物理化学练习题(含答案).pdf

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1、练习题第 一 章 气 体 的 PVT性质选择题1 .理想气体模型的基本特征是(A)分子不断地作无规则运动、它们均匀分布在整个容器中(B)各种分子间的作用相等,各种分子的体积大小相等(0所有分子都可看作个质点，并且它们具有相等的能量(D)分子间无作用力，分子本身无体积答案：D2 .关于物质临界状态的下列描述中，不正确的是(A)在临界状态，液体和蒸气的密度相同，液体与气体无区别(B)每种气体物质都有一组特定的临界参数C)在以p、V为坐标的等温线上，临界点对应的压力就是临界压力(D)临界温度越低的物质，其气体越易液化答案：D3 .对于实际气体，下面的陈述中正确的是(A)不是任何实际气体都能在一定条件

2、下液化(B)处于相同对比状态的各种气体,不一定有相同的压缩因子(0对于实际气体，范德华方程应用最广，并不是因为它比其它状态方程更精确(D)临界温度越高的实际气体越不易液化答案：C4 .理想气体状态方程p V=nR T 表明了气体的p、V、T、n、这几个参数之间的定量关系,与气体种类无关。该方程实际上包括了三个气体定律，这三个气体定律是(A)波义尔定律、盖一吕萨克定律和分压定律(B)波义尔定律、阿伏加德罗定律和分体积定律(0阿伏加德罗定律、盖一吕萨克定律和波义尔定律(D)分压定律、分体积定律和波义尔定律答案：C问答题1.什么在真实气体的恒温P V P曲线中当温度足够低时会出现P V 值先随P 的

3、增加而降低，然后随P的增加而上升，即图中T 1 线，当温度足够高时，P V 值总随P的增加而增加，即图中T 2 线？答：理想气体分子本身无体积，分子间无作用力。恒温时pV=RT,所 以pV-p线为一直线。真实气体由于分子有体积且分子间有相互作用力，此两因素在不同条件下的影响大小不同时，其pV-p曲线就会出现极小值。真实气体分子间存在的吸引力使分子更靠近，因此在一定压力下比理想气体的体积要小，使 得pVRT。当温度足够低时，因同样压力下，气体体积较小，分子间距较近，分子间相互吸引力的影响较显著，而当压力较低时分子的不可压缩性起得作用较小。所以真实气体都会出现pV值先随P的增加而降低，当压力增至较

4、高时，不可压缩性所起的作用显著增长，故pV值随压力增高而增大，最终使pVRT。如图中曲线T1所示。当温度足够高时，由于分子动能增加，同样压力下体积较大，分子间距也较大，分子间的引力大大减弱。而不可压缩性相对说来起主要作用。所以pV值总是大于RT。如图中曲线T2所示。2.为什么温度升高时气体的粘度升高而液体的粘度下降？答：根据分子运动理论，气体的定向运动可以看成是一层层的，分子本身无规则的热运动，会使分子在两层之间相互碰撞交换能量。温度升高时，分子热运动加剧，碰撞更频繁，气体粘度也就增加。但温度升高时，液体的粘度迅速下降，这是由于液体产生粘度的原因和气体完全不同，液体粘度的产生是由于分子间的作用

5、力。温度升高，分子间的作用力减速弱，所以粘度下降。3.压力对气体的粘度有影响吗？答：压力增大时，分子间距减小，单位体积中分子数增加，但分子的平均自由程减小，两者抵消，因此压力增高，粘度不变。4.两瓶不同种类的气体，其分子平均平动能相同，但气体的密度不同。问它们的温度是否相同？压力是否相同？为什么？答：温度相同。因为气体的温度只取决于分子平移的动能，两种不同的气体若平移的动能相同则温度必然相同。但两种气体的压力是不同的，因为气体的压力与气体的密度是成正比的。两种气体的密度不同，当然它们的压力就不同。第二章热力学第一定律选择题1 .热力学第一定律A U=Q+W 只适用于(A)单纯状态变化(B)相变

6、化(C)化学变化(D)封闭物系的任何变化答案：D2 .关于热利功，下面的说法中，不正确的是(A)功和热只出现于系统状态变化的过程中，只存在于系统和环境间的界面上(B)只有在封闭系统发生的过程中，功利热才有明确的意义(0功和热不是能量，而是能量传递的两种形式，可称之为被交换的能量(D)在封闭系统中发生的过程中，如果内能不变，则功和热对系统的影响必互相抵消答案：B3 .关于焰的性质，下列说法中正确的是(A)焰是系统内含的热能，所以常称它为热焙(B)焰是能量，它遵守热力学第一定律(0系统的焙值等于内能加体积功(D)烯的增量只与系统的始末态有关答案：Do因焰是状态函数。4 .涉及焰的下列说法中正确的是

