内容发布更新时间 : 2024/11/8 15:27:56星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

μ5 。

38．在恒焓恒压条件下，均相单组分封闭体系，达到平衡的判据是： (A) ?S = 0 ； (B) ?U = 0 ； (C) ?A = 0 ； (D) ?G = 0 。 39．对于双原子分子的理想气体，应等于：

(A) ； (B) ； (C) ； (D) 。

40．任一单组分体系，恒温下，其气(g)、液(l)态的化学势(μ)与压力(p)关系图正确是： (A) (1) ； (B) (2) ； (C) (3) ； (D) (4) 。

三、多选题：

1．在以下偏导数中，大于零的有：

(A)； (B)； (C)； (D)； (E)。

2．由热力学基本关系式，可导出 等于：

(A)； (B) -p； (C)； (D)； (E)。

3．体系的始态与终态之间有两种途径：A为可逆途径；B为不可逆途径。以下关系中不正确的是：

(A) ?SA = ?SB ； (B) ∑δQA/T = ∑δQB/T ； (C) ?SB = ∫δQB/T ； (D) ?SA = ∫δQA/T ； (E) ?SB = ∫δQA/T 。

4．下列过程中，那些过程的?G > 0：

00(A) 等温等压下，H2O(l,375K,p)H2O(g,375K,p) ；

0(B) 绝热条件下，H2(g,373K,p)H2(g,300K, ；

(C) 等温等压下，CuSO4(aq) + H2OCu(s) + H2SO4(aq) + ?O2(g)； (D) 等温等压下，Zn + CuSO4(aq)ZnSO4(aq) + Cu ； (E) 等温等压下，mCO2 + nH2O碳水化合物 。

5．化学反应在等温等压下能自发进行的判据是： (A) ?S > 0 ； (B) ?G ≤ W' ； (C) ?A < 0 ； (D) ∑νBμB < 0 ； (E) ?H < 0 。

6．在O2(理想气体) 的如下过程中，属于等熵过程的是：

(A) 绝热恒容过程 ； (B) 等温可逆膨胀过程 ； (C) V2 V2 2 V2 ； (D) 绝热可逆膨胀；

(E) 绝热恒外压膨胀 。

7．等温等压下，反应的热力学可能性随温度降低而增大的是：

0(A) Zn(s) + H2SO4(aq)ZnSO4 + H2(g,p) ； (B) Zn(s) + CuSO4(aq)ZnSO4(aq) + Cu(s) ； (C) 2CuCl2(s) + H2(g)2Cu(s) + 2HCl(g) ；

0(D) C2H4(g) + H2(g)C2H6(g,p) ；

(E) CH4(g) + 2O2(g)CO2(g) + 2H2O(l) 。

8．下列过程中，?S(系) < 0，?S(环) > 0，?S(总) > 0 的过程是：

00(A) 等温等压H2O(l,270K,p)H2O(s,270K,p) ；

00(B) 等温等压H2O(l,373K,p)H2O(g,373K,p) ；

00(C) 等温等压H2O(l,383K,p)H2O(g,383K,p) ； (D) n mol理想气体恒外压等温压缩过程 ； (E) 1000K CaCO3(s)CaO(s) + CO2(g) 。

09．378K、p下，过热水的下列哪个物理量小于同温同压下水蒸气： (A) Hm ； (B) Gm ； (C) μ ； (D) Sm ；

(E) Am 。

10．下列过程中，?G > 0 的是：

00(A) 等温等压H2O(l,268K,p)H2O(s,268K,p) ；

00(B) 等温等压H2O(l,383K,p)H2O(g,383K,p) ；

00(C) H2O(l,373K,p)H2O(g,373K,p)；

(D) 等温等压H2O(l,373K,H2O(g,373K, ；

(E) 等温等压H2O(g,373K,50kPa)H2O(l,373K,50kPa) 。

11．常压下 -10℃过冷的水变成 -10℃的冰，在此过程中，体系的?G与?H如何变化： (A) ?G < 0，?H > 0 ； (B) ?G > 0，?H > 0 ； (C) ?G = 0，?H = 0 ； (D) ?G < 0，?H < 0 ； (E) ?G = 0，?H < 0 。

012．在383K、p下，1mol过热水蒸汽凝结成水，则体系、环境及总熵变为： (A) ?S(体) < 0，?S(环) < 0，?S(总) < 0 ； (B) ?S(体) < 0，?S(环) > 0，?S(总) > 0 ；

(C) ?S(体) > 0，?S(环) > 0，?S(总) > 0 ； (D) ?S(体) < 0，?S(环) > 0，?S(总) < 0 ；

(E) ?S(体) > 0，?S(环) < 0，?S(总)=0 。

四、主观题：

1．根据热力学第一定律，不作非体积功时，δQ = dU + pdV 及 ，用全微分判别式证明Q不是状态函数。

2．证明：。 3．证明：。

4．1mol理想气体，其始态为A(p1,T1)，终态为B(p2,T2)，进行了如图的变化： ACB ；AB 。

请证明：⑴ Q3 ≠ Q1 + Q2；⑵ ?S3 = ?S1 + ?S2 。

5．证明：。

006．1mol单原子理想气体，由298K、5p的始态膨胀到压力为p的终态，经过下列途径：

00⑴等温可逆膨胀；⑵外压恒为p的等温膨胀；⑶绝热可逆膨胀；⑷外压恒为p的绝热膨胀。计算各途经的Q、W、?U、?H、?S、?A与?G 。

-1-1

巳知(298K) = 126 J·K·mol。

07．100℃、p下，1mol水向真空气化成气体，终态是100℃、。求此过程的Q、W、?U、?H、

0-1

?S、?G和?A。巳知水在100℃、p时的摩尔气化热为40670 J·mol 。 8．在25℃、p0下，若使1mol铅与醋酸铜溶液在可逆情况下作用，得电功 J，同时吸热 J，计算过程的?U、?H、?S、?A、?G 。

