第二章 热力学第二定律习题课

第二章热力学第二定律

一.判断题：正确划(J),错误划(X)

()1.某化学反应的嘀变可用反应热效应被反应温度除求得，即

()2.在压力为101.325KPa下，110℃的水变成水蒸气，所吸收的热为Q,则

此过程的燃变为AS=2。

T

()3.①若AScO,则此过程不能进行。

()②若AS>0,则此过程一定能进行。

()③若AS=O,则此过程为可逆过程。

()4.苯的熔点为278.7K,则在“下,苯(L278.7K)一苯(s,278.7K)的

AG<0o

()5.Imol理想气体在300K,由10p。定温膨胀到惧其△G=-5.7kJ,贝U该

过程一定为不可逆过程。

()6.①根据端增加原理，当系统达到平衡时，其端值最大。

()②物质气化时，燧值增加，因此，气态比液态稳定。

()7.对于理想气体的自由膨胀，由于是定温过程，故dU=O,又因为其外压

等于零，故心丫=0,根据dU=TdS-pdV,因此TdS=O,即该过程是等

端过程。

()8.101325Pa、373.2K下的1mol水向真空容器气化，最后成为101325Pa,

373.2K的水汽，这是一个热力学不可逆过程，因是定温定压过程，故

AG<0o

()9.某体系从始态经过一个绝热不可逆过程到达终态，为了计算某些热力学

函数的变量，可以设计一个绝热可逆过程，从同一始态出发到达同一终态。

10.判断下列各过程的运算公式是否正确：

()①理想气体向真空膨胀：=

()②水在298K,p。下蒸发：AS=AH-AG

()③定温定压可逆电池反应AS二也

二、选择题:

()1.某体系进行不可逆循环过程时

(A)AS(系统)>0,AS(环境)<()

(B)△S(系统)>0,AS(环境)>0

(C)AS(系统)=0,AS(环境)=0

(D)AS(系统)=0,AS(环境)>0

()2.N2和02混合气体的绝热可逆压缩过程中

(A)AU=0iB)A/l=0(C)AS=0(D)AG=0

()3.单组分体系，在正常沸点下汽化，不发生变化的一组量是

(A)T,P,U(B)H,P,U(C)S,P,G(D)T,P,G

()4.封闭体系中，W=0,定温定压下进行的化学反应，可用下面哪个公式

计算系统的端变

(A)^S=Qp/T(B)AS:A///T

(C)AS=(AH-AG)/7'(D)AS=nRTlnVdVi

()5.要计算298K,标准压力下，水变成水蒸汽(设为理想气体)的△<；,需知

道的条件是

(A)C叱(出0、1)和C小(①0、g)

(B)水的正常沸点下汽化热AHv,m及其燃变

(C)。用(+0、1)和C〃”,(H2O,g)及XHw、

(D)Cp“”(生0、I)和CVg(H2O,g)及

)6.由热力学基本关系可以导出nmol理想气体B的(茎)/为

0V

(A)nR/V(B)-nR/p(C)nR(D)R/p

()7.某化学反应在300K、p。下，在试管中进行时，放热6X104j,若在相同

条件下，通过可逆电池进行反应，则吸热6X103j,该化学反应的螭变

△S系依为

(A)-200J・K-1(B)200J・K”(C)-20J-K-1(D)20J•K-'

()8.上题反应在试管中进行时，其环境的输变AS：为

(A)200J・K"(B)-200J•K-1(C)-18UJ・K“(D)18UJ・K“

()9.在题7中，该反应系统可能做的最大非膨胀功为

(A)-66000J(B)66(XX)J(C)-54000J(D)54(XX)J

()10.在383K、p。下，1mol过热水蒸气凝聚成水，则体系、环境及总的燃

变为

(A)△S系统＜0△s系统＜0△S系统v0

(B)△S系统＜0△S系统＞0AS系统＞0

(C)△s系统＞0AS系统＞0△s系统＞0

(D)△S系蜕v0AS系统＞0△S系统＜0

三、简答题：

I.如何将下列不可逆过程设计为可逆过程？

(I)理想气体从压力为0，向真空膨胀至“2。

(2)两块温度分别为Ti、T2的铁块(TI＞T2)相接触，最后终态温度为T。

(3)将理想气体A和B分离成纯A和B。

(4)303K、p。的H2O。)向真空蒸发为303K、p。的HzCHg)。

(5)化学反应A(g)+B(g)-C(g)+D(g)

(6)理想气体从pi、0、A经绝热不可逆变化到〃2、丫2、72O

2.下列过程中AU、△从AS、AG、△入何者为0?

(1)非理想气体卡诺循环

(2)实际气体节流膨胀

(3)甲烷气体由T\、pi绝热可逆膨胀到不、“2

(4)孤立系统中任何过程

(5)理想气体定温定压混合

3.1mol单原子理想气体，始态温度为。=273K、pi=3p。经则下列各过程的

△5孤立是＞0、＜0或=0。

(1)绝热可逆膨胀到终态为2p。

(2)绝热反抗恒外压为2p。至终态压力为2p。

(3)绝热可逆压缩到终态压力为4p。

(4)以恒定压力为4p。，绝热膨胀到终态压力为4p。

4.简单说下列过程△G和△S计算(即如何设计过程)

(1)298K、p。下，Imol乙醇⑴变为乙醇(g)的AG、AS

(2)268K、p。下，Imol过冷H2O⑴变为HzO⑸的AG、AS

四.计算题

1.298.2K和5p。下的Idi/CMg)经过绝热可逆膨胀至p。压力，求过程的AU、

△H、AS、AG、AAo

0d111

己知惠(298K,p)=2O4.8J・K•mor,CPm(O2)=29.26J•K•mol-,

气体可看作是理想气体。

2.将Cd+2AgCI-CdCh+2Ag反应布置为电池，在298K、p。下反应在

电池中可逆进行，作电功130.2kJ,在此温度下CdCb的=-389.2

kJ-mol1,AgCl的△/”《=-126.7kJ・mo「，求上述反应体系的

卜此、A总、A,.及可逆电池实际的热效应Q,并判断反应