注:加星号为热力学第二定律和第三定律部分
A题型
一、选择题(将正确答案编号填入括号内)
1、体系的下列各组物理量中都是状态函数的是:----------------------------------------------( )
(A)T,p,V,Q (B)m,Vm,Cp,W
(C)T,p,V,n (D)T,p,U,W
参:C
2、下述说法中,哪一种不正确:--------------------------------------------------------------------( )
(A)焓是体系能与环境进行交换的能量
(B)焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量
(C)焓是体系状态函数
(D)焓只有在某些特定条件下,才与体系吸热相等
参:A
3、下述说法中,哪一种正确:-----------------------------------------------------------------------( )
(A)热容C不是状态函数
(B)热容C与途径无关
(C)恒压热容Cp与温度无关
(D)恒容热容CV与温度无关
参:A
4、在同一温度下,同一气体物质的摩尔定压热容Cp,m与摩尔定容热容CV,m之间的关系为:------------------------------------------------------------------------------------------------------( )
(A)Cp,m < CV,m (B)Cp,m > CV,m (C)Cp,m = CV,m (D)难以比较
参:B
5、已知(g)在298K时标准摩尔生成焓分别为KJ/mol及-111KJ/mol,则反应的:--------------------------( )
(A)-353KJ (B)131KJ (C)-131KJ (D)353kJ
参:B
6、在一定的温度和压力下,反应A→2B反应的标准摩尔焓变为rH,1(T),反应2A→C的标准摩尔焓变为rH, 2(T),则反应C→4B 的rH, 3(T)为:--------------------------( )
(A)2rH,1(T) + rH, 2(T)
(B)rH, 2(T) - 2rH,1(T)
(C)rH, 2(T) + rH,1(T)
(D)2rH,1(T) - rH, 2(T)
参:D
*7、在隔离系统中,发生一具有一定速度的变化,则系统的熵变:-------------------------( )
(A)保持不变 (B)总是减小 (C)总是增大 (D)可任意变化
参:C
*8、工作在100℃和25℃的两大热源间的卡诺热机,其效率:------------------------------( )
(A)20 % (B)25 % (C)75% (D)100 %
参:A
*9、可逆热机的效率最高,因此由可逆热机带动的火车:-----------------------------------( )
(A)跑的最快 (B)跑的最慢 (C)夏天跑的快 (D)冬天跑的快
参:B
*10、熵是混乱度(热力学微观状态数或热力学几率)的量度,下列结论中不正确的是:-------------------------------------------------------------------( )
(A)同一种物质的 S(g)>S(l)>S(s)
(B)同种物质温度越高熵值越大
(C)分子内含原子数越多熵值越大
(D)0K时任何纯物质完美晶体的熵值都等于零
参:C
二、填空题
1、系统与环境之间 的系统称为敞开系统;系统与环境之间 的系统称为封闭系统;系统与环境之间 的系统称为隔离系统。
参:既有能量交换,又有物质交换;有能量交换,无物质交换;量交换,无物质交换
2、对于任何宏观物质,其焓 H 一定 _______ 内能 U,(填上 >、<、=) 因为 _________;对于等温理想气体反应,分子数增多的△H 一定 ________ △U,因为____________。
参:一定大于;因为 H = U + PV;一定大于;因为 △H = △U + (△n)RT,而 △n为正
3、选择“>”,“<”,“=”中的一个填入下列空格:
理想气体恒温可逆压缩:△U ______ 0, △H ______ 0。
参:“=”;“=”
4、等式△H=QP的成立条件是 、 、 。
参:封闭系统、等压、
5、热力学系统必须同时实现 平衡、 平衡、 平衡和 平衡,才达到热力学平衡。
参:热;力学;相;化学
6、某理想气体的摩尔定容热容为CV,m(常数),摩尔定压热容为Cp,m(常数),1 mol该气体恒压下温度由T1变为T2,则此过程中气体的U = 。
参:nCV,m( T2-T1 )
7、300K 时 0.125 mol 正庚烷(液体)在弹式量热计中完全燃烧,放热 602kJ,反应 C7H16 (l) + 11O2 (g) = 7CO2 (g) + 8H2 O(l) 的 △rUm= ______;△rHm = _______ 。 (RT ≈ 2.5 kJ)
