-热力学第二定律试题及答案

1、9.为判断某气体能否液化，需考察在该条件下的(a)第一章热力学第一定律一、选择题 1-A;2-C;3-A;4-D;5-B;6-D;7-A;8-D;9-A;10-D;11-B;12-B;13-A;14-C;15-C;16-B;17-C;1 .下述说法中，哪一种正确(a)(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(c)(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

2、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)(A)O2(B)Ar(C)CO2(D)NH34 .戊烷的标准摩尔燃烧焰为-3520kJmol-1,CO4g)和 H2O(l)标准摩尔生成焰分别为-395kJmol-1和-286kJmol-1,则戊烷的标准摩尔生成焰为(d)(A)2839kJmol-1(B)-2839kJmol-1(C)171kJmol-1(D)-171kJmol-1一，、1 一、.、r5 .已知反应H2(g)+-O2(g)=HzO(

3、g)的标准摩尔反应焰为ArHm(T),下列说法中不正确的是(b)。(A).ArHm(T)是 H2O(g)的标准摩尔生成焰(B).ArHm(T)是 H2O(g)的标准摩尔燃烧焰(C).ArHm(T)是负值(D).ArHm(T)与反应的ArUm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(d)(A)T,P,n(B)Um,Cp,CV(C)H,AU,&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)(A)Q=0H=0P0AT0(B)Q=0H0T0(C)Q0H=0P0AT0(D)Q0H=0P0(B)国-T0),1mol 该气体经等

4、温等压压缩后其内能变化为(d)(A)30(B)AUCP的情况是(b)(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，体积和体系的焰变必定是(b)(D)T可逆T不可逆,V可逆W2,Q1Q2(B)W1W2,Q1W2,Q10,W0,?U0;(B)Q=0,W=0,?U0;(C)Q=0,W=0,?U=0;(D)Q0,?UT不可逆，V可逆V不可逆,AH可逆4H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4H不可逆(A)图;(B)图；(C)图；(D)

5、图二、填空题1.焦耳-汤姆孙系数 NJdef,J-T0 表示节流膨胀后温度将。2,在 373K,p9下，1mol 液态水向真空蒸发为 373K,pe下的水蒸气，已知此过程的AH=40.6kJ,则此过程的 411=40.6kJ,Q=40.6kJ。3,已知反应 C(s)+O2(g)=CO2(g)的rHm0(298K)=-393.51kJmol-1。若此反应在一绝热钢瓶中进行，则止匕过程的 4U0,AH0。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。1.1mo1298K 的液体苯在弹式量热计中完全燃烧，放热 3264k

6、J,则反应：2c6H6(l)+15O2(g)=12CO2(g)+6H2O(l)的rUm(298K)=kJmol-1,AHmK)=kJmol-1。6 .某理想气体经绝热恒外压压缩，4U0,4H0.07 .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。一一，13)1一一3 .若物质的膨胀系数a=，则 Cp与压力无关。VUT人Tp4 .已知纯物质的平衡稳定条件是回T0,请证明任一物质绝热可逆膨胀过程后压力必降低

7、。5 .某气体的状态方程为 pVm=RT+ap,a 为大于零的常数，证明：该气体的焦耳一汤姆孙系数W-T0四、计算题1.某气体的状态方程为 pVm=RT+ap,a 为大于零的常数，证明：该气体的焦耳一汤姆孙系数J-TAHQo2 .一摩尔单原子理想气体从 0c、2p 始态，经由方程 pV2=const 规定的途径到达终态压力为 15p,计算沿此途经的平均热容。3,在空气中有一真空绝热箱，体积为 V0,今在箱上刺一个小孔，空气流入箱内，设空气为理想气体(Cp,m=3,5R)O巳知空气温度是 298K,箱内气体温度是多少？若 V0=10dm3,求该过程的 Q、W、？U、?H 各为多少？4.298.1

8、5K,1mol 的 CO2(实际气体)由始态 pi=3p,Vi=7.9dm3等温变化到终态 p2=p,V2=24dm3,求此过程的？U 与？H。巳知 Cp,m(CO2)=36.6JKmol;焦耳汤姆逊系数J=1.14+8.6510%p/p)o5.1mol 单原子分子理想气体由始态 A(2p,298K),沿着 p/p=0.1(Vm/dm3mol-1)+b 的可逆途经膨胀到原体积 2 倍，计算终态的压力以及此过程的 Q、W、第二章热力学第二定律一、选择题1 .25c 时，将 11.2 升 O2与 11.2 升 N2混合成 11.2 升的混合气体，该过程(a)(A)?S0,?G0;(B)?S0,?G

