热力学第二定律题解-new

一、选择题热力学第二定律题解()1.理想气体在等温条件下，经恒外压压缩至稳定，变化中体系熵变及环境熵变应为：(A)ΔS体>0,ΔS环<0(B)ΔS体>0,ΔS环=0(C)ΔS体<0,ΔS环>0(D)ΔS体<0,ΔS环=0C()

2.已知反应CuO(s)==Cu(s)+1/2O2(g)的，则该反应的将随温度的升高而：(A)增大；(B)减小；(C)不变；(D)无法确定。B()3.300K时，2mol某理想气体的吉布斯函数G与亥姆霍兹函数A的差值为：(A)G-A=1.247kJ；(B)G-A=2.494kJ；(C)G-A=4.988kJ；(D)G-A=9.977kJC()4.CO经过一个不可逆循环，其(A)U=0，H=0；(B)S＞0，U=0；(C)G＜0，U=0；(D)A＜0，U=0。A()5.下列过程中系统的G0的是(A)水在0ºC常压下结成冰；(B)NH4Cl(s)NH3(g)+HCl(g)在大气中进行；(C)水在其正常沸点气化；(D)100C、液态水向真空蒸发成同温同压的气态水。B二、填空题下述三个反应:

(1)S(s)+O2(g)=SO2(g)(2)H2(g)+O2(g)=H2O2(l)(3)C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)按ΔrSm增加的顺序为(2)(1)(3)。2.实际气体经历一不可逆循环过程，体系的ΔS=0,ΔG

=

0。（选填>，=，<）3.把100℃、101.325kPa下的水向真空蒸发为同温同压下的水蒸气，已知水的汽化热为41kJmol-1，则ΔS（系）_______，ΔS(总)_______，ΔG_______。109J·K-18.31J·K-104.在外压恒定为101325kPa，温度恒定为10℃时，发生相变过程H2O(l)H2O(s)，此过程的Sm

；Hm

；Gm

；Am

；环境的熵变S(环)

；S(隔)

。（选填>0，=0，<0或不能确定）<0<0<0<0>0>05.理想气体经等温压缩过程，其G_____A。（选填>，=，<）=三、计算题1、1mol理想气体在300K下，分别经过下列三个过程，从50dm3膨胀到100dm3，计算各过程的Q，W，U，H及S。(1)可逆膨胀；(2)膨胀过程所作的功等于最大功的50%；(3)向真空膨胀。解：（1）理想气体等温可逆膨胀

U=0，H=0（2）Q=－W=50%Wr=86444J

S=576J·K1，U=0，H=0（3）Q=0，W=0，U=0，H=0

S=576J·K1

2、在101.325kPa下，将150g0℃的冰放入1kg25℃的水中熔化，假设这是一个孤立系统，计算该过程的熵变。已知0℃时冰的熔化热为6020J·mol-1，水的比热容为4.184J·K-1·g-1。解：n(H2O,s)=150/18=8.33mol8.33×6020+150×4.184(T2-273)+1000×4.184(T2-298)=0解之得：T2=284.3KS=S1+S2=10.12J·K-13、10mol理想气体从40℃冷却到20℃，同时体积从250dm3变化到50dm3，如果该气体的定压摩尔热容为，求此过程的DS。

解：4、1mol水在100℃，101.325kPa下向真空蒸发，变成100℃，101.325kP的水蒸汽，试计算此过程的DS系、DS环、DS总，并判断此过程是否自发过程。已知水的蒸发热。解：Q=U=H-nRT=40.67×103-8.314×373=37.57kJ·mol-1S=S(系)+S(2)=8.31J·K-1＞05、恒温恒压下将1molH2与1molO2混合，计算此过程的熵变。假设H2与O2为理想气体。

解：6、在绝热容器中，将1kg20℃的水和2kg80℃的水混合，求此过程的S。设水的平均比热容为4.18kJ·K-1·kg-1。解：1×c(t-20)=2×c(80-t)t=60℃;T=333K7、某理想气体与温度为TK的大热源相接触，作等温膨胀，吸热QJ，所做的功是变到相同终态的最大功的20%，求系统的熵变。解：理想气体等温膨胀有：而W0=0.2WR=-QWR=5Q∴QR=5Q8、将1mol苯蒸汽由80.1℃、40530Pa冷凝成60℃、101325Pa的液体苯，求此过程的DS。已知苯的正常沸点为80.1℃，苯的气化热为，苯的比热容为。假设苯蒸气可视为理想气体。

解：C6H6(g),80.1℃,p1C6H6(l),60℃,p2SC6H6(g),80.1℃,p2C6H6(l),80.1℃,p2S1S2S3S=S1+S2+S39、某化学反应在等温等压（25℃、101325Pa）下进行，放热41.84kJ，假定在相同条件下使反应通过可逆电池来完成，这时放热8.37kJ。（1）计算该反应的S；（2）当反应按前一过程进行时，计算环境的熵变及大孤立系统的熵变，并判断过程是否自发进行；（3）计算系统可能做的最大非体积功。解：（1）系统的熵变由可逆热计算（2）前一过程的环境熵变为：(环)(孤)(环)(系)=+=140.4-280.9=112.3＞0可以自发进行。（3）在等压，且做非体积功时：10、液态水在25℃的标准摩尔熵为，热容为，水蒸气的热容为。求200℃时水蒸汽的标准摩尔熵。

解：11、计算在800K时反应

的。已知：Fe3O4(s)H2(g)Fe(s)H2O(g)146.4130.7027.15188.25143.4228.8325.2333.57解：12、1mol理想气体在273K下，分别经过下列三种过程从22.4dm3膨胀到44.8dm3，计算各过程的Q、W、DU、DH、DS、DA和DG（1）可逆膨胀；（2）系统做功418J的不可逆膨胀。

解：(1)理想气体等温可逆过程DU=DH=0DA=DU-T

DS=-1573JDG=DH-T

DS=-1573J(2)DU=DH=0DG=DH-T

DS=-1573JDA=DU-T

DS=-1573JW=-Q=-418J解：13、计算下列相变的和。巳知CH3OH在正常沸点337K时的摩尔蒸发热为349，设蒸气为理想气体。CH3OH（l,337K,)CH3OH(g,337K,)CH3OH（g,337K,)CH3OH（l,337K,)CH3OH(g,337K,)（理想气体的