物理化学练习题.pdf

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1、热 力 学 第 二 定 律一.选 择 题1.隔 离 系 统 内 发 生 的 可 逆 变 化 过 程（A）A.S=O,A S（环）=0 B.S0,A S（环）=0C.S=0,A S（环）0 D.A S 0,A S（环）0.2.实 际 气 体 经-不 可 逆 循 环（C）A.S=0,A U0 B.S 0,A U0 因 为 是 状 态 函 数，因 此 循 环 过 程，值 变 为 0C.S=0,A U=0 D.S 0,A U=03.理 想 气 体 向 真 空 膨 胀 时（D）此 过 程 为 自 发 过 程，故 GvO,S 0,而 U A.A U=O,A S=O,A G=0 B.UO,A SO,A G0

2、C.UO,A SO,A GO,A G 0 c.环 0 D.与 心 珏 A A B.G=A A C.G 19.下 列 各 式 中 对 理 想 气 体 何 时 不 为 零（）A.Ki B.加、1吻I 好|刨、C.-吻-r D.中 Is10.在2 9 8 K 时 已 知 气 相 反 应 2 C +0 2.2 C 2 的为-5 1 4.2 7 w o/-1,则发IM o l反应的（）A.514.2ArJwcZ-1 B.AJ4=OC.A -5 1 4.2 V w o Z-1 D.2U，-514.2片 J 招R-i11.欲 使 一 过 程 的GnO,应 满 足 的 条 件 是（）A.可 逆 绝 热 过 程

3、 B.恒 容 绝 热 且 只 作 膨 胀 功 的 过 程C.恒 温 恒 压 且 只 作 膨 胀 功 的 可 逆 过 程 D.恒 温 恒 容 且 只 作 膨 胀 功 的 可 逆 过 程12.在 恒 温 恒 压 不 作 非 体 积 功 的 情 况 下，下 列 那 个 过 程 肯 定 可 以 自 发 进 行（C）A.H 0,且S（）B.H0,J.S0C.H0 D.H 0,K S0 B.S0 D.U0 B.ZkS（环）0 C.（系）0 D.Z S（环）0,A G0 C.A S 0,A G0,A G0 查 看 所 有 选 择 题 答 案 查 看 答 案 查 看 答 案 查 看 答 案,查 看 答 案 ,

4、查 看 答 案 2 4.已 知 某 系 统 从 3 0 0 K 的 恒 温 热 源 吸 热 1 0 0 0 J,系 统 的 嫡 变 S=10J.K”此 过 程 为 _ _ _ _ i程(填 可 逆 或 不 可 逆)。查 看 答 案 查 看 答 案 查 看 答 案 查 看 答 案 查 看 答 案 查 看 答 案 查 看 答 案 错，理 想 气 体 的 等 温 可 逆 膨 胀 S 0,绝 热 不 可 逆 压 缩 过 程 S 查 看 答 案 查 看 答 案 查 看 答 案 ()查 看 答 案 查 看 答 案 错，如 过 冷 水 结 冰 5 查 看 答 案 查 看 答 案 查 看 答 案 查 看 答

5、案 查 看 答 案 查 看 答 案 0,而 绝 热 可 逆 过 程 的 S =0,从 同 一 始 态 出 发呈历 一 个 绝 热 不 可 逆 过 程 后 的 嫡 值 和 经 历 一 个 绝 热 可 逆 过 程 后 的 嫡 值 永 不 相 等，不 可 能 达到 同 一 终 态1 3 .不 可 逆 过 程 一 定 是 自 发 的，自 发 过 程 一 定 是 不 可 逆 的 查 看 答 案 查 看 答 案 查 看 答 案 查 看 答 案 0 1 7 .系 统 达 平 衡 的 燧 值 最 大，吉 布 斯 函 数 最 小 查 看 答 案 查 看 答 案 查 看 答 案 (),即 SBSA；仍 在 绝 热

