热力学第二定律练习题及答案Word文档格式.docx
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10、克-克方程适用于纯物质的任何两相平衡。
11、如果一个化学反应的∆rH不随温度变化,则其∆rS也不随温度变化,()
12、在多相系统中于一定的T,p下物质有从化学势较高的相自发向化学势较低的相转移的趋势。
13、在-10℃,101.325kPa下过冷的H2O(l)凝结为冰是一个不可逆过程,故此过程的熵变大于零。
14、理想气体的熵变公式只适用于可逆过程。
15、系统经绝热不可逆循环过程中∆S=0,。
二、选择题
1、对于只做膨胀功的封闭系统的(∂A/∂T)V值是:
( )
(1)大于零
(2)小于零 (3)等于零(4)不确定
2、从热力学四个基本过程可导出=()
3、1mol理想气体
(1)经定温自由膨胀使体积增加1倍;
(2)经定温可逆膨胀使体积增加1倍;
(3)经绝热自由膨胀使体积增加1倍;
(4)经绝热可逆膨胀使体积增加1倍。
在下列结论中何者正确?
(1)∆S1=∆S2=∆S3=∆S4
(2)∆S1=∆S2,∆S3=∆S4=0
(3)∆S1=∆S4,∆S2=∆S3(4)∆S1=∆S2=∆S3,∆S4=0
4、1mol理想气体经一等温可逆压缩过程,则:
()。
(1)∆G>
∆A;
(2)∆G<
(3)∆G=∆A;
(4)∆G与∆A无法比较。
5、理想气体从状态I等温自由膨胀到状态II,可用哪个状态函数的变量来判断过程的自发性。
()
(1)∆G
(2)∆U(3)∆S(4)∆H
6、物质的量为n的理想气体等温压缩,当压力由p1变到p2时,其∆G是:
(1);
(2);
(3);
(4)
7、1mol理想气体从相同的始态(p1,V1,T1)分别经绝热可逆膨胀到达终态(p2,V2,T2),经绝热不可逆膨胀到达,则TT2,VV2,SS2。
(选填 >
,=,<
)
8、若系统经历一个循环过程,则下列各组哪一组所包含的量其改变量均为零:
(1)U、Q、W、H;
(2)Q、H、C、CV;
(3)U、H、S、G;
(4)△U、△H、Qp、QV。
9、在100℃,101.325kPa下有1mol的H2O(l),使其与100℃的大热源接触并使其向真空中蒸发,变为100℃,101.325kPa的H2O(g),对于这一过程可以用哪个量来判断过程的方向?
(1)∆S(系统)
(2)∆S(系统)+∆S(环境)(3)∆G(4)∆S(环境))
10、液态水在100℃及101.325kPa下汽化成水蒸气,则该过程的()。
(1)∆H=0;
(2)∆S=0;
(3)∆A=0;
(4)∆G=0
11、一定条件下,一定量的纯铁与碳钢相比,其熵值是()
(1)S(纯铁)>
S(碳钢);
(2)S(纯铁)<
S(碳钢);
(3)S(纯铁)=S(碳钢);
12、非理想气体绝热可逆压缩过程的∆S()
(1)=0;
(2)>
0;
(3)<
13、对封闭的单组分均相系统,且W’=0时,的值应是()
(1)<
0
(2)>
0(3)=0(4)无法判断
14、10mol某理想气体,由始态300K,500kPa进行恒温过程的吉布斯函数变∆G=-47.318kJ。
则其终态系统的压力为()。
(1)125kPa;
(2)75.0kPa;
(3)7.500kPa;
(4)25kPa)
15、理想气体定温自由膨胀过程为()
(1)△S>
0
(2)U<
0(3)Q>
0(4)W<
三、填空题
1、等式适用于。
2、热力学第三定律的普朗克说法的数学表达式为。
3、1mol理想气体由同一始态开始分别经可逆绝热膨胀(Ⅰ)与不可逆绝热膨胀(Ⅱ)至相同终态温度,(选择填>
<
=)则∆UⅠ∆UⅡ,∆SⅠ∆SⅡ。
4、1mol理想气体从p1=0.5MPa节流膨胀到p2=0.1MPa时的熵变为∆S=。
5、使一过程的∆S=0,应满足的条件是。
6、有个学生对理想气体的某个公式记得不太清楚了,他只模糊记得的是。
你认为,这个公式的正确表达式中,x应为。
7、热力学基本方程之一为dH=。
8、在732K时,反应NH4Cl(s)==NH3(g)+HCl(g)的∆rG=-20.8kJ·
mol-1,∆rH=154kJ·
mol-1,则该反应的∆rS=。
9、绝热不可逆膨胀过程系统的∆S0,绝热不可逆压缩过程系统的∆S0。
(选填>
,<
或=)
10、熵增原理表述为。
11、在热源温度为534K及305K间工作的可逆热机,每一循环能作功135J,求热机在每一循环过程中从高温热源吸取热量为。
12、在封闭系统中,无论发生何种不可逆绝热过程:
(1)决不会出现系统的熵变∆S(系统)
的现象;
(2)环境的熵变∆S(环)必然是。
选填>
0,≥0,<
0,≤0或=0)
13、由克拉贝龙方程导出最常用的、最简单的克拉贝龙-克劳修斯方程的积分式时所作的三个近似处理分别是
(1);
(2);
(3)。
14、已知某化学反应在25℃的标准摩尔熵变为∆rS(298K),又知该反应的∑νBCp,m,B,则温度T时该反应的标准摩尔熵变∆rS(T)=⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
15、热力学基本方程dH=TdS+Vdp+∑μBdnB的适用条件为组成⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽变的⎽⎽⎽⎽⎽⎽系统和⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
四、计算题
1、已知0℃冰的饱和蒸气压为0.611kPa,其升华焓为2820J·
g-1,水汽的Cp,m=30.12J·
K-1·
mol-1。
若将0℃时的1g冰转变为150℃,10.13kPa的水汽,系统的熵变为多少?