7、(A)单质的焙值均等于零(B)在等温过程中焙变为零(C)在绝热可逆过程中熔变为零(D)化学反应中系统的熔变不一定大于内能变化答案：Do因为炒变A H=A U+A (p V),可以看出若 (p V)0,故 A U。9 .第一类永动机不能制造成功的原因是(A)能量不能创造也不能消灭(B)实际过程中功的损失无法避免(0能量传递的形式只有热和功(D)热不能全部转换成功答案：A1 0 .盖斯定律包含了两个重要问题，即(A)热力学第一定律和热力学第三定律(B)热力学第一定律及热的基本性质(0热力学第三定律及热的基本性质(D)热力学第一定律及状态函数的基本特征答案：D1 1 .当某化学反应r C p.m V

8、 O,则该过程的A,：(T)随温度升高而(A)下降(B)升高(C)不变(D)无规律答案：A。根据 K ir c hho f f 公式(T)/d T =4 g,“可以看出。1 2 .在下面涉及盖斯定律的表述中，不正确的是(A)对在等温等压且不做非体积功的条件下，发生的各个化学反应过程和相变过程，可使用盖斯定律(B)对在等温等容且不做功的条件下，发生的各个化学反应过程，可使用盖斯定律(0同一物质在盖斯定律涉及的几个反应中都出现时，只要无溶解等现象，相态不同也可加减(D)利用盖斯定律求某个反应的热效应时可引入一些别的反应,设想一些中间步骤，无论实际反应是否按这些中间步骤进行都可以答案：C1 3 .下

9、面的说法符合热力学第一定律的是(A)在一完全绝热且边界为刚性的密闭容器中发生化学反应时,其内能一定变化(B)在无功过程中，内能变化等于过程热，这表明内能增量不一定与热力学过程无关(0封闭系统在指定的两个平衡态之间经历绝热变化时，系统所做的功与途径无关(D)气体在绝热膨胀或绝热压缩过程中，其内能的变化值与过程完成的方式无关答案：C。因绝热时AgQ+WnW。(A)中无热交换、无体积功故 U=Q+W=O。(B)在无功过程中A U=Q,说明始末态相同热有定值，并不说明内能的变化与过程有关。(D)中若气体绝热可逆膨胀与绝热不可逆膨胀所做的功显然是不同的，故A U亦是不同的。这与内能为状态函数的性质并不矛

10、盾，因从同一始态出发，经绝热可逆膨胀与绝热不可逆膨胀不可能到达同一终态。1 4 .关于热平衡，下列说法中正确的是(A)系统处于热平衡时，系统的温度一定等于环境的温度(B)并不是所有热力学平衡系统都必须满足热平衡的条件(0若系统A与B成热平衡，B与C成热平衡，则A与C直接接触时也一定成热平衡(D)在等温过程中系统始终处于热平衡答案：C。(A)中系统处于热平衡时，若为绝热系统则系统的温度与环境无关，故不一定等于环境温度。(D)等温过程中，系统不一定处于热平衡中。例如，A的温度大于B,A向B传热，而B向外散热。若传入B的热与从B散去的热相等，则B的温度不变，为一等温过程，但A与B之间却并没有达到热平

11、衡。15.对于功，下面的说法中不正确的是(A)在系统对环境做功或环境对系统做功时，环境中一定会留下某种痕迹(B)功的量值与系统的始末态有关(0无论做什么功都伴随着系统中某种物质微粒的定向运动(D)广义功=广义力X广义位移。系统做功时，“广义力”是指环境施予系统的力；环境做功时，广义力”是指系统施予环境的力答案：D。因为无论系统对环境做功或环境对系统做功广义力均指环境施予系统的力。热力学中做功的多少是用环境做功能力的变化来衡量的。例如，系统膨胀则系统反抗环境压力做功，环境的做功能力增加；若系统压缩，则环境的做功能力减少。因此，无论膨胀或压缩均使用环境的压力计算体积功，即使用相同的公式：卬=-。(

12、外3丫。16 .关于节流膨胀，下列说法正确的是(A)节流膨胀是绝热可逆过程(B)节流膨胀中系统的内能变化(C)节流膨胀中系统的熔值改变(D)节流过程中多孔塞两边的压力不断变化答案：B17 .在 一 个 循环过程中，物系经历了 i步变化，则(A)EQi=0(B)SQi-EWi=0(C)Wi=0(D)EQi+Wi=0答案：D。因为AU=Qi+Wi,循环过程AU=0。18.与物质的燃烧热有关的下列表述中不正确的是(A)可燃性物质的燃烧热都不为零(B)物质的燃烧热都可测定，所以物质的标准摩尔燃烧焰不是相对值(0同-可燃性物质处于不同状态时,其燃烧热不同(D)同可燃性物质处于不同温度下，其燃烧热之值不同

