第一章热力学第二定律试题及答案

1、第一章 热力学第一定律一、选择题1下述说法中，哪一种正确（ ）(A)热容C不是状态函数； (B)热容C与途径无关；(C)恒压热容Cp不是状态函数；(D)恒容热容CV不是状态函数。2对于内能是体系状态的单值函数概念，错误理解是（ ）(A) 体系处于一定的状态，具有一定的内能；(B) 对应于某一状态，内能只能有一数值不能有两个以上的数值；(C) 状态发生变化，内能也一定跟着变化；(D) 对应于一个内能值，可以有多个状态。3某高压容器中盛有可能的气体是O2 ,Ar, CO2, NH3中的一种，在298K时由5dm3绝热可逆膨胀到6dm3，温度降低21K，则容器中的气体（ ）(A) O2 (B) Ar

2、 (C) CO2 (D) NH34戊烷的标准摩尔燃烧焓为-3520kJmol-1，CO2(g)和H2O(l)标准摩尔生成焓分别为-395 kJmol-1和-286 kJmol-1，则戊烷的标准摩尔生成焓为（ ）(A) 2839 kJmol-1 (B) -2839 kJmol-1 (C) 171 kJmol-1 (D) -171 kJmol-15已知反应的标准摩尔反应焓为，下列说法中不正确的是（ ）。(A). 是H2O(g)的标准摩尔生成焓 (B). 是H2O(g)的标准摩尔燃烧焓(C). 是负值 (D). 与反应的数值相等6在指定的条件下与物质数量无关的一组物理量是（ ）(A) T , P,

3、n (B) Um, Cp, CV(C) H, U, (D) Vm, Hf,m(B), Hc,m(B)7实际气体的节流膨胀过程中，下列那一组的描述是正确的（ ）(A) Q=0 H=0 P 0 T0 (B) Q=0 H 0 T0(C) Q0 H=0 P 0 T0 (D) Q0 H=0 P 0 (B) J-T 0)，1mol该气体经等温等压压缩后其内能变化为（ ）(A) U0 (B) U CP的情况是（ ）(A) (P/T)V0 (B) (V/T)P0(C) (P/V)TCP12理想气体从相同始态分别经绝热可逆膨胀和绝热不可逆膨胀到达相同的压力，则其终态的温度，体积和体系的焓变必定是（ ）(A) T

4、可逆 T不可逆, V可逆 V不可逆, H可逆 H不可逆(B) T可逆 T不可逆, V可逆 V不可逆, H可逆 H不可逆(C) T可逆 V不可逆, H可逆 H不可逆(D) T可逆 T不可逆, V可逆 H不可逆131mol、373K、 1atm下的水经下列两个不同过程达到373K、1atm下的水汽：(1)等温可逆蒸发，(2)真空蒸发。这两个过程中功和热的关系为（ ）(A) W1 W2, Q1 Q2 (B) W1 W2 , Q1 W2 , Q1 0，W 0，U 0 ； (B) Q = 0，W = 0，U 0 ；(C) Q = 0，W = 0，U = 0 ； (D) Q 0，U 0表示节流膨胀后温度将

5、 。2在373K，p下，1 mol液态水向真空蒸发为373K，p下的水蒸气，已知此过程的H =40.6kJ，则此过程的U= kJ，Q= kJ。3已知反应C(s)+O2(g)=CO2(g)的rHm（298K）=-393.51kJmol-1。若此反应在一绝热钢瓶中进行，则此过程的U 0，H 0。4对于组成不变的均相密闭体系，当有 个独立的强度因素确定后，体系中所有的强度性质也就确定，若再知道 ，则所有的广度性质也就确定。51mol298K的液体苯在弹式量热计中完全燃烧，放热3264kJ，则反应：2C6H6(l)+15O2(g) =12CO2(g)+6H2O(l)的rUm(298K) = kJmol

