第二章 热力学第二定律.docx
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第二章热力学第二定律
第二章热力学第二定律
一、单选题
1)理想气体绝热向真空膨胀,则(B)
A.∆S=0,∆W=0B.∆H=0,∆U=0C.∆G=0,∆H=0D.∆U=0,∆G=0
2)对于孤立体系中发生的实际过程,下式中不正确的是(C)
A.W=0B.Q=0C.∆S>0D.∆H=0
3)理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程,则(A)B
A.可以从同一始态出发达到同一终态。
B.不可以达到同一终态。
C.不能确定以上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。
4)求任一不可逆绝热过程的熵变∆S,可以通过以下哪个途径求得?
(D)C
A.始终态相同的可逆绝热过程。
B.始终态相同的可逆恒温过程。
C.始终态相同的可逆非绝热过程。
D.B和C均可。
5)在绝热恒容的系统中,H2和Cl2反应化合成HCl。
在此过程中下列各状态函数的变化值哪个为零?
(D)B
A.∆rHmB.∆rUmC.∆rSmD.∆rGm
6)将氧气分装在同一气缸的两个气室内,其中左气室内氧气状态为p1=101.3kPa,V1=2dm3,T1=273.2K;右气室内状态为p2=101.3kPa,V2=1dm3,T2=273.2K;现将气室中间的隔板抽掉,使两部分气体充分混合。
此过程中氧气的熵变为:
(A)C
A.∆S>0B.∆S<0C.∆S=0D.都不一定
7)1mol理想气体向真空膨胀,若其体积增加到原来的10倍,则体系、环境和孤立体系的熵变分别为:
(B)C
A.19.14J·K-1,-19.14J·K-1,0B.-19.14J·K-1,19.14J·K-1,0
C.19.14J·K-1,0,0.1914J·K-1D.0,0,0
8)1molAg(s)在等容下由273.2K加热到303.2K。
已知在该温度区间内Ag(s)的Cv,m=24.48J·K-1·mol-1则其熵变为:
()
A.2.531J·K-1B.5.622J·K-1C.25.31J·K-1D.56.22J·K-1
9)理想气体的物质的量为n,从始态A(p1,V1,T1)变到状态B(p2,V2,T2),其熵变的计算公式可用:
(D)C
A.∆S=nRln(p2/p1)+
B.∆S=nRln(p1/p2)-
C.∆S=nRln(V2/V1)+
D.∆S=nRln(V2/V1)-
10)理想气体经历等温可逆过程,其熵变的计算公式是:
(B)D
A.∆S=nRTln(p1/p2)B.∆S=nRTln(V2/V1)
C.∆S=nRln(p2/p1)D.∆S=nRln(V2/V1)
11)固体碘化银(AgI)有α和β两种晶型,这两种晶型的平衡转化温度为419.7K,由α型转化为β型时,转化热等于6462J·mol-1,由α型转化为β型时的熵变∆S应为:
(B)
A.44.1JB.15.4JC.-44.1JD.-15.4J
12)298K,p∅下,双原子理想气体的体积V1=48.91dm3,经等温自由膨胀到2V1,其过程的∆S为:
()
A.11.53J·K-1B.5.765J·K-1C.23.06J·K-1D.0
13)在标准压力下,90℃的液态水气化为90℃的水蒸汽,体系的熵变为:
(A)
A.∆S体>0B.∆S体<0C.∆S体=0D.难以确定
14)在101.325kPa下,385K的水变为同温下的水蒸汽。
对于该变化过程,下列各式中哪个正确:
(A)
A.∆S体+∆S环>0B.∆S体+∆S环<0
C.∆S体+∆S环=0D.∆S体+∆S环的值无法确定
15)在标准压力p∅和268.15K时,冰变为水,体系的熵变∆S体应:
()A
A.大于零B.小于零C.等于零D.无法确定
16)1mol理想气体从p1,V1,T1分别经:
(1)绝热可逆膨胀到p2,V2,T2;
(2)绝热恒外压下膨胀到p2′,V2′,T2′,若p2=p2′则:
(D)C
