物化第三章20131111-含答案

第三章 热力学第二定律

引用参考资料

（1） 天津大学物理化学习题解答（第五版）；（2）江南大学课件附带习题中选择题和填空

题部分；（3）2001－山东大学－物理化学中的术语概念及练习；

一、填空题

1．某热机循环一周，从高温热源吸收200kJ，向低温热源放热100kJ，则

W??(pV)?（ ）

-100kJ

2．在高热源T1和低温热源T2之间的卡诺循环，其热温熵之和程的热机效率η=（ ）。 0，

Q1Q2 =（ ）。循环过?T1T2T1?T2 T13． 100℃、1大气压下的水，恒温恒压下蒸发成100℃、1大气压的水蒸气，则

?S（ ）0，?G （ ）0。 ?S >0 、?G = 0

4．一定量理想气体与300K大热源接触做等温膨胀，吸热Q=600KJ，对外所做功为可逆功的40%，则系统的熵变ΔS=（ ）。

5kJ?K-1

?S?Qr?Wr600kJ???5kJ?K-1 TT0.4?300K5．1mol单原子理想气体从p1、V1、T1等容冷却到p2、V1、T2，则该过程?U（ ）0，?S（ ）0，W（ ）0（填? ? ? ? ?）。 ?U < 0，?S < 0，W = 0

6．乙醇液体在常压、正常沸点温度下蒸发为乙醇蒸汽，过程的?H与?S的关系是（ ）；

?H与Q的关系是（ ），计算?H所需要的热力学基础数据：（ ）或者

（ ）和（ ）。

?S??H；Q??H；乙醇在正常沸点下的蒸发焓?vapHm；乙醇液体在正常沸点下的标T??准摩尔生成焓?fHm；乙醇蒸气在正常沸点下的标准摩尔生成焓?fHm

7．某一系统在与环境300K大热源接触下经历一不可逆循环过程，系统从环境得到10KJ的功，则系统与环境交换的热Q=（ ）；ΔSsys =（ ）；ΔSamb=( )。 -10kJ；0；33.33J?K

因为循环过程?U?Q?W?0；

8．298K气相反应CO（g）+ 1/2 O（g）= CO2（g），该反应的?G ?A ?U ? ?H （填? ? ? ? ?）。 ?G ? ?A， ?U ? ??H

9．下列过程中，系统的?U、?S、?G何者为零：（1）理想气体向真空恒温自 由膨胀 （2）某一循环过程 （3）可逆相变过程

下列过程中，系统的?U、?S、?G何者为零：（1）?U = 0 （2）?U = 0、?S = 0、?G = 0 （3）?G = 0

10. 克拉佩龙方程的应用条件是 克劳修斯-克拉佩龙方程的应用条件是 纯物质的任意两相平衡，纯物质的气-液或气-固两相平衡 11.

液

?pSO2-1态

SO2的蒸汽压与温度的关系为

??vapHA1427.7K14257K，则其正常的沸点为（ ）lg?-?10.442???PaTT2.303RTK，?vapHm（ ）kJ?mol. 262; 27.30

12. 1mol单原子理想气体从同一始态体积的V1开始，经历下列过程后变至10V1，计算： （a）若经恒温自由膨胀，则?S（ ）J?K； （b）若经恒温可逆膨胀，则?S（ ）J?K；

-1-1?-1（c）若经绝热自由膨胀，则?S（ ）J?K； （d）若经绝热可逆膨胀，则?S（ ）J?K。

-1-1n?1mol，单原子理想气体，V1???V2?10V1，CV,m?1.5R

（a）恒温自由膨胀

?S?nRln?V2/V1??8.314J?K-1ln10?19.14J?K-1

（b）恒温可逆膨胀

?S??Sa

（c）绝热自由膨胀

Q?0,W??U?0，T不变，故?S??Sa

（d）绝热可逆膨胀

?S???Qr/T?0

12或T2/T1??V1/V2?二、选择题

R/CV,m所以?S?nCV,mln?T2/T1??nRln?V2/V1??0

1．若在两个不同温度的热源（T1，T2）间，用理想气体进行卡诺循环，其热机效率为50％，

当改用非理想气体进行循环时，其热机效率如何变化?(设均为可逆) （ ） A.减少 B.不变 C.增加 D.等于零 答案：B

2. 气体在节流膨胀过程中其熵值（ ）.

