物理化学第五版上册复习题及答案docx.docx
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物理化学第五版上册复习题及答案docx
r1峋富电池
第二章热力学第一定律
一、选择题
1、下列叙述中不具状态函数特征的是:
()
(A)系统状态确定后,状态函数的值也确定
(B)系统变化时,状态函数的改变值只由系统的初终态决定
(C)经循环过程,状态函数的值不变
(D)状态函数均有加和性
2、下列叙述中,不具可逆过程特征的是:
()
(A)过程的每一步都接近平衡态,故进行得无限缓慢
(B)沿原途径反向进行时,每一小步系统与环境均能复原
(C)过程的初态与终态必定相同
(D)过程中,若做功则做最大功,若耗功则耗最小功
3、如图,将CuS04水溶液置于绝热箱申,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
5、在下列关于培的描述中,正确的是()
(A)因为zXH=Qp,所以始[■是怛压热
(B)气体的培只是温度的函数
(C)气体在节流膨胀中,它的培不改变
(D)@^JAH=AU+A(PV),所以任何过程都有AH〉0的结论
6、在标准压力下,Imol石墨与氧气反应生成Imol二氧化碳的反应热为
ArH,下列哪种说法是错误的?
()
(A)AH是CO2(g)的标准生成热(B)AH=AU
(C)AH是石墨的燃烧热(D)AU 7、在标准状态下,反应C2H5OH (1)+3O2(g)^2CO2(g)+3H2O(g)的 反应ArHme,ACP>O,下列说法中正确的是() (A)2\rHm°是C2HsOH (1)的标准摩尔燃烧增 (B)ArHme〈0(C)ArHme=ArUme (D)ArHm9不随温度变化而变化 8、下面关于标准摩尔生成培的描述中,不正确的是() (A)生成反应中的单质必须是稳定的相态单质 (B)稳态单质的标准摩尔生成培被定为零 (C)生成反应的温度必须是298.15K (D)生成反应中各物质所达到的压力必须是lOOKPa 9、在一个绝热钢瓶中,发生一个放热的分子数增加的化学反应,那么: () (A)Q>0,W>0,AU>0(B)Q=O,W=0,AU<0 (C)Q=O,W=0,AU=0(D)Q<0,W>0,AU<0 10、非理想气体进行绝热自由膨胀时,下述答案中哪一个是错误的? () (A)Q=0(B)阡0(C)\U=Q(D)W=0 11、下列表示式中正确的是()一 (A)恒压过程△HnAU+pAV(B)恒压过程AH=0 (C)恒压过程△HnAU+VAp(D)恒容过程AH=O 12、理想气体等温反抗恒外压膨胀,则() (A)Q>W(B)Q 13、当理想气体其温度由298K升高到348K,经 (1)绝热过程和 (2)等压过 程,则两过程的() (A)AH! >AH,Wi (C)Z\Hi=Z\H,W] 14、当理想气体从298K,2xlO5Pa经历 (1)绝热可逆膨胀和 (2)等温可 逆膨胀到1xlO5Pa时,贝U() (A)AH! (C)AHi 15、对于封闭体系,茬指定始终态间的绝热可逆途径可以有: () (A)一条(B)二条(C)三条(D)三条以上 16、实际气体绝热恒外压膨胀时,其温度将: () (A)升高(B)降低(C)不变(D)不确定 17、功的计算公式为W=nCvm(T2—「),下列过程中不能用此式的是() (A)理想气体的可逆绝热过程 (B)理想气体的绝热恒外压过程 (C)实际气体的绝热过程 (D)凝聚系统的绝热过程 18、凡是在孤立体系中进行的变化,其AU和AH的值一定是: () (A)At/>0,A//>0(B)At/=O,A//=O (C)0(D)△"=(),AH大于、小于或等于零不确定19、一定 量的理想气体从同一始态出发,分别经 (1)等温压缩, (2)绝热压缩到具有相同压力的终态,以Hi,H2分别表示两个终态的增值,则有: () (A)Hi>H,(B)Hi=H2(C)Hi 20、将H2(g)与O2以2: 1的比例在绝热刚性密闭容嚣中完全反应,则 该过程中应有() (A)AT=0(B)Ap=0(C)AU=0(D)AH=0 21、刚性绝热箱内发生一化学反应,则反应体系为() (A)孤立体系(B)敞开体系(C)封闭休系(D)绝热体素 