物理化学习题2-热力学第二定律

物理化学测验（二）2003-04-12一、填空题。在题中“____”处填上答案。1、(本小题1分)公式的适用条件是，。2、(本小题1分)理想气体节流膨胀时，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444系统、444系统、444系统。4、(本小题2分)已知DfH(FeO,s,298K)=－226.5kJ·mol-1；DfH(CO2,g,298K)=－393.51kJ·mol-1；DfH(Fe2O3,s,298K)=－821.32kJ·mol-1；DfH(CO,g,298K)=－110.54kJ·mol-1；则Fe2O3(s)+CO(g)==2FeO(s)+CO2(g)反应的DrH(298K)=。5、(本小题2分)某气体的Cp,m=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DS=。6、(本小题2分)绝热不可逆膨胀过程系统的DS0，绝热不可逆压缩过程系统的DS0。（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DU=，DH=，Q=，DS=。8、(本小题2分)公式DA=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DS=。10、(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，DH=。(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，νB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： aBB=0b0=BB中：（）。选答： （1）a式正确，b式错误； （2）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）DG（2）DU（3）DS（4）DH3、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Vm(H2O,s)>Vm(H2O,l)，所以随着压力的增大，则H2O(l)的凝固点将：（）（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DrH,1(T)及反应2A→C的标准摩尔焓变为DrH,2(T),则反应C→4B的DrH,3(T)是：（）。 （1）2DrH,1(T)+DrH,2(T)； （2）DrH,2(T)－2DrH,1(T)； （3）DrH,2(T)+DrH,1(T)； （4）2DrH,1(T)－DrH,2(T)。6、 25℃时有反应C6H6(l)+7O2(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DrH与反应的标准摩尔热力学能变DrU之差约为：（）。 （1）－3.7kJ·mol-1； （2）1.2kJ·mol-1； （3）－1.2kJ·mol-1； （4）3.7kJ·mol-1；7、1mol理想气体从相同的始态（p1，V1，T1）分别经绝热可逆膨胀到达终态（p2，V2，T2），经绝热不可逆膨胀到达，则TT2，VV2，SS2。（选填>，=，<）8、已知298K时，Ba2+·aq和SO·aq的标准摩尔生成焓为－537.65kJ·mol-1和－907.5kJ·mol-1，反应：BaCl2·aq+Na2SO4·aq==BaSO4(s)+2NaCl·aq的标准摩尔焓变是－20.08kJ·mol-1，计算得BaSO4(s)的标准摩尔生成焓为：（）。（1）1465.23kJ·mol-1；（2）－1465.23kJ·mol-1；（3）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=TD，式中D及D的正负号（）。（1）一定是D>0，DHm>0；（2）一定是DVm<0，DHm<0；（3）一定是相反，即DVm>0，DHm<0；或DVm<0，DHm>0；（4）可以相同也可以不同，即上述情况均可能存在。三、是非题。在题后括号内，正确的打“√”，错误的打“×”。1、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，DG>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＇>DG和DG<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？（）6、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？()7、在等温等压条件下，DG>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DrH(T)=DH0+DaT+中的DH0是T=0K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)在－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，DG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DS为若干？已知CV,m,A=1.5R，CV,m,B=2.5R六、计算题。请计算下列各题。(本大题13分)已知在298K，100kPa下Sn(白)Sn(灰)过程的DHm=-2197J·mol-1，DCp,m=-0.42J·K-1·mol-1，DSm=-7.54J·K-1·mol-1。（1）指出在298K，100kPa下，哪一种晶型稳定。（2）计算在283K，100kPa下，白锡变为灰锡过程的DGm，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变化过程的八、证明题。 (本大题3分)试证明封闭系统单相纯物质只有p,V,T变化过程的理想气体的九、证明题。(本大题5分)试证明：，mJ-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“____”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：=（1分）3、(本小题2分)解：敞开（1分）封闭（2分）隔离（3分）4、(本小题2分)解：85.35kJ·mol-1（3分）5、(本小题2分)解：1.012J·K-1（2分）6、(本小题2分)解：>（1分）>（2分）7.(本大题5分)解：0（1分）0（2分）－28.72kJ（4分）－95.72J·K-1（5分）8、(本小题2分)解：封闭系统等温等容可逆过程（1分）9、(本小题2分)解：19.14J·K-1（2分）10、(本小题2分)解：等压过程（1分）I2Rt（2分）二、选择题。在题后括号内，填上正确答案代号。1、解：（2）（2分）2、解：（3）（2分）3、解：（1）（2分）4、解：（2）（2分）5、解：（4）（2分）6、解：（1）（2分）7、解：>（1分）>（2分）>（3分）8、解：（2）（4分）9、解：（4）（2分）三、是非题。在题后括号内，正确的打“√”，错误的打“×”。1、解：不是（1分）2、解：不是（1分）3、解：不是（1分）4、解：是（1分）5、解：不是（1分）6、解：不是（1分）7、解：不是（1分）8、解：不是（2分）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℃CO－59℃CO2(s)0.434MPa－59℃CO2(l)0.460MPa13－59℃－59℃CO2(g)0.434MPa－59℃CO2(g)0.460MPa2DG=DG1+DG2+DG3过程1，3为可逆相变，即DG1=DG3=0过程2为等温可逆膨胀=-104J（2分）DG=DG2=－104J（5分）五、计算题。请计算下列各题。(本大题11分)解：DS=DS1+DS2，n=2molDS1=2nRln(2V/V)=2nRln2（3分）DS2=(1.5nR+2.5nR)ln（T2/T1）=4nRln2（6分）所以DS=6nRln2=(6´2mol´8.314J·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DGm,1=DHm,1－T1DSm,1=