A. 增加 B. 减少 C. 不变 D. 难以确定 答案：A

3．一气体经不可逆循环后，系统和环境的熵变是什么（ ） A．?S(体) > 0, ?S(环) = 0 B. ?S(体) = 0, ?S(环) > 0 C. ?S(体) = 0, ?S(环) < 0 D. ?S(体) > 0, ?S(环) > 0 答案：B

4．在383K，p?下，1mol过热水蒸气凝聚成水，则系统、环境及总的熵变为 （ ） A. ?S系 < 0 , ?S环 < 0 , ?S总 < 0; B. ?S系 < 0 , ?S环 > 0 , ?S总 > 0

C. ?S系 > 0 , ?S环 > 0 , ?S总 > 0; D. ?S系 < 0 , ?S环 > 0 , ?S总 < 0 答案：B

5. 若一化学反应的 ?Cp = 0, 则反应的（ ）

A. ?H, ?S, ?G都不随温度而变 B. ?H不随温度变, ?S, ?G随温度变

C. ?H , ?S不随温度变, ?G随温度变 D. ?H, ?S, ?G都随温度而变 答案：C

6. 设氢气和氮气均为理想气体，在下列等温混合过程中，其熵变?S为多少（ ） 1molH2(10L)+1molN2(10L) ? (1molH2+1molN2)(20L) A．?S > 0 B. ?S < 0 C. ?S = 0 D. 无法计算 答案：A

7. 一个由气相变为凝聚相的化学反应在恒温恒容下自发进行, 在此过程中（ ） A. ?S(系) > 0, ?S(环) < 0 B. ?S(系) < 0, ?S(环) > 0 C. ?S(系) < 0, ?S(环) = 0 D. ?S(系) > 0, ?S(环) = 0 E. ?S(系) > 0, ?S(环) > 0 F. ?S(系) < 0, ?S(环) < 0 答案：B

8．在101..325kPa，?5?C条件下过冷水结冰，此过程的?H（ ）；?S( )；?G( )；

?Samb( )

A. >0 B.=0 C.<0 D. 无法确定 答案：C C C A

同样温度压力下，冰的有序度大于水的有序度；恒温恒压下过冷水结冰是自发过程，由G的判据可知?G?0；?Samb?-QsysT???H?0。 T9．在真空密闭的容器中1mol100?C，101.325kPa的液体水完全蒸发为100?C，101.325kPa的水蒸气，此过程的?H（ ）；?S( )； ?A( )；?G( ) 。 A. >0 B.=0 C.<0 D.无法确定 答案：A A C B

此过程状态函数改变量与水在100℃,101.325kPa下的蒸发过程状态函数改变量完全相同。 10．1克-10℃的水凝固成-10℃的冰，其?S 为多少（ ） A． -80/273 +（0.49-1.00）ln263/273; B. 80/263

C. 80/273 +（0.49-1.00）ln263/273; D.-80/263 答案：A

11. 25℃时将始态为a的N2和101.325kPa的H2分别放在体积相等、被隔板隔开的两个室内，当拿开隔板，使两种气体等温混合时其吉布斯自由能G如何变化（ ） A. 增大 B. 不变 C. 减小 D. 不确定 答案：C

12． 在101.325kPa, 101℃下水变为水蒸气, 系统的（ ）

A. ?G = 0 B. ?G < 0 C. ?G > 0 D. ?S = Qp/374.15K E. Qp = 可逆相变热 F. ?H = Qp G. ?S(总) > 0 H. ?S(总) < 0 I. ?S(总) = 0 答案：BFG

13．系统经历一个不可逆循环后（ ）

A. 系统的熵增加 B. 系统吸热大于对外作功 C. 环境的熵一定增加 D. 环境内能减少 答案：C

14. 在 101.325 kPa 和 1℃时, 冰变为水, ?S(系) （ ）, ?S(环) （ ）, ?S(系) + ?S(环) （ ）,

?G(系)（ ） .

A. > 0 B. < 0 C. = 0 D. 不定 答案：ABAB

15. 100℃, 101.325 kPa的H2O(l)在真空容器中蒸发为100℃, 101.325 kPa的H2O(g), 该过

程的（ ）

A. ?U = 0 B. ?G = 0 C. ?S = Q / 373.15K D. ?H = Q 答案：B

16． 在绝热密闭刚性容器中发生某一化学反应，系统终态温度升高，压力增大，则此过程?U （ ）?H（ ）?S( ) ?Samb( ) A. >0 B.=0 C.<0 D.无法确定 答案：B；A；A；B

?H?V?p?0；根据熵增原理，绝热不可逆过程?S?0。

17. 理想气体在绝热条件下经恒外压压缩至稳定, 系统和环境的熵变应为（ ）

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