物理化學(xué)習(xí)題2-熱力學(xué)第二定律

物理化學(xué)測驗（二）2003-04-12一、填空題。在題中“____”處填上答案。1、(本小題1分)公式的適用條件是，。2、(本小題1分)理想氣體節(jié)流膨脹時，0。（選填>，=，<）3、(本小題2分)按系統(tǒng)與環(huán)境之間物質(zhì)及能量的傳遞情況，系統(tǒng)可分為444系統(tǒng)、444系統(tǒng)、444系統(tǒng)。4、(本小題2分)已知DfH(FeO,s,298K)=－226.5kJ·mol-1；DfH(CO2,g,298K)=－393.51kJ·mol-1；DfH(Fe2O3,s,298K)=－821.32kJ·mol-1；DfH(CO,g,298K)=－110.54kJ·mol-1；則Fe2O3(s)+CO(g)==2FeO(s)+CO2(g)反應(yīng)的DrH(298K)=。5、(本小題2分)某氣體的Cp,m=29.16J·K-1·mol-1，1mol該氣體在等壓下，溫度由20℃變?yōu)?0℃，則其熵變DS=。6、(本小題2分)絕熱不可逆膨脹過程系統(tǒng)的DS0，絕熱不可逆壓縮過程系統(tǒng)的DS0。（選填>，<或=）7、(本小題5分)5mol某理想氣體由27℃，10kPa恒溫可逆壓縮到100kPa，則該過程的DU=，DH=，Q=，DS=。8、(本小題2分)公式DA=W’的適用條件是，。9、(本小題2分)1mol理想氣體在絕熱條件下向真空膨脹至體積變?yōu)樵w積的10倍，則此過程的DS=。10、(本小題2分)一絕熱氣缸帶有一無磨擦無質(zhì)量的活塞，內(nèi)裝理想氣體，氣缸內(nèi)壁繞有電阻為R的電阻絲，以電流I通電加熱，氣體慢慢膨脹，這是一個過程，當(dāng)通電時間t后，DH=。(以I，R，t表示)二、選擇題。在題后括號內(nèi)，填上正確答案代號。1、 若以B代表任一種物質(zhì)，νB為該物質(zhì)在某一化學(xué)反應(yīng)式中的化學(xué)計量數(shù)，則在如下a，b兩種化學(xué)反應(yīng)通式： aBB=0b0=BB中：（）。選答： （1）a式正確，b式錯誤； （2）a式錯誤，b式正確； （3）兩式均正確； （4）兩式均錯誤。2、理想氣體從狀態(tài)I等溫自由膨脹到狀態(tài)II，可用哪個狀態(tài)函數(shù)的變量來判斷過程的自發(fā)性。（）（1）DG（2）DU（3）DS（4）DH3、工作在100℃和25℃的兩大熱源間的卡諾熱機(jī)，其效率（）。選填（1）20%；（2）25%；（3）75%；（4）100%。4、將克拉貝龍方程用于H2O的液固兩相平衡，因為Vm(H2O,s)>Vm(H2O,l)，所以隨著壓力的增大，則H2O(l)的凝固點(diǎn)將：（）（1）上升；（2）下降；（3）不變；（4）不能確定。5、 在一定的溫度和壓力下，已知反應(yīng)A→2B反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變?yōu)镈rH,1(T)及反應(yīng)2A→C的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變?yōu)镈rH,2(T),則反應(yīng)C→4B的DrH,3(T)是：（）。 （1）2DrH,1(T)+DrH,2(T)； （2）DrH,2(T)－2DrH,1(T)； （3）DrH,2(T)+DrH,1(T)； （4）2DrH,1(T)－DrH,2(T)。6、 25℃時有反應(yīng)C6H6(l)+7O2(g)3H2O(l)+6CO2(g)若反應(yīng)中各氣體物質(zhì)均可視為理想氣體，則其反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變DrH與反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熱力學(xué)能變DrU之差約為：（）。 （1）－3.7kJ·mol-1； （2）1.2kJ·mol-1； （3）－1.2kJ·mol-1； （4）3.7kJ·mol-1；7、1mol理想氣體從相同的始態(tài)（p1，V1，T1）分別經(jīng)絕熱可逆膨脹到達(dá)終態(tài)（p2，V2，T2），經(jīng)絕熱不可逆膨脹到達(dá)，則TT2，VV2，SS2。（選填>，=，<）8、已知298K時，Ba2+·aq和SO·aq的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓為－537.65kJ·mol-1和－907.5kJ·mol-1，反應(yīng)：BaCl2·aq+Na2SO4·aq==BaSO4(s)+2NaCl·aq的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變是－20.08kJ·mol-1，計算得BaSO4(s)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓為：（）。（1）1465.23kJ·mol-1；（2）－1465.23kJ·mol-1；（3）1425.07kJ·mol-1；（4）－1425.07kJ·mol-1。