第三章热力学第二定律(总复习题含答案).pdf

《第三章热力学第二定律(总复习题含答案).pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第三章热力学第二定律(总复习题含答案).pdf（3页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第三章第三章热力学第二定律热力学第二定律一、选择题一、选择题1、如图，可表示理想气体卡诺循环的示意图是:()（A）图（B）图（C)图(D)图2、工作在 393K 和 293K 的两个大热源间的卡诺热机，其效率约为（）（A)83(B)25%(C)100(D)203、不可逆循环过程中，体系的熵变值（）(A)大于零(B）小于零(C）等于零(D)不能确4、将 1 mol 甲苯在 101.325 kPa,110（正常沸点）下与 110 的热源接触,使它向真空容器中汽化，完全变成 101。325 kPa 下的蒸气.该过程的：（）(A）vapSm=0（B)vapGm=0（C)vapHm=0（D)vapUm=

2、05、1mol 理想气体从 300K，1106Pa 绝热向真空膨胀至 1105Pa,则该过程（)（A）S0、GA（B)S0、G0、U0、S0（B)T0、U0、S0（C）T=0、U=0、S=0（D）T=0、U=0、S07、理想气体在等温可逆膨胀过程中()(A)内能增加(B）熵不变(C）熵增加（D)内能减少 8、根据熵的统计意义可以判断下列过程中何者的熵值增大？（)（A)水蒸气冷却成水（B)石灰石分解生成石灰（C）乙烯聚合成聚乙烯（D)理想气体绝热可逆膨胀9、热力学第三定律可以表示为：（)（A)在 0 K 时,任何晶体的熵等于零(B）在 0 K 时,任何完整晶体的熵等于零(C）在 0 时，任何晶体

3、的熵等于零（D)在 0 时，任何完整晶体的熵等于零10、下列说法中错误的是（）（A)孤立体系中发生的任意过程总是向熵增加的方向进行(B)体系在可逆过程中的热温商的加和值是体系的熵变（C)不可逆过程的热温商之和小于熵变（D)体系发生某一变化时的熵变等于该过程的热温商11、两个体积相同，温度相等的球形容器中,装有同一种气体，当连接两容器的活塞打开时，熵变为(）（A)S0（B)S0（C)S0(D)S0、H015、300K 时 5mol 的理想气体由 10dm3等温可逆膨胀到 100dm3,则此过程的()（A)S0；U0(B)S0；U0；U0（D)S0；U016、某过冷液体凝结成同温度的固体，则该过程

4、中（)（A)S（环）0(C)S(系）+S(环）0（D)S（系）+S（环)017、100，1.013105Pa 下的 1molH2O(l）与 100的大热源相接触,使其向真空器皿中蒸发成100，1。013105Pa 的H2O（g）,判断该过程的方向可用（)(A)G（B）S（系）(C)S（总)（D）A18、下列四个关系式中，哪一个不是麦克斯韦关系式？(A)（T/V)s=(T/V）p（B）（T/V)s=(T/V）p（C)（T/V)T=（T/V)v（D）(T/V）T=（T/V）p19、25时,1 mol 理想气体等温膨胀，压力从 10 个标准压力变到 1 个标准压力,体系吉布斯自由能变化多少?（)（A

5、)0。04 kJ（B）12.4 kJ（C）1.24 kJ（D)5。70 KJ120、从热力学基本关系式可导出（U/S)v等于：（)（A）(H/S）p(B）（F/V）T(C)（U/V)s(D）(G/T)p21、1mol 某液体在其正常沸点完全汽化,则该过程（)（A)S0(B)H0（C）A0(D)G022、对于不做非体积功的封闭体系，下面关系式中不正确的是：（）（A)（H/S)p=T(B）（F/T）v=-S(C）（H/p）s=V(D）(U/V）s=p23、热力学基本方程 dG=SdT+Vdp，可适应用下列哪个过程：（）(A）298K、标准压力下，水气化成蒸汽（B)理想气体向真空膨胀(C)电解水制取

6、氢气（D）N2+3H2=2NH3未达到平衡24、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，问下列各组答案中，哪一个是正确（）(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=025、下列四种表述：（1）等温等压下的可逆相变过程中，体系的熵变S=H 相变/T 相变；（2）体系经历一自发过程总有 dS 0;（3)自发过程的方向就是混乱度增加的方向;(4)在绝热可逆过程中，体系的熵变为零；两者都不正确者为：（A)(1),（2)（B)(3)，(4）(C)(2)，（3)(D）(1），（4)二、判断题二、判断题、不可逆过程一定是自发的，而自发过程一定是不可逆的。（

7、）、对于绝热体系,可以用S 0判断过程的方向和限度。（)、在10，101。325 kPa 下过冷的 H2O(l)凝结为冰是一个不可逆过程，故此过程的熵变大于零。（）、功可以全部变成热，但热一定不能全部转化为功.(）、系统达平衡时熵值最大,自由能最小。(）、在绝热系统中，发生一个从状态AB 的不可逆过程，不论用什么方法,系统再也回不到原来状态了.（）BB、因为S QR/T，所以只有可逆过程才有熵变；而S QIR/T,所以不可逆过程只有热温商,但是没有AA熵变。(）B、因为S（）QIR/T，所以体系由初态 A 经不同的不可逆过程到达终态B，其熵的改变值各不相同。A、物质的标准熵Sm(298K）值就

