第二章+热力学第二定律及其应用练习题

第二章第二章 热力学第二定律及其应用热力学第二定律及其应用自测试卷 自测试卷 一 一 是非题 4 5 20 分 1 推动热力学第二定律建立和发展的主要实践是热机效应的研究 2 热力学第二定律对宏观和微观系统都适用 3 因为 ds 故绝热过程中系统的熵不变 4 等温可逆过程中 A W 5 等温等压过程中的自发性过程 系统的吉氏自由能总减少 二 填空题 4 5 20 分 1 在气体的绝热压缩过程中 S 0 2 在理想气体自由膨胀过程中 G 0 3 在可逆相变过程中 S总 0 4 在等温等压下两种理想气体混合时 A 0 5 在系统放热的热力学过程中 S环 0 三 单选题 4 5 20 分 1 关于熵的下列说法中不正确的是 A 熵的数值与系统的历史无关 B 熵的数值决定于系统与环境交换的热 C 系统的熵等于系统内各部分熵的和 D 环境的熵变与过程有关 2 关于 Helmholtz 自由能变 下列说法中不正确的是 A 在任一等温过程中 A W B 在任意等温等容过程中 A Wf C 不可能有 A W 的等温过程 D 在环境作功时 可有 A Wf等温等容过程 3 关于 Gibbs 自由能 下列说法中不正确的是 A 在可逆过程中 G Wf B 在等温等压下的平衡态 系统的 G 值最小 C 在等温等压的过程中 G Wf D 在等温等压下且 wf 0 时 G W 的过程不可能发生 4 液态苯在正常沸点气化 下面的关系中不正确的是 A G 0 B A W C H T S D U Q 5 理想气体等温膨胀时 下列关系中不正确的是 A H Q B A G C H U D A 0 四 双选题 8 5 40 分 1 对等温等压下的反应 NH3 g HCI g NH4Cl s 原则上可作方向判据得是 A A B G C S总 D H E U 2 关系式 S H T 可应用的过程是 A 纯气体在正常露点凝结 B 等温等压下的化学反应 C 等温等压下理想气体混合过程 D 等温等压下且不作体积功的过程 E 纯固体在熔点熔化 3 下面的关系式中不正确的是 A T V s P S V B T P s V S P C S V T P T V D S P T V T P E T P s S V T 4 可直接由实际过程热计算 S 的过程是 A 理想气体等温膨胀过程 B 理想气体等温等压混合过程 C 可逆相变过程 D 可逆电池中发生的化学反应 E 纯物质的简单升温过程 5 在一绝热刚性容器中发生反应 O2 g 2H2 g 2H2O g 下列关系中正确的是 A U Q B U H C G A D V P H E H CP T2 T1 试卷 一 答案 一 判断体 4 5 20 分 1 Yes 2 no 3 no 4 yes 5 yes 二 填空题 4 5 20 分 1 2 3 4 三 单选题 4 5 20 分 1 B 2 D 3 A 4 D 5 A 四 双选题 8 5 40 分 1 B C 2 A E 3 A D 4 C D 5 A D 自测试卷 二 一 判断题 4 5 20 分 1 热力学第二定律主要解决过程方向和限度的判据问题 2 热力学第二定律不适用于极少数粒子组成的微观系统 3 方程 du TdS PdV XjdYj 适用于可逆和不可逆相变与化学反应 4 在热力学过程中系统的熵永不减少 5 在 0 K 时完美晶体的熵规定为零 二 填空题 4 5 20 分 1 对放热反应 A g B g D s G A 2 对理想气体在等温下的混合过程 G S 3 反应 Zn s 2HCI aq ZnCI2 aq H2 g 在等温等压下进行时 G H 4 纯液体真空蒸发 定容 为气体时 U Q 5 在等温等压下 CH3CH2OH L CH3CH2OH g 时 A nRT 三 单选题 4 5 20 分 1 下列说法中正确的是 A S和 S环都是状态函数变化值 B S 0 的化学反应不会出现 C 等温等压下的相变过程 S总都为零 D S环0 B G 0 C H 0 D U 0 E A 0 5 反应 NH4HCO3 s NH3 g CO2 g H2O g 在等温等压下进行时 A G 0 B