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27.在一绝热恒容箱内，有一绝热板将其分成两部分，隔板两边各有别为298K、p°

与298K、10p°

，若以全部气体为体系，抽去隔板后，则?

S中，哪些为零？

、单选题：

.SH、、

1.T适合于下列过程中的哪一个？

（A）恒压过程；

（B）绝热过程；

（C）恒温过程

2.可逆热机的效率最高，因此由可逆热机带动的火车：

（A）跑的最快；

（B）跑的最慢;

（C）夏天跑的快

3.在一定速度下发生变化的孤立体系，其总熵的变化是什么？

（A）不变；

（B）可能增大或减小;

（C）总是增大

4.对于克劳修斯不等式dS一-Q.T环，判断不正确的是：

（A）

dS=、QT环必为可逆过程或处于平衡状态；

（B）dS…QT环必为不可逆过程；

（C）dS'

QT环必为自发过程；

（D）dS：

：

「Q.T环违反卡诺定理和第二定律，过程不可能自发发生

（E）

1molN2,其状态分

Q、W、?

H、

（D）可逆相变过程。

（D）冬天跑的快。

（D）总是减小。

。

下列计算熵变公式中，哪个是错误的:

8.理想气体在绝热条件下，在恒外压下被压缩到终态，则体系与环境的熵变:

（A）?

S（体）>

0,?

环）>

0；

（B）?

S（体）<

S（环）<

（C）?

0,?

环）=0；

（D）?

9.一理想气体与温度为T的热源接触，分别做等温可逆膨胀和等温不可逆膨胀到达同一

终态，已知WR=2WIr，下列式子中不正确的是：

lSrJ=Slr；

（B）lSr=.：

S|r；

（C）[Sr=2Q|rT；

（D）

■'

S^（等温可逆）ds体

亠d^PdV

适用于下列:

（B）无体积功的封闭体系的简单状态变化过程

（D）封闭体系的任意变化过程；

11.实际气体CO2经节流膨胀后，温度下降，那么：

S（环）>

（C）

环）=0;

S（环）=0。

⑴尸⑵Q⑶“（4）

（A）图⑴；

（B）图⑵；

（C）图⑶；

（D）图⑷

14.某体系等压过程AtB的焓变？

H与温度T无关，则该过程的：

U与温度无关

;

（B）

S与温度无关

F与温度无关

G与温度无关

15.等温下，

一个反应

aA+

bB=dD+eE的？

rCp=0,那么：

与T无关,

与T无关，

与T无关;

与T有关；

与T有关，

与T无关。

19.有一个化学反应，在低温下可自发进行，随温度的升高，自发倾向降低，这反应是:

（A）?

20.?

G=?

A的过程是：

（A）H2O（I,373K,p0）H2O（g,373K,p°

）;

（B）N2（g,400K,1000kPa）N2（g,400K,100kPa）;

（C）等温等压下，N2（g）+3H2（g）NH3（g）;

Ar（g,T,p）Ar（g,T+100,p）o

（D）?

.等容等熵条件下，过程自发进行时，下列关系肯定成立的是：

23.实际气体节流膨胀后，其熵变为：

（A）^nRlnV7；

（B）^-；

2Tdp；

（0*：

細

25.下列过程满足：

S.0,Q「T环的是：

（A）恒温恒压（273K,101325Pa）下，1mol的冰在空气升华为水蒸气

（B）氮气与氧气的混合气体可逆绝热膨胀；

（C）理想气体自由膨胀；

（D）绝热条件下化学反应。

26.吉布斯自由能的含义应该是：

（A）是体系能对外做非体积功的能量；

（B）是在可逆条件下体系能对外做非体积功的能量

（C）是恒温恒压可逆条件下体系能对外做非体积功的能量

（D）按定义理解G=H-TSo

27.在

-10C、101.325kPa下，1mol水凝结成冰的过程中，下列哪个公式可以适用：

H-七

U=T?

（B）T;

H=T?

