1、考研物理化学（热力学第二定律）模拟试卷 2 及答案与解析一、填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。1 在封闭系统的S T 图中，通过某点可以分别作出等容线和等压线，其斜率分别为 则 x=_，y=_。2 热力学第三定律表述为_。3 物质的量为 n，温度为 T 的某理想气体，恒温下由 p1 压缩至 p2，那么过程的G_。4 一定量的实际气体(其状态方程已知)经历等温膨胀过程，压力由 p1 压缩至 p2，计算该过程的S，需要用到的麦克斯韦关系式为_。二、单项选择题下列各题的备选答案中，只有一个是符合题意的。5 在一定温度下，发生变化的孤立体系，其总熵( )（A）不变（B）可能增大或减小（
2、C）总是减小（D）总是增大6 氮气进行绝热可逆膨胀( )（A）U=U（B） S=U（C） A=U（D）G=07 关于热力学第二定律，下列说法错误的是( )（A）热不能自动从低温流向高温（B）不可能从单一热源吸热做功而无其他变化（C）第二类永动机是造不成的（D）热不可能全部转化为功8 关于熵的说法正确的是( )（A）每单位温度的改变所交换的热为熵（B）可逆过程熵变为零（C）不可逆过程熵将增加（D）熵与系统的微观状态数有关9 氢气进行不可逆循环( )（A）U0（B） S=0（C） S0（D）S010 下述过程，体系的G 为零的是( )（A）理想气体的等温膨胀（B）孤立体系的任意过程（C）在 100
3、，101 325 Pa 下 lmol 水蒸发成水气（D）绝热可逆过程11 理想气体在自由膨胀过程中，其值都不为零的一组热力学函数变化是( )（A）U，H， S，V（B） S，A， V， G（C） T，G ， S， V（D）U，A， H， V12 在下列过程中，G=A 的是( )（A）液体等温蒸发（B）气体绝热可逆膨胀（C）理想气体在等温下混合（D）等温等压下的化学反应13 理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程，则( )（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）不能确定以上 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14 1 mol 理想气体向真
4、空膨胀，若其体积增加到原来的 10 倍，则体系、环境和孤立体系的熵变分别为( )（A）1914 J.K 1 ，一 1914 J.K 1 ，0（B）一 1914 J.K 1 ，1914 J.K 1 ，0（C） 1914 J.K 1 ，0，1914 J.K 1（D）0，0，015 理想气体经历等温可逆过程，其熵变的计算公式是( )（A）S=nRTln(p 1p 2)（B） S=nRTln(V2V 1)（C） S=nRln(p2p 1)（D）S=nRln(V 2V 1)16 在标准压力下，90的液态水气化为 90的水蒸气，体系的熵变为 ( )（A）S 体0（B） S 体0（C） s 体=0（D）难以
5、确定17 在标准压力 p和 268 15 K 时，冰变为水，体系的熵变应( )（A）大于零（B）小于零（C）等于零（D）无法确定18 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S 体及环境的熵变S 环 应为( )（A）S 体 0，S 环 0（B） S 体 0，S 环 0（C） S 体 0，S 环 =0（D）S 体 0，S 环 =019 在 1013 kPa 下，110的水变为 110水蒸气，吸热 Qp，在该相变过程中，下列关系式不成立的是( )（A）S 体 0（B） S 环 不确定（C） S 体 +S 环 0（D）G 体 020 263 K 的过冷水凝结成 263 K 的
6、冰，则( )（A）S0（B） S0（C） S=0（D）无法确定21 理想气体从状态经自由膨胀到状态，可用哪个热力学判据来判断该过程的自发性?( )（A）h（B） G（C） S 隔离（D）U22 在标准压力下，38315 K 的水变为同温下的蒸气，吸热 Qp。对于该相变过程，以下关系式不能成立的是( )（A）G0（B） H=Qp（C） S 隔离 0（D）S 隔离 023 下列四个关系式中不是麦克斯韦关系式的是( )24 已知水在 100，101 325 kPa 时蒸发热为 2 2594 J.g 1 ，则 100时蒸发 30 g 水，过程的 W， U，H，S 和 G 为多少?(计算时可忽略液态水的
