第二章热力学第二定律（09级习题）一、单选题1、下列关于卡诺循环的描述中，正确的是（）A．卡诺循环完成后，体系复原，环境不能复原，是不可逆循环B．卡诺循环完成后，体系复原，环境不能复原，是可逆循环C．卡诺循环完成后，体系复原，环境也复原，是不可逆循环D．卡诺循环完成后，体系复原，环境也复原，是可逆循环2、工作在393K和293K的两个大热源间的卡诺热机，其效率约为（）A．83％ B.25％ C.100％ D.20％3、对于理想气体的等温压缩过程，(1)Q＝W、(2)ΔU＝ΔH、(3)ΔS＝0、(4)ΔS<0、(5)ΔS>0上述五个关系式中，不正确的是（）A．(1) (2) B.(2) (4) C.(1) (4) D.(3) (5)4、设ΔS1与ΔS2分别表示为n molO2(视为理气)，经等压与等容过程，温度从T升至2T时的熵变，则ΔS1/ΔS2等于（）A．5/3 B.5/7 C.7/5 D.3/55、不可逆循环过程中，体系的熵变值（）A．大于零 B.小于零 C.等于零 D.不能确定6、对理想气体的自由膨胀过程，(1)Q＝ΔH、(2)ΔH>Q、(3)ΔS＝0、(4)ΔS>0。
上述四个关系中，正确的是（）A.(2) (3)B.(1) (3)C.(1) (4)D.(2) (4)7、1mol理想气体从300K，1×106Pa绝热向真空膨胀至1×105Pa，则该过程（）A.ΔS>0、ΔG>ΔAB.ΔS<0、ΔG<ΔAC.ΔS＝0、ΔG＝ΔAD.ΔA<0、ΔG＝ΔA8、孤立体系发生一自发过程，则（）A.ΔA>0B.ΔA＝0C.ΔA<0D.ΔA的符号不能确定9、下列过程中ΔG＝0的过程是( )A.绝热可逆且W＇＝0的过程B.等温等容且W＇＝0的可逆过程C.等温等压且W＇＝0的可逆过程D.等温且W＇＝0的可逆过程10、－ΔG (T，p) > -W＇的过程是( )A.自发过程B.不可逆过程C.不能发生的过程D.非自发过程11、373K，101.3kPa的水向真空膨胀变为373K，101.3kPa的水蒸气，则( )A.ΔS＝0B.ΔU＝0C.ΔH＝0D.ΔG＝012、水蒸汽在373K，101.3kPa下冷凝成水，则该过程( )A.ΔS＝0B.ΔA＝0C.ΔH＝0D.ΔG＝013、在298K时，已知气相反应2CO2＝2CO+O2的Δr G mø＝514.2kJ，则此反应的Δr A mø与Δr G mø的关系是( )A.Δr A mø＝Δr G møB.Δr A mø＜Δr G møC.Δr A mø＞Δr G møD.无法比较14、对理想气体自由膨胀的绝热过程，下列关系中正确的是( )A.ΔT>0、ΔU>0、ΔS>0B.ΔT<0、ΔU<0、ΔS<0C.ΔT=0、ΔU=0、ΔS=0D.ΔT=0、ΔU=0、ΔS>015、1mol单原子理想气体在TK时经一等温可逆膨胀过程，则对于体系( )A.ΔS＝0、ΔH＝0B.ΔS>0、ΔH＝0C.ΔS<0、ΔH>0D.ΔS>0、ΔH>016、2mol双原子理想气体在TK时经一等温压缩过程，则对于体系( )A.ΔS＝0、ΔG>0B.ΔS<0、ΔG<0C.ΔS<0、ΔG>0D.ΔS>0、ΔG＝017、1mol 10kPa 323K某单原子理想气体反抗20kPa，冷却压缩至温度为283K，则( )A.ΔS＝0、ΔH＝0B.ΔS>0、ΔH<0C.ΔS<0、ΔH<0D.ΔS>0、ΔU>018、在298K，1×105Pa下，进行如下化学反应CaCO3(s)＝CaO(s)+CO2(g)(CO2视为理想气体)，其Δr G m与Δr A m之差为( )A.RB.RTC.1/2 RD.3/2 RT19、理想气体在等温可逆膨胀过程中( )A.内能增加B.熵不变C.熵增加D.内能减少20、理想气体从状态A等温膨胀到状态B，可用哪个状态函数的变化来判断过程的自发( )A.ΔUB.ΔSC.ΔAD.ΔG21、下列说法中错误的是( )A.孤立体系中发生的任意过程总是向熵增加的方向进行B.体系在可逆过程中的热温商的加和值是体系的熵变C.不可逆过程的热温商之和小于熵变D.体系发生某一变化时的熵变等于该过程的热温商22、在－10℃和101325Pa下，1mol过冷水结成冰，则( )A.ΔS(系)>0、ΔS(环)>0、ΔS(总)>0B.ΔS(系)<0、ΔS(环)<0、ΔS(总)<0C.ΔS(系)<0、ΔS(环)>0、ΔS(总)<0D.ΔS(系)<0、ΔS(环)>0、ΔS(总)>023、使一过程的ΔU ＝0应满足的条件是( )A.绝热过程B.可逆绝热过程C.等容绝热过程D.等容绝热且不做非体积功的可逆过程24、两个体积相同，温度相等的球形容器中，装有同一种气体，当连接两容器的活塞打开时，熵变为( )A.ΔS ＝0B.ΔS>0C.ΔS<0D.无法判断25、使一过程的ΔS ＝0应满足的条件是( )A.绝热过程B.可逆绝热过程C.等容绝热过程D.等压绝热过程二、证明题1、证明：VT P V T P P H C T H ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ 2、根据热力学基本方程，证明理想气体的焓只是温度的函数。
