物理化学期末考试试题库-2017(附答案与解析).doc
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第一章热力学第一定律
选择题
．关于焓的性质,下列说法中正确的是（）
（A）焓是系统内含的热能,所以常称它为热焓（B）焓是能量,它遵守热力学第一定律
（C）系统的焓值等于内能加体积功（D）焓的增量只与系统的始末态有关
答案：
D。
因焓是状态函数。
．涉及焓的下列说法中正确的是（）
（A）单质的焓值均等于零（B）在等温过程中焓变为零（C）在绝热可逆过程中焓变为零
（D）化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化
答案：
D。
因为焓变ΔH=ΔU+Δ（pV），可以看出若Δ（pV）＜0则ΔH＜ΔU。
．与物质的生成热有关的下列表述中不正确的是（）
（A）标准状态下单质的生成热都规定为零（B）化合物的生成热一定不为零（C）很多物质的生成热都不能用实验直接测量
（D）通常所使用的物质的标准生成热数据实际上都是相对值
答案：
A。
按规定，标准态下最稳定单质的生成热为零。
．下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
（C）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ΔU＝Q＋W＝W。
（A）中无热交换、无体积功故ΔU＝Q＋W＝0。
（B）在无功过程中ΔU＝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ΔU亦是不同的。
这与内能为状态函数的性质并不矛盾，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。
．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）节流膨胀中系统的焓值改变（D）节流过程中多孔塞两边的压力不断变化
答案：
B
．在实际气体的节流膨胀过程中，哪一组描述是正确的:
（A）Q>0,DH＝0,Dp<0（B）Q＝0,DH<0,Dp>0（C）Q＝0,DH＝0,Dp<0（D）Q<0,DH＝0,Dp<0
答案：
C。
节流膨胀过程恒焓绝热且压力降低。
．系统经一个循环后，ΔH、ΔU、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ΔH＝0、ΔU＝0。
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。
1.在温度T、容积V都恒定的容器中，含有A和B两种理想气体，它们的物质的量、分压和分体积分别为nA，pA，VA和nB，pB，VB，设容器中的总压为p。
试判断下列公式中哪个是正确的（）。
（A）（B）
（C）（D）
答：
（A）只有（A）符合Dalton分压定律。
4.真实气体液化的必要条件是（）。
（A）压力大于（B）温度低于
（C）体积等于（D）同时升高温度和压力
答：
（B）是能使气体液化的最高温度，温度再高无论加多大压力都无法使气体液化。
;填空题
．节流膨胀过程又称为_恒焓___过程，多数气体经此过程后引起温度__下降_____.（2分）
．25℃下,1molN（可视为理想气体）由1dm3膨胀到5dm3,吸热2kJ,则对外作功W=2kJ（按系统得功为正的规定）.
第二章热力学第二定律
;选择题
．对任一过程，与反应途径无关的是
（A）体系的内能变化（B）体系对外作的功（C）体系得到的功（D）体系吸收的热
答案：
A。
只有内能为状态函数与途径无关，仅取决于始态和终态。
．在绝热条件下，迅速推动活塞压缩气筒内空气，此过程的熵变
（A）大于零（B）小于零（C）等于零（D）无法确定
答案：
A。
绝热不可逆过程熵要增加。
一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42%,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
答案：
C
．在标准压力下，100℃的液态水气化为100℃的水蒸汽，体系的熵变为：
（A）ΔS体＞0（B）ΔS体＜0（C）ΔS体＝0（D）难以确定
答案：
A。
液态变为气态时，混乱度增加，故熵增加。
．263K的过冷水凝结成263K的冰，则：
（A）ΔS<0（B）ΔS>0（C）ΔS=0（D）无法确定答案：
A。
恒温下液体变固体熵减少。
．理想气体从状态I经自由膨胀到状态II，可用哪个热力学判据来判断该过程的自发性？
（A）ΔH（B）ΔG（C）ΔS隔离（D）ΔU答案：
C。
理想气体自由膨胀不做功，亦不换热，故为隔离系统。
．在α，β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：
答案：
B
．热力学第三定律可以表示为：
（A）在0K时，任何晶体的熵等于零（B）在0K时，任何完整晶体的熵等于零
（C）在0℃时，任何晶体的熵等于零（D）在0℃时，任何完整晶体的熵等于零答案：
B
;问答题
;填空题
．一个过程系统的熵变为△S，而另一个过程的始终态与前过程相同，但路径不同，则此过程系统的熵变应为__△S___。
（1分）
因为状态函数与过程无关
;计算题
．（15分）101.3kPa下,1mol的100℃水与100℃的大热源相接触,经过两种不同的过程到达终态100℃,101.3kPa的水蒸气:
（1）保持压力不变;
（2）向真空膨胀.试分别计算这两种过程的Q,W,△U,△H,△S,△A及△G并判断过程是否可逆.已知100℃,101.3kPa下水的气化热△vapHΘm=40.71kJ.mol－1,V（l）=18.8×10-6m3.mol－1,V（g）=3.02×10－2m3.mol-1.
