考研化學(xué)物理化學(xué)必備題集 第二定律答案

1、第二章熱力學(xué)第二定律練習(xí)題答案一、判斷題答案：1對(duì)。 2錯(cuò)，如絕熱不可逆壓縮過(guò)程。 3錯(cuò)，理想氣體的等溫可逆膨脹S > 0。4第1，2個(gè)結(jié)論正確，第3個(gè)結(jié)論錯(cuò)。5錯(cuò)，系統(tǒng)由同一始態(tài)出發(fā)，經(jīng)絕熱可逆和絕熱不可逆過(guò)程不可能到達(dá)相同的終態(tài)。6錯(cuò)，環(huán)境的熵變應(yīng)加在一起考慮。7錯(cuò)，要在隔離系統(tǒng)中平衡態(tài)的熵才最大。8錯(cuò)。9不矛盾，因氣體的狀態(tài)變化了。10錯(cuò)，如過(guò)冷水結(jié)冰。11錯(cuò)，必須可逆相變才能用此公式。12錯(cuò)，系統(tǒng)的熵除熱熵外，還有構(gòu)型熵。當(dāng)非理想氣體混合時(shí)就可能有少許熱放出。13對(duì)。14錯(cuò)。未計(jì)算環(huán)境的熵變；15錯(cuò)，如過(guò)冷水結(jié)冰，S < 0，混亂度減小，16錯(cuò)，必須在等溫、等壓，W = 0

2、的條件下才有此結(jié)論。17錯(cuò)，若有非體積功存在，則可能進(jìn)行，如電解水。18錯(cuò)，此說(shuō)法的條件不完善，如在等溫條件下。19錯(cuò)，不滿(mǎn)足均相系統(tǒng)這一條件。20錯(cuò)，不可逆過(guò)程中W -pdV 。 21是非題：(1)對(duì)；(2)不對(duì)；(3)不能； (4)有，如NH4Cl溶于水，或氣體絕熱不可逆膨脹；(5)可以。 22S = H/T，S(環(huán)) = -U/T ； 231mol理想氣體，等溫過(guò)程，V1V2過(guò)程 ； 24(1) U = H = 0；(2) H = 0；(3) S = 0；(4) U = 0； (5) G = 0；(6) U、H、S、A、G都為 0。 25

3、U、H、S、A、G均為0 ； 26U = 0，S > 0，H > 0，A < 0，G無(wú)法確定 ； 27W、Q、U、H = 0，S > 0。V1 = RT/10 ，V2 = RT V = ½(V1+V2) = 11RT/22 ，S1 = Rln(V/V1) = Rln(11/2) S2 = Rln(V/V2) = Rln(11/20) ，S = S1+S2 = Rln(121/40) > 0 。 二、單選題答案：1. D；2. B；3. C；4. C；5. D；6. B；7.C；8. C；9. A；10.B；11.C；12.D

4、；13.C；14.B；15.B；16.B；17.D；18.C；19.D；20.B；21.B；22.D；23.B；24.D；25.C；26.D；27.B；28.B；29.B；30.B；31.D；32.A；33.D；34.B；35.B；36.C；37.A；38.A；39.B；40.C。 三、多選題答案：1. CD ；2. BC ；3. BC ；4. CE ；5. CD ；6. CD ；7. DE ；8. AD ；9. AD ；10. DE ；11. D ；12. D 。 四、主觀題答案：1證明：將 dU 代入第 一定律表達(dá)式中：因 ， 又 (1) (2) ，所以 Q 不具有全微

5、分，Q不是狀態(tài)函數(shù)。  2證明：U = f(T，p) ， 又 dU = TdS-pdV ， 在等溫下： dT = 0 ， 等溫下兩邊同除以 dp ： 又 ，   3證明：等壓下， 。 ，由麥克斯韋關(guān)系式： ，則 代入，得： 。  4證明：(1) 由于內(nèi)能是狀態(tài)函數(shù)，所以： U3 = U1 + U2 U = Q + W， Q3 + W3 = (Q1 + W1) + (Q2 + W2)，即 Q3-(Q1 + Q2) = (W1 + W2)-W3由圖上可知：(W1 + W2)-W3 = W1-W3 = ABC的面積 0 Q3-( Q1 +

