物理化学习题与答案.docx
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物理化学习题与答案
第一章 热力学第一定律练习题
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一、判断题(说法对否):
1.1.当系统的状态一定时,所有的状态函数都有一定的数值。
当系统的状态发生
变化时,所有的状态函数的数值也随之发生变化。
2.2.体积是广度性质的状态函数;在有过剩NaCl(s)存在的饱和水溶液中,
当温度、压力一定时;系统的体积与系统中水和NaCl的总量成正比。
3.3.在、100℃下有lmol的水和水蒸气共存的系统,
该系统的状态完全确定。
4.一定量的理想气体,当热力学能与温度确定之后,则所有的状态函数也完全确定。
5.系统温度升高则一定从环境吸热,系统温度不变就不与环境换热。
6.从同一始态经不同的过程到达同一终态,则Q和W的值一般不同,Q+W的
值一般也不相同。
7.因QP=ΔH,QV=ΔU,所以QP与QV都是状态函数。
8.封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。
9.对于一定量的理想气体,当温度一定时热力学能与焓的值一定,
其差值也一定。
10.在下,1moll00℃的水恒温蒸发为100℃的水蒸气。
若水蒸气可视为理想气体,那么由于过程等温,所以该过程ΔU=0。
11.1mol,℃、的液态苯向真空蒸发为℃、
的气态苯。
已知该过程的焓变为,所以此过程的Q=。
12.1mol水在下由25℃升温至120℃,其ΔH=∑CP,mdT。
13.因焓是温度、压力的函数,即H=f(T,p),所以在恒温、恒压下发生相变时,
由于dT=0,dp=0,故可得ΔH=0。
14.因Qp=ΔH,QV=ΔU,所以Qp-QV=ΔH-ΔU=Δ(pV)=-W。
15.卡诺循环是可逆循环,当系统经一个卡诺循环后,不仅系统复原了,
环境也会复原。
16.一个系统经历了一个无限小的过程,则此过程是可逆过程。
17.若一个过程中每一步都无限接近平衡态,则此过程一定是可逆过程。
18.若一个过程是可逆过程,则该过程中的每一步都是可逆的。
19.1mol理想气体经绝热不可逆过程由p1、V1变到p2、V2,则系统所做的功为。
20.气体经绝热自由膨胀后,因Q=0,W=0,所以ΔU=0,气体温度不变。
21.(∂U/∂V)T=0的气体一定是理想气体。
22.因理想气体的热力学能与体积压力无关,所以(∂U/∂p)V=0,(∂U/∂V)p=0。
23.若规定温度T时,处于标准态的稳定态单质的标准摩尔生成焓为零,那么该
温度下稳定态单质的热力学能的规定值也为零。
24.已知CO2在时的和0℃到1000℃的热容Cp,m,则CO2在1000K时
的标准摩尔生成焓为(1000K)=+∫Cp,mdT。
25.一定量的理想气体由0℃、200kPa的始态反抗恒定外压(p环=100kPa)
绝热膨胀达平衡,则末态温度不变。
26.当系统向环境传热(Q<0)时,系统的热力学能一定减少。
27.在等压下,机械搅拌绝热容器中的液体,使其温度上升,则ΔH=Qp=0。
28.对于同一始态出发的理想气体的绝热变化过程,WR=ΔU=nCV,mΔT,
WIr=ΔU=nCV,mΔT,所以WR=WIr。
二、单选题:
1.1.如图,将CuSO4水溶液置于绝热箱中,插入两个铜电
极,以蓄电池为电源进行电解,可以看作封闭体系的是:
(A) 绝热箱中所有物质; (B)两个铜电极;
(C) 蓄电池和铜电极; (D)CuSO4水溶液。
2.体系的下列各组物理量中都是状态函数的是:
(A) T,p,V,Q; (B)m,Vm,Cp,∆V;
(C) T,p,V,n; (D)T,p,U,W。
3.x为状态函数,下列表述中不正确的是:
(A)(A) dx为全微分;
(B)当状态确定,x的值确定;
(C) ∆x=∫dx的积分与路经无关,只与始终态有关;
(D) 当体系状态变化,x值一定变化。
4.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。
5.5. 理想气体向真空膨胀,当一部分气体进入真空容器后,余下的气体继续
