2015年下半年甘肃省化工工程师《基础知识》：热力学第二定律考试试卷

第二章热力学第二定律一、填空题1、可逆循环的热温商之和等于，在工作于温度为T1与T2两热源间的所有热机中，只有热机的效率最高，它的效率值可达η= 。

2、历史上曾提出过两类永动机。

第一类永动机指的是就能做功的机器。

因为它违反了定律，所在造不出来。

第二类永动机指的是，它并不违反定律，但它违反了定律，故也是造不出来的。

3、熵是系统的状态函数，按性质的分类，熵属于性质。

在隔离系统中，一切可能发生的宏观过程都是过程，均向着系统的熵值的方向进行。

直至平衡时，熵值达到此条件下的为止。

在隔离系统中绝不会发生熵值的过程。

4、从熵的物理意义上看，它是量度系统的函数。

当物质由它的固态变到液态，再变到气态时，它的熵值应是的。

而当温度降低时，物质的熵值应是的。

热力学第三定律的内容是。

5、下列各公式的适用条件分别是：对亥氏函数判据公式△A≤0，是。

对吉氏函数判据公式△G≤0，是。

对热力学基本方程式，如dG=-SdT+Vdp等，是。

6、热力学第一定律△U=Q+W的适用条件是；热力学第二定律△S≥0作判据时的适用条件是；热力学第三定律S（0K）=0的适用条件是。

7、理想气体的恒温过程为恒的过程；所有气体的节流膨胀为恒过程；所有系统的可逆绝热过程为恒；所有恒温恒压下的可逆相变过程为恒的过程。

8、理想气体从相同始态分别经绝热可逆膨胀和绝热不可逆膨胀到相同的终态压力，则终态的温度T可逆 T不可逆，终态的体积V可逆 V不可逆（填入>、<或=）。

9、对于U、H、S、F和G等热力学量，（1）在绝热定容反应器中反应，过程中不变的量是。

（2）在373K和101325Pa下，液体水气化过程中不变的量是。

（3）气体绝热可逆膨胀过程中不变的量是。

（4）理想气体节流膨胀过程中不变的量是。

10、理想气体等温向真空膨胀，体积由V 1变到V 2，其△U ，△S 。

11、实际气体绝热自由膨胀，其△U 0，△S 0。

12、在 、 、 的条件下，系统的自发变化总是朝着吉布期函数 的方向进行的，直到系统达到平衡。

第一章 热力学第一定律一、选择题1．下述说法中,哪一种正确（ ）（A ）热容C 不是状态函数； (B ）热容C 与途径无关;(C ）恒压热容C p 不是状态函数；（D ）恒容热容C V 不是状态函数。

2．对于内能是体系状态的单值函数概念，错误理解是( ）(A) 体系处于一定的状态，具有一定的内能；（B ） 对应于某一状态，内能只能有一数值不能有两个以上的数值；（C ） 状态发生变化，内能也一定跟着变化;(D) 对应于一个内能值，可以有多个状态.3．某高压容器中盛有可能的气体是O 2 ,Ar ， CO 2， NH 3中的一种,在298K 时由5dm3绝热可逆膨胀到6dm3，温度降低21K ，则容器中的气体（ ）(A ） O 2 （B) Ar （C ） CO 2 （D ） NH 34．戊烷的标准摩尔燃烧焓为—3520kJ·mol -1，CO 2（g)和H 2O(l ）标准摩尔生成焓分别为—395 kJ·mol —1和-286 kJ·mol —1，则戊烷的标准摩尔生成焓为( ）（A ） 2839 kJ·mol —1 （B ） -2839 kJ·mol —1 （C) 171 kJ·mol -1 (D ） —171 kJ·mol —15．已知反应)()(21)(222g O H g O g H =+的标准摩尔反应焓为)(T H m r θ∆，下列说法中不正确的是（ ）.(A ）。

