单元测验(二)热力学第二定律

物理化学测验（二）
2003-04-12
一、填空题。

在题中“____”处填上答案。

1、(本小题1分)
公式∆G W
='的适用条件是，。

2、(本小题1分)
理想气体节流膨胀时，[
()
]
∂
∂
pV
p H0。

（选填>，=，<）
3、(本小题2分)
按系统与环境之间物质及能量的传递情况，系统可分为 系统、 系统、 系统。

4、(本小题2分)
已知∆f H(FeO , s , 298 K) =－226.5 kJ·mol-1；
∆f H(CO2 , g , 298 K) =－393.51 kJ·mol-1；
∆f H(Fe2O3 , s , 298 K) =－821.32 kJ·mol-1；
∆f H(CO , g , 298 K) =－110.54 kJ·mol-1；
则Fe2O3(s) + CO(g) == 2FeO(s) + CO2(g)反应的∆r H(298 K) = 。

5、(本小题2分)
某气体的C p,m = 29.16 J·K-1·mol-1，1 mol该气体在等压下，温度由20℃变为10℃，则其熵变∆S = 。

6、(本小题2分)
绝热不可逆膨胀过程系统的∆S0，绝热不可逆压缩过程系统的∆S0。

（选填>，< 或= ）
7、(本小题5分)
5 mol某理想气体由27℃，10 kPa恒温可逆压缩到100 kPa，则该过程的∆U = ，∆H = ，Q = ，∆S = 。

8、(本小题2分)
公式∆A=W’的适用条件是，。

9、(本小题2分)
1 mol理想气体在绝热条件下向真空膨胀至体积变为原体积的10倍，则此过程的∆S = 。

10、(本小题2分)
一绝热气缸带有一无磨擦无质量的活塞，内装理想气体，气缸内壁绕有电阻为R的电阻丝，以电流I通电加热，气体慢慢膨胀，这是一个过程，当通电时间t后，∆H = 。

(以I，R，t表示)
二、选择题。

在题后括号内，填上正确答案代号。

1、若以B代表任一种物质，νB为该物质在某一化学反应式中的化学计量数，则在如下a，
b 两种化学反应通式：
a
ν
B
∑
B
B = 0
b0 =
ν
B
∑
B
B
中：（）。

选答：
（1）a 式正确，b式错误；
（2）a 式错误，b式正确；
（3）两式均正确；
（4）两式均错误。

2、 理想气体从状态I 等温自由膨胀到状态II ，可用哪个状态函数的变量来判断过程的自发性。

（ ）
（1）∆G （2）∆U （3）∆S （4）∆H
3、 工作在100℃和25℃的两大热源间的卡诺热机，其效率（ ）。

选填（1）20 %；（2）25 %；（3）75%；（4）100 %。

4、 将克拉贝龙方程用于H 2O 的液固两相平衡，因为 V m ( H 2O,s ) > V m ( H 2O,l )，所以随着压力的增大，则H 2O( l )的凝固点将：（ ）
（1）上升； （2）下降； （3）不变； （4）不能确定。

5、 在一定的温度和压力下，已知反应A →2B 反应的标准摩尔焓变为∆r H ,1(T )及反应2A →C 的标准摩尔焓变为∆r H , 2(T ), 则反应C →4B 的∆r H , 3(T )是：（ ）。

（1）2∆r H ,1(T ) + ∆r H , 2(T )；
（2）∆r H , 2(T ) － 2∆r H ,1(T )；
（3）∆r H , 2(T ) + ∆r H ,1(T )；
（4）2∆r H ,1(T ) － ∆r H , 2(T )。

6、 25℃时有反应 C 6H 6(l) + 71
2O 2(g)−
→−3H 2O(l) + 6CO 2(g) 若反应中各气体物质均可视为理想气体，则其反应的标准摩尔焓变∆r H 与反应的标准摩尔热力学能变∆r U 之差约为：（ ）。

（1）－3.7 kJ ·mol -1；
（2）1.2 kJ ·mol -1；
（3）－1.2 kJ ·mol -1；
（4）3.7 kJ ·mol -1；
7、 1 mol 理想气体从相同的始态（p 1，V 1，T 1）分别经绝热可逆膨胀到达终态（p 2，V 2，T 2），经绝热不可逆膨胀到达（，，）p V T 222''，则T 2' T 2，V 2' V 2，S 2'
S 2。

