物化練習(xí)熱力學(xué)第二定律廈門大學(xué)物化試題

1、物理化學(xué)練習(xí)(熱力學(xué)第二定律2006.4)一、選擇題(共18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) + 3H 2(g) =2NH 3(g)未達(dá)平衡2 .理想氣體在等溫條件下，經(jīng)恒外壓壓縮至穩(wěn)定，此變化中的體系嫡變 S體及環(huán)境嫡變S環(huán)應(yīng)為：(A) S 體 > 0 , $環(huán)< 0(C) S 體 > 0 , $環(huán)=0(B) S 體 < 0 , S 環(huán)0(D) S 體 < 0 , $環(huán)=03.在101.3 kPa下,110C的水變?yōu)?10c水

2、蒸氣，吸熱Qp,在該相變過程中下列哪個關(guān)系式不成立？()(A) S 體 > 0(B) S環(huán)不確定(C) S 體 + S 環(huán)0(D) $環(huán)< 04.某體系分A,B兩部分，這兩部分的熱力學(xué)概率分別為a和 b,則整個體系的微觀狀態(tài)數(shù) 與 A, B的關(guān)系為： ()(A) = A B(B)= B / A(C) = A + B(D)= B - A5.下列對物質(zhì)臨界點(diǎn)性質(zhì)的描述哪一個是錯誤的？()(A)液相摩爾體積與氣相摩爾體積相等(B)液相與氣相的臨界面消失(C)汽化熱為零(D) 固、液、氣三相共存6.2 mol液態(tài)苯在其正常沸點(diǎn)(353.2 K)和101.325 kPa下蒸發(fā)為苯蒸氣，該過程

3、的AvapF等于()(A) 23.48 kJ(B) 5.87 kJ(C) 2.94 kJ(D) 1.47 kJ7.下列四種表述：(1)等溫等壓下的可逆相變過程中，體系的嫡變AS =AH相變/T相變(2)體系經(jīng)歷一自發(fā)過程總有dS > 0(3)自發(fā)過程的方向就是混亂度增加的方向(4)在絕熱可逆過程中，體系的嫡變?yōu)榱?兩者都不正確者為：(A) (1), (2)(B) (3), (4)(C) (2),(D)，(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pi=101,3 kPa , Vi=2Ti=273.2 K;右氣室內(nèi)狀態(tài)為 使兩部分氣體充()(A)S > 0(B)

4、(C)S = 0(D)dm3, p2=101.3 kPa,V2=1 dm3,T2=273.2 K ;現(xiàn)將氣室中間的隔板抽掉分混合。此過程中氧氣的嫡變?yōu)镾 < 0都不一定9.某化學(xué)反應(yīng)在300 K, p下于燒杯中進(jìn)行，放熱60 kJ mol-1,若在相同條件下安排成可逆電池進(jìn)行，吸熱 6 kJ mol-1,則(1)該體系的嫡變?yōu)椋?)(A) 200 JK-1 mol-1(B) 200 J K-1mol-1(C) t20 J K-1 mol-1(D) 20 J K-1 mol-1(2)當(dāng)反應(yīng)進(jìn)度=1mol時，可能做的最大非膨脹功為：()(A)-54 kJ(B)54 kJ(C)-66 kJ(D

5、)66 kJ10.某氣體狀態(tài)方程為 p =f(V)T, f(V)僅表示體積的函數(shù)，恒溫下該氣體的嫡隨體積V的增加而：()(A)增加(B)下降(C) 不變(D) 難以確定11 .在標(biāo)準(zhǔn)壓力p下,383.15 K的水變?yōu)橥瑴叵碌恼魵猓鼰酫p。該相變過程中，哪個關(guān)系式不能成立？()(A) A G < 0(B) AH = Qp(C) ASiso < 0(D) ASiso > 012 .在等溫等壓下進(jìn)行下列相變：H2O (s,-10 C , p ) = H2O (l,-10 C, 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) 6Q/T=血s S(2) Q =

