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统计热力学基础复习整理版汇总

统计热力学基础一、单选题1) 统计热力学主要研究(A )。

(A) 平衡体系(B) 近平衡体系(C) 非平衡体系(D) 耗散结构(E) 单个粒子的行为2) 体系的微观性质和宏观性质是通过( C)联系起来的。

(A) 热力学(B) 化学动力学(C) 统计力学(D) 经典力学(E) 量子力学3) 统计热力学研究的主要对象是:( D)(A) 微观粒子的各种变化规律(B) 宏观体系的各种性质(C) 微观粒子的运动规律(D) 宏观系统的平衡性质(E) 体系的宏观性质与微观结构的关系4) 下述诸体系中,属独粒子体系的是:(D )(A) 纯液体(B) 理想液态溶液(C) 理想的原子晶体(D) 理想气体(E) 真实气体5) 对于一个U,N,V确定的体系,其微观状态数最大的分布就是最可几分布,得出这一结论的理论依据是:(B )(A) 玻兹曼分布定律(B) 等几率假设(C) 分子运动论(D) 统计学原理(E) 能量均分原理6) 在台称上有7个砝码,质量分别为1g、2g、5g、10g、50g、100g,则能够称量的质量共有:(B )(A) 5040 种(B) 127 种(C) 106 种(D) 126 种7) 在节目单上共有20个节目序号,只知其中独唱节目和独舞节目各占10个,每人可以在节目单上任意挑选两个不同的节目序号,则两次都选上独唱节目的几率是:(A )(A) 9/38 (B) 1/4 (C) 1/180 (D) 10/388) 以0到9这十个数字组成不重复的三位数共有(A )(A) 648个(B) 720个(C) 504个(D) 495个9) 各种不同运动状态的能级间隔是不同的,对于同一种气体分子,其平动、转动、振动和电子运动的能级间隔的大小顺序是:(B )(A)∆ε t > ∆ε r > ∆ε v > ∆ε e(B)∆ε t < ∆ε r < ∆ε v < ∆ε e(C) ∆ε e > ∆ε v > ∆ε t > ∆ε r(D)∆ε v > ∆ε e > ∆ε t > ∆ε r(E)∆ε r > ∆ε t > ∆ε e > ∆ε v10) 在统计热力学中,对物系的分类按其组成的粒子能否被分辨来进行,按此原则:(C )(A) 气体和晶体皆属定域子体系(B) 气体和晶体皆属离域子体系(C) 气体属离域子体系而晶体属定域子体系(D) 气体属定域子体系而晶体属离域子体系11) 对于定域子体系分布X所拥有的微观状态t x为:( B)(A)!!i g i x i i N t N N ⎛⎫= ⎪⎝⎭∏ (B) !!i N i x i i g t N N ⎛⎫= ⎪⎝⎭∏ (C) !i g i x i i N t N ⎛⎫= ⎪⎝⎭∏ (D) !i N i x i i g t N ⎛⎫= ⎪⎝⎭∏ 12) 对给定的热力学体系,任何分布应满足:( D )(A) ∑N i =N (B) ∑N i εi =U (C) N 及V 一定 (D) ∑N i =N 及 ∑N i εi =U13) 当体系的U ,N ,V 确定后,则:(D )(A) 每个粒子的能级ε1, ε2, ....., εi 一定,但简并度g 1, g 2, ....., g i 及总微观状态数Ω 不确定。

