物理化学第二章热力学第二定律练习题及答案

第二章热力学第二定律练习题一、判断题（说法正确否）：1．自然界发生的过程一定是不可逆过程。2．不可逆过程一定是自发过程。3．熵增加的过程一定是自发过程。4．绝热可逆过程的∆S=0，绝热不可逆膨胀过程的∆S0，绝热不可逆压缩过程的∆S0。5．为了计算绝热不可逆过程的熵变，可以在始末态之间设计一条绝热可逆途径来计算。6．由于系统经循环过程后回到始态，∆S=0，所以一定是一个可逆循环过程。7．平衡态熵最大。8．在任意一可逆过程中∆S=0，不可逆过程中∆S0。9．理想气体经等温膨胀后，由于∆U=0，所以吸的热全部转化为功，这与热力学第二定律矛盾吗?10．自发过程的熵变∆S0。11．相变过程的熵变可由THS计算。12．当系统向环境传热时(Q0)，系统的熵一定减少。13．一切物质蒸发时，摩尔熵都增大。14．冰在0℃，pTHS0，所以该过程为自发过程。15．自发过程的方向就是系统混乱度增加的方向。16．吉布斯函数减小的过程一定是自发过程。17．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。18．系统由V1膨胀到V2，其中经过可逆途径时做的功最多。19．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。20．理想气体等温自由膨胀时，对环境没有做功，所以-pdV=0，此过程温度不变，∆U=0，代入热力学基本方程dU=TdS-pdV，因而可得dS=0，为恒熵过程。21．是非题：⑴“某体系处于不同的状态，可以具有相同的熵值”，此话对否？⑵“体系状态变化了，所有的状态函数都要变化”，此话对否？⑶绝热可逆线与绝热不可逆线能否有两个交点？⑷自然界可否存在温度降低，熵值增加的过程？举一例。⑸1mol理想气体进行绝热自由膨胀，体积由V1变到V2，能否用公式：12lnVVRS计算该过程的熵变？22．在100℃、p时，1mol水与100℃的大热源接触，使其向真空容器中蒸发成100℃、p的水蒸气，试计算此过程的∆S、∆S(环)。23．12lnVVRS的适用条件是什么？24．指出下列各过程中，物系的∆U、∆H、∆S、∆A、∆G中何者为零？⑴理想气体自由膨胀过程；⑵实际气体节流膨胀过程；⑶理想气体由(p1,T1)状态绝热可逆变化到(p2,T2)状态；⑷H2和Cl2在刚性绝热的容器中反应生成HCl；⑸0℃、p时，水结成冰的相变过程；⑹理想气体卡诺循环。25．amolA与bmolB的理想气体，分别处于(T,V,pA)与(T,V,pB)的状态，等温等容混合为(T,V,p)状态，那么∆U、∆H、∆S、∆A、∆G何者大于零，小于零，等于零？26．一个刚性密闭绝热箱中，装有H2与Cl2混合气体，温度为298K，今用光引发，使其化合为HCl(g)，光能忽略，气体为理想气体，巳知mfH(HCl)=-94.56kJ·mol-1，试判断该过程中∆U、∆H、∆S、∆A、∆G是大于零，小于零，还是等于零？27．在一绝热恒容箱内，有一绝热板将其分成两部分，隔板两边各有1molN2，其状态分别为298K、p0与298K、10p0，若以全部气体为体系，抽去隔板后，则Q、W、∆U、∆H、∆S中，哪些为零？二、单选题：1．THS适合于下列过程中的哪一个？(A)恒压过程；(B)绝热过程；(C)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；(C)夏天跑的快；(D)冬天跑的快。3．在一定速度下发生变化的孤立体系，其总熵的变化是什么？(A)不变；(B)可能增大或减小；(C)总是增大；(D)总是减小。4．