第三章 复习上

1、O返回2021-10-26第三章第三章 热力学第二定律热力学第二定律 1 1、内容概要、内容概要 O返回2021-10-26本章公式多，应用条件也多，复习时应首先抓住：本章公式多，应用条件也多，复习时应首先抓住：1 1、三个状态函数：、三个状态函数：S S、A A、G G；2 2、三个热力学判据：熵判据、亥姆霍兹判据、吉、三个热力学判据：熵判据、亥姆霍兹判据、吉布斯判据。布斯判据。3 3、一组热力学方程：、一组热力学方程： dU = TdS - pdV dU = TdS - pdV dH = TdS + Vdp dH = TdS + Vdp dA =-SdT - pdV dA =-SdT -

2、pdV dG =-SdT + Vdp dG =-SdT + Vdp O返回2021-10-26【熟练掌握】【熟练掌握】 （1 1）卡诺循环、卡诺定理及推论；）卡诺循环、卡诺定理及推论；（2 2）熵的定义、性质和单位）熵的定义、性质和单位; ;克劳修斯不等式和熵增原克劳修斯不等式和熵增原理的表达式及作为过程方向与限度的判据的适用条件；理的表达式及作为过程方向与限度的判据的适用条件；（3 3）利用）利用S Sm m求算反应的求算反应的 r rS Sm m；规定熵和标准熵的定义规定熵和标准熵的定义（4 4）各类过程的）各类过程的 S S、 G G、的计算的计算。 （5 5）热力学第二定律的经典描述形

3、式；）热力学第二定律的经典描述形式；（6 6）热力学第三定律的内容；）热力学第三定律的内容；（7 7）亥姆霍兹函数的定义、性质、单位、判据及其适）亥姆霍兹函数的定义、性质、单位、判据及其适用条件用条件（8 8）封闭系统的热力学基本关系式及其适用条件；）封闭系统的热力学基本关系式及其适用条件；G G随随T T、p p的变化。的变化。 O返回2021-10-26基本计算题类型及基本计算题类型及Q Q、W W、 U U、 H H、 S S、 G G 主要计算公式主要计算公式 O返回2021-10-26一、选择题一、选择题 1 1、下列各式中既是偏摩尔量又是化学势的是（、下列各式中既是偏摩尔量又是化学

4、势的是（ ）。）。 CCCCnpTBnVTBnpSBnVSBnGDnACnHBnUA,.2 2、在、在298K.100kPa298K.100kPa下将下将3mol O3mol O2 2(g),(g),与与4mol Ar(g)4mol Ar(g)在一刚在一刚性密闭容器内恒温混合，则此过程的（性密闭容器内恒温混合，则此过程的（ ） A . A . W W 0 B. U 0 D. G 0 0 B. U 0 D. G 0 3 3、 在一定温度范围内，某化学反应的在一定温度范围内，某化学反应的r rH Hm m与温度无关与温度无关，那么该反应的，那么该反应的r rS Sm m随温度的升高而（随温度的升高

5、而（ ）。）。 A. A. 增大增大 B. B. 减小减小 C. C. 不变不变 D. D. 不能确定不能确定 D DC CC CO返回2021-10-264 4、在、在300K300K的恒温热源中，有一系统由始态的恒温热源中，有一系统由始态经可逆过程经可逆过程后变至状态后变至状态，然后再经不可逆过程回到原来状态，然后再经不可逆过程回到原来状态，整，整个过程中系统从环境得到个过程中系统从环境得到15kJ15kJ的功，则整个过程系统的的功，则整个过程系统的SS等于（等于（ ）。）。 A. 0 B. 33.33 J.KA. 0 B. 33.33 J.K-1-1 C. 50 J.K C. 50 J.

6、K-1-1 D. 15 J.K D. 15 J.K-1-1 5 5、-5-5时，水自动结成冰，若在此温度下，过冷水与冰时，水自动结成冰，若在此温度下，过冷水与冰的化学势分别为的化学势分别为 （水）（水）和和 （冰）（冰），则（）。，则（）。 A A、 （水）（水）（冰）（冰） B B、 （水）（水）=（冰）（冰） C C、 （水）（水）（冰）（冰） D D、无法判断、无法判断 A AA AO返回2021-10-26二、填充题二、填充题 1.1.在在T T1 1=850K=850K的高温热源与的高温热源与T T2 2=400K=400K的低温热源之间工作的的低温热源之间工作的一卡诺热机，当从高温

7、热源吸热一卡诺热机，当从高温热源吸热Q Q1 1=300kJ=300kJ时，该热机对环时，该热机对环境所作的功境所作的功w=w= kJkJ。（填具体数值）。（填具体数值） 2. 2. 在绝热带活塞的容器中，发生了不做非体积功的某化在绝热带活塞的容器中，发生了不做非体积功的某化学反应后，容器的温度升高，压力增大则反应过程的学反应后，容器的温度升高，压力增大则反应过程的r rS S 0 0。（填、或）。（填、或） 3.3.一定量的理想气体在恒温下从一定量的理想气体在恒温下从V V1 1膨胀到膨胀到V V2 2，则该气体经，则该气体经历此过程后其历此过程后其GG 0 0。（填、或）。（填、或） -1

