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第二章热力学第二定律§2.1 热力学第二定律2.1.1 自发过程1、物质自发变化过程的方向与限度——自发过程A、温度不同的两个物体相互接触热总是从高温物体传到低温物体，直到两物体温度相等达到平稳为止。
相反，热不会自动从低温物体传给高温物体，使温差增大。
B、气箱中充有压力不等的空气，抽去隔板空气必定从压力大的左边向压力小的右边扩散，直到整个气箱中压力相等达到平稳为止。
相反，空气不会自动地从低压向高压方向移动，使压力差增大。
C、水总是自发的从高处向低处流动，直到各处的水位相等。
相反，水绝不会自动倒流。
D、锌片投入硫酸铜溶液中，自动地发生置换反应，生成Cu和ZnSO4。
相反，其逆过程是不会自动发生。
…………以上实例说明：自然界中自动发生的过程是自然地朝着一定方向变化而趋向平衡。
结论：一切自发过程都有方向性和限度。
、自发过程特点⇨局限性：热力学不可逆性（过程）(单向，趋向平衡)区别于不可能倒着来（以上过程均可以倒着来进行，但环境必须对系统做功。
）3、自发过程的热力学不可逆性——不可逆过程Ex1. 理想气体的真空膨胀（恒温槽中），自发过程。
（1）过程L：W=0、△T=0、△U=0、Q=0；环境没有变化；系统：若要使系统复原，我们可以对系统进行等温可逆压缩L`，使系统回复到始态。
（2）过程L`：环境对系统做功W，由热力学第一定律：0=△U=Q +W∴Q= -W 系统散失了热Q。
环境：损失了功- W、得到了热-Q，总能量不变。
（3）系统经真空膨胀L和等温可逆压缩过程L`的循环后：系统：回复到始态环境：损失了功W、得到了热-Q，总能量不变。
要使环境也复原，就要：从环境（单一热源）中取出热-Q，全部转变为功W，而不留下任何痕迹（即不引起其他变化）。
——是不可能的。
∴理想气体的真空自由膨胀是热力学不可逆过程。
Ex2.高温物体自发传热给低温物体自发过程高温物体T1（环境）传给低温物体T2（系统）热量Q1，达到平衡。
第二章热力学第二定律§2.1热力学第二定律2.1.1 什么是热力学第二定律热力学第一定律指出能量在转化的过程中严格遵守守恒的原则，但并没有指出能量转化的方向。
例如温度不同的铁球相接触，两球进行热传递时，第一定律指出一个球放出的热量必等于另一个球吸收的热量，但并没有指出哪个球放热，哪个球吸热。
事实上我们总是看到温度高的球放热，温度低的球吸热。
其相反的过程是不可能发生的。
例如一石块从高处自由落下，其势能变为动能，动能在石块与地面发生撞击时变为热能被环境吸收。
第一定律指出石块失去的势能与环境得到的热能严格相等，但并未指出静止在地面的石块能否从环境中吸热使之变为等量的功将石块举起。
虽然这个过程并不违反第一定律，但是它是不能发生的。
例如在一个恒温槽中置一容器，容器内有一隔板，隔板两边一边是真空，另一边盛有一定量理想气体。
若将隔板上开一个孔，气体将自动充满整个容器。
第一定律指出气体初、末态的热力学能是严格相等的，但并未指出终态的气体能否通过隔板上的孔自动地从一边聚集到另一边。
这样的过程并不违反第一定律，事实上它也是不可能发生的。
无数事实说明能量在转化过程中不仅严格遵守守恒的原则，而且总是沿着一定的方向进行的。
这个方向就是热力学第二定律所揭示的能量转化的方向。
热力学第二定律是人类长期生产实践与科学研究的经验总结。
它是十九世纪人们对蒸汽机的应用进行深入研究过程中发现的。
1824年法国工程师卡诺分析了热机工作的基本过程，设想了一部理想热机（可逆热机），即卡诺热机，此热机的循环过程称为卡诺循环（§1.4.2）。
卡诺在当时的历史条件下曾经证明如下结论：“所有工作于两个温度一定的热源之间的热机，以可逆机的效率为最大。
”并推论出“可逆热机的效率与工作物质无关”。
这就是著名的卡诺定理及其推论。
卡诺定理提出的时候，热力学第一定律尚未建立，当时卡诺对这个定理的证明采用了错误的“热质说”。
十九世纪中叶在热力学第一定律建立后，人们重新研究卡诺的工作，发现尽管卡诺定理的证明是错误的，但卡诺定理是不能违背的。
第二章热力学第二定律一、单选题1) 理想气体绝热向真空膨胀，则（）A.∆S = 0，∆W = 0B.∆H = 0，∆U = 0C.∆G = 0，∆H = 0D.∆U =0，∆G =02) 对于孤立体系中发生的实际过程，下式中不正确的是（）A.W = 0B.Q = 0C.∆S > 0D.∆H = 03) 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。
4) 求任一不可逆绝热过程的熵变∆S，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。
