物理化学热力学段考及复习资料.docx
姓名:_ 学号:_2010级物理化学上 阶段考试 (2011.11)考试类型: 闭卷 考试时量: 120分钟 一、单项选择题 ( 每小题2分, 共计48分 )1. 在下述热力学变量中, 哪一组均为容量性质?（C）(A) H, Gm (B) T, p (C) U, Cp (D) G, CV,m 2. 公式H = Qp 适用于下述哪一过程? （C）(A) 志向气体的等温可逆膨胀过程; (B) 实际气体从p1抗拒恒外压pe 的膨胀过程(C) 373.15 K,101.3 kPa下水蒸发为水蒸汽; (D) 298 K,101.3 kPa下电解CuSO4 水溶液3. 利用节流膨胀制冷的条件是（B） (A) ; (B) ; (C) ; (D) 4. 1 mol液体苯在298 K时置于弹式量热计（体积不变）中完全燃烧, 生成液态水和二氧化碳气体, 同时放热3264 kJ·mol-1, 则其燃烧焓为（D）(A) 3268 kJ·mol-1；(B) 3264 kJ·mol-1；(C) 3264 kJ·mol-1； (D) 3268 kJ·mol-15. 已知在298.15K、101.325 kPa下, C (s)、H2 (g)和 CH3OH (l)的燃烧焓分别 为393.5 kJ·mol-1, 285.8 kJ·mol-1和 726 kJ·mol-1, 则在该温度和压力下, CH3OH (l)的生成焓为（B）(A) 151.1 kJ·mol-1；(B) 239.1 kJ·mol-1；(C) 726 kJ·mol-1； (D) 46.66 kJ·mol-16. 某单原子志向气体在温度为298 K、1013.25 kPa下经绝热可逆膨胀到终态压力为101.325 kPa, 试问终态温度为多少?（A）(A) 118.6 K (B) 400 K (C) 200 K (D) 154.4 K7. 肯定量的志向气体从同一始态动身经验三种不同途径到达同一终态压力, 途径1为等温可逆膨胀过程, 途径2为绝热可逆膨胀过程, 途径3为绝热不行逆膨胀过程, 则三种途径的终态间有（B）(A) V1> V2 > V3 , T1 > T2 > T3 , S1 > S2 > S3(B) V1> V3 > V2 , T1 > T3 > T2 , S1 > S3 > S2(C) V3> V2 > V1 , T3 > T2 > T1 , S3 > S2 > S1(D) V2> V3 > V1 , T2 > T3 > T1 , S2 > S3 > S18. 对热力学第二定律的数学表达式,下列说法不正确的是（B）(A) 实际过程（不行逆过程）只能沿着热温商之和小于系统熵变的方向进展；(B) 仅适用于隔离系统；(C) 及 的差值越大，过程的不行逆程度越大；(D) 是过程量，而仅确定于始态、终态。9. 志向气体等温膨胀（A）(A) U = 0, H = 0, G < 0, S > 0 (B) U = 0, H = 0, G > 0, S < 0 (C) U < 0, H = 0, G < 0, S < 0 (D) U > 0, H = 0, G < 0, S > 0 ABDCTS(A) 10. 志向气体的卡诺循环, 图示为(B)BCADTS(B) BCADTS (C) BCADTS(D) 11. 下面哪一个过程不行能发生（C）12. 在等温、等压下，用铅蓄电池点亮一个灯泡，肯定时间后测得做的电功为Wf，热效应为Q，焓变为H，Gibbs自由能变为G，则熵变的计算式为：（C）13. 由热力学根本公式,不能得出下面的哪个结果（D）14.在263.15 K、101.325 kPa下过冷水凝聚为冰的过程，可用如下哪些判据推断其为自发过程（A） 熵判据 吉布斯自由能判据 亥姆霍兹自由能判据 (A)和；(B)和； (C)和； (D),和15. 某气体的状态方程为pVm = RT + bp (b为大于零的常数), 此气体向真空绝热膨胀后的温度（A） (A) 不变 (B) 上升 (C) 下降 (D) 不确定16.T，V一样的两个容器中各装有1 mol CO2气体，翻开连通两容器的活塞前后，有 （D） (A) S > 0, G < 0 ; (B) S > 0, G = 0 ; (C) S = 0, G < 0 ; (D) S = 0, G = 0 ; 17. 关于熵的概念, 下述哪种说法不正确（B）(A) 熵的肯定值是无法计算的, 令完好晶体或处于内平衡态的纯物质在0 K时的熵值为零, 以此为基准算出的熵值称为规定熵, 是相对值。(B) 绝热过程系统的熵值不变。(C) 在等温可逆过程, 熵变等于热温商。(D) 任何一个过程的熵变不能小于该过程的热温商之和。18. 某一化学反响若在等温等压下( 300 K, 101.325 kPa )进展, 放热60.0 kJ, 若使该反响通过可逆电池来完成, 则吸热6.0 kJ。则该反响的熵变S系统 和系统及环境的总熵变S总为（A）(A) S系统 = 20 J·K-1, S总 = 220 J·K-1(B) S系统 = 20 J·K-1, S总 = 180 J·K-1(C) S系统 = 20 J·K-1, S总 = 220 J·K-1 (D) S系统 = 20 J·K-1, S总 = 180 J·K-1 19. 