第三章熱力學(xué)第二定律.doc

1、第三章熱力學(xué)第二定律、選擇題1、如圖，可表示理想氣體卡諾循環(huán)的示意圖是：()3、不可逆循環(huán)過程中，體系的熵變值()(A)大于零(B)小于零(C)等于零(D)不能確(A) 圖(B)圖(C)圖(D)圖2、工作在393K和293K的兩個大熱源間 的卡諾熱機，其效率約為()(A) 83 %(B) 25 %(C)100 %(D) 20 %4、將1 mol甲苯在101.325 kPa , 110 C (正常沸點)下與 110 C的熱源接觸，使它向真空容器中汽化，完全變成101.325 kPa下的蒸氣。該過程的：()(A) Avap Sm= 0 (B) va Gm = 0 (C) vOp H m= 0(D)

2、 vap U m= 05、 1mol理想氣體從300K , 1 x 106Pa絕熱向真空膨脹至 1 x 105Pa，則該過程()(A) A S0、A GA A(B) A S0、A GAA(C) A S=0、A G=A A (D) A A0、A U0、A SB) A T0、A U0、A S07、理想氣體在等溫可逆膨脹過程中()(A)內(nèi)能增加(B)熵不變(C)熵增加(D)內(nèi)能減少8、根據(jù)熵的統(tǒng)計意義可以判斷下列過程中何者的熵值增大？ ()(A)水蒸氣冷卻成水(B)石灰石分解生成石灰(C)乙烯聚合成聚乙烯(D)理想氣體絕熱可逆膨脹9、 熱力學(xué)第三定律可以表示為：()(A)在0 K時,任何晶體的熵等于

3、零(B)在0 K時,任何完整晶體的熵等于零(C)在0 C時,任何晶體的熵等于零(D)在0 C時，任何完整晶體的熵等于零10、下列說法中錯誤的是()(A) 孤立體系中發(fā)生的任意過程總是向熵增加的方向進行(B) 體系在可逆過程中的熱溫商的加和值是體系的熵變(C) 不可逆過程的熱溫商之和小于熵變(D) 體系發(fā)生某一變化時的熵變等于該過程的熱溫商11、兩個體積相同，溫度相等的球形容器中，裝有同一種氣體，當(dāng)連接兩容器的活塞打開時，熵變?yōu)?)(A)A S=0(B) A S0(C) A S0、A H0= (C) A S0(D) A S0、A H015、 300K時5mol的理想氣體由10dm 3等溫可逆膨脹

4、到100dm 3，則此過程的()(A) A S0 ; A U=(B) A S0 ; A U0 ; A U0(D) A S0 ; A U=16、 某過冷液體凝結(jié)成同溫度的固體，則該過程中()(A) A S(環(huán)017、 100 C, 1.013 x 10Pa下的1molH 2(|)與100 C的大熱源相接觸，使其向真空器皿中蒸發(fā)成100 C,1.013 x 105Pa的H2(g)，判斷該過程的方向可用()(A) A G(B) A S(系 (C) A S(總 (D) AA18、 下列四個關(guān)系式中，哪一個不是麥克斯韋關(guān)系式？(A) ( T/ V)s=( T/ V)p (B)( T/ V)s=( T/

5、V)p(C) ( T/ V)T=( T/ V)v(D) ( T/ V)T= -( T/ V)p19、 25 C時，1 mol理想氣體等溫膨脹，壓力從 10個標(biāo)準(zhǔn)壓力變到1個標(biāo)準(zhǔn)壓力，體系吉布斯自由能變化多少？()(A) 0.04 kJ(B) -12.4 kJ(C) 1.24 kJ20、 從熱力學(xué)基本關(guān)系式可導(dǎo)出(U/ S)v等于：(G/ T)p21、 1mol某液體在其正常沸點完全汽化，則該過程(A) S=0(B) H=0(C) A=022、對于不做非體積功的封閉體系，下面關(guān)系式中不正確的是：(A) ( H/ S)p = T(B) ( F/T)v = -S (C) ( H/23、熱力學(xué)基本方程

