-
第一章热力学第一定律
一、选择题
1-A;
2-C;
3-A;
4-D;
5-B;
6-D;
7-A;
8-D;
9-A;
10-D;
11-B;
12-B;
13-
A;
14-C;
15-C;
16-B;
17-C;
1
．下述说法中，哪一种正确（
a
）
(A)
热容
C
不是状态函数；
(B)
热容
C
与途径无关；
(C)
恒压热容
C
p
不是状态函数；
(D)
恒容热容
C
V
不是状态函数
。
2
．对于内能是体系状态的单值函
数概念，错误理解是（
c
）
(A)
体系处于一定的状态，具有一定的内能；
(B)
对应于某一状态，内能只能有一数值不能有两个以上的数值；
(C)
状态发生变化，内能也一定跟着变化；
< br>
(D)
对应于一个内能值，可以有多个状态。
3
．
某高压容器中盛有可能的气体是
O
2
,Ar,
CO
2
, NH
3
中的一种，
在
298K
时由
5dm3
绝热可逆膨胀到
6dm3
，
温度降低
21K
，则容
器中的气体（
a
）
(A)
O
2
(B) Ar
(C)
CO
2
(D)
NH
3
4
．
戊烷的标准摩尔燃烧焓为
-3520kJ·
mol
-1
，
CO
2
(g)
和
H
2
O(l)
标准摩尔生成焓分别为
-395
kJ·
mol
-1
和<
/p>
-286
kJ·
mol
-1
，则戊烷的标准摩尔生成焓为（
d
）
(A)
2839
kJ·
mol
-1
(B)
-2839
kJ·
mol
-1
(C) 171
kJ·
mol
-1
(D)
-171
kJ·
mol
-1
< br>5
．
已知反应
H
2
(
g
)
?
（
b
）
。
(A).
(C).
?
?
?
r
H
m
(
T
)
是
H
2
O(g)
的标准摩尔生成焓
(B).
?
r
H
m
(<
/p>
T
)
是
H
2
O(g)
的标准摩尔燃烧焓
?
?
?
数值相等
?
r
< br>H
m
(
T
)
是负值
(D).
?
r
H
m
(
< br>T
)
与反应的
?
r
U
m
1
?
O
2
(
g
)
?
H
2<
/p>
O
(
g
)
的标准摩尔反应焓为
?
r
H
m
(
T
)
，
下列说法中不正确的是
2
6
．在指定的条件下与物质数量无关的一组物理量是（
< br>d
）
(A)
T ,
P,
n
(B)
U
m
,
C
p,
C
V
(C)
Δ
H,
Δ
U,
Δξ
(D)
V
m
,
<
/p>
Δ
H
f,m
(B
),
Δ
H
c,m
(B)
7
．实际气体的节流膨胀过程中，下列那一组的描
述是正确的（
a
）
(A)
Q=0
ΔH=0
ΔP< 0
ΔT≠0
(B)
Q=0
ΔH<0
ΔP> 0
ΔT>0
(C)
Q>0
ΔH=0
ΔP< 0
ΔT<0
(D)
Q<0
ΔH=0
ΔP< 0
ΔT≠0
8
．已知反应
H
2
(g) +
1/2O
2
(g) →H
2
O(l)
的热效应为
ΔH
，下面说法中不正确的是（
d
）
(A) ΔH
是
H
2
O(l)
的生成热
(B)
ΔH
是
H
2
(g)
的燃烧热
(C
)
ΔH
与反应的
ΔU
的数量不等
(D)
ΔH
与
ΔH
θ
数值相等
< br>
9
．为判断某气体能否液化，需考察在该条件下的（<
/p>
a
）
(A)
μ
J-T
> 0
(B)
μ
J-T
<
0
(C)
μ
J-T
= 0
(D)
不必考虑
μ
< br>J-T
的数值
10
．某气体的状态方程为
PV=RT+bP(b>0)
，
1mol
该气体经等温等压压缩后其内能变化为（
d
）
(A)
Δ
U>0
(B)
Δ
U <0
(C)
Δ
U =0
(D)
该过程本身不能实现
11
．均相纯物质在相同温度下
C
< br>V
> C
P
的情况是（
b
）
(A)
(?P/?T)
V
<0
(B)
(?V/?T)
P
<0
(C)
(?P/?V)
T
<0
(D)
不可能出现
C
