物理化学期末试题答案热力学第一定律文档.doc
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1、 (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) 化学反响中系统的焓变不一定大于内能变化 (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 (A) 在一完全绝热且边界为刚性的密闭容器中发生化学反响时,其内能一定变化 (B) 在无功过程中, 内能变化等于过程热, 这说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
2、UQWW 。A中无热交换、无体积功故UQW0。B在无功过程中UQ,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中假设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。 塞两边的压力不断变化 答案:B AQ 0, H0, p 0 BQ0, H 0 CQ0, H 0, p 0 DQ 0, H 0, p 0 答案:C。节流膨胀过程恒焓绝热且压力降低。 7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、U
3、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。试判断以下公式中哪个是正确的 。 Ap V=n RT BpV=(n+ n )RTAABABC p V=n RT Dp V=n RT A AAB BB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 。 pTC A压力大于 C B温度低于V C体积等于 m,C D
4、同时升高温度和压力 T答:B C 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。 8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) .实用文档.925 下, 1 mol N(可视为理想气体)由 1 dm3 膨胀到 5 dm3 ,吸热 2 kJ, 那么对外作功 W = 2 kJ (按系(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。 11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
5、零 (D) 无法确定 答案:A。绝热不可逆过程熵要增加。 12一卡诺热机在两个不同温度之的间热源之间运转, 当工作物质为气体时, 热机效率为42%, 假设改用液体工作物质, 那么其效率应当(A) 减少 (B) 增加 (C) 不变 (D) 无法判断 答案:C 13 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。 14263K 的过冷水凝结成263K 的冰,那么: (A)S 0 (C) S = 0 (D) 无法确定 答案:A。恒温下液体变固体熵减少。 15理想气体从状态I经
6、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。 16 在,两相中均含有A 和B 两种物质,当到达平衡时,以下种哪情况是正确的: mmmmmmmm(D)=b b(A) =(B)=(C)=aAaBaAbAaAbB AB答案:B 17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18一个过程系统
7、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,那么此过程系统的熵变应S为_ _。(1分) 因为状态函数与过程无关 ;计算题19(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. 100,101.3 kPa下水的气化热vapH = 40.71 kJ.mol1 , V (l) = m18.810-6 m3 .mol1 , V (g) = 3.02102 m3 .mo
8、l-1 . 解: (1) W = - pV = - 101.3103(3.02102 -18.810-6 ) = - 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 在沸点下蒸发,故为可逆过程.由 G = 0 也可判断. (2) W =0U = 37.65 kJ H = 40.71 kJ S = 109.1 J.K A = - 3.06 kJ G = 0 20将装有0.2
9、 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。乙醚在100 kPa下沸点为 308.15K,此时的蒸发焓为 25.10 kJmol1。试求p =n RT =0.2mol8.3145JK -1mol-1308.15K= =0.2*8.314*308.15/20 25621 Pa =乙醚V乙醚2010 m-3 325.62kPa(2) 变化过程中氮气的温度和分压没变,故 H=0J、S=0JK 1、G=0J。乙醚的变化过程可设想为:乙醚(l,308.15K,100kPa) (1)乙醚(g,308
10、.15K,100kPa)(2) 乙醚(g,308.15K,p )乙醚于是:H= H 1+H 2=(0.225.10+0) kJ =5.02 kJn D H +n Rln100kPaS=S1+S2= 乙醚 vap mT乙醚p乙醚0.225.10103 +0.28.3145ln 100kPa = 308.1525.62kPa JK1=18.56 JK 1nRT ln =0.28.3145308.15ln25.62pG= G 1+G 2= 0+J乙醚100kPa100= 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21 两液体的饱和蒸汽压分别为p*A,p*B ,它们混
11、合形成理想溶液,液相组成为x,气相组成为y,假设 p*A p*B , 那:么(A)yA xA答案:A(B)yA yB(C)xA yA(D)yB yA 22373K 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 .实用文档.23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 cm3 mol1 ,那么该混合物的体积为_(0.817.0+0.857.4) cm3
12、 mol1 = 59.52cm3 mol1_。 (2分) (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) 参加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。参加惰性气体平衡向总压力增大的方向移动 25反响 2NH 3 = N2 + 3H,在等温条件下,标准平衡常数为0.25,那么,在此条件下,氨的合成反响1/2 N + 3/2 22H 2 = NH3 的标准平衡常数为:N2+3H2=2NH3 标准平衡常数为4 所以答案为C (A) 4 (B) 0.5 (C) 2 (D) 1 答案:C。 26某温度时,NH 4Cl
13、(s)分解压力是pQ ,那么分解反响的平衡常数 KpQ 为: (A) 1 (B) 1/2 (C) 1/4 (D) 1/8 答案:C。某温度不,固体分解为气体产物的平衡总压称为该固体的分解压力。此题中的分解压力为pQ,可见分解产物NH 3与HCl 的分压均为(1/2) pQ 。 27在1100 时,发生以下反响: (1) C(s)+2S(s)=CS2(g) K 1Q =0.258 (2) CuS(s)+H(g)=2Cu(s)+HS(g) K 2Q =3.9 10-3222(3) 2HS(g)=2H2(g)+2S(s) K 3Q =2.29 1022那么1100 时反响 C(s)+2Cu2S(s)
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