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答案

一.选择题（48分）

1.有关热力学可逆过程的叙述中不正确的是（B）

A.它要求无摩擦和无内阻等耗散现象存在

B.它发生后在环境中不留下任何痕迹

C.它不是体系一定要回到初态的过程

D.它是由一系列非常接近于平衡的状态组成的

2.如图所示一气体体系,从A开始,

经历一个方向如箭头所示的可逆

循环,则循环一周所作的功应是（d）

A.0B.-202.6×40×106J

C.-202.6×30JD.-303.9×30×103J

3.下列过程中

①非理想气体经卡诺循环②理想气体节流膨胀

③理想气体绝热可逆过程④100℃,101.325KPa下1molH2O（l）蒸发H2O（g）,其中△U及△H均为零的是（B）

A.①③B.①②C.③④D.②④

4.如图所示:

a→b,a→c均是理想气体状态变化过程,若b、c两点在同一绝热线上,那么,△Ua→b与△Ua→c的关系（B）

A.△Ua→b>△Ua→c

B.△Ua→b<△Ua→c

C.△Ua→b=△Ua→c

D.无法确定两者大小

5.已知101.3KPa,373K下H2O（l）的△vapHm=40.65KJ.mol-1,视H2O（g）为理想气体,1molH2O（l）（101.3KPa,373.2K）向真空膨胀变成1molH2O（g）（101,3KPa,373K）的过程中,Q为（B）

A.OKJ.mol-1B.40.65KJ.mol-1C.37.55KJ.mol-1

D.因Q是过程量,此不可逆过程的Q无法计算

6.一列内燃机列车在我国的铁路上行驶,在下列情况下热机效率最低是（A）

A．北方的冬天B.北方的夏天C.东方的冬天D.南方的夏天

7.可作为热力学第二定律的一种说法是（B）

A.热不能全部转化为功

B.不能制造一种机器,它不需外界供给能量却能不断地对外作功.

