物理化学热力学第三定律练习题及答案知识讲解

第二章 热力学第二定律练习题
一、单选题：
1．T
H
S ∆=∆ 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T Q dS δ≥，判断不正确的是：
(A) 环T Q dS δ=必为可逆过程或处于平衡状态 ；
； ；。

5．1mol 双原子理想气体的C p,m 是： (A) 1.5R ； (B) 2.5R ； (C) 3.5R ； (D) 2R 。

6．2mol 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 。

7．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) SnO 2(s) + 2H 2(g) = Sn(s) + 2H 2O(l) ； (C) 电解水生成H 2和O 2 ； (D) 公路上撤盐使冰融化 。

8．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S (g) > S (l) > S (s)； (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 。

9．25℃时，将11.2升O 2与11.2升N 2混合成11.2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 。

10．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 。

11．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 。

12．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 。

13．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 。

14. 对于封闭的双原子均相体系且非体积功为零时，T p G ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂的值应是： a ． > 0 b. < 0 c. = 0 d. 无法确定
15. 一定量双原子理想气体，其过程∆（PV ）= 40 KJ ，则此过程的∆U = ； a ． 100KJ b. 200KJ c. 400KJ d. 无法确定
二、多选题：
1．体系的始态与终态之间有两种途径：A 为可逆途径；B 为不可逆途径。

以下关系中不 正确的是：
(A) ∆S A = ∆S B ； (B) ∑δQ A /T = ∑δQ B /T ； (C) ∆S B = ∫δQ B /T ； (D) ∆S A = ∫δQ A /T ； (E) ∆S B = ∫δQ A /T 。

2．化学反应在等温等压下能自发进行的判据是：
(A) ∆S > 0 ； (B) ∆G ≤ W ' ； (C) ∆A < 0 ； (D) ∑νB μB < 0 ； (E) ∆H < 0 。

3．在O 2(理想气体) 的如下过程中，属于等熵过程的是： (A) 绝热恒容过程 ； (B) 等温可逆膨胀过程 ；
(C) V 2 V 2 2 V 2 ；
(D) 绝热可逆膨胀；
(E) 绝热恒外压膨胀 。

三 计算：
1．1mol 单原子理想气体，由298K 、5p 的始态膨胀到压力为p 的终态，经过下列途 径：⑴等温可逆膨胀；⑵外压恒为p 的等温膨胀；⑶绝热可逆膨胀；⑷外压恒为p 的绝热膨胀。

计算各途经的Q 、W 、∆U 、∆H 、∆S 、∆A 与∆G 。

巳知 S (298K) = 126 J·K -1·mol -1 。

2．10mol H 2(理想气体)，C V ,m = 5/2R J·K -1·mol -1，在298K 、p 时绝热可逆地压缩到10p ，
计算该过程的Q 、W 、∆U 、∆H 、∆S 、∆A 和∆G 。

巳知 S m (298K) = 130.59 J·K -1·mol -1 。

第二章
热力学第二定律练习题答案
一、单选题答案：
1. D ；
2. B ；
3. C ；
4. C ； 5C ； 6.D ； 7.B ； 8.D ； 9.C ； 10.D ；
11.B ； 12.D ； 13.B ； 14. a V 选总是一定体系单组分均相，∴=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂∴+-=V
p G Vdp SdT dG T
15. 选a ()()100KJ 40R 2
5
T n R 25U R KJ 40T n ,4040PV =⨯=∆⋅=∆=
∆=∆∴=∆而；即kJ nRT KJ
Θ
二、多选题答案： 1. BC ； 2. BD ； 3. CD ； 三 计算：
1．解：(1)等温过程：ΔU = ΔH = 0，
J 5.3987K J 38.13298
5
.3987J 5.3987J 5.39875ln 298314.81ln 1-R 21-=∆=∆⋅===
∆-==⨯⨯⨯=⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛=-=G A T Q S W p p nRT W Q ，；
(2) ΔU = ΔH = 0，()()J 198251298314.811212=-⨯⨯=⎪⎪⎭⎫
⎝⎛-=-=-=p p RT V V p W Q J 5.3987K J 38.13ln 1
-21-=∆=∆⋅=⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛=∆A G p p nR S ， (3) K 8.156529835
52
12112=⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==--γγ
γp p T T ， ()()()()()()()J
129652988.1566.1122934J
143182988.1566.1121761K J 6.1125ln 126ln 2980J
1761J 29342988.1562
5
J 17612988.15623
12121
-2121m ,m ,=-⨯--=--∆=∆=-⨯--=--∆=∆⋅=-=⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛-===∆-=∆=-=-⨯=∆=∆=-=-⨯=∆=∆T T S H G T T S U A R p p R K S S S S U W R T nC H Q R T nC U p V ，，，
(4) ()()122122
3
0V V p T T R W U Q --=-=∆=，，
()()()()()()()()()J
76612986.1126.2021181983J
84542986.1126.2021181190K J 11836.56.112K J 6.112K J 36.5ln ln J
19832986.2022
5
J 19902986.20223
K 6.2025129829823112211221
-121-11
-2112m ,12m ,12m ,222=⨯-⨯--=--∆=∆=⨯-⨯--=--∆=∆⋅=+=∆+=⋅=⋅=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=∆-=-⨯=-=∆=-=-⨯=-=∆=⎪⎭⎫ ⎝
⎛
⨯--=-T S T S H G T S T S U A S S S S p p nR T T nC S R T T nC H W
R T T nC U T T R T R p p V ，，
2．解：()
K 5761.029857
7
212112=⨯=⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛=--γ
γ
γp p T T ，＝
Q = 0， W = ΔU = n C V ,m (T 2-T 1) = 10 ×
25
R × (576 - 298) = 57.8 kJ ΔU = 57.8 kJ ，ΔH = n C p m (T 2-T 1) = 10 × 2
7
R × (576 - 298) = 80.8 kJ
ΔS = 0 ，ΔG = ΔH - S m,298ΔT = 80.9 - 10 × 130.59 × (576 - 298) × 10--3 = -282.1kJ ΔA = ΔU - S ΔT = -305.2 kJ。