长江大学董盛富长大《物化学习指导书》修订版.docx
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长江大学董盛富长大《物化学习指导书》修订版
《物理化学》学习辅导材料之一
《物理化学（上）》学习指导书（修订版）
（《物理化学》备课组，2010.03）
编者的话：
为了更好地帮助同学复习巩固所学的基本概念、基本理论和基本知识，我们选编了一些“复习思考题”供同学们选作，请同学们发现问题后及时向我们提出来，对于不够完善之处今后将逐步完善，对于错误之处将予以修正。
热力学
一、判断题：
1、在定温定压下，CO2由饱和液体转变为饱和蒸气，因温度不变，CO2的热力学能和焓也
不变。
（）
2、25℃时H2（g）的标准摩尔燃烧焓等于25℃时H2O（g）的标准摩尔生成焓。
（）
3、稳定态单质的ΔfHmΘ（800K）=0。
（）
4、dU=nCv,mdT公式对一定量的理想气体的任何pVT过程都适用。
（）
5、系统处于热力学平衡态时，其所有的宏观性质都不随时间而变。
（）
6、隔离系统的热力学能是守恒的。
（）
7、隔离系统的熵是守恒的。
（）
8、一定量理想气体的熵只是温度的函数。
（）
9、绝热过程都是定熵过程。
（）
10、一个系统从始态到终态，只有进行可逆过程才有熵变。
（）
11、系统从同一始态出发，经绝热不可逆过程到达的终态，若经绝热可逆过程，则一定达不到此终态。
（）
12、热力学第二定律的克劳修斯说法是：
热从低温物体传到高温物体是不可能的。
（）
13、系统经历一个不可逆循环过程，其熵变>0。
（）
14、绝热不可逆膨胀过程中S>0，则其相反的过程即绝热不可逆压缩过程中S<0。
（）
15、临界温度是气体加压液化所允许的最高温度。
（）
16、可逆的化学反应就是可逆过程。
（）
17、Q和W不是体系的性质，与过程有关，所以Q+W也由过程决定。
（）
18、焓的定义式H=U+pV是在定压条件下推导出来的，所以只有定压过程才有焓变。
（）
19、焓的增加量H等于该过程中体系从环境吸收的热量。
（）
20、一个绝热过程Q=0，但体系的T不一定为零。
（）
21、对于一定量的理想气体，温度一定，热力学能和焓也随之确定。
（）
22、某理想气体从始态经定温和定容两过程达终态，这两过程的Q、W、U及H是相等的。
（）
23、任何物质的熵值是不可能为负值和零的。
（）
24、功可以全部转化为热，但热不能全部转化为功。
（）
25、不可逆过程的熵变是不可求的。
（）
26、某一过程的热效应与温度相除，可以得到该过程的熵变。
（）
27、在孤立体系中，一自发过程由A→B，但体系永远回不到原来状态。
（）
28、绝热过程Q=0，即
，所以dS=0。
（）
29、可以用一过程的熵变与热温熵的大小关系判断其自发性。
（）
30、绝热过程Q=0，而由于H=Q，因而H等于零。
（）
31、按Clausius不等式，热是不可能从低温热源传给高温热源的。
（）
32、在一绝热体系中，水向真空蒸发为水蒸气（以水和水蒸气为体系），该过程W＞0，U＞0。
（）
33、体系经过一不可逆循环过程，其S体＞0。
（）
34、对于气态物质，Cp－CV=nR。
（）
35、在一绝热体系中有一隔板，两边分别是空气和真空，抽去隔板，空气向真空膨胀，此时Q=0，所以S=0。
（）
二、填空题：
1、一定量的理想气体由同一始态压缩至同一压力p，定温压缩过程的终态体积为V，可逆绝热压缩过程的终态体积V’，则V’V。
（选择填>、=、<）
2、已知fHmΘ（CH3OH,l,298K）=-238.57kJ/mol，fHmΘ（CO,g,298K）=-110.525kJ/mol
则反应CO（g）+2H2（g）==CH3OH（l）的rHmΘ（298K）=，rHmΘ（298K）=。
