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()
(A)升高(B)降低(C)不变(D)无法判定
12.在一绝热箱中装有水,水中通一电阻丝,由蓄电池供电,通电后水及电阻丝的温度均略有升高。
若以水和电阻丝为体系,其余为环境,则有:
(A)Q<0,W=0,ΔU<0(B)Q=0,W>0,ΔU>0
(C)Q>0,W=0,ΔU>0(D)Q<0,W=0,ΔU>0
13.对于完成同一过程的体系,下述说法何者正确?
(A)经任意可逆途径所做的功一定比经任意不可逆途径做的功多
(B)经不同的可逆途径所做的功都一样多
(C)经不同的不可逆途径所做的功都一样多
(D)经任意可逆途径所做的功不一定比经任意不可逆途径做功多
14.
(1)pө和273K下冰融化为水;
(2)电流通过金属发热;
(3)往车胎内打气;
(4)水在pө和373K下蒸发;
以上可看作可逆过程的是:
(A)
(1),(4)(B)
(2),(3)
(C)
(1),(3)(D)
(2),(4)
15.一可逆热机与另一不可逆热机在其它条件都相同时,燃烧等量的燃料,则可逆热机拖动的列车运行的速度:
()
(A)较快(B)较慢
(C)一样(D)不一定
16.下列“在理论上使ΔH=Qp成立的条件”中,错误的是:
(A)封闭体系(B)只做体积功
(C)恒压可逆(D)等外压不可逆
17.封闭体系中,有一个状态函数保持恒定的过程是什么过程?
()
(A)一定是可逆过程(B)一定是不可逆过程
(C)不一定是可逆过程(D)体系没有变化
18.1mol单原子理想气体,从始态p1=2pө,T1=273K沿着“p/V=K(常数)”的途径,可逆变化到p2=4pө的终态,则ΔH为:
(A)17.02kJ(B)–10.21kJ
(C)–17.02kJ(D)10.21kJ
19.石墨的燃烧热:
(A)等于CO生成热(B)等于CO2生成热
(C)等于金刚石燃烧热(D)等于零
20.“封闭体系恒压过程中吸收的热量Qp,等于其焓的增量ΔH”,这种说法()
(A)正确 (B)需增加无非体积功的条件
(C)需增加可逆过程的条件 (D)需增加可逆过程与无非体积功的条件
21.恒压下,无相变的单组分封闭体系的焓值随温度的升高而:
(A)增加(B)减少
(C)不变(D)不一定
22.非理想气体进行了一绝热自由膨胀过程,下述答案哪个错了?
(A)Q=0(B)W=0(C)ΔU=0(D)ΔH=0
23.当体系将热量传递给环境之后,体系的焓:
(A)必定减少(B)必定增加
(C)必定不变(D)不一定改变
24.在非恒压过程中,将理想气体的温度从T1升到T2,则体系的ΔH应为:
(A)ΔH=0(B)ΔH=Cp(T2-T1)
(C)ΔH不存在(D)ΔH等于其它值
25.ΔH=Qp,此式适用于下列哪个过程?
(A)0℃、pө下冰融化成水(B)理想气体从10pө反抗恒定的pө膨胀到pө
(C)电解水CuSO4溶液(D)气体从(298K、pө)可逆变化到(373K、0.1pө)
26.1mol理想气体经可逆绝热过程,下列功的算式中,哪一个是错的?
(A)Cv(T1-T2)(B)Cp(T2-T1)
(C)(p1V1-p2V2)/(γ-1)(D)R(T1-T2)/(γ-1)
27.1mol单原子理想气体经一循环过程后,W=400J,则该过程的Q为:
(A)0(B)因未指明是可逆过程,无法确定
(C)400J(D)–400J
28.一定量的理想气体从同一始态分别经历等温可逆膨胀,绝热可逆膨胀到达具有相同压力的终态,已知终态体积分别为V1和V2,则:
(A)V1>V2(B)V1<V2
(C)V1=V2(D)元法确定
29.某理想气体的γ=Cp/Cv=1.40,则其为几原子分子气体?
