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) △rUm (B) △rHm (C) △rSm (D) △rGm
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
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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 (?△rHm/?T)p= 0，则当反应温度降低时其熵变 △rSm (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 CV,m = (3/2)R 温度由 T1变到 T2时，等压过程体系的熵变 △Sp与等容过程熵变 △SV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) △rU = 0，△r H = 0，△r S > 0，△r G < 0 (B) △rU < 0，△r H < 0，△r S > 0，△r G < 0 (C) △rU = 0，△r H > 0，△r S > 0，△r G < 0 (D) △rU > 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）
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(B) dS = CpdlnT - 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 CV,m为常数)。 ( )
(A) △S = nCP,mln(T1/T2) + nR ln(P2/P1) (B) △S = nCV,mln(P2/P1) + nCP,mln(V2/V1) (C) △S = nCV,mln(T2/T1) + nR ln(V2/V1) (D) △S = nCP,mln(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 Wf = 0 的过程 (B) 等容等压，且 Wf = 0 的过程 (C) 等温等压，且 Wf = 0 的可逆过程 (D) 等温等容，且 Wf = 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 △VapG?值应如何变化？ ( )
(A) △VapG? ＝ 0 (B) △VapG?? 0 (C) △VapG?＜ 0 (D) △VapG?＞ 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
25. 某气体的状态方程为 PVm = RT + ?p，其中 ? 为大于零的常数，该气体经恒温膨胀，其内能 ( )
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(A) 不变 (B) 增大 (C) 减少 (D) 不能确定
26. 1mol 范氏气体的 (?S/?V)T 应等于 ( ) (A) R/(Vm-b) (B) R/Vm (C) 0 (D) - R/(Vm-b)
27. 某非理想气体服从状态方程 PV = nRT + bP （b 为大于零的常数），1mol 该气体经历等温过程体积从 V1变成 V2，则熵变 △Sm等于 ( ) (A) R ln (V2-b)/(V1-b) (B) R ln (V1-b)/(V2-b) (C) R ln (V2/V1) (D) R ln (V1/V2)
28. 恒压下纯物质当温度升高时其吉氏自由能 ( ) (A) 上升 (B) 下降 (C) 不变 (D) 无法确定
29. 公式 dG = -SdT + Vdp 可适用下述哪一过程 ( ) (A) 298K、101325Pa 的水蒸发过程 (B) 理想气体真空膨胀 (C) 电解水制取氢 (D) N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g) 未达平衡
30. 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)V = T (B) (?F/?T)V = -S (C) (?H/?p)S = V (D) (?U/?V)S = p
31. 服从 P(Vm- b) = RT（b 为正值）状态方程的实际气体，经过节流膨胀，其温度 ( ) (A) 升高 (B) 降低 (C) 不变 (D) 难以确定
32. 对物质的量为 n 的理想气体，(?T/?P)S应等于 ( ) (A) V/R (B) V/nR (C) V/CV (D) V/CP 33. 下列关系式中哪个不需要理想气体的假设？
(A) Cp- CV = nR; (B) (d lnp)/dT = △H/RT;
(C) 对恒压过程，△H =△U + p△V; (D) 对绝热可逆过程，pV?= 常数。
34. 大多数物质的液体在正常沸点时的摩尔气化熵为： ( ) (A) 20 J.K.mol (B) 25 J.K.mol (C) 88 J.K.mol (D) 175 J.K.mol
35. 273K、2×101.3kPa 时，水的化学势比冰的化学势 ( ) (A) 高 (B) 低 (C) 相等 (D) 不可比较
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
2
36. 273K、10×P?下，液态水和固态水（即冰）的化学势分别为?(l) 和 ?(s)，两者的关系为
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( )
(A) ? (l) >? (s) (B) ? (l) = ? (s) (C) ? (l)
37. 关于偏摩尔量，下面的叙述中不正确的是： (A) 偏摩尔量的数值可以是正数、负数和零；
(B) 溶液中每一种广度性质都有偏摩尔量，而且都不等于其摩尔量； (C) 除偏摩尔吉氏自由能外，其它偏摩尔量都不等于化学势； (D) 溶液中各组分的偏摩尔量之间符合吉布斯－杜亥姆关系式。
二. 填空题：
1. 封闭体系，Wf = 0 时，下列过程中体系的 △U、△S、△G 何者必为零？ (1) 绝热密闭刚性容器中进行的化学反应过程 _________ ； (2) 某物质的恒温恒压可逆相变过程 _________ 。 (3) 某物质经一循环恢复原状态 _________ 。
2. 选择“＞”、“＜”、“＝”中的一个填入下列空格 实际气体绝热自由膨胀 △U _____ 0，△S _____ 0。
3. 理想气体向真空膨胀，体积由 V1变到 V2，其 △U _____ ，△S _____ 。
4. 选择“＞”、“＜”、“＝”中的一个填入下列空格 理想气体恒温可逆压缩 △S _____ 0，△G _____ 0。
5. 在横线上填上 ＞、＜、＝ 或 ？（？代表不能确定） 水在 373.15K 和 101325 Pa 下通过强烈搅拌而蒸发，则 (A) △S ______ Q/T Q为该过程体系吸热 (B) △F ______ -W
(C) △F ______ -Wf最大 (忽略体积变化) (D) △G ______ -Wf最大
6. 选择“＞”、“＜”、“＝”中的一个填入下列空格
100℃、1.5×P?的水蒸气变成 100℃、P?的液体水，△S ______ 0，△G ______ 0
7. 选择“＞”、“＜”、“＝”中的一个填入下列空格
若反应 C(s) + O2(g) = CO2(g) 在恒温、恒压条件下发生，其 △rHm< 0，若在恒容绝热反应中发生，则 △
rm
U _____ 0，△rSm _____ 0。
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