对于克劳修斯不等式环TQdS，判断不正确的是：(A)环TQdS必为可逆过程或处于平衡状态；(B)环TQdS必为不可逆过程；(C)环TQdS必为自发过程；(D)环TQdS违反卡诺定理和第二定律，过程不可能自发发生。5．下列计算熵变公式中，哪个是错误的：(A)水在25℃、p0下蒸发为水蒸气：TGHS；(B)任意可逆过程：RTQdS；(C)环境的熵变：环体系环境TQS；(D)在等温等压下，可逆电池反应：THS。6．当理想气体在等温(500K)下进行膨胀时，求得体系的熵变∆S=l0J·K-1，若该变化中所做的功仅为相同终态最大功的101，该变化中从热源吸热多少？(A)5000J；(B)500J；(C)50J；(D)100J。7．1mol双原子理想气体的VTH是：(A)1.5R；(B)2.5R；(C)3.5R；(D)2R。8．理想气体在绝热条件下，在恒外压下被压缩到终态，则体系与环境的熵变：(A)∆S(体)0，∆S(环)0；(B)∆S(体)0，∆S(环)0；(C)∆S(体)0，∆S(环)=0；(D)∆S(体)0，∆S(环)0。9．一理想气体与温度为T的热源接触，分别做等温可逆膨胀和等温不可逆膨胀到达同一终态，已知IrR2WW，下列式子中不正确的是：(A)IrRSS；(B)IrRSS；(C)TQSIrR2；(D)总S(等温可逆)0环体SS，总S(不等温可逆)0环体SS。10．计算熵变的公式TpdVdUS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；(C)理想气体的任意变化过程；(D)封闭体系的任意变化过程；11．实际气体CO2经节流膨胀后，温度下降，那么：(A)∆S(体)0，∆S(环)0；(B)∆S(体)0，∆S(环)0；(C)∆S(体)0，∆S(环)=0；(D)∆S(体)0，∆S(环)=0。12．2mol理想气体B，在300K时等温膨胀，W=0时体积增加一倍，则其∆S(J·K-1)为：(A)-5.76；(B)331；(C)5.76；(D)11.52。13．如图，可表示理想气体卡诺循环的示意图是：(A)图⑴；(B)图⑵；(C)图⑶；(D)图⑷。14．某体系等压过程A→B的焓变∆H与温度T无关，则该过程的：(A)∆U与温度无关；(B)∆S与温度无关；(C)∆F与温度无关；(D)∆G与温度无关。15．等温下，一个反应aA+bB=dD+eE的∆rCp=0，那么：(A)∆H与T无关，∆S与T无关，∆G与T无关；(B)∆H与T无关，∆S与T无关，∆G与T有关；(C)∆H与T无关，∆S与T有关，∆G与T有关；(D)∆H与T无关，∆S与T有关，∆G与T无关。16．下列过程中∆S为负值的是哪一个：(A)液态溴蒸发成气态溴；(B)SnO2(s)+2H2(g)=Sn(s)+2H2O(l)；(C)电解水生成H2和O2；(D)公路上撤盐使冰融化。17．熵是混乱度(热力学微观状态数或热力学几率)的量度，下列结论中不正确的是：(A)同一种物质的slgmmmSSS；(B)同种物质温度越高熵值越大；(C)分子内含原子数越多熵值越大；(D)0K时任何纯物质的熵值都等于零。18．25℃时，将11.2升O2与11.2升N2混合成11.2升的混合气体，该过程：(A)∆S0，∆G0；(B)∆S0，∆G0；(C)∆S=0，∆G=0；(D)∆S=0，∆G0。19．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)∆S0，∆H0；(B)∆S0，∆H0；(C)∆S0，∆H0；(D)∆S0，∆H0。20．∆G=∆A的过程是：(A)H2O(l,373K,p0)H2O(g,373K,p0)；(B)N2(g,400K,1000kPa)N2(g,400K,100kPa)；(C)等温等压下，N2(g)+3H2(g)NH3(g)；(D)Ar(g,T,p0)Ar(g,T+100,p0)。21．