3、25℃C2H4（g）的cHmΘ=-1410.97kJ/mol；CO2（g）的fHmΘ=-393.51kJ/mol，H2O（l）的fHmΘ=-285.85kJ/mol；则C2H4（g）的fHmΘ=。
4、焦耳-汤姆孙系数
，J-T>0表示节流膨胀后温度
节流膨胀前温度。
（第二空选答高于、低于或等于）
5、理想气体在定温条件下向真空膨胀，U0,H0,S0。
（选择填>,<,=）
6、热力学第三定律的普朗克说法的数学表达式为。
7、1mol理想气体由同一始态开始分别经可逆绝热膨胀（Ⅰ）与不可逆绝热膨胀（Ⅱ）至相同终态温度，则U（Ⅰ）U（Ⅱ），S（Ⅰ）S（Ⅱ）。
（选择填>,<,=）
8、1mol理想气体从p1=0.5MPa节流膨胀到p2=0.1MPa时的熵变为S=。
9、使一过程的S=0，应满足的条件是。
10、在隔离系统中发生某剧烈化学反应，使系统的温度及压力皆明显升高，则该系统的
S；U；H；A。
（选填>0,=0,<0或无法确定）
11、等式
适用于。
12、298K下的体积为2dm3的刚性绝热容器内装了1mol的O2（g）和2mol的H2（g），发生反应生成液态水。
该过程的U＝。
13、有个学生对理想气体的某个公式记得不太清楚了，他只模糊记得的是
。
你认为，这个公式的正确表达式中，x应为。
14、理想气体从某一始态出发，经绝热可逆压缩或定温可逆压缩到同一固定的体积，哪种过程所需的功大。
15．理想气体的定温可逆膨胀体系做的功最，定温可逆压缩过程环境做的功最。
16．利用熵变判断某一过程的自发性，适用于。
17．某一理想气体的
，则
。
。
18．可逆热机的效率最，若用其牵引汽车，则速率最.
（以下空填>0,<0或=0）
19．一绝热气缸，有一无质量，无摩擦的活塞，内装理想气体和电阻丝，通以一定的电流，恒定外压，
（1）以气体为体系，则Q，W；
（2）以电阻丝为体系，则Q，W。
20．理想气体定温可逆膨胀过程中，W，Q，UH。
21．某体系进行一不可逆循环时，则S体，环境的S环。
22．非理想气体的卡诺循环，H，U，S。
23．理想气体定压膨胀，W，Q，UH。
三、选择题：
1.关于循环过程，下列表述正确的是（
）
A、可逆过程一定是循环过程B、循环过程不一定是可逆过程
C、
D、
2．对热力学能的意义，下列说法中正确的是（
）
A、只有理想气体的热力学能是状态的单值函数
B、 对应于某一状态的热力学能是不可测定的
C、 当理想气体的状态改变时，热力学能一定改变
D、 体系的热力学能即为体系内分子之间的相互作用势能
3.对常压下进行的气相化学反应，已知体系中各物质的等压热容与温度有关，下列有关基尔霍夫定律的表达式不正确的是（
）
A、
B、
C、
D、
4.理想气体的热力学能由U1增加到U2，若分别按：
（Ⅰ）等压（Ⅱ）等容和（Ⅲ）绝热从始态到终态，则
A、
B、
C、
D、
5.下列各式不受理想气体条件限制的是（
）
A 、
B 、
C 、
D 、
6.在101.3kPa、373K下，1molH2O（l）变成H2O（g）则（）
A、 Q<0B 、△U=0C、 W>0D 、△H>0
7.关于焓变，下列表述不正确的是（
）
A △H=Q适用于封闭体系等压只作功的过程
B 对于常压下的凝聚相，过程中△H≈△U
C 对任何体系等压只作体积功的过程△H=△U–W
D 对实际气体的恒容过程△H=△U+V△p
8.理想气体从A态到B态沿二条等温途径进行：
（I）可逆；（II）不可逆。
则下列关系成立的是（
）
A
B
C
D
9.对封闭体系，当过程的始终态确定后，下列值中不能确定的是（
）
A 恒容、无其它功过程的QB 可逆过程的W
C 任意过程的Q+WD 绝热过程的W
10.已知反应C（s）+O2（g）→CO2（g）的ΔrHmθ（298K）<0,若常温常压下在一具有刚壁的绝热容器中C和O2发生反应.则体系（）
A
B
C
D
11.
