热力学第二定律

1、热力学第二定律作者:日期:热力学第二定律练习题、是非题，下列各题的叙述是否正确，对的画瞇错的画Xd G =-SdT+V d p +B 1b d nb，既适用于封闭系统也适用1、热力学第二定律的克劳修斯说法是：热从低温物体传给高温物体是不可能的（）2、组成可变的均相系统的热力学基本方程于敞开系统。（）3、 处在对应状态的两种不同气体 ,各自对于理想气体行为的偏离程度相同。（）。4、 热力学第三定律的普朗克说法是：纯物质完美晶体在0K时的熵值为零。（）5、 隔离系统的熵是守恒的。（）6、 一定量理想气体的熵只是温度的函数。（）7、 绝热过程都是定熵过程。（）8、 一个系统从始态到终态，只有进行可逆

2、过程才有熵变。（）9、定温定压且无非体积功条件下，一切吸热且熵减少的反应，均不能自发发生。（）10、系统经历一个不可逆循环过程，其熵变 0。（）11、 系统由状态1经定温、定压过程变化到状态2 ，非体积功 Wv 0,且有WG和G V0,则此状态变化 一定能发生。（）12、 绝热不可逆膨胀过程中S 0,则其相反的过程即绝热不可逆压缩过程中S V 0。（）13、 克-克方程适用于纯物质的任何两相平衡。（）14、 对于一定的始终态，可逆过程的熵变小于不可逆过程的熵变。（）15、 如果一个化学反应的 旧-不随温度变化，则其 rS也不随温度变化，（）16、 一定温度下的乙醇水溶液，可应用克一克方程式计算

3、其饱和蒸气压。 （）17、只要始、终状态一定，不管由始态到终态进行的过程是否可逆，熵变就一定。（）1 8、在多相系统中于一定的19、在 10C , 1 01.3 2 5T, p下物质有从化学势较高的相自发向化学势较低的相转移的趋势。k Pa下过冷的H2O （ I ）凝结为冰是一个不可逆过程，故此过程的熵变大于零。（ ）20、气体经不可逆绝热膨胀后，因为Q = 0,故其熵变等于零。（）2 1、理想气体的熵变公式SnCp,m InVnCV,mln卫(1 ) U、Q、W、H ;( 2) Q、H、C、C V；只适用于可逆过程。（）V1p12 2、系统经绝热不可逆循环过程中S= 0,。（）23、克拉贝龙

4、方程适用于纯物质的任何两相平衡。（）二、选择题1、对于只做膨胀功的封闭系统的( A/T)V值是：()大于零 (2) $小于零(3 )等于零(4)不确定2、从热力学四个基本过程可导出U?V=(1)对封闭的单组分均相系统，且0(3 )= 0W=时,(4)无法判断的值应是()4、1mo 1理想气体(1)经定温自由膨胀使体积增加1倍;(2)经定温可逆膨胀使体积增加1倍；(3)经绝热自由膨胀使体积增加1倍；(4)经绝热可逆膨胀使体积增加1倍。在下列结论中何者正确 ？()(3)5、 1(1 )S 1 = S2 = S3= s 4s 1= s 4，S 2= S3mol理想气体经一等温可逆压缩过程，则:(2

5、) G ,=,V)(4 ) U、 H、Q p、Qv12、在100C , 10 1.3 2 5 k Pa下有1 mo 1的H2O ( l )，使其与1 00C的大热源接触并使其向真空中蒸发，变为10 0C, 101.325.kP a的H 20( g )，对于这一过程可以用哪个量来判断过程的方向？()(1 ) S(系统)(2) S (系统)+ S (环境)(3) G(4)S(环境)13、液态水在100C及10 1 325 k Pa下汽化成水蒸气，则该过程的()。(1) H = 0;(2) S =0;(3) A = 0 ；(4) G = 014、17、 将克拉贝龙方程用于 出0的液一固两相平衡，因为

6、 Vm ( H20,s ) Vm( H 2O ,l ),所以随着压力的增大，则H2O( I )的凝固点将:()(1)上升;(2)下降；(3)不变；(4)不能确定。15、理想气体定温自由膨胀过程为()(A) S0(B) U0 (D)Wv016、 同一温度压力下，一定量某物质的熵值()。(1) S(气) S(液) S (固1); ( 2) S气) S液)=S(固)o三、填空题1、等式0 适用于2、热力学第三定律的普朗克说法的数学表达式为 o3、1mol理想气体由同一始态开始分别经可逆绝热膨胀(I)与不可逆绝热膨胀(H)至相同终态温度，(选择填,=）则 u iU n, Sino1 m ol理想气体从

7、p1=0 .5M P a节流膨胀到p2=0.1MP a时的熵变为S=o5、使一过程的S=0,应满足的条件是 6、有个学生对理想气体的某个公式记得不太清楚了，他只模糊记得的是SnRx TP。你认为，这个公式的正确表达式中 ,x应为 o7、某体系进行一不可逆循环时，则 S体 o8热力学基本方程之一为dH = ob1 e9、在 732 K 时，反应 NH4CI (s) = NH 3(g) + H Cl(g)的 rG- =- 20.8 kJ -mo 1 - , H =154 kJ -mO l-1，则该反应的rS=10、理想气体在绝热条件下向真空膨胀，u 0, H 0, S 0o (选填，=,=, 0