9、0;(C)?S=0,?G=0;(D)?S=0,?G?rHm/T；(C)?rSm?Hm/T；(D)?rSm43A5a；(B)65R32以；(C)453口2P；(D)1口性36田。5 .下列过程中？S 为负值的是哪一个(b)(A)液态漠蒸发成气态漠；(B)SnO2(s)+2H2(g)=Sn(s)+2H2O(l);(C)电解水生成 H2和。2；(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()(C).Q可逆(QW)不可逆7 .在隔离体系中发生一个自发过程，则4G应为(a)(A).AG(C).AG=0(D).不能确定(A).AS

10、可逆AS不可逆(B).W可逆W不可逆8 .某气体进行不可逆循环过程的婿变为(b)ln(P/kpa)=13.14(2437/T),该物质的摩尔气化热为()10 .1mol 理想气体经绝热自由膨胀体积增大 10 倍，则物系的婿变为()(A).AS=0(B).AS=19.1J/K(C).AS19.1J/K(D).ASgH2O(g)(C).H2O(l)F(B).GAF(C).AG=AF(D).有 AF 无法进行比较14 .在200C 和 1atm 下，1mol 的过冷水结成冰，则物系、环境及总婿变是(d)(A)./0,城0,於 0,A 冷 0(C).鸵 0,80,册0(D).格0 表明该过程是(b)(

11、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(C).(dS)U.V0(D).(dG)T.P018 .250C,1atm 下，NaCl 在水中溶解度为 6molL-1,如将 1molNaCl 溶解于 1L 水中，此溶解过程中体系的应和NG变化为(c)(C).AG09.某物质的蒸气压可由下式表示:-1(A).20.26kJmol1_-1(B).293.1Jmol1_-1(C).5612Jmol_-1(D).2437Jmol(A) .AG0,SS0,SS019.在一个绝热的刚性密闭容器

12、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),态函数为()(A)UHV,(B)SHG,(C)VGH,(D)FHS27 .下列过程中，ASA&H/T的是()(A)理想气体恒外压等温压缩(B)263K、101.3kPa,冰熔化为水设光照能量可不计，气体为理想气体，测得 AHm(HCl)=92.30kJmcl-1,此过程()(A) .H0S0(B) .AH0AS0(C) .AH0(D) .AH0AS0纯物质在恒压下无相变时的 GST 曲线形状是(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

13、;(B)?S(体)0(C)?S(体)0,?S(环)=0;(D)?S(体)p2,(C)p1,=)2 .在隔离体系中发生某剧烈的化学反应，使体系的温度及压力皆明显上升，则该体系的H0,F,=,0,那么该气体节流膨胀后温度，体系的婿。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 .从婿的统计意义来判断下列过程体系的:W 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 .偏摩尔婿的定义式为；纯物质两相平衡的条件为。的状态。5证明:。-。丁凰露四、计算题1 .1molCH3c6H5在其沸点 3

14、83.15K 时蒸发为气，求该过程的 Q、W、AvpaUm9、4apHm9、LapGm9、和AapSm9。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 40.0kJ,若使该反应通过可逆电池来完成，则吸10. 一定 T,p 下,将体积为 V 的 1molN2与体积为 V 的另 1molN2混合，总体积为 2V,则过程的 4S=J-K-1；若一定T,V 下，将压弓 S 为 p 的 1molN2与压强为 p 的另 1molN2理想气体混合，总压强为 2p,则过程的 4S=J-K-1o实际气体节流膨胀后，S0,Q0。12.

15、13. 对于理想气体，其.二pT0。14.17.从微观角度而言，靖具有统计意义，它是体系的一种量度。值小的状态相对于明气体的焦耳系数有下列关系*e乙apFm证明:1.证明:2.3.C4.开开V二TC三、证明题热 4.0kJo（i）计算该反应的:W 变；当该反应自发进行时（即不做电功时），求环境的婿变和总婿变;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6Xp9,试求 Q、W、AUmAHmGm、AFmASm和Siso。已知 Sm（O2）=205.03J-K-1-mol-1,Cp,m=3.5Ro4.1mol 单原子理想气体始态为 273K、P：经绝热

16、不可逆反抗恒外压 0.5 於9膨胀至平衡。试计算该过程的W、AUAHS、AGF（3 知 273K、P0下该气体的摩尔靖为 100JK-1mol-1）。5-C2H4蒸气压与温度的关系式为：lgp（mmHg）=-834.1+1.75lnT-1.750lgT-0.008375T45.323，计算其在正常沸点（一 103.9C）时的蒸气压。7 .在 10g 沸水中加入 1g273.2K 的冰，求该过程的的值为多少？已知冰的熔化热为 6025Jmol-1,水的热容 Cp,m=75.31JK-1-mol-1。8 .1mol 单原子理想气体始态为 273K、P9,经绝热可逆膨胀至压力减少一半，试计算该过程的