（选填 >， =， <）
8、 已知298 K 时，Ba 2+·aq 和SO 42-·aq 的标准摩尔生成焓为－537.65 kJ ·mol -1和－907.5 kJ ·mol -1，反应：BaCl 2·aq + Na 2SO 4·aq == BaSO 4(s) + 2NaCl ·aq 的标准摩尔焓变是 －
20.08 kJ ·mol -1，计算得BaSO 4(s)的标准摩尔生成焓为：（ ）。

（1）1465.23 kJ ·mol -1； （2）－1465.23 kJ ·mol -1；
（3）1425.07 kJ ·mol -1； （4）－1425.07 kJ ·mol -1。

（aq 代表大量的水）
9、任意两相平衡的克拉贝龙方程d T / d p = T ∆V H m m /∆，式中∆V m 及∆H m 的正负号（ ）。

（1）一定是∆V m > 0，∆H m > 0 ；
（2）一定是∆V m < 0，∆H m < 0 ；
（3）一定是相反，即∆ V m > 0，∆H m < 0；或∆ V m < 0，∆H m > 0；
（4）可以相同也可以不同，即上述情况均可能存在。

三、是非题。

在题后括号内，正确的打“√”，错误的打“×”。

1、 绝热过程都是等熵过程。

是不是？（ ）
2、 热力学第二定律的开尔文说法是：从一个热源吸热使之完全转化为功是不可能的。

是不是？（ ）
3、 在等温等压条件下，∆G > 0的过程一定不能进行。

是不是？ （ ）
4、 系统由状态1经等温、等压过程变化到状态2，非体积功W ＇< 0，且有W ＇> ∆G 和∆G < 0，则此状态变化一定能发生。

是不是？ （ ）
5、 在-10℃，101.325 kPa 下过冷的H 2O ( l )凝结为冰是一个不可逆过程，故此过程的熵变大于零。

是不是？（ ）
6、 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。

是不
是？( )
7、 在等温等压条件下，∆G > 0的过程一定不能进行。

是不是？ （ ）
8、克希霍夫公式的不定积分式∆r H (T ) = ∆H 0 + ∆aT + ∆∆b T c T 2323+中的∆H 0是T = 0 K
时的标准摩尔反应焓。

是不是？（ ）
四、计算题。

请计算下列各题。

( 本 大 题7分 )
在－59℃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0.434 MPa ，问在上述温度时，将1 mol 过冷液态CO 2转化为固态CO 2时，∆G 为多少？设气体服从理想气体行为。

五、计算题。

请计算下列各题。

( 本 大 题11分 )
在300 K ，100 kPa 压力下，2 mol A 和2 mol B 的理想气体等温、等压混合后，再等容加热到600 K 。

求整个过程的∆S 为若干？已知C V ,m ,A = 1.5 R ，C V ,m ,B = 2.5 R
六、计算题。

请计算下列各题。

( 本 大 题13分 )
已知在298 K ，100 kPa 下
Sn(白) Sn(灰)
过程的∆H m = -2197 J ·mol -1，∆C p ,m = -0.42 J ·K -1·mol -1，∆S m = -7.54 J ·K -1·mol -1。

（1）指出在298 K ，100 kPa 下，哪一种晶型稳定。

（2）计算在283 K ，100 kPa 下，白锡变为灰锡过程的∆G m ，并指出哪一种锡的晶体更稳定？
七、证明题。

( 本 大 题5分 )
试证明物质的量恒定的单相纯物质，只有p ，V ，T 变化过程的
d d m m S nC T T p p nC T T V V V V p p =+(/)(/)d (/)(/),,∂∂∂∂ 八、证明题。

( 本 大 题3分 )
试证明封闭系统单相纯物质只有p,V ,T 变化过程的
∂∂∂∂U V T p T p T V ⎛⎝ ⎫⎭⎪=⎛⎝ ⎫⎭⎪-
理想气体的∂∂U V T ⎛⎝ ⎫⎭⎪=0
九、证明题。

( 本 大 题5分 )
试证明：μ∂∂J T m m -=-1C H p p T ,()，μJ-T 为焦耳-汤姆孙系数。