V
>C
P
< br>
12
．理想气体从相同始态分别经绝热可逆膨胀和绝热
不可逆膨胀到达相同的压力，则其终态的温度，体积
和体系的焓变必定是（
b
）
(A)
T
可逆
>
T
不可逆
,
V
可逆
>
V
不可逆
,
ΔH
可逆
>ΔH
不可逆
(B)
T
可逆
<
T
不可逆
,
V
可逆
<
V
不可逆
,
ΔH
可逆
<ΔH
不可逆
(C)
T
可逆
<
T
不可逆
,
V
可逆
>
V
不可逆
,
ΔH
可逆
<ΔH
不可逆
(D)
T
可逆
<
T
不可逆
,
V
可逆
<
V
不可逆
,
ΔH
可逆
>ΔH
不可逆
13
．
1mol
、
< br>373K
、
1atm
下的水经下
列两个不同过程达到
373K
、
1at
m
下的水汽：
(1)
等温可逆蒸发，<
/p>
(2)
真空
蒸发。这两个过程中功和热的
关系为（
a
）
(A)
W
1
>
W
2
,
Q
1
>
Q
2
(B)
W
1
<
W
2
,
Q
1
< Q
2
(C)
W
1
=
W
2
,
Q
1
=
Q
2
(D)
W
1
>
W
2
,
Q
1
<
Q
2
14
．
对于内能是体系状态的单值函数概念，错误理解是
( c
)
(A)
体系处于一定的状态，具有一定的内能；
(B)
对应于某一状态，内能只能有一数值不能有两个以上的数值；
(C)
状态发生变化，内能也一定跟着变化；
(D)
对应于一个内能值，可以有多个状态。
15
．在一个绝热刚瓶中，发生一个放热的分子数增加的化
学反应，那么（
c
）
(A) Q > 0
，
W >
0
，
?
U > 0
；
(B) Q =
0
，
W =
0
，
?
U < 0
；
(C) Q =
0
，
W =
0
，
?
U = 0
；
(D) Q <
0
，
W >
0
，
?
U < 0
。
16
．<
/p>
一定量的单原子理想气体，
从
A
态变化到
B
态，
变化过程不知道，
但若
A
态与
B
态
两点的压强、
体积和温度都已确定，那就可以求出（
b
）
(A)
气体膨胀所做的功；
(B)
气体内能的变化；
(C)
气体分子的质量；
(D)
热容的大小。
17
< br>．如图，可表示理想气体卡诺循环的示意图是（）
(A)
图⑴；
(B)
图⑵；
(C)
图⑶；
(D)
图⑷
二、填空题
1
．焦耳
-
汤姆孙系数
?
J
?
T
def
，
μ
J-T
>0
表示节流膨胀后温度将。
2
．在
373K
，
p
θ
下，
1 mol
液态水向真
空蒸发为
373K
，
p
θ
下的水蒸气，已知此过程的
△
H =40.6kJ
，则此过
程的
△
U=
40.6
kJ
，
Q=
40.6
kJ
。
3<
/p>
．已知反应
C(s)+O
2
(g)=CO
2
(g)
的<
/p>
△
r
H
m
θ
（
298K
）
=-393.51kJ·
mol
-1
。若此反应在一绝热钢瓶中进行，则此
过程的
△
U
0
，
△
H
0
。
4
．对于组成不变的均相密闭体系，当有个独立的强度因素确定后，体系中所有的强度性质也就
确定，若再
知道，则所有的广度性质也就确定。
5
．
1mol298K
的液
体苯在弹式量热计中完全燃烧，
放热
3264kJ
，
则反应：
2C
6
H
6
(l)+15O
2
(g) =12CO
2
(g)+6H<
/p>
2
O(l)
的
△
r
U
m
(29
8K) =
kJ·
mol
-1
，
△
r
H
m
(298K) =
kJ·
mol
-1
。
6
．某理想气体经绝热恒外压压缩，
△
U
0
，
△
H
0
。
7
．卡诺热机的效率只与有关，而与无关。
三、证明题
1
．证明：若一气体状态方程满足
pV
m
= RT+bp
时，则该气体的内能仅是温度的函数。
<
/p>
2
．某气体的状态方程为
pV
m
= RT+ap
，
a
为大于零的常数，证明该气体经节流膨胀后，气体的温度上升。
3
．若物质的膨胀系数
?
