物理化学练习(热力学第二定律2006.4)一、选择题 (共18题)1.公式dG = -SdT + Vdp 可适用下述哪一过程:(A) 298K 、101325Pa 下的水蒸发过程 (B) 理想气体真空膨胀 (C) 电解水制取氢(D) N 2(g) + 3H 2(g) = 2NH 3(g)未达平衡2.理想气体在等温条件下，经恒外压压缩至稳定，此变化中的体系熵变 S 体及环境熵变S环应为：3. 在101.3 kPa 下,110C 的水变为110C 水蒸气 吸热Q p ,在该相变过程中下列哪个关系式不成 立？()(A) S 体 > 0 (B) S 环不确定 (C) S 体 + S 环〉0 (D)S 环 < 04. 某体系分A,B 两部分，这两部分的热力学概率分别为A 和B ,则整个体系的微观状态数 与 A , B 的关系为：( )(A ) = A B ( B ) = B / A (C)= A + B( D )= B — A5.下列对物质临界点性质的描述哪一个是错误的?( )(A) 液相摩尔体积与气相摩尔体积相等 (B) 液相与气相的临界面消失(C) 汽化热为零(D) 固、液、气三相共存6.2 mol 液态苯在其正常沸点(353.2 K)和101.325 kPa 下蒸发为苯蒸气，该过程的△vap F等于( )(A) 23.48 kJ (B) 5.87 kJ (C)2.94 kJ(D) 1.47 kJ7.下列四种表述：(1) 等温等压下的可逆相变过程中，体系的熵变△ S = △ H 相变/T 相变(2) 体系经历一自发过程总有dS > 0(3) 自发过程的方向就是混乱度增加的方向(A)S 体 > 0 , S 环 < 0(C) S 体 > 0 , S 环=0 (B)S 体 < 0 , S 环〉0(D) S 体 < 0 , S 环=0(4) 在绝热可逆过程中，体系的熵变为零 两者都不正确者为： (A)(1) ，(2)(B) (3)，(4) (C) (2)， (3)(D) (1)， (4)8.将氧气分装在同一气缸的两个气室内,其中左气室内氧气状态为p 1=101.3 kPa , V 1=2dm 3,p 2=101.3 kPa,V 2=1 dm 3,T 2=273.2 K ；现将气室中间的隔板抽掉 分混合。

此过程中氧气的熵变为S < 0都不一定9. 某化学反应在300 K, p 下于烧杯中进行，放热60 kJ mol -1,若在相同条件下安排成可逆 电池进行，吸热 6 kJ mol -1，贝U(1) 该体系的熵变为： ( ) (A) -00 J K -1 mol -1 (B) 200 J K -1mol -1 (C) -20 J K -1mol -1(D) 20 J K -1 mol -1(2) 当反应进度 = 1mol 时，可能做的最大非膨胀功为：()(A) -54 kJ (B) 54 kJ (C) -66 kJ(D)66 kJ10. 某气体状态方程为 p =f(V)T ， f(V) 仅表示体积的函数，恒温下该气体的熵随体积 V 的增 加而： ( )(A)增加 (B) 下降(C) 不变 (D) 难以确定11. 在标准压力 p 下,383.15 K 的水变为同温下的蒸气 ,吸热 Q p 。