(B) 每个粒子的能级ε1, ε2, ....., εi 不一定,但简并度g 1, g 2, ....., g i 及总微观状态数Ω 皆确定。

(C) 每个粒子的能级ε1, ε2, ....., εi 和简并度g 1, g 2, ....., g i 皆可确定,但微观状态数Ω 不确定。

(D) 每个粒子的能级ε1, ε2, ....., εi 和简并度g 1, g 2, ....., g i 及微观状态数Ω 均确定。

14) 玻兹曼统计认为 (A )(A) 玻兹曼分布就是最可几分布, 也就是平衡分布;(B) 玻兹曼分布不是最可几分布, 也不是平衡分布;(C) 玻兹曼分布只是最可几分布, 但不是平衡分布;(D) 玻兹曼分布不是最可几分布, 但却是平衡分布.15) 粒子的配分函数Q 是表示 (C )(A) 一个粒子的玻兹曼因子;(B) 对一个粒子的玻兹曼因子取和;(C) 对一个粒子的所有可能状态的玻兹曼因子取和;(D) 对一个粒子的简并度和玻兹曼因子的乘积取和.16) 经典粒子的零点能标度选择不同时, 必定影响 (A )(A) 配分函数的值; (B) 粒子的分布规律;(C) 体系的微观状态数; (D) 各个能级上粒子的分布数;(E) 各个量子态上粒子的分布数.17) 对于定域子体系和离域子体系, 其热力学函数的统计表达式形式相同的是 (C )(A) S 、A 、G ; (B) H 、A 、G ; (C) U 、H 、C V ; (D) U 、A 、C V ;(E) U 、S 、C V .18) 分子能量零点的不同选择所产生的影响中, 下述哪一点是不成立的?(D )(A) 能量零点选择不同, 各能级的能量值也不同;(B) 能量零点选择不同, 其玻兹曼因子也不同;(C) 能量零点选择不同, 分子的配分函数也不同;(D) 能量零点选择不同, 玻兹曼分布公式也不同.19) 对于一个N 、U 、V 确定的体系, 沟通宏观和微观、热力学与统计力学的桥梁是 (B )(A) A = -kT ln Q ; (B) S = k ln Ω ;(C) 配分函数Q ;(D) p =NkT (∂ln Q /∂V )T ,N20) 关于粒子配分函数的量纲, 正确的说法是 (A )(A) 所有配分函数都无量纲;(B) 所有配分函数的量纲都是J·mol-1;(C) 所有配分函数的量纲都是J·K;(D) 定域子和离域子的配分函数的量纲不同。

21) 对于玻兹曼分布, 下面的表述中不正确的是 ( B)(A) 玻兹曼分布就是平衡分布;(B) 最可几分布一定是玻兹曼分布;(C) 玻兹曼分布就是微观状态数最大的分布;(D) 有些理想气体不服从玻兹曼分布。

22) 对于单原子理想气体在室温下的一般物理化学过程, 若欲通过配分函数来求过程中热力学函数的变化 (B )(A) 必须同时获得Q t、Q r、Q v、Q e、Q n各配分函数的值才行;(B) 只须获得Q t这一配分函数的值就行;(C) 必须获得Q t、Q r、Q v诸配分函数的值才行;(D) 必须获得Q t、Q e、Q n诸配分函数的值才行。

23) 能量零点的不同选择, 对热力学量的影响是 (C )(A) 对U、H、S、G、A、C v 的值都没影响, 即都不变;(B) 对U、H 、S、G、A、C v 的值都有影响, 即都改变;(C) 对S和C v 的值没影响, 而使U、H、G、A都改变;(D) 对U、H、G、A的值没影响, 而使S 和C V 改变.24) 通过对谐振子配分函数的讨论, 可以得出 1mol 晶体的热容C V,m=3R, 这一关系与下列哪一著名定律的结论相同? (B )(A) 爱因斯坦(Einstein)定律;(B) 杜隆-柏蒂(Dulong-Petit)定律;(C) 德拜(Debye)立方定律;(D) 玻兹曼分布定律.25) 单维谐振子的配分函数Q v=[exp(-hν /2kT)]/[(1-exp(-hν /kT)]在一定条件下可演化为kT/hν , 该条件是 (C )(A)hν≅kT, m << 1;(B)kT >>hν , m << 1; (C) ε0 = 0, kT >> hν;(D)ε0 = 0, kT≅hν;(E)ε0 = 0, m<< 1.26) 根据热力学第三定律, 对于完美晶体, 在S0=k lnΩ 0中, 应当是 (C )(A)Ω 0 = 0; (B)Ω 0< 0;(C) Ω 0 = 1;(D)Ω 0> 1;(E)Ω0< 1.27) 在298K、体积为10-3dm3的容器内, Cl2分子(原子量是35.45)的平动配分函数是 (D )(A)5.796×1029;(B) 5.796×1026J·mol-1;(C)5.796×1029J·mol-1;(D)5.796×1026;(E) 5.796×1029J·K.28) 对称数是分子绕主轴转动360。