6、 系 统 中，从出 发，无 论 经 过 什 么 过 程，系 统 的 燧 值 有 增 无 减，所 以 永 远 回 不 到 原 来 状 态2 0 .可 逆 热 机 的 效 率 最 高，在 其 他 条 件 相 同 的 情 况 下，假 设 由 可 逆 热 机 牵 引 火 车，其 速 度 专最慢 查 看 答 案 查 看 答 案 0（1）绝热可逆膨胀过程S =%C%i n（4/G +%Rk i（匕傍）=0物质的量一定，一切绝热可逆过程的A S皆为零，若按上式计算的结果ASHO,如果不是计售有错，就是题给数据有误.（2）反抗恒外压绝热膨胀，一定是不可逆过程T 怛定,0-Q ）v P、=P（外）首先根据A U

7、 =。（3）恒外压绝热压缩也是不可逆绝热过程，计算方法同（2）S =n CV m l n（7；片）+雇l n（匕/匕）0绝热不可逆压缩时，因体积变小（V z T D所引起的嫡变A S（为即S 陷8|所以必然存在A S=A S（T）+A S（r）02.在 什 么 条 件 下，下 列 等 式 才 能 成 立？。=一印式中w为 体 积 功。查 看 答 案 查 看 答 案 里4 .“在 可 逆 过 程 中 T,而 在 不 可 逆 过 程 中 丁 所 以 可 逆 过 程 的 嫡 变 大 于 不 可 逆过 程 的 嫡 变”此 说 法 是 否 正 确？为 什 么？查 看 答 案 (),若 经 绝 热 不 可

8、 逆 压 缩，则$(),还 是 5 查 看 答 案 (),篇 增 原 理。6 .将 一 冰 箱 全 套 放 置 在 室 内，然 后 打 开 冰 箱 门，让 冰 箱 的 制 冷 机 运 转，整 个 室 内 温 度 将 生高，降 低 还 是 不 变？为 什 么？查 看 答 案 0,所 以 U 0 说 明 室 内 温 度 将 生 高。7 .热 力 学 函 数 A,G是 否 有 明 确 的 物 理 意 义？查 看 答 案 查 看 答 案 0,IJ V0 2 f l 0 r r r n r r1 1 匕 1所以该过程自发.2.1 m o l单 原 子 理 想 气 体 进 行 不 可 逆 绝 热 膨 胀

9、过 程 达 到 273K,1 0 L 3 2 5 k P a,4S=20.9J.K,W =-1 2 5 5 J,求 始 态 的 p i,V,T|,解 题 思 路：单 原 子 理 想 气 体 进 行 不 可 逆 绝 热 膨 胀 过 程 达 到 273K,101.325kPa,S=2 0.9 J.K/，W=-1 2 5 5 J,求 始 态 的 p i,V|,T|。查 看 答 案 查 看 答 案 0自发江=当,属9=0平衡-Q _-A。_ 向-W）A/-A（r）TLH T M-P-，-）-=Pg 嘘一 Pl 匕 pyt nP T-fti-=-所以过程自发.本题还可以选择A 4-判断来判断：A A印自

10、发A 4 r =取平衡LA =LU-MS=LU-Tx=LU-LH=-MpD 查 看 答 案 查 看 答 案 查 看 答 案 查 看 答 案 r)=A7-/fzf=A/Z-2?T=(40.67 x l O3-3.10 x l O3)J =37,5770 =37,57初皿闻 L H 40 67x 1()3,S=勺=J K-X=109.0J .XT T 373.2(2L4)r =-Wr=-RT=-3.10 Q或(2L4)r =A E Z-7 M =-五7 G=0(因为可逆相变的(AG)=0,本过程的始，终态与可逆相变的始，终态相同)或 A G=LH-TAS=QZ 查 看 答 案 查 看 答 案v 查