6、Q2) 0，Q3 Q1 + Q2 (2)由公式： 設(shè) C 點(diǎn)溫度為 T'， (在等壓下)，(在恒容下) S3 = S1 + S2   5證明： ， 則  6解：(1)等溫過(guò)程：U = H = 0， (2) U = H = 0，(3) (4)   7解：      p = 0， W = 0，設(shè)計(jì)如圖，按1，2途經(jīng)計(jì)算：Q1 = H1 = 40670 J ，Q2 = - W2 = = 2149.5 JW1 = -p(Vg-Vl) = -pVg = -RT = -3101 J，W2 = -21

7、49.5 J Q' = Q1 + Q2 = 40670 + 2149.5 = 42819.5 J，W' = W1 + W2 = -3101-2149.5 = -5250.5 JU = Q'-W' = 42819.5-5250.5 = 37569 JH2 = 0，H = H1 = 40670 J，向真空膨脹：W = 0，Q = U = 37569 J S = S1 + S2 = = 109.03 + 5.76 = 114.8 J·K-1 G = H - TS = 40670 - 373 × 114.8 = -2150.4 J A = U + T

8、S = 37569 - 373 × 114.8 = -5251.4 J   8解：Pb + Cu(Ac)2 Pb(Ac)2 + Cu ，液相反應(yīng)，p、T、V均不變。W' = -91838.8J，Q = 213635.0 J，W(體積功) = 0，W = W' U = Q + W = 213635-91838.8 = 121796.2 J H = U + (pV) = U = 121796.2 J S = = 213635/298 = 716.9 J·K-1 A = U - TS = -91838.8 J，G = -91838.8 J

9、60;9解：確定初始和終了的狀態(tài)初態(tài)：終態(tài)：關(guān)鍵是求終態(tài)溫度，絕熱，剛性，U = 0即： 2 × 1.5R × (T2-283.2) = 1 × 2.5R × (293.2-T2) ， T2 = 287.7 KV2 = = 0.04649 + 0.02406 = 0.07055 m3He (0.04649 m3，283.2 K ) ( 0.07055 m3，287.7 K )H2 (0.02406 m3，293.2 K ) ( 0.07055 m3，287.7 K )所以：同理：S = + = 7.328 + 8.550 = 15.88 J·K

10、10解：       H = H1 + H2 + H3 = (75.4 × 10) - 6032 - (37.7 × 10) = -5648.4 J S = S1 + S2 + S3 = 75.4 × - + 37.7 × = -20.66 J·K-1  G = H-TS = - 5648.4 + 263 × (-20.66) = -214.82 JGG2 = - RT × = = = 0.09824， = 1.1032   

11、11解： 用公式 S = -Rnilnxi = - 8.314 × (0.2 × ln0.2 + 0.5 × ln0.5 + 0.3 × ln0.3) = 8.561 J·K-1 12解：      Cp = 65.69-2 × 26.78-0.5 × 31.38 = -3.56 J·K-1HT = CpdT + Const = -3.65T + Const，T = 298K 時(shí)，H298 = -30585代入，求得：Const = -29524，HT =

12、 -3.65T - 29524，代入吉-赫公式，積分，恒溫恒壓下，G > 0，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，因此不是形成 Ag2O 所致。13解：         G1 = 0 ；G2 = = 8.314 × 373 × ln0.5 = -2149.5 JH3 = Cp,m × (473 - 373) = 33.58 × 100 = 3358 JG3 = H3 - (S2T2 - S1T1) = 3358 - (209.98×473 202.00×37

13、3) = -20616.59 J G = G2 + G3 = -20616.5 - 2149.5 = -22766 J = -22.77 kJ  14解：Q = 0， W = U = nCV,m(T2-T1) = 10 × R × (576 - 298) = 57.8 kJU = 57.8 kJ，H = nCpm(T2-T1) = 10 × R × (576 - 298) = 80.8 kJS = 0 ，G = H - Sm,298T = 80.9 - 10 × 130.59 × (576 - 298) × 10-3 = -282.1kJA = U - ST = -305.2 k