8、58.82-158.82O返回2021-10-264.1mol4.1mol液态水在液态水在373.15K373.15K、101.325kPa101.325kPa条件下蒸发为同温条件下蒸发为同温同压下同压下1mol1mol气态水，此过程的气态水，此过程的GG 0 0（填、或（填、或） 5. 1mol5. 1mol某单原子理想气体从体积为某单原子理想气体从体积为V V1 1的始态开始，经历的始态开始，经历绝热可逆膨胀后变至绝热可逆膨胀后变至10V10V1 1, ,则该过程的则该过程的 S=S= J J。（填入具体数值）（填入具体数值） 三、判断题三、判断题 1. 1. 封闭系统中封闭系统中S S

9、= 0 = 0的过程不一定是可逆过程。的过程不一定是可逆过程。 2. 2. 物质的规定熵就是该状态下其熵的绝对值。物质的规定熵就是该状态下其熵的绝对值。 3. 3. 在封闭系统中进行的恒温、恒压、在封闭系统中进行的恒温、恒压、G G00 0 。 5. 5. 化学势与系统的温度、压力和组成有关，但与系统的化学势与系统的温度、压力和组成有关，但与系统的总量无关。总量无关。 四、计算题四、计算题 将将2020，101.325kPa101.325kPa的的1mol H1mol H2 2O O（l l）变为）变为100100、10.1310.13kPakPa的的1mol H1mol H2 2O O（g

10、g），求此过程的熵变），求此过程的熵变S S。已知。已知C Cp.mp.m(H(H2 2O,l )=75.31J.Kmol, 100O,l )=75.31J.Kmol, 100、101.325kPa101.325kPa下液态水下液态水的摩尔蒸发焓的摩尔蒸发焓vapHvapHm m=40.63 kJmol=40.63 kJmol。 21/ T） 解：解：SS1 1=nC=nCp.mp.m(H(H2 2O,l )lnO,l )ln（T T2 2/T/T1 1） =1mol=1mol75.31JK75.31JK-1-1molmol-1-10.2413 0.2413 =18.172J.K=18.172

11、J.K-1 -1 O返回2021-10-26SS2 2 =n=nVapVapH Hm m/373.15K/373.15K=108.88JK=108.88JK-1 -1 SS3 3 =nRln =nRln（101.325/10.1325101.325/10.1325）=19.14JK=19.14JK-1-1 S =SS =S1 1+S+S2 2+S+S3 3=146.19JK=146.19JK-1-1 五、计算题五、计算题 初始状态为初始状态为300K300K，1000kPa1000kPa的的1.604 mol1.604 mol的理想气体，在外的理想气体，在外压恒定为压恒定为100kPa100k

12、Pa的条件下，等温膨胀到末态为的条件下，等温膨胀到末态为100kPa100kPa。求。求此过程此过程Q Q、W W、UU、HH、SS和和GG。 解：理想气体等温过程解：理想气体等温过程 ： U=0 U=0 H=0 H=0 Q=Q=W W W=-pW=-p外外（V V2 2-V-V1 1） = -nRT(1-p= -nRT(1-p2 2/p/p1 1) ) =-1.604mol=-1.604mol8.314J.K8.314J.K-1-1.mol.mol-1-1300K300K(1-1.00(1-1.0010105 51.001.0010106 6) ) =-3600.72 J =-3600.72

13、 J O返回2021-10-26Q=3600.72 J Q=3600.72 J S=nRln( pS=nRln( p1 1/p/p2 2) ) =1.604mol=1.604mol8.314J.K8.314J.K-1-1.mol.mol-1-1ln(1.00ln(1.0010106 6/1.00/1.0010105 5) ) =30.706 J.K=30.706 J.K-1-1 G=HG=HTS=TS=TSTS= =300K300K30.706 J.K30.706 J.K-1-1= =9211.800 J 9211.800 J O返回2021-10-26七、判断下列各题说法或结论是否正确，并说

14、明原因。 （1）功可以全部变成热，但热不能全部转化为功。 解：不正确。功可以全部变成热，热也可以全部转化解：不正确。功可以全部变成热，热也可以全部转化为功。但热全部转化为功肯定会引起其他变化。例如理想为功。但热全部转化为功肯定会引起其他变化。例如理想气体等温膨胀时，气体等温膨胀时， U=0U=0，Q= -WQ= -W，热全部转化为功，但系，热全部转化为功，但系统的体积增大，压力减少了。统的体积增大，压力减少了。（2）自然界中存在温度降低，但熵值增加的过程。 解：正确。熵不仅与温度有关，还与其他状态性质如解：正确。熵不仅与温度有关，还与其他状态性质如体积、压力有关。熵值的改变将取决于这些因素变化

15、的综体积、压力有关。熵值的改变将取决于这些因素变化的综合效果。例如绝热膨胀过程就是温度降低，但熵值增加的合效果。例如绝热膨胀过程就是温度降低，但熵值增加的过程。过程。 O返回2021-10-26（3）熵值不可能为负值。 解：正确。根据玻尔兹曼公式解：正确。根据玻尔兹曼公式S=klnS=kln ，其中，其中 为状态函为状态函数，一定大于或等于数，一定大于或等于1 1，故，故S S 0 0。 （4）系统达到平衡时熵值最大，吉布斯函数最小。 解：不正确。绝热系统达到平衡时熵值最大，恒温恒压不解：不正确。绝热系统达到平衡时熵值最大，恒温恒压不作非体积功的条件下，系统达到平衡时吉布斯函数最小。作非体积功