?
1
?
?
< br>V
?
1
?
?
?
V
?
?
T
?
p
T
，则
C
p
与压力无
关。
4
．已知纯物质的平衡稳定条件
是
?
?
p
/<
/p>
?
V
?
T
?
0
，请证明任一物质绝热可逆膨胀过程后压
力必降低。
5
．某气体的状态方程为
pV
m
= RT+ap
，
a
为大于零的常数，证明：该气体的焦耳
—
汤姆孙系数
μ
J-T
<0
。
四、计算题
1
．
某气体的状态方程为
pV
m
= RT+ap
，
a
为大于零的常数，
证明：
该气体的焦耳
—
汤姆孙系数
μ
J-T
<0
。
6
．
1mol
单原子理想气体从始态
273K
、
202.65kPa
沿着
p/V=
常数的可逆途径变化到压力加倍的终态，试求：该过程
的
W
、
ΔU
、
ΔH
、
Q
。<
/p>
2
．
一摩尔单
原子理想气体从
0
℃、
2
p
?
始态，经由方程
pV<
/p>
2
= const
规定的途径到达终态
压力为
15
p
?
，计算沿此途经的平均热容。
<
/p>
3
．在空气中有一真空绝热箱，体积为
V
0
，今在箱上刺一个小孔，空气流入箱内，设空气
为理想气体
(
C
p
,m
=
3.5
R
)
。
⑴巳知空气温度是
298K
，箱内气体
温度是多少？
⑵若
V
0
=
10dm
3
，求该过程的
Q
、
W
、
?
U
、
?
H
各为多少？
4
．
298.15K
，
1mol
的
CO
2
(
实际
气体
)
由始态
p
1
= 3
p
?
，
V
1
=
7.9dm
3
等温变化到终态
p
2
=
p
?
，
V
2
= 24dm
3
，求此过程的
?
U
与
?
H
。巳知
C
p
,m
(CO
2
) =
36.6 J·
K
1
·
mol
1
，
-
-
焦耳－汤姆逊系数
μ
J
-
T
=
1.14 + 8.65 ×
10
3
(
p
/
p
?<
/p>
)
。
-
5
．
1mol
单原
子分子理想气体由始态
A(2
p
?
,
298K)
，沿着
p
/
p
?
=
0.1(
V
m
/ dm
3
·
mol
1
)
-
+
b
的可逆途经膨胀到原体积
2
倍，计算终态的压力以及此过程的
Q
、
W
、
第二章热力学第二定律
一、选择题
1
．
25
℃
时，将
11.2
升
O
2
< br>与
11.2
升
N
2
混合成
11.2
升的混合气
体，该过程
( a )
(A)
?
S
>
0
，
?
G
<
0
；
(B)
?
S
<
0
，
?
G
<
0
；
(C)
?
S
=
0
，
?
G
=
0
；
(D)
?
S
=
0
，
?
G
<
0
。
2
．
?
G
=
?
F
的过程是
()
(A) H
2
O(l,373K,
p
)
??
H
2
O(g,373K,
p
)
；
(B) N
2
(g,400K,1000kPa)
??
< br>
N
2
(g,400K,100kPa)
；
(C)
等温等压下，
N
2
(g) + 3H<
/p>
2
(g)
??
NH
3
(g)
；
(D) Ar(g,
T
,
p
)
< br>??
