热力学第二定律

第二章 热力学第二定律

一、单选题

1) 求任一不可逆绝热过程的熵变DS，可以通过以下哪个途径求得？ （ ） A. 始终态相同的可逆绝热过程。 B. 始终态相同的可逆恒温过程。 C. 始终态相同的可逆非绝热过程。 D. B 和C 均可。

2) 在绝热恒容的系统中，H2和Cl2反应化合成HCl。在此过程中下列各状态函数的变化值哪个为零？（ ） A. DrHm B. DrUm C. DrSm D. DrGm

3) 将氧气分装在同一气缸的两个气室内，其中左气室内氧气状态为p1=101.3kPa，V1=2dm3,T1=273.2K;右气室内状态为p2=101.3kPa,V2=1dm3,T2=273.2K；现将气室中间的隔板抽掉，使两部分气体充分混合。此过程中氧气的熵变为： ( )

A. DS >0 B. DS <0 C. DS =0 D. 都不一定

4) 1mol Ag(s)在等容下由273.2K加热到303.2K。已知在该温度区间内Ag(s)的Cv,m=24.48J·K-1·mol-1则其熵变为：( )

A.2.531J·K-1 B. 5.622J·K-1 C. 25.31J·K-1 D. 56.22J·K-1

5) 298K, p? 下，双原子理想气体的体积V1=48.91dm3,经等温自由膨胀到2V1，其过程的DS为：( ) A. 11.53J·K-1 B. 5.765J·K-1 C. 23.06J·K-1 D. 0 6) 在标准压力下，90℃的液态水气化为90℃的水蒸汽，体系的熵变为：( ) A.DS体 >0 B. DS体 <0 C. DS体 =0 D. 难以确定

7) 在101.325kPa下，385K的水变为同温下的水蒸汽。对于该变化过程，下列各式中哪个正确：( ) A.DS体+DS环 > 0 B. DS体+DS环 < 0

C.DS体+DS环 = 0 D. DS体+DS环的值无法确定

8) 理想气体在恒温条件下，经恒外压压缩至某一压力，此变化中体系的熵变DS体及环境的熵变DS环应为：( )

A. DS体 > 0, DS环 < 0 B. DS体 < 0, DS环 > 0 C. DS体 > 0, DS环 = 0 D. DS体 < 0,DS环 = 0

9) 从多孔硅胶的强烈吸水性能说明在多孔硅胶吸水过程中，自由水分子与吸附在硅胶表面的水分子比较，两者化学势的高低如何？( )

A. 前者高 B. 前者低 C. 相等 D. 不可比较

10) 理想气体从状态I经自由膨胀到状态II，可用哪个热力学判据来判断该过程的自发性？( ) A.DH B.DG C.DS隔离 D.DU

11) 理想气体从状态p1,V1,T 等温膨胀到p2,V2,T，此过程的DF 与DG 的关系为 ( ) A. DF > DG B. DF < DG C. DF = DG D.无确定关系

12) 在一简单的(单组分，单相，各向同性)封闭体系中，恒压只做膨胀功的条件下，吉布斯自由能值随自由能如何变化？( )

A.(?G/?T)p > 0 B. (?G/?T)p < 0 C. (?G/?T)p =0 D. 视具体体系而定

13) 下列四个关系式中哪一个不是麦克斯韦关系式？( ) A. (?T/?V)S = (?V/?S)p B. (?T/?p)S = (?V/?S)p C. (?S/?V)T = (?p/?T)V D. (?S/?p)T = -(?V/?T)p

14) 在理想气体的S - T 图上，任一条恒容线与任一条恒压线的斜率之比，在恒温时的含义是：( ) A.(?S/?T)V / (?S/?T)p = 0 B. (?S/?T)V / (?S/?T)p = ∞ C.(?S/?T)V / (?S/?T)p = Cp/CV D.(?S/?T)V / (?S/?T)p = Cp/CV

15) 在下列状态变化中，哪些可以应用公式 dU =TdS - pdV ? ( ) A.NO2气体缓慢膨胀,始终保持化学平衡NO2 ? NO + (1/2)O2

B.NO2气体以一定速度膨胀，解离出来的NO + (1/2)O2总是低于平衡组成 C.SO3气体在不解离为SO2 + (1/2)O2的条件下膨胀 D.水在-10℃时等温结冰

16) 在α，β两种相中均含有A和B两种物质，当达到平衡时，下列种哪情况是正确的：( ) A.μAα = μBα B.μAα = μAβ C.μAα =μBβ D. μAβ = μBβ 17) 下列公式中哪个是偏摩尔量的集合公式？( ) A. B. C. D.

18) 在273.15K,2p?时，水的化学势与冰的化学势之间的关系如何：( ) A. 前者高 B. 前者低 C. 相等 D. 不可比较

19) 关于偏摩尔量，下列叙述中不正确的是：( ) A.偏摩尔量是状态函数，其值与物质的数量无关 B.在多组分多相体系中不存在偏摩尔量 C.体系的强度性质没有偏摩尔量 D.偏摩尔量的值只能大于或等于零

20) 等温等压下，在A和B组成的均相体系中，若A的偏摩尔体积随浓度的改变而增加，则B的偏摩尔体积将：( )

A. 增加 B. 减小 C. 不变 D. 不一定

三、是非题

1) 任意体系经一循环过程则其DU，DH，DS，DG，DF 均为零，此结论对吗？

2) 可逆机的效率最高，用可逆机去牵引火车，可加快速度。

3) 凡是DS > 0的过程都是不可逆过程，对吗？

4) 体系由平衡态A变到平衡态B，不可逆过程的熵变一定大于可逆过程的熵变，对吗？

5) 熵增加原理就是隔离体系的熵永远增加，对吗？ 四、计算题

1) 2mol 理想气体由 5p? ，50°C加热到10p? ，100°C，试求此气体的熵变（单位J·K-1）。已知此气体的Cp,m = (5/2)R。

2) 在373K及p?条件下，使 2mol H2O(l)向真空气化为水汽，终态为p? ，373K，求此过程中的 W（单位kJ） ，Q（单位kJ）及DvapU（单位kJ），DvapH（单位J·K-1），DvapS（单位J·K-1）。 H2O的气化热为40.6kJ·mol-1 。H2O在373K的密度为 0.9798kg·m3。（假设水汽可作为理想气体）

3）1mol 理想气体在 273.15K等温地从10p? 膨胀到p? ，若膨胀是可逆的，试计算此过程的Q（单位J）、W（单位J）及气体的DU（单位J），DH（单位J），DS（单位J/K），DG（单位J），DF（单位J）。

4）298K、p? 下，Zn和CuSO4溶液的置换反应在可逆电池中进行，做出电功200kJ，放热6kJ，求该反应的DrU（单位kJ），DrH（单位kJ），DrF（单位kJ），DrS（单位J/K），DrG（单位kJ）（设反应前后的体积变化可忽略不计）。

5）2mol苯和3mol甲苯在25°C和p? 下混合，设体系为理想液体混合物，求该过程的Q（单位J),W（单位J），DU（单位J），DH（单位J），DS（单位J/K），DF（单位J），DG（单位J）。

答案：选择题： 1.C 2.B 3.C 4.A 5.A 6.A 7.A 8.B 9.A 10.C 11.C 12.B 13.A 14.D 15.A 16.B 17.D 18.B 19.D 20.B 是非题：TFFFF 计算题：

1）-5.55 2) 0，75，75，81.2, 217.7 3) 5230, 5230, 0, 0, 19.14, -5230, -5230 4) -206, -206, -200, -20.1, -200 5) 0, 0, 0, 0, 28, -8350, -8350

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