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101.325kPa、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101.325kPa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,80.1℃、101.325kPa的液态苯向真空蒸发为80.1℃、101.325kPa
的气态苯。
已知该过程的焓变为30.87kJ,所以此过程的Q=30.87kJ。
12.1mol水在l01.325kPa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298.15K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)=
(298.15K)+∫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,-5.49kJ; (C)275K,5.49kJ;(D)562K,5.49kJ。 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 (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)+O2CO(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=2H1-H2。 27.反应C(金钢石)+O2(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)=-94.56kJ·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)1.5R;(B)2.5R; (C)3.5R;(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)-5.76;(B)331;(C)5.76;(D)11.52。 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11.2升O2与11.2升N2混合成11.2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.等温等压下进行的化学反应,其方向由rHm和rSm共同决定,自发进行 的反应应满 足下列哪个关系式: (A)rSm=rHm/T;(B)rSm>rHm/T; (C)rSm≥rHm/T;(D)rSm≤rHm/T。 22.等容等熵条件下,过程自发进行时,下列关系肯定成立的是: (A)G<0;(B)F<0; (C)H<0;(D)U<0。 23.实际气体节流膨胀后,其熵变为: (A);(B); (C);(D)。 24.一个已充电的蓄电池以1.8V输出电压放电后,用2.2V电压充 电使其回复原状,则总的过程热力学量变化: (A)(A)Q<0,W>0,S>0,G<0; (B)Q<0,W<0,S<0,G<0; (C)Q>0,W>0,S=0,G=0; (D)Q<0,W>0,S=0,G=0。 25.下列过程满足 的是: (A)恒温恒压(273K,101325Pa)下,1mol的冰在空气升华为水蒸气; (B)氮气与氧气的混合气体可逆绝热膨胀; (C)(C)理想气体自由膨胀; (D)(D)绝热条件下化学反应。 26.吉布斯自由能的含义应该是: (A)是体系能对外做非体积功的能量; (B)是在可逆条件下体系能对外做非体积功的能量; (C)是恒温恒压可逆条件下体系能对外做非体积功的能量; (D)按定义理解G=H-TS。 27.在-10℃、101.325kPa下,1mol水凝结成冰的过程中, 下列哪个公式可以适用: (A)U=TS;(B); (C)H=TS+Vp;(D)GT,p=0。 28.对于封闭体系的热力学,下列各组状态函数之间的关系中正确的是: (A)A>U;(B)A 29.373.2K、101325Pa的水,使其与大热源接触,向真空蒸发成为373.2K、 101325Pa下的水气,对这一个过程,应选用哪一个作为过程方向的判据: (A)U;(B)A;(C)H;(D)G。 30.热力学基本方程dG=-SdT+Vdp,可适应用下列哪个过程: (A)(A)298K、标准压力下,水气化成蒸汽; (B)(B)理想气体向真空膨胀; (C)(C)电解水制取氢气; (D)N2+3H2=2NH3未达到平衡。 31.下列过程可用计算的是: (A)(A)恒温恒压下无非体积功的化学反应; (B)(B)恒温恒压下可逆原电池反应; (C)
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