1《热力学第一、第二定律》测试

1、热力学第一、第二定律测试、填空与单项选择:以下叙述中不正确的是：()A.体系的同一状态具有相同的体积B.体系的不同状态可具有相同的体积C.状态改变，体系的所有状态函数都改变；D.变体系的某状态函数改变了 ，其状态一定改2 下列过程，填上大于，小于还是等于或无法判断：a .非理想气体卡诺循环：.；U, , ；H, , ；S, . G _0 ,;b. H与Q气体在298K下恒容容器中反应生成 298K的水：Q_0 , W_0，也U_0，也H_0c. 理想气体绝热节流膨胀Q 0 , W 0 , U 0 , ：H 0S 0 , . ：G 03 .指出下列公式的适用范围:(1)(2) .；_ 二土(3)

2、(4) “ 二.4 .判断下列说法是否正确并说明(1 )理想气体恒温可逆膨胀，计算表明气体从环境中吸收热量使之完全转变为功，这与热力学第二定律Kelvin说法不符。(2) 体系达平衡时，熵最大，自由能最小。 (3) - 1C时，水自发变成冰，这是一个熵减的过程，说明熵增加原理也有例外。5 .某气体从同一始态出发，经恒温可逆、恒压可逆，恒容可逆，绝热可逆过程到达不同末 态，请分别在 p-V图，T-S图上表示出上述过程6 .某化学反应若在 300 K , 1p下于试管中进行时放热 60 kJ，在相同条件下通过可逆电池进行反应，则吸热 6 kJ，则该化学反应的焓变，熵变.：S=7某晶体在0K时残余熵

3、为9.13 J K-1 mol-1,则该晶体中，分子有几种可能的空间取向? ()8. 某制冷机，其冷冻体系必须保持在 -20 C ,而其周围环境温度为 25 C。周围环境传入 制冷机的热约为104 J min-1，该制冷机效率为可逆制冷机的 50%，则开动这一制冷机所需 的功率为9. 关于偏摩尔量，下面的叙述中不正确的是：()(A) 偏摩尔量的数值可以是正数、负数和零；(B) 溶液中每一种广度性质都有偏摩尔量，而且都不等于其摩尔量;(C) 除偏摩尔吉布斯自由能外，其它偏摩尔量都不等于化学势；(即冰)的化学势分别为 叫I)和i(s)，两者的关系为:(D) 溶液中各组分的偏摩尔量之间符合吉布斯-杜

4、亥姆关系式。10. 273K、106 Pa下，液态水和固态水()(A)叩)>唯)(B)叫1=(s)(C)i(l)<(s)(D)不能确定三、已知某实际气体状态方程为:，'一_-L，(b=2.67 x 10-5 m3 mol-1)(1) 计算1mol该气体在298 K , 10p下，反抗恒外压p恒温膨胀过程所作的功;(2) 若该气体为理想气体，经历上述过程做功多少？ 计算过程(1) 的.G(4) 选择合适判据判断过程可逆性(5) 该气体的热容与温度无关，试导出该气体在绝热可逆过程中的过程方程式。_ -1四、298.15 K 时草酸(C00H2标准摩尔燃烧焓为251.9 kJ m

5、ol，计算:(1) 298.15 K时草酸标准摩尔生成焓；(2) 318.15 K时草酸标准摩尔生成焓；(3) 298.15 K时草酸标准摩尔内能变化。H2(g)Q(g)石墨HQ(I)CQ(g)草酸(s)(298.15A0 泅000-285.9-393.5c/j k128.8729.298.7975.3137.2497.91五、苯的正常沸点为 353K,摩尔气化焓.爲phl= 30.77kJ mol-1，今将353K, P下1mol液态 苯向真空等温蒸发为同温同压的苯蒸汽(设为理想气体)。(1) 计算该过程中苯吸收的热量Q和作的功 W(2 )求苯的摩尔气化自由能 lapG和摩尔气体熵 丄apS

6、m；(3) 求环境的熵变；(4) 使用哪种判据，可以判别上述过程可逆与否？并判别之。1. C1. a.=b. < = < <c.= > <2. (1)封闭体系，理想气体pVT过程(2) 封闭体系，无有用功，无化学反应(3) 封闭体系，无有用功，恒压过程(4) 绝热体系(孤立体系)3. (1)错误，Kevin说法是指不能从单一热源吸收热，使之完全转变为功，而不引起其他任 何变化。在本例中，理想气体本身在做功时，体积增大了。(2)错误，这两句表述应有限制条件。对于孤立体系，体系平衡时熵最大；对于封闭体系，恒温恒压、无有用功过程，体系平衡时吉布斯自由能最小。(3) 错误

7、，使用熵增加原理应注意孤立体系条件，在此过程中，水的熵减小，但是环境吸热，熵增加，体系环境的总熵还是增加的。5.怛压可逆恒容可逆/ /怛压可逆恒温可逆绝热可道8. 59.3 W9. B10. C三、解：(i)m二PTW = p=戸6(林 一)二 +A -b) = 0.9RT= 2229.8J A Pi(2)若为理想气体，则状态方程为pV=nRTjyr Dy7IF = J= pF眄一片)二( -_) = Q 9RT二 2229 8J卫2 1其值不变(1)为恒温过程-24.3 J0人恒温过程=沁加=刃叭-刀血=b(珂-科=267x10x(f9- 叫訴+圍严僞严討恒温过程A5= f-f1 = -P

8、= -?!ln = AlnlO19.14J I趺人讥PPAG = AJY-T = -57279JA = At/-TA5 = -5703.7J(4 )选用熵判据来判断过程方向性对过程(1 V：U= 0 Q 实=W 2229.8 J碍祕二-生二三竺二-74臼侦 7298% = %+% =19.14 <48 =11.667-rS0该过程为不可逆过程(5)对于绝热过程 52=0.旳=-砸对于可逆过程 T火厂-汀厂0 CydT =-RTdV分离变量积分dVV-nbnT 二 Tn(7恥)+C'- I(C p O= nR)-朋鬥二C?该气体绝热可逆过程方程式即为：:或 /四、(1)由标准摩尔燃

9、烧焓定义，下述反应标准反应焓即为草酸燃烧焓(COOH 2 (s)+ 1/202 (g)= HO( l )+ 2CO (g)心磴障酸)二乞叫硝()二肉(C0J + ®瞪(禺0)-一瓷障酸)1代入相关数据即可求得:(2 )草酸标准摩尔生成焓反应如下2C (石墨)+ HL (g)+ 202 (g) = ( COOH 2 (s)由基尔霍夫定律5磴(31力旳"號(2985幻+：；Af 丁=A,昭(298.15Q” 倬酸)- 2%血)- 2C“ (石墨)AT=-821+(97.91-28.87-2x29.29-2x8.79)x20x10= -821.14V w(3)'''' /'=-821-H)x8.314x298J5xl0-3 = -813.6U五、解：(1) w实际=P 外',V= 0设计等温可逆蒸发，其始末态与题给过程相同QR= n#.vapHm= 30.77kJW R= PV= nRT= 2935J.-：vapUn= QR