練習(xí)物理化學(xué)---(熱力學(xué)第二定律)2013級WORD

1、物理化學(xué)練習(xí)（熱力學(xué)第二定律2015.4）一、選擇題 ( 共20題 )1. 公式 dG = -SdT + Vdp 可適用下述哪一過程： (A) 298K、101325Pa 下的水蒸發(fā)過程 (B) 理想氣體真空膨脹 (C) 電解水制取氫 (D) N2(g) + 3H2(g)2NH3(g) 未達平衡 2. 理想氣體在等溫條件下,經(jīng)恒外壓壓縮至穩(wěn)定, 此變化中的體系熵變DS體及環(huán)境熵變DS環(huán)應(yīng)為： (A) DS體 0 , DS環(huán) 0 (B) DS體 0 (C) DS體 0 , DS環(huán)= 0 (D) DS體 0 (B) DS環(huán)不確定 (C) DS體+DS環(huán) 0 (D) DS環(huán) 0 (3) 自發(fā)過程的方

2、向就是混亂度增加的方向 (4) 在絕熱可逆過程中，體系的熵變?yōu)榱?兩者都不正確者為： (A) (1)，(2) (B) (3)，(4) (C) (2)，(3) (D) (1)，(4) 8. 將氧氣分裝在同一氣缸的兩個氣室內(nèi),其中左氣室內(nèi)氧氣狀態(tài)為p1=101.3 kPa , V1=2 dm3,T1=273.2 K；右氣室內(nèi)狀態(tài)為p2=101.3 kPa,V2=1 dm3,T2=273.2 K；現(xiàn)將氣室中間的隔板抽掉,使兩部分氣體充分混合。此過程中氧氣的熵變?yōu)椋?(A) DS 0 (B) DS 0 (C) DS = 0 (D) 都不一定 9. 某化學(xué)反應(yīng)在300 K, p$下于燒杯中進行，放熱 6

3、0 kJmol-1，若在相同條件下安排成可逆電池進行，吸熱 6 kJmol-1，則 (1) 該體系的熵變?yōu)椋?(A) 200 JK-1mol-1 (B) 200 JK-1mol-1 (C) 20 JK-1mol-1 (D) 20 JK-1mol-1 (2) 當(dāng)反應(yīng)進度x = 1mol 時，可能做的最大非膨脹功為： (A) -54 kJ (B) 54 kJ (C) -66 kJ (D) 66 kJ 10. 某氣體狀態(tài)方程為p =f(V)T，f(V) 僅表示體積的函數(shù)，恒溫下該氣體的熵隨體積V的增加而： (A) 增加 (B) 下降 (C) 不變 (D) 難以確定 11. 在標準壓力p$下,383.

4、15 K的水變?yōu)橥瑴叵碌恼魵?吸熱Qp。該相變過程中,哪個關(guān)系式不能成立? (A) G 0 (B) H = Qp (C) SISO 0 12. 在等溫等壓下進行下列相變： H2O (s,-10, p$) = H2O (l,-10, p$) 在未指明是可逆還是不可逆的情況下，考慮下列各式哪些是適用的? (1) Q/T = fus S (2) Q = fus H (3) fus H/T = fus S (4) fus G = 最大凈功 (A) (1)，(2) (B) (2)，(3) (C) (4) (D) (2) 13. 下列表達式中不正確的是： (A) (U/V)S = -p （適用于任何物質(zhì)）

5、 (B) dS = Cpdln(T/K)- nRdln(p/p$) （適用于任何物質(zhì)） (C) (S/V)T = (p/T)V （適用于任何物質(zhì)） (D) (U/p)T = 0 （適用于理想氣體） 14. 單原子分子理想氣體的CV, m =(3/2)R,溫度由T1變到T2時，等壓過程體系的熵變Sp與等容過程熵變SV之比是： (A) 1 : 1 (B) 2 : 1 (C) 3 : 5 (D) 5 : 3 15. 在263 K的過冷水凝結(jié)成263 K的冰,則： (A) S0 (C) S=0 (D) 無法確定 16. 下列過程均為等溫等壓過程，根據(jù)公式 dG = -SdT + Vdp 計算得G =

6、0，此結(jié)論能用于下述何過程？ (A) -5、p$、冰 -5、p$、水 (B) 等溫、等壓下，Wf = 0 的化學(xué)反應(yīng) A + B C + D (C) 等溫、等壓下食鹽溶解于水 (D) 100、p$ 、水 100、p$、水氣 17. 理想氣體的 atto 循環(huán)由下面四個可逆步驟構(gòu)成： (A) 氣體絕熱可逆壓縮 (B) 恒容升溫，氣體從環(huán)境吸熱 (C) 氣體經(jīng)絕熱膨脹作功 (D) 恒容降溫回到原態(tài) 該循環(huán)過程的TS圖為： 18. 一體系經(jīng)過 A,B,C 三條不同的途徑由同一始態(tài)出發(fā)至同一終態(tài)。其中 A,B 為可逆途徑，C 為不可逆途徑，則下列有關(guān)體系的熵變S的七個等式為：（QA，QB，QC分別為三