)(T H m r θ∆是H 2O （g ）的标准摩尔生成焓 （B)。

)(T H m r θ∆是H 2O （g)的标准摩尔燃烧焓 (C)。

)(T H m r θ∆是负值 （D ）. )(T H m r θ∆与反应的θm r U ∆数值相等 6．在指定的条件下与物质数量无关的一组物理量是（ ）（A ） T ， P ， n (B ） U m ， C p, C V(C) ΔH, ΔU ， Δξ (D) V m ， ΔH f,m （B ）， ΔH c,m (B ）7．实际气体的节流膨胀过程中，下列那一组的描述是正确的（ ）(A ） Q=0 ΔH=0 ΔP< 0 ΔT≠0 （B ） Q=0 ΔH<0 ΔP 〉 0 ΔT>0(C) Q 〉0 ΔH=0 ΔP 〈 0 ΔT 〈0 （D ） Q<0 ΔH=0 ΔP 〈 0 ΔT≠08．已知反应 H 2(g) + 1/2O 2（g ） →H 2O （l)的热效应为ΔH ，下面说法中不正确的是（ )(A ） ΔH 是H 2O （l)的生成热 （B ） ΔH 是H 2(g)的燃烧热(C) ΔH 与反应 的ΔU 的数量不等 (D ） ΔH 与ΔH θ数值相等9．为判断某气体能否液化，需考察在该条件下的( )（A) μJ —T > 0 （B ） μJ-T < 0 （C ） μJ-T = 0 (D) 不必考虑μJ —T 的数值10．某气体的状态方程为PV=RT+bP （b>0),1mol 该气体经等温等压压缩后其内能变化为（ ）(A) ΔU>0 (B) ΔU <0 (C）ΔU =0 (D）该过程本身不能实现11．均相纯物质在相同温度下C V 〉C P的情况是（）（A) （∂P/∂T)V<0 (B) (∂V/∂T)P〈0(C）（∂P/∂V)T〈0 (D）不可能出现C V〉C P12．理想气体从相同始态分别经绝热可逆膨胀和绝热不可逆膨胀到达相同的压力,则其终态的温度，体积和体系的焓变必定是（）（A）T可逆> T不可逆，V可逆〉V不可逆，ΔH可逆〉ΔH不可逆(B）T可逆< T不可逆, V可逆< V不可逆，ΔH可逆〈ΔH不可逆(C) T可逆〈T不可逆, V可逆> V不可逆, ΔH可逆<ΔH不可逆（D) T可逆〈T不可逆，V可逆< V不可逆, ΔH可逆〉ΔH不可逆13．1mol、373K、1atm下的水经下列两个不同过程达到373K、1atm下的水汽：(1）等温可逆蒸发，（2)真空蒸发。

1、理想气体经绝热可逆膨胀至一定的终态，该过程中体系的熵变ΔS体及环境的熵变ΔS环应为：(D )(A) ΔS体>0，ΔS环<0 （B）ΔS体<0，ΔS环>0(C) ΔS体>0，ΔS环=0 （D）ΔS体=0，ΔS环=02、下列四种表述：(2) 应改成“隔离体系经历一自发过程总是d S > 0”。

(3) 应改成“自发过程的方向就是使隔离体系混乱度增加的方向”。

(1) 等温等压下的可逆相变过程中，体系的熵变ΔS =ΔH相变/T相变(2) 体系经历一自发过程总有d S > 0(3) 自发过程的方向就是混乱度增加的方向(4) 在绝热可逆过程中，体系的熵变为零两者都不正确者为：( C)(A) (1)，(2) (B) (3)，(4) (C) (2)，(3) (D) (1)，(4)(B) 因为绝热可逆ΔS = 0 ，绝热不可逆∆S > 0。

所以状态函数S不同，故终态不能相同。

(A) 可以从同一始态出发达到同一终态(B) 从同一始态出发，不可能达到同一终态(C) 不能断定(A)、(B) 中哪一种正确(D) 可达到同一终态，视绝热膨胀还是绝热压缩而定4、下列表达式中不正确的是：(B)(A) (∂U/∂V)S = -p（适用于任何物质）(B) d S = Cp dln(T/K)- nR dln(p/p∃) （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）5、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: ( )(C) 因为Q R= 0 故ΔS = 0(A) ΔU= 0 (B) ΔA= 0 (C) ΔS= 0 (D) ΔG = 06、在下列结论中,正确的划“√”，错误的划“×”。