C.一切实际过程都是热力学不可逆过程

D.不可能把热从低温物体传到高温物体

8.1mol理想气体B在298K时从10dm3等温不可逆膨胀到20dm3,其熵变为

（2）

①OJ.K-1②5.76J.K-1③0.02J.K-1④1.72×103J.K-1

9.按Henry’slaw,在一定温度下,当气体溶于水且达平衡后,再加入惰性气体以增加压力,该气体的溶解度（C）

A.增加B.减少C.不变D.根据不同气体有的增加有的减少

10.分解反应A（s）=B（g）+2C（g）,此反应的平衡常数KP与分解压力P之间关系为（C）

A.KP＝1/27P3B.KP=4P3C.KP=4/27P3D.KP=4/9P3

11.在100gH2O中含4.5g非电解质溶液于-0.465℃时结冰,该溶质的相对分子质量Mr接近于下列哪一数值（水的Kf=1.86）（D）

A.18B.11.25C.90D.180

12.在458K－475K间，反应：

2C2H5OH（g）=CH3COOC2H5（g）+2H2（g）的平衡常数与T的关系为lgKp=-2100/T+4.66,已知

△fHm（C2H5OH,g,473K）=-235.34KJ.mol-1,则

△fHm（CH3COOC2H5,g,473K）等于：

（a）

A.－4.305×105J.mol-1B.-1.951×105J.mol-1

C.5.109×105J.mol-1D.2.756×105J.mol-1

13.在一定温度和压力下,某化学反应只做体积功,达平衡的条件是（d）

A.△rGm=-RTlnKбB.△rGm=△rGбmC.△rGmб=0D.△rGm=0

14.查得298K时Fe3O4、Fe2O3、FeO的标准生成自由能分别为-1014,

-741,-257（KJ.mol-1）则在298K,101.3KPa的空气中最稳定的物质是（a）

A.Fe3O4B.Fe2O3C.FeOD.无法判断

15.将0℃,10g冰投入装有90℃,20g水的绝热瓶中,以冰,水,绝热瓶为体系,t℃时,则（b）

A.△S=0B.△S

>0C.△S<0D.△H>0

16.对于理想气体的内能,有如下理解,其中正确的是（a）

A.状态一定,内能一定

B.对应于某状态,其内能可直接测定的

C.状态改变时,内能一定跟着改变

D.体系的体积一定,内能一定

17mol理想气体经绝热自由膨胀使体积增大10倍，则物系的熵变为（b）

（A）△S＝0　　　　　　（B）△S＝19.1J·K1

（C）△S＞19.1J·K1　　（D）△S＜19.1J·K1

18封闭物系，当状态从A到B发生变化时经历二条任意的不同途径，则（c）

（A）Q1＝Q2　　　　　　　（B）W1＝W2

（C）Q1+W1＝Q2+W2　　　（D）△U＝0

19若已知H2O（g）及CO（g）在298K时的标准生成焓△fHθm，298分别为－242kJ·mol1及－111kJ·mol1，则下列反应的反应热为（c）

H2O（g）+C（s）→H2（g）+CO（g）

（A）－353kJ　　（B）－13kJ

（C）131kJ　　　（D）353kJ

20对于O2和N2混合气体的可逆绝热压缩过程（c）

（A）△U＝0　　（B）△A＝0

（C）△S＝0　　（D）△G＝0

21某化学反应在恒压、绝热和只做体积功的条件下进行，系统的温度由T1升高到T2，则此过程的焓变△H（c）

（A）△H＞0　　（B）△H＝0

（C）△H＜0　　（D）无法确定

22下列对某物质临界点的描述中，哪点是不正确的（d）

（A）临界温度是气体可加压液化的最低温度

（B）临界常数TC、pC、VC皆为定值

（C）在临界点处VC，m（g）＝VC，m（l）  

（D）临界温度是气体可加压液化的最高温度

23100g的Cl2按反应式S8+24Cl2=8SCl6，全部转变成SCl6时的反应进度ξ（mo1）是（c）

（A）0.0588（B）0.470

（C）0.588（D）0.047

24下列p－V图中，哪个能表示如下循环过程的示意图：

Ⅰ等温膨胀；Ⅱ等容降温；Ⅲ等温压缩；Ⅳ等容升温。

（d）

25知：

ΔcHm（草酸，s）=-246.0kJ·mol-1，ΔcHm（甲醇，l）=726.5kJ·mol1，ΔcHm（草酸甲酯，l）=1.678×106J·mol1，则反应（COOH）2+2CH3OH（l）=（COOCH3）2（l）+2H2O（l）的ΔrHm为（c）

系别：

化学班级：

02材料姓名：

学号：

---------------------------------装------------------------------------------------订------------------------------------------------------------------线---------------------

（A）-21kJ·mol-1；（B）-704kJ·mol-1；

（C）21kJ·mol-1；（D）704kJ·mol-1

二、证明题

1、试证明绝热可逆过程中pVT之间的三个公式：

（1）

（2）

证明：

（1）证法一：

根据循环关系式

得：

证法二：

由麦克斯韦关系式

对等式右边应用微分法则有：

则

（2）根据循环关系式

得：

其中：

2、求证在理想气体p—V图上任一点处，绝热可逆线的斜率的绝对值大于恒温可逆线的斜率的绝对值。

解：

理想气体绝热可逆方程为：

常数=K

（1）

理想气体恒温可逆方程为：

常数=C

（2）

对方程

（1）及方程

（2）求导，得

（3）

（4）

因

＞1，故在理想气体p—V图上任一点处，绝热可逆线的斜率的绝对值

大于恒温可逆线的斜率的绝对值

。

3、求证：

（1）

；

（2）对理想气体

。

证：

（1）S=S（p，V）

（1）对于理想气体T=pV/（nR）

，

三、计算题

1、单原子理想气体A与双原子理想气体B的混合物共5mol，摩尔分数yB=0.4，始态温度T1=400K，压力p1=200kPa。

今该混合气体绝热反抗恒外压p=100kPa膨胀到平衡态。

求末态温度T2及过程的W，△U，△H。

解：

先求双原子理想气体B的物质的量：

n（B）=yB×n=0.4×5mol=2mol；则

单原子理想气体A的物质的量：

n（A）=（5-2）mol=3mol

单原子理想气体A的

，双原子理想气体B的

过程绝热，Q=0，则△U=W

于是有14.5T2=12T1=12×400K

得T2=331.03K

2、某双原子理想气体1mol从始态350K，200kPa经过如下四个不同过程达到各自的平衡态，求各过程的功W。

（1）恒温可逆膨胀到50kPa；

（2）恒温反抗50kPa恒外压不可逆膨胀；

（3）绝热可逆膨胀到50kPA；

（4）绝热反抗50kPa恒外压不可逆膨胀。

解：

（1）恒温可逆膨胀到50kPa：

（2）恒温反抗50kPa恒外压不可逆膨胀:

（3）绝热可逆膨胀到50kPa:

绝热，Q=0，

（4）绝热反抗50kPa恒外压不可逆膨胀

绝热，Q=0，

上式两边消去nR并代入有关数据得

3.5T2=2.75×350K故T2=275K

3、单原子气体A与双原子气体B的理想气体化合物共8mol，组成为y（B）=0.25，始态T1=400K，V1=50dm3。

今绝热反抗某恒定外压不可逆膨胀至末态体积V2=250dm3的平衡态。

。

求过程的W，△U，△H，△S。

解：

先求混合物的摩尔定压热容

Q=0，W=△U

将数据代入，得2.55T2=1.75T1=1.75×400K，故T2=274.51K

4、绝热恒容容器中有一绝热隔板，隔板一侧为2mol的200K，50dm3的单原子理想气体A，另一侧为3mol的400K，100dm3的双原子理想气体B。

今将容器中绝热隔板抽去，气体A与气体B混合达到平衡态。

求过程的△S。

解：

QV=0，W=0，△U=0，则有△U（单）+△U（双）=0

解得T2=342.86K

=31.714J·K-1

=0.502J·K-1

△S=△S（A）+△S（B）=（31.714+0.502）J·K-1=32.216J·K-1=32.22J·K-1