Ar(g,
T
+100,
p
)
。
3
．等温等压下
进行的化学反应
，
其方向由
?
r
H
m
和
?
r
S
m
< br>共同决定，
自发进行的反应应满足下列哪个关系式
( b
)
(A)
?
r
S
m
= ?
r
H
m
/
T
；
(B)
?
r
S
m
>
?
r
H
m
/<
/p>
T
；
(C)
?
r
S
m
≥ ?
r
H
m
/
T
；
(D)
?
r
S
m
≤ ?
r
H
m
/
T
。
4
．
已知水的六种状态
：
①
100
℃
，
p
?
H
2
O(l)
；
②
99
℃
，
2
p
?
H
2
O(
g)
；
③
100
℃
，
2
p
?
H
2
O(l)
；
④
100
℃
、
2
p
?
H<
/p>
2
O(g)
；
⑤
101
℃、
p
?
H
2
O(l)
；⑥
101
℃、
p
< br>?
H
2
O(g)
。它们化学势高低顺序是
(
)
(A)
μ
2
>
μ
4
>
μ
3
>
μ
1
>
μ
5
>
μ
6
；
(B)
μ
6
>
μ
5
>
μ
4
>
μ
3
>
μ
2
>
μ
1
；
(C) μ
4
>
μ
5
>
μ
3
>
μ
1
>
μ
2
>
μ
6
；
(D)
μ
1
>
μ
2
>
μ
4
>
μ
3
>
μ
6
>
μ
5
。
5.
下列过程中
?
S
为负值的是哪一个
( b )
(A)
液态溴蒸发成气态溴；
(B)
SnO
2
(s) +
2H
2
(g) = Sn(s) +
2H
2
O(l)
；
(C)
电解水生成
H
2
和
O
2
；
(D)
公路上撤盐使冰融化。
6
．从
A
态到
B
态可沿两条等温膨胀途径进行，一条可逆，一条不可逆，试判断哪个关系式成立
(
)
(A).
Δ
S
可逆
>
Δ
S
不可逆
(B).
W
可逆
>
W
不可逆
(C).
Q
可逆
<
Q
不可逆
(D).
(Q
－
W)
可逆
> (Q
－
W)
不可逆
7
．在隔离体系中发生一个自发过程，则
ΔG
应为
(
a
)
(A)
. ΔG < 0
(B)
. ΔG >
0
(C)
.ΔG =0
(D).
不能确定
8
．某气
体进行不可逆循环过程的熵变为
( b
)
(A)
.
ΔS
系
= 0 ,
ΔS
环
= 0
(B)
.
ΔS
系
= 0 ,
ΔS
环
> 0
(C)
.ΔS
系
> 0 ,
ΔS
环
= 0
(D)
.
ΔS
系
> 0 ,
ΔS
环
> 0
9
．某物质的蒸气压可由下式表示：
ln(P/kp
a
)=13.14
－
(
2437/T)
，该物质的摩尔气化热为
(
)
(A).
20.26
kJ·
mol
-1
(B).
293.1
J·
< br>mol
-1
(C).
5612
J·
mol
-1
(D).
2437
J·
mo
l
-1
10
．
1mol
理想气体经绝热自由膨胀体积增大
< br>10
倍，则物系的熵变为（）
(A)
. ΔS = 0
(B)
. ΔS = 19.1
J/K
(C)
. ΔS
>19.1 J/K
(D)
. ΔS < 19.1J/K
11
．在
273K
和
1atm
下，水的化学位
μ
H2O(l)
和水汽的化学位
μ
H2O(g)
的关系是（）
(A)
. μ
H2O(l)
=μ
H2O(g)
(B)
.
μ
H2O(l)
>μ
H2O(g)
(C)
.
μ
H2O(l)
<
μ
H2O(g)
(D).
无法知道
12
．纯液体在常压下凝固，下列各量中哪个减少（
a
）
(A).
熵
(B).
自由能
(C).
凝固热
(D).
蒸汽压
13
．
1mol
理想气体经一等温可逆压缩过程，则（）
(A)
.
