第三章 热力学第二定律(总复习题含答案)

第三章热力学第二定律

一、选择题

1、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

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、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

4、将1 mol 甲苯在101.325 kPa，110 ℃（正常沸点）下与110 ℃的热源接触，使它向真空容器中汽化，完全变成101.325 kPa 下的蒸气。该过程的：（）

(A) Δvap S m= 0 (B) Δvap G m= 0 (C) Δvap H m= 0 (D) Δvap U m= 0

5、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>ΔA (B)ΔS<0、ΔG<ΔA(C)ΔS＝0、ΔG＝ΔA (D)ΔA<0、ΔG＝ΔA

6、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>0(B)ΔT<0、ΔU<0、ΔS<0

(C)ΔT=0、ΔU=0、ΔS=0 (D)ΔT=0、ΔU=0、ΔS>0

7、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8、根据熵的统计意义可以判断下列过程中何者的熵值增大？（）(A) 水蒸气冷却成水(B) 石灰石分解生成石灰(C) 乙烯聚合成聚乙烯(D) 理想气体绝热可逆膨胀

9、热力学第三定律可以表示为：（）

(A) 在0 K时,任何晶体的熵等于零(B) 在0 K时,任何完整晶体的熵等于零

(C) 在0 ℃时,任何晶体的熵等于零(D) 在0 ℃时,任何完整晶体的熵等于零

10、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

11、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＝0

(B)ΔS>0 (C)ΔS<0 (D)无法判断

12、下列过程中系统的熵减少的是( )

(A)在900O C时CaCO3(s)→CaO(S)+CO2(g) (B)在0O C、常压下水结成冰

(C)理想气体的恒温膨胀(D)水在其正常沸点气化

13、水蒸汽在373K，101.3kPa下冷凝成水，则该过程( )

(A)ΔS＝0 (B)ΔA＝0 (C)ΔH＝0 (D)ΔG＝0

14、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＝0 (B)ΔS>0、ΔH＝0 (C)ΔS<0、ΔH>0 (D)ΔS>0、ΔH>0

15、300K时5mol的理想气体由10dm3等温可逆膨胀到100dm3，则此过程的( )

(A)ΔS<0；ΔU＝0 (B)ΔS<0；ΔU<0

(C)ΔS>0；ΔU>0 (D)ΔS>0；ΔU＝0

16、某过冷液体凝结成同温度的固体，则该过程中( )

(A)ΔS(环)<0 (B)ΔS(系)> 0

(C)［ΔS(系)+ΔS(环)］<0 (D)［ΔS(系)+ΔS(环)］>0

17、100℃，1.013×105Pa下的1molH2O(l)与100℃的大热源相接触，使其向真空器皿中蒸发成100℃，1.013×105Pa的H2O(g)，判断该过程的方向可用( )

(A)ΔG (B)ΔS(系) (C)ΔS(总) (D)ΔA

18、下列四个关系式中,哪一个不是麦克斯韦关系式? (A) (∂T/∂V)s=(∂T/∂V)p (B)(∂T/∂V)s=(∂T/∂V)p (C) (∂T/∂V)T=(∂T/∂V)v (D) (∂T/∂V)T= -(∂T/∂V)p

19、25℃时，1 mol 理想气体等温膨胀，压力从 10 个标准压力变到1个标准压力，体系吉布斯自由能变化多少？ （ ）

(A) 0.04 kJ (B) -12.4 kJ (C) 1.24 kJ (D) -5.70 KJ

20、从热力学基本关系式可导出 (∂U/∂S)v 等于：（ ）(A) (∂H/∂S)p (B) (∂F/∂V)T (C) (∂U/∂V)s (D) (∂G/∂T)p

21、1mol 某液体在其正常沸点完全汽化，则该过程( )

(A)ΔS＝0 (B)ΔH＝0 (C)ΔA＝0 (D)ΔG＝0

22、对于不做非体积功的封闭体系，下面关系式中不正确的是：（ ）

(A) (∂H/∂S)p = T (B) (∂F/∂T)v = -S (C) (∂H/∂p)s = V (D) (∂U/∂V)s = p

23、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) N 2 + 3H 2 =2NH 3未达到平衡

24、一个由气相变为凝聚相的化学反应在恒温恒容下自发进行,问下列各组答案中,哪一个是正确( )

(A) ΔS 体>0,ΔS 环<0 (B)ΔS 体<0,ΔS 环>0 (C)ΔS 体<0,ΔS 环=0 (D)ΔS 体>0,ΔS 环=0

25、下列四种表述：

(1) 等温等压下的可逆相变过程中，体系的熵变ΔS =ΔH 相变/T 相变；

(2) 体系经历一自发过程总有 dS > 0 ；

(3) 自发过程的方向就是混乱度增加的方向 ；

(4) 在绝热可逆过程中，体系的熵变为零 ；两者都不正确者为：

(A) (1)，(2) (B)(3)，(4) (C)(2)，(3) (D)(1)，(4)

二、判断题

１、不可逆过程一定是自发的，而自发过程一定是不可逆的。（ ）

２、对于绝热体系，可以用0≥∆S 判断过程的方向和限度。 （ ）

３、在－10℃，101.325 kPa 下过冷的H 2O ( l )凝结为冰是一个不可逆过程，故此过程的熵变大于零。（ ） ４、功可以全部变成热，但热一定不能全部转化为功。（ ）

５、系统达平衡时熵值最大，自由能最小。（ ）

６、在绝热系统中，发生一个从状态A→B 的不可逆过程，不论用什么方法，系统再也回不到原来状态了。（ ） ７、因为⎰=∆B A R T Q S /δ,所以只有可逆过程才有熵变；而T Q S B A IR /∑>∆δ,所以不可逆过程只有热温商,但是没有熵变。（ ） ８、因为T Q S B A IR /∑

>∆δ,所以体系由初态A 经不同的不可逆过程到达终态B,其熵的改变值各不相同。（ ） ９、物质的标准熵△S m θ(298K)值就是该状态下熵的绝对值。（ ）

１０、可逆热机的效率最高，在其它条件相同的情况下，由可逆热机牵引火车，其速度将最慢。（ ）

三、计算题

１、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ΔU、ΔH、ΔS、ΔA、ΔG，并判断该过

程的性质。

２、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。

３、1mol 水由始态273K ，1×105PaH 2O(l)变到终态473K ，3×105PaH 2O(g)，计算该过程的ΔS。已知水的正常沸点时的

汽化热为40610J·mol -1，水的比热为4.18J·K -1·g -1，水蒸汽的比热为1.422J·g -1·K -1，假定水蒸汽为理想气体。 ４、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 (C 7H 16，s)=122.6J·K -1·mol -1。

５、苯的正常沸点为353.1K ，在此温度压力下，1molC 6H 6(l)完全蒸发为蒸气，已知C 6H 6(l)的汽化热为34.7kJ·mol -1，计

算此过程的W 、Q 、ΔU、ΔH、ΔS、ΔA、ΔG。

６、计算下列过程的ΔH、ΔS、ΔG。

298K ，101.325kPa H 2O(l)→473K，405.3kPa H 2O(g)

已知：S m ø(298K ，H 2O ，l)=188.7 J·K -1 水的比热为4.18 J·g -1·K -1 水蒸气的比热为1.422 J·g -1·K -1 水在正常沸点时的汽化热为40610 J·mol -1。假设水蒸气为理想气体。

７、2mol 理想气体在269K 时，由4×105Pa ，11.2dm 3绝热向真空膨胀到2×105Pa ，22.4dm 3，计算ΔS，是否能利用熵判

据判断该过程的性质?如何判断?