6、而s H(3) Afus H/T = M S(4) - Afus G =最大凈功(A) (1), (2)(B) (2), (3)(C) (4)(D) (2)13 . 在固態(tài)時,CO分子有兩種可能的取向，若這兩種取向的分布是均衡的，則L個CO分子 的 總 取 向 構(gòu) 型 態(tài) 數(shù) 為 ： ()(A) 2 L/L(B) (1/2) L/L(C) 2L/L(D) (1/2) L/L14 .單原子分子理想氣體的Cv, m =(3/2) R,溫度由Ti變到T2時，等壓過程體系的嫡變妗與等容過程嫡變 ASv之比是：()(A)1 : 1(B)2 : 1(C) 3 : 5(D)5 : 315. 在263 K的過

7、冷水凝結(jié)成 263 K的冰，則：()(A) AS<0(B) AS>0(C) AS=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計算彳導(dǎo)八G = 0,此結(jié)論能用于下述何過程？>(A) -5 C、p、冰 -5C、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 C、p、水 100 C、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

8、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)體系的嫡變 AS的七個等式為：(Qa, Qb, Qc分別為三過 程中體系吸的熱 )(1) (?) 鼠上=.卜&JT布卜0/T布卜0萬其中錯誤的是：()(A) (5), (6)(B) (1), (4)(C) (2), (3)(D) (5), (7)二、填空題(共10題) 19.選擇”中的一個填入下列空格：若反應(yīng)C(s) + O 2(g) = CO 2(g)在恒溫、恒壓條件下發(fā)生，其ArHm< 0 ,若在恒容絕熱條件下發(fā)生，貝U ArUm 0, ArSm

9、 0。20.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。21.吉布斯自由能判據(jù)的適用條件是 、。22.理想氣體向真空膨脹，體積由V1變到V2,其A U , AS 。23.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)。24.在理想氣體的S干圖上，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。25.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，其嫡的變化，一部分是由間相互作用而引起的,這部分嫡稱為嫡流；另一部分是由的不可逆過程產(chǎn)生的 ，這部分嫡變稱為嫡產(chǎn)生。26.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

10、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(zhǔn)則。27.對一封閉體系，Wf = 0時，下列過程中體系的AU, AS, AG何者必為零？(1)絕熱密閉剛性容器中進(jìn)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) 。28.對非締合液體物質(zhì)，在正常沸點(diǎn)時的蒸發(fā)嫡約為 JK-1 mol-1。三、計算題(共4題)29.有一絕熱不良的熱源(溫度為Tb),緩慢地把熱量散失給環(huán)境 (溫度為Ta),經(jīng)過相當(dāng)長時間 后，熱源損失了熱量 Q，而環(huán)境得到的熱量為Q，計算過程的總嫡變。30.白磷的熔化熱是627.6 J mol-1(假定與T, p無關(guān)),液態(tài)磷的蒸

11、氣壓為：p /Pa1333133313330349,8401.2470.5(1)計算液態(tài)磷的汽化夕含AvapHm ；(2)三相點(diǎn)的溫度為 317.3 K,計算三相點(diǎn)的蒸氣壓；(3)計算298.2K時，固態(tài)白磷的蒸氣壓。31.Li 12Ag(s) +2O2(g) = Ag2O(s)反應(yīng)的 ArG m (T)=-32384-17.32( T/K)lg( T/K)+116.48( T/K) J mol-1。廣廣I(1)試寫出該反應(yīng)的A rS m (T), A rH 7m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600C, 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 Ag

12、2O。四、問答題(共2題)32. 對范德華氣體，試證明：(Gm/ T )V= -Sm + RVH(b-Vm)。33.已知苯乙烯的正常沸點(diǎn)為418 K,摩爾蒸發(fā)始為A vapHm= 40.31 kJ mol-1(1)若采用減壓蒸儲精制苯乙烯，當(dāng)蒸儲溫度控制為323 K時蒸儲設(shè)備壓力為多少?(2)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 J KT mol-1 (須說明理由)第二章(1)練習(xí)題：6,9, 18,25,38,55, 86; (2)思考題：5,7,10, 14一、選擇題(共18題)1 .答(B)2 .答(

