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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 无机/物化 » 物理化学 » 物理化学中的问题
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fengyanyong

银虫 (小有名气)

[求助] 物理化学中的问题

1、一定量的H2(g)，在绝热、恒容下发生下列反应：H2(g)＋0.5O2(g)→H2O(g)则此过程的ΔU（  ）；ΔH（  ）；ΔS（  ）；ΔA（  ）；ΔG（  ）。
A．＞0
B．=0
C．＜0
D．无法确定
2、2mol CV，m=2.5R的理想气体，由200kPa、40dm3的始态压缩到260kPa、30dm3的末态。则此过程的W=（  ）J；ΔU=（  ）J；ΔS=（  ）J•K-1。
A．-100
B．-500
C．-5.836
D．无法计算
3、 高温热源的温度是低温热源的2倍，若通过热机，高温热源放出200 kJ的热量。环境最多可得到的功为（  ）。
A．200 kJ
B．100 kJ
C．-100 kJ
D．无法计算
4、已知100℃、101.325kPa下，水的摩尔蒸发焓为40.67kJ•mol-1。在一个体积恒定为61.236dm3的真空容器中，恒温100℃时注入4mol的水。试问达到平衡后，此过程的Q=（  ）kJ；ΔS=（  ）J•K-1；ΔA=（  ）kJ；ΔG=（  ）kJ。设蒸气为理想气体，液态水的体积V1与Vg相比较可忽略不计。
A．6.20
B．0
C．218.0
D．75.14
0℃、101.325kPa下，1mol的水凝固成同温、同压力下的冰。已知此条件下冰的摩尔熔化焓ΔfusHm=6.008 kJ•mol-1，则题给过程的ΔS（系）为（  ）J•K-1；ΔS（环）为（  ）J•K-1；ΔS（隔离）为（  ）J•K-1；ΔG为（  ）J。
A．22.0
B．-22.0
C．0
D．无法确定
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1楼2012-08-14 16:29:22
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lqz2004

木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
fengyanyong: 金币+5, ★★★★★最佳答案, 太感谢了 2012-08-16 08:37:22
fds329: 金币+3, ICEPI+1, 感谢应助。辛苦了O(∩_∩)O 2012-08-28 19:37:16
3、 -W=100kJ。即系统与环境交换的功为-100kJ，也可以说，系统对环境做功100kJ，环境得到100kJ的功。答案不同应属于文字理解问题吧。
4、100℃、101.325kPa下，在一个体积恒定为61.236dm3的容器中充满水蒸气的话，可以利用理想气体状态方程计算出n=2mol，因为100度下水的饱和蒸气压恒定为101.325kPa。这一点对相变计算一定要注意呦。
5、水变冰是系统混乱程度减小的过程，所以系统熵变小于零，水变冰是放热过程，环境吸热，所以环境熵变大于零。
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6楼2012-08-16 00:54:09
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changyf

铁杆木虫 (职业作家)

【答案】应助回帖

★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
zeng1986kai: 金币+3, 谢谢应助！ 2012-08-15 22:20:19
第1题，因为是绝热恒容，所以U＝0，H＝U+ΔPV＝U+ΔnRT，所以H小于0，因为这是体积减小的反应，所以S小于0，根据A＝U－TS和G＝H－TS可判断出A和G的大小。
第2题我又看不懂了，你再看一下给的题干在表述上是不是有问题的。
第3题选B
第4题，因为是恒温下的可逆相变，Q＝H，S＝Q/T，U＝Q－P（ΔV），A＝U－TS G＝U－TS
第5题，由于这一过程是可逆过程，因此对于隔离系统而言，熵变为0，对环境而言，相变过程热的变化不会引起环境温度的变化，因此，S（环）＝－ΔfusHm/273.15，所以S（系）＝－S（环） G＝H－TS（隔）＝H
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2楼2012-08-14 17:14:38
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lqz2004

木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
zeng1986kai: 金币+3, 谢谢应助！ 2012-08-15 22:20:26
1、一定量的H2(g)，在绝热、恒容下发生反应：H2(g)＋0.5O2(g)→H2O(g)则此过程的ΔU=0；
ΔH=Δ(U+pV)=ΔU+VΔp＞0（反应放热，使系统压力增大）；
ΔS＞0（该过程为不可逆过程，绝热环境熵变为零，则系统熵变必＞0）；
ΔA＜0；ΔG＜0。
2、2mol CV，m=2.5R的理想气体，由200kPa、40dm3的始态压缩到260kPa、30dm3的末态。则此过程的W=（ D，未说明具体途径 ）J；ΔU=（B  ）J；ΔS=（ C ）J•K-1。
3、 高温热源的温度是低温热源的2倍，若通过热机，高温热源放出200 kJ的热量。环境最多可得到的功为（ B ）。
4、已知100℃、101.325kPa下，水的摩尔蒸发焓为40.67kJ•mol-1。在一个体积恒定为61.236dm3的真空容器中，恒温100℃时注入4mol的水。试问达到平衡后，此过程的Q=（  ）kJ；ΔS=（  ）J•K-1；ΔA=（  ）kJ；ΔG=（ B ）kJ。设蒸气为理想气体，液态水的体积V1与Vg相比较可忽略不计。
此题有2mol的水蒸发。
此题为始末态与可逆相变的始末态相同的不可逆相变。
向真空蒸发W=0，所以Q=ΔU=ΔH-pVg=75.14kJ
ΔS=ΔH/T=（ C ）J•K-1；ΔA=（-6.2  ）kJ；ΔG=（ 0 ）kJ。

5、0℃、101.325kPa下，1mol的水凝固成同温、同压力下的冰。已知此条件下冰的摩尔熔化焓ΔfusHm=6.008 kJ•mol-1，则题给过程的ΔS（系）为（ B ）J•K-1；ΔS（环）为（ A ）J•K-1；ΔS（隔离）为（ C ）J•K-1；ΔG为（C  ）J。
此题为可逆相变。
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3楼2012-08-15 11:23:54
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changyf

铁杆木虫 (职业作家)
楼上正解，学习了
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4楼2012-08-15 11:31:46
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fengyanyong

银虫 (小有名气)
引用回帖:
3楼: Originally posted by lqz2004 at 2012-08-15 11:23:54
1、一定量的H2(g)，在绝热、恒容下发生反应：H2(g)＋0.5O2(g)→H2O(g)则此过程的ΔU=0；
ΔH=Δ(U+pV)=ΔU+VΔp＞0（反应放热，使系统压力增大）；
ΔS＞0（该过程为不可逆过程，绝热环境熵变为零，则系统熵变必＞ ...

非常感谢，但还有几个不明白的地方
1、3题答案是C
2、4题为什么有2mol水蒸发
3、5题系统熵变为什么为正，环境为负
希望再次得到您的回答
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5楼2012-08-15 17:27:24
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