练习物理化学 热力学第二定律级教学内容Word文件下载.docx
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此过程中氧气的熵变为:
(A)S0(B)S0(C)S=0(D)都不一定9.某化学反应在300K,p下于烧杯中进行,放热60kJmol-1,若在相同条件下安排成可逆电池进行,吸热6kJmol-1,则
(1)该体系的熵变为:
(A)200JK-1mol-1(B)200JK-1mol-1(C)20JK-1mol-1(D)20JK-1mol-1
(2)当反应进度=1mol时,可能做的最大非膨胀功为:
(A)-54kJ(B)54kJ(C)-66kJ(D)66kJ10.某气体状态方程为p=f(V)T,f(V)仅表示体积的函数,恒温下该气体的熵随体积V的增加而:
(A)增加(B)下降(C)不变(D)难以确定11.在标准压力p下,383.15K的水变为同温下的蒸气,吸热Qp。
该相变过程中,哪个关系式不能成立?
(A)G0(B)H=Qp(C)SISO012.在等温等压下进行下列相变:
H2O(s,-10,p)=H2O(l,-10,p)在未指明是可逆还是不可逆的情况下,考虑下列各式哪些是适用的?
(1)Q/T=fusS
(2)Q=fusH(3)fusH/T=fusS(4)fusG=最大净功(A)
(1),
(2)(B)
(2),(3)(C)(4)(D)
(2)13.下列表达式中不正确的是:
(A)(U/V)S=-p(适用于任何物质)(B)dS=Cpdln(T/K)-nRdln(p/p)(适用于任何物质)(C)(S/V)T=(p/T)V(适用于任何物质)(D)(U/p)T=0(适用于理想气体)14.单原子分子理想气体的CV,m=(3/2)R,温度由T1变到T2时,等压过程体系的熵变Sp与等容过程熵变SV之比是:
(A)1:
1(B)2:
1(C)3:
5(D)5:
315.在263K的过冷水凝结成263K的冰,则:
(A)S0(C)S=0(D)无法确定16.下列过程均为等温等压过程,根据公式dG=-SdT+Vdp计算得G=0,此结论能用于下述何过程?
(A)-5、p、冰-5、p、水(B)等温、等压下,Wf=0的化学反应A+BC+D(C)等温、等压下食盐溶解于水(D)100、p、水100、p、水气17.理想气体的atto循环由下面四个可逆步骤构成:
(A)气体绝热可逆压缩(B)恒容升温,气体从环境吸热(C)气体经绝热膨胀作功(D)恒容降温回到原态该循环过程的TS图为:
18.一体系经过A,B,C三条不同的途径由同一始态出发至同一终态。
其中A,B为可逆途径,C为不可逆途径,则下列有关体系的熵变S的七个等式为:
(QA,QB,QC分别为三过程中体系吸的热)其中错误的是:
(A)(5),(6)(B)
(1),(4)(C)
(2),(3)(D)(5),(7)19.1mol范德华气体的(S/V)T应等于:
(A)R/(Vm-b)(B)R/Vm(C)0(D)-R/(Vm-b)20.恒压下,无非体积功时,反应AB温度越高放热越多,则A与B相比,A的_。
(A)(S/T)p较大(B)(H/T)p较小(C)fH较小(D)fG较大二、填空题(共10题)1.选择“”、“”、“”中的一个填入下列空格:
若反应C(s)+O2(g)=CO2(g)在恒温、恒压条件下发生,其rHm0,若在恒容绝热条件下发生,则rUm_0,rSm_0。
2.当一个不可逆过程发生之后,增加了,而的可用性减少了。
3.吉布斯自由能判据的适用条件是、。
4.理想气体向真空膨胀,体积由V1变到V2,其U_,S_。
5.在隔离体系中,由比较的状态向比较的状态变化,是自发变化的方向,这就是的本质。
6.在理想气体的ST图上,任一条等容线与任一条等压线的斜率之比在等温时所代表的含义是。
7.对于体系和环境之间既有能量又有物质交换的敞开体系来说,其熵的变化,一部分是由_间相互作用而引起的,这部分熵称为熵流;
另一部分是由_的不可逆过程产生的,这部分熵变称为熵产生。
8.由于热功交换的,而在公式中引入的,这对于其它过程(包括化学过程)同样适用。
因而对所有的不可逆过程就找到了一个共同的判别准则。
9.对一封闭体系,Wf=0时,下列过程中体系的U,S,G何者必为零?
(1)绝热密闭刚性容器中进行的化学反应过程_;
(2)某物质的恒温恒压可逆相变过程_;
(3)某物质经一循环恢复原状态_。
10.对非缔合液体物质,在正常沸点时的蒸发熵约为JK-1mol-1。
三、计算题(共4题)1.苯的正常沸点为353K,摩尔汽化焓是vapHm=30.77kJmol-1,今在353K,p下,将1mol液态苯向真空等温汽化为同温同压的苯蒸气(设为理想气体)。
(1)计算该过程中苯吸收的热量Q和作的功W;
(2)求苯的摩尔汽化自由能vapGm和摩尔汽化熵vapSm;
(3)求环境的熵变;
(4)使用哪种判据,可以判别上述过程可逆与否?
并判别2.373K,2p的水蒸气可以维持一段时间,但这是一种亚稳平衡态,称作过饱和态,它可自发地凝聚,过程是:
H2O(g,100,202.650kPa)H2O(l,100,202.650kPa)求水的Hm,Sm,Gm。
已知水的摩尔汽化焓Hm为40.60kJmol-1,假设水蒸气为理想气体,液态水是不可压缩的。
3.在573.15K时,将1molNe(可视为理想气体)从1000KPa经绝热可逆膨胀到100kPa。
求Q,W,U,H,S,Siso和G。
已知在573.15K,1000kPa下Ne的摩尔熵Sm=144.2JK-1mol-1。
4.2Ag(s)+O2(g)=Ag2O(s)反应的rG(T)=-32384-17.32(T/K)lg(T/K)+116.48(T/K)Jmol-1。
(1)试写出该反应的rS(T),rH与温度T的关系式;
(2)目前生产上用电解银作催化剂,在600,p下将甲醇催化氧化成甲醛,试说明在生产过程中Ag是否会变成Ag2O。
四、问答题(共4题)1.对范德华气体,试证明:
(m/)V=-Sm+RVm/(b-Vm)。
2.已知苯乙烯的正常沸点为418K,摩尔蒸发焓为vapHm=40.31kJmol-1在418K,使饱和苯乙烯蒸气绝热可逆膨胀,温度降低,问苯乙烯蒸气是否会凝结?
假设蒸气可视为理想气体,且Cp,m=215JK-1mol-1(须说明理由)3.判断以下各过程中Q,W,U,H是否为零?
若不为零,能否判断是大于零还是小于零?
(1)理想气体恒温可逆膨胀
(2)理想气体节流膨胀(3)理想气体绝热、反抗恒外压膨胀(4)1mol实际气体恒容升温(5)在绝热恒容器中,H2(g)与Cl2(g)生成HCl(g)(理想气体反应)4.某物质气体的物态方程为:
(p+a/Vm2)Vm=RT其中Vm是该气体的摩尔体积,a为常数,(a)请证明(Um/Vm)T=a/Vm2(b)在等温下,将1mol该气体从Vm变到2Vm,请得出求算摩尔熵变的公式