13、B)變化前后理想氣體的溫度不變，但體積減小，所以AS體 0 ;若把體系和環(huán)境加在一起看作一個新的孤立體系，則經(jīng)此變化后，孤立體系經(jīng)歷的是不可逆變化，所以 AS孤立=AS體+ AS環(huán)0 ;因此AS環(huán)0 。3 .答(B)因環(huán)境供熱給體系，則AS= -Qp/383.15K 0，此為恒溫恒壓下的自發(fā)變化，所以 G體 0 ;體系由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，AS體0;將體系與環(huán)境加在一起組成 新的孤立體系，在此體系中有自發(fā)變化，所以 AS孤立=AS體+ AS環(huán)0 。(2分)(2分)4 .答(A)5 .答(D)6 .答(B)該過程為可逆相變，故AvapG =0A vapF= A vapG - A (pV)=-nRT=5

14、.87 kJ7 .答(C)(2)應(yīng)改成“隔離體系經(jīng)歷一自發(fā)過程總是dS 0”。(3)應(yīng)改成“自發(fā)過程的方向就是使隔離體系混亂度增加的方向”。8 .答(C)(2 分)隔板抽開前后，氧氣狀態(tài)未變，嫡是狀態(tài)的函數(shù)，從微觀講，混合前后，等同粒子不可 區(qū)分。9 .答(1) D;(2) D對于(1) A rSm= Qr/T = 20 J K-1 mol-1對于(2)Wf = - A rGm= -( ArHm- T A rSm)=Qp- Qr= 66 kJ10 .答(A)因為(S V)t = ( p/ T)v = p/T > 011 .答(C)12 .答(D)因為 公式(1) Q /T = A fus

15、S(可逆過程) Q = AfusH A fusH/T = A fusS(4)- A fusG =最大凈功(等壓過程，非體積功等于零 )(可逆相變)(可逆過程)(2)適用此題在未指明可逆與否的情形下只有公式13 .答(A)14 .答(D)15 .答(A)16 .答(D)17 .答(D)18 .答(D)二、填空題(共10題)19 .答=>20 .答嫡能量21 .答等溫等壓不做非體積功(即Wf=0)22 .答=0 , = nRln(V2/V1)23 .答有秩序 無秩序 熱力學(xué)第二定律0.5分 0.5分1分24 .答(S/ T)v /( S/ T)p 久/Cp25 .答體系和環(huán)境體系內(nèi)部26 .

16、答熱功交換不等號27 .答(1) AU = 0(2) AG = 0(3) AU = 0 , AS = 0 , AG = 028 .答88三、計算題(共4題)29 .答上述傳熱過程是不可逆的，由于熱量的傳遞如此緩慢，故可視為熱源是以可逆方式損失熱量，而環(huán)境則是以可逆方式得到熱量。因此熱源和環(huán)境的嫡變分別可表示為：dS(熱源)=-Qr/T(熱源)=-QR/TbdS 環(huán)境=- Qr/T 環(huán)境=- QR/Ta因為Tb> Ta所以 $總=dS(熱源)+ dS 環(huán)境=(-QR/Tb) + (QR/Ta)=Qr( 1/Ta- 1/Tb)30 .答(1)根據(jù)克勞修斯克拉貝龍方程，則A vapHm= RT

17、iT2/(T2- Ti) ln p(T2)/p(T1)所以 A vapHm(1) = (8.314 J mol-1 K-1)(349.8 K)(401.2 K)/(401.2 K-349.8 K) xln(1333/133.3)=52.269 kJ mol-1同理可得：AvapHm(2) = 52.145 kJ mol-1A vapHm(3) = 52.207 kJ mol-1所以vapH m= (1/3)( A vapH m(1) + A vapHm(2) + A vapH m(3) = 52.207 kJ mol'(2) p2= piexp A vapH m(T2- Tl)/(RT

18、lT2)=21.198 Pa(3) A subH m= A fusH m+ A vapHm= 52.835 kJ mol-1 p2= p1exp AsubHm(T2- T1)/(RT1T2)=5.877 Pafl31 .答(1) ArS m(T) = - AGm(T)/ Tp=17.32lg( T/K) - 108.96 J K-1 mol-1ArH m(T) = ArGm(T) + TA rS m=-32384 - 7.52( T/K) J mol-1 戶(2) A rGm (873.15 K) = 24.84 kJ mol-1 > 0故Ag不會變成 Ag2O 。四、問答題(共2題)32 .答：因為(p+a/Vm2)(Vm-b)=RT故p=RT/(Vm-b)-a/Vm2又因dGm=