A.T2′=T2,V2′=V2,S2′=S2B.T2′>T2,V2′ C.T2′>T2,V2′>V2,S2′>S2D.T2′ 17)理想气体在恒温条件下,经恒外压压缩至某一压力,此变化中体系的熵变∆S体及环境的熵变∆S环应为: (B) A.∆S体>0,∆S环<0B.∆S体<0,∆S环>0 C.∆S体>0,∆S环=0D.∆S体<0,∆S环=0 18)理想气体在绝热条件下,经恒外压压缩至稳定,此变化中的体系熵变∆S体及环境熵∆S环应为: (D)C A.∆S体>0,∆S环<0B.∆S体<0,∆S环>0 C.∆S体>0,∆S环=0D.∆S体<0,∆S环=0 19)在101.3kPa下,110℃的水变为110℃水蒸气,吸热Qp,在该相变过程中下列哪个关系式不成立? (A)B A.∆S体>0B.∆S环不确定C.∆S体+∆S环>0D.∆G体<0 20)一个由气相变为凝聚相的化学反应在恒温恒容下自发进行,问下列各组答案中哪一个是正确的: (B) A.∆S体>0,∆S环<0B.∆S体<0,∆S环>0 C.∆S体<0,∆S环=0D.∆S体>0,∆S环=0 21)1mol范德华气体从T1、V1绝热自由膨胀至T2、V2,设容热容CV为常数,则过程的熵变为: (S) A.∆S=CVln(T2/T1)B.∆S=nRln[(V2-b)/(V1-b)] C.∆S=CVln(T2/T1)+nRln[(V2-b)/(V1-b)]D.∆S=0 22)263K的过冷水凝结成263K的冰,则: (B)A A.∆S<0B.∆S>0C.∆S=0D.无法确定 23)理想气体由同一始态出发,分别经 (1)绝热可逆膨胀; (2)多方过程膨胀,达到同一体积V2,则过程 (1)的熵变∆S (1)和过程 (2)的熵变∆S (2)之间的关系是: (B) A.∆S (1)>∆S (2)B.∆S (1)<∆S (2)C.∆S (1)=∆S (2)D.两者无确定关系 24)从多孔硅胶的强烈吸水性能说明在多孔硅胶吸水过程中,自由水分子与吸附在硅胶表面的水分子比较,两者化学势的高低如何? (C)A A.前者高B.前者低C.相等D.不可比较 25)一绝热容器分成两部分,分别置入同温同压的1molO2和3molN2(均为理想气体),抽去隔板使两气体混合达到平衡,则终态与始态热力学概率之比(Ω2/Ω1)为: () A.exp(13.5×1023)B.exp(27.0×1023)C.exp(54.0×1023)D.exp(6.75×1023) 26)在300℃时,2mol某理想气体的吉布斯自由能G与赫姆霍兹自由能F的差值为: () A.G-F=1.247kJB.G-F=2.494kJC.G-F=4.988kJD.G-F=9.977kJ 27)理想气体从状态I经自由膨胀到状态II,可用哪个热力学判据来判断该过程的自发性? () A.∆HB.∆GC.∆S隔离D.∆U 28)理想气体从状态p1,V1,T等温膨胀到p2,V2,T,此过程的∆F与∆G的关系为() A.∆F>∆GB.∆F<∆GC.∆F=∆GD.无确定关系 29)在一简单的(单组分,单相,各向同性)封闭体系中,恒压只做膨胀功的条件下,吉布斯自由能值随自由能如何变化? () A.(∂G/∂T)p>0B.(∂G/∂T)p<0C.(∂G/∂T)p=0D.视具体体系而定 30)在标准压力p∅下,383.15K的水变为同温下的蒸汽,吸热Qp。 对于该相变过程,以下哪个关系式不能成立? () A.∆G<0B.∆H=QpC.∆Sise<0D.∆Sise>0 31)某气体的状态方程为p[(V/n)-b]=RT,式中b为常数,n为物质的量。 若该经一等温过程,压力自p1变至p2,则下列状态函数的变化,何者为零? () A.∆UB.∆HC.∆SD.∆G 32)下列四个关系式中哪一个不是麦克斯韦关系式? () A.(∂T/∂V)S=(∂V/∂S)pB.(∂T/∂p)S=(∂V/∂S)p C.(∂S/∂V)T=(∂p/∂T)VD.(∂S/∂p)T=-(∂V/∂T)p 33)在理想气体的S-T图上,任一条恒容线与任一条恒压线的斜率之比,在恒温时的含义是: () A.(∂S/∂T)V/(∂S/∂T)p=0B.(∂S/∂T)V/(∂S/∂T)p=∞ C.(∂S/∂T)V/(∂S/∂T)p=Cp/CVD.(∂S/∂T)V/(∂S/∂T)p=Cp/CV 34)在下列状态变化中,哪些可以应用公式dU=TdS-pdV? () A.NO2气体缓慢膨胀,始终保持化学平衡NO2⇔NO+(1/2)O2 B.NO2气体以一定速度膨胀,解离出来的NO+(1/2)O2总是低于平衡组成 C.SO3气体在不解离为SO2+(1/2)O2的条件下膨胀 D.水在-10℃时等温结冰 35)对临界点性质的下列描述中,哪一个是错误的: () A.液相摩尔体积与气相摩尔体积相等 B.液相与气相的界面消失 C.气化热为零 D.固,液,气三相共存 36)下述说法中哪一个正确? 当温度恒定时: () A.增加压力有利于液体变为固体 B.增加压力不利于液体变为固体 C.增加压力不一定有利于液体变为固体 D.增加压力与液体变为固体无关 37)对于平衡态的凝聚相体系,压力p表示什么含义? () A.101.3kPaB.外压C.分子间引力总和D.分子运动动量改变的统计平均值 38)用130℃的水蒸汽(蒸汽压2.7p∅)与1200℃的焦炭反应生成水煤气: () C+H2O→CO+H2,如果通入的水蒸汽反应掉70%,问反应后混合气体中CO的分压是多少? 设总压2.7p∅不变。 