13、答案：Bo19.关于基尔霍夫定律适用的条件，确切地说是(A)等容条件下的化学反应过程(B)等压条件下的化学反应过程(0等压或等容且不做非体积功的化学反应过程(D)纯物质在不同温度下的可逆相变过程和等压反应过程答案：C20.关于热力学可逆过程,下面的说法中不正确的是(A)可逆过程不一定是循环过程(B)在等温可逆过程中，系统做功时，系统损失的能量最小(0在等温可逆过程中，环境做功时，系统得到的功最小(D)可逆过程中的任何一个中间态都可从正逆两个方向到达答案：B。因可逆过程系统做最大功，故系统损失的能量最大。2 1.理想气体自由膨胀与范德华气体绝热自由膨胀的区别在于范德华气体经绝热自由膨(A)A H

14、/O (B)W=0 (C)A U X O (D)Q=0答案：A。上述两过程因绝热和不做功故W与Q均为零。于是A U亦均为零。理想气体自由膨胀的均未变，但范德华气体绝热自由膨胀的始却不等于零。因为真实气体的焰不仅是温度的函数也是压力或体积的函数。(2 2)如图，在绝热盛水容器中，浸入电阻丝，通电一段时间，通电后水及电阻丝的温度均略有升高，今以电阻丝为体系有：“绝热(A)V=0,Q 0,U 0,Q 0,X U 0(C)/F 0,Q 0 (D).0,Q=0,0答案：B。电阻丝得到电功，故W 0；电功全部转化为热并部分传给水，故Q 0左，将隔板抽去后：空 气 空 气(A)0=0,W=0,=0 (B)0

15、=0,W Q(C).Q 0,W 0(D)=0,Q=M#O答案：A。因系统为恒容绝热，Q=W=O,故A=0。(2 4)对于理想气体，下列关系中哪个是不正确的：(5HOp)TdP Jr答案：A o理想气体的内能只是温度的函数。(2 5)凡是在孤立体系中进行的变化，其和的值一定是:(A)0,MI 0 (B)U=0,MI=0(C)U 0,0,H=0,A p 0 (B)Q=0,0(C)Q=0,A/=0,p 0 (D)Q 0,=0,p 0答案：C。节流膨胀过程恒焰绝热且压力降低。(2 7)如图，叙述不正确的是：AHjASolHHCl)n mol H2O/1 mol HQ(A)曲线上任一点均表示对应浓度时积

16、分溶解热大小(B)表示无限稀释积分溶解热(C)用表示两浓度力和功之间的积分稀释热(D)曲线上任一点的斜率均表示对应浓度时H C1 的微分溶解热答案：D(2 8)=Q，此式适用于哪一个过程：(A)理想气体从1 0 1 3 2 5 P a反抗恒定的1 0 1 3 2.5 P a膨胀到1 0 1 3 2.5 P a(B)在 0、1 0 1 3 2 5 P a下，冰融化成水(C)电解Cu S O 的水溶液(D)气体从(2 9 8 K,1 0 1 3 2 5 P a)可逆变化到(3 7 3。1 0 1 3 2.5 P a)答案：B o =Q成立的条件是恒压、=0。(2 9)一定量的理想气体，从同一初态分

17、别经历等温可逆膨胀、绝热可逆膨胀到具有相同压力的终态，终态体积分别为匕、%。(A)Vx K (B)6 (C)7 i 7 i (D)%K答案：B(3 4)在体系温度恒定的变化过程中，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答案：C。例如，理想气体自由膨胀为恒温过程，W=0,Q=0 o(3 5)某绝热封闭体系在接受了环境所做的功后，其温度：(A)一定升高(B)一定降低(C)一定不变(D)不一定改变答案：A(3 6)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)状态与内能无关答案：C。例如，理

18、想气体恒温下体积发生变化其内能不变。(3 7)在一定7、。下，气 化 焰 0，熔化焰口和 升 华 焰 的 关 系：(A)ASUb/(B)A r uS/(C)M H=A va pZ/+(D)M H H答案：D(3 8)一可逆热机与一不可逆热机在其它条件都相同时，燃烧等量的燃料、则可逆热机牵引的列车行走的距离：(A)较长(B)较短(C)一样(D)不一定答案：A(3 9)压 力 为 1 0 Pa 的 2 m,范德华气体进行绝热自由膨胀，直至体系压力达到5 X 1 05Pa时为止。此变化中，该气体做功为多少：(A)2 X 1 OJ (B)1 06J (0 1 05J (D)OJ答案：D o(4 0)封

19、闭体系中，有一个状态函数保持恒定的变化途径是什么途径？(A)一定是可逆途径(B)一定是不可逆途径(C)不一定是可逆途径(D)体系没有产生变化答案：C(4 1)某体系在非等压过程中加热，吸热Q,使温度从久升到石，则此过程的焙增量 :(A)M=Q(B)A=0 (C)A=U+A(p )(D)A 等于别的值。答案：C(4 2)非理想气体进行绝热自由膨胀时，下述答案中哪一个错误：(A)0=O(B =0 (C)A=0 (D)A=0答案：D(4 3)始态(口，儿冷完全相同的一个理想气体体系和另一个范德华气体体系，分别进行绝热恒外压(物)膨胀。当膨胀相同体积之后，(A)范德华气体的内能减少量比理想气体的多(B

