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。