第二章熱力學(xué)第二定律

1、第二章熱力學(xué)第二定律一、選擇題1. 25C時(shí)，將11.2升02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 ?Hm/T ；(D) ? rSm (3 0 (5目；(B)6(1儀 (4 卩；(C)(5 (3 1(2 6 ；(D)卩2(43(65 。5下列過程中？S為負(fù)值的是哪一個(gè)()(A)液態(tài)溴蒸發(fā)成氣態(tài)溴；(B) SnO2(s) + 2H2(g) = Sn(s) + 2H 2O(I);(C)電解水生成H2和。2 ;(D)公

2、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(jìn)行，一條可逆，一條不可逆，試判斷哪個(gè)關(guān)系式成立()(A).AS可逆 AS不可逆(B).W可逆 W不可逆(C).Q可逆 Q不可逆(D).(Q 一 W)可逆 (Q W)不可逆7在隔離體系中發(fā)生一個(gè)自發(fā)過程，則AG應(yīng)為()(A).A G 0(C). A G =0(D).不能確定&某氣體進(jìn)行不可逆循環(huán)過程的熵變?yōu)? )(A).AS 系=0 ,A S= 0(B).AS系=0 ,A S 0(C).AS 系 0 ,A S= 0(D).AS系 0 ,AS 09.某物質(zhì)的蒸氣壓可由下式表示：In(P/kpa)=13.14 -(2437/T)，該物質(zhì)的摩爾氣化

3、熱為()-1 -1(A). 20.26 kJ mol(B). 293.1 J mol-1 -1(C). 5612 J mol(D). 2437 J mol10. 1mol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)?)(A). S = 0 (B). S = 19.1 J/K (C). S 19.1 J/K (D). S 陽(yáng)2O(g)(C).也0(1) F(B). G AF(C).A G = A F(D).AG與AF無法進(jìn)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).AS 系 0 ,A S 0 ,A 0 ,A S 0 ,A 0(C).AS

4、 系 0 ,A 0(D). AS系 0 ,A 015.等溫等壓下發(fā)生不可逆電池反應(yīng)，苴丿、AS的計(jì)算公式為()(A).A S = A H/T(B)A S =( A A G )/T(C).A S=Qs /T(D).以上三式都不適用16. 絕熱封閉體系中若A 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(duì)于封閉體系，當(dāng) Wf=O時(shí)，可作為過程的可逆性與變化方向性的判據(jù)有()(A). (dU)T.v 0(D). (dG)p00-118. 25 C,1atm下，NaCl在水中溶解度為 6mol I ,如將1molNaCI溶解于1L水中，此溶解過程中體系的

5、AS和AG變化為()(A) . A G 0 , A S 0 , A S 0(C). A G 0(D). A G = 0 , A S 019. 在一個(gè)絕熱的剛性密閉容器中，裝有H2和CI2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(jì)，氣體為理想氣體，測(cè)得AfHm (HCl)= 92.30kJ mol-1,此過程()(A). A H0 A S0(B). A H0 A S0(C). A H0(D). A H0 A S020.純物質(zhì)在恒壓下無相變時(shí)的GsT曲線形狀是()(A) ?H與T無關(guān),?S與T無關(guān),?G與T無關(guān)(B) ?H與T無關(guān),?S與T無關(guān),?G與T有關(guān)(C)

6、 ?H與T無關(guān),?S與T有關(guān),?G與T有關(guān)(D) ?H與T無關(guān),?S與T有關(guān),?G與T無關(guān)(A) U H V ,(B) S H G ,27.下列過程中，B H /T的是(A)理想氣體恒外壓等溫壓縮(C) V G H ,(D) F H S)(B) 263K、101.3kPa,冰熔化為水(C)等溫等壓下，原電池中發(fā)生的反應(yīng)(D)等溫等壓下電解水28.在一定溫度和一定壓力下，某液體與其蒸氣呈平衡，其蒸氣壓為體與其蒸氣重建平衡后其蒸氣壓為卩2,則()P1；若外壓增大時(shí)液21 實(shí)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)

7、 0 , ?S(環(huán))=0 ;(D) ?S(體)p2 ,(C) Pi ,=,0,A F ,=,0 ,那么該氣體節(jié)流膨脹后溫度 _，體系的爛_。茨、(cU 13. 對(duì)于理想氣體，其0,0。e丿T- &V 丿 丁 -14.由Clapeyron方程導(dǎo)出Clausius-Clapeyron方程積分式時(shí)所作出的三個(gè)近似處理分別是：氣體為理想氣體， _ _。15.從熵的統(tǒng)計(jì)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(jì)意義，它是體系 _的一種量度。熵值小的