16、的条件下，系统达到平衡时吉布斯函数最小。本题忽略了前提条件。本题忽略了前提条件。 （5）不可逆过程的熵不会减少。 解：不正确。题给说法仅适合于绝热系统或隔离系统。 O返回2021-10-26（6 6） 在绝热系统中，发生一个从状态在绝热系统中，发生一个从状态A AB B的不可逆过的不可逆过程，无论用什么方法，系统再也回不到原来的状态了。程，无论用什么方法，系统再也回不到原来的状态了。 解：正确。绝热系统中，发生一个从状态解：正确。绝热系统中，发生一个从状态A AB B的不可逆过的不可逆过程，则程，则S=SS=SB BS SA A 0 0，即，即S SB B S SA A。而从。而从B B出发，

17、无论经什么出发，无论经什么过程，熵值只能增加，所以回不到原来的状态了。过程，熵值只能增加，所以回不到原来的状态了。 （7）可逆热机的效率最高，在其他条件相同的情况下，由可逆热机牵引火车，其速度将最慢。 解：正确。可逆热机的效率是指热转换为功的效率，而不是运行速率，可逆过程的特点之一就是推动力无限小，变化无限缓慢。 O返回2021-10-26（8 8）某一化学反应的热效应除以反应温度）某一化学反应的热效应除以反应温度T T，即得此反应，即得此反应得得 r rS Sm m。 解：不正确。化学反应的热效应解：不正确。化学反应的热效应 r rH Hm m=Q=Qp p Q Qr r。而。而 r rS

18、Sm m= = Q Qr r/T/T。所以。所以 r rS Sm mr rH Hm m/T/T。如果该反应的。如果该反应的( ( r rG Gm m) )T,pT,p=0=0，则该，则该式成立。平衡时可逆。式成立。平衡时可逆。 （9 9）在恒压下用酒精灯）在恒压下用酒精灯加热某物质，该物质的熵变加热某物质，该物质的熵变TdTCSTTp/21 解：不正确。如该物质在加热过程中无相变化则该式成立。否则不能成立。 （1010）对于绝热系统，可用）对于绝热系统，可用 S S 0 0判断过程的方向和限度。判断过程的方向和限度。 解：不正确。若加上环境不对系统作功则设法成立。否则不能成立解：不正确。若加上

19、环境不对系统作功则设法成立。否则不能成立 O返回2021-10-263 3、试根据熵的统计意义定性地判断下列过程的熵变大于、试根据熵的统计意义定性地判断下列过程的熵变大于零还是小于零。零还是小于零。（1 1）水蒸气冷凝成水；）水蒸气冷凝成水；（2 2）CaCOCaCO3 3（s s）CaOCaO（s s）+ CO+ CO2 2（g g）；）；（3 3）乙烯聚合成聚乙烯；）乙烯聚合成聚乙烯；（4 4）气体在催化剂表面上吸附；）气体在催化剂表面上吸附；（5 5）碳水化合物在生物体内的分解。）碳水化合物在生物体内的分解。 S0S0S0 S0S0 SS0S0O返回2021-10-26已知理想气体系统符

20、合，已知理想气体系统符合，求证：求证：CTTRVVCCRVpV,ln()ln()mmm2121 及CTTRppp,ln()ln()m2121证证：因为：因为：C CV V,m,m = = C Cp p,m,m- -R RCTTCTTRTTCTTRTTRVVRT VT VRppVpp,ln()ln()ln()ln()ln()ln()lnlnmmm212121212121211221八、证明题八、证明题O返回2021-10-26十、判断题、判断题1、恒温过程的、恒温过程的Q一定是零。一定是零。2、所有绝热过程的、所有绝热过程的Q为零，为零， syssysS S也必为零。也必为零。3 3、不可逆过程

21、就是过程发生后，系统不能再复原的过、不可逆过程就是过程发生后，系统不能再复原的过程程4 4、当热由系统传给环境时，系统的焓必减少。、当热由系统传给环境时，系统的焓必减少。5 5、一氧化碳的标准摩尔生成焓也是同温度下石墨的标、一氧化碳的标准摩尔生成焓也是同温度下石墨的标准摩尔燃烧焓。准摩尔燃烧焓。6 6、实际气体绝热可逆过程的、实际气体绝热可逆过程的 S S一定为零，一定为零， G G不一定为不一定为零。零。 O返回2021-10-267 7、在绝热、密闭、坚固的容器中发生化学反应，、在绝热、密闭、坚固的容器中发生化学反应， U U一定一定为零，为零， H H不一定为零。不一定为零。8、稀溶液中

22、溶质的化学势稀溶液中溶质的化学势 (B)= (T，B)+RTlnx x(B)，此时所定义的标准态是假象的状态。此时所定义的标准态是假象的状态。9 9、H、S、U和和G均是系统的容量性质，而化学势均是系统的容量性质，而化学势 (B)是是系统的强度性质。系统的强度性质。10、对于理想气体，不管是恒压过程，还是恒容过程，、对于理想气体，不管是恒压过程，还是恒容过程，公式公式 都可以适用。都可以适用。 dTnCHP O返回2021-10-26十一、填空十一、填空若已知下列过程的若已知下列过程的 S S、 G G、A的数据，请从中选择一个的数据，请从中选择一个用做判断该过程自发进行于否的判据并填入横线上