（1）气体不可逆循环过程;
（2）等温等压下两种理想气体的混合;（3）理想气体节流膨胀;（4）实际气体的绝热自由膨胀.这四个过程中,ΔU和ΔH均为零的是（）
A、
（1）
（2）（3）B、
（1）
（2）（4）C、
（2）（3）（4）D、
（1）（3）（4）
12.对封闭体系下列关系不正确的是（
）
A
B
C
D
13.对一定量的纯理想气体，下列关系不正确的是（
）
A
B
C
D
14.双原子理想气体，由400K、14.0dm3先反抗恒外压绝热膨胀至体积为26.2dm3，再保持体积不变升温至400K，则整个过程（
）
A △U<0B △H>0C Q=–WD Q<–W
15.状态方程为p（Vm–b）=RT（常数b>0）的气体进行绝热自由膨胀，下列结论不正确的是（
）
A W=0B △U=0C △T>0D
16.对化学反应进度ξ，下列表述正确的是（
）
A ξ值与反应式的写法无关B ξ值是体系的状态函数，其值不小于零
C 对指定的反应，ξ值与物质的选择有关D 对指定的反应，随反应的进行ξ值不变
17.关于生成焓△fHm，下列说法中正确的是（
）
A 化合物的△fHm就是1mol该物质所具有的焓值
B
C
D
18.
A △rHm（Ⅰ）>△rHm（Ⅱ）B △rHm（Ⅰ）<△rHm（Ⅱ）
C △rHm（Ⅰ）=△rHm（Ⅱ）D △rHm（Ⅱ）>0
19.1mol理想气体从同一始态分别经绝热可逆压缩和绝热不可逆压缩都升温1K，则两途径中均相等的一组物理量是（
）
A W，△U，△pB △U，△H，△V
C W，△U，△HD W，△H，△V
20.苯在一具有刚性透热壁的密闭容器内燃烧，而此容器被浸在298K的水浴中。
若以苯为体系，则此过程（
）
A Q=0，△U>0，W>0B Q>0，△U>0，W=0
C Q<0，△U<0，W=0D Q<0，△U=0，W>0
21.关于热力学第二定律，下列说法不正确的是（
）
A 第二类永动机是不可能制造出来的
B 把热从低温物体传到高温物体，不引起其它变化是不可能的
C 一切实际过程都是热力学不可逆过程
D 功可以全部转化为热，但热一定不能全部转化为功
22.体系从状态A变化到状态B，有两条途径：
I为可逆途径，II为不可逆途径。
以下关系中不正确的是（
）
A
B
C
D
23、在绝热封闭体系发生一过程中，体系的熵（
）
A 必增加B 必减少C 不变D 不能减少
24.1mol理想气体，从同一始态出发经绝热可逆压缩和绝热不可逆压缩到相同压力的终态，终态的熵分别为S1和S2，则两者关系为（
）
A S1=S2B S1S2D S1≥S2
25.理想气体在绝热可逆膨胀中,对体系的ΔH和ΔS下列表示正确的是（）
A ΔH>0,ΔS>0B ΔH=0,ΔS=0
C ΔH<0,ΔS=0D ΔH<0,ΔS<0
26.270K、101.3kPa时，1mol水凝结成冰，对该过程来说，下面关系正确的是（
）
A ΔS体系+ΔS环境≥0B ΔS体系+ΔS环境>0
C ΔS体系+ΔS环境=0D ΔS体系+ΔS环境<0
27.等温等压下进行的化学反应，其方向由ΔrHm和ΔrSm共同决定，自发进行的反应满足下列关系中的（
）
A
B
C
D
28.等温等压下过程可以自发进行时，肯定成立的关系是（
）
A （ΔGT,p+Wf）>0B ΔGT,p<0C ΔS总>0D ΔHS,p>0
29.已知金刚石和石墨的SmӨ（298K），分别为0.244J•K-1•mol-1和5.696J•K-1•mol-1，Vm分别为3.414cm3•mol-1和5.310cm3•mol-1，欲增加石墨转化为金刚石的趋势，则应（
）
A 升高温度，降低压力B 升高温度，增大压力
C 降低温度，降低压力D 降低温度，增大压力
30.某体系状态A径不可逆过程到状态B，再经可逆过程回到状态A，则体系的ΔG和ΔS满足下列关系中的哪一个（
）
A ΔG>0,ΔS>0B ΔG<0,ΔS<0
C ΔG>0,ΔS=0D ΔG=0,ΔS=0
31.
（）
A 0B
C
D
32.373.2K和101.3kPa下的1molH2O（l），令其与373.2K的大热源接触并向真空容器蒸发，变为373.2K、101.3kPa下的H2O（g），对这一过程可以判断过程方向的是（
）
A
B
C
D
33.在等温等压下,将1molN2和1molO2混合,视N2和O2为理想气体,混合过程中不发生变化的一组状态函数是（）
A
B
C
D
34.