20、)范德华气体的终态温度比理想气体的低(0 范德华气体所做的功比理想气体的少(D)范德华气体的焰变与理想气体的焰变相等上述哪一种说法正确。答案：B o 因终态体积相同且恒外压，故所作的功相同。又因绝热Q=0,故内能与婚的变化亦相同。而范德华气体经膨胀后温度要降低。(4 4)下述哪一种说法正确：(A)理想气体的焦耳一汤姆逊系数U 不一定为零(B)非理想气体的焦耳一汤姆逊系数U 一定不为零(C)理想气体不能用作电冰箱的工作介质(D)使非理想气体的焦耳一汤姆逊系数口为零的p,T 值只有一组答案：C。因理想气体的焦耳一汤姆逊系数等于零，膨胀后不能致冷，故不能用作冰箱的工作介质。(4 5)欲测定有机物的燃

21、烧热Q,一般使反应在氧弹中进行，实测得热效为Q、。公式Qv+中 的 7 为：(A)氧弹中的最高燃烧温度(B)氧弹所浸泡的水的温度(C)外水套的水温度(D)2 9 8.2 K答案：C(4 6)欲测定有机物的燃烧热Q,一般使反应在氧弹中进行，实 测 得 热 效 为 由 公 式得：Q.=+X nRT=。+p A V,式中p应为何值？(A)氧弹中氧气压力(B)钢瓶中氧气压力(0 j(D)实验室大气压力答案：D(4 7)下述说法何者正确：(A)水的生成热即是氧气的燃烧热(B)水蒸汽的生成热即是氧气的燃烧热(0 水的生成热即是氢气的燃烧热(D)水蒸汽的生成热即是氢气的燃烧热答案：C(4 8)-恒压反应体系

22、，若产物与反应物的4a 0,则此反应：(A)吸热(B)放热(C)无热效应(D)吸放热不能肯定答案：D问答题C d v l.d V=d T+d p 的物理意义是什么？V S T)p yd p)T答：体积V是温度T 和压力p的函数，V=f(T,P),当 T,p同时发生微小变化时，所引起 V的变化是此两独立变化之和。d Ud Td Ud T(d U的物理意义是什么？答：上式表明，在恒压下改变温度而引起内能变化是由两方面引起的，也就是上式右端的两项。一方面，是由于恒容下改变温度而引起内能的变化。此变化是由于温度改变分子运动的动能改变，从而引起内能的变化：另一-方面，恒压下，温度改变会引起体积变化，使分

23、子间距发生变化，引起势能变化，内能亦随之变化。3 .对理想气体来说AUT=O,是否说明若水蒸气为理想气体则在2 5下将水蒸发成水蒸气时AUTMO?答：温度不变内能则不变的说法只是对理想气体才适用。水蒸发变为水蒸气不符合此条件，故不成立。实际上水蒸发过程需吸收热量q=A U W,可见所吸之热一部分对外做功，一部分使内能增加。4 .说明下列有关功的计算公式的使用条件。（1）W=-p（外）A V（2）W=-n R Tl n V 2/V l（3）W=-p V=-n R T（4）W=C v A T（5）W=-4）/（1 7）Y =C p/C v答：由体积功计算的一般公式W=-J p（外）d V可知：（1

24、）外压恒定过程。则W=p（外）A V。（2 ）理 想 气 体 恒 温 可 逆 过 程。此 时p（外）=p（内），PV=n R T,W =-=-R T n -.（3）液体在恒温恒压p （外）=p （内）下蒸发成气体，此蒸气为理想气体，且液体体积与气体体积相比较可以略去。卬=-。（外）（%一 曝）出 一 夕（内）V =n R T.（4）理想气体绝热过程。A U=W=C v A T（5）理 想 气 体 绝 热 可 逆 过 程。p y j =p 2Vl =k ,代 入 功 的 积 分 式 可 得I V =-nR（T2 7；）/（1 /）。5 .从同一始态膨胀至体积相同的终态时，为什么理想气体的恒温膨胀

25、功总大于绝热可逆膨胀功？答：两过程中压力下降程度不同，理想气体恒温可逆膨胀过程中从环境吸热因此压力下降较小，而理想气体绝热可逆膨胀过程中无法从环境吸热故压力下降较大，因此理想气体恒温可逆膨胀过程所做的功总是大于绝热可逆膨胀过程所做的功。6 .为什么膨胀功和压缩功均使用相同的公式W=-J p （外）d V?答：热力学中功是以环境为基础，即以环境所留下的变化来衡量的。膨胀时，系统抵抗外压对环境做功，环境得到功，相当于将一重物升高。因此卬=-/（外）d V 当外压大于系统压力时.，系统被压缩，环境对系统做功，相当于重物高度下降，环境损失掉做功的能力，本身做功的能力就减小。因此压缩过程中，起作用的压力