23、。用做判断该过程自发进行于否的判据并填入横线上。1 1、8585、101.325kPa101.325kPa的的1mol1mol水蒸气在恒温恒压下变成水蒸气在恒温恒压下变成8585、101325kPa101325kPa液体水，判断此过程应采用液体水，判断此过程应采用 判据。判据。2 2、在绝热密闭的耐压钢瓶中进行一化学反应，此过程应、在绝热密闭的耐压钢瓶中进行一化学反应，此过程应采用采用 判据。判据。3 3、将、将1mol1mol温度为温度为100100、101.325kPa101.325kPa液体水投入一密封的液体水投入一密封的，真空容器中并完全蒸发为同温同压的水蒸汽判断此过程，真空容器中并完

24、全蒸发为同温同压的水蒸汽判断此过程应采用应采用 判据。判据。SAGO返回2021-10-26十二、简答题十二、简答题1 1、卡诺循环由哪些具体步骤组成？、卡诺循环由哪些具体步骤组成？2 2、如何判断在封闭系统内发生的绝热过程是否可逆？、如何判断在封闭系统内发生的绝热过程是否可逆？3 3、由同一始态经绝热可逆和一步绝热不可逆膨胀至具有、由同一始态经绝热可逆和一步绝热不可逆膨胀至具有相同体积的末态，二者的末态是否相同？相同体积的末态，二者的末态是否相同？四步四步熵判据熵判据由式由式 U=nCU=nCVmVm（T T2 2-T-T1 1）=-p=-pambamb（V V2 2-V-V1 1）可知）可

25、知绝热不可绝热不可逆膨胀反抗的外压逆膨胀反抗的外压p pambamb越小，越小，T T2 2（不可逆）就越比（不可逆）就越比T T2 2（可逆（可逆）高，当）高，当p pambamb等于经绝热可逆膨胀末态等于经绝热可逆膨胀末态p p2 2时，绝热不可逆膨时，绝热不可逆膨胀末态胀末态p p/ /2 2大于大于p p2 2， T T2 2（不可逆）仍高于（不可逆）仍高于T T2 2（可逆），两过（可逆），两过程末态程末态T T、p p都不等，故不能达到同一末态。都不等，故不能达到同一末态。O返回2021-10-264 4、在什么条件下化学反应的、在什么条件下化学反应的rSm不随反应温度的变化而不随

26、反应温度的变化而变化？变化？由由 1/TrmrmrpmTSTSTCT dT ，可知当可知当rCpm=0时时， rSm不随反应温度变化不随反应温度变化O返回2021-10-26五、计算题五、计算题 2mol2mol理想气体由理想气体由273K273K，500kPa500kPa的始态，在外压恒定为的始态，在外压恒定为100kPa100kPa的条件下恒温膨胀至压力为的条件下恒温膨胀至压力为100kPa100kPa的末态，试计算的末态，试计算此过程的此过程的Q Q，W W，U U、H H，S S，及及G G。 答：答：-p-p2 2(V(V2 2-V-V1 1)=-nRT(1-p)=-nRT(1-p2

27、 2/p/p1 1) ) -2.00mol-2.00mol8.314J.K8.314J.K-1-1.mol.mol-1-1273K(1-100/500) 273K(1-100/500) -3632 J -3632 J -W3632J UH S nRln(pnRln(p1 1/p/p2 2) ) 2.00mol8.314J.K-1.mol-1ln(500/100) 26.8 J.K-1 GHT ST S -7.23 kJ O返回2021-10-26六、六、在在373K373K，101.325kPa101.325kPa下，气态水变为液态水的下，气态水变为液态水的HmHm-40.63kJ-40.63

28、kJmolmol-1-1, Cp.m=42.1J, Cp.m=42.1JK K-1-1molmol-1-1。试求：。试求： 上上述过程的述过程的 SmSm和和 GmGm； 在在298K298K，101.325kPa101.325kPa下，下，H H2 2O(g)HO(g)H2 2O(l)O(l)的的HmHm， Sm Sm 和和 GmGm。 3111(373)40.63 10108.93373373mmKHJ molSJ molKKK GGm m(373K)=0 (373K)=0 (2) Hm(298K)= Hm(373K)(2) Hm(298K)= Hm(373K)Cp.m(298Cp.m(2

29、98373)K 373)K =-40.63 kJ.mol=-40.63 kJ.mol-1-1+42.1+42.11010-3-3 kJ.mol kJ.mol-1-1.K.K-1-1(-75K) (-75K) =43.79 kJ.mol=43.79 kJ.mol-1-1 Sm(298K) =Sm(373K)+Cp.mln(298K/373K) Sm(298K) =Sm(373K)+Cp.mln(298K/373K) O返回2021-10-26=-108.935Jmol=-108.935Jmol-1-1KK-1-1+42.1 Jmol+42.1 Jmol-1-1KK-1-1(-0.2245) (-