8、是该状态下熵的绝对值。(）、可逆热机的效率最高，在其它条件相同的情况下，由可逆热机牵引火车，其速度将最慢。()三、计算题三、计算题、300K 的 2mol 理想气体由 6.0105Pa 绝热自由膨胀到 1。0105Pa，求过程的 U、H、S、A、G,并判断该过程的性质.、1mol 理想气体 B，在 298.15K 下，由 1。00dm3膨胀至 10。00dm3，求该过程的 U、H、S、A、G。、1mol 水由始态 273K，1105PaH2O（l）变到终态 473K，3105PaH2O(g)，计算该过程的S。已知水的正常沸点时的汽化热为 40610Jmol-1,水的比热为 4。18JK1g1，

9、水蒸汽的比热为 1.422Jg1K1，假定水蒸汽为理想气体。、1mol 液态苯在 101，3kPa，268K 能自动地凝固成 101,3kPa，268K 的固态苯，并放热 9874J,计算该过程的 S 和 G.已知苯的正常熔点为 278.5K,苯的熔化热为 9916Jmol1，Cp，m（C7H16，l）=126。8JK-1mol-1，Cp，m(C7H16,s）=122.6JK-1mol-1。、苯的正常沸点为353.1K,在此温度压力下，1molC6H6（l)完全蒸发为蒸气，已知C6H6（l)的汽化热为 34。7kJmol-1，计算此过程的 W、Q、U、H、S、A、G。、计算下列过程的 H、S、

10、G.298K，101。325kPa H2O(l）473K,405。3kPa H2O(g)已知：Sm(298K,H2O,l）=188。7 JK-1水的比热为 4。18 Jg-1K-1水蒸气的比热为 1.422 Jg1K1水在正常沸点时的汽化热为 40610 Jmol-1。假设水蒸气为理想气体。、2mol 理想气体在 269K 时，由 4105Pa，11.2dm3绝热向真空膨胀到 2105Pa,22.4dm3，计算 S，是否能利用熵判据判断该过程的性质？如何判断？、对于气相反应 CO2+H2=H2O+CO,已知 rGm=42218。0-7.57TlnT+1。910-2T2-2.8106T3-2.2

11、6T（J)，求上述反应在 1000K 时的 rHm、rSm、1mol，Cp，m=25.12JK1mol-1的理想气体 B 由始态 340K，500kPa 分别经（1）可逆绝热；（2)向真空膨胀。两过程都达到体积增大一倍的终态，计算（1)、(2）两过程的 S。2、计算将 10 克 He（设为理想气体)从 500.1K，202.6KPa 变为 500.1K，1013kPa 的 U，H，S，G，A.第三章第三章热力学第二定律答案热力学第二定律答案一、选择题一、选择题题号12BBD3CDB4BBB5DDC6DD7CC8BA9BD10DA二、判断题二、判断题12345678910三、计算题三、计算题1

12、1、解、解:U=0，H=0S=nRln（V2/V1）=nRln(p1/p2)=29.8JK1A=U-TS=8940J答案C答案A答案D题号11121314151617181920题号2122232425G=H-TS=8940JS（总)=S(体)+S（环)=29.8JK10 且环境不对体系做功该过程是自发过程2 2、解：、解：U=A(T）U=0H=A(T）H=0S=Rln(V2/V1）=19。14JK-1A=TS=5708Jmol1G=TS=5708Jmol1S4=nRln（p1/p2)=9.13JK1S3=6。08JK1S=S1+S2+S3+S4=129。3JK13 3、解、解:S1=23.4

13、8JK1S2=108。87JK14 4、解、解:S1=nCp,m(l）ln(278。8/268）=4。87JK-1S3=nCp,m(s)ln(268/278。5）=4。71JK-1S2=-nvapHm/T=35.61JK1S(总）=S1+S2+S3=35.45JK1H(268K）=9874JG（268K)=H（268K）TS=-373J5 5、解解：设 C6H6（g）为 理气W=RT=2。94kJmol1Q=H=34。7kJmol1U=QW=31.8kJmol-1S=H/T=98.3JK1mol-1G=0A=G-pV=-2.94kJmol16 6 解：解：S=nCp,m（H2O，l)ln（37

14、3.2/298。2）+nvapHm373。2+nCp，m（H2O,g)ln(473。2/373.2）=126.84JK1Sm(473K，H2O,g）=S+Sm(298K,H2O，l）=315。5JK1mol-1H=H1+H2+H3+H4=48。81KjG=H（T2S2T1S1）=44.21kJ7 7、解、解:S=nRln(V2V1)=11。53JK-1能用熵判据判断该过程的性质S(环)=-Q/T=0S（总)=S（环)+S(体）=11.53JK-1S（总）0且环境不对体系做功该过程为自发过程8 8、解、解:1000K 时，rGm=3456.9J又（GT)p=S=7.57-7。57lnT+1.91

15、022T-32.84106T22.26Sm=7.57+7.57lnT-3。810-2T+8。5210-6T2+2。26将 T=1000K 代入上式即得 Sm=33。39JK-1mol-1Hm=Gm+TSm=36855。06Jmol19 9、解：、解：（1)由 T2=T1（V1/V2）1S=Cp,mln（T2/T1)+Rln(V2/V1)=0(2)T2=340KS=Rln（V2/V1）=5。76JK-11010、解：、解：He 分子量 4，10 克即为 2。5mol2。5 mol He 500。1K202。6kPa 2.5 mol He 500.1K1013kPa因为是理想气体，所以U=0H=0S=nRTln(p1/p2)=2。58。314ln（202.6103/1013103）=33。45 J/KmolG=HTS=0500。1(33。45)=1.673104J/molA=U-TS=0-500.1（33。45)=1.673104J/mol28 解：设炉温与大气温度均不改变,则可用 S=Q1/T1+Q2/T2计算。为此先求所传递的热量：得 T2=270K510Q nCp,mT 25.1(143.2293.2)J 2539kJ55.853Q1Q225391032539103S K1 6876JK1JT1T21423.2293.23