3、证明⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂22V V T P T V C 4、证明对于理想气体V P A T=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ 5、证明热力学状态方程式P T P T V U V T -⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂ 6、试证明：(∂H/∂p)T =V-T(∂V/∂T)p三、计算题1、计算将10克He(设为理想气体)从500.1K ，202.6KPa 变为500.1K ，1013kPa 的Q ，W ，ΔU ，ΔH ，ΔS ，ΔG ，ΔA 。
2、300K 的2mol 理想气体由6.0×105Pa 绝热自由膨胀到1.0×105Pa ，求过程的Q ，W ，ΔU 、ΔH 、ΔS 、ΔA 、ΔG ，并判断该过程的性质。
3、一绝热容器由隔板分成两部分，分别盛有温度为300K 的两种气体(可视为理想气体)各2mol ，抽去隔板使两种气体混合，求该过程的ΔU 、ΔH 、ΔS 、ΔA 、ΔG ，并判断该过程的性质。
4、1mol 理想气体B ，在298.15K 下，由1.00dm 3膨胀至10.00dm 3，求该过程的ΔU 、ΔH 、ΔS 、ΔA 、ΔG 。
5、1mol 水在373K ，101.3kPa 下向真空蒸发变成373K 和101.3kPa 的水蒸气，试计算该过程的熵变，并判断该过程是否为自发过程。
已知：水的气化热为2259J·g -1。
水蒸气可视为理想气体。
6、1mol 液态苯在101，3kPa ，268K 能自动地凝固成101，3kPa ，268K 的固态苯，并放热9874J ，计算该过程的ΔS 和ΔG 。
已知苯的正常熔点为278.5K ，苯的熔化热为9916J·mol -1，C p ，m (C 7H 16，l)=126.8J·K-1·mol-1，C p，m(C7H16，s)=122.6J·K-1·mol-1。
7、计算268K，101.3kPa，1mol液态水变为冰的ΔG，该过程自发与否?已知：268K时水的饱和蒸气压为422Pa，冰的饱和蒸气压为402Pa。
8、计算263K，101.3kPa下，1mol水凝结为263K冰的焓变和熵变，并判断该过程是否可逆。
已知273K冰的熔化热为335J·g-1，水和冰的比热各为4.18J·K·g-1和2.01J·K·g-1。
9、苯的正常沸点为353.1K，在此温度压力下，1molC6H6(l)完全蒸发为蒸气，已知C6H6(l)的汽化热为34.7kJ·mol-1，计算此过程的W、Q、ΔU、ΔH、ΔS、ΔA、ΔG。
10、试计算下列过程的ΔS、ΔG：273K，101.3kPa，1molH2O(l) → 273K，101.3kPa，1molH2O(g)已知水在正常沸点下的汽化热为40.59kJ·mol-1，水和水蒸汽的热容分别为 5.3J·K-1·mol-1和33.9J·K-1·mol-1。
(水蒸汽可视为理气)。
11、计算1mol水经下列相变过程的ΔA、ΔG，H2O(l，298，101，3kPa)→H2O(g，298K，101.3kPa)在上述条件下水和水蒸气哪个稳定？已知298K水的蒸气压为 3.167kPa，水的摩尔体积为0.018×10-3m3，假设水蒸气为理想气体。
12、298K，1.013×105Pa下，若使1mol铅与醋酸铜溶液在可逆下作用可做电功91838.8J，同时吸热213635.0J，试计算ΔU，ΔH，ΔS，ΔA，ΔG。
13、对于气相反应CO2+H2=H2O+CO，已知Δr G mø=42218.0-7.57TlnT+1.9×10-2T2-2.8×10-6T3-2.26T(J)，求上述反应在1000K时的Δr H mø、Δr S mø14、已知H2的C p,m=28.84 J·K-1·mol-1，Sθm(298.2K)=130.59 J·K-1·mol-1,计算1molH2在标准压力下从273.2K加热到373.2K的Q，W，ΔH，ΔU，ΔS。
15、对1mol理想气体，初态为298.2K，600kPa,当反抗恒定外压P e=100kPa膨胀至其体积为原来的6倍，压力等于外压时，请计算过程的Q、W、ΔU、ΔS、ΔA、ΔG与ΔS隔。
16、计算1摩尔过冷苯（液）在268.2K，p0时凝固过程的ΔS及ΔG。
已知268.2K时固态苯和液态苯的饱和蒸气压分别为2280Pa和2675Pa，268K时苯的熔化热分9860J·mol-1。