30、0.2245) =-118.38 Jmol=-118.38 Jmol-1-1KK-1-1 Gm(198K)= Hm(298K)-298KGm(198K)= Hm(298K)-298KSm(298K) Sm(298K) =43.79k Jmol=43.79k Jmol-1-1-298K-298K(-118.38(-118.381010-3-3) k Jmol) k Jmol-1-1 =-8.51 k Jmol=-8.51 k Jmol-1-1 O返回2021-10-26八八、初始状态为、初始状态为300K300K，1000kPa1000kPa的的1.604 mol1.604 mol的理想气体，的

31、理想气体，在外压恒定为在外压恒定为100kPa100kPa的条件下，等温膨胀到末态为的条件下，等温膨胀到末态为100kPa100kPa。求此过程。求此过程Q Q、W W、UU、SS和和GG。解：理想气体等温过程解：理想气体等温过程 ：U=0 U=0 Q=Q=W W W=-pW=-p外外（V V2 2-V-V1 1）=-nRT(1-p=-nRT(1-p2 2/p/p1 1) ) =-=-1.604mol1.604mol8.314J.K8.314J.K-1-1.mol.mol-1-1300K(1-1.00300K(1-1.001051051.001.0010106 6) ) = = 3600.72

32、 J 3600.72 J Q=3600.72 J Q=3600.72 J S=nRln( pS=nRln( p1 1/p/p2 2) ) =1.604mol=1.604mol8.314J.K8.314J.K-1-1.mol.mol-1-1ln(1.00ln(1.001061061.001.0010105 5) ) =30.706 J.K-1 =30.706 J.K-1 G=H-TSG=H-TS=-TS=-300K=-TS=-300K30.706 J.K30.706 J.K-1-1=-9211.800J =-9211.800J O返回2021-10-26九、九、某液体某液体A A的正常凝固点为的

33、正常凝固点为400K400K，摩尔凝固焓，摩尔凝固焓 l ls sH Hm m=-=-6.00kJmol6.00kJmol-1-1。已知液体。已知液体A A的平均定压摩尔热容的平均定压摩尔热容 C Cp.mp.m=20JK=20JK-1-1molmol-1-1. .试求下述相变过程的试求下述相变过程的HHm m和和SSm m。A (s, 400K,101.325kPa) A (s, 400K,101.325kPa) A (l, 300K,101.325 kPa) 解：解：A(s,400K,101.325kPa) A(l,300K,101.325 kPa) A(s,400K,101.325kPa

34、) A(l,300K,101.325 kPa) S1 S2 A (l, 400K,101.325kPa) A (l, 400K,101.325kPa) H H1=- -slHm m=6.00kJ.mol-1 SS1 1=H=H1 1/T/T1 1=-6000 J.mol=-6000 J.mol-1-1/400K =15 J.mol/400K =15 J.mol-1-1.K.K-1-1 S S2=. p mCln(Tln(T2 2/T/T1 1) ) =20 J.K=20 J.K-1-1.mol.mol-1-1ln(300/400)ln(300/400) =-5.75J.mol=-5.75J.m

35、ol-1-1.K.K-1-1 Sm=SSm=S1 1+S2=9.25 J.mol+S2=9.25 J.mol-1-1.K.K-1-1 O返回2021-10-26一、选择题一、选择题 1. 1. 理想气体绝热向真空膨胀，则理想气体绝热向真空膨胀，则 ( )( ) S = 0S = 0，W = 0 (B) W = 0 (B) H = 0H = 0，U = 0 U = 0 (C) (C) G = 0G = 0，H = 0 (D) H = 0 (D) U = 0U = 0，G = 0G = 02. 熵变 S S 是 （ ） 不可逆过程热温商之和 可逆过程热温商之和(C) 与过程无关的状态函数 (D)

36、与过程有关的状态函数 B BC CO返回2021-10-263. 3. 对于孤立体系中发生的实际过程，下式中不正确的是对于孤立体系中发生的实际过程，下式中不正确的是：（：（ ） W = 0 (B) Q = 0 W = 0 (B) Q = 0 (A)(A)(C) (C) S 0 (D) S 0 (D) H = 0H = 04. 4. 理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程 （ ）(A) (A) 可以从同一始态出发达到同一终态可以从同一始态出发达到同一终态(B) (B) 不可以达到同一终态不可以达到同一终态(C) (C) 不能断定不能断定 (A)(A)、(B) (B)

37、 中哪一种正确中哪一种正确(D) (D) 可以达到同一终态，视绝热膨胀还是绝热压缩而定可以达到同一终态，视绝热膨胀还是绝热压缩而定 D DB BH =H =U + U + (PV)(PV)，在孤立体系中，在孤立体系中 U = 0U = 0，但，但 (PV) (PV) 不一定等于零。不一定等于零。 绝热可逆 S = 0 绝热不可逆 S 0 O返回2021-10-265. 5. p p 、273.15K 273.15K 水凝结为冰，可以判断体系的下列热水凝结为冰，可以判断体系的下列热力学量中何者一定为零？（力学量中何者一定为零？（ ）(A) (A) U (B) U (B) H (C) H (C)