该相变过程中 ,哪个关系式不能成立 ?12. 在等温等压下进行下列相变：H 2O (s,-10 C , p ) = H 2O (1,-10 C, p )在未指明是可逆还是不可逆的情况下，考虑下列各式哪些是适用的(1)S Q/T= △ S(2) Q = △fus H (3) A fus H/T =血s S (4) - A fus G =最大净功 (A) (1) , (2)使两部分气体充()(A) S > 0 (B)(C) S = 0(D))(A)(C)△ G < 0△ S I SO <(B)△ H = Q p(D) △ S ISO > 0 T 1=273.2 K ；右气室内状态为(B)⑵,(3)(C)(4)(D)(2)13.在固态时，C0分子有两种可能的取向，若这两种取向的分布是均衡的，则L个CO分子的总取向构型态数为：( )(A) 2 L/[L](B) (1/2) L/[L](C) 2L/[L] (D) (1/2) L/[L]14.单原子分子理想气体的C V, m =(3/2) R,温度由T1变到T2时，等压过程体系的熵变A与等容过程熵变AS V之比是：( )(A) 1 : 1 (B) 2 : 1(C) 3 : 5 (D) 5 : 315. 在263 K的过冷水凝结成263 K的冰，则:(A) A S<0 (B) A S>0(C) A S=0 (D)无法确定16.下列过程均为等温等压过程，根据公式dG = -SdT + Vdp计算得A G = 0,此结论能用于下述何过程？---- >(A)-5 C、p、冰-5C、p、水(B)等温、等压下，W f = 0的化学反应 A + B —— C + D(C)等温、等压下食盐溶解于水--- >(D)100 C、p 、水100 C、p、水气17.理想气体的atto循环由下面四个可逆步骤构成：(A)气体绝热可逆压缩(B)恒容升温，气体从环境吸热(C)气体经绝热膨胀作功(D)恒容降温回到原态该循环过程的T - S图为：( )18.一体系经过A,B,C三条不同的途径由同一始态出发至同一终态。

其中A,B为可逆途径，C为不可逆途径，则下列有关体系的熵变AS的七个等式为：(Q A , Q B,Q C分别为三过程中体系吸的热 )(1) ⑺||⑶IB |⑸\bQ^T = lbQ^T=\bQJT其中错误的是：( )(A)(5) , (6)(B)(1),⑷(C)⑵，(3)(D)(5) , (7)二、填空题(共10题)19.选择“〉”、“V”、“ = ”中的一个填入下列空格：若反应C(s) + 02(g) = CO 2(g)在恒温、恒压条件下发生，其A r H m< 0 ,若在恒容绝热条件下发生，则A r U m ___________ 0, A r S m __________ 0。

20.当一个不可逆过程发生之后，________ 增加了，而____ 的可用性减少了。

21.吉布斯自由能判据的适用条件是_________ 、__________ 、 _________________ 。

22.理想气体向真空膨胀，体积由V1变到V2,其A U ___________ , A S ________ 。

23.在隔离体系中，由比较________ 的状态向比较 __________ 的状态变化，是自发变化的方向, 这就是____________________ 的本质。

24.在理想气体的S〒图上，任一条等容线与任一条等压线的斜率之比在等温时所代表的含义是。

25.对于体系和环境之间既有能量又有物质交换的敞开体系来说，其熵的变化，一部分是由间相互作用而引起的,这部分熵称为熵流；另一部分是由的不可逆过程产生的，这部分熵变称为熵产生。

26.由于热功交换的 ________ ，而在公式中引入的 _____ ，这对于其它过程(包括化学过程)同样适用。

因而对所有的不可逆过程就找到了一个共同的判别准则。

27.对一封闭体系，W f = 0时，下列过程中体系的AU , AS, AG何者必为零？(1)绝热密闭刚性容器中进行的化学反应过程_______________ ;(2)某物质的恒温恒压可逆相变过程 _____________ ;(3)某物质经一循环恢复原状态 ___________ 。

28.对非缔合液体物质，在正常沸点时的蒸发熵约为________ JK-1 mol-1。

三、计算题(共4题)29.有一绝热不良的热源(温度为T b),缓慢地把热量散失给环境(温度为T a),经过相当长时间后,热源损失了热量Q,而环境得到的热量为Q,计算过程的总熵变。

30.白磷的熔化热是627.6 J mol-1(假定与T, p无关)，液态磷的蒸气压为：(1)计算液态磷的汽化焓A vap H m ；(2)三相点的温度为317.3 K,计算三相点的蒸气压；(3)计算298.2K时，固态白磷的蒸气压。