22、理想气体可逆绝热膨胀,则下列说法中正确的是() (A)培总是不变(B)内能总是增加 (c)k含总是增加(D)内能总是减少 23、关于等压摩尔热容和等容摩尔热容,下面的说法中不正确的是 () (A)Cpm与Cvm不相等,因等压过程比等容过程系统多作体积功 (B)Cp,m-G,m=R既适用于理想气体体系,也适用于实际气体体系 (C)Gm=3/2R适用于单原子理想气体混合物 (D)在'可逆相变中Cp,m和G,m都为无限大 24、下列哪个过程的dT#0,dH=0? () (A)理想气体等压过程(B)实际气体等压过程 (C)理想气体等容过程(D)实际气体节流膨胀过程 25、隔离系统内发生一变化过程,则系统的: (A)热方学能守恒顶含守恒(B)热力学能木一定守恒,培守恒 (C)热力学能守恒,培不一定守恒(D)热力学能、增均不一定守恒二、判断题 1、体系在某过程中向环境放热,则体系的内能减少。 错 2恒温过程的Q一定是零。 () 3、经历任意一个循环过程时,系统从环境吸收的热等于系统对外所做的功()对 4尽管Q和W都是途径函数,但(Q+W)的数值与途径无关。 () 5、由于热力学能是状态函数,则理想气体的状态改变时,其热力学能一定跟着改变()错 6、封闭体系经历一个不作其它功的等压过程,其热量只决定于体系的初终态()对 7在绝热、密闭、坚固的容器中发生化学反应,AU一定为零,不一定为零。 () 8不可逆过程就是过程发生后,系统不能再复原的过程。 () 9、因左H=Qp所以只有等压过程才有ZXH。 () 10、理想气体: 不管是恒压过程,还是恒容过程,公式AH=fcpdT都适用。 () 三、计算题 1、0.01m3氧气由273K,IMPa经过 (1)绝热可逆膨胀 (2)对抗外压p=0.1MPa做绝热不可逆膨胀,气体最后压力均为O.IMPa,求两种情况所做的功。 (氧气的Cp,m=29.36JKLmoF) 2、lOmol的理想气体分别经过下述(a)和(b)两个过程,在673K从1.8xl0-3m3等温膨胀到2.4xl0-3m3,试计算其膨胀功W及体系所吸收的热Q。 (a)可逆恒温膨胀;(b)对抗外压为2.026xl()5pa的等温膨胀。 3、在298.2K,101325Pa时有0.5molZn与过量稀硫酸反应,生成氢气和硫酸锌,已知此反应放热为7.155x10/试计算: (1)上述过程中Q,W,AU,AH的值; (2)若上述反应在密闭容器中发生,求Q,W,AH,AU的值。 4、将1kg水过冷到-5°C,在101.325kPa下,加入极少量的冰屑.使过冷水迅速结冰,并使冰与水的混合物的温度迅违升室冰点,冰的房化热为333.5Jg\0°C至-5°C水的比热为4.238JK】,求结出冰的质量。 5、已知水在100°C时的蒸发热为2259.36J・gi,则在100°C时蒸发30g水,系统的Q,W,AH,为多少? 6、将Imol单原子理想气体,在1.013x10*下从298K加热到373K,再恒温可逆膨胀至体积增加一倍,最后绝热可逆膨胀至温度为308K,求全过程的W,Q,AU,AHo 7、lmolO2由0.IMPa,300K恒压加热到1000K,求过程的Q、W、△U及△百。 已知: Cp,m(O2)=(31.64+3.39xl0-3T-3.77xl0-5T2)J-K1-mor1 8、Imol单原子分子理想气体B,由300K,lOO.OkPa经一可逆过程到达终态,压力为200.0kPa,过程的Q=1000.0J,AH=2078.5J (1)计算终态的温度、体积及过程的W,AUo (2)假设气体先经等压可逆过程,然后经等温可逆过程到达终态,此过程的Q,W,AU,AH是多少? 9、298K时,ImolCO与0.5mol的。 2按下式反应CO+1/2O2==CO2,生成Imol的CO2,已知: CO2的Cpm=38.49JK・mol-i; AfHm0(CO2,298K)=-393.5kJ・mol-i; AfHm0(CO,298K>-110.45kJ-moF1o 求 (1)298K时,ArUm0,ArHm0,Q,W; (2)若在绝热恒容反应器中进行,求终态最高温度T2。 10、计算298K下,CO(g)和CH3OH(g)的标准生成增,并计算反应 CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)的标准培变。 