熱力學(xué)第二定律題解-new

一、選擇題熱力學(xué)第二定律題解()1.理想氣體在等溫條件下，經(jīng)恒外壓壓縮至穩(wěn)定，變化中體系熵變及環(huán)境熵變應(yīng)為：(A)ΔS體>0,ΔS環(huán)<0(B)ΔS體>0,ΔS環(huán)=0(C)ΔS體<0,ΔS環(huán)>0(D)ΔS體<0,ΔS環(huán)=0C()

2.已知反應(yīng)CuO(s)==Cu(s)+1/2O2(g)的，則該反應(yīng)的將隨溫度的升高而：(A)增大；(B)減?。?C)不變；(D)無法確定。B()3.300K時，2mol某理想氣體的吉布斯函數(shù)G與亥姆霍茲函數(shù)A的差值為：(A)G-A=1.247kJ；(B)G-A=2.494kJ；(C)G-A=4.988kJ；(D)G-A=9.977kJC()4.CO經(jīng)過一個不可逆循環(huán)，其(A)U=0，H=0；(B)S＞0，U=0；(C)G＜0，U=0；(D)A＜0，U=0。A()5.下列過程中系統(tǒng)的G0的是(A)水在0oC常壓下結(jié)成冰；(B)NH4Cl(s)NH3(g)+HCl(g)在大氣中進(jìn)行；(C)水在其正常沸點(diǎn)氣化；(D)100C、液態(tài)水向真空蒸發(fā)成同溫同壓的氣態(tài)水。B二、填空題下述三個反應(yīng):

(1)S(s)+O2(g)=SO2(g)(2)H2(g)+O2(g)=H2O2(l)(3)C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)按ΔrSm增加的順序?yàn)?2)(1)(3)。2.實(shí)際氣體經(jīng)歷一不可逆循環(huán)過程，體系的ΔS=0,ΔG

=

0。（選填>，=，<）3.把100℃、101.325kPa下的水向真空蒸發(fā)為同溫同壓下的水蒸氣，已知水的汽化熱為41kJmol-1，則ΔS（系）_______，ΔS(總)_______，ΔG_______。109J·K-18.31J·K-104.在外壓恒定為101325kPa，溫度恒定為10℃時，發(fā)生相變過程H2O(l)H2O(s)，此過程的Sm

；Hm

；Gm

；Am

；環(huán)境的熵變S(環(huán))

；S(隔)

。（選填>0，=0，<0或不能確定）<0<0<0<0>0>05.理想氣體經(jīng)等溫壓縮過程，其G_____A。（選填>，=，<）=三、計算題1、1mol理想氣體在300K下，分別經(jīng)過下列三個過程，從50dm3膨脹到100dm3，計算各過程的Q，W，U，H及S。(1)可逆膨脹；(2)膨脹過程所作的功等于最大功的50%；(3)向真空膨脹。解：（1）理想氣體等溫可逆膨脹

U=0，H=0（2）Q=－W=50%Wr=86444J

S=576J·K1，U=0，H=0（3）Q=0，W=0，U=0，H=0

S=576J·K1

2、在101.325kPa下，將150g0℃的冰放入1kg25℃的水中熔化，假設(shè)這是一個孤立系統(tǒng)，計算該過程的熵變。已知0℃時冰的熔化熱為6020J·mol-1，水的比熱容為4.184J·K-1·g-1。解：n(H2O,s)=150/18=8.33mol8.33×6020+150×4.184(T2-273)+1000×4.184(T2-298)=0解之得：T2=284.3KS=S1+S2=10.12J·K-13、10mol理想氣體從40℃冷卻到20℃，同時體積從250dm3變化到50dm3，如果該氣體的定壓摩爾熱容為，求此過程的DS。

解：4、1mol水在100℃，101.325kPa下向真空蒸發(fā)，變成100℃，101.325kP的水蒸汽，試計算此過程的DS系、DS環(huán)、DS總，并判斷此過程是否自發(fā)過程。已知水的蒸發(fā)熱。解：Q=U=H-nRT=40.67×103-8.314×373=37.57kJ·mol-1S=S(系)+S(2)=8.31J·K-1＞05、恒溫恒壓下將1molH2與1molO2混合，計算此過程的熵變。假設(shè)H2與O2為理想氣體。

解：6、在絕熱容器中，將1kg20℃的水和2kg80℃的水混合，求此過程的S。設(shè)水的平均比熱容為4.18kJ·K-1·kg-1。解：1×c(t-20)=2×c(80-t)t=60℃;T=333K7、某理想氣體與溫度為TK的大熱源相接觸，作等溫膨脹，吸熱QJ，所做的功是變到相同終態(tài)的最大功的20%，求系統(tǒng)的熵變。解：理想氣體等溫膨脹有：而W0=0.2WR=-QWR=5Q∴QR=5Q8、將1mol苯蒸汽由80.1℃、40530Pa冷凝成60℃、101325Pa的液體苯，求此過程的DS。已知苯的正常沸點(diǎn)為80.1℃，苯的氣化熱為，苯的比熱容為。假設(shè)苯蒸氣可視為理想氣體。

解：C6H6(g),80.1℃,p1C6H6(l),60℃,p2SC6H6(g),80.1℃,p2C6H6(l),80.1℃,p2S1S2S3S=S1+S2+S39、某化學(xué)反應(yīng)在等溫等壓（25℃、101325Pa）下進(jìn)行，放熱41.84kJ，假定在相同條件下使反應(yīng)通過可逆電池來完成，這時放熱8.37kJ。（1）計算該反應(yīng)的S；（2）當(dāng)反應(yīng)按前一過程進(jìn)行時，計算環(huán)境的熵變及大孤立系統(tǒng)的熵變，并判斷過程是否自發(fā)進(jìn)行；（3）計算系統(tǒng)可能做的最大非體積功。解：（1）系統(tǒng)的熵變由可逆熱計算（2）前一過程的環(huán)境熵變?yōu)椋?環(huán))(孤)(環(huán))(系)=+=140.4-280.9=112.3＞0可以自發(fā)進(jìn)行。（3）在等壓，且做非體積功時：10、液態(tài)水在25℃的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵為，熱容為，水蒸氣的熱容為。求200℃時水蒸汽的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵。

解：11、計算在800K時反應(yīng)

的。已知：Fe3O4(s)H2(g)Fe(s)H2O(g)146.4130.7027.15188.25143.4228.8325.2333.57解：12、1mol理想氣體在273K下，分別經(jīng)過下列三種過程從22.4dm3膨脹到44.8dm3，計算各過程的Q、W、DU、DH、DS、DA和DG（1）可逆膨脹；（2）系統(tǒng)做功418J的不可逆膨脹。

解：(1)理想氣體等溫可逆過程DU=DH=0DA=DU-T

DS=-1573JDG=DH-T

DS=-1573J(2)DU=DH=0DG=DH-T

DS=-1573JDA=DU-T

DS=-1573JW=-Q=-418J解：13、計算下列相變的和。巳知CH3OH在正常沸點(diǎn)337K時的摩爾蒸發(fā)熱為349，設(shè)蒸氣為理想氣體。CH3OH（l,337K,)CH3OH(g,337K,)CH3OH（g,337K,)CH3OH（l,337K,)CH3OH(g,337K,)（理想氣體的