PAGEPAGE2熱力學(xué)第二定律試題（一）填空題（每題2分）1．氣體經(jīng)絕熱不可逆膨脹，S0；氣體經(jīng)絕熱不可逆壓縮，S0。（填>、<、=，下同）2．1mol單原子理想氣體從P1、V1、T1等容冷卻到P2、V1、T2，則該過程的U0，S0，W0。3．理想氣體的等溫可逆膨脹過程中，S0，G0，U0，H0。（填>、<、=）4．1mol液態(tài)水在373K、P0下汽化為水蒸氣，則S0，G0，U0，H0。（填>、<、=）5．熱力學(xué)第二定律告訴我們只有過程的熱溫商才與體系的熵變相等，而不可逆過程的熱溫商體系的熵變。6．在等溫等壓，不作其它功的條件下，自發(fā)過程總是超著吉布斯自由能的方向進行，直到自由能改變量為零就達到了態(tài)。（二）單項選擇題（每題1分）7．根據(jù)熱力學(xué)第二定律的表述，下列說法錯誤的是（）(A)第二類永動機服從能量守恒原理(B)熱不能全部轉(zhuǎn)化為功而不引起其他變化(C)熱不能全部轉(zhuǎn)化為功(D)從第一定律的角度看，第二類永動機允許存在8．關(guān)于自發(fā)過程方向性的說法錯誤的是（）(A)功可以自發(fā)的全部轉(zhuǎn)變成熱，但熱卻不能全部轉(zhuǎn)化為功而不留下其它變化(B)一切自發(fā)過程都是不可逆過程(C)一切不可逆過程都是自發(fā)過程(D)功轉(zhuǎn)變成熱和其它過程一樣具有方向性9．工作在393K和293K的兩個大熱源的卡諾熱機，其效率為（）(A)83%(B)25%(C)100%(D)20%10．在可逆循環(huán)過程中，體系熱溫商之和是（）(A)大于零(B)小于零(C)等于零(D)不能確定11．理想氣體等溫可逆膨脹過程，（）(A)內(nèi)能增加(B)熵不變(C)熵增加(D)內(nèi)能減少12．某體系在始態(tài)A和終態(tài)B之間有兩條途徑：可逆Ⅰ和不可逆Ⅱ，此時有（）(A)SA=SB(B)QⅠ/T=QⅡ/T(C)SⅠ=SⅡ(D)SⅠ=13．下列說法錯誤的是（）(A)孤立體系發(fā)生的任意過程總是向熵增大的方向進行(B)體系在可逆過程中的熱溫商等于體系熵變(C)不可逆循環(huán)過程的熱溫商小于熵變(D)體系發(fā)生某一變化時的熵變等于該過程的熱溫商14．熱力學(xué)第二定律的表達式為dS≥Q/T環(huán)，則（）(A)始、終態(tài)相同時，不可逆過程的熵變小于可逆過程的熵變(B)如果發(fā)生某一過程，體系的熵變與熱溫商相等，則該過程為不可逆過程(C)對于孤立體系，dS≥0(D)在某些情況，可能有dS≤Q/T環(huán)15．300K時，1mol理想氣體由A態(tài)等溫膨脹到B態(tài)，吸熱1.00KJ，所作的功為A到B等溫可逆膨脹功的1/3，則體系的S為（）(A)3.33J·K-1(B)10.0J·K-1(C)1.11J·K-1(D)-3.33J·K-116．2mol單原子理想氣體，等壓由300K升溫至600K，其S為（）(A)3.47J·K-1(B)-14.4J·K-1(C)12.5J·K-1(D)28.8J·K-117．在標準壓力時，苯的沸點為353.15K，1molC6H6（l）完全汽化為同溫同壓下的苯蒸氣。已知苯的正常汽化熱為34.7KJ·K-1，則過程的S為（）(A)0.093J·K-1(B)197J·K-1(C)50.0J·K-1(D)98.3J·K-118．吉布斯自由能G的特定組合為（）(A)G=U+PV+TS(B)G=U-PV+TS(C)G=U+PV-TS(D)G=U-PV-TS19．關(guān)于亥姆霍茲自由能A的描述中，不正確的是（）(A)A是體系的容量性質(zhì)(B)A具有能量的量綱(C)A是狀態(tài)函數(shù)(D)A具有明確的物理意義20．下列過程G=0的過程是（）(A)絕熱可逆且W`=0的過程(B)等溫等容且W`=0的過程(C)等溫等壓且W`=0的過程(D)等溫且W`=0的過程21．A作為判據(jù)的條件是（）(A)絕熱可逆過程(B)等溫等壓只作體積功(C)等容絕熱不作非體積功(D)等溫等容22．300K時，某一等溫過程的G=-76.98KJ，H=-56.90KJ，則S為（）(A)-18.40J·K-1(B)-66.93J·K-1(C)66.93J·K-1(D)703J·K-123．液態(tài)水在373K和標準壓力P0下汽化，則該過程（）(A)H=0(B)S=0(C)U=0(D)G=024．