11、 看 答 案 查 看 答 案 查 看 答 案 查 看 答 案 查 看 答 案 0,说明在此条件下反应不能右向进行，即石墨不能变为金刚石，故此时石墨稳定.（3）加压有利于反应朝着体积缩小的方向进行.金刚石的密度比石墨大，单位质量的体积比石墨小，所以噌加压力有可能使石墨变为金刚石.I中 人1%（?=广 陟JA（?I J 冉 r%皿2）=、匕3-0）厂1/0012011彷 加。尸 .=2862 J m o l+-（巴-101325r（2）I 3513k g m）欲使A”,G：0,解上式得PA 1.52x 10s1?a需加压至1.52 x 1。9尸4时才能使石墨变为金刚石.1 5.液 态A s的 蒸

12、气 压 与 温 度 的 关 系 为1 n寿策+20 3。固 态A s的 蒸 气 压（升 华 平 衡）与 温 度 的 关 系 为In r-=-15-9+992 9.7 6P a T/K试 求 A s 的 三 相 点（即 气-固-液 呈 三 相 平 衡 的 温 度），并 求 此 时 的 压 力。查 看 答 案 查 看 答 案 查 看 答 案 查 看 答 案 查 看 答 案 查 看 答 案 查 看 答 案 查 看 答 案 查 看 答 案 查 看 答 案 0,绝热不可逆压缩过程的A S 0。9 .理想气体经等温膨胀后，由于=（）,所以吸的热全部转化为功，这与热力学第二定律矛盾吗？1 0 .自发过程的燧

13、变A S 0 o1 1 .相变过程的燃变可由A S=A H/T 计算。1 2 .当系统向环境传热时（Q 0,所以该过程为自发过程。1 5 .自发过程的方向就是系统混乱度增加的方向。1 6.吉布斯函数减小的过程一定是自发过程。1 7 .在等温、等压下，吉布斯函数变化大于零的化学变化都不能进行。1 8 .系 统 由K1膨 胀 到P 2,其中经过可逆途径时做的功最多。1 9 .过冷水结冰的过程是在恒温、恒压、不做其他功的条件下进行的，由基本方程可得G=0。2 0 .理想气体等温自由膨胀时，对环境没有做功，所以一次厂=0,此过程温度不变，=0,代入热力学基本方程d=TAS -p V,因而可得d S=0

14、,为恒燧过程。二、单选题：1 .A S=A H/T适合于下列过程中的哪一个？(A)恒 压 过 程；(B)绝 热 过 程；(0 恒 温 过 程；(D)可逆相变过程。2 .可逆热机的效率最高，因此由可逆热机带动的火车：(A)跑 的 最 快；(B)跑 的 最 慢；(0夏天跑的快；(D)冬 天 跑 的 快。3 .对 于 克 劳 修 斯 不 等 式d S 2 3 Q/T环，判断不正确的是：(A)d S =6 Q/T环必为可逆过程或处于平衡状态；(B)d S 6Q/T环必为不可逆过程；(0 d S 3 Q/T环必为自发过程；(D)d S V 3 Q/T环违反卡诺定理和第二定律，过程不可能自发发生。4.下列

15、计算燧变公式中，哪个是错误的：(A)水在2 5、p下蒸发为水蒸气：A S =(A H -A G)/T ；(B)任意可逆过程：d S =(8 Q/d T)r ；(0 环境的燧变：A S =-Q 体/T ；(D)在等温等压下，可逆电池反应：A S =A H/T o5.当理想气体在等温(5 0 0 K)下进行膨胀时，求得体系的燧变A S =1 0 J -K-1,若该变化中所做的功仅为相同终态最大功的1/1 0,该变化中从热源吸热多少？(A)5 0 0 0 J ；(B)5 0 0 J ；(C)5 0 J ；(D)1 0 0 J。6.I m o l 双原子理想气体的(GH/d T)v是：(A)1.5 7

