第二章熱力學(xué)第二定律.doc

第二章 熱力學(xué)第二定律一、選擇題125時，將11.2升O2與11.2升N2混合成11.2升的混合氣體，該過程( )(A) S 0，G 0 ；(B) S 0，G 0 ；(C) S = 0，G = 0 ；(D) S = 0，G rHm/T ；(C) rSm rHm/T ； (D) rSm rHm/T 。4已知水的六種狀態(tài)：100，pH2O(l)；99，2pH2O(g)；100，2pH2O(l)；100、2pH2O(g)；101、pH2O(l)；101、pH2O(g)。它們化學(xué)勢高低順序是 ( )(A) 2 4 3 1 5 6 ； (B) 6 5 4 3 2 1 ；(C) 4 5 3 1 2 6 ； (D) 1 2 4 3 6 5 。5.下列過程中S為負值的是哪一個 ( )(A) 液態(tài)溴蒸發(fā)成氣態(tài)溴 ； (B) SnO2(s) + 2H2(g) = Sn(s) + 2H2O(l) ；(C) 電解水生成H2和O2 ； (D) 公路上撤鹽使冰融化 。6從A態(tài)到B態(tài)可沿兩條等溫膨脹途徑進行，一條可逆，一條不可逆，試判斷哪個關(guān)系式成立 ( )(A). S可逆S不可逆 (B). W可逆 W不可逆(C). Q可逆 (QW) 不可逆7在隔離體系中發(fā)生一個自發(fā)過程，則G應(yīng)為 ( )(A). G 0 (C). G =0 (D). 不能確定8某氣體進行不可逆循環(huán)過程的熵變?yōu)?( )(A). S系 = 0 , S環(huán) = 0 (B). S系 = 0 , S環(huán) 0(C). S系 0 , S環(huán) = 0 (D). S系 0 , S環(huán) 09某物質(zhì)的蒸氣壓可由下式表示：ln(P/kpa)=13.14(2437/T)，該物質(zhì)的摩爾氣化熱為( )(A). 20.26 kJmol-1 (B). 293.1 Jmol-1(C). 5612 Jmol-1 (D). 2437 Jmol-1101mol理想氣體經(jīng)絕熱自由膨脹體積增大10倍，則物系的熵變?yōu)椋?）(A). S = 0 (B). S = 19.1 J/K (C). S 19.1 J/K (D). S H2O(g) (C). H2O(l) F (B). G F(C). G =F (D). G與F無法進行比較14在200C和1atm下，1mol的過冷水結(jié)成冰，則物系 、環(huán)境及總熵變是( )(A). S系 0 , S環(huán) 0 , S總 0 , S環(huán) 0 , S總 0(C). S系 0 , S總 0 (D). S系 0 , S總 015等溫等壓下發(fā)生不可逆電池反應(yīng)，其S的計算公式為（ ）(A). S =H/T (B). S =(HG )/T(C). S=Q實/T (D). 以上三式都不適用16絕熱封閉體系中若S 0，表明該過程是（ ）(A). 可逆 (B). 自發(fā) (C). 非自發(fā) (D) 自發(fā)或非自發(fā)17對于封閉體系，當(dāng)Wf=0時，可作為過程的可逆性與變化方向性的判據(jù)有（ ）(A). (dU)T.V0 (B). (dH)S.P0 (C). (dS)U.V0 (D). (dG)T.P018250C,1atm下，NaCl在水中溶解度為6mol L-1, 如將1molNaCl溶解于1L水中，此溶解過程中體系的S和G變化為（ ）(A). G 0 ，S 0 ，S 0(C). G 0 (D). G = 0 ，S 019在一個絕熱的剛性密閉容器中，裝有H2和Cl2的混合氣體，T為298K，用光引發(fā)使之反應(yīng)生成HCl(g)，設(shè)光照能量可不計，氣體為理想氣體，測得fHm (HCl)= 92.30kJmol-1，此過程（ ）(A). H0 S0 (B). H0 S0(C). H0 (D). H0 S020純物質(zhì)在恒壓下無相變時的GT曲線形狀是 ( )G G G GT T T T(A) (B) (C) (D)21實際氣體CO2經(jīng)節(jié)流膨脹后，溫度下降，那么（ ）(A) S(體) 0，S(環(huán)) 0 ； (B) S(體) 0(C) S(體) 0，S(環(huán)) = 0 ； (D) S(體) p2 ， (C) p1 ,=, 0，F(xiàn) ,=,0，那么該氣體節(jié)流膨脹后溫度 ，體系的熵 。 