ΔG >ΔF
(B)
.
ΔG <ΔF
(C)
. ΔG
=ΔF
(D)
. ΔG
与
ΔF
无法进行比较
14
．在－
20
0
C
和
1atm
下，
1m
ol
的过冷水结成冰，则物系、环境及总熵变是
( d
)
(A)
.
ΔS
系
< 0 ,
ΔS
环
< 0 ,
ΔS
总
< 0
(B)
.
ΔS
系
>
0 ,
ΔS
环
> 0 ,
ΔS
总
> 0
(C)
.
ΔS
系
< 0 ,
ΔS
环
> 0 ,
ΔS
总
< 0
(D)
.
ΔS
系
< 0 ,
ΔS
环
> 0 ,
ΔS
总
> 0
15
< br>．等温等压下发生不可逆电池反应，其
ΔS
的计算公式为
（）
(A)
.
ΔS =ΔH/T
(B)
.
ΔS =(ΔH
－
ΔG
)/T
(C)
.
ΔS=Q
实
/T
(D).
以上三式都不适用
16
．绝热封闭体系中若
ΔS > 0
，表明该过程是（
b
）
(A).
可逆
(B).
自发
(C).
非自发
(D)
自发或非自发
17
．对于封闭体系
，当
W
f
=0
时，可作为过程的可逆性与变化方向性的判据有（）
(A).
(dU)
T.V
≤0
(B).
(dH)
S.P
≥0
(C).
(dS)
U.V
≥0
(D).
(dG)
T.P
≥0
18
．
25
0
C,1atm<
/p>
下，
NaCl
在水中溶解度为
6mol
˙
L
-1
,
如将
1molNaCl
溶解于
1L
水中，
此溶解过程中体系的
Δ
S
和
Δ
G
变化为（
c
）
(A)
.
ΔG > 0
，
ΔS < 0
(B)
.
ΔG > 0
，
ΔS >
0
(C)
.
ΔG < 0
，
ΔS > 0
(D)
.
ΔG = 0
，
ΔS >
0
19
．
在
一个绝热的刚性密闭容器中，
装有
H
2
和
Cl
2
的混
合气体，
T
为
298K
，
用光引发使之反应生成
HCl(g)
，
设光照能量可不计，气
体为理想气体，测得
Δ
f
H
m
(HCl)=
—
92
.30kJ·
mol
-1
，此过程（）
(A)
. ΔH>0 ΔS<0
(B)
. ΔH<0
ΔS<0
(C)
. ΔH<0
ΔS>0
(D)
. ΔH>0
ΔS>0
20
．纯物质在恒压下无相
变时的
G
∽
T
曲线形状是
(
)
G
GG
G
T
T
T
T
(A)(B)(C)(D)
21
．实
际气体
CO
2
经节流膨胀后，温度下降
，那么（
）
(A)
?S(
体
) > 0
，
?
S(
环
) > 0
；
(B)
?S(
体
) < 0
，
?
S(
环
) > 0
(C) ?S(
体
) > 0
，
?
S(
环
) = 0
；
(D)
?S(
体
) < 0
，
?
S(
环
) = 0
22
．
2m
ol
理想气体
B
，在
< br>300K
时等温膨胀，
W
=
0
时体积增加一倍，则其
?
S
(J·
K
-1
)
为（）
(A)
-5.76
；
(B) 331
；
(C) 5.76
；
(D) 11.52
23
．某体系等压过程
A→B
的焓变
?
H
与温度
T
无关，则该过程的（）
(A) ?U
与温度无关；
(B)
?S
与温度无关；
(C)
?F
与温度无关；
(D)
?G
与温度无关
24
．等温下，一个反应
a
A +
b
B =
d
D +
e
E
的
?
r
C
p
= 0
，那么（）
(A) ?H
与
T
无关，
?
S
与
T
无关，
?
G
与
T
无关；
(B) ?H
与
T
无关，
?
S
与
T
无关，
?
G
与
T
有关；
(C) ?H
与
T
无关，
?