26、不是内压而是外压，外压决定了系统做功的大小，故 其 体 积 功 的 表 达 式 仍 为(外)(I V.7 .理想气体恒温条件下反抗恒外压膨胀，则 H=A U+A (p V),U =0,(p V)=0,故A H =0 H=A U +p A V,A U =0,p A V W O,故A H W O上面两个考虑问题的方法哪个是正确的？答：方 法(1)是正确的。理想气体内能只是温度的函数，因恒温故A U =O,理想气体恒温下PV=n R T为常数，故 (p V)=O。方 法(2)的错误在于H=U +p V中的p是指系统的压力。在反抗恒外压膨胀过程中，系统的压力既不是常数亦不等于外压,因此不能认为 (p

27、V)=p A V。8 .系统经一个循环后，A i k A U、Q、W是否皆等于零？答：否。其中H和U为状态函数，系统恢复至原态后其值复原，即A H =O、A U =O而热与功是与途径有关的函数，一般不会正好抵消而复原，除非在特定条件下，例如可逆绝热膨胀后又可逆绝热压缩回至原态，或可逆恒温膨胀后又可逆恒温压缩回至原态等。9 .理想气体从p l绝热膨胀至p 2时，W=A U,绝热膨胀时若外压为零则W =0,A U =O；若外压不为零则 U#0。以上两 U不相等与U为状态函数的性质是否矛盾？答：不矛盾。在本例中，从同一始态出发进行绝热膨胀，若外压不同则终态是不可能相同的。因此A U亦不会相同。若外压

28、不等于零时，系统的内能要消耗一部分用以转化为功，同时系统的温度要下降；当外压等于零时，系统不对外做功，不消耗内能故A U =O,同时系统的温度也不变。1 0 .理想气体绝热膨胀时并不恒容，为什么仍可使用公式3 W=Cv d T?d U =G，dT。因此在本例中d U =8 V =gdT完全适用。1 1 .物系的Cv是否有可能大于Cp?答：有可能。根据c p与Cv的关系式：C/,G，=(导)一般情况下，0故Cp总大于Cv。但 有 些 系 统 如 液 体 水 在 至3.9 8 其密度随温度的增加反而增大，即 0 (B)A S =0 (C)S 0 (D)S 0。此过程恒容AH=AU+A(p V)=V

29、Ap,因A p不等于零故 H亦不为零。恒温、恒压不做其它的可逆过程AGnO,上述过程并非此过程。1 3 .下述过程，体系的AG何者为零？(A)理想气体的等温膨胀(B)孤立体系的任意过程(0在 1 0 0,1 0 1 3 2 5 P a 下 I m o l 水蒸发成水汽(D)绝热可逆过程答案：C可逆相变AG为零。1 4 .关于炳的性质，下面的说法中不正确的是(A)环境的嫡变与过程有关(B)某些自发过程中可以为系统创造出嫡(0嫡变等于过程的热温商(D)系统的端等于系统内各部分炳之和答案：C。正确的说法应为嫡变等于过程的可逆热温商。1 5 .关于亥姆霍兹函数A,下面的说法中不正确的是(A)A的值与物

30、质的量成正比(B)虽然A具有能量的量纲，但它不是能量(0 A是守恒的参量(D)A的绝对值不能确定答案：C1 6 .关于热力学基本方程d U=T d S-p d V,下面的说法中准确的是(A)T d S 是过程热(B)p d V 是体积功(0 T d S 是可逆热(D)在可逆过程中，p d V 等于体积功，T d S 即为过程热答案：D1 7 .理想气体在自由膨胀过程中，其值都不为零的一组热力学函数变化是(A)A U A H、A S、A V (B)A S、R A、A V、A G(C)A T,A G、A S、A V (D)A U s R A、A i k A V答案：B。理想气体自由膨胀过程中不做功

31、亦不放热，故 A U =O,A T =O 1 8.在一绝热恒容箱中，将 N O(g)和 G(g)混合，假定气体都是理想的，达到平衡后肯定都不为零的量是(A)Q,W,A U (B)Q,A U,A H(C)A H,A S,A G (D)A S,A U,W答案：C。此条件下Q、W和 AU都为零。由 H=A U+A (p V)可见反应前后压力有变化故AH不为零，微观状态数有变化故AS不为零，AG=AH (T S)亦不为零。1 9 .在下列过程中，AG=AA的是(A)液体等温蒸发(B)气体绝热可逆膨胀(0理想气体在等温下混合(D)等温等压下的化学反应答案：C。由 G=A A+A (p V)可知若 (p