A.0.72p∅B.1.11p∅C.2.31p∅D.1.72p∅ 39)下列四个偏微商中哪个不是化学势? () A.B.C.D. 40)下列四个偏微商中哪个是化学势? () A.B.C.D. 41)在α,β两种相中均含有A和B两种物质,当达到平衡时,下列种哪情况是正确的: () A.μAα=μBαB.μAα=μAβC.μAα=μBβD.μAβ=μBβ 42)下列公式中哪个是偏摩尔量的集合公式? () A. B. C. D. 43)在273.15K,2p∅时,水的化学势与冰的化学势之间的关系如何: () A.前者高B.前者低C.相等D.不可比较 44)单一组分的过冷液体的化学势比其固体的化学势: () A.高B.低C.相等D.不可比较 45)关于偏摩尔量,下列叙述中不正确的是: () A.偏摩尔量是状态函数,其值与物质的数量无关 B.在多组分多相体系中不存在偏摩尔量 C.体系的强度性质没有偏摩尔量 D.偏摩尔量的值只能大于或等于零 46)已知水的下列5种状态: () (1)373.15K,p∅,液态 (2)373.15K,2p∅,液态 (3)373.15K,2p∅,气态 (4)374.15K,p∅,液态 (5)374.15K,p∅,气态 下列4组化学势的比较中,哪个不正确? () A.μ2>μ1B.μ5>μ4C.μ3>μ5D.μ3>μ1 47)等温等压下,在A和B组成的均相体系中,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 48)恒温时B溶解于A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: () A.增加B.减小C.不变D.不确定 49)热力学第三定律可以表示为: () A.在0K时,任何晶体的熵等于零 B.在0K时,任何完整晶体的熵等于零 C.在0℃时,任何晶体的熵等于零 D.在0℃时,任何完整晶体的熵等于零 二、填空题 1)在绝热封闭条件不,可逆过程的∆S___0,自发过程的∆S___0,非自发过程的∆S___0。 2)100︒C、1.5p∅的水蒸汽变为100︒C,p∅的液体水,则此过程的∆S___0,∆G___0。 3)实际气体绝热自由膨胀,则该过程的∆U___0,∆S___0。 4)H2O在373.15K和101325Pa下通过强烈搅拌而蒸发,则 A.∆S___Q/TB.∆F___-WC.∆F___-WfD.∆G___-Wf 5)理想气体向真空膨胀,体积由V1变到V2,其∆U___0,∆S___0。 6)某蛋白质在323.2K时变性并达到平衡状态,即 天然蛋白质⇔变性蛋白质 已知该变性过程的∆rHm(323.2K)=29.288kJ·mol-1,则该反应的熵变∆rSm(323.2K)=_____________J·K-1·mol-1。 7)由于隔离体系的____,____不变,故熵判据可以写作(dS)μ,N_______. 8)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。 三、是非题 1)任意体系经一循环过程则其∆U,∆H,∆S,∆G,∆F均为零,此结论对吗? 2)可逆机的效率最高,用可逆机去牵引火车,可加快速度。 3)凡是∆S>0的过程都是不可逆过程,对吗? 4)体系由平衡态A变到平衡态B,不可逆过程的熵变一定大于可逆过程的熵变,对吗? 5)熵增加原理就是隔离体系的熵永远增加,对吗? 四、计算题 1)2mol理想气体由5p∅,50︒C加热到10p∅,100︒C,试求此气体的熵变(单位J·K-1)。 已知此气体的Cp,m=(5/2)R。 2)在373K及p∅条件下,使2molH2O(l)向真空气化为水汽,终态为p∅,373K,求此过程中的 W(单位kJ),Q(单位kJ)及∆vapU(单位kJ),∆vapH(单位J·K-1),∆vapS(单位J·K-1)。 H2O的气化热为40.6kJ·mol-1。 H2O在373K的密度为0.9798kg·m3。 (假设水汽可作为理想气体) 3)1mol理想气体在273.15K等温地从10p∅膨胀到p∅,若膨胀是可逆的,试计算此过程的Q(单位J)、W(单位J)及气体的∆U(单位J),∆H(单位J),∆S(单位J/K),∆G(单位J),∆F(单位J)。 4)298K、p∅下,Zn和CuSO4溶液的置换反应在可逆电池中进行,做出电功200kJ,放热6kJ,求该反应的∆rU(单位kJ),∆rH(单位kJ),∆rF(单位kJ),∆rS(单位J/K),∆rG(单位kJ)(设反应前后的体积变化可忽略不计)。 5)2mol苯和3mol甲苯在25︒C和p∅下混合,设体系为理想液体混合物,求该过程的 Q(单位J),W(单位J),∆U(单位J),∆H(单位J),∆S(单位J/K),∆F(单位J),∆G(单位J)。
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