5) 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. ∆r HmB. ∆rUmC. ∆rSmD. ∆rGm6) 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. ∆S>0B. ∆S <0C. ∆S =0D. 都不一定7) 1mol理想气体向真空膨胀，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.19.14J·K-1, -19.14J·K-1, 0B.-19.14J·K-1, 19.14J·K-1, 0C.19.14J·K-1, 0, 0.1914J·K-1D. 0 , 0 , 08) 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C v,m=24.48J·K-1·mol-1则其熵变为：( )A.2.531J·K-1B. 5.622J·K-1C. 25.31J·K-1D. 56.22J·K-19) 理想气体的物质的量为n，从始态A(p1,V1,T1)变到状态B(p2,V2,T2),其熵变的计算公式可用：( )A. ∆S =nR ln(p2/p1)+B. ∆S=nR ln(p1/p2)－C. ∆S =nR ln(V2/V1)+D. ∆S =nR ln(V2/V1)－10) 理想气体经历等温可逆过程，其熵变的计算公式是：( )A. ∆S=nRT ln(p1/p2)B. ∆S =nRT ln(V2/V1)C. ∆S =nR ln(p2/p1)D. ∆S =nR ln(V2/V1)11) 固体碘化银(AgI)有α和β两种晶型，这两种晶型的平衡转化温度为419.7K,由α型转化为β型时，转化热等于6462J·mol-1,由α型转化为β型时的熵变∆S 应为：( )A. 44.1JB. 15.4JC.－44.1JD.－15.4J12) 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∆S为：( )A. 11.53J·K-1B. 5.765J·K-1C. 23.06J·K-1D. 013) 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.∆S体 >0B.∆S体 <0C.∆S体 =0D.难以确定14) 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.∆S体+∆S环> 0B.∆S体+∆S环 < 0C.∆S体+∆S环 = 0D.∆S体+∆S环的值无法确定15) 在标准压力p∅和268.15K时，冰变为水，体系的熵变∆S体应：( )A.大于零B.小于零C.等于零D.无法确定16) 1mol理想气体从p1,V1,T1分别经：(1) 绝热可逆膨胀到p2,V2,T2；(2) 绝热恒外压下膨胀到p2′,V2′,T2′，若p2 = p2′则：( )A.T2′= T2, V2′= V2, S2′= S2B.T2′> T2, V2′< V2, S2′< S2C.T2′> T2, V2′> V2, S2′> S2D.T2′< T2, V2′< V2, S2′< S217) 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< 0B.∆S体 < 0, ∆S环 > 0C. ∆S体 > 0, ∆S环 = 0D.∆S体< 0,∆S环= 018) 理想气体在绝热条件下，经恒外压压缩至稳定，此变化中的体系熵变∆S体及环境熵∆S环应为：( )A. ∆S体 > 0, ∆S环< 0B.∆S体 < 0,∆S环 > 0C. ∆S体> 0, ∆S环= 0D.∆S体< 0, ∆S环= 019) 在101.3kPa下，110℃的水变为110℃水蒸气，吸热Q p，在该相变过程中下列哪个关系式不成立？( )A. ∆S体 > 0B.∆S环不确定C. ∆S体+∆S环 > 0D.∆G体< 020) 一个由气相变为凝聚相的化学反应在恒温恒容下自发进行，问下列各组答案中哪一个是正确的：( )A. ∆S体> 0, ∆S环 < 0B.∆S体 < 0, ∆S环 > 0C. ∆S体 < 0, ∆S环 = 0D.∆S体> 0, ∆S环= 021) 1mol范德华气体从T1、V1绝热自由膨胀至T2、V2，设容热容C V为常数，则过程的熵变为：( )A.∆S = C V ln(T2/T1)B.∆S = nR ln[(V2-b)/(V1-b)]C.∆S = C V ln(T2/T1) + nR ln[(V2-b)/(V1-b)]D.∆S = 022) 263K的过冷水凝结成263K的冰，则：( )A. ∆S < 0B.∆S > 0C.∆S = 0D. 无法确定23) 理想气体由同一始态出发，分别经（1）绝热可逆膨胀；（2）多方过程膨胀,达到同一体积V2，则过程(1)的熵变∆S(1)和过程(2)的熵变∆S(2)之间的关系是：( )A.∆S(1) > ∆S(2)B.∆S(1) < ∆S(2)C.∆S(1) = ∆S(2)D.