7、過程中體系吸的熱 ） 其中錯誤的是： (A) (5)，(6) (B) (1)，(4) (C) (2)，(3) (D) (5)，(7) 19. 1 mol 范德華氣體的 (S/V)T 應(yīng)等于： (A) R/(Vm-b) (B) R/Vm (C) 0 (D) -R/(Vm-b) 20. 恒壓下，無非體積功時，反應(yīng) A B 溫度越高放熱越多，則 A 與 B 相比，A 的 _ 。 (A) (S/T)p較大 (B) (H/T)p較小 (C) fH較小 (D) fG較大 二、填空題 ( 共10題 )1. 選擇“”、“”、“”中的一個填入下列空格： 若反應(yīng) C(s) + O2(g) = CO2(g) 在恒溫

8、、恒壓條件下發(fā)生，其 rHm 0，若在恒容絕熱條件下發(fā)生，則rUm _ 0，rSm _ 0。 2. 當(dāng)一個不可逆過程發(fā)生之后， 增加了，而 的可用性減少了。3. 吉布斯自由能判據(jù)的適用條件是 、 、 。4. 理想氣體向真空膨脹，體積由V1變到V2，其U _ ，S _ 。 5. 在隔離體系中，由比較 的狀態(tài)向比較 的狀態(tài)變化，是自發(fā)變化的方向，這就是 的本質(zhì)。6. 在理想氣體的ST圖上，任一條等容線與任一條等壓線的斜率之比在等溫時所代表的含義是 。7. 對于體系和環(huán)境之間既有能量又有物質(zhì)交換的敞開體系來說,其熵的變化,一部分是由_間相互作用而引起的,這部分熵稱為熵流；另一部分是由_的不可逆過程產(chǎn)

9、生的,這部分熵變稱為熵產(chǎn)生。 8. 由于熱功交換的 ，而在公式中引入的 ，這對于其它過程（包括化學(xué)過程）同樣適用。因而對所有的不可逆過程就找到了一個共同的判別準則。9. 對一封閉體系，Wf = 0 時，下列過程中體系的U，S，G何者必為零？ (1) 絕熱密閉剛性容器中進行的化學(xué)反應(yīng)過程 _ ； (2) 某物質(zhì)的恒溫恒壓可逆相變過程 _ ； (3) 某物質(zhì)經(jīng)一循環(huán)恢復(fù)原狀態(tài) _ 。 10. 對非締合液體物質(zhì)，在正常沸點時的蒸發(fā)熵約為 JK-1mol-1。三、計算題 ( 共 4題 )1. 苯的正常沸點為 353K，摩爾汽化焓是 vapHm= 30.77 kJmol-1,今在 353K, p$下，將

10、1mol 液態(tài)苯向真空等溫汽化為同溫同壓的苯蒸氣（設(shè)為理想氣體）。 (1) 計算該過程中苯吸收的熱量Q和作的功W ； (2) 求苯的摩爾汽化自由能vapGm和摩爾汽化熵vapSm ； (3) 求環(huán)境的熵變； (4) 使用哪種判據(jù)，可以判別上述過程可逆與否？并判別 2. 373K，2p$的水蒸氣可以維持一段時間，但這是一種亞穩(wěn)平衡態(tài)，稱作過飽和態(tài)，它可自發(fā)地凝聚，過程是： H2O (g,100,202.650 kPa)H2O (l,100,202.650 kPa) 求水的Hm,Sm,Gm。已知水的摩爾汽化焓 Hm為 40.60 kJmol-1，假設(shè)水蒸氣為理想氣體，液態(tài)水是不可壓縮的。 3. 在

11、573.15 K時，將1 mol Ne（可視為理想氣體）從1000 KPa經(jīng)絕熱可逆膨脹到100 kPa。求Q,W,U,H,S,Siso和G。已知在573.15 K,1000 kPa下Ne的摩爾熵Sm=144.2 JK-1mol-1。4. 2Ag(s) +O2(g) = Ag2O(s) 反應(yīng)的 rG (T)=-32384-17.32(T/K)lg(T/K)+116.48(T/K) Jmol-1。 (1) 試寫出該反應(yīng)的rS (T),rH 與溫度T的關(guān)系式； (2) 目前生產(chǎn)上用電解銀作催化劑,在600, p$下將甲醇催化氧化成甲醛,試說明在生產(chǎn)過程中Ag是否會變成Ag2O。 四、問答題 ( 共4題 )1. 對范德華氣體，試證明：(m/)V= -Sm + RVm/(b-Vm)。2. 已知苯乙烯的正常沸點為 418 K，摩爾蒸發(fā)焓為vapHm= 40.31 kJmol-1 在 418 K，使飽和苯乙烯蒸氣絕熱可逆膨脹，溫度降低，問苯乙烯蒸氣是否會凝結(jié)？假設(shè)蒸氣可視為理想氣體，且 Cp,m = 215 JK-1mol-1（須說明理由） 3.判斷以下各過程中Q,W,U,H是否為零？若不為零，能否判斷是大于零還是小于零？ (1) 理想氣體恒溫可逆膨脹 (2) 理想氣體節(jié)流膨脹 (3) 理想氣體絕熱、反抗恒外壓膨脹 (4) 1mol 實際氣體恒容升溫 (5) 在