膨胀所做的体积功:
(A) W>0; (B)W=0;
(C)W<0; (D)无法计算。
6.在一个绝热刚瓶中,发生一个放热的分子数增加的化学反应,那么:
(A)(A) Q>0,W>0,∆U>0;
(B)(B) Q=0,W=0,∆U<0;
(C)(C) Q=0,W=0,∆U=0;
(D)Q<0,W>0,∆U<0。
7.对于封闭体系来说,当过程的始态与终态确定后,下列各项中哪一个无确定值:
(A) Q; (B)Q+W;
(C)W(当Q=0时); (D)Q(当W=0时)。
8.下述说法中,哪一种不正确:
(A) 焓是体系能与环境进行交换的能量;
(B) 焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量;
(C) 焓是体系状态函数;
(D) 焓只有在某些特定条件下,才与体系吸热相等。
9.在等压下,进行一个反应A+BC,若∆rHm>0,则该反应一定是:
(A) 吸热反应;(B)放热反应;(C)温度升高;(D)无法确定。
10.一定量的单原子理想气体,从A态变化到B态,变化过程不知道,
但若A态与B态两点的压强、体积和温度都已确定,那就可以求出:
(A) 气体膨胀所做的功; (B)气体内能的变化;
(C) 气体分子的质量; (D)热容的大小。
11.某高压容器中盛有的气体可能是O2、Ar、CO2、NH3中一种,在298K时由
5dm3绝热可逆膨胀到6dm3,温度降低21K,则容器中的气体是:
(A) O2; (B)CO2; (C)NH3; (D)Ar。
12.下述说法中,哪一种正确:
(A)(A) 热容C不是状态函数;
(B)(B) 热容C与途径无关;
(C)(C) 恒压热容Cp不是状态函数;
(D)恒容热容CV不是状态函数。
13.热力学第一定律仅适用于什么途径:
(A)(A) 同一过程的任何途径;
(B)(B) 同一过程的可逆途径;
(C)(C) 同一过程的不可逆途径;
(D)不同过程的任何途径。
14.如图所示,QA→B→C=a(J)、WA→B→C=b(J)、
QC→A=c(J),那么WA→C等于多少:
(A)(A) a-b+c;
(B)(B) -(a+b+c);
(C)(C) a+b-c;
(D)a+b+c。
15.如图所示,理想气体由状态1变化到状态2,则该过程的:
(A)(A) T2 (B)(B) T2>T1,W<0,Q>0; (C)(C) T2 (D)T2>T1,W>0,Q>0。 16.非理想气体的节流膨胀过程中,下列哪一种描述是正确的: (A)(A) Q=0,∆H=0,∆p<0; (B)(B) Q=0,∆H<0,∆p<0; (C)(C) Q>0,∆H=0,∆p<0; (D)Q<0,∆H=0,∆p<0。 17.一种实际气体,其状态为pVm=RT+αp(α<0), 该气体经节流膨胀后: (A) 温度升高; (B)温度下降; (C) 温度不变; (D)不能确定温度如何变化。 18.1molH2(为理想气体)由始态298K、p被绝热可逆地压缩5dm3, 那么终态温度T2与内能变化∆U分别是: (A) 562K,0kJ; (B)275K,kJ; (C) 275K,; (D)562K,kJ。 19.nmol理想气体由同一始态出发,分别经 (1)等温可逆; (2)绝热可逆两个过程压缩到达相同压力的终态,以H1和H2 分别表示 (1)和 (2)过程终态的焓值,则: (A) H1>H2; (B)H1 (C) H1=H2; (D)上述三者都对。 20.如图,A→B和A→C均为理想气体变化过程,若 B、C在同一条绝热线上,那么∆UAB与∆UAC的关系是: (A) ∆UAB>∆UAC; (B)∆UAB<∆UAC; (C) ∆UAB=∆UAC; (D)无法比较两者大小。 21.理想气体从同一始态(p1,V1,T1)出发,分别经恒温可逆压缩(T)、 绝热可逆压缩(i)到终态体积为V2时,环境对体系所做功的绝对值比较: (A) WT>Wi; (B)WT (C) WT=Wi; (D)无确定关系。 22.一定量的理想气体,经如图所示的循环过程,A→B 为等温过程,B→C等压过程,C→A为绝热过程,那么 曲边梯形ACca的面积表示的功等于: (A) B→C的内能变化; (B)A→B的内能变化; (C) C→A的内能变化; (D)C→B的内能变化。 