第二章热力学第二定律练习题文档格式.docx
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⑸0℃、p时,水结成冰的相变过程;
⑹理想气体卡诺循环。
25.amolA与bmolB的理想气体,分别处于(T,V,pA)与(T,V,pB)的状态,等温等容混合为
(T,V,p)状态,那么∆U、∆H、∆S、∆A、∆G何者大于零,小于零,等于零?
26.一个刚性密闭绝热箱中,装有H2与Cl2混合气体,温度为298K,今用光引发,使其
化合为HCl(g),光能忽略,气体为理想气体,巳知(HCl)=·
mol-1,试判
断该过程中∆U、∆H、∆S、∆A、∆G是大于零,小于零,还是等于零?
27.在一绝热恒容箱内,有一绝热板将其分成两部分,隔板两边各有1molN2,其状态分
别为298K、p与298K、10p,若以全部气体为体系,抽去隔板后,则Q、W、∆U、
∆H、∆S中,哪些为零?
二、单选题:
1.适合于下列过程中的哪一个?
(A)恒压过程;
(B)绝热过程;
(C)恒温过程;
(D)可逆相变过程。
2.可逆热机的效率最高,因此由可逆热机带动的火车:
(A)跑的最快;
(B)跑的最慢;
(C)夏天跑的快;
(D)冬天跑的快。
3.在一定速度下发生变化的孤立体系,其总熵的变化是什么?
(A)不变;
(B)可能增大或减小;
(C)总是增大;
(D)总是减小。
4.对于克劳修斯不等式,判断不正确的是:
(A)必为可逆过程或处于平衡状态;
(B)必为不可逆过程;
(C)必为自发过程;
(D)违反卡诺定理和第二定律,过程不可能自发发生。
5.下列计算熵变公式中,哪个是错误的:
(A)水在25℃、p下蒸发为水蒸气:
;
(B)任意可逆过程:
;
(C)环境的熵变:
(D)在等温等压下,可逆电池反应:
。
6.当理想气体在等温(500K)下进行膨胀时,求得体系的熵变∆S=l0J·
K-1,若该变化中所
做的功仅为相同终态最大功的,该变化中从热源吸热多少?
(A)5000J;
(B)500J;
(C)50J;
(D)100J。
7.1mol双原子理想气体的是:
(A);
(B);
(C);
(D)2R。
8.理想气体在绝热条件下,在恒外压下被压缩到终态,则体系与环境的熵变:
(A)∆S(体)>
0,∆S(环)>
0;
(B)∆S(体)<
0,∆S(环)<
(C)∆S(体)>
0,∆S(环)=0;
(D)∆S(体)>
0。
9.一理想气体与温度为T的热源接触,分别做等温可逆膨胀和等温不可逆膨胀到达同一
终态,已知,下列式子中不正确的是:
(B);
(C);
(D)(等温可逆),(不等温可逆)。
10.计算熵变的公式适用于下列:
(A)理想气体的简单状态变化;
(B)无体积功的封闭体系的简单状态变化过程;
(C)理想气体的任意变化过程;
(D)封闭体系的任意变化过程;
11.实际气体CO2经节流膨胀后,温度下降,那么:
(D)∆S(体)<
0,∆S(环)=0。
12.2mol理想气体B,在300K时等温膨胀,W=0时体积增加一倍,则其∆S(J·
K-1)为:
(B)331;
(D)。
13.如图,可表示理想气体卡诺循环的示意图是:
(A)图⑴;
(B)图⑵;
(C)图⑶;
(D)图⑷。
14.某体系等压过程A→B的焓变∆H与温度T无关,则该过程的:
(A)∆U与温度无关;
(B)∆S与温度无关;
(C)∆F与温度无关;
(D)∆G与温度无关。
15.等温下,一个反应aA+bB=dD+eE的∆rCp=0,那么:
(A)∆H与T无关,∆S与T无关,∆G与T无关;
(B)∆H与T无关,∆S与T无关,∆G与T有关;
(C)∆H与T无关,∆S与T有关,∆G与T有关;
(D)∆H与T无关,∆S与T有关,∆G与T无关。
16.下列过程中∆S为负值的是哪一个:
(A)液态溴蒸发成气态溴;
(B)SnO2(s)+2H2(g)=Sn(s)+2H2O(l);
(C)电解水生成H2和O2;
(D)公路上撤盐使冰融化。
17.熵是混乱度(热力学微观状态数或热力学几率)的量度,下列结论中不正确的是:
(A)同一种物质的;
(B)同种物质温度越高熵值越大;
(C)分子内含原子数越多熵值越大;
(D)0K时任何纯物质的熵值都等于零。
18.25℃时,将升O2与升N2混合成升的混合气体,该过程:
(A)∆S>
0,∆G<
(B)∆S<
(C)∆S=0,∆G=0;
(D)∆S=0,∆G<
19.有一个化学反应,在低温下可自发进行,随温度的升高,自发倾向降低,这反应是:
0,∆H>
(B)∆S>
0,∆H<
(C)∆S<
(D)∆S<
20.∆G=∆A的过程是:
(A)H2O(l,373K,p)H2O(g,373K,p);
(B)N2(g,400K,1000kPa)N2(g,400K,100kPa);
(C)等温等压下,N2(g)+3H2(g)NH3(g);
(D)Ar(g,T,p)Ar(g,T+100,p)。
21.等温等压下进行的化学反应,其方向由∆rHm和∆rSm共同决定,自发进行的反应应满
足下列哪个关系式:
(A)∆rSm=∆rHm/T;
(B)∆rSm>
∆rHm/T;
(C)∆rSm≥∆rHm/T;
(D)∆rSm≤∆rHm/T。
22.等容等熵条件下,过程自发进行时,下列关系肯定成立的是:
(A)∆G<
(B)∆F<
(C)∆H<
(D)∆U<
23.实际气体节流膨胀后,其熵变为:
(A);
(B);
(C);
(D)。
24.一个已充电的蓄电池以V输出电压放电后,用V电压充电使其回复原状,则
总的过程热力学量变化:
(A)Q<
0,W>
0,∆S>
(B)Q<
0,W<
0,∆S<
(C)Q>
0,∆S=0,∆G=0;
(D)Q<
0,∆S=0,∆G=0。
25.下列过程满足的是:
(A)恒温恒压(273K,101325Pa)下,1mol的冰在空气升华为水蒸气;
(B)氮气与氧气的混合气体可逆绝热膨胀;
(C)理想气体自由膨胀;
(D)绝热条件下化学反应。
26.吉布斯自由能的含义应该是:
(A)是体系能对外做非体积功的能量;
(B)是在可逆条件下体系能对外做非体积功的能量;
(C)是恒温恒压可逆条件下体系能对外做非体积功的能量;
(D)按定义理解G=H-TS。
27.在-10℃、下,1mol水凝结成冰的过程中,下列哪个公式可以适用:
(A)∆U=T∆S;
(B);
(C)∆H=T∆S+V∆p;
(D)∆GT,p=0。
28.对于封闭体系的热力学,下列各组状态函数之间的关系中正确的是:
(A)A>
U;
(B)A<
(C)G<
(D)H<
A。
29.、101325Pa的水,使其与大热源接触,向真空蒸发成为、101325Pa下
的水气,对这一个过程,应选用哪一个作为过程方向的判据:
(A)∆U;
(B)∆A;
(C)∆H;
(D)∆G。
30.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)电解水制取氢气;
(D)N2+3H22NH3未达到平衡。
31.下列过程可用计算的是:
(A)恒温恒压下无非体积功的化学反应;
(B)恒温恒压下可逆原电池反应;
(C)恒温恒压下任意相变;
(D)恒温恒压下任意可逆相变。
32.1mol范德华气体的应等于:
(C)0;
(D)。
33.n摩尔理想气体的的值等于:
(D)。
34.下列各量中哪个是偏摩尔量:
(C);
35.对多组分体系中i物质的偏摩尔量,下列叙述中不正确的是:
(A)Xi是无限大量体系中i物质每变化1mol时该系统容量性质X的变化量;
(B)X为容量性质,Xi也为容量性质;
(C)Xi不仅决定于T、p,而且决定于浓度;
(D)X=∑niXi。
36.对于吉布斯-杜亥姆公式,下列叙述不正确的是:
(A)X=∑nBXB;
(B)∑nBdXB=0;
(C)∑nBXB=0;
(D)表明各物质偏摩尔之间有关系。
37.已知水的六种状态:
①100℃,pH2O(l);
②99℃,2pH2O(g);
③100℃,2pH2O(l);
④100℃、2pH2O(g);
⑤101℃、pH2O(l);
⑥101℃、pH2O(g)。
它们化学势高低
顺序是:
(A)μ2>
μ4>
μ3>
μ1>
μ5>
μ6;