32、V)=0 则 AG=4A。2 0 .-卡诺热机在两个不同温度之间的热源之间运转，当工作物质为气体时，热机效率为 4 2%,若改用液体工作物质，则其效率应当(A)减少(B)增加(C)不变(D)无法判断答：C(2 1)理想气体绝热向真空膨胀，则(A)d S =0,d W =0 (B)d H =0,d U =0(C)d G =0,d H =0 (D)d U =0,d G =0答案：B(2 2)对于孤立体系中发生的实际过程，下式中不正确的是(A)W =0 (B)Q =0 (C)d S 0 (D)d H =0答案：D(2 3)理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程，则(A)可以从同一始态出发达到同一终态。(

33、B)不可以达到同一终态。(0不能确定以上A、B中哪一种正确。(D)可以达到同一终态，视绝热膨胀还是绝热压缩而定。答案：B(2 4)求任一不可逆绝热过程的嫡变d S,可以通过以下哪个途径求得？(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。(0始终态相同的可逆非绝热过程。(D)B和 C均可。答案：C(2 5)在绝热恒容的系统中，生和C k 反应化合成H C 1。在此过程中下列各状态函数的变化值哪个为零？(A)rH m (B)rl l m (C)rS m (D)rG m答案：B,因 Q=0,W=0 o(2 6)将氧气分装在同一气缸的两个气室内，其中左气室内氧气状态为p l=1 0

34、1.3 kP a,V l=2 d m 3,T l=2 7 3.2 K;右气室内状态为 p 2=1 0 1.3 kP a,V 2=l d m 3,T 2=2 7 3.2 K；现将气室中间的隔板抽掉，使两部分气体充分混合。此过程中氧气的病变为：(A)d S 0(B)d S 0(8)&$体 0(B)S 体+$环 0(0 A S=0(D)AS 体+AS 环的值无法确定答案：A。因该变化为自发过程。(3 3)在标准压力/和 2 6 8.1 5 K 时，冰变为水,(A)大于零(B)小于零(C)等于零答案：A。因固体变液体混乱度增加。体系的嫡变AS 体应:(D)无法确定(3 4)I m o l 理想气体从p

35、 l,VI,T1 分 别 经:(1)绝热可逆膨胀到p 2,V2,T2；(2)绝热恒外压下膨胀到p 2 ,V2 ,T2 ,若 p 2 =p 2 则:(A)T2 =T2,(B)T2 T2,(C)T2,T2,(D)T2 T2,V2 =V2,V2 V2,V2 V2,S2Z=S2S2 S2S2 T2。终态压力相同因此V2 V2。又根据嫡增原理，可判定S2 S2。(3 5)理想气体在恒温条件下，经恒外压压缩至某一压力，此变化中体系的嫡变AS 体及环境的婚变AS 环应为：(A)A S 体 0,A S 环 0 (B)A S 体 0(C)S 体 0,S 环=0(D)A$体 0,S 环=0答案：B。理想气体恒温压

36、缩混乱度减小，故嫡减小；而理想气体恒温压缩时内能不变,得到的功要以热的形式释放给环境，故环境得到热AS 环 0。(3 6)理想气体在绝热条件下，经恒外压压缩至稳态，此变化中的体系嫡变AS 体及环境嫡AS 环应为：(A)A S 体 0,S 环 0(B)A S 体 0(C)A S 体 0,A S 环=0 (D)A S 体 0；又因绝热过程，故 AS 环=0。(3 7)在 1 01.3 k Pa 下，1 1 0的水变为1 1 0C 水蒸气，吸热Q p,在该相变过程中下列哪个关系式不成立？(A)AS 体 0(B)AS 环不确定(C)A S 体+A S 环 0(D)A G 体 0,A S 环 0(C)A

37、 S 体 0,AS 环=0 (D)A S 体 0,A S 环=0答案：Bo反应由气相变为凝聚相嫡减少，AS 体 0。(3 9)2 6 3 K 的过冷水凝结成2 6 3 K 的冰，则：(A)A S 0(C)A S=0(D)无法确定答案：A。恒温下液体变固体嫡减少。(4 0)理想气体由同一始态出发，分 别 经(1)绝热可逆膨胀；(2)多方过程膨胀，达到同一体积V 2,则过程(1)的燃变A S(1)和过程(2)的燃变A S 之间的关系是：(A)A S(1)A S(2)(B)A S(1)0。(4 1)从多孔硅胶的强烈吸水性能说明在多孔硅胶吸水过程中，自由水分子与吸附在硅胶表面的水分子比较，两者化学势的

38、高低如何？(A)前者高(B)前者低(C)相等(D)不可比较答案：A。化学势决定物质流动的方向，物质由化学势高的流向低的，自由水分子在多孔硅胶表面的强烈吸附表明自由水分子的化学势高。(4 2)理想气体从状态I 经自由膨胀到状态H,可用哪个热力学判据来判断该过程的自发性？(A)AH (B)AG(C)AS 隔离(D)AU答案：C。理想气体自由膨胀不做功，亦不换热，故为隔离系统。(4 3)理想气体从状态p l,VI,T等温膨胀到p 2,V2,T,此过程的 A 与 A G 的关系为(A)AA D G(B)AA AG(C)A A-AG(D)无确定关系答案：C 0 G=H-T S,A=U-T$,G-A=p

