四川大学物理化学考研题库.pdf
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第一章热力学第一定律练习题一、判断题(说法对否):
一、判断题(说法对否):
1道尔顿分压定律,对理想气体和实际混合气体来说关系式PB=nB(RT/V)都成立。
2在两个封闭的容器中,装有同一种理想气体,若两个容器中压力、体积相同,那么温度也相同。
3物质的温度越高,则热量越多;天气预报:
天气很热。
其热的概念与热力学相同。
4恒压过程也就是恒外压过程,恒外压过程也就是恒压压过程。
5实际气体在恒温膨胀时所做的功绝对值等于所吸收的热。
6凡是温度升高的过程体系一定吸热;而恒温过程体系不吸热也不放热。
7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。
8在P、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。
9一定量的理想气体,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。
10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。
11因QP=H,QV=U,所以QP与QV都是状态函数。
12封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。
13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。
14在101.325kPa下,1moll00的水等温蒸发为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U=0。
151mol,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。
161mol水在l01.325kPa下由25升温至120,其H=CP,mdT。
17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H=0。
18因Qp=H,QV=U,所以Qp-QV=H-U=(pV)=-W。
19卡诺循环是可逆,当系统经一个卡诺循环后,不仅系统复原了,环境也会复原。
20一个系统经历了一个无限小的过程,则此过程是可逆过程。
21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。
22若一个过程是可逆过程,则该过程中的每一步都是可逆的。
231mol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VpCCVpVpW,11122。
24气体经绝热自由膨胀后,因Q=0,W=0,所以U=0,气体温度不变。
25(U/V)T=0的气体一定是理想气体。
26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。
27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。
28已知CO2在298.15K时的mfH和0到1000的热容Cp,m,则CO2在1000K时的标准摩尔生成焓为fmH(1000K)=fmH(298.15K)+1000,298PmCdT。
29一定量的理想气体由0、200kPa的始态反抗恒定外压(p环=100kPa)绝热膨胀达平衡,则终态温度不变。
30当系统向环境传热(Q0;(B)W=0;(C)W0,W0,U0;(B)Q=0,W=0,U0;(C)Q=0,W=0,U=0;(D)Q0,U0,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)热容C不是状态函数;(B)热容C与途径无关;(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)封闭体系的任何途径;(B)封闭体系的可逆途径;(C)封闭体系的不可逆途径;(D)任何体系的任何途径。
14如图所示,QABC=a(J)、WABC=b(J)、QCA=c(J),那么WAC等于多少:
(A)a-b+c;(B)-(a+b+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)T2T1,W0,QT1,W0;(C)T20,QT1,W0,Q0。
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)Q=0,H=0,p0;(B)Q=0,H0,p0,H=0,p0;(D)Q0,H=0,p0。
17一种实际气体,其状态为pVm=RT+p(H2;(B)H1UAC;(B)UABWi;(B)WTWi;(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,AB为等温过程,BC等压过程,CA为绝热过程,那么曲边梯形ACca的面积表示的功等于:
(A)BC的内能变化;(B)AB的内能变化;(C)CA的内能变化;(D)CB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(Vmb)=RT,其中b为常数,则TVUm为:
(A)大于零;(B)小于零;(C)等于零;(D)不能确定。
