第二章热力学第二定律习题辅导(2009上册)

1、 且O2(g),Fe(s),Fe2O3(s)的S$(298K)分别为：205.03,27.15,90.0JKmol-1。22CO(g)+O2(g)2CO(g)2CO(g)+O2(g)2CO(g)，TOC o 1-5 h z问：298K,#下的空气能否使Fe(s)氧化为Fe2O3(s)?(空气中含氧量为20%)。答此反应为2Fe(s)+(3/2)O2(g)-Fe2O3(s)(4)由题中3X(3)-(1)-(3/2)X(2)可得(4)式所以AH$=3AH$-AH$-AH$=-822kJmol-1rm,4rm,3rm,1rm,2同理AS$=-271.8JK1mol-1G$=AH$-TAS$=-740

2、kJmol-1rm,4m,4rm,4rm,4AG,4=AG$+RTln1/(p/p)3/2=-734kJmol-Y0,故可以氧化。rm4rm,4O225、在凝固点,液体凝结为固体(设液体密度小于固体密度),在定压下升高温度时,该过程的sG值将：()答(A)l(A)增大(B)减小(C)不变(D)不能确定26、将lmolH2O(g)在373K下小心等温压缩，在没有灰尘情况下获得了压力为2X101.325kPa的过热蒸气，但不久全凝结为液态水，请计算该凝聚过程的,S,G。mmmH2O(g,373K,2p3)H2O(l,373K,2p3)已知在该条件下,水的汽化热为46.024kJ.mol-1,设气体

3、为理想气体，水的密度为1000kgm-3，液体体积不受压力影响。答设计可逆过程：H2O)H2O(1?373K,2护)TOC o 1-5 h z(3)H2O(&373K/)一辺H2O(1,373H=H”+H“+H，尸-46.024kJmol-1mm1m2m3Gm=Gm，1+Gm，2+Hm，3=-RTW+0+%4出)=-2148kJml-1S=(H-G)/T=-117.6JK-1mol-1mmm27、1mol单原子分子理想气体被装在带有活塞的气缸中，温度是300K,压力为1013.250kPa。压力突然降至202&kPa,并且气体在202.65kPa的压力下做绝热膨胀，则该过程的AS是：()答(C

4、)；S0(D)AS三028、在物质的量恒定的S-T图中，通过某点可以分别作出等容线和等压线，其斜率分别为S/QT)V=X和(6S/6T)p=Y则在该点两曲线的斜率关系是()(A)XY(D)无定值答(A)29、苯的正常沸点为80C，估计它在沸点左右温度范围内，温度每改变1C,蒸气压的变化百分率约为：()(A)(A)3%(B)13%(C)47%(D)难以确定30、恒压下纯物质当温度升高时其吉布斯自由能：()答(B)(A)上升(B)下降(C)不变(D)无法确定31、在恒熵恒容只做体积功的封闭体系里,当热力学函数到达最值时,体系处于平衡状态。答U小32、B物质的化学位与温度的关系可表示为，它与压力的关

5、系可表示为。答(即JdTp，m=-SB，m(外B/p)T，m=VB，m33、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)不一定答(A)35、在298.15K,101.325kPa时，下面反应：Zn(s)+CuSO4(a=1)=Cu(s)+ZnSO4(a=1)的摩尔焓变Ah$=-216.81kJ.mol-1，设计一可逆电池使上述反应可逆地进行，该电池的电动rm势为1.10V,计算过程的总熵变。答W=-ZFE=-2X(96500Cmol-1)X(1.10V)=-212.30kJmol-1电Q

6、r=rHm-W(-216.81+212.30)kJmol-i=-4.51kJmol-i；G=WS,=-15.13Jmol-1/(298.15K)=-15.13JKmol-1rm体系S=216810Jmol-1/(298.15K)=727.18JKmol-1环境S=S,+S=712.05JK1mol-1rm体系环境36、用熵函数求出：1molH2O(1)在101.325kPa,263.15K下转变为H2O(s)时过程的总熵变。已知：HQ在273.15K时的凝固焓sH=-6004JmoH,CHO(l)=75.3JKmol-1,21mp,m2CmH2O(s)=36.8JK1mo1-1。答1263.1

7、5K水结冰的过程为不可逆过程，现设计如下可逆过程：H2O(263.15K?l)竺H2O(263.15K,s)H2O(273.15K,Y)H2O(273.15K,s)S=S+S+S体系123=nC(HO,lhT/T+sH/T+nC(HO,s,dT/Tp,m2lp,m2=(1mo1)(75.3JK-1mo1-1)1n(273.15K/263.15K)-(1mo1)(6004Jmo1-273.15K)+(1mo1)(36.8JK1mo1-1)1n(263.15K/273.15K)=-5619JK1263.15K时水的凝固焓为：H(263.15K)=化+A/+H3=nC(HO,1hT+nC(HO,s,

8、dTp,m2GG$(873.15K)=24.84kJmo1-10故Ag不会变成Ag2O。rm238、在、的条件下,自发变化总是朝着吉布斯自由能的方向进行的,直到体系达到平衡。答等温;等压;封闭体系不做其它功;减少39、证明：范德华气体绝热向真空膨胀后，气体的温度降低。答(aT/aV)U=-(aU/aV)T/(aU/aT)V=-T(ap/aT)V+p/CV=(1mo1)(75.3JK-1mo1-1)(273.15K-263.15K)+(1mo1)(6004JKmo1-1)+(1mo1)(36.8JK1mo1-1)X(263.15K-273.15K)=-5619J所以S=5619J/263.15K

9、=21.35JK-1环境故S=S+S严(-20.55JK1)+(21.35JK1)=0.80JK137、2Ag(s)37、2Ag(s)+t2O2(g)=Ag2O(s)反应的rG$(T)=-32384-17.32(T/K)1g(T/K)+116.48(T/K)mJ-moH。(1)试写出该反应的4S$(T),AH$与温度T的关系式；rmrm(2)目前生产上用电解银作催化剂，在600r,p下将甲醇催化氧化成甲醛，试说明在生产过程中Ag是否会变成Ag2Oo答(1)S$(T)=-aG$(T)/aT=17.321g(T/K)-108.96JKmo1-1rmrmpH$(T)=G$(T)+TS$=-32384-7.52(T/K)Jmo1-1rmrmrmp=RT/(V-b)-(a/V2)(T/V)=(-a/V2)/C0mmmUmV(D)40、理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程：()(B)(A)可以从同一始态出发达到同一终态从同一始态出发，不可能达到同一终态(C)不能断定(A)、(B)中哪一种正确(D)可以达到同一终态，视绝热膨胀还是绝热压缩而定(A)2.531JK-i(B)5.622JK-i(C)25.31JK-i(D)56.22JK-i41、化学平衡的化学势判据是，其适用条件是o答工V“=0,只