39、V,G A=nR T=0。(4 4)在标准压力p。下，3 83.1 5 K 的水变为同温下的蒸汽，吸热Qp。对于该相变过程,以下哪个关系式不能成立？(A)AG 0答案：C。隔离系统的境不可能减少。(4 5)某气体的状态方程为p (V/n)-b =R T ,式 中 b为常数，n 为物质的量。若该气体经一等温过程，压力自p l变至p 2,则下列状态函数的变化，何者为零？(A)AU (B)AH (C)AS (D)AG答案：A o证明如下：由基本方程dU=T dS-p dV得出可以证明，其它热力学函数的变化不为零。系 式 中 哪 一 个 不 是 麦 克 斯 韦 关 系 式？(4 7)在理想气体的S-T

40、图上，任一条恒容线与任一-条恒压线的斜率之比，在恒温时的含义是:(A)(dS/dT)v KdS/dT)p=。(B)(d S/d T J g d T)p=m(C)(dS/d T /(dS/dT)p=CP/CV(D)(dS/d T /(dS/ST)。=Cv/CP答案：D(4 8)对临界点性质的下列描述中，哪一个是错误的：(A)液相摩尔体积与气相摩尔体积相等(B)液相与气相的界面消失(C)气化热为零(D)固，液，气三相共存答案：D(4 9)下述说法中哪一个正确？当温度恒定时：(A)增加压力有利于液体变为固体(B)增加压力不利于液体变为固体(C)增加压力不一定有利于液体变为固体(D)增加压力与液体变为

41、固体无关答案：C(5 0)对于平衡态的凝聚相体系，压力p表示什么含义？(A)1 0 1.3 k P a (B)外压(C)分子间引力总和(D)分子运动动量改变的统计平均值答案：B(5 1)用 1 3 0 的水蒸汽(蒸汽压2.7pb与 1 2 0 0 的焦炭反应生成水煤气：C +H Q -C O +出，如果通入的水蒸汽反应掉7 0%,问反应后混合气体中C O 的分压是多少？设总压2.7 p 3 不变。(A)0.7 2 p3(B)l.1 1 p3(0 2.3 1 p3(D)1.7 2 p3答案：B(5 2)在 a ,8两相中均含有A 和 B两种物质，当达到平衡时，下列种哪情况是正确的:(A)X=4

42、武=必 9)4=解(D)必=解 答 案：B(5 3)在 2 7 3.1 5 K,2 p 时，水的化学势与冰的化学势之间的关系如何：(A)前者高(B)前者低(C)相等(D)不可比较答案：B(5 4)单一组分的过冷液体的化学势比其固体的化学势：(A)高(B)低(C)相等(D)不可比较答案：A(5 5)已知水的下列5 种状态：(1)3 7 3.1 5 K,p3,液态(2)3 7 3.1 5 K,2 p3,液态(3)3 7 3.1 5 K,2 p3,气态(4)3 7 4.1 5 K,p3,液态(5)3 7 4.1 5 K,p3,气态下列4组化学势的比较中，哪个不正确？(A)u 2 y 1 (B)u 5

43、 U 4(0 M 3 P 5 (D)y 3 u 1答案：B(5 6)等温等压下，在 A 和 B组成的均相体系中，若 A 的偏摩尔体积随浓度的改变而增加，则 B的偏摩尔体积将：(A)增加(B)减小(C)不变(D)不一定答案：B (根据吉布斯杜亥姆方程判断)(5 7)恒温时B溶解于A 形成溶液。若纯B的摩尔体积大于溶液中B的偏摩尔体积，则增加压力将使B在 A 中的溶解度：(A)增加(B)减小(C)不变(D)不确定答案：A(f=丫可知增加压力，纯 B的化学势增加的更多，则 纯 B的化学势将大于溶液中B的化学势，因此B的溶解度增大)(5 8)热力学第三定律可以表示为：(A)在 0 K 时，任何晶体的燃

44、等于零(B)在 0 K 时，任何完整晶体的嫡等于零(C)在时，任何晶体的嫡等于零(D)在时，任何完整晶体的嫡等于零答案：B问答题1 .理想气体恒温膨胀做功时A U=0,故 0=一肌即所吸之热全部转化为功。此与K e lv in说法有否矛盾？答：不矛盾。K e lv in的说法是：“不可能从单一热源吸热使之全部转化为功而不引起其它变化”。本例中，虽然热全部转化为功但却引起了系统的体积的变化。2 .孤立系统从始态不可逆进行到终态A S 0,若从同一始态可逆进行至同一终态时-AS=0。这一说法是否正确？答：不正确。嫡是状态函数与变化的途径无关，故只要始态与终态一定A S必有定值。孤立体系中的不可逆过