8、,0, 0 , 0或= 0)17、 由克拉贝龙方程导出最常用的、最简单的克拉贝龙-克劳修斯方程的积分式时所作的三个近似处理分别是(1) ; (2) ;( 3 )。18、 已知某化学反应在2 5 C的标准摩尔熵变为需(2 9 8 K),又知该反应的b C p,m,B，则温度T时该反应的标准摩尔熵变rS= (T)=。19、热力学基本方程d H=Td S +V d p + E b d nB的适用条件为组成变的系统和20、克劳修斯不等式的形式是 ;等号对应于 过程,不等号对应于 过程。四、计算题1、已知0C冰的饱和蒸气压为 0 6 1 1 k Pa,其升华焓为2820 J g-1,水汽的Cpm= 3

9、0 12 J K-1 mo 1 1 。若将0 C时的1 g冰转变为15 0C, 10 13 k Pa的水汽，系统的熵变为多少 ？设水汽为理想气体。已知 H2O 的摩尔质量 M = 18 02 gmol-1。2、已知2 5C时C2H5OH(g)的标准摩尔生成焓为一 234.81 kJ mol-1。C,H2Q2, C2H5OH (g)的标准摩尔熵分别为 5 . 6 94 J K- 1 mol 1, 1 3 0 . 5 9 J K 1 m o l 1 ,2 0 5 .03 J K 1 mol-1,2 8 2 . 5 9 J K 1 mo1 -1,试计算25 C时C2H5OH (g )的标准摩尔生成吉

10、布斯函数。p(Hg, l)70243、 液态汞的饱和蒸气压与温度T的关系式为ln22.473。试计算25C时Hg( l )PaT /K的饱和蒸气压p( H g, I )及Hg ( l )的摩尔蒸发焓 vapHm =?4、试计算1 k g 0C的水在1 0 1 3 2 5 kPa下变为2 0 0 C的蒸气的S。已知水的汽化焓为 22 5 9 J g -1,质量热容为4 184 J K 一1 g J ,蒸气的质量热容为1 96 J K-1 g -1。37543065 、5、 固态氨的饱和蒸气压为ln( p / kPa) 2101,液态氨的饱和蒸气压为ln( p / kPa) 17.47。试T/KT

11、/K求(1)三相点的温度、压力；(2)三相点的蒸发焓、升华焓和熔化焓。6、1 mol, 1 0 d m3, 10 0 K的H 2 （设为理想气体）放在 60 0 K热源中反抗恒定外压 4 9 88 kPa作 不可逆膨胀至平衡态，以H2为系统，热源为环境，求环境的熵变。7、 已知CO2在194 .67 K时的摩尔升华焓为25.30 k J -m o 1 -1,固体CO2在194. 6 7 K时的标准摩尔 熵为68. 8 J K 1 mol 1,求气体CO 2在194. 67 K的标准摩尔熵。8、 在2 9 8 K等温下，一瓶0 2 mol,20 kP a的氧气和另一瓶 0 8 mol,80 kP

12、a的氮气相混合，混合后气 体充满两个瓶内，设氧与氮气都是理想气体求：（1）混合均匀后，瓶内气体的压力；混合过程中的Q, W, U, H , S, A, G。9、 今有2 mo 1的水（H2O, l ）在100C及其饱和蒸气压 101 3 25 k Pa下全部蒸发成水蒸气（H2O, g ）。已知在此条件下 H2O （ l ） 的摩尔蒸发焓 v apHm = 40 668 kJ mo，求过程的Q,W, U, H ,S, A及Go （液态水的体积相对气态的体积可以忽略）10、4 mol某理想气体，其C v m = 2 5 R,由始态531 4 3 K, 600 kPa,先等容加热到 70 8 5 7

13、 K，在绝热可逆膨胀至500 kPa的终态。求终态的温度。整个过程的U及S各为若干？311、 1 kg空气从0C, 50 0 cm3的状态变到1 00C,1 00 0 cm的状态，其熵变为多少？可把空气作为理想气体，其Cvm为2 0 79 J K：1 mo 1 一1。已知空气中 2与02的摩尔比为0 7 9 / 0 2 1,N 2与O 2的摩 尔质量分别为28 0 g mo 1 -1与3 2 0 g mol-1。312、 在17C, 778 k Pa下的1 g液态氨，在真空容器内恒温蒸发，直到最终体积为165 cm，压力为778 k Pa。试计算系统在该过程中的Q, U , H , S及 G。