16、?；(B)2.5 7?；(C)3.5 A ；(D)2R 07.理想气体在绝热条件下，在恒外压下被压缩到终态，则体系与环境的嫡变：(A)A S(体)0,(环)0 ；(B)A S(体)0,A S(环)0,A S(环)=0 ；(D)A S(体)0,A S(环)A S i r ；(B)bS r-A S i r ；(C)A 5 r =2Qi r/T；(D)A S (等温可逆)=A S 体+A S 环=0,A S(不等温可逆)=A S 体+A S 环0a9.计算病变的公式A S =/(d U +p d V)/T 适用于下列：(A)理想气体的简单状态变化；(B)无体积功的封闭体系的简单状态变化过程；(0 理

17、想气体的任意变化过程；(D)封闭体系的任意变化过程；1 0.实际气体C 0 2 经节流膨胀后，温度下降，那么:(A)A S(体)0,A S(环)0 ；(B)A S(体)0(C)A S(体)0,A S(环)=0 ；(D)A S(体)S(l)S(s)；(B)同种物质温度越高嫡值越大；(0分子内含原子数越多燧值越大；(D)0 K时任何纯物质的烯值都等于零。16.有一个化学反应，在低温下可自发进行，随温度的升高，自发倾向降低,这反应是：(A)A S 0,0 ；(B)A S 0,A/0 ；(C)A S 0 ；(D)A 5 0,A/A r Z/f n/T；(C)A r 5m N A r Z i f n/T

18、；(D)A r S n W A r/i f n/T。19.实际气体节流膨胀后，其病变为：(A)A S =n R l n(V 2/V l)；(B)A S =f(V/T)d p ；(C)A 5=f(Cp/T)d T；(D)A S =(Cv/T)d T 。2 0.一个已充电的蓄电池以1.8 V输出电压放电后，用2.2 V电压充电使其回复原状，则总的过程热力学量变化：(A)0 0,A S 0,A G 0 ；(B)0 0,V 0,A S 0,A G 0,/0,A S =0,A G =0 ；(D)。0,A S =0,A G =0。2 1.下列过程满足A S 0,Q /T 环=0的是：(A)恒温恒压(2 7

19、 3 K,10 132 5 P a)下，I m o l 的冰在空气升华为水蒸气；(B)氮气与氧气的混合气体可逆绝热膨胀；(0 理想气体自由膨胀；(D)绝热条件下化学反应。2 2 .吉布斯自由能的含义应该是：(A)是体系能对外做非体积功的能量；(B)是在可逆条件下体系能对外做非体积功的能量；(C)是恒温恒压可逆条件下体系能对外做非体积功的能量；(D)按定义理解G =-TS o2 3.在-10、10 L 32 5k P a 下，I m o l 水凝结成冰的过程中，下列哪个公式可以适用：(A)U=T A S；(B)A 5=(-A G)/T；(C)=T A S +幺0；(D)bGT,0=0。2 4.对

20、于封闭体系的热力学，下列各组状态函数之间的关系中正确的是：(A)/；(B)4 ；(C)G ；(D)H 0。4.第 1,2 个结论正确，第 3 个结论错。5.错，系统由同一始态出发，经绝热可逆和绝热不可逆过程不可能到达相同的终态。6.错，环境的:W变应加在一起考虑。7.错，要在隔离系统中平衡态的嫡才最大。8.错。9.不矛盾，因气体的状态变化了。10.错，如过冷水结冰。11.错，必须可逆相变才能用此公式。12.错，系统的燧除热燃外，还有构型炳。当非理想气体混合时就可能有少许热放出。13.对。14.错。未计算环境的病变；15.错，如过冷水结冰，XS 0,混乱度减小，16.错，必须在等温、等压，=0