已知如下燃烧培数据: (1)AcZ/t(298K)(CH3OH(g))=-763.9kJ-moF1 (2)△此(298K)(C(s))=-393.5kJ-moF1 (3)5(298K)(H2(g))=-285.8kJ-mol1 (4)△此(298K)(CO(g))=-283.0kJ-mol1 第二章热力学第一定律 一、选择题 m 1 2 3 5 6 7 8 9 1 0 题号 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 D C A C D B C C D 答案 A C C C A D C D C c 31 2 1 2 2 2 3 2 4 2 5 A D B D C 二、判断题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 X X X 7 X X 三、计算题 1、解. (1)绝成可逆膨胀 y=Cp/Cv=1.39 T2=143K n=4.41mol Q=0 W=-AU=-nCVm(T2-Ti)=12070J (2)绝热不可逆腾胀 nCv,m(T2-Tl)=-p外(V2-Vl)=-p2R(T2/p2-T1/pl) T2=203.5K W=』U=-nCv,m(T2-Ti)=6452J 2、解: (a)VII想气体dT=O可逆过程AU=Q-W=0 Q=-W W=nRTln(pi/p,)=nRTln(V,/Vi)=16kJ (b): dT=OAU=0Q=W W=p(V2-Vi)=1.2kJ 3、解: (1)等压过程Ap=O△H=Qp=-7.155x10”W=pAV=1239.5JAU=Q-W=-7.28x104J (2)等容过程AV=0W=0AU=-7.28x104JQv=AU=-7.28x104J△H=-7.155x"j 4、解: 1kg水p=101325PaTi=268K 1kg水+冰p=101325Pa7>273K =101325Pa 『2=273K 该过程由于速度快,可以看作绝热过程AH=0,设最终有xg水结成冰,则 AH=AHi+AH2=0 0=1000x4.238x(0-(-5))+(333.5x) 333.5x^21190 x=63.54g 5、解: 沸点时p=101325Pa FF甲△归ZvB(g>R&5166J 0=AH=6778OJ △U=Q-W =626414J 6、解: CVm=12.47J-K-1-mor1Cp^O.TPJ-K^-mor1 (1)Wi=nRAT=624J Qi=nCpmAT=1559J (2)W,=Q,=nRTln2=2150J (3)W3=-nCv,m(T4-T3)=811J Q3—0 全过程: W=/Wi=3585J Q=ZQ=3709J AU=Cv,mAT=125J 7、解: AH=CpmAT=208J 由题意视0,为理想气体,则 W=p(V2-Vi>-R(T2-T1)=5.82kJ-mor1 QP=AH=E"7=22.69kJ △U=Q-诂16.87kJ 8、解: ⑴Cp,m=5/2RCv,m=3/2R AH=nCp,m(T2-Ti) 2078.5=1x5/2x8.314x(T2-300) T2=400K V2=nRT2/p2=lx8.314x400/(200.0x103)=16.63dm3 △U=nCv,m(T2-Ti)=lx3/2x8.314xl00=1247.1J W=AU-Q=1247.1-1000.0=247.1J 400K lOOkPa (1)相同 AH=2078.5J 400K 200kPa (2)300K lOOkPa 气态始终态与 AU=1247.1J WI=-p(V2-Vl)=-nR(T2-T。 W[I=-nRTln(V3/V2>-nRT2ln(P2/P3) W=WJ+WH =-1x8.314-1x8.314x400xIn100/200=1474J Q=AU-W=1247.1-1474=-226.6J 9、麻: (l)AHn°=-283.05kJ・mol-i Q=ArHm°=-283.OSkJ-moF1 W=ZvB(g)RT=-1.239kJ △rUm°=Q-W=-281.8kJ (2),.,AU=ArUm°+AU2=0 .