系统的焓等于等压热。
系统的焓改变值ΔH等于等压热。 系统的焓等于系统的热量。 答:
(1)不正确。系统的焓H=U+pV。焓具有能量的单位,但其绝对值是不知道的,焓并没有明确的物理意义。因此系统的焓不等于等压热。
(2) 不正确。ΔH=Qp的条件是等压且不做其它功。符合上述条件时ΔH才等于等压热。 (3) 不正确。焓为状态函数,状态一定焓有确定值。而热是与过程有关的函数。只有ΔH(而不是H)在等压和不做其它功的条件下才等于过程的热。
15.对于一定量的理想气体,温度一定时,内能与焓是否一定?是否对所有气体来说温度一定,内能与焓都一定呢?
答:对理想气体来说,其内能与焓只是温度的函数。故温度一定内能与焓就一定。其它气体内能与焓不仅是温度的函数而且是压力或体积的函数,故温度一定还要指定压力或体积内能与焓才有确定值。
16.1mol理想气体从0℃恒容加热至100℃和从0℃恒压加热至100℃,ΔU是否相同?Q是否相同?W是否相同?
答:理想气体内能只是温度的函数,故ΔU是相同的。因热和功是与过程有关的,故Q和W是不相同的。恒容加热不对外做功,而恒压加热系统对外做体积功。
17.一个绝热气缸有一理想绝热活塞(无磨擦、无重量),其中含有理想气体,内壁绕有电阻丝,当通电时气体就慢慢膨胀。因为是一等压过程,Qp=ΔH,又因为是绝热系统,Qp=0,所以ΔH=0。这结论对吗?
答:不对。此过程因环境对系统做了电功,故Qp≠ΔH。 18. 下列两个过程是否都是循环过程?
(1)由H2与O2合成水,然后再电解成H2与O2;
(2)金属铜在试管中氧化成氧化铜,然后再通入氢气,使氧化铜还原为铜(以铜为体系与以铜和氧为体系有何不同)。
答:(1)为循环过程。(2)若以铜为系统,是循环过程;若以铜和氧为系统,则不是循
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环系统。因为若用氢气还原,氧生成水而未能还原成氧。
第三章 热力学第二定律
选择题
1. ΔG=0 的过程应满足的条件是 (A) 等温等压且非体积功为零的可逆过程 (B) 等温等压且非体积功为零的过程 (C) 等温等容且非体积功为零的过程 (D) 可逆绝热过程 答案:A
2. 在一定温度下,发生变化的孤立体系,其总熵
(A)不变 (B) 可能增大或减小 (C) 总是减小 (D)总是增大
答案:D。因孤立系发生的变化必为自发过程,根据熵增原理其熵必增加。 3. 对任一过程,与反应途径无关的是 (A) 体系的内能变化 (B) 体系对外作的功 (C) 体系得到的功 (D) 体系吸收的热
答案:A。只有内能为状态函数与途径无关,仅取决于始态和终态。 4. 下列各式哪个表示了偏摩尔量:
??U???H? (B) ???ni?T,p,n?ni?T,V,n??????j??i?A?j(C) ? (D) ? ???n?n?i?T,p,n?i?T,V,n(A)?答案:A。首先根据偏摩尔量的定义,偏导数的下标应为恒温、恒压、恒组成。只有A和D符合此条件。但D中的?i不是容量函数,故只有A是偏摩尔量。
5.氮气进行绝热可逆膨胀
ΔU=0 (B) ΔS=0 (C) ΔA=0 (D) ΔG=0 答案:B。绝热系统的可逆过程熵变为零。
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6.关于吉布斯函数G, 下面的说法中不正确的是 (A) ΔG≤W'在做非体积功的各种热力学过程中都成立
(B) 在等温等压且不做非体积功的条件下, 对于各种可能的变动, 系统在平衡态的吉氏函数最小
(C) 在等温等压且不做非体积功时, 吉氏函数增加的过程不可能发生
(D) 在等温等压下, 一个系统的吉氏函数减少值大于非体积功的过程不可能发生 答案:A。因只有在恒温恒压过程中ΔG≤W'才成立。 7.关于热力学第二定律下列哪种说法是错误的 (A) 热不能自动从低温流向高温
(B) 不可能从单一热源吸热做功而无其它变化 (C) 第二类永动机是造不成的 (D) 热不可能全部转化为功
答案:D。正确的说法应该是,热不可能全部转化为功而不引起其它变化 8.关于克劳修斯-克拉佩龙方程下列说法错误的是 (A) 该方程仅适用于液-气平衡