7、体积)25 定容下，理想气体 1 mol N2 由 300 K 加热到 600 K，求过程 S。已知Cp，m， N2=(2700+0 006T)J.mol 1 .K1 。26 在 298 K 及 p下，用过量 100的空气燃烧 1 mol CH4，若反应热完全用于加热产物，求燃烧所能达到的最高温度。所需热力学数据如下所示。27 过冷 CO2(l)在一 59时的蒸气压为 4658 kPa，同温度固体 CO2(s)的蒸气压为4392kPa。求 1 mol 过冷 CO2(l)在该温度下，固化过程中的S。已知该过程中放热 1895 J.g 1 。考研物理化学（热力学第二定律）模拟试卷 2 答案与解析一
8、、填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。1 【正确答案】 【试题解析】 因为 在恒容时 在恒压是【知识模块】 热力学第二定律2 【正确答案】 在 0 K 时，纯物质完美晶体的熵值为零，即 Sm*(完美晶体，0K)=0【知识模块】 热力学第二定律3 【正确答案】 【试题解析】 【知识模块】 热力学第二定律4 【正确答案】 【试题解析】 因为 dG=一 SdT+Vdp 所以 此即用到的麦克斯韦关系式。【知识模块】 热力学第二定律二、单项选择题下列各题的备选答案中，只有一个是符合题意的。5 【正确答案】 D【试题解析】 因孤立系发生的变化必为自发过程，根据熵增原理其熵必增加。【知识模块】
9、 热力学第二定律6 【正确答案】 B【试题解析】 绝热系统的可逆过程熵变为零。【知识模块】 热力学第二定律7 【正确答案】 D【试题解析】 正确的说法应该是，热不可能全部转化为功而不引起其他变化。【知识模块】 热力学第二定律8 【正确答案】 D【试题解析】 熵变的定义 dS=QrT，其中的热应为可逆热，故 A 错；B 与 C均在绝热系统中才成立。【知识模块】 热力学第二定律9 【正确答案】 B【试题解析】 循环过程状态函数不变。【知识模块】 热力学第二定律10 【正确答案】 C【试题解析】 可逆相变G 为零。【知识模块】 热力学第二定律11 【正确答案】 B【试题解析】 理想气体自由膨胀过程中
10、不做功亦不放热，故U=0， T=0。【知识模块】 热力学第二定律12 【正确答案】 C【试题解析】 由G=A +(pV)可知，若(pV)=0，则G= A。【知识模块】 热力学第二定律13 【正确答案】 B【知识模块】 热力学第二定律14 【正确答案】 C【知识模块】 热力学第二定律15 【正确答案】 D【知识模块】 热力学第二定律16 【正确答案】 A【试题解析】 液态变为气态时，混乱度增加，故熵增加。【知识模块】 热力学第二定律17 【正确答案】 A【试题解析】 固体变液体，混乱度增加。【知识模块】 热力学第二定律18 【正确答案】 B【试题解析】 理想气体恒温压缩，混乱度减小，故熵减小；而
11、理想气体恒温压缩时内能不变，得到的功要以热的形式释放给环境，故环境得到热S 环 0。【知识模块】 热力学第二定律19 【正确答案】 B【试题解析】 环境的熵变是确定的，可由S 环 =一 QpT 来求算。【知识模块】 热力学第二定律20 【正确答案】 A【试题解析】 恒温下液体变固体，熵减少。【知识模块】 热力学第二定律21 【正确答案】 C【试题解析】 理想气体自由膨胀不做功，亦不换热，故为隔离系统。【知识模块】 热力学第二定律22 【正确答案】 C【试题解析】 隔离系统的熵不可能减少。【知识模块】 热力学第二定律23 【正确答案】 A【知识模块】 热力学第二定律24 【正确答案】 H=C p
12、， g.m=2 259430 J=67782 J 将水蒸气视为理想气体，气体体积功为 其中 p=pe，忽略液态水的体积，则 W=一 peV=一 pe(VgV1)= =一 nRT= 8314373 J=一 5169 JU=H+W=HpV=(677825169)J=62 613 J 可逆相变，所以 G=0【知识模块】 热力学第二定律25 【正确答案】 =1476 J.K 1【知识模块】 热力学第二定律26 【正确答案】 甲烷燃烧的化学反应如下：空气过量 100时 nO2=2(1+100)=4 mol 甲烷燃烧后剩余各气体的物质的量 nO2(g)=2 mol，n CO2(g)=1 mol，n H2O
13、(g)=2 molnN2(g)=4079021=1505 molrHm=vBrHm=一 393 51224182 一(一 748 1)kJ.mol 1 =一 80234 kJ.mol1 若该反应热完全用于加热产物，则rHm=298T(nO2Cp，m，O2 +nCO2Cp，m ，CO2 +nH2OCp，m，H2O +nN2Cp，m，H2O )dT=(22817+126 75+2291 6+150527 32)(T 一 298)kJmol 1 =8023410 3kJ.mol1 解得 T=1747 K【知识模块】 热力学第二定律27 【正确答案】 该过程为不可逆相变过程，须设计一可逆过程来计算。S1，S3 是可逆相变过程的熵变，S 2 是定温可逆膨胀过程的熵变。 S=S1+S2+S3=一 3847 J.K 1【知识模块】 热力学第二定律
