3热力学第二定律.docx

1、3热力学第二定律3热力学第二定律D1 、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 、对封闭的单组分均相系统，且W=0时，的值应是（ ）（1）0 （3）=0 （4）无法判断4 、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=

2、 S3， S4=05、1 mol理想气体经一等温可逆压缩过程，则：（ ）。 (1) G A； (2) G ， =， Vm( H2O,l )，所以随着压力的增大，则H2O( l )的凝固点将：（ ） （1）上升； （2）下降； （3）不变； （4）不能确定。15、 理想气体定温自由膨胀过程为（ ） (A) S0 (B) U0 (D) W S(液) S(固)； （2） S(气) S(液) S(液) = S(固)。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（）与不可逆绝热膨胀（）至相同终态温度，（选择填,

3、， = ， ， =， 0 ， 0， 0， 0 或 = 0） 17、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） 。 18、已知某化学反应在25 的标准摩尔熵变为rS (298 K)，又知该反应的B Cp,m,B，则温度T时该反应的标准摩尔熵变rS (T) =。19、热力学基本方程dH=TdS+Vdp+BdnB的适用条件为组成变的系统和。20、克劳修斯不等式的形式是 ；等号对应于 过程，不等号对应于 过程。四、计算题1、已知0冰的饱和蒸气压为0.611 kPa,其升华焓为2820 Jg-1，水汽的Cp,m=30.12 JK

4、-1mol-1。若将0 时的1 g冰转变为150，10.13 kPa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=18.02 gmol-1。2、已知25时C2H5OH(g)的标准摩尔生成焓为234.81 kJmol-1。C，H2，O2，C2H5OH(g) 的标准摩尔熵分别为5.694 JK- 1mol-1，130.59 JK- 1mol-1，205.03 JK- 1mol-1，282.59 JK- 1mol-1，试计算25时 C2H5OH (g) 的标准摩尔生成吉布斯函数。3、 液态汞的饱和蒸气压与温度T的关系式为 。试计算25时Hg( l )的饱和蒸气压p( Hg，l

5、)及Hg( l )的摩尔蒸发焓vapHm = ？4、试计算1 kg 0的水在101.325 kPa下变为200的蒸气的S。已知水的汽化焓为2259 Jg-1，质量热容为4.184 JK-1g-1，蒸气的质量热容为1.96 JK-1g-1。5、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。6、1 mol，10 dm3，100 K的H2（设为理想气体）放在600 K热源中反抗恒定外压49.88 kPa作不可逆膨胀至平衡态，以H2为系统，热源为环境，求环境的熵变。7、已知CO2在194.67 K时的摩尔升华焓为 25.30 kJmol

6、 -1，固体CO2在194.67 K时的标准摩尔熵为68.8 ，求气体CO2在194.67 K的标准摩尔熵。8、 在298 K等温下，一瓶0.2 mol，20kPa的氧气和另一瓶0.8 mol，80 kPa的氮气相混合，混合后气体充满两个瓶内，设氧与氮气都是理想气体求： （1）混合均匀后，瓶内气体的压力； （2）混合过程中的Q，W，U，H，S，A，G。9、 今有2 mol的水( H2O，l )在100及其饱和蒸气压101.325 kPa下全部蒸发成水蒸气( H2O，g ) 。已知在此条件下H2O ( l ) 的摩尔蒸发焓vapHm = 40.668 kJmol-1，求过程的Q，W，U，H，S，

7、A及G。（液态水的体积相对气态的体积可以忽略）10、 4 mol某理想气体，其CV,m = 2.5 R，由始态531.43 K，600 kPa，先等容加热到708.57 K，在绝热可逆膨胀至500 kPa的终态。求终态的温度。整个过程的U及S各为若干？11、1 kg空气从0，500 cm3的状态变到100，1000 cm3的状态，其熵变为多少？可把空气作为理想气体，其CV,m为20.79 JK-1mol-1。已知空气中N2与O2的摩尔比为0.79 / 0.21，N2与O2的摩尔质量分别为28.0 gmol-1与32.0 gmol-1。12、在17，778 kPa下的1 g液态氨，在真空容器内恒