8、狀態(tài)相對(duì)于 _的狀態(tài)。三、證明題四、計(jì)算題1. 1molCH 3C6H5在其沸點(diǎn) 383.15K 時(shí)蒸發(fā)為氣，求該過程的 Q、W、AvpaUm A/apHm 、A/apGm、 證T :丿/A/apFm0和 A/apSm 。已知該溫度下 CH3C6H5的氣化熱為362kJ kg-1。2.某一化學(xué)反應(yīng)若在等溫等壓下(298.15K,p 0進(jìn)行，放熱40.0 kJ,若使該反應(yīng)通過可逆電池來完成，則吸熱 4.0J。 計(jì)算該反應(yīng)的熵變； 當(dāng)該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行時(shí)（即不做電功時(shí)），求環(huán)境的熵變和總熵變；計(jì)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 6X p，試求Q、W、

9、Um、 Hm、 Gm、 Fm、 Sm 和 Sso。已知 Sm （02）=205.03 J K mo1 , Cp,m=3.5R。4. 1mol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0.5尺膨脹至平衡。試計(jì)算該過程的W、AU、AH、AS、AG、F （已知273K、 P下該氣體的摩爾熵為-1 -1100J K mol ）。5. C2H4 蒸氣壓與溫度的關(guān)系式為：g pgmHg） = 一8 1.75ln T _1.750lgT0.008375T - 5.323,計(jì)算其在正常沸點(diǎn)（一103.9 C）時(shí)的蒸氣壓。7.在10g沸水中加入1g 273.2K的冰，求該過程的 AS的值為多少？已

10、知冰的熔化熱為6025J mol-1，水的熱容 Cp,m = 75.31 J K-1 mol-1。61mol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(jì)算該過程的 W、AU、AH、AS AG、A F已知273K、 P下該氣體的摩爾熵為100J K-1 mol-1）。9. 1mol過冷水在268K、P下凝固，計(jì)算該過程的AH、AS、AG、A F和最大非膨脹功、最大功。已知水在熔點(diǎn)時(shí)的熱容差為37.3 J mol-1, AfusHm（273K） = 6.01k J mol-1, P水）=990kg m-3, P 冰）=917 kg m-3。10. 苯在正常沸點(diǎn)353K下的A

11、vapHm0=30.77 kJ mol-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、AvapG 0 AvapS0和AS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 0下進(jìn)行的相變：H2OQ, 298.15K,p 0） -H2O 298.15K,p ）,計(jì)算相變的AG,并判斷該過程能否自發(fā)進(jìn)行。已知298.15 K時(shí)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 46.024J，試計(jì)算 AU、AH

12、、AS和AG。計(jì)算時(shí)忽略液態(tài)水的體積。13. 1mol氦氣從473K加熱到673K，并保持恒定101.325kPa。已知氦在 298K Sm = 126.06J K-1 mol-1，并假定氦為理想氣體，計(jì)算AH、AS和AG。如果A G2. ; ;=4.5.T/CV ; T/Cp6.5.76 ;07.=; 一8. ; 一12.降低;升高13. ;=14.凝聚相體積可以忽略；相變焓不隨溫度變化、選擇題答案15.減?。粶p小物質(zhì)在兩相中的化學(xué)式相等16.皀T,P,ncMB17.微觀狀態(tài)數(shù)；比較有序三、證明題答案1.證明：其它合理證明也 dU =TdS - pdV -乂：T；：Cv_k T |t：V .

13、訂 V TT衛(wèi)|-：T 訂 V訂2 V給分2.二-T給分(eV ) ST 7T-V-T衛(wèi) 心丿p丄5.證明：其它合理證明也給分=87.03 J K-1 mol.P S .S p 二:-V汀1刃丿p I肉丿P=T I /TIcT 丿 pT 丿 pT (eV - -Cp T 丿 p訂 p 一 -訂 V : V T:Tp=Cp-CT 蘭-竺pIL/:：T p 汀 Vlav人0丿p1心lar丿p四、計(jì)算題答案e-13.證明：其它合理證明也得分Qp = 33.35kJe-1 vapH m = 33.35kJ mol W =3.186kJe vpaU m = 30.16 kJmol4.證明：其它合理證明也