等温等压下进行的化学反应，其方向由∆rHm和∆rSm共同决定，自发进行的反应应满足下列哪个关系式：(A)∆rSm=∆rHm/T；(B)∆rSm∆rHm/T；(C)∆rSm≥∆rHm/T；(D)∆rSm≤∆rHm/T。22．等容等熵条件下，过程自发进行时，下列关系肯定成立的是：(A)∆G0；(B)∆F0；(C)∆H0；(D)∆U0。23．实际气体节流膨胀后，其熵变为：(A)12lnVVnRS；(B)21dpppTVS；(C)21dTTpTTCS；(D)21dTTVTTCS。24．一个已充电的蓄电池以1.8V输出电压放电后，用2.2V电压充电使其回复原状，则总的过程热力学量变化：(A)Q0，W0，∆S0，∆G0；(B)Q0，W0，∆S0，∆G0；(C)Q0，W0，∆S=0，∆G=0；(D)Q0，W0，∆S=0，∆G=0。25．下列过程满足0,0环TQS的是：(A)恒温恒压(273K，101325Pa)下，1mol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；(C)理想气体自由膨胀；(D)绝热条件下化学反应。26．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=H-TS。27．在-10℃、101.325kPa下，1mol水凝结成冰的过程中，下列哪个公式可以适用：(A)∆U=T∆S；(B)TGHS；(C)∆H=T∆S+V∆p；(D)∆GT,p=0。28．对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)AU；(B)AU；(C)GU；(D)HA。29．373.2K、101325Pa的水，使其与大热源接触，向真空蒸发成为373.2K、101325Pa下的水气，对这一个过程，应选用哪一个作为过程方向的判据：(A)∆U；(B)∆A；(C)∆H；(D)∆G。30．热力学基本方程dG=-SdT+Vdp，可适应用下列哪个过程：(A)298K、标准压力下，水气化成蒸汽；(B)理想气体向真空膨胀；(C)电解水制取氢气；(D)N2+3H22NH3未达到平衡。31．下列过程可用THnSm计算的是：(A)恒温恒压下无非体积功的化学反应；(B)恒温恒压下可逆原电池反应；(C)恒温恒压下任意相变；(D)恒温恒压下任意可逆相变。32．1mol范德华气体的TVS应等于：(A)bVRm；(B)mVR；(C)0；(D)bVRm。33．n摩尔理想气体的SpT的值等于：(A)RV；(B)nRV；(C)VCV；(D)pCV。34．下列各量中哪个是偏摩尔量：(A)ijnVTinF,,；(B)ijnpTinS,,；(C)ijnpTVH,,；(D)ijnpTiin,,。35．对多组分体系中i物质的偏摩尔量ijnpTiinXX,,，下列叙述中不正确的是：(A)Xi是无限大量体系中i物质每变化1mol时该系统容量性质X的变化量；(B)X为容量性质，Xi也为容量性质；(C)Xi不仅决定于T、p，而且决定于浓度；(D)X=∑niXi。36．对于吉布斯－杜亥姆公式，下列叙述不正确的是：(A)X=∑nBXB；(B)∑nBdXB=0；(C)∑nBXB=0；(D)表明各物质偏摩尔之间有关系。37．已知水的六种状态：①100℃，p0H2O(l)；②99℃，2p0H2O(g)；③100℃，2p0H2O(l)；④100℃、2p0H2O(g)；⑤101℃、p0H2O(l)；⑥101℃、p0H2O(g)。它们化学势高低顺序是：(A)μ2μ4μ3μ1μ5μ6；(B)μ6μ5μ4μ3μ2μ1；(C)μ4μ5μ3μ1μ2μ6；(D)μ1μ2μ4μ3μ6μ5。38．在恒焓恒压条件下，均相单组分封闭体系，达到平衡的判据是：(A)∆S=0；(B)∆U=0；(C)∆A=0；(D