第二章热力学第二定律

1、第二章热力学第二定律一、选择题1. 25C时，将11.2升02与11.2升N2混合成11.2升的混合气体，该过程()(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仪 (4 卩；(C)(5 (3 1(2 6 ；(D)卩2(43(65 。5下列过程中？S为负值的是哪一个()(A)液态溴蒸发成气态溴；(B) SnO2(s) + 2H2(g) = Sn(s) + 2H 2O(I);(C)电解水生成H2和。2 ;(D)公

2、路上撤盐使冰融化。6从A态到B态可沿两条等温膨胀途径进行，一条可逆，一条不可逆，试判断哪个关系式成立()(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在隔离体系中发生一个自发过程，则AG应为()(A).A G 0(C). A G =0(D).不能确定&某气体进行不可逆循环过程的熵变为( )(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.某物质的蒸气压可由下式表示：In(P/kpa)=13.14 -(2437/T)，该物质的摩尔气化

3、热为()-1 -1(A). 20.26 kJ mol(B). 293.1 J mol-1 -1(C). 5612 J mol(D). 2437 J mol10. 1mol理想气体经绝热自由膨胀体积增大10倍，则物系的熵变为()(A). S = 0 (B). S = 19.1 J/K (C). S 19.1 J/K (D). S 阳2O(g)(C).也0(1) F(B). G AF(C).A G = A F(D).AG与AF无法进行比较14. 在200C和1atm下，1mol的过冷水结成冰，则物系、环境及总熵变是()(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.等温等压下发生不可逆电池反应，苴丿、AS的计算公式为()(A).A S = A H/T(B)A S =( A A G )/T(C).A S=Qs /T(D).以上三式都不适用16. 绝热封闭体系中若A S 0表明该过程是()(A).可逆 (B).自发 (C). 非自发(D)自发或非自发17.对于封闭体系，当 Wf=O时，可作为过程的可逆性与变化方向性的判据有()(A). (dU)T.v 0(D). (dG)p00-118. 25 C,1atm下，NaCl在水中溶解度为 6mol I ,如将1molNaCI溶解于1L水中，此溶解过程中体系的

5、AS和AG变化为()(A) . A G 0 , A S 0 , A S 0(C). A G 0(D). A G = 0 , A S 019. 在一个绝热的刚性密闭容器中，装有H2和CI2的混合气体，T为298K，用光引发使之反应生成HCl(g)，设光照能量可不计，气体为理想气体，测得AfHm (HCl)= 92.30kJ mol-1,此过程()(A). A H0 A S0(B). A H0 A S0(C). A H0(D). A H0 A S020.纯物质在恒压下无相变时的GsT曲线形状是()(A) ?H与T无关,?S与T无关,?G与T无关(B) ?H与T无关,?S与T无关,?G与T有关(C)

6、 ?H与T无关,?S与T有关,?G与T有关(D) ?H与T无关,?S与T有关,?G与T无关(A) U H V ,(B) S H G ,27.下列过程中，B H /T的是(A)理想气体恒外压等温压缩(C) V G H ,(D) F H S)(B) 263K、101.3kPa,冰熔化为水(C)等温等压下，原电池中发生的反应(D)等温等压下电解水28.在一定温度和一定压力下，某液体与其蒸气呈平衡，其蒸气压为体与其蒸气重建平衡后其蒸气压为卩2,则()P1；若外压增大时液21 实际气体CO2经节流膨胀后，温度下降，那么(A) ?S(体) 0 , ?S(环) 0 ;(B) ?S(体) 0(C) ?S(体)

7、 0 , ?S(环)=0 ;(D) ?S(体)p2 ,(C) Pi ,=,0,A F ,=,0 ,那么该气体节流膨胀后温度 _，体系的爛_。茨、(cU 13. 对于理想气体，其0,0。e丿T- &V 丿 丁 -14.由Clapeyron方程导出Clausius-Clapeyron方程积分式时所作出的三个近似处理分别是：气体为理想气体， _ _。15.从熵的统计意义来判断下列过程体系的熵值是增大还是减少：苯乙烯聚合成聚苯乙烯_ ;气体在催化剂表面的吸附 _ 。16._ 偏摩尔熵的定义式为 _ ;纯物质两相平衡的条件为 _。17._ 从微观角度而言，熵具有统计意义，它是体系 _的一种量度。熵值小的

8、状态相对于 _的状态。三、证明题四、计算题1. 1molCH 3C6H5在其沸点 383.15K 时蒸发为气，求该过程的 Q、W、AvpaUm A/apHm 、A/apGm、 证T :丿/A/apFm0和 A/apSm 。已知该温度下 CH3C6H5的气化热为362kJ kg-1。2.某一化学反应若在等温等压下(298.15K,p 0进行，放热40.0 kJ,若使该反应通过可逆电池来完成，则吸热 4.0J。 计算该反应的熵变； 当该反应自发进行时（即不做电功时），求环境的熵变和总熵变；计算体系可能做的最大功为多少？3. 将298.15K的1molO2从P绝热可逆压缩到 6X p，试求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单原子理想气体始态为273K、P,经绝热不可逆反抗恒外压0.5尺膨胀至平衡。试计算该过程的W、AU、AH、AS、AG、F （已知273K、 P下该气体的摩尔熵为-1 -1100J K mol ）。5. C2H4 蒸气压与温度的关系式为：g pgmHg） = 一8 1.75ln T _1.750lgT0.008375T - 5.323,计算其在正常沸点（一103.9 C）时的蒸气压。7.在10g沸水中加入1g 273.2K的冰，求该过程的 AS的值为多少？已