6、-1， rHm(298K) = kJmol-1。6某理想气体经绝热恒外压压缩，U 0，H 0。7卡诺热机的效率只与 有关，而与 无关。三、证明题1证明：若一气体状态方程满足pVm = RT+bp时，则该气体的内能仅是温度的函数。2某气体的状态方程为pVm = RT+ap，a为大于零的常数，证明该气体经节流膨胀后，气体的温度上升。3若物质的膨胀系数，则Cp与压力无关。4已知纯物质的平衡稳定条件是，请证明任一物质绝热可逆膨胀过程后压力必降低。5某气体的状态方程为pVm = RT+ap，a为大于零的常数，证明：该气体的焦耳汤姆孙系数J-T0。四、计算题1某气体的状态方程为pVm = RT+ap，a为

7、大于零的常数，证明：该气体的焦耳汤姆孙系数J-T 0，G 0 ；(B) S 0，G 0 ；(C) S = 0，G = 0 ；(D) S = 0，G rHm/T ；(C) rSm rHm/T ； (D) rSm rHm/T 。4已知水的六种状态：100，pH2O(l)；99，2pH2O(g)；100，2pH2O(l)；100、2pH2O(g)；101、pH2O(l)；101、pH2O(g)。它们化学势高低顺序是 ( )(A) 2 4 3 1 5 6 ； (B) 6 5 4 3 2 1 ；(C) 4 5 3 1 2 6 ； (D) 1 2 4 3 6 5 。5.下列过程中S为负值的是哪一个 ( )

8、(A) 液态溴蒸发成气态溴 ； (B) SnO2(s) + 2H2(g) = Sn(s) + 2H2O(l) ；(C) 电解水生成H2和O2 ； (D) 公路上撤盐使冰融化 。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). S可逆S不可逆 (B). W可逆 W不可逆(C). Q可逆 (QW) 不可逆7在隔离体系中发生一个自发过程，则G应为 ( )(A). G 0 (C). G =0 (D). 不能确定8某气体进行不可逆循环过程的熵变为 ( )(A). S系 = 0 , S环 = 0 (B). S系 = 0 , S环 0(C). S系 0 ,

9、S环 = 0 (D). S系 0 , S环 09某物质的蒸气压可由下式表示：ln(P/kpa)=13.14(2437/T)，该物质的摩尔气化热为( )(A). 20.26 kJmol-1 (B). 293.1 Jmol-1(C). 5612 Jmol-1 (D). 2437 Jmol-1101mol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 H2O(g) (C). H2O(l) F (B). G F(C). G =F (D). G与F无法进行比较14在200C和1atm下，1m

10、ol的过冷水结成冰，则物系 、环境及总熵变是( )(A). S系 0 , S环 0 , S总 0 , S环 0 , S总 0(C). S系 0 , S总 0 (D). S系 0 , S总 015等温等压下发生不可逆电池反应，其S的计算公式为（ ）(A). S =H/T (B). S =(HG )/T(C). S=Q实/T (D). 以上三式都不适用16绝热封闭体系中若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=0时，可作为过程的可逆性与变化方向性的判据有（ ）(A). (dU)T.V0 (B). (dH)S.P0 (

11、C). (dS)U.V0 (D). (dG)T.P018250C,1atm下，NaCl在水中溶解度为6mol L-1, 如将1molNaCl溶解于1L水中，此溶解过程中体系的S和G变化为（ ）(A). G 0 ，S 0 ，S 0(C). G 0 (D). G = 0 ，S 019在一个绝热的刚性密闭容器中，装有H2和Cl2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fHm (HCl)= 92.30kJmol-1，此过程（ ）(A). H0 S0 (B). H0 S0(C). H0 (D). H0 S020纯物质在恒压下无相变时的GT曲线形状

12、是 ( )G G G GT T T T(A) (B) (C) (D)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) 0，S(环) = 0 ； (D) S(体) p2 ， (C) p1 ,=, 0，F ,=,0，那么该气体节流膨胀后温度 ，体系的熵 。 13对于理想气体，其 0， 0。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