23.范德华气体绝热向真空膨胀后,气体的温度将: (A) 不变; (B)升高; (C) 降低; (D)不能确定。 24.某气体的状态方程服从p(Vm-b)=RT,其中b为常数,则 为: (A) 大于零; (B)小于零; (C)等于零; (D)不能确定。 25.反应C(石墨)+½O2CO(g),∆H(298K)<0,若将此反应放 于一个恒容绝热容器中进行,则体系: (A)(A) ∆T<0,∆U<0,∆H<0; (B)(B) ∆T>0,∆U=0,∆H>0; (C)(C) ∆T>0,∆U>0,∆H>0; (D)∆T>0,∆U=0,∆H=0。 26.已知反应BA,BC的等压反应热分别为∆H1与∆H2,那么 AC的∆H3与它们的关系是: (A) ∆H3=∆H1+∆H2; (B)∆H3=∆H1-∆H2; (C) ∆H3=∆H2-∆H1; (D)∆H3=2∆H1-∆H2。 27.反应C(金钢石)+½O2(g)CO(g)的热效应为,问此值为: (A) CO(g)的生成热; (B)C(金钢石)的燃烧热; (C) 碳的燃烧热; (D)全不是。 28.下列各式中,不能称为基尔霍夫定律公式的是: (A) ; (B); (C) ;(D)。 29.计算“反应热效应”时,为了简化运算,常假定反应热效应与温度无关, 其实质是: (A)(A) 状态函数之值与历史无关; (B)(B) 物质的热容与状态无关; (C)(C) 物质的热容与温度无关; (D)反应前后体系的热容不变。 30.如图某循环过程: A→B是绝热不可逆过程; B→C是绝热可逆过程;C→A是恒温可逆过程, 问在C→A过程中体系与环境交换的热QC-A: (A)(A) QC-A>0; (B)(B) QC-A<0; (C)(C) QC-A=0; (D)(D) 不能确定。 第二章热力学第二定律练习题 上一章下一章返回 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.不可逆过程一定是自发过程。 3.熵增加的过程一定是自发过程。 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。 14.冰在0℃,p下转变为液态水,其熵变>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V1膨胀到V2,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。 ⑸1mol理想气体进行绝热自由膨胀,体积由V1变到V2,能否用公式: 计算该过程的熵变? 22.在100℃、p时,1mol水与100℃的大热源接触,使其向真空容器中 蒸发成100℃、p的水蒸气,试计算此过程的∆S、∆S(环)。 23.的适用条件是什么? 24.指出下列各过程中,物系的∆U、∆H、∆S、∆A、∆G中何者为零? ⑴理想气体自由膨胀过程; ⑵实际气体节流膨胀过程; ⑶理想气体由(p1,T1)状态绝热可逆变化到(p2,T2)状态; ⑷H2和Cl2在刚性绝热的容器中反应生成HCl; ⑸0℃、p时,水结成冰的相变过程; ⑹理想气体卡诺循环。 25.amolA与bmolB的理想气体,分别处于(T,V,pA)与(T,V,pB)的状态, 等温等容混合为(T,V,p)状态,那么∆U、∆H、∆S、∆A、∆G何者大于零, 小于零,等于零? 26.一个刚性密闭绝热箱中,装有H2与Cl2混合气体,温度为298K,今用光 引发,使其化合为HCl(g),光能忽略,气体为理想气体,巳知 (HCl)=·mol-1,试判断该过程中∆U、∆H、∆S、∆A、∆G 是大于零,小于零,还是等于零? 27.在一绝热恒容箱内,有一绝热板将其分成两部分,隔板两边各有 1molN2,其状态分别为298K、p与298K、10p,若以全部气体为体系, 抽去隔板后,则Q、W、∆U、∆H、∆S中,哪些为零? 二、单选题: 1. 适合于下列过程中的哪一个? (A) 恒压过程; (B)绝热过程; (C)恒温过程;(D)可逆相变过程。 2.可逆热机的效率最高,因此由可逆热机带动的火车: (A) 跑的最快;(B)跑的最慢; (C)夏天跑的快; (D)冬天跑的快。 