6、(D) -5.70 KJ)(A)()(D) G=0H/ S)p(B) ( F/ V)t (C)(U/V)s (D)(D) ( U/)p)s = V dG = - SdT + Vdp，可適應(yīng)用下列哪個過程：(B)理想氣體向真空膨脹(D) N 2 + 3H 2 =2NH 3未達至U平衡，問下列各組答案中V)s = p(A) 298K、標(biāo)準(zhǔn)壓力下，水氣化成蒸汽(C)電解水制取氫氣24、一個由氣相變?yōu)槟巯嗟幕瘜W(xué)反應(yīng)在恒溫恒容下自發(fā)進行(A) S 體0, )環(huán)0(B) S 體0, ZS 環(huán)025、下列四種表述：(1) 等溫等壓下的可逆相變過程中，體系的熵變 體系經(jīng)歷一自發(fā)過程總有dS 0;自發(fā)過程的方

7、向就是混亂度增加的方向在絕熱可逆過程中，體系的熵變?yōu)榱?；,哪一個是正確(C) S 體0, ZS 環(huán)=0(D) S 體0, ZS 環(huán)=0 S = 相變/T相變;兩者都不正確者為：(D)(1),(A) (1) , (2) 判斷題不可逆過程- -定是 自發(fā)的，而自發(fā)過程一定是不可逆的。 對于絕熱體系，可以用S 0判斷過程的方向和限度。在 10 C,101.325 kPa 下過冷的 H2O ( l )凝結(jié)為冰是- 功可以全部變成熱，但熱一定不能全部轉(zhuǎn)化為功。()系統(tǒng)達平衡時熵值最大，自由能最小。(在絕熱系統(tǒng)中，發(fā)生一個從狀態(tài) 因為 S() 因為 S AA e物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)熵 Sm (298K)值就是該狀

8、態(tài)下熵的絕對值。10、可逆熱機的效率最高，在其它條件相同的情況下，由可逆熱機牽引火車，其速度將最慢。 三、計算題300K 的 2mol斷該過程的性質(zhì)。1mol理想氣體1mol水由始態(tài) 點時的汽化熱為 40610J mol-1，水的比熱為 4.18J蒸汽為理想氣體。(B)(3),(C)(2),1、2、3、4、5、6、7、變。8、9、(個不可逆過程，故此過程的熵變大于零。2、3、)B幾亠 八八心AB的不可逆過程，不論用什么方法，系統(tǒng)再也回不到原來狀態(tài)了。A Qr/T,所以只有可逆過程才有熵變；而 S aQir/T,所以不可逆過程只有熱溫商AABA Q|r/T,所以體系由初態(tài) A經(jīng)不同的不可逆過程到

9、達終態(tài)B,其熵的改變值各不相同。A e ()理想氣體由6.0 xiO5Pa絕熱自由膨脹到 1.0 x 105Pa，求過程的 U、A H、A S、B,在298.15K 下，由1.00dm 3膨脹至10.00dm 3，求該過程的 U、A 273K , 1 x 1(fPaH2O(l)變到終態(tài) 473K , 3 x 1(fPaH 20(g)，計算該過程的 K-1 g -1，水蒸汽的比熱為1.422J()，但是沒有熵 A、A G,并判H、A S、A A、A Go So已知水的正常沸g(shù)-1 K -1 ，假定水4、1mol液態(tài)苯在101 , 3kPa , 268K 能自動地凝固成 101 , 3kPa ,

10、268K 的固態(tài)苯，并放熱 9874J，計算該過程的 川和 G。已知苯的正常熔點為 278.5K，苯的熔化熱為 9916J mol-1 ,Cp ,m(C7H16, l)=126.8J mol-1 ,Cp, m(C7H16, s)=122.6JK1 mol-1。5、 苯的正常沸點為353.1K，在此溫度壓力下，1molC 6H6(I)完全蒸發(fā)為蒸氣，已知C6H6(I)的汽化熱為34.7kJ mol-1 ,計算此過程的 W、Q、 U、A H、A S、A A、A G。6、計算下列過程的 H、A S、A Go298K , 101.325kPa H20(1)473K ,405.3kPa H 2 0(g)