45、程A S 0而可逆过程AS =0是勿庸置疑的。问题是孤立体系的可逆过程与不可逆过程若从同一始态出发是不可能达到相同终态。3 .有人认为理想气体向真空膨胀是等嫡过程。因为理想气体向真空膨胀时温度不变，故 d U=0；对外不做功，故 p d V=0。所以由d U=T d S-p d V 可得T d S=0。因 T#0,故 d S=0。这样的分析正确吗？答：不正确。因为在d U=Td S-p d V 中p指系统自身的压力，而膨胀功等于零是指p (外)d V=0。本例中p(外)片p,所以p d V W O,因此d S W O。上述过程不是等嫡过程。4 .理想气体向真空膨胀是恒温过程，它的AS可通过设计

46、一个在相同的始态和终态下的恒温可逆过程来计算 理想气体向真空膨胀又是绝热过程，那么它的AS是否也可通过设计一个在相同的始态和终态下的绝热可逆过程来计算呢？答：不可以。因为理想气体向真空膨胀是绝热不可逆过程，它与绝热可逆膨胀不可能达到同一终态。这是因为理想气体向真空膨胀时温度不变，而绝热可逆膨胀时对外做功消耗内能从而温度下降。5 .d U=Td S-p d V 得来时假定过程是可逆的，为什么也能用于不可逆的p V T变化过程？答：因为在简单的p V T变化过程中，系统的状态只取决于两个独立的强度变量。当系统从状态1 变化至状态2时;状态函数U、S、V的改变就是定值。6 .d G=-S d T+V

47、 d p 那么是否 1 01.3 2 5 k P a、-5 七的水变为冰时，因 d T=O、d p=O,故d G=O?答：不对。上述相变为不可逆相变，因此d G =S d T+V d p 不适用。7.下列求嫡变的公式，哪些是正确的，哪些是错误的？(1)理想气体向真空膨胀A S I n 匕V.(2)水在 2 9 8K,1 01 3 2 5 P a 下蒸发 A S=(A H-A G)/T(3)在恒温、恒压条件下，不可逆相变A S =一A。)_ d T 户答(1)正确.因烯为状态函数，其燃变的计算与恒温可逆膨胀相同。(2)正确。由6=1 1 一 1$知，若恒温则 A S=(A H-A G)/T(3)

48、正确。此式为G i b b s TI e lm h o t z 方程。使用条件是恒压，化学反应或相变都可用。8.冰在2 73 K 下转变为水，嫡值增大，贝 I A S=(Q/T)0 但又知在2 73 K 时冰与水处于平衡状态，平衡条件是d S=O。上面的说法有些矛盾，如何解释？答：孤立系统的平衡条件是d S=O。上述过程非孤立系统，故炳值理应增大。9.进行下述过程时，系统的A U、A i k AS和 AG何者为零？(1)非理想气体的卡诺循环(2)隔离系统的任意过程(3)在 1 00,1 01 3 2 5 P a 下 I m o l水蒸发成水蒸气(4)绝热可逆过程答(1)循环过程所有状态函数均不

49、变，其增量都为零。(2)A U =0(3)可逆相变A G =0。(4)A S =O1 0.改正下列错误(1)在一可逆过程中燃值不变；(2)在一过程中嫡变是A S =J 祟；(3)亥姆赫兹函数是系统能做非体积功的能量：(4)吉布斯函数是系统能做非体积功的能量；(5)熠是系统以热的方式交换的能量。答(1)在绝热可逆过程中尴值不变。(2)在一过程中嫡变是A S =J 攀；(3)在恒温恒容条件下，亥姆赫兹函数是系统能做非体积功的能量；(4)在恒温恒压条件下，吉布斯函数是系统能做非体积功的能量；(5)焰没有明确的物理意义。在恒压且不做非体积功的情况下，燧的增量等于恒压热,即 A H=Q po1 1.在标

50、准压力下，将室温下的水向真空蒸发为同温同压的气，如何设计可逆过程？答：这可以有两种设计途径，一种是等压可逆过程变温到水的沸点，再恒温恒压可逆相变为气，此气再可逆降温至室温；另一条是先等温可逆变压至室温下水的饱和蒸气压，然后可逆相变为气。第四章多组分系统热力学选择题1 .在 3 73.1 5 K 和 1 0 1 3 2 5 P a 下水的化学势与水蒸气化学位的关系为(A)u(水)=u(汽)(B)口(水)V u(汽)(0 u(水)u(汽)(D)无法确定答案：Ao两相平衡，化学势相等。2 .下列哪种现象不属于稀溶液的依数性(A)凝固点降低(B)沸点升高(0渗透压(D)蒸气压升高答案：D。稀溶液的依数