38、S (D) S (D) G G D D6. 6. 在绝热恒容的反应器中，在绝热恒容的反应器中，H H2 2和和ClCl2 2化合成化合成HClHCl，此过程，此过程中下列各状态函数的变化值哪个为零？中下列各状态函数的变化值哪个为零？( )( )(A) (A) r rU Um m (B) (B) r rH Hm m (C) (C) r rS Sm m (D) (D) r rG Gm m A A7. 7. 在绝热条件下，用大于气筒内的压力，迅速推动活塞在绝热条件下，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：压缩气体，此过程的熵变为： ( )( )(A) (A) 大于零大于零 (B)

39、 (B) 等于零等于零 (C) (C) 小于零小于零 (D) (D) 不能确定不能确定 A A因绝热不可逆过程的因绝热不可逆过程的 S S体体 0 0 O返回2021-10-268. H8. H2 2和和 O O2 2在绝热钢瓶中生成水的过程：在绝热钢瓶中生成水的过程： （ ）(A) (A) H = 0 (B) H = 0 (B) U = 0 (C) U = 0 (C) S = 0 (D) S = 0 (D) G = 0 G = 0 钢瓶恒容，并和外界无功和热的交换， U = 0 B BO返回2021-10-269. 9. 在在 270K,101.325kPa 270K,101.325kPa

40、下，下，1mol1mol过冷水经等温等压过程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：凝结为同样条件下的冰，则体系及环境的熵变应为：( ) ( ) S S体系体系 0 0 ， S S环境环境 0 0 (B) (B) S S体系体系 0 0 0(C) (C) S S体系体系 0 0 ， S S环境环境 0 0 0 ， S S环境环境 0 0 10. 1mol 10. 1mol 的单原子理想气体被装在带有活塞的气缸中，的单原子理想气体被装在带有活塞的气缸中，温度是温度是 300K300K，压力为，压力为 1013250Pa1013250Pa。压力突然降至。压力突然降至 20

41、2650 202650 PaPa，所以气体在，所以气体在 202650Pa 202650Pa 的定压下做绝热膨胀，则该过的定压下做绝热膨胀，则该过程的程的 S S 是是( ) ( ) 。(A) (A) S0 (B) S0 (D) S0 (D) S 0 S 0 B BC C 这是 Q = 0 的不可逆过程 S 0 O返回2021-10-2611. 11. 已知某可逆反应的已知某可逆反应的 ( (r rH Hm m/ / T T) )p p= 0= 0，则当反应温度，则当反应温度降低时其熵变降低时其熵变 r rS Sm m( ) ( ) 。(A) (A) 减小减小 (B) (B) 增大增大 (C)

42、 (C) 不变不变 (D) (D) 难以判难以判断断 12. 12. 在在 N N2 2和和 O O2 2混合气体的绝热可逆压缩过程中，体系的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热力学函数变化值在下列结论中正确的是( ) ( ) 。(A) (A) U = 0 (B) U = 0 (B) A = 0 (C) A = 0 (C) S = 0 (D) S = 0 (D) G = 0 G = 0 13. 13. 单原子理想气体的单原子理想气体的C CV,mV,m= (3/2)= (3/2)R R 温度由温度由T T1 1变到变到T T2 2时，时，等压过程体系的熵变

43、等压过程体系的熵变 S Sp p与等容过程熵变与等容过程熵变 S SV V之比是之比是( ) ( ) (A) 1 : 1 (B) 2 : 1 (C) 3 : 5 (D) 5 : 3 (A) 1 : 1 (B) 2 : 1 (C) 3 : 5 (D) 5 : 3 ( (r rH Hm m/ / T T ) )P P = = C CP.mP.m = 0 = 0而而 ( (r rS Sm m/ / T)T)P P= = C CP,mP,m/ /T T = 0 = 0 C CC C Q= 0 故 S = 0 D DO返回2021-10-2614. 14. 水在水在 100100，1 1p p 压力下沸

44、腾时，下列各量何者增压力下沸腾时，下列各量何者增加？加？ ( )( )(A) (A) 熵熵 (B)(B)气化热气化热 (C) Gibbs(C) Gibbs自由能自由能 (D) (D) 蒸气蒸气压压 15. 2mol H15. 2mol H2 2和和 2mol Cl2mol Cl2 2在绝热钢筒内反应生成在绝热钢筒内反应生成 HCl HCl 气气体，起始时为常温常压。则体，起始时为常温常压。则( ) ( ) 。(A) (A) rU = 0rU = 0，r H = 0r H = 0，r S 0r S 0，r G 0r G 0(B) (B) rU 0rU 0，r H 0r H 0r S 0，r G

45、0r G 0r H 0，r S 0r S 0，r G 0r G 0rU 0，r H 0r H 0，r S = 0r S = 0，r G 0r G 0 A AC CO返回2021-10-2616. 16. 室温下，室温下，1010p p 的理想气体绝热节流膨胀至的理想气体绝热节流膨胀至 5 5p p 的过程有：的过程有：(1) W0 (1) W0 ； (2) T(2) T1 1 T T2 2； (3) Q = 0 (3) Q = 0 ； (4) (4) S 0S 0其正确的答案应是：其正确的答案应是： ( )( ) (3) (3)、(4) (B) (2)(4) (B) (2)、(3) (3) (