8、温蒸发，直到最终体积为165 cm3，压力为778 kPa。试计算系统在该过程中的Q，U，H，S及G。已知在17，778 kPa下液氨的质量体积为2 cm3g-1，氨气的质量体积为165 cm3g-1。在17时液氨的饱和蒸气压为778 kPa，氨的蒸发焓为1275 Jg-1。13、设有2 mol单原子理想气体，其Cp,m = 2.5 R。由298.15 K及3 MPa的始态压力突然降到100 kPa绝热膨胀，作膨胀功2095 J，试计算系统的熵变S。14、1 mol理想气体从同一始态25，506.5 kPa分别经历下列过程到达相同的终态25，101.3 kPa。此二途径为（1）绝热可逆膨胀后等

9、压加热到终态；（2）等压加热，然后经等容降温到达终态。分别求出此二过程的Q，W，U，H，S和G。15、已知H2O(l)在298K时的饱和蒸气压为3168Pa,蒸发焓为44.01 kJmol-1,现有2 mol H2O(l)在298K、0.1 MPa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。16、在59时，过冷液态二氧化碳的饱和蒸气压为0.460 MPa，同温度时固态CO2的饱和蒸气压为0.434 MPa，问在上述温度时，将1 mol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。17、1 mol 268 K的过冷液态苯，凝结成为268

10、K的固态苯。用熵增原理通过计算证明此过程能否发生。已知苯的熔点为278 K，摩尔熔化焓fusHm = 9923 Jmol-1，定压摩尔热容Cp,m ( C6H6，l ) = 126.9 JK-1mol-1，Cp,m ( C6H6，s ) = 122.7 JK-1mol-1。18、1 mol理想气体在300 K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。 19、1 mol水在100、101.325 kPa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、50 kPa的水蒸气，求此过程的Q，W，U，H，S，A和G 。已知水在100、101325 Pa

11、下的vapHm为40.67 kJ. mol-120、 反应Fe3O4(s) + 4H2(g) = 3Fe() + 4H2O(g) 在800 K下 进行。求反应的rH (800K) , rU (800K) , rG (800K)各为多少？298 K有关数据如下表： 物 质fH / kJ mol-1 S / J K-1- mol-1 Cp,m / JK-1 mol-1Fe3O4(s)H2(g)Fe()H2O(g) 1116.71 151.46 193.00 0 130.58 28.33 0 27.15 30.88 241.84 188.74 36.0221、在0 附近，纯水和纯冰成平衡，已知0 时

12、，冰与水的摩尔体积分别为0.01964 10-3 m3mol-1和0.01800 10-3 m3mol-1，冰的摩尔熔化焓为 fusHm = 6.029 kJmol-1，试确定0时冰的熔点随压力的变化率dT / dp = ？22、乙醚在0时的饱和蒸气压为24.6 kPa，在033时的蒸发焓为385 Jg-1，试计算乙醚在33时的蒸气压。已知C2H5OC2H5的摩尔质量M = 74.5 gmol-1。23、在25时1 mol O2从1000 kPa自由膨胀到100 kPa，求此过程的U，H，S，A，G（设O2为理想气体）。24、在温度恒定为300 K的条件下，将1 mol体积为20 10-3 m

13、3的理想气体A与1 mol体积为30 10-3 m3的理想气体B，混合成体积为75 10-3 m3的理想气体混合物。求此过程的S，A及G各为若干？25、在27 时, 1mol理想气体由106Pa定温膨胀至105Pa,试计算此过程的U、 H、 S和 G。26、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40670J mol-127、(1)在300K时 ,5mol的某理想气体由10dm3定温可逆膨胀到100 dm3.计算此过程系统的熵变;(2)上述气体在300K时由10 dm3向真空膨

14、胀变为100 dm3.试计算此时体系的S,并与热温商作比较. 28、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 65.4443.5633.577对下列反应： C2H5OH(g) = C2H4(g) + H2O(g) 求此反应在398K时，标准压力下=1mol时的29、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30、在

15、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31、10mol液体水在100和标准压力下蒸发,试计算此过程的H,SG和W。已知水在100和标准压力下蒸发为水蒸气的摩尔蒸发焓为40.67KJ.mol-1假设水的体积比之蒸气的体积可略去不计,蒸气作为理想气体. 32、已知水在100 及标准压力下蒸发热为2259J.g-1,求1mol的水在 100 及标准压力下蒸发为100 及标准压力下的水蒸气之S和G。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1 K，试证明其所作的功为nRK。