物理化学习题热力学第二定律

物理化学测验（二）2003-04-12一、填空题。在题中“一”处填上答案。1、（本小题1分）公式AG=卬，的适用条件是 ,。2、（本小题1分）[8（--）]理想气体节流膨胀时， 8pH 0。（选填＞，=，＜）3、（本小题2分）按系统与环境之间物质及能量的传递情况，系统可分为系统 系统 系统。4、（本小题2分）已知人口舄（FeO,s,298K）=—226.5kJ-mol-1；A屈（CO2,g,298K）=—393.51kJ-mol-1；AfHm（Fe2O3,s,298K）=—821.32kJ•mol-1；AfHm（CO,g,298K）=—110.54kJ•mol-1；则Fe2O3（s）+CO（g）==2FeO（s）+CO2（g）反应的Ar瑞（298K）=。5、（本小题2分） 1某气体的C=29.16J-K-1-mol-1,1mol该气体在等压下，温度由20℃变为10℃,则其熵变AS=:m。6、（本小题2分）绝热不可逆膨胀过程系统的AS—0,绝热不可逆压缩过程系统的AS 0。（选填＞,＜或=）7、（本小题5分）5mol某理想气体由27℃,10kPa恒温可逆压缩到100kPa,则该过程的八U=,AH=,Q=,AS=。8、（本小题2分）公式AA=W'的适用条件是 ,。9、（本小题2分）1mol理想气体在绝热条件下向真空膨胀至体积变为原体积的10倍，则此过程的AS10、（本小题2分）一绝热气缸带有一无磨擦无质量的活塞，内装理想气体，气缸内壁绕有电阻为R的电阻丝，以电流I通电加热，气体慢慢膨胀，这是一个 过程，当通电时间t后，AH=。（以I,R,t表示）二、选择题。在题后括号内，填上正确答案代号。1、若以B代表任一种物质，vB为该物质在某一化学反应式中的化学计量数，则在如下a,b两种化学反应通式：Zva b-B=0Zvb0=bbB中：（ ）。选答：a式正确，b式错误；a式错误，b式正确；（3）两式均正确；(4)两式均错误。2、理想气体从状态I等温自由膨胀到状态II,可用哪个状态函数的变量来判断过程的自发性。( )(1)AG(2)AU (3)AS (4)AH3、工作在100℃和25℃的两大热源间的卡诺热机，其效率()。选填(1)20%；(2)25%；(3)75%；(4)100%。4、将克拉贝龙方程用于H2O的液—固两相平衡，因为 V(H2O,s)>V(H2O,l)，所TOC\o"1-5"\h\z以随着压力的增大，则H2O(l)的凝固点将：( )m m(1)上升； (2)下降；(3)不变； (4)不能确定。5、在一定的温度和压力下，已知反应A-2B反应的标准摩尔焓变为ArH^1(T)及反应2A一C的标准摩尔焓变为ArH祟2(T),则反应C-4B的Ar瑞3(T)是：(1， )。(1)2Ar&1(T)+ArH^2(T)； r,Ar晶2(T)—2AHm'JT)；A；瑞目2(T)+Ar瑞'JT)；2ArHm1(T)—ArHe2(T)。^ J6、25℃时有反应 C6H6(l)+72O2(g) >3H2O(l)+6CO2(g)若反应中各气体物质均可视为理想气体，则其反应的标准摩尔焓变AHf与反应的标准摩尔热力学能变ArU之差约为：()。 r(1)—3.7kJ•mol-1；1.2kJ•mol-1；(3)—1.2kJ•mol-1；3.7kJ-mol-1；7、1mol理想气体从相同的始态(pjV1,T「分别经绝热可逆膨胀到达终态(p2,V2，TOC\o"1-5"\h\zT),经绝热不可逆膨胀到达(P2，V2，T2)，则T2 T,V2 V,S2 So2， 2 2 2 ， 2 2' 2 2' 2 2?。(选填>,=，<)8、已知298K时，Ba2+•aq和SO4一・aq的标准摩尔生成焓为一537.65kJ•mol-1和一907.5kJ-mol-1,反应：BaCl2・aq+Na2sO4・aq==BaSO4(s)+2NaCl・aq的标准摩尔焓变是 一20.08kJ-mol-1，计算得BaSO4(s)的标准摩尔生成焓为：( )。1465.23kJ•mol-1； (2)—1465.23kJ•mol-1；1425.07kJ•mol-1； (4)—1425.07kJ・mol-1。(aq代表大量的水)9、任意两相平衡的克拉贝龙方程dT/dP=TAVm/AHm，式中AVm及AHm的正负号( )。一定是AVm>0，AHm>0；一定是AVm<0，AHm<0；一定是相反，即AVm>0，AHm<0；或AVm<0，AHm>0；(4)可以相同也可以不冏，即上述情况均可能存在。m三、是非题。在题后括号内，正确的打“J”，错误的打“X”。TOC\o"1-5"\h\z1、绝热过程都是等熵过程。是不是？( )2、热力学第二定律的开尔文说法是：从一个热源吸热使之完全转化为功是不可能的。是不是？( )3、在等温等压条件下，AG〉0的过程一定不能进行。是不是？ ( )4、系统由状态1经等温、等压过程变化到状态2,非体积功W'<0，且有W'>AG和AG<0，则此状态变化一定能发生。是不是？( )5、在-10℃，101.325kPa下过冷的H2O(l)凝结为冰是一个不可逆过程，故此过程的熵变大于零。是不是？( )