S+V?

p；

G「p=0。

28.对于封闭体系的热力学，下列各组状态函数之间的关系中正确的是：

（A）A>

U；

（B）A<

（C）G<

（D）H<

A。

29.373.2K、101325Pa的水，使其与大热源接触，向真空蒸发成为373.2K、101325Pa下

的水气，对这一个过程，应选用哪一个作为过程方向的判据：

U；

A；

H；

G。

30.热力学基本方程dG=-SdT+Vdp,可适应用下列哪个过程：

（A）298K、标准压力下，水气化成蒸汽；

（B）理想气体向真空膨胀；

（C）电解水制取氢气

（D）N2+3H2

2NH3未达到平衡

31.下列过程可用T计算的是:

（A）恒温恒压下无非体积功的化学反应

（C）恒温恒压下任意相变；

恒温恒压下可逆原电池反应；

恒温恒压下任意可逆相变。

32.1mol范德华气体的

（A）Vm-b；

wT应等于：

（B）Vm；

仙、

—-

e丿s的值等于:

（D）Vm-b。

R；

nR；

（C）C

34.下列各量中哪个是偏摩尔量:

0人,V,n#.

「，P，nj^•

33.n摩尔理想气体的

V；

i二

ZT，p,nj甘；

（D）

5T,P,njj：

n・

T,p,njM，下列叙述中不正确的是:

35.对多组分体系中i物质的偏摩尔量

（A）Xi是无限大量体系中i物质每变化1mol时该系统容量性质X的变化量

（B）X为容量性质，Xi也为容量性质；

（C）Xi不仅决定于T、p,而且决定于浓度;

（D）X=EniXi。

36.对于吉布斯-杜亥姆公式，下列叙述不正确的是：

（A）X=EnBXB;

（B）

（C）EnBXB=0;

（D）表明各物质偏摩尔之间有关系

刀nBdXB=0;

2pH2O（I）;

37.已知水的六种状态：

①100C,p0H2O（I）:

②99C,2p°

H2O（g）:

③100C,

④100C、2p0H2O（g）:

⑤101C、p0H2O（I）；

101C、p°

H2O（g）。

它们化学势高低顺序是:

M；

（B）M>

（D）M>

均相单组分封闭体系，达到平衡的判据是：

（B）?

U=0；

A=0；

（A；

VS应等于：

（A）MMMM

（C）m>

38.在恒焓恒压条件下,

S=0;

M2>

遁>

M；

|J5o

G=0o

39.对于双原子分子的理想气体，

5T_2T

（A）3V;

（B）_5V；

40.任一单组分体系，恒温下，其气

（A）

（1）；

5Vo

（C）3T;

（g）、液（I）态的化学势（M与压力（P）关系图正确是:

（D）（4）o

三、多选题：

1.在以下偏导数中，大于零的有：

兰兰岂卫卫

（A）汀p；

（B）Wt；

（C）.汀p；

Q）.:

Sv；

（E）；

Vs。

2.由热力学基本关系式，可导出

（A）汀p；

（B）-P；

.Ws等于:

（C）.■-VT；

（E）?

ZnSO4+H2（g,p0）;

ZnSO4（aq）+Cu（s）;

2Cu（s）+2HCI（g）;

3.体系的始态与终态之间有两种途径：

A为可逆途径；

B为不可逆途径。

以下关系中不

正确的是：

SA=?

Sb;

（B）刀3Q/T=刀3Q/T

SA=/SQa/T;

（E）?

SB=

8.下列过程中，？

S（系）<

S（总）>

0的过程是：

（A）等温等压H2O（I,270K,p0）H2O（s,270K,p°

（B）等温等压H2O（I,373K,p°

）H2O（g,373K,p0）;

（C）等温等压H2O（I,383K,p0）H2O（g,383K,p0）;

（D）nmol理想气体恒外压等温压缩过程;

（E）1000KCaCO3（s）CaO（s）+CO2（g）。

9.378K、p0下，过热水的下列哪个物理量小于同温同压下水蒸气：

（A）Hm;

（B）Gm;

（C）;

（D）Sm;

（E）Am。

2.证明：

•:

卩T

Cp=T

3.证明：

8.在25C、p0下，若使1mol铅与醋酸铜溶液在可逆情况下作用，得电功91838.8J,同

时吸热213635.0J,计算过程的？

9.女口图所示的刚性绝热体系，求抽去隔板达平衡后体系熵变

10•计算-10C、p°

下，1mol过冷水凝结成冰时，过冷水与冰的饱和蒸气压之比：

PlPs。

巳知Cp,m（水）=75.40JK-1mol-1，Cp,m（冰）=37.70JK-1mo「，冰的熔化热？

Hm=6032-1

Jmol

11•将处于标准状态下的纯氢气，氮气和氨气混合，在标准状态下形成1mol的混合物,

其组成为：

20%N2、50%H2、30%NH3。

计算混合过程的？

S。

12•在甲醇脱氢生产甲醛中，发现银催化剂的活性逐渐消失，此现象是否是由于有Ag2O

生成所致？

巳知反应在550C、po下进行，有关数据如下：

fGm（Ag20,298K）=-10836.6Jmol-1;

fHm（Ag2O,298K）=-30585Jmol-1;

-1-1-1-1

Cp,m（Ag）=26.78JKmol；

Cp,m（Ag2O）=65.69JKmol；

Cp,m（O2）=31.38-1-1

JKmol

13•1mol水在p°

、

的蒸气。

计算此过程的

0.5p0、200C

蒸气为理想气体，巳知水蒸气的Cp,m=33.58JK-1・mol-1,Sm（298K）=188.7JK-1mol

14•10molH2（理想气体）,Cv，m=

JK-1mol-1,在298K、po时绝热可逆地压缩到

10p0,

计算该过程的Q、W、?

A和？

巳知Sm（298K）=130.59JK-1mol

15.计算符合状态方程PL的1mol气体从（p„V"

恒温可逆膨胀到（p2,V2）

时的W、Q、?

（用V2来表示）。

第二章热力学第二定律练习题答案

、判断题答案：

1.对。

2.错，如绝热不可逆压缩过程。

3.错，理想气体的等温可逆膨胀AS>

4.第1,2个结论正确，第3个结论错。

5•错，系统由同一始态出发，经绝热可逆和绝热不可逆过程不可能到达相同的终态。

6.错，环境的熵变应加在一起考虑。

7.错，要在隔离系统中平衡态的熵才最大。

错。

9•不矛盾，因气体的状态变化了。

10.错，如过冷水结冰。

11•错，必须可逆相变才能用此公式。

12.错，系统的熵除热熵外，还有构型熵。

当非理想气体混合时就可能有少许热放出。

13.对。

14.错。

未计算环境的熵变；

15.错，如过冷水结冰，AS<

0,混乱度减小，

16.错，必须在等温、等压，W=0的条件下才有此结论。

17.错，若有非体积功存在，则可能进行，如电解水。

18.错，此说法的条件不完善，如在等温条件下。

19.错，不满足均相系统这一条件。

20.错，不可逆过程中SWM-pdV。

21.是非题：

（1）对；

（2）不对；

（3）不能；

（4）有，如NH4CI溶于水，或气体绝热不可逆膨胀；

（5）可以。

22.AS=AH/T,AS（环）=-AU/T；

24.

（1）

⑸

AU=

AG=

=AH=0；

（2）AH=0；

（3）AS=

0；

（6）AU、AH、AS、AA

25.

AU、

、ASAA、AG均为0；

26.

AU:

=0,

AS>

0,AH>

0,AA<

AG无法确定；

27.

W、

Q、

AU、AH=0,AS>

V1:

=RT/10,V2=RT

23.1mol理想气体，等温过程，W=V2过程；

AS1=

AS=

V=?