14、已知在1 7C ,778 kPa下液氨的质量体积为2 cm3 -g -1,氨气的质量体积为165 cm3 g 一1。在1 7 C时液氨的饱和蒸气压为77 8 k Pa,氨的蒸发焓为 1275 J g-1。13、 设有2 mol单原子理想气体，其Cpm = 2 5 R。由298 15 K及3 MPa的始态压力突然降到100k Pa绝热膨胀，作膨胀功 2095 J,试计算系统的熵变S。14、 1 mo l理想气体从同一始态 25C,506 5 k Pa分别经历下列过程到达相同的终态25C ,10 1 3 kPa。此二途径为（1）绝热可逆膨胀后等压加热到终态；（2）等压加热，然后经等容降温到达终态。

15、分别求出此二过程的Q, W, U, H, S和Go15、已知H2O（l）在29 8K时的饱和蒸气压为3168Pa,蒸发焓为 44. 0 1kJmol1,现有2molH2O （l）在298K、0. 1 MPa下变为同温同压的水蒸气。计算此过程的U, H, S, G。设蒸气可视为理想气体。1 6、在5 9C时，过冷液态二氧化碳的饱和蒸气压为0 460 MPa，同温度时固态 CO 2的饱和蒸气压为0 43 4 M P a,问在上述温度时，将1 m ol过冷液态 CO 2转化为固态 CO2时，G为多少？设气体服从理想气体行为。1 7、1 m ol 268 K的过冷液态苯，凝结成为.268 K的固态苯。

16、用熵增原理通过计算证明此过程能否发生。已知苯的熔点为2 78 K,摩尔熔化焓 fusHm = 9 9 2 3 J mol-1，定压摩尔热容 Cp m ( C6H6, I) = 12 6 9 J K-1 mo I-1 , Cpm( C6H6, s ) = 122 7 J K -1 mo I-1。18、 1 mo 1理想气体在30 0 K下，等温可逆膨胀体积增加一倍，计算该过程的 W,Q, U, H, G, A 及S。19、1 mo 1水在1 0 0C、101.325 kP a恒温恒压蒸发为同温同压下的水蒸气，然后将此水蒸气恒温可逆膨胀变为100C、50 k Pa的水蒸气，求此过程的Q, W, U

17、, H, AS, AA和 G。已知水在10 0C、l 013 25 Pa下的 vapHm 为 4 0.6 7 kJ. mol-120、反应 Fe3O4(s) + 4H 2(g) = 3Fe ( ) + 4H2O(g)在 8 0 0 K 下 进行。求反应的 rH 7 (800K8 ),rU - (800K) , r G - ( 8 00K)各为多少？29 8 K有关数据如下表：物质自 1fHm / kJ m ol 1S/ JK-1- mol-1Cp, m/ JK1 mo I-1Fe3O随压力的变化率dT / d p = ?22、 乙醚在0C时的饱和蒸气压为 24 6 kPa，在033C时的蒸发焓

18、为385 J乌一1，试计算乙醚在33C 时的蒸气压。已知 C2H5OC2H 5的摩尔质量 M = 7 4 5 g m o I-1。23、 在2 5C时1 mo I O2从100 0 kPa自由膨胀到1 0 0 kPa,求此过程的 U, H, S , A, G (设O2 为理想气体)。24、在温度恒定为30 0 K的条件下，将1 m oI体积为2010-3 m3的理想气体A与1 mol体积为3010-3 (s)-1 116 .71151 .46H2(g )1 9 3.0 0Fe ()01 3 0.5828.3H 1、在0 C附近，纯水和纯冰成平衡，已知0 C时，冰与水的摩尔体积分别为 0 0 1

19、 9 6 41 0 3 m3 mol 0( g)3027 .1530.88-2 4 1.8 41 8 8. 7 436. 0 226试求2m o 1,1 0 0C, ,40 KP a水蒸气变成100C及100 KPa的水时，此过程的 H和, G。设水蒸气可视为理想气体，液体水的体积可忽略不计。已知水的摩尔气化热为4067 0 J mol-12 7、（1）在300K时，5mol的某理想气体由10dm 3定温可逆膨胀到100 dm3计算此过程系统的熵变；（2） 上述气体在30 0K时由10 dm3向真空膨胀变为100 dm 3.试计算此时体系的 S,并与热温商作比较.求此反应在398K时，标准压力

20、下E= 1 mol 时的 Q,W, U , H , S及 G29、苯在正常沸点353k下的 vapHm 30.77kJ.mol苯（1）和苯（g）的Cp,m分别为135.1和81.7628、已知各物质在 2 9 & 15K时的热力学函数数据如下：物质C2H5OH (g)C2 H 4 ( g )H 2 O (g) ?fHm /Kj.mol-1235.3 0 ?5 2 .2 8 3241.8 0Sm/J.mcjl.K-1282. 02 1 9.4 5188. 7 4?CP,m1 1J.K .mol65.4 44 3. 563 3.577对下列反应：C2H 5 OH(g) = C2H 4 (g)? + H 0( g) ?1 1J.K .mol ,现将2 m ol的苯（g）在300K, 101.3 2 5KPa下全部等温等压冷凝为苯（I）,求此过程的Q,W, U , H , S及 G30、 在恒熵条件下，将3. 45mol的某双原子理想气体从