下列的过程可应用公式△S =nR ln(V2/V1) 进行计算：(1) 理想气体恒温可逆膨胀( √) (2) 理想气体绝热可逆膨胀( ×)(3) 373.15 K 和101.325 kPa 下水的汽化( ×) (4) 理想气体向真空膨胀( √)7、将1 mol 甲苯在101.325 kPa，110 ℃（正常沸点）下与110 ℃的热源接触，使它向真空容器中汽化，完全变成101.325 kPa 下的蒸气。

热力学第二定律复习题集答案1 理想气体绝热向真空膨胀，则： A.ΔS = 0，W = 0 B.ΔH = 0，ΔU = 0 C.ΔG = 0，ΔH = 0 D.ΔU = 0，ΔG = 02. 方程2ln RT H T P m βα∆=d d 适用于以下哪个过程?A. H 2O(s)= H 2O (l) B. H2O(s)= H2O(g) C. NH 4Cl (s)= NH 3(g)+HCl(g) D. NH 4Cl(s)溶于水形成溶液3. 反应 FeO(s) + C(s) == CO(g) + Fe (s) 的∆r H 为正, ∆r S 为正（假定∆r H ，∆r S 与温度无关），下列说法中正确的是 ）:A. 低温下自发，高温下非自发；B. 高温下自发，低温下非自发；任何温度下均为非自发过程；D. 任何温度下均为自发过程 。

4. 对于只作膨胀功的封闭系统 pT G ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ 的值:A 、大于零； B 、小于零； C 、等于零； D 、不能确定。

5．25℃下反应 CO(g)+2H 2(g) = CH 3OH(g) θm r H ∆= - 90.6kJ ·mol -1，为提高反应的平衡产率，应采取的措施为 。

A. 升高温度和压力B. 降低温度和压力C. 降低温度，升高压力D. 升高温度，降低压力6．ΔA=0 的过程应满足的条件是:A. 逆绝热过程B. 等温等压且非体积功为零的过程C. 等温等容且非体积功为零的过程D. 等温等容且非体积功为零的可逆过程7.ΔG=0 A. 逆绝热过程 B. 等温等压且非体积功为零的过程 C. 等温等容且非体积功为零的过程D. 等温等容且非体积功为零的可逆过程8.关于熵的性质A. 环境的熵变与过程有关B. 某些自发过程中可以为系统创造出熵C. 熵变等于过程的热温商 D. 系统的熵等于系统内各部分熵之和9. 在一绝热恒容的容器中, 10 mol H 2O(l)变为10 mol H 2O(s)时,如果不做非体积功:A. ΔSB. ΔGC. ΔHD. ΔU10．在一定温度下，发生变化的孤立系统，其总熵 : A. 不变 B. C. 总是减小 D. 总是增大11. 正常沸点时，液体蒸发为气体的过程中: A. ΔS=0 B. ΔG=0 U=012．在0℃、101.325KPa 下，过冷液态苯凝结成固态苯，) <0 C.△S + △S(环) >0 D. △S + △S(环) <013. 理想气体绝热向真空膨胀，则： A. ΔS = 0，W = 0 B. ΔH = 0，ΔU = 0 C. Δ14. ∂T)V = -S C. (∂H/∂p)S = V D. (∂U/∂V)S = p15.任意两相平衡的克拉贝龙方程d T / d p = T ∆V H mm /∆，式中∆V m 及∆H m Vm ∆V m < 0，∆H m < 0 ； C.；或∆ V m < 0，∆H m > 0；D.可以相同也可以不同，即上述情况均可能存在。

热力学第二定律基础导学要点一、热力学第二定律1．定义：在物理学中，反映宏观自然过程的方向性的定律；2．热力学第二定律的克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体；阐述的是传热的方向性。