•.-281,8+38.49x10-3AT=0 △T=7321.7K T2=7619.7K 10、 解: (2)-(4),C(5)+|o2(g)=CO(g) 得△归1(298K,CO(g))=-110.5kJ-mof1 ⑵+2x⑶— (1),C(5)+2%(g)+扑(g)=CH.OH^g) △同J298K,CH3OH(g))=-201.2kJ-mol1 反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △4X(298K)=-90. 一、选择题 1、如图,可表示理想气体卡诺循环的示意图是: () 第三章热力学第二定律 2、工作在393K和293K的两个大热源间的卡诺热机,其效率约为() (A)83%(B)25%(C)100%(D)20% 3、不可逆循环过程中,体系的煽变值()(A)大于零(B)小于零(C)等于零(D)不能确 4、将1mol甲苯在101.325kPa,110°C(正常沸点)下与110°C 的热源接触,使它向真空容器中汽化,完全变成101.325kPa下的蒸气。 该过程的: () (A)AvapSm=0(B)AvapGm=0(C)AvapHm=0(D)AvapUm=0 5、Imol理想气体从300K,lxlO6Pa绝热向真空膨胀至l><105Pa,则 该过程() (A)AS>0>AG>AA(B)AS<0>AG (D)AA<0>AG=AA 6、对理想气体自由膨胀的绝热过程,下列关系中正确的是 ()(A)AT>0>AU>0>AS>0(B)AT<0>AU<0>AS<0(C)AT=O> △U=0、AS=O(D)AT=O>AU=O>AS>0 7、理想气体在等温可逆膨胀过程中()(A)内能增加(B)煽不变(C)煽增加(D)内能减少8、根据煽的统计意义可以判断下列过程中何者的煽值增大? ()(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 9、热力学第三定律可以表示为: () (A)在0K时,任何晶体的煽等于零(B)在0K时,任何完整晶体 的煽等于零 (C)在0°C时,任何晶体的煽等于零(D)在0°C时,任何完整晶 体的煽等于零 10、下列说法中错误的是() (A)孤立体系中发生的任意过程总是向煽增加的方向进行 (B)体系在可逆过程中的热温商的加和值是体系的炳变 (C)不可逆过程的热温商之和小于煽变 (D)体系发生某一变化时的炳变等于该过程的热温商 11、两个体积相同,温度相等的球形容器中,装有同一种气体,当连 接两容器的活塞打开时,煽变为()(A)AS=0(B)AS>0 (C)AS<0(D)无法判断 12、下列过程中系统的煽减少的是() (A)在900°C时CaCO3(s)^CaO(S)+CO2(g)(B)在0°C、常压下水结成冰 (C)理想气体的恒温膨胀(D)水在其正常沸点气化 13、水蒸汽在373K,101.3kPa下冷凝成水,则该过程() (A)AS=0(B)AA=0(C)AH=0(D)AG=0 (A)AS=O>AH=O(B)AS>O>AH=O(C)AS<0>AH>0(D)AS>0> AH>0 15、300K时5mol的理想气体由lOdn? 等温可逆膨胀到lOOdn? 则此过程的() (A)AS<0;AU=0(B)AS<0;AU<0 (C)AS>0;AU>0(D)AS>0;AU=0 16、某过冷液体凝结成同温度的固体,则该过程中() (A)AS(环)<0(B)AS(系)〉0 (C)[AS(系)+AS(环)]<0(D)[AS(系)+AS(环)]>0 17、100°C,1.013x10*下的1molH2O⑴与100°C的大热源相接触,使其向真空器皿中蒸发成100°C,1.013xl05Pa的H2(3(g),判断该过程的方向可用()一 (A)AG(B)AS(系)(C)AS(总)(D)AA 18、下列四个关系式中,哪一个不是麦克斯韦关系式? (A)(aT/aV)s=(。 TV。 