热力学第二定律习题解析

第二章热力学第二定律

习题

一 . 选择题：

1. 理想气体绝热向真空膨胀，则 ( )

(A) △S = 0，W = 0 (B) △H = 0，△U = 0

(C) △G = 0，△H = 0 (D) △U = 0，△G = 0

2. 熵变△S 是

(1) 不可逆过程热温商之和 (2) 可逆过程热温商之和

(3) 与过程无关的状态函数 (4) 与过程有关的状态函数

以上正确的是（）

(A) 1，2 (B) 2,3 (C) 2 (D) 4

3. 对于孤立体系中发生的实际过程，下式中不正确的是：（）

(A) W = 0 (B) Q = 0 (C) △S > 0 (D) △H = 0

4. 理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程（）

(A) 可以从同一始态出发达到同一终态

(B) 不可以达到同一终态

(C) 不能断定 (A)、(B) 中哪一种正确

(D) 可以达到同一终态，视绝热膨胀还是绝热压缩而定

5. P⊖、273.15K 水凝结为冰，可以判断体系的下列热力学量中何者一定为零？

(A) △U (B) △H (C) △S (D) △G

6. 在绝热恒容的反应器中，H2和 Cl2化合成 HCl，此过程中下列各状态函数的变

化值哪个为零？ ( ) (A) △r U m (B) △r H m (C) △r S m (D) △r G m

7. 在绝热条件下，用大于气筒内的压力，迅速推动活塞压缩气体，此过程的熵变为： ( ) (A) 大于零 (B) 等于零 (C) 小于零 (D) 不能确定

8. H2和 O2在绝热钢瓶中生成水的过程：（）

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

9. 在 270K,101.325kPa 下，1mol过冷水经等温等压过程凝结为同样条件下的冰，则

体系及环境的熵变应为： ( )

(A) △S体系 < 0 ，△S环境 < 0 (B) △S体系 < 0 ，△S环境> 0

(C) △S体系 > 0 ，△S环境 < 0 (D) △S体系 > 0 ，△S环境 > 0

10. 1mol 的单原子理想气体被装在带有活塞的气缸中，温度是 300K，压力为 1013250Pa。压力突然降至202650 Pa，所以气体在202650Pa 的定压下做绝热膨胀，则该过程的△S 是（）

(A) △S < 0 (B) △S = 0 (C) △S > 0 (D) △S ≥ 0

11. 已知某可逆反应的 (∂△r H m/∂T)p= 0，则当反应温度降低时其熵变△r S m

(A) 减小 (B) 增大 (C) 不变 (D) 难以判断

12. 在 N2和 O2混合气体的绝热可逆压缩过程中，体系的热力学函数变化值在下列结论中正确的是( )

(A) △U = 0 (B) △F = 0 (C) △S = 0 (D) △G = 0

13. 单原子理想气体的 C V,m= (3/2)R 温度由 T1变到 T2时，等压过程体系的熵变△S p与等容过程熵变△S V之比是 ( )

(A) 1 : 1 (B) 2 : 1 (C) 3 : 5 (D) 5 : 3

14. 水在 100℃，1×P⊖压力下沸腾时，下列各量何者增加？ ( )

(A) 熵 (B) 气化热 (C) Gibbs 自由能 (D) 蒸气压

15. 2mol H2和 2mol Cl2在绝热钢筒内反应生成 HCl 气体，起始时为常温常压。则

（）

(A) △r U = 0，△r H = 0，△r S > 0，△r G < 0

(B) △r U < 0，△r H < 0，△r S > 0，△r G < 0

(C) △r U = 0，△r H > 0，△r S > 0，△r G < 0

(D) △r U > 0，△r H > 0，△r S = 0，△r G > 0

16. 室温下，10×P⊖的理想气体绝热节流膨胀至 5×P⊖的过程有：

(1) W > 0 ； (2) T1> T2； (3) Q = 0 ； (4) △S > 0

其正确的答案应是： ( )

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

17. 下列表达式中不正确的是： ( )

(A) (∂U/∂V)S= - p （适用于任何物质）

(B) dS = C p dlnT - nRdlnp （适用于任何物质）

(C) (∂S/∂V)T = (∂p/∂T)V（适用于任何物质）

(D) (∂U/∂p)T = 0 （适用于理想气体）

18. 物质的量为 n 的理想气体从 T1,P1,V1变化到 T2,P2,V2，下列哪个公式不适用 (设 C V,m为常数)。( )

(A) △S = nC P,m ln(T1/T2) + nR ln(P2/P1)

(B) △S = nC V,m ln(P2/P1) + nC P,m ln(V2/V1)

(C) △S = nC V,m ln(T2/T1) + nR ln(V2/V1)

(D) △S = nC P,m ln(T2/T1) + nR ln(P1/P2)

19. (1) NaOH 溶解于水 (2) 水溶液中，Ag+ + 2NH3(g) → [Ag(NH3)2]+

(3) HCl 气体溶于水，生成盐酸 (4) 2KClO3(s) → 2KCl(s) + 3O2(g)

(5) NH4Cl(s) → NH3(g) + HCl(g)

上述各体系在等温等压过程中熵值减少的是： ( )

(A) (2)、(3) (B) (1)、(4) (C) (4)、(5) (D) (1)、(2)

20. 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

21. 封闭体系中，若某过程的△F = 0，应满足的条件是： ( )

(A) 绝热可逆，且 W f = 0 的过程 (B) 等容等压，且 W f = 0 的过程

(C) 等温等压，且 W f = 0 的可逆过程 (D) 等温等容，且 W f = 0 的可逆过程

22. 25℃时，1mol 理想气体等温膨胀，压力从 10×p⊖变到 p⊖，体系吉氏自由能变化多少？( )

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

23. 正常沸点时液体气化为蒸气的过程在定压下升高温度时体系的△Vap G⊖值应如何变化？( )

(A) △Vap G⊖＝ 0 (B) △Vap G⊖≥ 0 (C) △Vap G⊖＜ 0 (D) △Vap G⊖＞ 0

24. 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