02第二定律和统计 2.doc

物理化学试卷选择题。（ 共15题 30分 )1. 对孤立系统而言，其熵流（deS）和熵产生（diS）分别是： （A）deS=0, diS0 （B）deST2T1，现有一热机在下面两种不同情况下工作： (1) 从T3热源吸取Q热量循环一周对外作功W1，放给T1热源热量为(Q-W1) (2) T3热源先将Q热量传给T2热源，热机从T2热源吸取Q热量循环一周, 对外作功W2，放给T1热源 (Q-W2) 的热量，则上述两过程中功的大小为： ( ) (A) W1 W2 (B) W1= W2 (C) W1 W2 (D) W1W2 5. 在标准压力p$和268.15 K下,冰变为水,系统的熵变S体应： （ ） (A) 大于零 (B) 小于零 (C) 等于零 (D) 无法确定 6. （难度极大）要把这些东西理解透了 采用排除法 答 (A) 因为 A 的 (H/T)p 较大，而 (H/T)p = T(S/T)p1039 恒压下，无非体积功时，反应 A B 温度越高放热越多，则 A 与 B 相比，A 的 _ 。 (A) (S/T)p较大 (B) (H/T)p较小 (C) fH较小 (D) fG较大 7. 在标准压力p$下,383.15 K的水变为同温下的蒸气,吸热Qp。该相变过程中,哪个关系式不能成立? （ ） (A) G 0 (B) H = Qp (C) SISO 0 8. 理想气体在等温条件下反抗恒定外压膨胀，该变化过程中系统的熵变及环境的熵变应为： （ ） (A) 0，=0 （B） 0，0 （D） 09. 理想气体等温过程的A。 （ ） (A) G (B) 0 (B)(G/T)p0 （B）0 (C)=0 （D）不确定值13. 单原子分子理想气体的CV, m =(3/2)R,温度由T1变到T2时，等压过程系统的熵变Sp与等容过程熵变SV之比是： ( ) (A) 1 : 1 (B) 2 : 1 (C) 3 : 5 (D) 5 : 3 14. 恒温时，B 溶解于 A 中形成溶液，若纯 B 的摩尔体积大于溶液中 B 的偏摩尔体积，则增加压力将使 B 在 A 中的溶解度如何变化？ ( ) (A) 增大 (B) 减小 (C) 不变 (D) 不一定 15. 等温等压下,在A和B组成的均相系统中,若A的偏摩尔体积随浓度的改变而增加,则B的偏摩尔体积将 ( ) (A) 增加 (B) 减小 (C) 不变 (D) 不一定 二、填空题 ( 共 7题 20分 )16. 对敞开系统,熵的变化dS可以分为两部分：一部分是由_而引起的,用符号deS表示,这部分熵变称为_;另一部分是由_产生的,用符号diS表示,这部分熵变称为_。di S永远不会有_值。 17. 设有一极大数目的三维平动子组成的粒子系统，运动于边长为 a 的立方容器中，系统体积、粒子质量和温度有如下关系： h2/(8ma2)= 0.100 kT 则处于能级1= 9h2/(4ma2)和2= 27h2/(8ma2)上的粒子数目的比值是_。 18. 公式S=nRln(V2/V1)+CVln(T2/T1)的适用范围是_ _。 19. 公式mixS=-RBnBlnxB的应用条件是_。20.卡诺认为：“ 。”这就是卡诺定理。21. 在_、_、_的条件下,自发变化总是朝着A_的方向进行的,直到系统达到平衡。 22. 对 1 mol 范德华气体 ,(S/V)T = _ 。 三、计算题 ( 共 9题 70分 )23. 对 N 个单原子氟理想气体，在1000 K下实验测得它在电子基态、第一激发态和第二激发态的简并度和能谱分别为：g0= 4,g1= 2,g2= 6, 0= 0, 1= 4.04104 m-1, 2= 1.024107 m-1，略去其它更高的能级，计算电子在这三个能级上的分布数。 24. 假定温度是 80.1（即苯的沸点），并设蒸气为理想气体。 求下列各过程中，苯的F和G(设为 1mol)。 (1) C6H6(l,p$) C6H6(g,p$) (2) C6H6(l,p$) C6H6(g,0.9p$) (3) C6H6(l,p$) C6H6(g,1.1p$) 根据所得结果能否判断过程的可能性。 25. 已知 N2分子的转动特征温度为 2.86K，用统计力学方法计算在298 K，101 325 Pa下，1 mol N2分子气体的下列转动热力学函数：Ur，CV,r，Sr，Ar。 26. 一个体积为Vi，恒温压缩系数为 K= -(1/V)(V/p)T的物体，在恒温下压力由pi变到p，在假设K为常数的条件下，请导出用上述数据表示G与p的关系式，并对导出的关系式予以简要讨论。 27. H，N原子气体在25和101 325 Pa 下的摩尔熵分别为多少？ 已知电子基态简并度分别为 ge,0(H) = 2，ge,0(N) = 4，电子只处于基态。 m(H) = 1.007910-3kgmol-1， m(N) = 14.009610-3 kgmol-1。 28. 请证明：(/T)V, n = -SB+VB(p/T)V, n。 29. 某理想气体300 K和p$时,qt=1030,qr=102,qv=1.10,问： 具有平动能6.010-21 J, gt=105分子占的百分数? 具有转动能4.010-21 J, gr=30 分子占的百分数? 具有振动能1.010-21 J, gv=1 分子占的百分数? 30. 2 mol 苯和 3 mol 甲苯在 25 和 101.325 kPa 下混合，设系统为理想液体混合物，求该过程的Q，W及mixU，mixH，mixH，mixF，mixG。 31. 已知单原子氟的下列数据： 试求1000 K时，分别处在三个最低电子能级上的氟原子分数。 四、问答题 ( 共 4题 30分 )32.某一混合理想气体系统由NA个 A 分子和NB个 B 分子组成，A，B 分子的配分函数各为 qA和 qB。 (1) 试导出该混合系统的亥姆霍兹自由能 F = -kTln(q/NA!)(q/NB!) (2) 用统计热力学方法导出该混合理想气体的状态方程和道尔顿分压定律。 33.请证明下列 Cp与 CV之差的公式： (A) Cp- CV = T( V/ T)p(p/T)V (B) Cp- CV = T( V/ T)p2(p/V)V (C) Cp- CV = TVa2/K 其中 a = (1/V)( V/ T)p为膨胀系数，K= -(1/V)(V/p)T 为压缩系