考研化学物理化学必备题集第二定律答案.doc

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S 0。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，S 0，H 0，A 0。V1 = RT/10 ，V2 = RT V = (V1+V2) = 11RT/22 ，S1 = Rln(V/V1) = Rln(11/2) S2 = Rln(V/V2) = Rln(11/20) ，S = S1+S2 = Rln(121/40) 0 。二、单选题答案：1. D；2. B；3. C；4. C；5. D；6. B；7.C；8. C；9. A；10.B；11.C；12.D；13.C；14.B；15.B；16.B；17.D；18.C；19.D；20.B；21.B；22.D；23.B；24.D；25.C；26.D；27.B；28.B；29.B；30.B；31.D；32.A；33.D；34.B；35.B；36.C；37.A；38.A；39.B；40.C。三、多选题答案：1. CD ；2. BC ；3. BC ；4. CE ；5. CD ；6. CD ；7. DE ；8. AD ；9. AD ；10. DE ；11. D ；12. D 。四、主观题答案：1证明：将 dU 代入第 一定律表达式中：因 ， 又 (1) (2) ，所以 Q 不具有全微分，Q不是状态函数。2证明：U = f(T，p) ， 又 dU = TdS-pdV ， 在等温下： dT = 0 ， 等温下两边同除以 dp ： 又 ， 3证明：等压下， 。 ，由麦克斯韦关系式： ，则 代入，得： 。4证明：(1) 由于内能是状态函数，所以： U3 = U1 + U2 U = Q + W， Q3 + W3 = (Q1 + W1) + (Q2 + W2)，即 Q3-(Q1 + Q2) = (W1 + W2)-W3由图上可知：(W1 + W2)-W3 = W1-W3 = ABC的面积 0 Q3-( Q1 + Q2) 0，Q3 Q1 + Q2 (2)由公式： 设 C 点温度为 T， (在等压下)，(在恒容下) S3 = S1 + S2 5证明： ， 则 6解：(1)等温过程：U = H = 0， (2) U = H = 0，(3) (4) 7解： p = 0， W = 0，设计如图，按1，2途经计算：Q1 = H1 = 40670 J ，Q2 = - W2 = = 2149.5 JW1 = -p(Vg-Vl) = -pVg = -RT = -3101 J，W2 = -2149.5 J Q = Q1 + Q2 = 40670 + 2149.5 = 42819.5 J，W = W1 + W2 = -3101-2149.5 = -5250.5 JU = Q-W = 42819.5-5250.5 = 37569 JH2 = 0，H = H1 = 40670 J，向真空膨胀：W = 0，Q = U = 37569 J S = S1 + S2 = = 109.03 + 5.76 = 114.8 JK-1 G = H - TS = 40670 - 373 114.8 = -2150.4 J A = U + TS = 37569 - 373 114.8 = -5251.4 J 8解：Pb + Cu(Ac)2 Pb(Ac)2 + Cu ，液相反应，p、T、V均不变。W = -91838.8J，Q = 213635.0 J，W(体积功) = 0，W = W U = Q + W = 213635-91838.8 = 121796.2 J H = U + (pV) = U = 121796.2 J S = = 213635/298 = 716.9 JK-1 A = U - TS = -91838.8 J，G = -91838.8 J9解：确定初始和终了的状态初态：终态：关键是求终态温度，绝热，刚性，U = 0即： 2 1.5R (T2-283.2) = 1 2.5R (293.2-T2) ， T2 = 287.7 KV2 = = 0.04649 + 0.02406 = 0.07055 m3He (0.04649 m3，283.2 K ) ( 0.07055 m3，287.7 K )H2 (0.02406 m3，293.2 K ) ( 0.07055 m3，287.7 K )所以：同理：S = + = 7.328 + 8.550 = 15.88 JK10解：H = H1 + H2 + H3 = (75.4 10) - 6032 - (37.7 10) = -5648.4 J S = S1 + S2 + S3 = 75.4 - + 37.7 = -20.66 JK-1 G = H-TS = - 5648.4 + 263 (-20.66) = -214.82 JGG2 = - RT = = = 0.09824， = 1.1032 11解： 用公式 S = -Rnilnxi = - 8.314 (0.2 ln0.2 + 0.5 ln0.5 + 0.3 ln0.3) = 8.561 JK-1 12解：Cp = 65.69-2 26.78-0.5 31.38 = -3.56 JK-1HT = CpdT + Const = -3.65T + Const，T = 298K 时，H298 = -30585代入，求得：Const = -29524，HT = -3.65T - 29524，代入吉-赫公式，积分，恒温恒压下，G 0，反应不能自发进行，因此不是形成 Ag2O 所致。13解：G1 = 0 ；G2 = = 8.314 373 ln0.5 = -2149.5 JH3 = Cp,m (473 - 373) = 33.58 100 = 3358 JG3 = H3 - (S2T2 - S1T1) = 3358 - (209.98473 202.00373) = -20616.59 J G = G2 + G3 = -20616.5 - 2149.5 = -22766 J = -22.77 kJ14解：Q = 0， W = U = nCV,m(T2-T1) = 10 R (576 - 298) = 57.8 kJU = 57.8 kJ，H = nCpm(T2-T1) = 10 R (576 - 298) = 80.8 kJS = 0 ，G = H - Sm,298T = 80.9 - 10 130.59 (576 - 298) 10-3 = -282.1kJA = U - ST = -305.2 kJ15解：这类题目非常典型，计算时可把热力学量分为两类：一类是状态函数