46、A)(A)(C) (1)(C) (1)、(3) (D) (1)(3) (D) (1)、(2) (2) (A) (A) 绝热绝热 Q = 0 Q = 0 理想气体节流膨胀后理想气体节流膨胀后T T不变不变又又 W W = - = -p p1 1V V1 1+ + p p2 2V V2 2= n= nRTRT2 2- n- nRTRT1 1= 0= 0 d dS S = (du + = (du + p pd dV V) / T = C) / T = CV Vd dT T/ /T T + + p pd dV V/ /T T = n = nR Rd dV V/ /V V S = nS = nR Rln

47、(Vln(V2 2/V/V1 1) 0 ( V) 0 ( V2 2 V V1 1) ) 答案为答案为 (A) (A) A AO返回2021-10-2617. 17. 下列表达式中不正确的是：下列表达式中不正确的是： ( )( )(A) (A) ( U U/ / V V) )S S = - = - p p （适用于任何物质）（适用于任何物质）(B) d(B) dS S = = C Cp pdlndlnT T - - nRnRdlndlnp p （适用于任何物质）（适用于任何物质）(C) (C) ( S S/ / V V) )T T = ( = ( p p/ / T T) )V V （适用于任何物

48、质）（适用于任何物质）(D) (D) ( U U/ / p p) )T T = 0 = 0 （适用于理想气体）（适用于理想气体） B B18. 18. 物质的量为物质的量为 n n 的理想气体从的理想气体从 T T1 1, ,p p1 1, ,V V 1 1变化到变化到 T T2 2, ,p p2 2, ,V V2 2，下列哪个公式不适用，下列哪个公式不适用 ( (设设 C CV,mV,m为常数为常数) )。 ( )( )(A) (A) S = nCS = nCp,mp,mln(Tln(T1 1/T/T2 2) + nR ln(p) + nR ln(p2 2/p/p1 1) )(B) (B)

49、S = nCS = nCV,mV,mln(pln(p2 2/p/p1 1) + nCp,mln(V) + nCp,mln(V2 2/V/V1 1) )(C) (C) S = nCS = nCV,mV,mln(Tln(T2 2/T/T1 1) + nR ln(V) + nR ln(V2 2/V/V1 1) )(D) (D) S = nCS = nCp,mp,mln(Tln(T2 2/T/T1 1) + nR ln(p) + nR ln(p1 1/p/p2 2) ) A AO返回2021-10-26 (1) NaOH (1) NaOH 溶解于水溶解于水 (2) (2) 水溶液中，水溶液中，AgAg

50、+ + + 2NH + 2NH3 3(g) Ag(NH(g) Ag(NH3 3) )2 2 + +(3) HCl (3) HCl 气体溶于水，生成盐酸气体溶于水，生成盐酸 (4) 2KClO(4) 2KClO3 3(s) 2KCl(s) + 3O(s) 2KCl(s) + 3O2 2(g)(g)(5) NH(5) NH4 4Cl(s) NHCl(s) NH3 3(g) + HCl(g)(g) + HCl(g)上述各体系在等温等压过程中熵值减少的是：上述各体系在等温等压过程中熵值减少的是： ( )( ) (2) (2)、(3) (B) (1)(3) (B) (1)、(4) (4) (C) (4)

51、(C) (4)、(5) (D) (1)(5) (D) (1)、(2) (2) A A20.20.根据熵的统计意义可判断下列过程中何者的熵值增大？根据熵的统计意义可判断下列过程中何者的熵值增大？ ( ) ( ) 。(A) (A) 水蒸气冷却成水水蒸气冷却成水 (B) (B) 石灰石分解生成石灰石灰石分解生成石灰(C) (C) 乙烯聚合成聚乙烯乙烯聚合成聚乙烯 (D) (D) 理想气体绝热可逆膨胀理想气体绝热可逆膨胀B BO返回2021-10-26二. 填空题 1. 1. 封闭体系，封闭体系，W W/ / = 0 = 0 时，下列过程中体系的时，下列过程中体系的 U U、S S、G G 何者必为零

52、？何者必为零？(1) (1) 绝热密闭刚性容器中进行的化学反应过程绝热密闭刚性容器中进行的化学反应过程_ _ ；(2) (2) 某物质的恒温恒压可逆相变过程某物质的恒温恒压可逆相变过程 _ _ 。(3) (3) 某物质经一循环恢复原状态某物质经一循环恢复原状态 _ _ _ 。 2. 2. 选择选择“”、“”、“”中的一个填入下列空格中的一个填入下列空格实际气体绝热自由膨胀实际气体绝热自由膨胀 U _ 0U _ 0，S _ 0S _ 0。 3. 3. 理想气体向真空膨胀，体积由理想气体向真空膨胀，体积由 V V1 1变到变到 V V2 2，其，其 U U _ _ ，S _S _ _ _ 。 U=

53、0U=0 G=0G=0 U=0,U=0, S=0,S=0, G=0 G=0 =0=0=n=nR Rln(Vln(V2 2/V/V1 1) )O返回2021-10-264. 4. 选择选择“”、“”、“”中的一个填入下列空格中的一个填入下列空格理想气体恒温可逆压缩理想气体恒温可逆压缩 S _ 0S _ 0，G _ 0G _ 0。 5. 5. 在横线上填上在横线上填上 、 或或 ？（？代表不能确定）？（？代表不能确定）水在水在 373.15K 373.15K 和和 101325 Pa 101325 Pa 下通过强烈搅拌而蒸发，则下通过强烈搅拌而蒸发，则(A) (A) S _ Q/T QS _ Q/