U0 D H 0 E Q 0 自测试卷 二 答案 一 判断题 4 5 20 分 1 yes 2 yes 3 no 4 no 5 no 二 填空题 4 5 20 分 1 2 3 4 5 三 单选题 4 5 20 分 1 B 2 D 3 D 4 A 5 C 四 双选题 8 5 40 分 1 BC 2 BE 3 BE 4 BE 5 AC 自测试卷 三 一 判断题 4 5 20 1 任一双热源热机的效率 Q1 Q2 Q1 2 Q1 T1 Q2 T2 0 只适合理想气体 3 熵是守恒的状态函数 4 在不可逆热力学过程中 dS Q T 5 自发性过程可以是可逆过程 也可以是不可逆过程 二 填空提 4 5 20 分 1 对任意的可逆循环过程 0 2 等压且无非体积功的绝热反应过程 S 0 3 等温等压下 化学反应达到平衡时 0 4 0 5 两种理想气体在等温等压下混合时 G A 三 单选题 4 5 20 分 1 理想气体自由膨胀时 小于零的时 A S B G C U D H 2 反应 NH4CI s NH3 g HCI g 在等温下自发进行时 A S H T B S Q T C G A RT D A P外 V2 V1 3 已知 298 15K 及 2 105 Pa 下 反应 aA dD hH mM 的 Wf0 B S总 0 C G 0 D A0 的过程是 A 理想气体等温膨胀 B C 等温等压下理想溶液分离 D 等温等压下同种理想气体混合 E 在 0 和压力 P 下 H2O I 凝固 3 S总 0 的过程是 A 在正常沸点液体气化 B 理想气体等温可逆压缩 C 化学反应在电池中进行 D 不同温度不同量的水在等压下混合 E 溶质溶入溶剂吸热 4 下面诸式中无需强调理想气体的是 A B C D E 5 下面的等式成立的是 自测试卷 三 答案 一 判断提 4 5 20 分 1 Yes 2 no 3 no 4 no 5 yes 二 填空题 4 5 20 分 1 0 2 0 3 0 4 0 5 三 单选题 4 5 20 分 1 B 2 C 3 D 4 C 5 A 四 双选题 8 5 40 分 1 B D 2 B C 3 A B 4 B C 5 C E 自测试卷 四 一 判断题 4 5 20 分 1 dS Q T 中 T 是环境温度 对可逆过程的每个微小变化或等温过程此 T 等于系统 的温度 2 自发过程中系统的熵必定增加 3 dS Q T 0 称为热力学过程的通用判据 因为其它各个判据都是由它导出的 4 S总能做过程可逆性判据 是因为 S环与过程 或途径 有关 5 因为 A U TS G U PV TS 能量是守恒的 所以 A 和 G 也是守恒的 二 填空题 4 5 20 分 1 在节流膨胀过程中 S 0 2 H2 g 和 O2 g 在绝热刚性容器中反应时 S总 0 3 在任一可逆循环过程中 Qi Ti R 0 4 在任一不可逆循环过程中 G A 5 在等温等压下可逆电池中发生化学反应时 S Q T 三 单选题 4 5 20 分 1 下面诸式中通常不称为热力学基本方程的是 A B C D 2 关于 G H T S 下列说法中正确的是 A 它适用于任意热力学过程 B 它适用于任意等温热力学过程 C 它只适用于等温下的化学反应 D 它只适用于无化学反应的等温过程 3 G nRTIn V1 V2 适用于 A 任意等温过程 B 任意等温等压过程 C 理想气体等温过程 D 任意气体等温过程 4 2moI N2 g 和 3moI Ar g 等温等压下混合 A B C D 5 25 时 H2O I H2O g 44 021kJ mol 1 但实际上 H2O I 在 25 和压力 p 也会自动蒸发 从热力学上分析 这是由于 A 只能用 G 不能用 做判据 B 不能用 G 或 做判据 C 只能用 S总做判据 D 只能用 A 做判据 四 双选题 8 5 40 分 1 理想气体自由膨胀时 其值都不为零的两组数据时 A S H B S A C G A D T A E V A 2 关于 T S 图 温熵图 T 为纵坐标 下面的说法中不正确的是 A 平行于 T 轴的线是等熵线 B 平行于 S 轴的线是等温线 C 