(A)单原子分子(B)双原子分子
(C)三原子分子(D)四原子分子
30.在100℃和25℃之间工作的热机,其最大效率为:
(A)100%(B)75%
(C)25%(D)20%
二.填空题(第二章)
1.热力学封闭体系与环境之间的界面所起的作用为:
(1);
(2) 。
2.10mol单原子理想气体,在恒外压0.987pө下由400K,2pө等温膨胀到0.987pө,体系对环境作功kJ。
3.5mol单原子理想气体的(H/T)p=J/K。
4.任何宏观物质的焓H都一定其内能U,因为 ;
对于等温理想气体反应,分子数增多的ΔH一定 ΔU,因为 。
5.理想气体恒温可逆压缩,ΔU0,ΔH0。
6.设H2为刚性分子并可视为理想气体,电子处于基态,其Cv,m=;
Cp,m=(以气体常数表示之)。
7.从统计热力学观点看,功的微观本质是 ;
热的微观本质是 。
8.在条件下,QV=△U;
在条件下,Qp=△H。
三.简述题(第二章)
1.dU=(¶
U/¶
T)VdT+(¶
V)-TdV,由于(¶
T)V=CV,故前式可写作
dU=CVdT+(¶
V)TdV又因CVdT=δQ,故前式又可写作dU=δQ+(¶
V)TdV。
将这个公式与dU=δQ-pdV比较,则应有(¶
V)T=-p。
这个结论是错误的,试说明何以是错误的。
2.理想气体经等温可逆变化,ΔU=0,所以Q=W=nRTln(V2/V1),这里热Q和功W的值决定于始终态的体积,所以Q和W也具有状态函数的性质。
这说法对吗?
为什么?
3.当热由体系传给环境时,体系的焓是否一定减少?
4.某山脚下的大气压力为pө,而在山顶上的压力下降1/2,能否在山腰上架—风车用压力差来推动作功?
5.下列理想气体p-V图中,A→B是等温可逆过程,A→C是绝热可逆过程。
若从A点出发:
经绝热不可逆过程同样到达V2,则终点D在C点之上还是在C点之下?
6.下列理想气体p-V图中,A→B是等温可逆过程,A→C是绝热可逆过程。
经绝热不可逆过程同样到达p2,则终点D在C点之左还是在C点之右?
7.在一个玻璃瓶屮发生如下的反应:
H2(g)+C12(g)—hv→2HCl(g)。
反应前后T、p、V均未发生变化,设所有气体都可看作理想气体,因为理想气体的U=f(T),所以该反应的ΔU=0,这样判断错在哪里?
8.反应N2(g)+3H2(g)→2NH3(g),以N2:
H2=1:
3的投料比通过合成塔,在压力为p温度为T1时,测得反应热为ΔrH1。
保持压力不变,温度升高到T2时,测得热效应为ΔrH2。
若用基尔霍夫公式计算,发现计算值与实验值不符,这是什么原因?
9.任一气体从同一始态出发,经一等温可逆过程和一等温不可逆过程到达同一终态,因WR>WIR,所以QR>QIR。
这结论对不对?
四.计算题(第二章)
1.1mol单原子理想气体,始态为p1=202650Pa,T1=273K,沿可逆途径p/V=K(常数)至终态,压力增加一倍,求:
V2、T2、ΔU、ΔH和W。
2.1mol单原子分子理想气体,始态p1=2×
101325Pa,T1=273K,沿可逆途径
p/V=K(常数)至终态p2=4×
101325Pa。
计算此途径的Q、W及气体沿此途径的摩尔热容Cm。
设Cm与T无关,CV。
m=(3/2)R。
3.在一绝热可逆膨胀过程中,某双原子分子理想气体的内能减少5000J,求此过程中体系的焓变ΔH。
已知双原子分子理想气体的CV,m=5R/2;
Cp,m=7R/2。
五.证明题(第二章)
1.试证明:
Cp-Cv=T·
(p/T)v·
(V/T)p
2.试证明:
Cp-Cv=-(p/T)v[(H/p)T-V]
3.试证明:
在恒压过程中,内能变化可表示为:
dU=[Cp-p(∂V/∂T)p]dT。
4.试证明:
(¶
T)p=Cp-p(¶
V/¶
T)p
第三章热力学第二定律
一.选择题
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=0
2.
(1)不可逆过程热温商之和;
(2)可逆过程热温商之和;
(3)与过程无关的状态函数;
(4)与过程有关的状态函数。
以上描述熵变的说法中,正确的是:
(A)1,2(B)2,3
(C)2(D)4
3.室温下对一定量的纯物而言,当Wf=0时,(A/T)V值为:
(A)大于零(B)小于零
(C)等于零(D)不确定
4.可通过以下哪一途径求得任一不可逆绝热过程的熵变ΔS?
(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.理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程:
(A)不可以达到同一终态(B)可从同一始态出发到达同一终态
(C)不能判定向(A)、(B)中何者正确(D)可达同一终态,依是膨胀还是压缩而定
6.对实际气体的节流膨胀过程,有:
(A)ΔH=0(B)ΔS=0(C)ΔG=0(D)ΔU=0
7.理想气体恒压膨胀,其熵值如何变化?
(A)不变(B)增大(C)减少(D)不能确定
8.pө,0℃下,水凝结为冰,下列何者一定为零?