17、 W、仁S、AG4F 已知 273K、P0下该气体的摩尔靖为 100JK-1mol-1）。9 .1mol 过冷水在 268K、P0下凝固，计算该过程的AH、S、AGAF 和最大非膨胀功、最大功。已知水在熔点时的热容差为 37.3Jmol-1,AfusHm（273K）=6.01kJmol-1,P水）=990kgm-3,p冰）=917kgm-3。10 .苯在正常沸点353K下的A/apHm=30.77kJmol-1,今将353K及pe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、AapG6、&apS9和并根据有关原理判断上述过程是否为不可逆过程。11

18、 .在 298.15K、p0下进行的相变：H2O（l,298.15K,p5H2O（g#98.15K,p 计算相变的4G,并判断该过程能否自发进行。已知 298.15K 时水的蒸气压为 3167Pa,忽略液态水的体积。12 .在 373K,p9下，1mol 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 AH和AG。计算时忽略液态水的体积。13 .1mol 氨气从 473K 加热到 673K,并保持恒定 101.325kPa。已知氨在 298KSm=126.06JK-1mol-1,并假定氮为理想气体，计算和AGo如果GvQ 可否判断为不可逆过程。14

19、 .298.15K,P口下，单斜硫与正交硫的摩尔靖分别为 32.55 和 31.88JKmol-1；其燃烧焰分别为297.19和296.90kJmol-1,两者密度分别为 1940 和 2070kgm-3。求：在 298.15K,P*下,S（正交）-S（单余）的ArG；,并判断哪种晶形稳定。当增加压力时，反应能否正向进行？15 .在单斜硫与斜方硫的晶态转变点附近，它们的蒸气压公式分别为：斜方硫：lg（p/p9）=5267/T+11.866,单斜硫：lg（p/p户5082/T+11.364,试计算：硫的晶态转变温度；转变点时的晶型转变热。第一章热力学第一定律参考答案一、选择题答案：1-A;2-C

20、;3-A;4-D;5-B;6-D;7-A;8-D;9-A;10-D;11-B;12-B;13-A;14-C;15-C;16-B;17-C;、填空题答案1.答案：！，降低 2.答案：37.5KJ,37.5KJ3.答案：=,J：PH4.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。给分。1:HCT7TT证明：（其它合理证明也得分）p证明：其它合理

21、证明也V-TCp,m_1_CJp,ma一一CJp,mVmVm=.：TC故节流膨胀（3.若物质的膨胀系数0=V二：TPTRCp,mp.Vm-RCJp,ma.：pp,mpV0)后，温度升高。fV：Tp1,则 Cp与压力无关。du=TdS-pdV及内能的变化与体积无p.%=-工TR-V0Cp_pCp四、计算题答案1.W=3404.6J;Q=13619J;U=10214J;H=17023J2.C=4.16JK3.T=417.2K;Q=0;W=AU=723.7J;AH=1013.2J证明：其它合理证明也给分1；:V1-：;VVct=I=I=V?TpTFTpT6Cp3H%HI却乂16Pl6T.JpJTTc

22、TpcpT人又dH=TdSVdP证明：其它合理证明也得分4.2S_:在二_CV2TfpV-FTVFpV-TjpV；V二”FT二TV.FSp一.FTp；:Sp-Cp一Tp卫卫卫_1NSfpV;：Sp一 31_工|7包 “立 但r31一鼠(I加/J：T(av=氾至：:0CV.VT故绝热膨胀后压力降低证明:FH/fpTfH/FTp即Cp与压力无关JT4.U=54.3J;胴=84.73J5.W=-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、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-

23、A;13-C;17-C;18-C;19-D;20-C;21-C;22-D;23-B;24-B;25-B;26-A;10.0;-11.5311.;=12.降低；升高14.凝聚相体积可以忽略；相变焰不随温度变化15.减小；减小 16.上S);物质在两相中的化学式相等/nBTFECMB17.微观状态数；比较有序三、证明题答案0I.U、I.U.U.NTIIJV,?TVTIL:TTV2.3.证明：其它合理证明也给分dH=TdSVdp14-D;15-B;16-D;27-C;28-C;29-B;二、填空题答案1.=;2.5.T/CV；T/Cp6.30-C;31-D;；;5.76;07.4.8.;9.11.5

24、3;013.;=证明：其它合理证明也给分dU=TdS-pdVT.fp-fv：:S2VmT彳。：p、.订V.订p四、计算题答案解:QP=33.35kJAvapHm9=33.35kJ-mol-1W=3.186kJvpaUlm=30.16kJ-mol,/e一e一,一,.-1vapGm=0vapFm=-3.186kJ*molvapSm=87.03J-K-1-mol-12.4.证明：其它合理证明也给分5.dU=TdSUT-1P-S：TV-pdVT.：S=T-p：VT工卫一 1”UFUTFTVCV；：VT卫.FTV证明：其它合理证明也给分TP一一订V;:VT;:TpCp=T伴)，Cv=Tpq 盯p叮V(1)rSm-13.42J*K4*mo