3.在一定速度下发生变化的孤立体系,其总熵的变化是什么? (A) 不变; (B)可能增大或减小; (C)总是增大; (D)总是减小。 4.对于克劳修斯不等式,判断不正确的是: (A) 必为可逆过程或处于平衡状态; (B) 必为不可逆过程; (C) 必为自发过程; (D) 违反卡诺定理和第二定律,过程不可能自发发生。 5.下列计算熵变公式中,哪个是错误的: (A) 水在25℃、p下蒸发为水蒸气: ; (B) 任意可逆过程: ; (C) 环境的熵变: ; (D) 在等温等压下,可逆电池反应: 。 6.当理想气体在等温(500K)下进行膨胀时,求得体系的熵变∆S=l0J·K-1, 若该变化中所做的功仅为相同终态最大功的 ,该变化中从热源吸热多少? (A) 5000J; (B)500J; (C)50J; (D)100J。 7.1mol双原子理想气体的是: (A) ; (B); (C); (D)2R。 8.理想气体在绝热条件下,在恒外压下被压缩到终态,则体系与环境的熵变: (A)(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)<0。 9.一理想气体与温度为T的热源接触,分别做等温可逆膨胀和等温不 可逆膨胀到达同一终态,已知 ,下列式子中不正确的是: (A) ; (B) ; (C) ; (D) (等温可逆),(不等温可逆) 。 10.计算熵变的公式 适用于下列: (A)(A) 理想气体的简单状态变化; (B)(B) 无体积功的封闭体系的简单状态变化过程; (C)(C) 理想气体的任意变化过程; (D)(D) 封闭体系的任意变化过程; 11.实际气体CO2经节流膨胀后,温度下降,那么: (A)(A) ∆S(体)>0,∆S(环)>0; (B)(B) ∆S(体)<0,∆S(环)>0 (C)(C) ∆S(体)>0,∆S(环)=0; (D)∆S(体)<0,∆S(环)=0。 12.2mol理想气体B,在300K时等温膨胀,W=0时体积增加一倍, 则其∆S(J·K-1)为: (A) ; (B)331; (C); (D)。 13.如图,可表示理想气体卡诺循环的示意图是: (A) 图⑴; (B)图⑵; (C)图⑶; (D)图⑷。 14.某体系等压过程A→B的焓变∆H与温度T无关,则该过程的: (A) ∆U与温度无关; (B)∆S与温度无关; (C) ∆F与温度无关; (D)∆G与温度无关。 15.等温下,一个反应aA+bB=dD+eE的∆rCp=0,那么: (A) ∆H与T无关,∆S与T无关,∆G与T无关; (B) ∆H与T无关,∆S与T无关,∆G与T有关; (C) ∆H与T无关,∆S与T有关,∆G与T有关; (D) ∆H与T无关,∆S与T有关,∆G与T无关。 16.下列过程中∆S为负值的是哪一个: (A)(A) 液态溴蒸发成气态溴; (B)(B) SnO2(s)+2H2(g)=Sn(s)+2H2O(l); (C)(C) 电解水生成H2和O2; (D)公路上撤盐使冰融化。 17.熵是混乱度(热力学微观状态数或热力学几率)的量度,下列结论 中不正确的是: (A) 同一种物质的 ; (B) 同种物质温度越高熵值越大; (C) 分子内含原子数越多熵值越大; (D) 0K时任何纯物质的熵值都等于零。 18.25℃时,将升O2与升N2混合成升的混合气体,该过程: (A) ∆S>0,∆G<0; (B)∆S<0,∆G<0; (C) ∆S=0,∆G=0; (D)∆S=0,∆G<0。 19.有一个化学反应,在低温下可自发进行,随温度的升高,自发倾向降低, 这反应是: (A) ∆S>0,∆H>0; (B)∆S>0,∆H<0; (C) ∆S<0,∆H>0; (D)∆S<0,∆H<0。 20.∆G=∆A的过程是: (A) H2O(l,373K,p)H2O(g,373K,p); (B) N2(g,400K,1000kPa)N2(g,400K,100kPa); (C) 等温等压下,N2(g)+3H2(g)NH3(g); (D) Ar(g,T,p)Ar(g,T+100,p)。 21.等温等压下
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