时分子位形复原的次数. 下列分子中对称数为3的是 (C )(A) H2;(B) HBr;(C) NH3;(D) 邻二溴苯(o-dibromobenzene);(E) 对二溴苯(p-dibromobenzene).29) 若已知H2的转动量子数J=1, 两原子的核间距r0=0.74×10-10m, 氢原子质量m H=1.673×10-27kg,普朗克常数h=6.626×10-34J·s, 则1mol H2的转动能为 (E )(A)U r=7.43×10-54J;(B) U r=3.67×10-54J;(C)U r=4.86×10-21J;(D)U r=1.215×10-21J;(E)U r=2.43×10-21J.30) 若一双原子分子的振动频率为4×1013s, h=6.626×10-34J·s, k=1.38×10-23J·K-1, 则其振动特征温度为 (B )(A) 83.3K;(B) 1920.58K;(C) 19.21K;(D) 833K;(E) 120.03K.31) 对于振动, 热力学函数间的下列关系式中不正确的是 (E )(A)H = U;(B) [A m∅-A m∅(0)]/T = [G m∅-G m∅(0)]/T;(C) G m∅(0) = H m∅(0);(D)A m(0)=G m(0)=Nhν/2; (E)S = G.32) 设一离域子体系, 其体积为V , 粒子质量为m, 则其最低平动能级与其相邻能级的间隔应为 (D )(A)ε1 - ε0 = 4h2/8mV2/3; (B)ε1 - ε0 = h2/8mV2/3;(C) ε1 - ε0 = 2h2/8mV2/3;(D)ε1 - ε0 = 3h2/8mV2/3;(E)ε1 - ε0 = 6h2/8mV2/3.33) 单维谐振子的最低能级与第三个能级的间隔是 (C )(A)hν /2;(B) 3hν /2; (C) 4hν /2;(D) 6hν /2; (E) 9hν /2 .34) 已知温度T时, 某种粒子的能级εj=2εi, 简并度g i=2g j, 则能级εj与能级εi上分布的粒子数之比为( C)(A)(1/2)·exp(εj/2kT);(B)2·exp(-εj/2kT);(C)(1/2)·exp(-εj/2kT);(D) exp(-εj/kT) ;(E)(1/2)·exp(-εj/kT).35) 无论是经典气体还是量子气体, 只要是孤立系统, 其分布都同时受到四个条件的限制, 这些条件是(B )(A)∑n i-N =0, n i<<g i, Ω≅t max, V =定值;(B)∑n i-N =0, ∑n iεi-U =0, Ω≅t max, V =定值;(C)∑n i-N =0, n i <<g i, ∑n iεi-U =0, V =定值;(D)∑n i-N =0, n i <<g i, (N/Q) << 1, V =定值;(E)∑n iεi-U =0, Ω≅t max, (N/Q) << 1, V =定值.36) 要使一个宏观系统的微观状态数有确定的值, 必须满足的条件是 (C )(A)T、V、N不变;(B)N、U、T不变;(C)N、U、V不变;(D)N、U、P不变;(E)T、V、U不变.37) 对公式n i=[N·g i·exp(-εi/kT)]/Q中有关符号意义的说明中,不正确的是 (A )(A)n i是任一能级上分布的粒子数;(B)N代表系统中的粒子总数;(C)Q是粒子的各个能级的有效状态和或有效容量和;(D)g i是εi的统计权重;(E)g i·exp(-εi/kT) 是能级εi的有效状态数.38) 关于振动能级εV = (v +1/2)hν的下列说法中,不正确的是 (E )(A)εV = (v +1/2)hν只适用于单维简谐振子;(B) 任意相邻两能级的差值都是一恒定值;(C) 振动量子数只能是正整数(包括零);(D) 零点能ε0= hν/2, 可以规定它为零;(E) 振动能与温度无关.39) 在 N 个NO分子组成的晶体中,每个分子都有两种可能的排列方式, 即 NO和 ON, 也可将晶体视为NO 和ON的混合物.