S
与
T
有关，
?
G
与
T
有关；
(D) ?H
与
T
无关，
?
S
与
T
有关，
?
G
与
T
无关。
25
．
等温等压下进行的化学反应，
其方向由
Δ
r
H
m
和
Δ
r
S
m
共同决定，
自发进行的反应满足下
列关系中的
（）
(A)
，
(B)
，
(C)
(D)
26
．在等温等压下，将
1molN
2
与
1mol
O
2
混合，假定两者均为理想气体，混合过程中不发生变化的一
组状
态函数为（）
(A) U H
V
，
(B) S H G
，
(C) V G H
，
(D) F H S
27
．下列过程
中，
?
S
?
?
H
/
T
的是（
）
(A)
理想气体恒外压等温压缩
(B) 263K
、
101.3kPa
，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
28
．在一定温度和一定压力下，某液体与其蒸气呈平衡，其蒸气压为
p
1
；若外压增大时液体与其蒸气重建
平衡后其蒸
气压为
p
2
，则（）
< br>
(A) p
1
=
p
2
，
(B) p
1
>p
2
，
(C) p
1
<
p
2
，
(D)
液体蒸气压与外压无关
29
．
298.2K
、
p
θ
下，反应
H
2
(
g
)
?
1
O
2
(
g
)
?
H
2
O
(
l
)
的
Δ
< br>r
G
m
和
Δ
r
F
m
的差值为（）
2
(A)1239
J·
mol
-1
(B)
－
3719
J·
mol
-1
(C) 2477
J·
mol
-1
(D)
－
2477
J·
mol
-1
30
．
某化学反应在等温等压
（<
/p>
298.2K
，
p
θ
）
下进行时，
放热
40000J
；
若使反应通过可逆电池完成，
吸热
4000J
，
则体
系可能作的最大电功为（）
(A) 40000J
(B) 4000J (C)
4400J
(D) 36000J
31
．
已知金刚石和石墨的
S
m
θ
(298K)
，
分别为
0.244 J?K
-1
?mol
-1
和
5.
696 J?K
-1
?mol
-1
，
V
m
分别为
3.414 cm
3
?mol
-1
和
5.310 cm
3
?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
二、填空题
1
．理想气体在定温条件下向真空膨胀，△
H
0
，△
S
0
。
（填<
/p>
>,=,<
）
2
．在隔离体系中发生某剧烈的化学反应，使体系的温度及压力皆明显上升，则该体系的
△
H >
0
，△
F<
0
。
（填
>,=,<
）
3
．
1m
ol
理想气体绝热向真空膨胀，
体积扩大一倍，
则此过程△
S
（系统）
+
△
S
（环境）
0
△
S
（环境）
0
。
4
．一气相反应
A+2B=2C
，该反应的△
r
G
m
△
r
F
m
；若将该反
应布置成一可逆电池，使之作电功
W
1
，那么该
反应所能做的功
W
W
1
。
5
．在理想气体的
T
—
S
图上，等容线的斜率
?
?
?
T
?
?
?
T
?
< br>?
，等压线的斜率
?
?
?
?
。
?
?
S
?
< br>V
?
?
S
?
p
6
．
1
mol
理想气体体积由
V
变到
2V
，若经等温自由膨胀，△
S
1
=
J
·
K
-1
，若经绝热可逆膨胀△
S
2
=
J
·
K
-1
。
7
．在
298K<
/p>
时气相反应
A+B=2C
的△
r
G
m
△
r
F
m
，△
< br>r
H
m
△
r
U
m
。
8
．在一绝热钢瓶中发生一化学反应，使容器内的温度增加，则
此过程有△
S
0
，△
F
0
。
9
．一定
T
，
p
下，将体积为
V
的
1molN
2
理想气体与体积为
V
的
1molO
2
理想气体混合，总体积为
2V
，则
过
程的△
S=
J
·
K
-1
；若一定
T
，
V
下，将压强为
p
的
1molN
2
理想气体与压强为
p
的
1
molO
2
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