设水汽为理想气体。
已知H2O的摩尔质量M=18.02g·
2、固态氨的饱和蒸气压为,液态氨的饱和蒸气压为。
试求
(1)三相点的温度、压力;
(2)三相点的蒸发焓、升华焓和熔化焓。
3、4mol某理想气体,其CV,m=2.5R,由始态531.43K,600kPa,先等容加热到708.57K,在绝热可逆膨胀至500kPa的终态。
求终态的温度。
整个过程的∆U及∆S各为若干?
4、设有2mol单原子理想气体,其Cp,m=2.5R。
由298.15K及3MPa的始态压力突然降到100kPa绝热膨胀,作膨胀功2095J,试计算系统的熵变∆S。
5、已知H2O(l)在298K时的饱和蒸气压为3168Pa,蒸发焓为44.01kJ·
mol-1,现有2molH2O(l)在298K、0.1MPa下变为同温同压的水蒸气。
计算此过程的∆U,∆H,∆S,∆G。
设蒸气可视为理想气体。
6、在-59℃时,过冷液态二氧化碳的饱和蒸气压为0.460MPa,同温度时固态CO2的饱和蒸气压为0.434MPa,问在上述温度时,将1mol过冷液态CO2转化为固态CO2时,∆G为多少?
设气体服从理想气体行为。
7、在70℃时CCl4的蒸气压为81.613kPa,80℃时为112.43kPa。
计算:
(1)CCl4的摩尔汽化焓;
(2)正常沸点。
8、1mol理想气体在300K下,等温可逆膨胀体积增加一倍,计算该过程的W,Q,∆U,∆H,∆G,∆A及∆S。
9、1mol水在100℃、101.325kPa恒温恒压蒸发为同温同压下的水蒸气,然后将此水蒸气恒温可逆膨胀变为100℃、50kPa的水蒸气,求此过程的Q,W,∆U,∆H,ΔS,ΔA和ΔG。
已知水在100℃、101325Pa下的∆vapHm为40.67kJ.mol-1
10、在0℃附近,纯水和纯冰成平衡,已知0℃时,冰与水的摩尔体积分别为0.01964⨯10-3m3·
mol-1和0.01800⨯10-3m3·
mol-1,冰的摩尔熔化焓为∆fusHm=6.029kJ·
mol-1,试确定0℃时冰的熔点随压力的变化率dT/dp=?
11、在25℃时1molO2从1000kPa自由膨胀到100kPa,求此过程的∆U,∆H,∆S,∆A,∆G(设O2为理想气体)。
12、试求2mol,100℃,,40KPa水蒸气变成100℃及100KPa的水时,此过程的△H和△S,△G。
设水蒸气可视为理想气体,液体水的体积可忽略不计。
已知水的摩尔气化热为40670Jmol-1
13、已知各物质在298.15K时的热力学函数数据如下:
物质
C2H5OH(g)
C2H4(g)
H2O(g)
-235.30
52.283
-241.80
282.0
219.45
188.74
65.44
43.56
33.577
对下列反应:
C2H5OH(g)=C2H4(g)+H2O(g)
求此反应在398K时,标准压力下ξ=1mol时的
14、苯在正常沸点353K下的苯(l)和苯(g)的分别为135.1和81.76,现将2mol的苯(g)在300K,101.325KPa下全部等温等压冷凝为苯(l),求此过程的
15、在恒熵条件下,将3.45mol的某双原子理想气体从15℃,100kpa压缩到700kpa,然后保持容积不变降温至15℃,求此过程的
五、证明题
1、
2、试证明物质的量恒定的单相纯物质,只有p,V,T变化过程的
3、试证明封闭系统单相纯物质只有p,V,T变化过程的
理想气体的
4、若一液体的摩尔蒸发焓与温度的关系式为∆vapHm=∆H0+aT从克拉贝龙-克劳修斯方程微分式推导出该方程的定积分式。
5、在等压条件下,将物质的量为n的理想气体加热,使其温度升高1K,试证明其所作的功为-nRK。
热力学第二定律习题答案
一、是非题答案
1、×
2、√3、√4、×
5、×
6、×
7、√8、√9、×
10、×
11、√12、√13、×
14、×
15、√
二、选择题答案
1
(2)2
(2)3(4)4、(3)5、(3)6、(4)7、解:
>
>
8、(3)9、
(2)10、(4)11、
(2)12、
(1)13
(2)14、
(2)15、
(1)
三、填空题答案
1、解:
理想气体
2、解:
S*(0K,完美晶体)=0
3、解:
=<
4、解:
5、解:
绝热可逆过程循环过程
6、解:
p
7、解:
dH=TdS+Vdp
8