两者无确定关系24) 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25) 一绝热容器分成两部分，分别置入同温同压的1molO2和3molN2(均为理想气体），抽去隔板使两气体混合达到平衡，则终态与始态热力学概率之比（Ω2/Ω1)为：( )A.exp(13.5×1023)B.exp(27.0×1023)C.exp(54.0×1023)D.exp(6.75×1023)26) 在300℃时，2mol某理想气体的吉布斯自由能G与赫姆霍兹自由能F的差值为：( )A.G－F = 1.247kJB.G－F = 2.494kJC.G－F = 4.988kJD.G－F = 9.977kJ27) 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.∆HB.∆GC.∆S隔离D.∆U28) 理想气体从状态p1,V1,T等温膨胀到p2,V2,T，此过程的∆F与∆G 的关系为( )A.∆F > ∆GB.∆F < ∆GC. ∆F = ∆GD.无确定关系29) 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 > 0B.(∂G/∂T)p < 0C.(∂G/∂T)p =0D. 视具体体系而定30) 在标准压力p∅下，383.15K的水变为同温下的蒸汽，吸热Q p。
对于该相变过程，以下哪个关系式不能成立？( )A. ∆G < 0B.∆H = Q pC.∆S ise < 0D.∆S ise > 031) 某气体的状态方程为p[(V/n)-b]=RT,式中b为常数，n为物质的量。
若该经一等温过程，压力自p1变至p2，则下列状态函数的变化，何者为零？( ) A.∆U B. ∆H C.∆S D. ∆G32) 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)pB.(∂T/∂p)S = (∂V/∂S)pC.(∂S/∂V)T =(∂p/∂T)V D.(∂S/∂p)T =-(∂V/∂T)p33) 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= 0B.(∂S/∂T)V / (∂S/∂T)p = ∞C.(∂S/∂T)V / (∂S/∂T)p = C p/C VD.(∂S/∂T)V / (∂S/∂T)p = C p/C V34) 在下列状态变化中，哪些可以应用公式 d U =T d S - p d V ? ( )A.NO2气体缓慢膨胀,始终保持化学平衡NO2⇔ NO + (1/2)O2B.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35) 对临界点性质的下列描述中，哪一个是错误的：( )A.液相摩尔体积与气相摩尔体积相等B.液相与气相的界面消失C.气化热为零D.固，液，气三相共存36) 下述说法中哪一个正确？当温度恒定时：( )A.增加压力有利于液体变为固体B.增加压力不利于液体变为固体C.增加压力不一定有利于液体变为固体D.增加压力与液体变为固体无关37) 对于平衡态的凝聚相体系，压力p表示什么含义？( )A. 101.3kPaB.外压C.分子间引力总和D.分子运动动量改变的统计平均值38) 用130℃的水蒸汽（蒸汽压2.7p∅)与1200℃的焦炭反应生成水煤气：( )C + H2O → CO + H2，如果通入的水蒸汽反应掉70%，问反应后混合气体中CO的分压是多少？设总压2.7p∅不变。
A. 0.72p∅B. 1.11p∅C. 2.31p∅D. 1.72p∅39) 下列四个偏微商中哪个不是化学势？( )A. B. C. D.40) 下列四个偏微商中哪个是化学势？( )A. B. C. D.41) 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 = μBαB.μAα = μAβC.μAα =μBβD.μAβ = μBβ42) 下列公式中哪个是偏摩尔量的集合公式？( )A. B. C. D.43) 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44) 单一组分的过冷液体的化学势比其固体的化学势：( )A.高B.低C.相等D.不可比较45) 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零46) 已知水的下列5种状态：( )(1) 373.15K, p∅, 液态(2) 373.15K, 2p∅, 液态(3) 373.15K, 2p∅, 气态(4) 374.15K, p∅, 液态(5) 374.15K, p∅, 气态下列4组化学势的比较中，哪个不正确？( )A.μ2 >μ1B.μ5 >μ4C.μ3 >μ5D.μ3 >μ147) 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48) 恒温时B溶解于A形成溶液。