10、知冰的熔化热为6025J mol-1，水的热容 Cp,m = 75.31 J K-1 mol-1。61mol单原子理想气体始态为273K、P,经绝热可逆膨胀至压力减少一半，试计算该过程的 W、AU、AH、AS AG、A F已知273K、 P下该气体的摩尔熵为100J K-1 mol-1）。9. 1mol过冷水在268K、P下凝固，计算该过程的AH、AS、AG、A F和最大非膨胀功、最大功。已知水在熔点时的热容差为37.3 J mol-1, AfusHm（273K） = 6.01k J mol-1, P水）=990kg m-3, P 冰）=917 kg m-3。10. 苯在正常沸点353K下的A

11、vapHm0=30.77 kJ mol-1,今将353K及p下的1mol苯向真空等 温蒸发为同温同压的苯蒸气（设为理想气体），求此过程中Q、W、AvapG 0 AvapS0和AS环, 并根据有关原理判断上述过程是否为不可逆过程。11.- 在 298.15K、p 0下进行的相变：H2OQ, 298.15K,p 0） -H2O 298.15K,p ）,计算相变的AG,并判断该过程能否自发进行。已知298.15 K时水的蒸气压为 3167Pa，忽略液态水的体积。12. 在373K , p下，1 mol液态水在真空瓶中挥发完，最终压力为30.398kPa，此过程吸热 46.024J，试计算 AU、AH

12、、AS和AG。计算时忽略液态水的体积。13. 1mol氦气从473K加热到673K，并保持恒定101.325kPa。已知氦在 298K Sm = 126.06J K-1 mol-1，并假定氦为理想气体，计算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.凝聚相体积可以忽略；相变焓不随温度变化、选择题答案15.减小；减小物质在两相中的化学式相等16.皀T,P,ncMB17.微观状态数；比较有序三、证明题答案1.证明：其它合理证明也 dU =TdS - pdV -乂：T；：Cv_k T |t：V .

13、订 V TT卫|-：T 订 V订2 V给分2.二-T给分(eV ) ST 7T-V-T卫 心丿p丄5.证明：其它合理证明也给分=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订 p 一 -订 V : V T:Tp=Cp-CT 兰-竺pIL/:：T p 汀 Vlav人0丿p1心lar丿p四、计算题答案e-13.证明：其它合理证明也得分Qp = 33.35kJe-1 vapH m = 33.35kJ mol W =3.186kJe vpaU m = 30.16 kJmol4.证明：其它合理证明也

14、给分=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环二 134.2J Kmol .S隔=147.6J K6mo|-1(3).，G = 44000J .Wf,max - - G =44000J3QR =0,=S 体=0, =S 环=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环二-78.9J *K JS隔=8.3J K10故向真空蒸发为不可逆过程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不能判断过程是否可逆。14.rHm = 290J *mol JrSm =0.67J *K *mol：rG92.21J *mol4 SGm 0,表明298.2K时正交硫稳定。rVm = 1.03 10 m3 * mol 4无法实现

17、正交硫向单斜 硫的转变。15.解：T -368.5KsHm（斜方）=100.848kJ *molsHm（单斜）=97.306kJ moH -：sHm（斜方）-上日1（单斜）=3542J沁园春雪北国风光，千里冰封，万里雪飘。望长城内外，惟余莽莽;大河上下，顿失滔滔。山舞银蛇，原驰蜡象，欲与天公试比高。须晴日，看红装素裹，分外妖娆。江山如此多娇，引无数央雄竞折腰。惜秦皇汉武，略输文米;唐宗宋祖，稍逊风骚。一代天骄，成吉思汗，只识弯弓射大雕。俱往矣，数风流人物， 还看今朝。丿克出师表两汉：诸葛亮先帝创业未半而中道崩殂， 今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。然侍卫之臣 不懈于内，忠志之士忘身于外

18、者，盖追先帝之殊遇，欲报之于陛下也。诚宜开张圣听，以光 先帝遗德，恢弘志士之气，不宜妄自菲薄，引喻失义，以塞忠谏之路也。宫中府中，俱为一体；陟罚臧否，不宜异同。若有作奸犯科及为忠善者，宜付有司论其 刑赏，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使内外异法也。侍中、侍郎郭攸之、费祎、董允等，此皆良实，志虑忠纯，是以先帝简拔以遗陛下：愚 以为宫中之事，事无大小，悉以咨之，然后施行，必能裨补阙漏，有所广益。将军向宠，性行淑均，晓畅军事，试用于昔日，先帝称之曰能”，是以众议举宠为督：愚以为营中之事，悉以咨之，必能使行阵和睦，优劣得所。亲贤臣，远小人，此先汉所以兴隆也； 亲小人，远贤臣，此后汉所以倾颓也。 先帝在时, 每与臣论此事，未尝不叹息痛恨于桓、 灵也。侍中、尚书、长史、参军，此悉贞良死节之臣， 愿陛下亲之、信之，则汉室之隆，可计日而待也 k!T臣本布衣，躬耕于南阳，苟全性命于乱世，不求闻达于诸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉 屈，三顾臣于草庐之中，