3．热力学第二定律的开尔文表述：(1)热机①热机工作的两个阶段：第一个阶段是燃烧燃料，把燃料中的化学能变成工作物质的内能；第二个阶段是工作物质对外做功，把自己的内能变成机械能。

②热机用于做功的热量一定小于它从高温热库吸收的热量，即W<Q。

(2)热力学第二定律的开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响。

要点二、能源是有限的1．能源：具有高品质的容易利用的储能物质．2．能量耗散：使用的能源转化成内能分散在环境中不能自动聚集起来驱动机器做功，这样的转化过程叫作“能量耗散”．3．能源的使用过程中虽然能的总量保持不变，但能量的品质下降了，能源减少了．要点突破突破一：热力学第二定律理解中的几个问题1．单一热库：指温度均匀并且恒定不变的系统．若一系统各部分温度不相同或者温度不稳定，则构成机器的工作物质可以在不同温度的两部分之间工作，从而可以对外做功．据报道，有些国家已在研究利用海水上下温度不同来发电．2．其他影响：指除了从单一热库吸收的热量，以及所做的功以外的其他一切影响；或者除了从低温物体吸收热量、高温物体得到相同的热量外，其他一切影响和变化．不是不能从单一热库吸收热量而对外做功，而是这样做的结果，一定伴随着其他变化或影响．同样，也不是热量不能从低温物体传到高温物体，而是指不产生其他影响的自动热传递是不可能的．3．关于“不可能”：实际上热机或制冷机系统循环终了时，除了从单一热库吸收热量对外做功，以及热量从低温热库传到高温热库以外，过程所产生的其他一切影响，不论用任何曲折复杂的办法都不可能加以消除．4．两种表述是等价的如果克劳修斯表达不成立，则开尔文表述也不成立．5．热力学第二定律的实质热力学第二定律的每一种描述，都揭示了大量分子参与宏观过程的方向性，使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性．突破二：热力学第一、第二定律的比较及两类永动机的比较典例精析题型一：对热力学第二定律的理解例一、（多选）根据热力学第二定律分析，下列说法中正确的是()A．热量能够从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体B．热量能够从高温物体传到低温物体，也可以从低温物体传到高温物体C．机械能可以全部转化为内能，但变化的内能不可以全部转化为机械能D．机械能可以全部转化为内能，变化的内能也可以全部转化为机械能变式迁移1：关于永动机和热力学定律的讨论，下列叙述正确的是()A．第二类永动机违反能量守恒定律B．如果物体从外界吸收了热量，则物体的内能一定增加C．外界对物体做功，则物体的内能一定增加D．做功和热传递都可以改变物体的内能，但从能量转化或转移的观点来看这两种改变方式是有区别的题型二：热力学第二定律的应用例二．（多选）如图所示为电冰箱的工作原理示意图．压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环．在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外，下列说法正确的是()A．热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外B．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其消耗了电能C．电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律D．电冰箱的工作原理违反热力学第一定律变式迁移2：关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是()A．随着低温技术的发展，我们可以使温度逐渐降低，并达到绝对零度，最终实现热机效率100%B．热量是不可能从低温物体传递给高温物体的C．第二类永动机遵守能量守恒定律故能制成D．用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功×105 J，同时空气向外界放出热量×105 J，则空气的内能增加了×105 J强化训练一、选择题1、已知飞船在航天员出舱前先要“减压”，在航天员从太空返回进入航天器后要“升压”，因此飞船将此设施专门做成了一个舱，叫“气闸舱”，其原理图如图所示，相通的舱A、B间装有阀门K，指令舱A中充满气体，气闸舱B内为真空，整个系统与外界没有热交换，打开阀门K后，A中的气体进入B中，最终达到平衡，则（）A．气体体积膨胀，对外做功B．气体分子势能减少，内能增加C．体积变大，温度降低D．B中气体不可能自发地全部退回到A中2、产生酸雨的祸首是（）A．二氧化碳B．氟利昂C．二氧化硫D．一氧化碳3、随着人们对社会发展、全球环境问题认识的加深，可持续能源的开发和利用，已成为人类社会可持续发展的重要前提之一。

