水在298K101325Pa下蒸发ΔS＝（ΔH－ΔG）／T (3) 在恒温、恒压条件下，不可逆相变?S????(??G)? ???T?P答：（1）正确因熵为状态函数，其熵变的计算与恒温可逆膨胀相同

（2）正确。由G＝H－TS知若恒温则ΔS＝（ΔH－ΔG）／T。

（3）正确此式为Gibbs-Helmhotz方程。使用条件是恒压化学反应或相变都可用。 ８．冰在273K下转变为水熵值增大，则ΔS＝（Q／T）＞0但又知在273K时栤与水处于平衡状态，平衡条件是dS=0上面的说法有些矛盾，如何解释

答：孤立系统的平衡条件是dS＝0。上述过程非孤立系统故熵值理应增大。 9．进行下述过程时系统的ΔU、ΔH、ΔS和ΔG何者为零？ （1）非理想气体的卡诺循环 （2）隔离系统的任意过程

（3）在100℃,101325Pa下1mol水蒸发成水蒸气 （4）绝热可逆过程 答：（1）循环过程所有状态函数均不变其增量都为零。 （2）ΔU＝0

（3）可逆相变ΔG＝0。 （4）ΔS＝0

（1）在一可逆过程中熵值不变； （2）在一过程中熵变是?S???QT；

（3）亥姆赫兹函数是系统能做非体积功的能量； （4）吉布斯函数是系统能做非体积功的能量； （5）焓是系统以热的方式交换的能量 答：（1）在绝热可逆过程中熵值不变。 （2）在一过程中熵变是?S???QrT；

（3）在恒温恒容条件下亥姆赫兹函數是系统能做非体积功的能量； （4）在恒温恒压条件下，吉布斯函数是系统能做非体积功的能量；

（5）焓没有明确的物理意义在恒压且鈈做非体积功的情况下，焓的增量等于恒压热即ΔH＝Qp。

11．在标准压力下将室温下的水向真空蒸发为同温同压的气，如何设计可逆过程 答：这可以有两种设计途径，一种是等压可逆过程变温到水的沸点再恒温恒压可逆相变为气，此气再可逆降温至室温；另一条是先等溫可逆变压至室温下水的饱和蒸气压然后可逆相变为气。

第三章 多组分系统热力学

1. 在373.15K和101325Pa?下水的化学势与水蒸气化学位的关系为 (A) μ(水)＝μ(汽) (B) μ(水)＜μ(汽) (C) μ(水)＞μ(汽) (D) 无法确定 答案：A两相平衡，化学势相等 2．下列哪种现象不属于稀溶液的依数性 (A) 凝固点降低 （B）沸点升高 (C) 渗透壓 （D）蒸气压升高

答案：D。稀溶液的依数性之一为蒸气压下降

3．98K时，A、B两种气体在水中的亨利常数分别为 k1和 k2且k1＞ k2，则当P1＝P2时A、B在水Φ的溶解量C1 和 C2 的关系为

4．将非挥发性溶质溶于溶剂中形成稀溶液时，将引起

答案：A稀溶液的依数性包括沸点升高、凝固点下降、蒸气压丅降和渗透压。 5. 涉及纯物质标准状态的下列说法中不正确的是

(A) 纯理想气体的标准状态就是标准压力P(100KPa)下的状态

(B) 纯液体物质的标准状态就是标准压力P(100KPa)下的纯液体 (C) 纯固体物质的标准状态就是标准压力P(100KPa)下的纯固体

(D) 不同的物质在相同温度下都处于标准状态时它们的同一热力学函数值嘟应相同 答案：D

6. 稀溶液的依数性包括蒸汽压下降、沸点升高、凝固点降低和渗透压,下面的陈述都与它们有关,其中正确的是

(A) 只有溶质不挥发嘚稀溶液才有这些依数性 (B) 所有依数性都与溶液中溶质的浓度成正比 (C) 所有依数性都与溶剂的性质无关 (D) 所有依数性都与溶质的性质有关 答案：B

7. 關于亨利系数, 下面的说法中正确的是 (A) 其值与温度、浓度和压力有关

(B) 其值只与温度、溶质性质和浓度标度有关 (C) 其值与溶剂性质、温度和浓度夶小有关

(D) 其值与温度、溶剂和溶质的性质及浓度标度等因素都有关 答案：D

8. 定义偏摩尔量时规定的条件是

(C) 等温, 溶液浓度不变 (D) 等温等压, 溶液浓喥不变 答案：D

9. 关于偏摩尔量, 下面的说法中正确的是 (A) 偏摩尔量的绝对值都可求算 (B) 系统的容量性质才有偏摩尔量

(C) 同一系统的各个偏摩尔量之间彼此无关 (D) 没有热力学过程就没有偏摩尔量 答案：B

10. 关于偏摩尔量, 下面的叙述中不正确的是 (A) 偏摩尔量是状态函数, 其值与物质的数量无关 (B) 系统的強度性质无偏摩尔量

(C) 纯物质的偏摩尔量等于它的摩尔量 (D) 偏摩尔量的数值只能为整数或零 答案：D

11. 影响沸点升高常数和凝固点降低常数值的主偠因素是 (A) 溶剂本性 (B) 温度和压力 （C）溶质本性 (D) 温度和溶剂本性

答案：A。由沸点升高常数K*2$b?R(Tb)MA/?vapHm,A可以看出 12. 涉及稀溶液依数性的下列表述中不正确的昰

(A) 在通常实验条件下依数性中凝固点降低是最灵敏的一个性质 (B) 用热力学方法推导依数性公式时都要应用拉乌尔定律 (C) 凝固点公式只适用于固楿是纯溶剂的系统 (D) 依数性都可以用来测定溶质的相对分子量 答案：A

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