(B)μ6>
μ2>
μ1;
(C)μ4>
(D)μ1>
μ6>
μ5。
38.在恒焓恒压条件下,均相单组分封闭体系,达到平衡的判据是:
(A)∆S=0;
(B)∆U=0;
(C)∆A=0;
(D)∆G=0。
39.对于双原子分子的理想气体,应等于:
40.任一单组分体系,恒温下,其气(g)、液(l)态的化学势(μ)与压力(p)关系图正确是:
(A)
(1);
(B)
(2);
(C)(3);
(D)(4)。
三、多选题:
1.在以下偏导数中,大于零的有:
(B);
(C);
(D);
(E)。
2.由热力学基本关系式,可导出等于:
(B)-p;
(C);
(D);
(E)。
3.体系的始态与终态之间有两种途径:
A为可逆途径;
B为不可逆途径。
以下关系中不
正确的是:
(A)∆SA=∆SB;
(B)∑δQA/T=∑δQB/T;
(C)∆SB=∫δQB/T;
(D)∆SA=∫δQA/T;
(E)∆SB=∫δQA/T。
4.下列过程中,那些过程的∆G>
0:
(A)等温等压下,H2O(l,375K,p)H2O(g,375K,p);
(B)绝热条件下,H2(g,373K,p)H2(g,300K,);
(C)等温等压下,CuSO4(aq)+H2OCu(s)+H2SO4(aq)+½
O2(g);
(D)等温等压下,Zn+CuSO4(aq)ZnSO4(aq)+Cu;
(E)等温等压下,mCO2+nH2O碳水化合物。
5.化学反应在等温等压下能自发进行的判据是:
(B)∆G≤W'
(C)∆A<
(D)∑νBμB<
(E)∆H<
6.在O2(理想气体)的如下过程中,属于等熵过程的是:
(A)绝热恒容过程;
(B)等温可逆膨胀过程;
(C)V2V22V2;
(D)绝热可逆膨胀;
(E)绝热恒外压膨胀。
7.等温等压下,反应的热力学可能性随温度降低而增大的是:
(A)Zn(s)+H2SO4(aq)ZnSO4+H2(g,p);
(B)Zn(s)+CuSO4(aq)ZnSO4(aq)+Cu(s);
(C)2CuCl2(s)+H2(g)2Cu(s)+2HCl(g);
(D)C2H4(g)+H2(g)C2H6(g,p);
(E)CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)。
8.下列过程中,∆S(系)<
0,∆S(总)>
0的过程是:
(A)等温等压H2O(l,270K,p)H2O(s,270K,p);
(B)等温等压H2O(l,373K,p)H2O(g,373K,p);
(C)等温等压H2O(l,383K,p)H2O(g,383K,p);
(D)nmol理想气体恒外压等温压缩过程;
(E)1000KCaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)。
9.378K、p下,过热水的下列哪个物理量小于同温同压下水蒸气:
(A)Hm;
(B)Gm;
(C)μ;
(D)Sm;
(E)Am。
10.下列过程中,∆G>
0的是:
(A)等温等压H2O(l,268K,p)H2O(s,268K,p);
(B)等温等压H2O(l,383K,p)H2O(g,383K,p);
(C)H2O(l,373K,p)H2O(g,373K,p);
(D)等温等压H2O(l,373K,H2O(g,373K,;
(E)等温等压H2O(g,373K,50kPa)H2O(l,373K,50kPa)。
11.常压下-10℃过冷的水变成-10℃的冰,在此过程中,体系的∆G与∆H如何变化:
(B)∆G>
(C)∆G=0,∆H=0;
(D)∆G<
(E)∆G=0,∆H<
12.在383K、p下,1mol过热水蒸汽凝结成水,则体系、环境及总熵变为:
(A)∆S(体)<
0,∆S(总)<
(B)∆S(体)<
(D)∆S(体)<
(E)∆S(体)>
0,∆S(总)=0。
四、主观题:
1.根据热力学第一定律,不作非体积功时,δQ=dU+pdV及
,用全微分判别式证明Q不是状态函数。
2.证明:
3.证明:
4.1mol理想气体,其始态为A(p1,T1),终态为B(p2,T2),进行了如图的变化:
ACB;
AB。
请证明:
⑴Q3≠Q1+Q2;
⑵∆S3=∆S1+∆S2。
5.证明:
6.1mol单原子理想气体,由298K、5p的始态膨胀到压力为p的终态,经过下列途
径:
⑴等温可逆膨胀;
⑵外压恒为p的等温膨胀;
⑶绝热可逆膨胀;
⑷外压恒为p
的绝热膨胀。
计算各途经的Q、W、∆U、∆H、∆S、∆A与∆G。
巳知(298K)=126J·
K-1·
mol-1。
7.100℃、p下,1mol水向真空气化成气体,终态是100℃、。
求此过程的Q、
W、∆U、∆H、∆S、∆G和∆A。
巳知水在100℃、p时的摩尔气化热为40670J·
8.在25℃、p下,若使1mol铅与醋酸铜溶液在可逆情况下作用,得电功J,同
时吸热J,计算过程的∆U、∆H、∆S、∆A、∆G。
9.如图所示的刚性绝热体系,求抽去隔板达平衡后体系熵变∆S。
10.计算-10℃、p下,1mol过冷水凝结成冰时,过冷水与冰的饱和蒸气压之比:
巳知Cp,m(水)=J·
mol-1,Cp,m(冰)=J·
mol-1,冰的熔化热
∆Hm=6032J·
11.将处于标准状态下的纯氢气,氮气和氨气混合,在标准状态下形成1mol的混合物,
其组成为:
20%N2、50%H2、30%NH3。
计算混合过程的∆S。
12.在甲醇脱氢生产甲醛中,发现银催化剂的活性逐渐消失,此现象是否是由于有Ag2O
生成所致?
巳知反应在550℃、p下进行,有关数据如下:
(Ag2O,298K)=J·
mol-1;
(Ag2O,298K)=-30585J·
Cp,m(Ag)=J·
mol-1;
Cp,m(Ag2O)=J·
Cp,m(O2)=J·
13.1mol水在p、100℃时,先从液态变成p、100℃的蒸气,然后再变成、
200℃的蒸气。
计算此过程的∆G。
蒸气为理想气体,巳知水蒸气的Cp,m=J·
mol-1,(298K)=J·
14.10molH2(理想气体),CV,m=J·
mol-1,在298K、p时绝热可逆地压缩到10p,
计算该过程的Q、W、∆U、∆H、∆S、∆A和∆G。
巳知(298K)=J·
15.计算符合状态方程的1mol气体从(p1,V1)恒温可逆膨胀到(p2,V2)
时的W、Q、∆U、∆H、∆S、∆A和∆G。
(用V1、V2来表示)。
第二章热力学第二定律练习题答案
一、判断题答案:
1.对。
2.错,如绝热不可逆压缩过程。
3.错,理想气体的等温可逆膨胀ΔS>
4.第1,2个结论正确,第3个结论错。
5.错,系统由同一始态出发,经绝热可逆和绝热不可逆过程不可能到达相同的终态。
6.错,环境的熵变应加在一起考虑。
7.错,要在隔离系统中平衡态的熵才最大。
8.错。
9.不矛盾,因气体的状态变化了。
10.错,如过冷水结冰。
11.错,必须可逆相变才能用此公式。
12.错,系统的熵除热熵外,还有构型熵。
当非理想气体混合时就可能有少许热放出。
13.对。
14.错。
未计算环境的熵变;
15.错,如过冷水结冰,ΔS<
0,混乱度减小,
16.错,必须在等温、等压,W’=0的条件下才有此结论。
17.错,若有非体积功存在,则可能进行,如电解水。
18.错,此说法的条件不完善,如在等温条件下。
19.错,不满足均相系统这一条件。
20.错,不可逆过程中δW≠-pdV。
(1)对;
(2)不对;
(3)不能;
(4)有,如NH4Cl溶于水,或气体绝热不可逆膨胀;
(5)可以。
22.ΔS=ΔH/T,ΔS(环)=-ΔU/T;
23.1mol理想气体,等温过程,V1V2过程;
24.
(1)ΔU=ΔH=0;
(2)ΔH=0;
(3)ΔS=0;
(4)ΔU=0;
(5)ΔG=0;
(6)ΔU、ΔH、ΔS、ΔA、ΔG都为0。
25.ΔU、ΔH、ΔS、ΔA、ΔG均为0;
26.ΔU=0,ΔS>
0,ΔH>
0,ΔA<
0,ΔG无法确定;
27.W、Q、ΔU、ΔH=0,ΔS>
V1=RT/10,V2=RT
V=
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