21、的条件下才有此结论。17.错，若有非体积功存在，则可能进行，如电解水。18.错，此说法的条件不完善，如在等温条件下。19.错，不满足均相系统这一条件。20.错，不可逆过程中6 2-减。二、单选题答案:1.A；2.B；3.B；4.C；5.C；6.A；7.C；8.A；9.B1 0.A；1 1.B；1 2.B；1 3.B；1 4.C；1 5.C；1 6.B；1 7.C；1 8.D；1 9.D；2 0.B；2 1.B；2 2.D；2 3.C；2 4.C；2 5.D；计算与证明1、答：(1)0.6 6 6 7；(2)Q l=3 0 0 kJ,-W=2 0 0 kJ2、答:200 J K-13、答:(1)

22、0；(2)50 J.K-1；(3)1 0 0 J K-14、答：(1)=1 1 55J K-1,=-1 0 0 9 J K-1,=1 4 6 J K-1；(2)=1 1 55J K-1,=-1 0 9 6 J K-1,=59 J K-1；(3)=1 1 55JK T,=-1 1 0 3 J K-1,=52 J K T5、答：(1)Q=2 1.6 5kJ,AS=3 6.8 2 J-K-1,=1 5.1 7 J K-1；(2)Q=1 5.8 3 kJ,S=2 6.8 1 J K-1,=1 0.9 8 J K-16、答：(1)Q=l.7 2 9 kJ,AS=5.7 6 J K-1；(2)Q l=-3

23、.1 1 8 kJ,A S 1=-1 4.4 1 J.K-1；Q 2=4.3 6 5kJ,A S 2=-2 0.1 7 J K T；Q=1.2 4 7 kJ,A S=-5.7 6 J K-1；(3)Q l=0,A S 1=O；Q=Q 2=0.2 2 4 kJ,AS=AS 2=5.7 6 J K T；7、答：(1)Q=l.7 2 9 kJ,ZS=5.7 6 3 J KT,=0；(2)Q=1.2 4 7 kJ,S=5.7 6 3 J KT,=1.6 0 6 JK T；(3)Q=0,S=5.7 6 3 J KT,=5.7 6 3 J K-l8、答：Q=2 7.4 4 kJ；W=-6.6 2 5kJ；

24、U=2 0.7 9 kJ；H=2 9.lOkJ；S=52.3 0 J K-l9、答：Q=-3 0.7 1 kJ；W=5.7 6 3 kJ；U=1 2 4.9 4 kJ；H=4 1.57 kJ；AS=-7 7.8 6 J K T1 0、答：Q=-2 3.2 1 kJ；W=-4.4 6 kJ；AU=1 8.7 5kJ；H=2 6.2 5kJ；AS=50.4 0 J K-lI E 答：Q=-1 9.8 9 2 kJ；W=1 3.9 3 5kJ；AU=-5.9 58 kJ；H=-9.9 3 0 kJ；S=-6 8.6 6 J K-l1 2、答：W=AU=-2.3 9 5kJ；AH=-3.9 9 1 k

25、J；AS=1 0.7 3 J K-l1 3、答：W=AU=2 9.54 kJ；AH=4 3.6 0 kJ；S(A)=-8.9 2 3 J K-l；AS(B)=8.9 2 3 J K-l1 4、答：t=57；AS=2.6 8 J K-l1 5、答:Q=AH=1 1 0 2.3 0 kJ；W=-8 7.6 5kJ；U=1 0 1 4.6 5kJ；AS=3.2 6 3 kJ K-11 6、答：(1)p=2 5.6 6 4 kP a；(2)Q=AU=2.2 53 8 kJ,AH=2.51 0 4 kJ,AS=9.2 7 5J K-l1 7、答：Q=-3 6.4 3 7 kJ；W=5.6 2 8 kJ；AU=-3 0.8 0 9 kJ；H=-3 3.7 4 6 kJ；AS=-1 0 3.3 9 J K-l1 8、答：2 1 7.6 7 5 J m o 1-1 K-l1 9、答：2 0、答：(1)A=2 1 7 9.1 3 3 K,B=1 0.8 4 555；(2)4 1.7 1 9 kJ m ol-1；(3)1 2 1.0 4 2 kP a