14、給分=11CV-TCV 二 T=0evapSm vapFm = -3.186 kJ molT2 = 207K U=-823.1 J S = 0 H =-1372 J G = 5228JW = 823.1 J F = 5777 J2.(1)：rSm =13.42J KA mol(2). S環(huán)二 134.2J Kmol .S隔=147.6J K6mo|-1(3).，G = 44000J .Wf,max - - G =44000J3QR =0,=S 體=0, =S 環(huán)=0,=Siso =0T2 =497.5K .W = -4142J. U 二-W = 4142J.H =5799J.T -36720J

15、 . G =35063J4T2=218.4K U= 680.9 J W=680.9 J H=1135J S= 1.125 J -1k-1S2=101.1 J k G=4085J F=4539J5.:rHm =13838.7J mol，7.：S 二 0.4618J *K9.H = -5.824kJ：S 二-21.33J *K G = -107.1JT -107.3J(Wf,max)T,p 7G -107.1J(Wmax)T ；F -107.3JW = 0 U = 46.024kJ H = 49.125kJ10.W =0U =27835JQ = 27835JhapSm =87.2J Kmol1Va

16、pGm = 0S環(huán)二-78.9J *K JS隔=8.3J K10故向真空蒸發(fā)為不可逆過程12.1 S = 141.71 J K mol G = 3733.6J13.H =4157J *mol ：S =7.33J *KA molSm（473K） =135.66J * K J * mol JSm（673K） =142.99Jmol二 G - -27.95kJ * mol 4不能判斷過程是否可逆。14.rHm = 290J *mol JrSm =0.67J *K *mol：rG92.21J *mol4 SGm 0,表明298.2K時(shí)正交硫穩(wěn)定。rVm = 1.03 10 m3 * mol 4無法實(shí)現(xiàn)

17、正交硫向單斜 硫的轉(zhuǎn)變。15.解：T -368.5KsHm（斜方）=100.848kJ *molsHm（單斜）=97.306kJ moH -：sHm（斜方）-上日1（單斜）=3542J沁園春雪北國(guó)風(fēng)光，千里冰封，萬(wàn)里雪飄。望長(zhǎng)城內(nèi)外，惟余莽莽;大河上下，頓失滔滔。山舞銀蛇，原馳蠟象，欲與天公試比高。須晴日，看紅裝素裹，分外妖嬈。江山如此多嬌，引無數(shù)央雄競(jìng)折腰。惜秦皇漢武，略輸文米;唐宗宋祖，稍遜風(fēng)騷。一代天驕，成吉思汗，只識(shí)彎弓射大雕。俱往矣，數(shù)風(fēng)流人物， 還看今朝。丿克出師表兩漢：諸葛亮先帝創(chuàng)業(yè)未半而中道崩殂， 今天下三分，益州疲弊，此誠(chéng)危急存亡之秋也。然侍衛(wèi)之臣 不懈于內(nèi)，忠志之士忘身于外

18、者，蓋追先帝之殊遇，欲報(bào)之于陛下也。誠(chéng)宜開張圣聽，以光 先帝遺德，恢弘志士之氣，不宜妄自菲薄，引喻失義，以塞忠諫之路也。宮中府中，俱為一體；陟罰臧否，不宜異同。若有作奸犯科及為忠善者，宜付有司論其 刑賞，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使內(nèi)外異法也。侍中、侍郎郭攸之、費(fèi)祎、董允等，此皆良實(shí)，志慮忠純，是以先帝簡(jiǎn)拔以遺陛下：愚 以為宮中之事，事無大小，悉以咨之，然后施行，必能裨補(bǔ)闕漏，有所廣益。將軍向?qū)?，性行淑均，曉暢軍事，試用于昔日，先帝稱之曰能”，是以眾議舉寵為督：愚以為營(yíng)中之事，悉以咨之，必能使行陣和睦，優(yōu)劣得所。親賢臣，遠(yuǎn)小人，此先漢所以興隆也； 親小人，遠(yuǎn)賢臣，此后漢所以傾頹也。 先帝在時(shí), 每與臣論此事，未嘗不嘆息痛恨于桓、 靈也。侍中、尚書、長(zhǎng)史、參軍，此悉貞良死節(jié)之臣， 愿陛下親之、信之，則漢室之隆，可計(jì)日而待也 k!T臣本布衣，躬耕于南陽(yáng)，茍全性命于亂世，不求聞達(dá)于諸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉 屈，三顧臣于草廬之中，