13、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。熵值小的状态相对于_的状态。三、证明题1证明：2证明：3.4证明气体的焦耳系数有下列关系式：。5四、计算题1 1molCH3C6H5在其沸点383.15K时蒸发为气，求该过程的Q、W、vpaUm、vapHm、vapGm、vapFm和vapSm。 已知该温度下CH3C6H5的气化热为362kJkg-1。2 某一化学反应若在等温等压下(298.15K,p)进行，放热40.0 kJ，若使该反应通过可逆电池来完成，则吸热4.0kJ。 计算该反应的熵变； 当该反应自发进行时(即不做电功时

14、)，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6p，试求Q、W、Um、Hm、Gm、Fm、Sm和Siso。已知 Sm(O2)=205.03 JK-1mol-1， Cp,m=3.5R。41mol单原子理想气体始态为273K、 P, 经绝热不可逆反抗恒外压0.5P膨胀至平衡。试计算该过程的W、U、H、S、G、F (已知 273K、 P下该气体的摩尔熵为100JK-1mol-1)。5C2H4蒸气压与温度的关系式为：,计算其在正常沸点（103.9）时的蒸气压。7在10g沸水中加入1g 273.2K的冰，求该过程的S的值为多少？已知冰的熔化热

15、为6025 Jmol-1，水的热容Cp,m = 75.31 JK-1mol-1。81mol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、U、H、S、G、F(已知 273K、 P下该气体的摩尔熵为100JK-1mol-1)。91mol过冷水在268K、P下凝固，计算该过程的H、S、G、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 Jmol-1，fusHm(273K) = 6.01k Jmol-1，(水) = 990kgm-3，(冰) = 917 kgm-3。10苯在正常沸点353K下的vapHm=30.77 kJmol-1，今将353K及p下

16、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、vapG、vapS和S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下进行的相变：H2O(l, 298.15K,p) H2O(g, 298.15K,p)，计算相变的G，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46.024kJ，试计算U、H、S和G。计算时忽略液态水的体积。131mol氦气从473K加热到673K，并保持恒定101.325kPa。

17、已知氦在298K Sm= 126.06 JK-1mol-1，并假定氦为理想气体，计算H、S和G。如果G4. 答案：2，物质的量 5. 答案：6528，65356. 答案：， 7. 答案：两个热源的温度，工作物质三、证明题答案1证明：若一气体状态方程满足pVm = RT+bp时，则该气体的内能仅是温度的函数2某气体的状态方程为pVm = RT+ap，a为大于零的常数，证明该气体经节流膨胀后，气体的温度上升。3若物质的膨胀系数，则Cp与压力无关。4.5四、计算题答案1 W=3404.6J ; Q=13619J ; U=10214J ; H=17023J2. C= 4.16 JK-13. T= 41

18、7.2K ; Q=0 ; W=U=723.7J ; H=1013.2J4. U=54.3J ; H=84.73J 5W=-3.236J ; Q=11.53kJ ; U=8.29kJ ; H=13.82kJ第二章 热力学第二定律参考答案一、选择题答案1-C； 2-B； 3-B； 4-A； 5-B； 6-B； 7-D； 8-B； 9-A； 10-B； 11-C； 12-A； 13-C； 14-D； 15-B； 16-D； 17-C； 18-C； 19-D； 20-C； 21-C； 22-D； 23-B； 24-B； 25-B； 26-A； 27-C； 28-C； 29-B； 30-C； 31-D； 二、填空题答案1. = ； 2. ； ； = 4. 5. T/CV ；T/Cp 6. 5.76 ； 0 7. = ； = 8. ； ； = 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15. 减小 ；减小 16. ； 物质在两相中的化学式相等17. 微观状态数 ； 比较有序三、证明题答案1 23.4 5 四、计算题答案1解：Qp = 33.35kJ vapHm= 33.35kJmol-1 W =3.186kJ vpaUm= 30.16 kJmol-