志向气体及温度为T 的大热源接触作等温膨胀吸热Q, 所作的功是变到一样终态的最大功的20%, 则系统的熵变为（C） 20. 对于肯定量的志向气体, 有可能发生的过程是（A） (1) 对外作功且放出热量(2) 恒容绝热升温、无非膨胀功(3) 恒压绝热膨胀、无非膨胀功(4) 等温绝热膨胀、无非膨胀功(A) (1) 、(4)； (B) (2) 、(3)； (C) (3) 、(4)； (D) (1) 、(2) 21. 在一刚性绝热反响器中进展某化学反响, 反响系统内温度上升, 则对于该反响系统, 有（D） (A) Q = 0, W> 0, U> 0 (B) 不确定(C) Q > 0, W < 0, U= 0 (D) Q = 0, W = 0, U = 0 22. 在374K、标准压力下,1 mol水蒸发成水蒸汽,则系统、环境及总的熵变（C）(A)S系统 < 0 S环境 < 0 S总 < 0(B)S系统 < 0 S环境 > 0 S总> 0(C)S系统 > 0 S环境 < 0 S总> 0(D)S系统 < 0 S环境 > 0 S总< 0 23. 有一真空绝热瓶子, 通过阀门和大气相隔。当阀门翻开时, 大气(视为志向气体)进入瓶内, 此时瓶内气体的温度将（A） (A) 上升 (B) 降低 (C) 不变 (D) 不确定24. 热力学根本方程dA = SdTpdV 可适用下述哪一个过程（B）(A) 298 K, 101.325 kPa 的水蒸发过程; (B)志向气体真空膨胀(C) 电解水制氢; (D) N2 + 3 H2 2NH3 未达平衡 二、多项选择题 (每小题 3分, 共计12分) （正确选项为2个）25. 实际气体进展绝热自由膨胀后，下述答案中，哪些不正确 （D）（E） (A) Q = 0 (B) W = 0 (C)U = 0 (D)H = 0 (E)S= 0 26. 对于志向气体A和B在等温等压下的混合有（B）（D） 27. 在373.15K, 101.325kPa时, 1mol的水完全汽化, 该过程发生后（B）（C）(A) W > 0;(B) W < 0;(C) G = 0;(D) H=U;(E) H < U28. 下述哪个过程的G = A（B）（E）(A) H2O (l, 373 K, 101.3 kPa)H2O (g, 373 K, 101.3 kPa)(B) 志向气体等温变压(C) 等温等压下志向气体反响 1/2 N2 (g) + 3/2 H2 (g) NH3 (g)(D) 志向气体等压变温(E) 志向气体绝热自由膨胀三、证明题 (10分) 29.证明 。并证明对于志向气体证法（1） dU = TdS pdV得证。证法（2）：得证。 对于志向气体 得证。 四、计算题 (每小题10分, 共计30分)30.在298 K的等温状况下，在一个中间有导热隔板分开的盒子中，一边放0.2 mol O2 (g)，压力为20 kPa，另一边放0.8 mol N2 (g)，压力为80 kPa。抽去隔板使两种气体混合，试求混合过程的Q, W, U, S和G。 解：志向气体在等温等容下混合Q = 0，W = 0，U = 0，H = 0。计算S须设计可逆过程：298 K, 50 kPa 0.2mol O2 VO2 298 K, 50 kPa 0.8 mol N2 VN2S1 S2 298 K, 20 kPa 0.2 mol O2 298 K, 80 kPa 0.8 mol N2 298 K, 50 kPa 0.2 mol O2 + 0.8 mol N2 S = 5.76 J·K -1G = H TS = 0 298 K×5.76 J·K -1= 1176.5 J 31. 设计可逆途径，计算在298.15K及101.325kPa下, 一摩尔水变为同温同压下水蒸汽的相变过程的H，S和G。并用相应热力学判据推断该过程能否自发进展。已知水在正常沸点下的汽化焓为40.66 kJ·mol-1, ; ; ( Cp,m单位均为 J·K 1 ·mol 1 )。解：此为不行逆相变过程，需设计可逆途径进展相关计算： 298.15 K, 101.325 kPa H2O (l) 298.15 K, 101.325 kPa H2O (g) H 373.15 K, 101.325 kPa H2O (l) 373.15 K, 101.325 kPa H2O (g)H1 H2 H3 = 5.6445 kJ + 40.66 kJ 2.250 kJ 0.2696 kJ= 43.78 kJ= 16.89 J·K 1 + 108.96 J·K 1 6.73 J·K 1 0.80 J·K 1= 118.32 J·K 1G = H TS = 43.78 kJ 298.15 K×118.32 J·K -1×10-3 = 8.50 kJ > 0 对于等温等压无非膨胀功的封闭系统，自发过程的方向为系统的Gibbs自由能减小的方向，所以，此过程不能自发进展。 32. 在温度454 K到475 K间，反响2C2H5OH (g) = CH3COOC2H5 (g) + 2 H2 (g)的= 40208.9 89.23 T（单位：J·mol-1），若乙醇的为2 36.0 kJ·mol-1, 试计算：(1) CH3COOC2H5的； (2) 473 K时，反响的。解：依据Gibbs-Helmholtz方程