(A)ΔU(B)ΔH(C)ΔS(D)ΔG
9.绝热下,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:
(A)大于零(B)等于零
(C)小于零(D)不确定
10.标准压力和268K时,冰变为水,体系的熵变应:
(A)大于零(B)小于零
(C)等于零(D)不能确定
11.1mol理想气体在室温下进行恒温不可逆膨胀(Q=0),使体系的体积增大一倍,
则ΔS(体),ΔS(环)和ΔS(隔离)(单位:
J·
K-1·
mol-1)为:
()
(A)5.76,-5.76,0(B)5.76,0,5.76
(C)0,0,0(D)0,5.76,5.76
12.pө,270K下,1mol过冷水经等温等压过程凝结为同样条件下的冰,则体系的熵变(ΔS1)及环境的熵变(ΔS2)应为:
(A)ΔS1<0,ΔS2<0 (B)ΔS1<0,ΔS2>0
(C)ΔS1>0,ΔS2<0 (D)ΔS1>0,ΔS2>0
13.pө,298K下,双原子理想气体的体积V1=48.91dm3,经等温自由膨胀到2V1,其过程的熵变为:
()
(A)11.53J/K(B)5.765J/K
(C)23.06J/K(D)0
14.pө,90℃的液态水气化为90℃的水蒸气,体系的熵变将:
(A)>0(B)<0
(C)=0(D)不确定
15.水在pө和100℃下沸腾时,下列各量何者增加:
(A)熵(B)气化热
(C)吉布斯自由能(D)蒸气压
16.在N2和O2混合气体的绝热可逆压缩过程中,下列结论中正确的是:
(A)ΔU=0(B)ΔF=0(C)ΔS=0(D)ΔG=0
17.单原子理想气体的Cv,m=(3/2)R,温度由T1变到T2时,等压过程的熵变ΔSp与等容过程的熵变ΔSv之比是:
(A)1/1(B)2/1(C)3/5(D)5/3
18.用1mol理想气体进行焦耳实验(自由膨胀),求得ΔS=19.16J/K,则ΔG为:
(A)ΔG=19.16J(B)ΔG<19.16J
(C)ΔG>19.16J(D)ΔG=0
19.一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(ΔS1为体系熵变,ΔS2为环境熵变),哪一组是正确的:
(A)ΔS1>0,ΔS2<0(B)ΔS1<0,ΔS2>0
(C)ΔS1<0,ΔS2=0(D)ΔS1>0,ΔS2=0
20.统计力学中,下列说法正确的是:
(A)热力学概率的数值只能在0~1之间(B)数学概率的数值只能在0~1之间
(C)热力学概率等同于数学概率 (D)数学概率的数值很大
21.在不作非体积功的封闭体系中,过程的ΔA:
(A)小于零(B)大于零
(C)等于零(D)不能判定
22.理想气体自由膨胀到达终态后,可判断过程自发性的判据是:
(A)ΔH(B)ΔG(C)ΔS(隔离)(D)ΔU
23.理想气体等温过程的ΔA:
(A)大于ΔG(B)小于ΔG
(C)等于ΔG(D)不能确定
24.在一简单的封闭体系(单组分,单向,各向同性)的恒压只做体积功的过程中,吉布斯自由能值随温度升高如何变化?
()
(A)(G/T)p>0(B)(G/T)p<0
(C)(G/T)p=0(D)视具体体系而定
25.在pө、383K的水变为同温下水气并吸热Qp的相变中,何关系不成立?
(A)ΔG<0(B)ΔH=Qp
(C)ΔS(隔离)<0(D)ΔS(隔离)>0
26.范德华气体绝热向真空膨胀后,气体的温度:
(A)上升(B)下降
(C)不变(D)无法确定(待研究)
27.300K下,2mol理想气体的G与A的差值为:
(A)G-A=1.247kJ (B)G-A=2.494kJ
(C)G-A=4.988kJ (D)G-A=9.977kJ
28.在S、H、CV、G、A几个函数中,数值与最低能级能量数值的选取无关的是:
(A)S、H、CV、G,(B)CV、A
(C)CV、S(D)A、G、H
29.从热力学基本关系式可导出(∂U/∂S)V等于:
(A)(∂H/∂S)p(B)(∂A/∂V)T
(C)(∂U/∂V)S(D)(∂G/∂T)p
30.根据熵的统计意义可以判断下列过程中何者的熵值增大?
()
(A)水蒸气冷却成水(B)石灰石分解生成石灰
(C)乙烯聚合成聚乙烯(D)理想气体绝热可逆膨胀
二.填空题(第三章)
1.一切自发变化都有一定的 ,并且都是不会 进行的,这就是自发变化的共同特征。
2.一个自发变化发生后,不可能使 都恢复到原来的状态而不留下任何影响,也就是说,自发变化是 。
3.在绝热封闭条件下,体系的ΔS的数值可以直接用作过程方向性的判据,ΔS=0表示可逆过程;
ΔS>0,表示;
ΔS<0,表示。
4.实际气体绝热自由膨胀,ΔU 0;
ΔS 0。
5.理想气体向真空膨胀,体积由V1变到V2,其ΔU 0 ,ΔS 。
6.理想气体恒温可逆压缩,ΔS0;
ΔG0。
7.100℃和1.5pө下,水蒸气变成100℃和pө的液体水,则:
ΔS 0;
ΔG 0
8.对一封闭体系,当Wf=0时,下列过程中体系的ΔU、ΔS和ΔG何者为零?