热力学第二定律的克劳修斯说法是：热从低温物体传给高温物体是不可能的。是不是？（ ）在等温等压条件下，AG〉0的过程一定不能进行。是不是？ （ ）8、克希霍夫公式的不定积分式A屏⑺=热力学第二定律的克劳修斯说法是：热从低温物体传给高温物体是不可能的。是不是？（ ）在等温等压条件下，AG〉0的过程一定不能进行。是不是？ （ ）8、克希霍夫公式的不定积分式A屏⑺=A0+AaT+2Abp Ace——T2+——T3时的标准摩尔反应焓。是不是？（四、计算题。请计算下列各题。（本大题7分）3 中的AH0是T=0K在一59℃时，过冷液态二氧化碳的饱和蒸气压为0.460MPa,同温度时固态CO2的饱和蒸气压为0.434MPa,问在上述温度时，将1mol过冷液态CO2转化为固态CO2时，AG为多少？设气体服从理想气体行为。五、计算题。请计算下列各题。（本大题11分）在300K,100kPa压力下，2molA和2molB的理想气体等温、等压混合后，再等容加热到600K。求整个过程的AS为若干？已知CA=1.5R，CB=2.5R六、计算题。请计算下列各题。 皿 皿（本大题13分）已知在298K,100kPa下Sn（白） .Sn（灰）过程的AHm=-2197J•mol-1,ACm=-0.42J•K-1•mol-1,ASm=-7.54J•K-1•mol-1。（1）指出在298K,100kPa下，P''哪一种晶型稳定。 口（2）计算在283K,100kPa下，白锡变为灰锡过程的AGm，并指出哪一种锡的晶体更稳定？七、证明题。（本大题5分）试证明物质的量恒定的单相纯物质，只有p,V,T变化过程的dS=（nC/T）（3T/dp）dp+（nC/T）（3T/dV）dV八、证明题。（本大题3分）V,mp,m试证明封闭系统单相纯物质只有p,V,T变化过程的\CVJT（豹理想气体的九、证明题。（本大题5分）NJ-T试证明：LiNJ-T试证明：Cp，m pT,RJ-T为焦耳-汤姆孙系数。物理化学测验（二）答案一、填空题。在题中“一”处填上答案。（本大题共2小题，总计2分）1、（本小题1分）解：封闭系统等温等压可逆过程 （1分）2、（本小题1分）解：一 （1分）

3、（本小题2分）解：敞开封闭隔离4、（本小题2分）解：85.35kJ-mol-15、（本小题2分）解：1.012J-K-16、（本小题2分）解：〉7.（本大题5分）解：_0_0—28.72kJ—95.72J•K-18、（本小题2分）解： 封闭系统等温等容可逆过程9、（本小题2分）解：19.14J•K-110、（本小题2分）解：等压过程12Rt二、选择题。在题后括号内，填上正确答案代号。1、解：（2）2、解：（3）3、解：（1）4、解：（2）5、解：（4）6、解：（1）7、解：＞〉〉8、解：（2）9、解：（4）（1分）（2分）（3分）（3分）（1分）（2分）（3分）（3分）（2分）（1分）（2分）（1分）（2分）（4分）（5分）（1分）（2分）（1分）（2分）（2分）（2分）（2分）（2分）（2分）（2分）（1分）（2分）（3分）（4分）（2分）是是是是是是是

X是工工

解解解解解解解解)))))))分分一一111111((((((四、计算题。请计算下列各题。（本大题7分）解：此过程为不可逆相变，故设计过程:—59℃CO2(l)

0.460MPa不可逆相变—59℃CO2(s)

0.434MPa—59—59℃CO2(g)

0.460MPa—59℃CO2(g)

0.434MPaAG=AGi+AG2+AG3过程1,3为可逆相变，即AG1=AG3=0过程2为等温可逆膨胀r»tAG=-fSdr»tAG=-fSdT+JVdp=fp2 Tdp=nRTInp22 p1P P1=-104JAG=AG2=—104J五、计算题。请计算下列各题。(本大题11分)解：纯态<2mol,A(g)2mol,B(g)'混合态<2mol,A+2mol,T=600K、2AS=AS1+AS2,―300K,100kPa_)(1)Bn=2molAS1=2nRln(2V/V)=2nRln2AS2=(1.5nR+2.5nR)ln(T2/T1)=4nRln2所以八S=6nRln21x8.314x214.2lnk0:464>混合态2mol,A+2mol,Bp=100kPaT1=300K（2分）（5分）情容>(2)（3分）（6分）=(6x2mol=(6x2molx8.314J•K-1•mol-1)ln2=69.15J•K-1 (8分)六、计算题。请计算下列各题。(本大题13分)解：(1)在298K,100kPa下AGm,1=AHm,1—T1A41=—(2197—298x7.54)J•mol-1=49.92J•mol-1白锡稳定。(2)在283K,100kPa下AHm2=AHm1+ACm(T2—T1)=—2190.7J•mol-1皿皿 pAcAS =AS +jT-pmdTm,2 m,1TT1( 283\=-7.54-0.42ln-J-K-1-mol-1k 298)（2分）（5分）=-7.52J•=-7.52J•K-1•mol-1AG晋2=AHm,2灰锡稳定。=—62.5J•mol-1(8分)(10分)七、证明题。（本大题5分）解：

ds=(as/ap)dp+(as/av)dvV p=(as/at)(at/ap)dp+(as/at)(at/av)dvVV p p将(aS/aT)v=n^v,」T及(aS/aT)p=ncp」T代入上式，即可证明dS=(nC/T)(aT/ap)dp+(nC/T)(aT/aV)