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物化题练习题
物化练习题(供参考)
第二章热力学第一定律
一.选择题
1.下面陈述中,正确的是:
()
(A)由于U和H是状态函数,又有QV=ΔU,Qp=ΔH,所以,QV和Qp是状态函数
(B)热量总是倾向于从含热量较多的高温物体流向含热量较少的低温物体
(C)封闭体系与环境之间交换能量的形式,非热即功
(D)体系与环境间发生热量传递后,必然要引起体系温度的变化
2.在SI中,压力的单位是:
()
(A)atm(B)kg/m2
(C)Pa(D)mmHg
3.物质的量为n的理想气体的何组物理量确定后,其它状态函数方有定值:
()
(A)p(B)V(C)T,U(D)T,p
4.恒容下,一定量的理想气体,当温度升高时内能将:
()
(A)降低(B)增加(C)不变(D)不能确定
5.在一个密闭绝热的房间里放置一台电冰箱,将冰箱门打开并接通电源使其工作,过一段时间后,室内的平均气温将如何变化:
()
(A)升高(B)降低 (C)不变(D)不一定
6.理想气体在pө下,从10dm3膨胀到16dm3同时吸热126J,此气体的ΔU为:
()
(A)–284J(B)842J
(C)–482J(D)482J
7.在体系温度恒定的变化中,体系与环境之间:
()
(A)一定产生热交换(B)一定不产生热交换
(C)不一定产生热交换(D)温度恒定与热交换无关
8.某绝热封闭体系在接受了环境所作的功之后,其温度:
()
(A)一定升高(B)一定降低
(C)一定不变(D)不一定改变
9.体系的状态改变了,其内能值:
()
(A)必定改变(B)必定不变
(C)不一定改变(D)状态与内能无关
10.有一高压钢筒,打开活塞后气体喷出筒外,当筒内压力与筒外压力相等时关闭活塞,此时筒内温度将:
()
(A)不变(B)升高(C)降低(D)无法判定
11.有一真空绝热瓶子,通过阀门与大气隔离,当阀门打开时,大气(视为理想气体)进入瓶内,此时瓶内气体的温度将:
()
(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+(¶U/¶V)-TdV,由于(¶U/¶T)V=CV,故前式可写作
dU=CVdT+(¶U/¶V)TdV又因CVdT=δQ,故前式又可写作dU=δQ+(¶U/¶V)TdV。
将这个公式与dU=δQ-pdV比较,则应有(¶U/¶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?
为什么?
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?
为什么?
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。
若从A点出发:
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?
为什么?
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?
为什么?
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:
(¶U/¶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?
为什么?
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。
已知:
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·mol;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
一.选择题
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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