(1)热密闭刚性容器中进行的化学反应过程;
(2)某物质的恒温恒压可逆相变化过
程;
(3)某物质经一循环恢复原状态 。
9.公式ΔS=nR㏑(V2/V1)+CV㏑(T2/T1)所适用的过程是。
10.理想气体等温膨胀过程(T=300K)中,从热源吸热600J,做的功仅是变到相同终态最大功的1/10,则体系的熵变ΔS=J/K。
11.从微观角度而言,熵具有统计意义,它是体系 的一种量度。
熵值小的状态相对于 的状态。
在隔离体系中,自 的状态向 的状态变化,是自发变化的方向。
这就是热力学第二定律的本质。
12.用熵判据来判别变化的方向和平衡条件时,体系必须是 ,除了考虑 的熵变外,还要考虑 的熵变。
13.在 , 等压 和 的条件下,自发变化总是朝着吉布斯自由能 的方向进行的,直到体系达到平衡。
14.在 , 和 的条件下,自发变化总是朝着亥姆霍兹自由能 的方向进行的,直到体系达到平衡。
15.在恒熵恒容只做体积功的封闭体系里,当热力学函数 到达最 值时,体系处于平衡状态。
16.化学位μB就是B物质的偏摩尔。
17.在定温定压不做其他功的条件下,封闭体系的自发过程总是朝着△G的方向进行的,直到吉布斯函数达到时为止。
相应地,在定温定压下和不做其他功的条件下,封闭体系的△G>0的过程是发生的。
18.从微观角度讲,熵具有统计意义,熵是描述的物理量,是,具有。
19.定容下,物质受热后内能升高,内能随温度上升而增加的比率叫。
定压下,如果物质被加热,自由能将减小,自由能随温度减小的比率被称为该物质的。
20.体系的混乱度与熵的函数关系为:
。
而热力学第三定律一般可表达为:
三.简述题(第三章)
1.(△G)T.,p≤0的含义?
2.绝热过程与等熵过程相同吗?
3.两块质量相同的同种金属,温度不同,使它们相互接触并达到同一温度。
若整个热传导过程均无热散失,试用熵函数证明该过程为不可逆过程。
四.计算题(第三章)
1.1molCH3C6H5(分子量为92;
沸点时的气化热为362kJ/kg)在其沸点383.15K时蒸发为气体,求该过程的Q、W、△vapHmө和△vapSmө。
2.p下,把25g、273K的冰加到200g、323K的水中,设体系与环境无能量交换,试计算ΔS。
已知:
水的比热为4.18kJ·
kg-1·
K-1,冰的熔化焓为333kJ·
kg-1,设它们均为常数。
3.2mol理想气体由5p、323K加热到10p、373K。
已知该气体的Cp.m=(5/2)R,
求体系的熵变。
4.0.1kg283.2K的水与0.20kg313.2K的水混合,求ΔS。
已知,水的平均比热为4.184kJ/(K·
kg)
5.在90℃、pө下,1mol水变为同温同压下的水蒸气,求ΔS。
90℃时水的饱和蒸气压为7.012×
104Pa;
Cp.m(l)=75.3J/K·
mol;
Cp.m(g)=33.58J/K·
100℃时的可逆气化热为40.67kJ/mol。
6.在298.15K及101325Pa下,1mol过冷水蒸气变为同温同压下的水,求此过程的△G。
已知,298.15K时水的蒸气压为3167Pa。
五.证明题
1.体系经绝热不可逆过程由A态变到B态,请论证不可能用一个绝热可逆过程使体系从
B态变回到A态。
2.求证:
绝热可逆膨胀后压力必减小,而且,减小的程度必大于等温可逆膨胀过程中的压力的减小。
3.试证明理想气体:
S=nCV,mln(p2/p1)+nCp,mln(V2/V1)
4.试证明[(G/T)/T]p=-H/T2
5.试证明(¶
S/¶
T)p=Cp/T并说明公式意义
第四章溶液
1.在400K时,液体A的蒸气压为4×
104Pa,液体B的蒸气压为6×
104Pa。
两者组成理想液体混合物,平衡时,溶液中A的xA=0.6,则气相中B的物质的量分数为:
(A)0.6(B)0.5(C)0.4(D)0.31
2.已知373.2K时,液体A的p*A=133.32kP
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