2015年下半年甘肃省化工工程师基础力平衡方面考试试题本卷共分为2大题50小题，作答时间为180分钟，总分100分，60分及格。

一、单项选择题（共25题，每题2分，每题的备选项中，只有 1 个事最符合题意）1、对于池式(大容器)沸腾，工业上总是将其控制在__状态下操作。

A．(自然对流B．(泡核沸腾C．(膜状沸腾D．(不稳定膜状沸腾2、防止人体接触带电金属外壳引起触电事故的基本有效措施是____A：采用安全电压;B：保护接地，保护接零;C：穿戴好防护用品;D：采用安全电流3、安全阀检验调整时，调整压力一般为操作压力的____倍。

A：1.0～1.1;B：1.05～1.1;C：1.05～1.2;D：1.1～1.24、若某多原子理想气体的等压摩尔热容为Cp=29.1 J·mol-1·K-1，则其绝热指数k为__。

A．(A) 1.286B．(B) 0.778C．(C) 0.714D．(D) 1.405、在某给定温度和压力下，若二氧化碳和一氧化碳都可以看作是理想气体，则__。

A．(A) 二氧化碳的质量密度大于一氧化碳的质量密度B．(B) 二氧化碳的摩尔体积大于一氧化碳的摩尔体积C．(C) 二氧化碳的摩尔质量与一氧化碳的相等D．(D) 二氧化碳的质量密度小于一氧化碳的质量密度6、22 160℃水蒸气焓值为2756kJ/kg，计算出每摩尔水蒸气的焓值为__。

A．(A) 49.61kJ/molB．(B) 49．6l×103 kJ/molC．(C) 15.31×103kJ/molD．(D) 15.31×10-2kJ/mol7、已知25℃下，纯水的电导率κ（H2O）=5.50×10-6S·m-1。

将AgBr（s）溶于纯水中并溶解达饱和后，测得此水溶液的电导率κ（溶液）=1.664×10-5S·m-1，并知140.32×10-4S·m2·mol-1，则25℃时AgBr的溶度积片Ksp（）。

1、理想气体经绝热可逆膨胀至一定的终态，该过程中体系的熵变ΔS体及环境的熵变ΔS环应为：(D ) (A) ΔS体>0，ΔS环<0 （B）ΔS体<0，ΔS环>0 (C) ΔS体>0，ΔS环=0 （D）ΔS体=0，ΔS环=0 2、下列四种表述：(2) 应改成“隔离体系经历一自发过程总是d S> 0”。

(3) 应改成“自发过程的方向就是使隔离体系混乱度增加的方向”。

(1) 等温等压下的可逆相变过程中，体系的熵变ΔS =ΔH相变/T相变(2) 体系经历一自发过程总有d S > 0 (3) 自发过程的方向就是混乱度增加的方向(4) 在绝热可逆过程中，体系的熵变为零两者都不正确者为：( C) (A) (1)，(2) (B) (3)，(4) (C) (2)，(3) (D) (1)，(4) 3、理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程：( B ) (B) 因为绝热可逆ΔS= 0 ，绝热不可逆D S> 0。

所以状态函数S不同，故终态不能相同。

(A) 可以从同一始态出发达到同一终态(B) 从同一始态出发，不可能达到同一终态(C) 不能断定(A)、(B) 中哪一种正确(D) 可达到同一终态，视绝热膨胀还是绝热压缩而定4、下列表达式中不正确的是：(B) (A) (¶U/¶V)S = -p（适用于任何物质）(B) d S = C pCp dln(T/K)- nR dln(p/p$) （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）5、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: ( ) (C) 因为Q R= 0 故ΔS= 0(A) ΔU= 0 (B) ΔA= 0 (C) ΔS= 0 (D) ΔG = 0 6、在下列结论中,正确的划“√”，错误的划“×”。

