《考研化學(xué)物理化學(xué)必備題集 第二定律答案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《考研化學(xué)物理化學(xué)必備題集 第二定律答案（8頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第二章 熱力學(xué)第二定律練習(xí)題答案 一、判斷題答案： 1．對。 2．錯，如絕熱不可逆壓縮過程。 3．錯，理想氣體的等溫可逆膨脹ΔS > 0。 4．第1，2個結(jié)論正確，第3個結(jié)論錯。 5．錯，系統(tǒng)由同一始態(tài)出發(fā)，經(jīng)絕熱可逆和絕熱不可逆過程不可能到達(dá)相同的終態(tài)。 6．錯，環(huán)境的熵變應(yīng)加在一起考慮。 7．錯，要在隔離系統(tǒng)中平衡態(tài)的熵才最大。 8．錯。 9．不矛盾，因氣體的狀態(tài)變化了。 10．錯，如過冷水結(jié)冰。 11．錯，必須可逆相變才能用此公式。 12．錯，系統(tǒng)的熵除熱熵外，還有構(gòu)型熵。當(dāng)非理想氣體混合時就可能有少許熱放出。 13．對。14．錯。未計算環(huán)境的熵變；15．錯，

2、如過冷水結(jié)冰，ΔS < 0，混亂度減小， 16．錯，必須在等溫、等壓，W’ = 0的條件下才有此結(jié)論。 17．錯，若有非體積功存在，則可能進(jìn)行，如電解水。 18．錯，此說法的條件不完善，如在等溫條件下。 19．錯，不滿足均相系統(tǒng)這一條件。 20．錯，不可逆過程中δW ≠ -pdV 。 ? 21．是非題：(1)對； (2)不對； (3)不能； (4)有，如NH4Cl溶于水，或氣體絕熱不可逆膨脹； (5)可以。 ? 22．ΔS = ΔH/T，ΔS(環(huán)) = -ΔU/T ； ? 23．1mol理想氣體，等溫過程，V1V2過程 ； ? 24．(1) ΔU =

3、 ΔH = 0； (2) ΔH = 0； (3) ΔS = 0； (4) ΔU = 0； (5) ΔG = 0； (6) ΔU、ΔH、ΔS、ΔA、ΔG都為 0。 ? 25．ΔU、ΔH、ΔS、ΔA、ΔG均為0 ； ? 26．ΔU = 0，ΔS > 0，ΔH > 0，ΔA < 0，ΔG無法確定 ； ? 27．W、Q、ΔU、ΔH = 0，ΔS > 0。V1 = RT/10 ，V2 = RT V = ?(V1+V2) = 11RT/22 ， ΔS1 = Rln(V/V1) = Rln(11/2) ΔS2 = Rln(V/V2) = Rln(11/20) ， Δ

4、S = ΔS1+ΔS2 = Rln(121/40) > 0 。 ? 二、單選題答案： 1. D； 2. B； 3. C； 4. C； 5. D； 6. B；； 8. C； 9. A；； ；；；；；；；；；； ；；；；；；；；；； ；；；；；；；；；。 ? 三、多選題答案： 1. CD ； 2. BC ； 3. BC ； 4. CE ； 5. CD ； 6. CD ； 7. DE ； 8. AD ； 9. AD ； 10. DE ； 11. D ； 12. D 。 ? 四、主觀題答案： 1．證明：將 dU 代入第 一定律表達(dá)式中： 因 ，

5、∴ 又∵ (1) ≠ (2) ，所以 δQ 不具有全微分，Q不是狀態(tài)函數(shù)。 ? ? 2．證明：U = f(T，p) ，∴ 又 ∵ dU = TdS-pdV ，∴ 在等溫下： dT = 0 ， ∴ 等溫下兩邊同除以 dp ： 又∵ ，∴ ? ? 3．證明：等壓下，，∴ 。 ∴ ， 由麥克斯韋關(guān)系式： ，則 代入，得： 。 ? ? 4．證明：(1) 由于內(nèi)能是狀態(tài)函數(shù)，所以： ΔU3 = ΔU1 + ΔU2 ∵ΔU = Q + W， ∴ Q3 + W3 = (Q1 + W1) + (Q2 + W2)， 即 Q3-(Q1

6、 + Q2) = (W1 + W2)-W3 由圖上可知：(W1 + W2)-W3 = W1-W3 = ΔABC的面積 ≠ 0 ∴ Q3-( Q1 + Q2) ≠ 0，Q3 ≠ Q1 + Q2 (2) 由公式： 設(shè) C 點(diǎn)溫度為 T'， (在等壓下)，(在恒容下) ∴ ΔS3 = ΔS1 + ΔS2 ? ? 5．證明： ∵ ，∴ 則 ? 6．解：(1)等溫過程：ΔU = ΔH = 0， (2) ΔU = ΔH = 0， (3) (4) ? ? 7．解： ? ? ? ? ? ∵ p =