11、已知：Sm?(298K , H2O , l)=188.7 J-1K水的比熱為 4.18 JK -1水蒸氣的比熱為 1.422 J g1 K -1水在正常沸點時的汽化熱為40610 J mol-1。假設(shè)水蒸氣為理想氣體。7、2mol理想氣體在 269K 時，由4 x 105Pa, 11.2dm 3絕熱向真空膨脹到 2 x 105Pa, 22.4dm 3，計算 S,是否能利用熵判據(jù)判斷該過程的性質(zhì)？如何判斷？8、對于氣相反應(yīng) CO2+H 2=H 2O+CO，已知 rGm?=42218.0- 7.57TInT+1.9x 1-0t2-2.8 x可修改10-6T3-2.26T（J），求上述反應(yīng)在 100

12、0K 時的 ArHm?ArSm?9、1mol , Cp, m=25.12J K-1 mol-1的理想氣體 B由始態(tài)340K , 500kPa 分別經(jīng)可逆絕熱；（2）向真空膨脹。兩過程都達到體積增大一倍的終態(tài)，計算（1）、（2）兩過程的A So10、計算將 10 克 He（設(shè)為理想氣體）從 500.1K , 202.6KPa 變?yōu)?500.1K , 1013kPa 的 A U,A H,A S,A G,A A第三章熱力學(xué)第二定律答案題號12345678910答案CBCBDDCBBD題號11121314151617181920答案ABDBDDCADA題號2122232425答案DDBBC、選擇題11

13、2345678910XXXXXVXXXV二、判斷題三、計算題解 ：A U=0,A S=nRIn(V 2/V 1 )=nRln(p 1/p 2)=29.8JK1H=0A U=QW=31.8kJ molmolAG /A A= AUT A S=8940JA G=AHT A S=8940J VA S(總)=A S(體)+ A S(環(huán))=29-.J0但環(huán)境不對體系做功該過程是自發(fā)過程2、 解：U=A(T)A U=0 H=A(T)A H=0 A S=Rln(V2/V 1)=19.14JK-1 A A=T A S=5708JA G=TA S=570 8J mol-13、解：AS1=23.48J K-1 AS

14、2=108.87J K-1 AS3=6.08J K-1AS4=nRIn (p 1/p 2)=-9.13J K-1 A S= AS AS2+ AS3+ AS4=129.3J K-14、 解：AS1= nC p, m(l)ln(278.8/268)=4.87J-1 KAS2=-n AvapHm?/T=- 35.61JK-1AS3=nC p , m (s)l n(268/278.5)=-4.71J K-1A S(總)=A SS2+AS3=-35.45JK-1A H(268K)= -9874JA G(268K)= A H(268KT A S=373J5、解： 設(shè) C6H6(g)為理氣W=RT=2.94

15、kJ mol -1 Q=A H=34.7kJ mo-1A S= A H/T=98.3J-K mol-1A G=0A A= AG A V=2.94kJ mol-16 解：A S=nCp, m(H2O , l)ln(373.2/298.2)+nvapHA?/373.2+ nC p, m(H2O , g)ln(473.2/373.2)=126.84J K-1Sm? (473K , H2O, g)= A S+S (298K , H2O, l)=315.5J-K mol-A H= AH+ AH2+ AH3+ AH4=48.81KjA G= AI-(T2S2-T1S1 )=-44.21kJ7、解：A S=

16、nRln(V2/V1)=11.53J能用熵判據(jù)判斷該過程的性質(zhì)A S(莽-Q/T=OA S(總)=A S(環(huán))+ A S(體)=11.5-3jKVA S(總0 且環(huán)境不對體系做功該過程為自發(fā)過程8、解：1000K 時 ， AGm?=3456.9J又 v(T)p=- A S=7.57- 7.57lnT+1.9X 2T-3 X 2.84 X 106T2-2.26ASm?=7.57+7.57lnT-3.8 X 102T+8.52 X 106T2+2.26將 T=1000K 代入上式即得 ASm?=33.39JK-1 mol-1AHm?= AGm?+T ASm?=36855.06J mol-19、解：(1)由 T2=T1(V1/V 2)y-1得 T2=270KA S=C, mln(T 2/T 1)+Rln(V 2/V 1)=0(2)T2=340KA S=Rln(V2/V 1)=5.76J10、解：He分子量4,10克即為2.5mol2.5 mol He 500.1K202.6kPa2.5 mol He 500.1K1013kPa因為是理想氣體，所以 AU=0AH=0AS=nRTIn(p 1/p 2)=2.5 X 8.314ln(202.6X3