54、T Q为该过程体系吸热为该过程体系吸热(B) (B) A _ -WA _ -W(C) (C) A _ -WA _ -W/ /最大最大 ( (忽略体积变化忽略体积变化) )(D) (D) G _ -WG _ -W/ /最大最大 6. 6. 选择选择“”、“”、“”中的一个填入下列空格中的一个填入下列空格100100、1.51.5p p 的水蒸气变成的水蒸气变成 100100、p p 的液体水，的液体水，S S _ 0_ 0，G _ 0 G _ 0 O返回2021-10-267. 7. 选择选择“”、“”、“”中的一个填入下列空格中的一个填入下列空格若反应若反应 C(s) + OC(s) + O2

55、 2(g) = CO(g) = CO2 2(g) (g) 在恒温、恒压条件下发在恒温、恒压条件下发生，其生，其 rHm 0rHm 0，所以在绝热均匀体系中发生过不可逆过程后，就不可能用绝热法使体系还原。因为 S S S S S S O返回2021-10-262. 判断下列说法是否正确并说明原因(4) 封闭绝热循环过程一定是个可逆循环过程。 对。道理同上，既然体系能完成绝热循环，则说明所进行各步绝热过程均是可逆的。有一步不可逆熵值就会增加，回不到原态 O返回2021-10-263. 将气体绝热可逆膨胀到体积为原来的两倍。此时体系的熵增加吗？将液体绝热可逆地蒸发为气体时，熵将如何变化？ 4. 熵增

56、加原理就是隔离体系的熵永远增加。此结论对吗？ 5. 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？6. 凡是 S 0 的过程都是不可逆过程，对吗？ 因为在绝热可逆过程中因为在绝热可逆过程中 S=QS=QR R/ T = 0 / T = 0 。所以气体。所以气体的绝热可逆膨胀、液体的绝热可逆蒸发等等均不引起体系的绝热可逆膨胀、液体的绝热可逆蒸发等等均不引起体系熵的变化。熵的变化。 O返回2021-10-267. 任何气体不可逆绝热膨胀时其内能和温度都要降低，但熵值增加。对吗？任何气体如进行绝热节流膨胀，气体的温度一定降低，但焓值不变。对吗？ 前结论对。后结论错，节

57、流膨胀要看焦汤系数前结论对。后结论错，节流膨胀要看焦汤系数 J-TJ-T = ( = ( T/T/ p)p)H H是正还是负。是正还是负。 O返回2021-10-268. 一定量的气体在气缸内(1) 经绝热不可逆压缩，温度升高， S 0(2) 经绝热不可逆膨胀，温度降低， S 0。 H = 0 H = 0 O返回2021-10-2610. 一个理想热机，在始态温度为 T2的物体 A 和温度为 T1的低温热源 R 之间可逆地工作，当 A 的温度逐步降到 T1时，A 总共输给热机的热量为 Q2，A 的熵变为 S A，试导出低温热源 R 吸收热量 Q1的表达式。 理想热机可逆循环，因此工作物质理想热

58、机可逆循环，因此工作物质( (体系体系) )，A A 及热源及热源 R R 的总熵变为零。的总熵变为零。即即 S S总总 = = S S体体 + + S SA A + Q + Q1 1/T/T1 1= 0= 0因为因为 S S体体 = 0= 0故故 S SA A + Q + Q1 1/T/T1 1= 0= 0， 从而从而 Q Q1 1= -T= -T1 1S S O返回2021-10-2611. 11. 在下列结论中正确的划在下列结论中正确的划 ，错误的划，错误的划 。下列的过下列的过程可应用公式程可应用公式 S=nRln(VS=nRln(V2 2/V/V1 1) ) 进行计算：进行计算： 理

59、想气体恒温可逆膨胀理想气体恒温可逆膨胀 (2) (2) 理想气体绝热可逆膨胀理想气体绝热可逆膨胀(3) 373.15K (3) 373.15K 和和 101325 Pa 101325 Pa 下水的汽化下水的汽化 (4) (4) 理想气体向真空膨胀理想气体向真空膨胀 (1) (2) (1) (2) (3) (3) (4) (4) O返回2021-10-2612. 12. 请判断在下列过程中，体系的请判断在下列过程中，体系的 U U、H H、S S、A A、G G 中有哪些一定为零？中有哪些一定为零？(A) (A) 苯和甲苯在常温常压下混合成理想液体混合物；苯和甲苯在常温常压下混合成理想液体混合物

60、；(B) (B) 水蒸气经绝热可逆压缩变成液体水；水蒸气经绝热可逆压缩变成液体水；(C) (C) 恒温、恒压条件下，恒温、恒压条件下，Zn Zn 和和 CuSOCuSO4 4溶液在可逆电池中溶液在可逆电池中发生置换反应；发生置换反应；(D) (D) 水蒸气通过蒸气机对外作功后恢复原状；水蒸气通过蒸气机对外作功后恢复原状；(E) (E) 固体固体 CaCOCaCO3 3在在 p p 分解温度下分解成固体分解温度下分解成固体 CaO CaO 和和 COCO2 2气体。气体。 (A) (A) H = 0H = 0，U = 0 (B) U = 0 (B) S = 0 (C) S = 0 (C) 全不为