13對于理想氣體，其 0， 0。14由Clapeyron方程導(dǎo)出Clausius-Clapeyron方程積分式時所作出的三個近似處理分別是： 氣體為理想氣體， ， 。15從熵的統(tǒng)計意義來判斷下列過程體系的熵值是增大還是減少：苯乙烯聚合成聚苯乙烯 ；氣體在催化劑表面的吸附 。16偏摩爾熵的定義式為 ；純物質(zhì)兩相平衡的條件為 。17從微觀角度而言,熵具有統(tǒng)計意義,它是體系_的一種量度。熵值小的狀態(tài)相對于_的狀態(tài)。三、證明題1證明：2證明：3.4證明氣體的焦耳系數(shù)有下列關(guān)系式：。5四、計算題1 1molCH3C6H5在其沸點383.15K時蒸發(fā)為氣，求該過程的Q、W、vpaUm、vapHm、vapGm、vapFm和vapSm。 已知該溫度下CH3C6H5的氣化熱為362kJkg-1。2 某一化學(xué)反應(yīng)若在等溫等壓下(298.15K,p)進行，放熱40.0 kJ，若使該反應(yīng)通過可逆電池來完成，則吸熱4.0kJ。 計算該反應(yīng)的熵變； 當(dāng)該反應(yīng)自發(fā)進行時(即不做電功時)，求環(huán)境的熵變和總熵變； 計算體系可能做的最大功為多少？ 3將298.15K的1molO2從p絕熱可逆壓縮到6p，試求Q、W、Um、Hm、Gm、Fm、Sm和Siso。已知 Sm(O2)=205.03 JK-1mol-1， Cp,m=3.5R。41mol單原子理想氣體始態(tài)為273K、 P, 經(jīng)絕熱不可逆反抗恒外壓0.5P膨脹至平衡。試計算該過程的W、U、H、S、G、F (已知 273K、 P下該氣體的摩爾熵為100JK-1mol-1)。5C2H4蒸氣壓與溫度的關(guān)系式為：,計算其在正常沸點（103.9）時的蒸氣壓。7在10g沸水中加入1g 273.2K的冰，求該過程的S的值為多少？已知冰的熔化熱為6025 Jmol-1，水的熱容Cp,m = 75.31 JK-1mol-1。81mol單原子理想氣體始態(tài)為273K、 P，經(jīng)絕熱可逆膨脹至壓力減少一半，試計算該過程的W、U、H、S、G、F(已知 273K、 P下該氣體的摩爾熵為100JK-1mol-1)。91mol過冷水在268K、P下凝固，計算該過程的H、S、G、F 和最大非膨脹功、最大功。已知水在熔點時的熱容差為37.3 Jmol-1，fusHm(273K) = 6.01k Jmol-1，(水) = 990kgm-3，(冰) = 917 kgm-3。10苯在正常沸點353K下的vapHm=30.77 kJmol-1，今將353K及p下的1mol苯向真空等溫蒸發(fā)為同溫同壓的苯蒸氣(設(shè)為理想氣體)，求此過程中Q、W、vapG、vapS和S環(huán)，并根據(jù)有關(guān)原理判斷上述過程是否為不可逆過程。11在298.15K、p下進行的相變：H2O(l, 298.15K,p) H2O(g, 298.15K,p)，計算相變的G，并判斷該過程能否自發(fā)進行。已知298.15 K時水的蒸氣壓為3167Pa，忽略液態(tài)水的體積。12在373K，p下，1 mol液態(tài)水在真空瓶中揮發(fā)完，最終壓力為30.398kPa，此過程吸熱46.024kJ，試計算U、H、S和G。計算時忽略液態(tài)水的體積。131mol氦氣從473K加熱到673K，并保持恒定101.325kPa。已知氦在298K Sm= 126.06 JK-1mol-1，并假定氦為理想氣體，計算H、S和G。如果G 2. ； ； = 4. 5. T/CV ；T/Cp 6. 5.76 ； 0 7. = ； = 8. ； ； = 12. 降低 ； 升高13. ； = 14. 凝聚相體積可以忽略； 相變焓不隨溫度變化15. 減小 ；減小 16. ； 物質(zhì)在兩相中的化學(xué)式相等17. 微觀狀態(tài)數(shù) ； 比較有序三、證明題答案1 2 3.4 5 四、計算題答案1解：Qp = 33.35kJ vapHm= 33.35kJmol-1 W =3.186kJ vpaUm= 30.16 kJmol- vapGm = 0 vapFm = -3.186 kJmol-1 vapSm = 87.03 JK-1mol-1 2 34 T2=218.4K U=- 680.9 J W=680.9 J H=-1135 J S= 1.125 Jk-1