参:△rUm = -4816 kJ.mol-1;△rHm = -4826 kJ.mol-1
8、已知fH(SO2 , g , 298 K) =-29681 kJ·mol-1;
fH(H2S , g , 298 K) =-2050 kJ·mol-1;
fH(H2O , g , 298 K) =-24181 kJ·mol-1;
则反应2H2S(g) + SO2(g) == 2S(斜方) + 2H2O(g)的rH(298 K) = 。
参:-14581 kJ·mol-1
9、298K时C(石墨)的标准摩尔生成焓 = 。
参:
*10、热力学第二定律的克劳修斯表述是:______ __。
参:热不能自动从低温问题传到高温物体
*11、热力学第二定律的开尔文表述是:_____________。
参:不可能从单一热源吸热作功而无其他变化
*12、Pb的熔点327℃,熔化热为4.86KJ/mol,则1molPb在熔化过程的△S= 。
参:
*13、公式的适用条件是 , 。
参:封闭系统;等温等压可逆过程
*14、在一定温度、压力下,对于一个化学反应,能用以判断反应方向的是 。
参:
三、计算题
1、1mol、273.15K、100kPa的理想气体,经由下述两个途径(1)恒为50kPa;(2)自由膨胀(向真空膨胀)到末态为273.15K、50kPa,分别求两个途径的W。
参:
始、末态气体的体积分别为
(1)由题意可知,该过程为恒温恒外压,即 = 50kPa
由式(5.3)得
(2)因为气体自由膨胀,即 = 0
根据式(5.2)得
2、已知下列反应 (COOH)2 ( s ) +O2(g)→2 CO2(g) + H2O( l) 标准摩尔反应焓为(298.15K)=-246.02。已知(CO2, g, 298.15K)=-393.51,
(H2O, l, 298.15K) =-285.83,计算(COOH) 2 ( s )的标准摩尔生成焓。
参:
上述反应的标准摩尔反应焓为
( 298.15K ) = 2 ( CO2, g, 298.15K ) + ( H2O, l, 298.15K ) - [(COOH) 2 , s , 298.15K ] - ( O2, g , 298.15K )
由于 ( O2, g , 298.15K ) = 0
所以 [(COOH) 2 , s , 298.15K ]
= 2 ( CO2, g, 298.15K ) + ( H2O, l, 298.15K )- ( 298.15K )= 2×(-393.51) +
(-285.83)- (-246.02)
= -826.83
*3、5mol理想气体由298 K、1013.25 kPa分别按以下过程膨胀至 298 K、101.325kPa,计算系统的熵变,并判断哪些过程可能是自发的。
(1)可逆膨胀;
(2)自由膨胀;
(3)反抗恒外压101.325kPa膨胀。
参:
题中三个过程有相同的始末态,因此是相同的,由等温可逆过程来计算。
过程(1)是理想气体等温可逆膨胀
故过程是可逆的。
过程(2)是理想气体等温自由膨胀
Q = 0
﹥0
故过程是自发的。
过程(3)为理想气体在等温下反抗恒外压膨胀
﹥0
所以,过程为自发的。
B题型
1、对于内能是体系状态的单值函数概念,错误理解是:-------------------------------------( )
(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
参:D
2、热力学第一定律仅适用于什么途径:--------------------------------------------------------( )
(A)同一过程的任何途径
(B)同一过程的可逆途径
(C)同一过程的不可逆途径
(D)不同过程的任何途径
参:A
3、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
参:D
*4、理想气体经不可逆循环,则:-----------------------------------------------------------------( )
(A)=0,)=0 (B))=0,>0
(C)>0,>0 (D)>0,<0
参:B
二、填空题
1、将一电热丝浸入水中(如图),通以电流,如图:
(1)、以电热丝为系统,Q 0,W 0,U 0;
(2)、以电热丝和水为系统,Q 0,W 0,U 0;
(3)、以电热丝、电源、水及其他一切有关的部分为系统,Q 0,W 0,U 0。
(选填 、= 或 )
参:(1)、,,;(2)、=,,;(3)、=,=,=
2、在一绝热刚性容器中进行某一化学反应,该体系的内能变化为 ______ ,焓变化为 _______ 。
参:0;P2V2- P1V1
*3绝热不可逆膨胀过程系统的S 0,绝热不可逆压缩过程系统的S 0。(选填 >,< 或 = )
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