可逆绝热线平行于 S 轴 D 等容线的斜率小于零 E 等压线的斜率大于零 3 下面的关系不正确的是 A B C D E 4 在实验室 NH4HCO3 s 加热分解时 A U 0 B H0 D A 0 E G 0 5 关于化学反应的 G 下列说法中正确的是 A 放热反应 G T P 0 B G T P Wf 0 0 的反应不可能发生 C G T P 0 的反应不可能发生 D G T P 可量度系统作非体积功的能力 E 任一自发反应的 S总一定小于 G T P 自测试卷 四 答案 一 判断题 4 5 20 分 1 Yes 2 no 3 yes 4 yes 5 no 二 填空题 4 5 20 分 1 2 3 4 5 三 单选题 4 5 20 分 1 D 2 B 3 C 4 A 5 A 四 双选题 8 5 40 分 1 B C 2 C D 3 B D 4 C E 5 B D 第二定律的概念和熵 1 关于自发过程 下面的说法中正确的是 A 自发过程就是无需外力帮助而进行的过程 B 自发过程就是热力学不可逆过程 C 自发过程就是自发性不可逆过程 D 自发过程就是能对外界做功的过程 提示 自发性的过程可以是可逆的 也可以是不可逆的 自发过程的基本特征是 热力学不可逆 ABCD 2 在实验室电解水 水分解为氧气和氢气的过程是 A 自发性不可逆过程 B 自发性可逆过程 C 非自发性可逆过程 D 非自发性不可逆过程 提示 外界做电功 水分解反应明显 ABCD 3 理想气体等温膨胀过程中 U 0 Q W 系统吸收的热 全部转换成了功 但不违 反热力学第二定律 因为 A 不违背能量守恒和转化定律 B 系统的状态发生了变化 C 是等温过程 实际上系统与环境无热交换 D 是自发过程 无外界帮助 提示 状态复原时 外界做功 必留下变化 ABCD 4 对任一热机的效率 下面的说法中正确的是 A 可能大于可逆热机 B 可能等于可逆热机 C 可能等于 1 D 不可能小于可逆热机 提示 任一热机也可能是可逆热机 ABCD 5 关系式适用于 A 任一可逆热机 B 任一热机 C 双热源可逆的热机 D 双热源任一热机 提示 T1和 T2为两热源温度 可逆热机此等式成立 ABCD 6 关于 Carnot 定理的意义 下列说法中不正确的是 A 它表明了第一定律与第二定律的基本区别 B 它给出了热机效率的极限值 C 它在原则上指出了提高热机效率的途径 D 它表明了第二定律的正确性 ABCD 7 在双热源 T1和 T2之间运转的热机 对其循环过程的热温商之和 Q1 T1 Q2 T2 的 说法中 正确的是 A 可等于零也可大于零 B 可等于零也可大于零或小于零 C 可大于零也可小于零 D 可小于零也可等于零 提示 只有 Q1 T1 Q2 T2 ABCD 8 关于热力学第二定律的下列说法中正确的是 A 热机的效率永远小于 1 B 不可能从单一热源取出热使之完全转化为功 C 不可能把热从低温物体传到高温物体 D 热力学第二定律对任何系统都适用 ABCD 9 推动热力学第二定律建立和发展的主要实践是 A 蒸汽机的发明 B 热机效率的研究 C 热功当量的测定 D 焦耳 汤姆逊实验 ABCD 10 下列诸式中不称为克劳修斯不等式的是 ABCD 11 一系统经历 Carnot 循环时 下列关系中正确的是 提示 Carnot 循环是可逆循环 ABCD 12 关于熵的性质 下面的说法中不正确的是 A 熵的数值与系统的历史无关 B 熵变等于过程中的热温商 C 某些自发过程可为系统创造熵 D 系统的熵具有加和性 提示 只有可逆过程才有 dS Q T ABCD 13 下列热力学过程中 TdS Q 的是 A 理想气体等温不可逆膨胀 B 纯液体在正常沸点蒸发 C HCl g NH3 g NH4Cl s D 不同的理想气体在等温等压下混合 提示 因是可逆过程 才有 TdS Q ABCD 14 下列说法中 不正确的是 A 在绝热可逆过程中系统的熵永不减少 B 宏观孤立系统的熵永不减少 C 封闭系统 S系 S环 永不减少 D 封闭系统内一过程的可逆性越大 S系 S环 越大 提示 可逆性越大 S总 越接近零 ABCD 15 2mol 理想气体在温度 T 时不可逆膨胀 