（aq代表大量的水）9、任意兩相平衡的克拉貝龍方程dT/dp=TD，式中D及D的正負(fù)號（）。（1）一定是D>0，DHm>0；（2）一定是DVm<0，DHm<0；（3）一定是相反，即DVm>0，DHm<0；或DVm<0，DHm>0；（4）可以相同也可以不同，即上述情況均可能存在。三、是非題。在題后括號內(nèi)，正確的打“√”，錯誤的打“×”。1、絕熱過程都是等熵過程。是不是？（）2、熱力學(xué)第二定律的開爾文說法是：從一個熱源吸熱使之完全轉(zhuǎn)化為功是不可能的。是不是？（）3、在等溫等壓條件下，DG>0的過程一定不能進(jìn)行。是不是？（）4、系統(tǒng)由狀態(tài)1經(jīng)等溫、等壓過程變化到狀態(tài)2，非體積功W＇<0，且有W＇>DG和DG<0，則此狀態(tài)變化一定能發(fā)生。是不是？（）5、在-10℃，101.325kPa下過冷的H2O(l)凝結(jié)為冰是一個不可逆過程，故此過程的熵變大于零。是不是？（）6、熱力學(xué)第二定律的克勞修斯說法是：熱從低溫物體傳給高溫物體是不可能的。是不是？()7、在等溫等壓條件下，DG>0的過程一定不能進(jìn)行。是不是？（）8、克?；舴蚬降牟欢ǚe分式DrH(T)=DH0+DaT+中的DH0是T=0K時的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓。是不是？（）四、計算題。請計算下列各題。(本大題7分)在－59℃時，過冷液態(tài)二氧化碳的飽和蒸氣壓為0.460MPa，同溫度時固態(tài)CO2的飽和蒸氣壓為0.434MPa，問在上述溫度時，將1mol過冷液態(tài)CO2轉(zhuǎn)化為固態(tài)CO2時，DG為多少？設(shè)氣體服從理想氣體行為。五、計算題。請計算下列各題。(本大題11分)在300K，100kPa壓力下，2molA和2molB的理想氣體等溫、等壓混合后，再等容加熱到600K。求整個過程的DS為若干？已知CV,m,A=1.5R，CV,m,B=2.5R六、計算題。請計算下列各題。(本大題13分)已知在298K，100kPa下Sn(白)Sn(灰)過程的DHm=-2197J·mol-1，DCp,m=-0.42J·K-1·mol-1，DSm=-7.54J·K-1·mol-1。（1）指出在298K，100kPa下，哪一種晶型穩(wěn)定。（2）計算在283K，100kPa下，白錫變?yōu)榛义a過程的DGm，并指出哪一種錫的晶體更穩(wěn)定？七、證明題。(本大題5分)試證明物質(zhì)的量恒定的單相純物質(zhì)，只有p，V，T變化過程的八、證明題。 (本大題3分)試證明封閉系統(tǒng)單相純物質(zhì)只有p,V,T變化過程的理想氣體的九、證明題。(本大題5分)試證明：，mJ-T為焦耳-湯姆孫系數(shù)。物理化學(xué)測驗（二）答案一、填空題。在題中“____”處填上答案。(本大題共2小題，總計2分)1、(本小題1分)解：封閉系統(tǒng)等溫等壓可逆過程（1分）2、(本小題1分)解：=（1分）3、(本小題2分)解：敞開（1分）封閉（2分）隔離（3分）4、(本小題2分)解：85.35kJ·mol-1（3分）5、(本小題2分)解：1.012J·K-1（2分）6、(本小題2分)解：>（1分）>（2分）7.(本大題5分)解：0（1分）0（2分）－28.72kJ（4分）－95.72J·K-1（5分）8、(本小題2分)解：封閉系統(tǒng)等溫等容可逆過程（1分）9、(本小題2分)解：19.14J·K-1（2分）10、(本小題2分)解：等壓過程（1分）I2Rt（2分）二、選擇題。在題后括號內(nèi)，填上正確答案代號。1、解：（2）（2分）2、解：（3）（2分）3、解：（1）（2分）4、解：（2）（2分）5、解：（4）（2分）6、解：（1）（2分）7、解：>（1分）>（2分）>（3分）8、解：（2）（4分）9、解：（4）（2分）三、是非題。在題后括號內(nèi)，正確的打“√”，錯誤的打“×”。1、解：不是（1分）2、解：不是（1分）3、解：不是（1分）4、解：是（1分）5、解：不是（1分）6、解：不是（1分）7、解：不是（1分）8、解：不是（2分）四、計算題。請計算下列各題。(本大題7分)解：此過程為不可逆相變，故設(shè)計過程：－59℃CO－59℃CO2(s)0.434MPa－59℃CO2(l)0.460MPa13－59℃－59℃CO2(g)0.434MPa－59℃CO2(g)0.460MPa2DG=DG1+DG2+DG3過程1，3為可逆相變，即DG1=DG3=0過程2為等溫可逆膨脹=-104J（2分）DG=DG2=－104J（5分）五、計算題。請計算下列各題。(本大題11分)解：DS=DS1+DS2，n=2molDS1=2nRln(2V/V)=2nRln2（3分）DS2=(1.5nR+2.5nR)ln（T2/T1）=4nRln2（6分）所以DS=6nRln2=(6′2mol′8.314J·K-1·mol-1)ln2=69.15J·K-1（8分）六、計算題。請計算下列各題。(本大題13分)解：（1）在298K，100kPa下DGm,1=DHm,1－T1DSm,1=