在绝对零度时该系统的熵值为 (C )(A) S0=0; (B) S0=k ln2; (C) S0=Nk ln2; (D) S0=2k ln N; (E) S0=Nk ln2N.40) 研究统计热力学的基本方法是 (A )(A) 对微观粒子的微观量求统计平均值;(B) 经典力学与量子力学相结合;(C) 求解微观粒子运动的微分方程;(D) 微观结构与宏观性质相关联.41) 对于同一粒子, 各运动能级的大小次序是 (B )(A) εt >εr >ε V>ε e>ε n ;(B) ε t<εr <εV <ε e<ε n;(C) ε e <εt <ε n<εr <ε V;(D) εn <εt <ε e <εr <ε V;(E) εV <ε r<εt <ε e<ε n.42) 玻兹曼气体与量子气体的相同之处在于B(A) 粒子都有相应的配分函数;(B) 都是近独立子体系, 其分布都是最可几的;(C) 微观状态数的计算方法相同;(D) 它们的分布规律都是自然界客观存在的;(E) 在本质上, 粒子都是可分辩的.43) 经典粒子的零点能标度的选择不同时, 不受影响的热力学量是 (B )(A) U、H、S; (B)S、C V、p; (C) C V、U、G; (D) H、G、A;(E) G、A、p.44) 根据U = NkT 2(∂ln Q/∂T)V,N 及各种运动的配分函数公式, 可证明2mol 双原子分子组成的理想气体的定压热容为 ( E)(A) 7R/2; (B) 5R/2; (C) 9R/2; (D) 7R; (E) 9R.45) 量子气体退化为经典气体的必要条件是B(A) 粒子数 N~1024; (B) n i<<g i; (C) n i/N << 1; (D) Ω→∞; (E) Ω≅t max.46) 若粒子质量和系统温度的数量级范围分别为 10-27~10-26kg、100~1000K, h= 6.626×10-34J·s, k= 1.38×10-23J·K-1, 系统体积为10-6m3, 则一个平动自由度的配分函数f t 的数量级是 (E )(A) 105~106; (B) 1010~1011; (C) 109~1010; (D) 106~107; (E) 108~109.47) 对系统压力有影响的配分函数是 ( C)(A) 平动配分函数Q t;(B) 振动配分函数Q v;(C) 转动配分函数Q r;(D) 电子配分函数Q e; (E) 核配分函数Q n.48) 在 0K时, 能级分布数、粒子配分函数、能级简并度、系统的微观状态数和熵值分别用n0、Q0、g0、Ω0和S0表示, 下列关系式中,肯定不正确的是 (B )(A) n0 = N0·g0/Q0; (B) Q0>g0; (C) n0 = N; (D) ε0 = 0; (E) S0 = k lnΩ0.49) 已知HBr的转动惯量为 2.45×10-45kg·m2, h=6.626×10-34J·s, k=1.38×10-23J·K-1, 在T =300K 时, 转动配分函数是 ( C)(A) 912.34; (B) 912.34J·分子-1; (C) 1824; (D) 1824.68 J·分子-1; (E) 18.2468.50) 已知HI的转动惯量为7.43×10-45kg·m2, h=6.626×10-34J·s, k=1.38×10-23J·K-1, 则其转动特征温度是 (A )(A) 0.0542K; (B) 18.45K; (C) 0.0113K; (D) 88.54K; (E) 0.0257K.51) CO2分子转动时, 它对内能的贡献为 ( B)(A) U r=RT/2; (B) U r=RT; (C) U r=3RT/2; (D) U r=5RT/2; (E) U r=2RT.52) 某个粒子的电子第一激发态与基态的能量差为0.3×10-20J, 已知T=300K,k=1.38×10-23J·K-1,两个能级都是非简并的, 该粒子的电子配分函数是 ( A)(A) 1.4845; (B) 2.485J·mol-1; (C) 0.4845J·K-1; (D) 3.064; (E) 2.064J·K.53) 有关“能量分布”的下列阐述中,正确的是 (C )(A) 能量分布是指系统内粒子能级的数目;(B) 能量分布是指系统总能量的分配方式;(C) 能量分布是指粒子分布在各个能量间隔中或各个能级上的数目;(D) 能量分布是指一个粒子的能量分配方式;(E) 能量分布是指系统内粒子的分布方式(类型)数.54) 若一个粒子的能级εj的有效状态数与该粒子有效状态数的和之比等于2×10-16, 则系统的 N 个粒子在能级εj上出现的最大可几率是 ( C)(A) 4×10-16; (B) 10-16; (C) 2×10-16; (D) 6×10-16; (E) 3×10-16.55) 在相同的温度和压力下, 摩尔平动熵最大的气体是 ( C)(A) NO; (B) C3H6; (C) CO2; (D) N2; (E) CH3-CH3.56) 