若体积增加 3 倍 则熵变为 A S 2Rln3 B S 2Rln4 C S 2RTln3 D S 2RTln4 ABCD 16 1mol 理想气体 N2 g 温度为 T 若经绝热可逆压缩系统的压力由 P 增至 3P 则 下面的关系中正确的是 A S 0 S环 0 B S 0 S环 0 C S 0 S环 0 D S0 S环 0 C S0 D S 0 S环0 S环 0 B S0 C S 0 S环 0 D S 0 S环0 S环 0 C S 0 S环 0 D S 0 S环0 C S 397 1J K 1 mol 1 S环 397 1 J K 1 mol 1 D S环 106 42J K 1 mol 1 S总 0 提示 环境吸热 可逆相变 ABCD 26 系统的熵变 S H T 的过程是 A 理想气体等温膨胀 B 等温等压下的化学反应 C 可逆相变过程 D 绝热可逆过程 提示 可逆相变 S QR T H T ABCD 27 下列说法中不正确的是 A 在封闭系统的可逆过程中 S总一定为零 B 自发过程中系统的熵变一定大于零 C 在等温可逆过程中 S QR T D 在绝热过程中 决不会有 S 0 提示 如过冷水结冰 ABCD 28 下列说法中正确的是 A 相变过程中 S总一定等于零 B 自发过程中 S 一定大于零 C 理想气体混合过程中 S 一定小于零 D 放热反应过程中 S 一定小于零 提示 S R nBlnxB ABCD 29 对 dS Q T 的分析不正确的是 A 可逆过程中系统的熵变等于过程的热温商 B 不可逆过程中系统的熵变大于过程的热温商 C 可逆过程中的熵变大于不可逆过程中的熵变 D 不可能有熵变小于热温商的热力学过程 提示 熵是状态函数 ABCD 30 对 S nCp mlnT2 T1 nRlnP1 P2 下列说法中不正确的是 A 它适用于理想气体等压变温过程 B 它适用于理想气体等温变压过程 C 它适用于理想气体绝热过程 D 它适用于理想气体等温混合过程 提示 两项中可有一项可为零 混合熵 S R nBlnxB ABCD 1C2D3B4B5C6A7D8A9B10D11A12B13B14D15B16A17B18A19D20C21C22A23A24B25D26C 27B28C29C30D Helmholtz 自由能和 Gibbs 自由能 1 关于亥氏自由能的下列说法中正确的是 A 亥氏自由能又叫功函 因为它是系统中能够做功的能量 B 在等温等容的自发过程中亥氏自由能都减少 C 在等温等容过程中 系统的亥氏自由能变等于非体积功 D 在等温过程中系统的亥氏自由能变等于过程中的功 提示 AT V Wf ABCD 2 关于吉氏自由能的下列说法中正确的是 A 在非自发性过程中系统的吉氏自由能一定增加 B 在等温等压且无非体积功的自发过程中系统的吉氏自由能一定减少 C 在等温等压过程中系统的吉氏自由能变等于非体积功 D 吉氏自由能就是系统中可做非体积功的那部分能量 提示 G T P Wf 0 ABCD 3 关于 G 下列说法中不正确的是 A G 只决定于系统的始态和终态 B 在等温等压不可逆过程中 G 小于最大非体积功 C 在等温可逆过程中 G 等于最大功 D 在等温等压可逆过程中 G 等于最大非体积功 提示 只有在等温等压过程中 G 才与 Wf有关 ABCD 4 关于吉氏自由能下列说法中正确的是 A 等温等压下 吉氏自由能减少的过程一定具有自发方向 B 等温等压下 吉氏自由能减少的过程一定是自发过程 C 凡系统吉氏自由能降低的过程一定具有自发方向 D 等温等压且无非体积功的过程一定是不可逆过程 提示 具自发方向的过程可以是可逆的 也可以是不可逆的 ABCD 5 下列关于亥氏自由能的说法中不正确的是 A 在等温等容可逆过程中 系统亥氏自由能减少值等于非体积功 B 在等温等容不可逆过程中 系统亥氏自由能减少值小于非体积功 C 在等温可逆过程中 系统亥氏自由能减少值等于最大功 D 在等温不可逆过程中 系统亥氏自由能减少值小于体积功 提示 A WR WR We Wf ABCD 6 在 298 15K 及压力 P 下 反应 NH3 g HCl g NH4Cl s 最方便的方向判据