A
B
C
D
35.
A
B
C
D
36.
A
B
C
D
37.
A
B 电解水制取氢气和氧气
C
D
38.
A
B
C
D
39.
A
B
C
D 液体蒸气压与外压无关
40.
（
）
A
B
C
D
41.
A 理想气体恒外压等温压缩
B 263K、101.3Pa下,冰熔化为水
C 等温等压下，原电池中发生的反应
D 等温等压下电解水
42.实际气体节流膨胀后其熵变为（
）
A
B
C
D
43、理想气体定温自由膨胀过程为（）
AQ>0BU<0CW<0DH=0
44、对于只做膨胀功的封闭系统的（dA/dT）V值是：
（ ）
A、大于零B、小于零 C、等于零D、不确定
45、对封闭系统来说，当过程的始态和终态确定后，下列各项中没有确定的值是：
（ ）
A、QB、Q+WC、W（Q=0）D、Q（W=0）
46、pV=常数（＝Cp,m/CV,m）的适用条件是（ ）
A、绝热过程 B、理想气体绝热过程
C、理想气体绝热可逆过程 D、绝热可逆过程
47、当理想气体反抗一定的压力作绝热膨胀时，则 （ ）
A、焓总是不变 B、热力学能总是增加
C、焓总是增加 D、热力学能总是减少
48、在隔离系统内（ ）
A、热力学能守恒，焓守恒 B、热力学能不一定守恒，焓守恒、
C、热力学能守恒，焓不一定守恒D、热力学能、焓均不一定守恒
49、从同一始态出发，理想气体经可逆和不可逆两种绝热过程（）
A、可以到达同一终态B、不可能到达同一终态
C、可以到达同一终态，但给环境留下不同影响
50、从热力学四个基本过程可导出=（）
51、对封闭的单组分均相系统，且W’=0时，的值应是（）
A、<0B、>0C、=0D、无法判断
52、1mol理想气体
（1）经定温自由膨胀使体积增加1倍；
（2）经定温可逆膨胀使体积增加1倍；（3）经绝热自由膨胀使体积增加1倍；（4）经绝热可逆膨胀使体积增加1倍。
在下列结论中何者正确？
（）
A、S1=S2=S3=S4B、S1=S2，S3=S4=0
C、S1=S4，S2=S3D、S1=S2=S3，S4=0
53、373.15K和p下，水的摩尔汽化焓为40.7kJmol-1，1mol水的体积为18.8cm3，1mol水蒸气的体积为30200cm3，1mol水蒸发为水蒸气的ΔU为（）。
A、45.2kJmol-1B、40.7kJmol-1C、37.6kJmol-1D、52.5kJmol-1
54、戊烷的标准摩尔燃烧焓为-3520kJmol-1，CO2（g）和H2O（l）的标准摩尔生成焓分别为-395kJmol-1和-286kJmol-1，则戊烷的标准摩尔生成焓为（）
A、2839kJmol-1B、-2839kJmol-1
C、171kJmol-1D、-171kJmol-1
55．273K,pθ时，冰融化为水的过程中，下列关系式正确的有.
A．W＜0 B.H=QPC.H＜0D.U＜0
56．体系接受环境作功为160J，热力学能增加了200J，则体系.
A．吸收热量40JB．吸收热量360J
C．放出热量40JD．放出热量360J
57.在一绝热箱内，一电阻丝浸入水中，通以电流。
若以水和电阻丝为体系，其余为环
境，则.
A．Q＞0，W=0，U＞0B．Q=0，W=0，U＞0
C．Q=0，W＞0，U＞0D．Q＜0，W=0，U＜0
58．任一体系经一循环过程回到始态，则不一定为零的是.
A．GB．SC．UD．Q
59．对一理想气体，下列哪个关系式不正确.
A．
B．
C．
D．
60．当热力学第一定律写成dU=δQ–pdV时，它适用于.
A．理想气体的可逆过程B．封闭体系的任一过程
C．封闭体系只做体积功过程D．封闭体系的定压过程
61．在一绝热钢壁体系内，发生一化学反应，温度从T1→T2，压力由p1→p2，则.
