物理化学期末考试试题库-2017(附答案与解析).doc

1、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H=U+(pV)，可以看出若(pV)0则HU。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

2、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UQWW。（A）中无热交换、无体积功故UQW0。（B）在无功过程中U

3、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U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 （C）Q 0, DH 0, Dp 0 （D）Q 0, DH 0, Dp 0答

4、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，H、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H0、U0。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

5、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, 1 mol N(可视为理想气体)由 1 dm3膨胀到 5 dm3,吸热 2 kJ, 则对外作功 W = 2 kJ (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

6、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)S体0 (B)S体0 (C)S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)S 0 (C) S

7、= 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)H (B) G (C)S隔离 (D) U 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，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

8、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)101.3 kPa下, 1 mol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 , 101.3 kPa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 100,101.3 kPa下水的气化热vapHm = 40.71 kJ.mol1, V(l) = 18.810-6 m3.mol1, V(g) = 3.02102 m3.mol-1.解: (1) W = - pV = - 101.3103(3.02102-18

9、.810-6) = - 3.06 kJ Q = H = 40.71 kJ U = Q + W = 40.71 - 3.06 = 37.65 kJ S = Q/T = 40.71103/373 = 109.1 J.K A = U - TS = 37.65 - 40.71 = - 3.06 kJ 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 = 37.65 kJ H = 40.71 kJ S = 109.1 J.K A = - 3.06 kJ G = 0Q =U-W=37.65 kJ S(环) = - Q/T = - (U-W)/T = - 37.651

10、03/373 = - 100.9 J.K S(总) = S + S(环) = 109.1 - 100.9 = 8.2 J.K1 0 过程(2)为不可逆过程.将装有0.2 mol乙醚的微小玻璃泡放入308.15K、20 dm3的恒温密闭容器内，容器内充满100kPa、x mol氮气。将小泡打碎，乙醚完全汽化并与氮气混合。已知乙醚在100 kPa下沸点为308.15K，此时的蒸发焓为25.10 kJmol1。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*308.15/20 25621 Pa = 25.62kPa (2)

11、 变化过程中氮气的温度和分压没变，故 H=0J、S=0JK1、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=(0.225.10+0) kJ =5.02 kJDS=S1+S2=JK1=18.56 JK1 DG=G1+G2= 0+J = 697.8 J 或者采用下式计算 G=HTS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 (

12、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57.4 cm3mol1 ， 则该混合物的体积为_(0.817.0+0.857.4) cm3mol1 = 59.52cm3mol1_。 (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