第二章 热力学第二定律练习题一、判断题（说法正确否）：1 •自然界发生的过程一定是不可逆过程。

2 •不可逆过程-3 •熵增加的过程- 自发过程。

4•绝热可逆过程的？S= 0,绝热不可逆膨胀过程的 ？S > 0,绝热不可逆压缩过程的 ？S < 0。

5 •为了计算绝热不可逆过程的熵变，可以在始末态之间设计一条绝热可逆途径来计算。

6 •由于系统经循环过程后回到始态， ？S = 0,所以一定是一个可逆循环过程。

7 •平衡态熵最大。

8 •在任意一可逆过程中 ？S = 0,不可逆过程中？S > 0。

9 •理想气体经等温膨胀后，由于 ？U=0,所以吸的热全部转化为功，这与热力学第二定 律矛盾吗？ 10 •自发过程的熵变？S > 0。

11. 相变过程的熵变可由 T 计算。

12 •当系统向环境传热时（Q < 0），系统的熵一定减少。

13 .一切物质蒸发时，摩尔熵都增大。

“ AH14 .冰在0C, p ' T >0,所以该过程为自发过程。

15 •自发过程的方向就是系统混乱度增加的方向。

16 •吉布斯函数减小的过程一定是自发过程。

17 •在等温、等压下，吉布斯函数变化大于零的化学变化都不能进行。

18 •系统由V i 膨胀到V 2，其中经过可逆途径时做的功最多。

19 •过冷水结冰的过程是在恒温、恒压、不做其他功的条件下进行的，由基本方程可得 ?G = 0。

20 •理想气体等温自由膨胀时， 对环境没有做功，所以-pdV = 0 ,此过程温度不变，？ U = 0,代入热力学基本方程 dU = TdS - pdV ,因而可得dS = 0,为恒熵过程。

21 •是非题：⑴“某体系处于不同的状态，可以具有相同的熵值” ，此话对否？ ⑵“体系状态变化了，所有的状态函数都要变化” ，此话对否？ ⑶绝热可逆线与绝热不可逆线能否有两个交点？⑷自然界可否存在温度降低，熵值增加的过程？举一例。

热力学第二定律试卷二答案一、选择题( 共17题34分)1. 2 分(1190) [答] (D) (2分)2. 2 分(0872) [答](1) D;(2) D对于(1) Δr S m= Q R/T = 20 J·K-1·mol-1对于(2) W f = -Δr G m= -(Δr H m- TΔr S m)= Q p- Q R= 66 kJ3. 2 分(1029) [答] (A)因为(∂S/∂V)T = (∂p/∂T)V = p/T > 04. 2 分(1091) [答] (B)因为(∂U/∂V m)T = T(∂p/∂T)V,m- p = RT/(V m- b) - p= p-p = 0又因为(∂U/∂p)T = -T(∂V m/∂T)p- p(∂V m/∂p)T= - RT/p + RT/p = 0这表明该气体的内能只是温度T的函数，与V m无关，所以(B) 正确。

5. 2 分(0867) [答] (D)ΔS = nC p,m ln(T2/T1) = 14.93 J·K-16. 2 分(1032) [答] (D)因为(∂T/∂p)S = T/C p×(∂V/∂T)p= V/C p7. 2 分(1257) [答] ( B ) (2分)8. 2 分(0891) [答] (B) (2分)因环境供热给体系,则ΔS环= -Q p/383.15K < 0 ,此为恒温恒压下的自发变化, 所以∆G体< 0；体系由液态变为气态, ΔS体> 0；将体系与环境加在一起组成新的孤立体系,在此体系中有自发变化,所以ΔS孤立=ΔS体+ ΔS环> 0 。

9. 2 分(0705) [答] (C)因为不同热力学判据的应用条件如下：ΔU S,V,W f =0≤0；ΔH T,p, W f =0≤0ΔG T,p,W f =0= 0≤0；ΔS隔离≥0故只有(C) 符合条件。