A．Q＞0，W＞0，U＞0B．Q=0，W＜0，U＜0
C．Q=0，W＞0，U＞0D．Q=0，W=0，U=0
62．理想气体混合过程中，下列体系的性质，不正确的是.
A．S＞0B．H=0C．G=0D．U=0
63.任意的可逆循环过程，体系的熵变.
A．一定为零B．一定大于零C．一定为负D．是温度的函数
64．一封闭体系，从A→B变化时，经历可逆（R）和不可逆（IR）途径，则.
A．QR=QIRB．
C．WR=WIRD．
65．理想气体自由膨胀过程中.
A．W=0，Q＞0，U＞0，H=0B．W＞0，Q=0，U＞0，H＞0
C．W＜0，Q＞0，U=0，H=0D．W=0，Q=0，U=0，H=0
66．H2和O2在绝热定容的体系中生成水，则.
A．Q=0，H＞0，S孤=0B．Q＞0，W=0，U＞0
C．Q＞0，U＞0，S孤＞0D．Q=0，W=0，S孤＞0
67．理想气体可逆定温压缩过程中，错误的有.
A．S体=0B．U=0C．Q＜0D．H=0
68．当理想气体反抗一定的外压做绝热膨胀时，则.
A.焓总是不变的B．热力学能总是不变的
C．焓总是增加的D．热力学能总是减小的
69．环境的熵变等于.
A．
B．
C．
D．
四、计算题：
1．试求1mol理想气体从1000kPa,300K等温可逆膨胀至100kPa过程中的ΔU、ΔH、ΔS、Q、W、ΔG和ΔF。
2．mol理想气体从298.15K,2P0经下列两条途径到达压力为1P0的终态：
（1）等温可逆膨胀；
（2）自由膨胀，试求这两过程的ΔU、ΔH、Q、W、ΔS、ΔG和ΔF.
3．试求1mol理想气体从105Pa,300K等温可逆压缩至106Pa过程中的ΔU、ΔH、Q、W、ΔS、
ΔG和ΔF.理想气体从273.15K,106Pa下等温反抗恒外压105Pa膨胀至体积为原体积的10倍，试求这两过程的ΔU、ΔH、Q、W、ΔS、ΔG和ΔF.
4．2mol,300K,1.013×105Pa下的单原子理想气体，在等外压下等温膨胀至内外压相等后使其等
容升温至1000K压力为6.678×104Pa，计算过程的ΔU、ΔH、Q、W、ΔS、ΔG和ΔF.
5、1mol理想气体，其Cv,m=21J·K－1·mol－1，从300K开始经历下列可逆过程，由状态
加
热至原温度的2倍，到状态
，
（1）定容过程；
（2）定压过程。
求这两个过程的∆U。
6、298K时，1molCO（g）放在10molO2中充分燃烧，求
（1）在298K时的∆rHm；
（2）该反应在398K时的∆rHm。
已知，CO2和CO的∆fHm分别为－393.509kJ·mol－1和－110.525kJ·mol－1，CO、CO2和O2的Cp,m分别是29.142J·K－1·mol－1、37.11J·K－1·mol－1和29.355J·K－1·mol－1。
7、1molO2（理想气体）Cp,m=29.355J·K－1·mol－1,处于293K，
采用不同途径升温至586K，求过程的Q、H、W、U。
（1）定容过程；
（2）定压过程；（3）绝热过程。
8、计算20℃，101.325kPa，1mol液态水蒸发为水蒸汽的汽化热。
（已知，100℃，101.325kPa时，水的rHm=4067kJ·mol－1，水的Cp,m=75.3
J·K－1·mol－1，水蒸汽的Cp,m=33.2J·K－1·mol－1）
答案：
一、1、错，2、错，3、对，4、对，5、对，6、对，7、错，8、错，9、错，
10、错，11、对，12、错，13、错，14、错，15、对，16、错，17、错，
18.错，19.错，20．对，21．对，22．错，23错，24．错，25．错，26.错，27对，
28.错，29.对，30.错，31.错，32.错，33.错，34.错，35.错
二、1、答：
>。
2、答：
-128.0kJ/mol；-120.6kJ/mol。
3、答:
52.25kJ/mol。
4、答：
，低于。
5、答:
==>。
6、答:
S*（0K,完美晶体）=0。
7、答：
=；<。
8、答：
13.38J/K。
9、答：
绝热可逆过程；循环过程。
10、答：
>0；=0；>0；<0。
11、答：
理想气体。
12、答：
0。
13、答：
p。
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