(B) 该方程既适用于液-气平衡又适用于固-气平衡 (C) 该方程假定气体的体积远大于液体或固体的体积 (D) 该方程假定与固相或液相平衡的气体为理想气体 答案:A
9.关于熵的说法正确的是
(A) 每单位温度的改变所交换的热为熵 (B) 可逆过程熵变为零 (C) 不可逆过程熵将增加 (D) 熵与系统的微观状态数有关
答案:D。(A)熵变的定义dS??Qr/T其中的热应为可逆热;(B)与(C)均在绝热系统中才成立。
10.在绝热条件下,迅速推动活塞压缩气筒内空气,此过程的熵变
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(A) 大于零 (B) 小于零 (C) 等于零 (D) 无法确定 答案:A。绝热不可逆过程熵要增加。 11.氢气进行不可逆循环
ΔU>0 (B) ΔS=0 (C) ΔS>0 (D) ΔS<0 答案:B。循环过程状态函数不变。 12.氢气和氧气在绝热钢瓶中生成水
(A)ΔS=0 (B) ΔG=0 (C) ΔH=0 (D) ΔU=0
答案:D。绝热钢瓶中进行的反应无热交换、无体积功,即Q=W=0,故ΔU=0。此过程为绝热不可逆过程故ΔS>0。此过程恒容ΔH=ΔU+Δ(pV)=VΔp,因Δp不等于零故ΔH亦不为零。恒温、恒压不做其它的可逆过程ΔG=0,上述过程并非此过程。
13. 下述过程,体系的ΔG何者为零? (A) 理想气体的等温膨胀 (B) 孤立体系的任意过程
(C) 在100℃,101325Pa下1mol水蒸发成水汽 (D) 绝热可逆过程
答案:C。可逆相变ΔG为零。
14. 关于熵的性质, 下面的说法中不正确的是 (A) 环境的熵变与过程有关
(B) 某些自发过程中可以为系统创造出熵 (C) 熵变等于过程的热温商
(D) 系统的熵等于系统内各部分熵之和
答案:C。正确的说法应为熵变等于过程的可逆热温商。 15. 关于亥姆霍兹函数A, 下面的说法中不正确的是 (A) A的值与物质的量成正比
(B) 虽然A具有能量的量纲, 但它不是能量 (C) A是守恒的参量 (D) A的绝对值不能确定
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答案:C
16. 关于热力学基本方程dU=TdS-pdV, 下面的说法中准确的是 (A) TdS是过程热 (B)pdV是体积功 (C) TdS是可逆热
(D)在可逆过程中, pdV等于体积功, TdS即为过程热 答案:D
17. 理想气体在自由膨胀过程中, 其值都不为零的一组热力学函数变化是 (A) ΔU、ΔH、ΔS、ΔV (B)ΔS、ΔA、ΔV、ΔG (C) ΔT、ΔG、ΔS、ΔV (D)ΔU、ΔA、ΔH、ΔV
答案:B。理想气体自由膨胀过程中不做功亦不放热,故ΔU=0,ΔT=0。
18.在一绝热恒容箱中, 将NO(g)和O2(g)混合,?假定气体都是理想的, 达到平衡后肯定都不为零的量是
(A) Q, W, ΔU (B) Q, ΔU, ΔH (C) ΔH, ΔS, ΔG (D) ΔS, ΔU, W
答案:C。此条件下Q、W和ΔU都为零。由ΔH=ΔU+Δ(pV)可见反应前后压力有变化故ΔH不为零,微观状态数有变化故ΔS不为零,ΔG=ΔH-Δ(TS)亦不为零。
19. 在下列过程中, ΔG=ΔA的是
(A) 液体等温蒸发 (B) 气体绝热可逆膨胀 (C) 理想气体在等温下混合 (D) 等温等压下的化学反应 答案:C。由ΔG=ΔA+Δ(pV)可知若Δ(pV)=0则ΔG=ΔA。
20.一卡诺热机在两个不同温度之间的热源之间运转, 当工作物质为气体时, 热机效率为42%, 若改用液体工作物质, 则其效率应当
(A) 减少 (B) 增加 (C) 不变 (D) 无法判断 答:C
(21) 理想气体绝热向真空膨胀,则
(A) dS = 0,dW = 0 (B) dH = 0,dU = 0 (C) dG = 0,dH = 0 (D) dU =0,dG =0
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