25反应C(石墨)+O2(g)CO(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)T0,U0,H0,U=0,H0;(C)T0,U0,H0;(D)T0,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rmH,问此rmH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)ppCTHrmr;(B)ppCTH;(C)dTCTUTUVTT21r1mr2mr(D)dTCTHTHpTT21r1mr2mr。
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)状态函数之值与历史无关;(B)物质的热容与状态无关;(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:
AB是绝热不可逆过程;BC是绝热可逆过程;CA是恒温可逆过程,问在CA过程中体系与环境交换的热QC-A:
(A)QC-A0;(B)QC-A|W2|;(B)|W1|Q2(E)Q1QVQA;(C)各个过程温度升高数值相同;(D)(T)p(T)V(T)A;(E)各个过程做的功相等。
10H2O(液,100,P)H2O(气,100,P),由上述的始态到终态。
设H2O(气)为理想气体,设H是P下气化焓,对于体系吸收的热Q判断,正确的是:
(A)不可能大于H;(B)一定等于H;(C)一定小于H;(D)一定等于U;(E)不可能小于U。
四、计算及证明题四、计算及证明题1证明:
UTVTVVUC;VVVpUCpU。
2101.325kPa的1mol单原子理想气体,连续经历以下几步由始态至终态:
(a)恒容下从25加热到100;(b)向真空绝热膨胀至体积增大一倍;(c)恒压下冷却到25。
(1)用pV图画出始态至终态过程图;
(2)求始态至终态的Q、W、U和H。
3试由下列一些反应的热效应数据,计算固态Al2Cl6的标准摩尔生成热:
2Al(s)+6HCl(aq)Al2Cl6(aq)+3H2(g);H1=-1003.156kJmol-1H2(g)+Cl2(g)2HCl(g);H2=-184.096kJmol-1HCl(g)+水HCl(aq);H3=-72.446kJmol-1Al2Cl6(s)+水ACl2Cl6(aq);H4=-643.039kJmol-14一摩尔单原子理想气体从0、2p始态,经由方程pV2=const规定的途径到达终态压力为15p,计算沿此途经的平均热容。
5298.15K,1mol的CO2(实际气体)由始态p1=3p,V1=7.9dm3等温变化到终态p2=p,V2=24dm3,求此过程的U与H。
巳知Cp,m(CO2)=36.6JK-1mol-1,焦耳汤姆逊系数J-T=1.14+8.6510-3(p/p)。
6在空气中有一真空绝热箱,体积为V0,今在箱上刺一个小孔,空气流入箱内,设空气为理想气体(Cp,m=3.5R)。
巳知空气温度是298K,箱内气体温度是多少?
若V0=10dm3,求该过程的Q、W、U、H各为多少?
7一摩尔单原子理想气体经过下列过程:
从A(p1,V1,T1)绝热可逆膨胀到B(p2,V2,T2);经由图中给出的直线途径回到始态。
设p1=2p、T1=273K、V2=2V1,计算每一过程及循环过程的U、H、Q、W。
81mol单原子分子理想气体由始态A(2p,298K),沿着p/p=0.1Vm(dm3mol-1)+b的可逆途经膨胀到原体积2倍,计算终态的压力以及此过程的Q、W、U、H。
9以1mol理想气体(N2)为介质形成以下循环:
AB等温可逆过程;BC等容过程;CA绝热可逆过程。
已知TA=1000K,VA=1dm3,VB=20dm3。
(1)画出此循环的pV图;
(2)求A,B,C各状态的T、p、V;(3)求出各个过程的U,H,Q,W;(4)求此循环的热机效率,并求出在相同高低温热源条件下此机与卡诺循环之c的比值/c。
第二章热力学第二定律练习题一、判断题(说法正确否):
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理想气体绝热可逆膨胀过程的S=0,绝热不可逆膨胀过程的S0,绝热不可逆压缩过程的S0。
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S0。
11相变过程的熵变可由THS计算。
12当系统向环境传热时(Q0,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dGSdTvdP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:
“某体系处于不同的状态,可以具有相同的熵值”,此话对否?
“体系状态变化了,所有的状态函数都要变化”,此话对否?
绝热可逆线与绝热不可逆线能否有两个交点?
自然界可否存在温度降低,熵值增加的过程?
举一例。
1mol理想气体进行绝热自由膨胀,体积由V1变到V2,能否用公式:
12lnVVRS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)。
2312lnVVRS的适用条件是什么?
24指出下列各过程中,物系的U、H、S、F、G中何者为零?
理想气体自由膨胀过程;实际气体节流膨胀过程;理想气体由(p1,T1)状态绝热可逆变化到(p2,T2)状态;H2和Cl2在刚性绝热的容器中反应生成HCl;0、p时,水结成冰的相变过程;理想
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