9．如图所示的刚性绝热体系，求抽去隔板达平衡后体系熵变?S。

010．计算 -10℃、p下，1mol过冷水凝结成冰时，过冷水与冰的饱和蒸气压之比：。巳知

-1-1-1-1

Cp,m(水) = J·K·mol，Cp,m(冰) = J·K·mol，冰的熔化热?Hm = 6032 J·mol-1 。

11．将处于标准状态下的纯氢气，氮气和氨气混合，在标准状态下形成1mol的混合物， 其组成为：20% N2、50% H2、30% NH3。计算混合过程的?S 。

12．在甲醇脱氢生产甲醛中，发现银催化剂的活性逐渐消失，此现象是否是由于有Ag2O

生成所致巳知反应在550℃、p下进行，有关数据如下：

-1-1

(Ag2O，298K) = J·mol ；(Ag2O，298K) = -30585 J·mol ；

Cp,m(Ag) = J·K-1·mol-1；Cp,m(Ag2O) = J·K-1·mol-1；Cp,m(O2) = J·K-1·mol-1 。

0013．1mol水在p、100℃时，先从液态变成p、100℃的蒸气，然后再变成、200℃的蒸气。计算此过程的?G。

-1-1-1-1

蒸气为理想气体，巳知水蒸气的Cp,m = J·K·mol，(298K) = J·K·mol 。

-1-1o014．10mol H2(理想气体)，CV,m = J·K·mol，在298K、p时绝热可逆地压缩到10p，计算该过程的Q、W、?U、?H、?S、?A和?G 。巳知 (298K) = J·K-1·mol-1 。

15．计算符合状态方程 的1mol气体从(p1，V1)恒温可逆膨胀到(p2，V2) 时的W、Q、?U、?H、?S、?A和?G。(用V1、V2来表示) 。

o第二章 热力学第二定律练习题答案

一、判断题答案： 1．对。

2．错，如绝热不可逆压缩过程。

3．错，理想气体的等温可逆膨胀ΔS > 0。 4．第1，2个结论正确，第3个结论错。

5．错，系统由同一始态出发，经绝热可逆和绝热不可逆过程不可能到达相同的终态。 6．错，环境的熵变应加在一起考虑。 7．错，要在隔离系统中平衡态的熵才最大。 8．错。

9．不矛盾，因气体的状态变化了。 10．错，如过冷水结冰。

11．错，必须可逆相变才能用此公式。

12．错，系统的熵除热熵外，还有构型熵。当非理想气体混合时就可能有少许热放出。 13．对。

14．错。未计算环境的熵变；

15．错，如过冷水结冰，ΔS < 0，混乱度减小，

16．错，必须在等温、等压，W’ = 0的条件下才有此结论。 17．错，若有非体积功存在，则可能进行，如电解水。 18．错，此说法的条件不完善，如在等温条件下。 19．错，不满足均相系统这一条件。 20．错，不可逆过程中δW ≠ -pdV 。

21．是非题：(1)对； (2)不对； (3)不能；

(4)有，如NH4Cl溶于水，或气体绝热不可逆膨胀；

(5)可以。

22．ΔS = ΔH/T，ΔS(环) = -ΔU/T ；

23．1mol理想气体，等温过程，V1=V2过程 ；

24．(1) ΔU = ΔH = 0； (2) ΔH = 0； (3) ΔS = 0； (4) ΔU = 0；

(5) ΔG = 0； (6) ΔU、ΔH、ΔS、ΔA、ΔG都为 0。

25．ΔU、ΔH、ΔS、ΔA、ΔG均为0 ；

26．ΔU = 0，ΔS > 0，ΔH > 0，ΔA < 0，ΔG无法确定 ；

27．W、Q、ΔU、ΔH = 0，ΔS > 0。V1 = RT/10 ，V2 = RT

V = ?(V1+V2) = 11RT/22 ， ΔS1 = Rln(V/V1) = Rln(11/2)

ΔS2 = Rln(V/V2) = Rln(11/20) ， ΔS = ΔS1+ΔS2 = Rln(121/40) > 0 。

二、单选题答案：

1. D； 2. B； 3. C； 4. C； 5. D； 6. B； ； 8. C； 9. A； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； 。

三、多选题答案：

1. CD ； 2. BC ； 3. BC ； 4. CE ； 5. CD ； 6. CD ；

7. DE ； 8. AD ； 9. AD ； 10. DE ； 11. D ； D 。

四、主观题答案：

1．证明：将 dU 代入第 一定律表达式中：

因 ， ∴ 又∵

(1) ≠ (2) ，所以 δQ 不具有全微分，Q不是状态函数。

2．证明：U = f(T，p) ，∴ 又 ∵ dU = TdS-pdV ，∴ 在等温下： dT = 0 ， ∴ 等温下两边同除以 dp ： 又∵ ，∴ 3．证明：等压下，，∴。 ∴ ，

由麦克斯韦关系式：，则 代入，得： 。

4．证明：(1) 由于内能是状态函数，所以： ΔU3 = ΔU1 + ΔU2 ∵ΔU = Q + W， ∴ Q3 + W3 = (Q1 + W1) + (Q2 + W2)， 即 Q3-(Q1 + Q2) = (W1 + W2)-W3

由图上可知：(W1 + W2)-W3 = W1-W3 = ΔABC的面积 ≠ 0

12.