V)p(B)(dT/dV)s=(dT/dV)p(C)(aT/aV)T=(5T/aV)v(D)(3T"V)T="T"V)p 19、25°C时,Imol理想气体等温膨胀,压力从10个标准压力变到1个标准压力,体系吉布斯自由能变化多少? ()(A)0.04kJ (B)-12.4kJ(C)1.24kJ(D)-5.70KJ 20、从热力学基本关系式可导出(5u/as)v等于: ()(A) 14、Imol单原子理想气体在TK时经一等温可逆膨胀过程,则对于体系() (aH/as)p(B)(aF/av)T(c)(au/av)s(D)(aG/aT)p 21、Imol某液体在其正常沸点完全汽化,则该过程() (A)AS=O(B)AH=O(C)AA=O(D)AG=O 22、对于不做非体积功的封闭体系,下面关系式中不正确的是: () (A)(5H/aS)p=T(B)(3F/3T)v=-S(C)(5H/5p)s=V(D)(au/av)s=p 23、热力学基本方程dG=-SdT+Vdp,可适应用下列哪个过程: () (A)298K、标准压力下,水气化成蒸汽(B)理想气体向真空膨胀(C)电解水制取氢气(D)N2+3H2=2NH3未达 到平衡 24、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,哪一个是正确() (A)AS^>O,ASfr<0(B)AS体 25、下列四种表述: ⑴等温等压下的可逆相变过程中,体系的煽变AS=AH相变/T相变; (2)体系经历一自发过程总有dS>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,体系的炳变为零;两者都不正确者为: (A) (1), (2)(B)(3),(4)(C) (2),(3)(D) (1),(4) 二、判断题 1、不可逆过程一定是自发的,而自发过程一定是不可逆的。 () 2、对于绝热体系,可以用房20判断过程的方向和限度。 () 3、在一10°C,101.325kPa下过冷的H2O (1)凝结为冰是一个不可逆过程,故此过程的炳变大于零。 () 4、功可以全部麦践热,但热一定不能全部转化为功。 () 5、系统达干衡时扃檎最大,自甬能最小。 () 6、在绝热系统中,发生一个从状态A—B的不可逆过程,不论用什么方法,系统再也回不到原来状态了。 () 7、因i]AS=? 3Qr/T,所以只看可逆过程才有煽变;而安>切SQiJT,所以不可逆过*呈只有热温商,但是没有炳变。 () 8、因为勇〉£: 迎缶/T,所以体系由初态A经不同的不可逆过程到达终态B,其煽的技变伐各芥相同。 () 9、物质的标准煽△Sni(298K)值就是该状态下炳的绝对值。 () 10、可逆热机的效率最高,左其它条件相同的情况下,由可逆热机牵引火车,其速度将最慢。 () 三、计算题 1、300K的2mol理想气体由6.0xl05Pa绝热自由膨胀到1.0xl05Pa,求过程的AU、AH>AS>AA>AG,并判断该过程的性质。 2、Imol理想气体B,在298.15K下,由l.OOdn? 膨胀至10.00dm3, 求该过程的AU、AH>AS>AA>AG- 3、Imol水由始态273K,lxl05PaH2O⑴变到终态473K,3xl05PaH2O(g),计算该过程的部。 已知水的正常沸点时的汽化热为406101-mor1,水的比热为4.18JKLg」,水蒸汽的比热为1.422J-g1-K-1,假定水蒸汽为理想气体。 4、Imol液态苯在101,3kPa,268K能自动地凝固成101,3kPa,268K的固态苯,并放热9874J,计算该过程的AS和AG。 已知苯的正常熔点为278.5K,苯的熔化热为99161-mor1,Cp>m(C7H16,l)=126.8JK-Lmol-i,Cp,m(C7Hi6,s)=122.6J-K1-mol1□ 5、苯的正常沸点为353.IK,在此温度压力下,lmolC6H6⑴完全蒸发为蒸气,已知。 6氏 (1)的汽化热为34.7kJ-mor1,计算此过程的W、Q、AU>AH>AS>AA>AGo 6、计算下列过程的AH>AS>AGo 298K,101.325kPaH2O⑴一473K,405.3kPaH2O(g) 已知: Sm0(298K,H20,1)=188.7J-K1水的比热为4.18处侦】 水蒸气的比热为1.422Jg^K1水在正常沸点时的汽化热为40610 J-mof1。 假设水蒸气=H,
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