（V1+V2）=11RT/22,

AS2=Rln（V/V2）=Rin（11/20）,

Rln（V/V1）=Rin（11/2）

A1+AS2=Rin（121/40）>

、AG都为

（4）AU=0；

0。

二、单选题答案：

1.D；

2.B；

3.C；

4.C；

5.D；

6.B；

7.C；

8.C；

9.A；

11.C；

12.D；

13.C；

14.B；

15.B；

16.B；

17.D；

18.C；

19.D；

21.B；

22.D；

23.B；

24.D；

25.C；

26.D；

27.B；

28.B；

29.B；

31.D；

32.A；

33.D；

34.B；

35.B；

36.C；

37.A；

38.A；

39.B；

三、多选题答案:

1.CD；

BC；

3.BC；

CE；

5.CD；

CD；

7.DE；

AD；

9.AD；

.DE；

11.D；

.D。

四、主观题答案：

1.证明：

将dU

10.B；

20.B；

30.B；

40.Co

代入第-

•定律表达式中：

dVpdV二dT

脚丿V

pdV

Q汀V

€T

ILT

」u一空

汀V订2V汀V

」p,tJp

=_汀V

-21

汀2V

-pp

-2

_£

_P|

所以SQ不具有全微分，Q不是状态函数。

du®

证明：

U=f（T,p）,•••；

jdT十宁［dp=TdS—pdV

•/dU=TdS-pdV,•l可5（即人

Udp=TdS—pdVO

在等温下：

dT=0,••:

卩t

包〕=T便）

pT•:

卩T

卫一t—

T订p

-5丿p

Wp汀p

卩S;

Sp，则

CpT汀s汀pT

等温下两边同除以dp:

至V

又•.•.：

卩T汀p

dT+——fdpO

■：

p——I

密P丄

—p

3丿T

等压下，

•5V,

由麦克斯韦关系式:

代入，得:

ds3

4.证明：

⑴由于内能是状态函数，所以：

AU3=M+2U2

•AU=Q+W,•Q3+W3=（Q1+Wi）+（Q2+W2）,即Q3-（Qi+Q2）=（Wi+W2）-W3由图上可知：

（Wi+W2）-W3=Wi-W3=AABC勺面积工0Q3-（Qi+Q2）丰0,Q3丰Qi+Q2

⑵由公式:

丄S3二Cp

ASi

设C点温度为T'

=Cp

.Q亠S2=CpIn

Ti（在等压下

-RIn巴气T丿

）,

LS2=CvIn

lTJ（在恒容下）

二CpIn

T2_RInT2

TiT

T2Rin

T丿

C等容＞B:

巴二电

p2V2

或：

丁2二nR

P1V1-nR

△S3=/Si+ZS?

5.证明:

Q=-W=nRTIn丄=1X8.314沃298^1n5=3987.5J;

W=—3987.5J

.Qr3987.5-i..

.SRi3.38JK-1,.A=.：

G=—3987.5J

T298

Q=-W=p^2—Vi）=RT1—止1=8.314x298汉（1—5）=1982J

（2）ZU=ZH=0,Ipi丿

△S=nRln旦f=13.38JK-1,心=AA=—3987.5J

⑴丿

fY-v2

v5p1I_■

Y=—,T2=人—I=298^55=156.8K

⑶3lp2丿

AU=nCv,m^T

.■:

H=nCp,m1T

R156.8_298--1761J,Q=0

7•解:

=|r156.8—298=—2934J,W=.U=-1761J

8•解：

=-91838.8J,Q=213635.0J,W（体积功）=0,W=W

AU=Q+W=213635-91838.8=121796.2J

-1

AH=AJ+ApV）=A=121796.2JAS=T=213635/298=716.9JK

AA=AJ-TAS=-91838.8J,AG=-91838.8J

9.解：

确定初始和终了的状态

nRTHe2x8.314x283.23

VHeHe50.04649m3

P1.013X105

nRTh22汇8.314汇293.23

VH50.02406m

初态：

2P1.013105

终态：

关键是求终态温度，绝热，刚性，△U=0

T2-th2=0

2.5RX（293.2-T2）,•••T2=287.7K

nHeCV,mHeI.T2—JenH2CV,mH2

即：

2X1.5RX（T2-283.2）=1X

V2=VHeVh2=0.04649+0.02406=0.0

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