解:
（1）W=-p△V=-101.3×103×（3.02×10－2-18.8×10-6）=-3.06kJ
Q=△H=40.71kJ
△U=Q+W=40.71-3.06=37.65kJ
△S=Q/T=40.71×10－3/373=109.1J.K
△A=△U-T△S=37.65-40.71=-3.06kJ
△G=0
∵在沸点下蒸发,故为可逆过程.由△G=0也可判断.
（2）W=0
△U=37.65kJ△H=40.71kJ△S=109.1J.K△A=-3.06kJ△G=0
Q=△U-W=37.65kJ
△S（环）=-Q/T=-（△U-W）/T=-37.65×10－3/373=-100.9J.K
△S（总）=△S+△S（环）=109.1-100.9=8.2J.K－1>0过程
（2）为不可逆过程.
．将装有0.2mol乙醚的微小玻璃泡放入308.15K、20dm3的恒温密闭容器内，容器内充满100kPa、xmol氮气。
将小泡打碎，乙醚完全汽化并与氮气混合。
已知乙醚在100kPa下沸点为308.15K，此时的蒸发焓为25.10kJ·mol－1。
试求
（1） 混合气体中乙醚的分压；
（2） 分别计算氮气和乙醚的△H、△S、△G。
（10分）
解：
（1） = =0.2*8.314*308.15/2025621Pa=25.62kPa
（2） 变化过程中氮气的温度和分压没变，故△H=0J、△S=0J·K－1、△G=0J。
乙醚的变化过程可设想为：
乙醚（l，308.15K，100kPa） 乙醚（g，308.15K，100kPa）
乙醚（g，308.15K，p乙醚）
于是：
△H=△H1+△H2=（0.2×25.10+0）kJ=5.02kJ
DS=△S1+△S2=
=J·K－1
=18.56J·K－1
DG=△G1+△G2=0+J
=－697.8J
或者采用下式计算△G=△H－T△S
第三章多组分系统热力学
;选择题
．两液体的饱和蒸汽压分别为p*A，p*B，它们混合形成理想溶液，液相组成为x，气相组成为y，若p*A>p*B，则：
（A）yA>xA（B）yA>yB（C）xA>yA（D）yB>yA答案：
A
．已知373K时液体A的饱和蒸气压为133.24kPa，液体B的饱和蒸气压为66.62kPa。
设A和B形成理想溶液，当溶液中A的物质的量分数为0.5时，在气相中A的物质的量分数为：
（A）1（B）1/2（C）2/3（D）1/3答案：
C
;填空题
．在20℃、标准压力下各为0.8mol的水－乙醇混合物，水和乙醇的偏摩尔体积分别为17.0和57.4cm3·mol－1，则该混合物的体积为__（0.8×17.0+0.8×57.4）cm3·mol－1=59.52cm3·mol－1_。
（2分）
!
第四章化学平衡
;选择题
．下面的叙述中违背平衡移动原理的是
（A）升高温度平衡向吸热方向移动（B）增加压力平衡向体积缩小的方向移动
（C）加入惰性气体平衡向总压力减少的方向移动（D）降低压力平衡向增加分子数的方向移动
答案：
C
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