物理化学第二章热力学第二定律练习题及答案

内容发布更新时间 : 2024/12/22 23:32:45星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

(B) 等温等压H2O(l,373K,p0)?H2O(g,373K,p0) ; (C) 等温等压H2O(l,383K,p0)?H2O(g,383K,p0) ;

(D) n mol理想气体恒外压等温压缩过程 ; (E) 1000K CaCO3(s)?CaO(s) + CO2(g) 。

9.378K、p0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: (A) 等温等压H2O(l,268K,p0)?H2O(s,268K,p0) ; (B) 等温等压H2O(l,383K,p0)?H2O(g,383K,p0) ;

(C) H2O(l,373K,p0)?????H2O(g,373K,p0); (D) 等温等压H2O(l,373K,506.6kPa)?H2O(g,373K,506.6kPa) ;

(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 >

向真空蒸发

0 ; (C) ?G = 0,?H = 0 ;

(D) ?G < 0,?H < 0 ; (E) ?G = 0,?H < 0 。

12.在383K、p0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

??U???U?dU???dT???dV??T?V??V?T,用全微分判别式证明Q不是

状态函数。

2.证明:

??U???p????V???V?????T?p?????p???T??p?T??T。

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:

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

123??V???p?Cp?T??????T?p??T?S

?S2 。

5.证明:。

6.1mol单原子理想气体,由298K、5p0的始态膨胀到压力为p0的终态,经过下列途径:⑴等温可逆膨胀;⑵外压恒为p0的等温膨胀;⑶绝热可逆膨胀;⑷外压恒为p0的绝热膨胀。计算各途经的Q、W、?U、?H、?S、?A与?G 。

-1-1

S巳知(298K) = 126 J·K·mol。

7.100℃、p0下,1mol水向真空气化成气体,终态是100℃、0.5p0。求此过程的Q、W、?U、?H、?S、?G和?A。巳知水在100℃、p0时的摩

-1

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91838.8 J,同时吸热213635.0 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。

m??S???n?i????i???p????S?V???ii???T???T??V,n?V,n?T,V,nj?i?

10.计算 -10℃、p0下,1mol过冷水凝结成冰时,过冷水与冰的饱和蒸气压之比:pp。巳知

-1-1

Cp,m(水) = 75.40 J·K·mol,Cp,m(冰) = 37.70

-1-1-1J·K·mol,冰的熔化热?Hm = 6032 J·mol 。

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℃、po下进行,有关数据如下:

-1

?G(Ag2O,298K) = -10836.6 J·mol ;

-1

?H(Ag2O,298K) = -30585 J·mol ; Cp,m(Ag) = 26.78 J·K-1·mol-1;Cp,m(Ag2O) =

-1-1-1-1

65.69 J·K·mol;Cp,m(O2) = 31.38 J·K·mol 。

13.1mol水在p0、100℃时,先从液态变成p0、100℃的蒸气,然后再变成0.5p0、200℃的蒸气。计算此过程的?G。

蒸气为理想气体,巳知水蒸气的Cp,m = 33.58 -1-1-1-1

SJ·K·mol,(298K) = 188.7 J·K·mol 。

lsfmfmm14.10mol H2(理想气体),CV,m = J·K-1·mol-1,在298K、po时绝热可逆地压缩到

5R2

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