7、 0， ∴ W = 0，設(shè)計如圖，按1，2途經(jīng)計算： Q1 = ΔH1 = 40670 J ，Q2 = - W2 = = 2149.5 J W1 = -p(Vg-Vl) = -pVg = -RT = -3101 J， W2 = -2149.5 J Q' = Q1 + Q2 = 40670 + 2149.5 = 42819.5 J，W' = W1 + W2 = -3101-2149.5 = -5250.5 J ΔU = Q'-W-5250.5 = 37569 J ΔH2 = 0，ΔH = ΔH1 = 40670 J，向真空膨脹：W = 0，Q = ΔU = 37569 J

8、ΔS = ΔS1 + ΔS2 = = 109.03 + 5.76 = 114.8 J·K-1 ΔG = ΔH - TΔS = 40670 - 373 × 114.8 = -2150.4 J ΔA = ΔU + TΔS = 37569 - 373 × 114.8 = -5251.4 J ? ? 8．解：Pb + Cu(Ac)2  Pb(Ac)2 + Cu ，液相反應(yīng)，p、T、V均不變。 W' = -，Q = 213635.0 J，W(體積功) = 0，W = W' ΔU = Q + W = 213635-91838.8 = 121796.2 J ΔH = ΔU

9、 + Δ(pV) = ΔU = 121796.2 J ΔS = = 213635/298 = 716.9 J·K-1 ΔA = ΔU - TΔS = -91838.8 J，ΔG = -91838.8 J ? 9．解：確定初始和終了的狀態(tài) 初態(tài)： 終態(tài)：關(guān)鍵是求終態(tài)溫度，絕熱，剛性，ΔU = 0 即： 2 ×R × (T2-283.2) = 1 ×R ×-T2) ， ∴ T2 = 287.7 K V2 = = 0.04649 + 0.02406 = 0.07055 m3 He (0.04649 m3，283.2 K ) → ( 0.07055 m3，287.7 K

10、) H2 (0.02406 m3，293.2 K ) → ( 0.07055 m3，287.7 K ) 所以： 同理： ∴ΔS = + = 7.328 + 8.550 = 15.88 J·K 10．解： ? ? ? ? ? ? ? ΔH = ΔH1 + ΔH2 + ΔH3 = (75.4 × 10) - 6032 - (37.7 × 10) = -5648.4 J ΔS = ΔS1 + ΔS2 + ΔS3 = 75.4 × - + 37.7 × = -20.66 J·K-1 ? ΔG = ΔH-TΔS = - 5648.4 + 263 ×

11、(-20.66) = -214.82 J ΔG≈ΔG2 = - RT × = = ， = 1.1032 ? ? 11．解： 用公式 ΔS = -R∑nilnxi = - 8.314 × (0.2 × ln0.2 + 0.5 × ln0.5 + 0.3 × ln0.3) = 8.561 J·K-1 12．解： ? ? ? ? ? ? ΔCp--0.5 × 31.38 = -3.56 J·K-1 ΔHT = ∫ΔCpdT + Const = -T + Const，∵T = 298K 時，ΔH298 = -30585Ｊ 代入，求得：Const =

12、-29524，ΔHT = -T - 29524，代入吉-赫公式， 積分， 恒溫恒壓下，ΔG > 0，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，因此不是形成 Ag2O 所致。 13．解： ? ? ? ? ? ? ? ? ? ΔG1 = 0 ；ΔG2 = = 8.314 × 373 × ln0.5 = -2149.5 J ΔH3 = Cp,m × (473 - 373) = 33.58 × 100 = 3358 J ΔG3 = ΔH3 - (S2T2 - S1T1) = 3358 - ×473 – ×373) =9 J ΔG = ΔG2 + ΔG3 = -20616.5 - 2

13、149.5 = -22766 J = -22.77 kJ ? ? 14．解： Q = 0， W = ΔU = nCV,m(T2-T1) = 10 × R × (576 - 298) = 57.8 kJ ΔU = 57.8 kJ，ΔH = nCpm(T2-T1) = 10 × R × (576 - 298) = 80.8 kJ ΔS = 0 ，ΔG = ΔH - Sm,298ΔT = 80.9 - 10 × 130.59 × (576 - 298) × 10--3 = - ΔA = ΔU - SΔT = -305.2 kJ ? ? 15．解：這類題目非常典型，計算時可把熱力學(xué)量分為兩類：一類是狀態(tài)函數(shù)的變化， 包括ΔU、ΔH、ΔS、ΔA、ΔG，計算時無需考慮實(shí)際過程；另一類是過程量，包括 Q、W，不同的過程有不同的數(shù)值。 先求狀態(tài)函數(shù)的變化，狀態(tài)變化為 ：(p1,V1,T1) → (p2,V2,T2) dU = TdS - pdV ， 對狀態(tài)方程 而言： ∴ 所以： 又 再求過程量，此時考慮實(shí)際過程恒溫可逆： 對于恒溫可逆過程： ?