在298K時，反應(yīng)H2（g）+Cl2（g）==2HCl（g）的G0=-190.53KJ·mol-1，S0=19.90J·K-1·mol-1，則該反應(yīng)的H0f（HCl，g）為(A)-184.6KJ·mol-1(B)-196.5KJ·mol-1(C)-92.3KJ·mol-1(D)-98.2KJ·mol-125．熱力學(xué)關(guān)系式dG=-SdT+VdP可適用于下列那一過程（）(A)298K，P0的水蒸發(fā)過程(B)理想氣體真空膨脹(C)電解水制取氫氣(D)N2+3H2==2NH3未達到平衡26．以下性質(zhì)為強度性質(zhì)的是（）(A)內(nèi)能(B)化學(xué)勢(C)自由能(D)體積（三）簡答題（每題2分）27．“系統(tǒng)達平衡時熵值最大，自由能最小”的說法正確嗎？為什麼？28．263K的過冷水結(jié)成263K的冰，S<0，與熵增加原理矛盾嗎？為什麼？29．可逆過程的熱溫商與熵變是否相等？不可逆過程的熱溫商與熵變是否相等？為什麼？30．“ΔGT，P≤0說明G<0的過程只能在T，P一定，且W’=0條件下發(fā)生”，這種說法對嗎？為什麼？31．指出在373.2K和P0下，液態(tài)水蒸發(fā)為水蒸氣的過程中，S、A、G的符號？（四）計算題（每題8分）32．2molH2（g）由202.6kPa，24.46dm3反抗恒外壓101.3kPa膨脹到體積為73.38dm3。求S？設(shè)氫氣為理想氣體。33．263K和P0下，1mol過冷水凝固為冰，求過程中體系熵變S？已知水在273K時的凝固熱，水CP,m,l=75.3JK-1mol，冰CP,,m,S=36.8JK-1mol34．在298.2K和P0下進行的相變：H2O（l，298.2K，P0）→H2O（g，298.2K，P0），計算相變的G，并判斷能否自發(fā)進行。已知H2O（l）在298.2K時的飽和蒸氣壓為3168Pa,.35．溫度為400K，壓力為5P0的10gHe，在外壓為10P0下進行等溫壓縮至10P0。計算此過程的Q、W、U、H、S、A、G。設(shè)He為理想氣體。36．在1.013×105Pa和373.2K時，把1molH2O（g）可逆壓縮為液體，計算Q、W、U、H、S、A、G。已知在373.2K，1.013×105Pa下水的蒸發(fā)熱為40.67KJ·mol-1。熱力學(xué)第二定律答案（一）填空題（每題2分）1．S>0；S>02．U<0；S<0；W=03．S>0；G<0；U=0；H=04．S>0；，G=0；U>0；H>06．可逆過程；小于7．減?。黄胶猓ǘ┻x擇題（每題1分）8．C9．C10．B11．C12．C13．C14．D15．C16．B17．D18．D19．C20．D21．C22．D23．C24．D25．C29．B（三）問答題（每題2分）30．答：不正確。絕熱系統(tǒng)或隔離系統(tǒng)達平衡時熵值最大，等溫等壓不作非體積功的條件下，系統(tǒng)達平衡時自由能最小。本題說法忽略了前提條件。31．答：不矛盾。過冷水結(jié)成冰，S體<0，是體系的熵變小于零。當(dāng)應(yīng)用熵增加原理判斷這一過程是否自發(fā)過程時，還要考慮環(huán)境的熵變，即：S隔=S環(huán)+S體。所以，這與熵增加原理不矛盾。32．答：根據(jù)克勞修斯原理：任意可逆循環(huán)過程的熱溫商總和等于零，即：。可逆循環(huán)A1B2A，有，所以，說明，由A始態(tài)到B終態(tài)任意可逆過程1、2，熱溫商的值相等，與途徑無關(guān)，于是定義為熵變。因此可逆過程的熱溫商等于熵變。同理，根據(jù)不可逆循環(huán)過程的熱溫商總和小于零，得出不可逆循環(huán)過程的熱溫商總和小于零。33．答：不正確。ΔGT，P≤0只是在等溫等壓，非體積功為零時過程自發(fā)性的判據(jù)，并不是只在此條件下G<0。在其它條件下，G也可小于零，如理想氣體的恒溫膨脹。34．答：此過程為等溫等壓可逆相變，G=0；液態(tài)水變成水蒸氣吸熱，H<0，S=，。（四）計算題（每題8分）35．解：（2分）（2分）（4分）36．解：263K的過冷水凝固成冰是一不可逆過程H2O（l，263K）SH2O（S，263K）S1S3H2O（l，273K）S2H2O（S，273K）（2分）（2分）（2分）（2分）37．解：H2O（l，298.2K，P0）GH2O（g，298.2K，P0）G1