31.12Ag(s) + 2 02(g) = Ag2O(s)反应的 A r G m (T)=[-32384-17.32( T/K)lg( T/K)+116.48( T/K)] J mol-1。

(1)试写出该反应的A r S m(T), A r H m与温度T的关系式；(2)目前生产上用电解银作催化剂,在600 °C , p下将甲醇催化氧化成甲醛，试说明在生产过程中Ag是否会变成Ag20。

四、问答题(共2题)32.对范德华气体，试证明：(G m/ T )V= -[S m + RV m/(b-V m)]。

33.已知苯乙烯的正常沸点为418 K，摩尔蒸发焓为 A vap H m= 40.31 kJ mol-1(1) 若采用减压蒸馏精制苯乙烯，当蒸馏温度控制为323 K 时蒸馏设备压力为多少？(2) 在418 K ，使饱和苯乙烯蒸气绝热可逆膨胀，温度降低，问苯乙烯蒸气是否会凝结？假设蒸气可视为理想气体，且C p,m = 215 J K-1 mol-1(须说明理由)第二章( 1)练习题：6，9，18，25，38，55，86；( 2)思考题：5，7，10，14一、选择题( 共18 题)1. [ 答] (B)2. [答] (B)变化前后理想气体的温度不变，但体积减小，所以△ S 体＜ 0 ;若把体系和环境加在一起看作一个新的孤立体系,则经此变化后,孤立体系经历的是不可逆变化,所以△ S孤立=△ S 体+ △ S环＞ 0 ;因此△ S环＞ 0 。

3. [答] (B)因环境供热给体系,则△ S 环= -Q p/383.15K ＜ 0 , 此为恒温恒压下的自发变化, 所以G体＜ 0 ;体系由液态变为气态，△ S体＞ 0;将体系与环境加在一起组成新的孤立体系，在此体系中有自发变化，所以△ S孤立=△ S体+ △ S环＞ 0。

4. ［答］ (A)5.［答］(D)6.［答］( B)该过程为可逆相变，故△vap G=0△ vap F= △ vap G - △ (pV)=-nRT=5.87 kJ 7. ［答］(C) (2分)(2分)(2)应改成“隔离体系经历一自发过程总是dS ＞ 0”。

(3)应改成“自发过程的方向就是使隔离体系混乱度增加的方向8. [ 答] (C)隔板抽开前后，氧气状态未变，熵是状态的函数区分。

(2分)，从微观讲，混合前后，等同粒子不可对于(1) 对于(2)△ r S m= Q R/T = 20 J K-1 mol-1W f = - △ r G m= -( △ r H m- T △ r S m) = Q p- Q R= 66 kJ9. ［答］(1) D;(2)D10. ［答］(A)因为( S/ V)T = ( p/ T)V = p/T > 011.［答］(C)12.［答］(D)因为公式(1) Q/T = △ fus S (可逆过程)(2) Q = △ fus H⑶△ fus H/T = △ fus S(4)- △ fus G =最大净功(等压过程，非体积功等于零) (可逆相变)(可逆过程)13. ［答］(A)14. ［答］(D)15. ［答］(A)16. ［答］(D)17. ［答］(D)18. ［答］(D)二、填空题（共10题）19. ［答］= >20. ［答］熵能量21. ［答］等温等压不做非体积功（即W f=0）22. ［答］= 0，= nRln(V2/V1)23. ［答］有秩序无秩序热力学第二定律0.5 分0.5 分1分24.［答］( S/ T)V /( S/ T)p C V /C p25.［答］体系和环境体系内部26. ［答］热功交换不等号27. ［答］(1) △ U = 0(2 ) △ G = 0(3 ) △U = 0 , △S= 0 , △G = 028. ［答］88三、计算题（共 4 题）29.[ 答] 上述传热过程是不可逆的,由于热量的传递如此缓慢,故可视为热源是以可逆方式损失热量,而环境则是以可逆方式得到热量。