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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∆S> 0,绝热不可逆压缩过程的∆S< 0。

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∆S > 0。

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∆S > 0。

11.相变过程的熵变可由计算。

12.当系统向环境传热时(Q < 0),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℃,p下转变为液态水,其熵变>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 -p d V= 0,此过程温度不变,∆U= 0,代入热力学基本方程d U = T d S - p d V,因而可得d S = 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。

⑸ 1mol理想气体进行绝热自由膨胀,体积由V1变到V2,能否用公式: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.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;⑷ H2和Cl2在刚性绝热的容器中反应生成HCl;⑸ 0℃、p时,水结成冰的相变过程;⑹理想气体卡诺循环。

25.a mol A与b mol B的理想气体,分别处于(T,V,p A)与(T,V,p B)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(HCl) = ·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1mol N2,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.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,判断不正确的是:(A) 必为可逆过程或处于平衡状态;(B) 必为不可逆过程;(C) 必为自发过程;(D) 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:;(B) 任意可逆过程:;(C) 环境的熵变:;(D) 在等温等压下,可逆电池反应:。

6.当理想气体在等温(500K)下进行膨胀时,求得体系的熵变∆S= l0 J·K-1,若该变化中所做的功仅为相同终态最大功的,该变化中从热源吸热多少(A) 5000 J ;(B) 500 J ;(C) 50 J ;(D) 100 J 。

7.1mol双原子理想气体的是:(A) ;(B) ;(C) ;(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,下列式子中不正确的是:(A) ;(B) ;(C) ;(D) (等温可逆),(不等温可逆)。

10.计算熵变的公式适用于下列:(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) ;(B) 331 ;(C) ;(D) 。

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a A + b B = d D + e E的∆r C p = 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;(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,将升O2与升N2混合成升的混合气体,该过程:(A) ∆S > 0,∆G < 0 ;(B) ∆S < 0,∆G < 0 ;(C) ∆S = 0,∆G = 0 ;(D) ∆S = 0,∆G < 0 。

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) ∆S > 0,∆H > 0 ;(B) ∆S > 0,∆H < 0 ;(C) ∆S< 0,∆H> 0 ;(D)∆S < 0,∆H < 0 。

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∆r H m和∆r S m共同决定,自发进行的反应应满足下列哪个关系式:(A) ∆r S m = ∆r H m/T;(B) ∆r S m> ∆r H m/T ;(C) ∆r S m≥∆r H m/T;(D) ∆r S m≤∆r H m/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) ∆G < 0 ;(B) ∆F < 0 ;(C) ∆H < 0 ;(D) ∆U < 0 。

23.实际气体节流膨胀后,其熵变为:(A);(B);(C);(D)。

24.一个已充电的蓄电池以 V输出电压放电后,用 V电压充电使其回复原状,则总的过程热力学量变化:(A) Q < 0,W > 0,∆S > 0,∆G < 0 ;(B) Q < 0,W < 0,∆S < 0,∆G < 0 ;(C) Q > 0,W > 0,∆S = 0,∆G = 0 ;(D) Q < 0,W > 0,∆S = 0,∆G = 0 。

25.下列过程满足的是:(A) 恒温恒压(273 K,101325 Pa)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℃、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) ; (C) ∆H = T∆S + V∆p; (D) ∆G T,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) A > U;(B) A < U;(C) G < U;(D)H < A。

29.、101325Pa的水,使其与大热源接触,向真空蒸发成为、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 d G = -S d T + V d p,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。

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