1mol 双原子分子气体, 当温度由T1升至T2时, 假定转动惯量不变, T2=2T1, 系统的转动熵变为( A)(A) 5.763J·K-1·mol-1; (B) 11.526 J·K-1·mol-1; (C) R ln T1;(D) R ln(I·T1/σ );(E) 2.882 J·K-1·mol-1.57) 若规定粒子在 0K 时的能值为零, 则在 0K时, 系统的热力学函数不一定等于零的是 ( E)(A) U; (B) H; (C) A; (D) G; (E)S.58) 对于一种纯物质, 常见的熵概念有:量热熵、“绝对熵”、规定熵、标准熵、光谱熵、统计熵等等.在指定状态下, 下面的关系中一定成立的是E(A) 标准熵=统计熵=“绝对熵”, 量热熵=光谱熵;(B) 量热熵=标准熵=统计熵, 规定熵=光谱熵;(C) 光谱熵=规定熵=统计熵, 标准熵=量热熵;(D) “绝对熵”=光谱熵, 标准熵=统计熵=规定熵;(E) 统计熵=光谱熵,“绝对熵”=量热熵=规定熵.59) CO2(g)、H2O(g)、NH3(g)、N2(g)、CH3Cl(g)五种分子都可发生平动、转动和振动,其中振动方式数为 4 的是 (E )(A) CH3Cl(g); (B) H2O(g); (C) NH3(g); (D) N2(g); (E) CO2(g).60) 当粒子数目相同时, 定位体系的微观状态数(Ω定位)与非定位体系的微观状态数(Ω非定位)之间的关系为 ( B)(A) Ω定位 >Ω非定位; (B) Ω定位>>Ω非定位; (C) Ω定位<Ω非定位;(D) Ω定位<<Ω非定位; (E) Ω定位≅Ω非定位.61) 宏观测知的某种物理量实际上是相应微观量的 (D )(A) 算术平均值;(B) 几何平均值;(C) 综合反映;(D) 统计平均值或时间平均值.62) 对于一个总微观状态数为Ω的热力学平衡体系, 它的某一个微观状态出现的概率为 (A )(A) 1/Ω; (B) lnΩ; (C) Ω; (D) exp(Ω ).63) 等概率原理只适用于 (B )(A) 非孤立体系;(B) 处在平衡状态的孤立体系;(C) 未达到平衡的孤立体系;(D) 处在平衡状态的非孤立体系;(E) 近平衡的孤立体系.64) 在298.15K室时, 对于CH3D气体的熵值, 应有 ( D)(A) 量热熵>>统计熵;(B) 量热熵>统计熵;(C) 量热熵<<统计熵;(D) 量热熵<统计熵; (E) 量热熵≅统计熵.65) 热力学第三定律的基础是 ( A)(A) Nernst 热定理;(B) 玻兹曼熵定律;( C) Dulong-Petit 定律;(D) Debye 立方定律; (E) 晶体热容的Einstein 理论.66) 下列诸式中, 一般不称为第三定律数学式的是 (C )(A) lim(∆S)T = 0; (B) ∆S0 = 0; (C) lim(∂S/∂p)T = 0;(D) lim S T = 0; (E)S0 = 0.T→0 T→0 T→067) 对于一定量的某物质(物态不同), 其微观状态数的下列表述中正确的是 (B )(A) Ω (气) <Ω (液) <Ω (固); (B) Ω (气) >Ω (液) >Ω (固);(C) Ω (气) <Ω (液) >Ω (固); (D) Ω (气) >Ω (液) <Ω (固);(E) Ω (气) >Ω (液) ≅Ω (固).二、多选题1) 玻兹曼统计认为 ( AB)(A) 玻兹曼分布是最可几分布;(B) 玻兹曼分布是平衡分布;(C) 玻兹曼分布不是最可几分布, 也不是平衡分布;(D) 玻兹曼分布只是最可几分布, 但不是平衡分布;(E) 玻兹曼分布不是最可几分布, 但却是平衡分布.2) 粒子的配分函数Q表示 (CE )(A) 一个粒子的玻兹曼因子;(B) 对一个粒子的玻兹曼因子取和;(C) 对一个粒子的所有可能状态的玻兹曼因子取和;(D) 对一个粒子的简并度和玻兹曼因子的乘积取和;(E) 一个粒子的有效状态和.3) 经典粒子的零点能标度选择不同时, 必定影响 ( AD)(A) 配分函数的值;(B) 粒子的分布规律;(C) 体系的微观状态数;(D) 某些热力学函数的值; (E) 各个量子态上粒子的分布数.4) 根据热力学第三定律, 对于完美晶体, 在S0=k lnΩ0中, 不正确的是 (ABDE )(A) Ω0=0; (B) Ω0<0; (C) Ω0=1; (D) Ω0>1; (E) Ω0<1.5) 对 n i=[N·g i·exp(-εi/kT)]/Q中有关符号意义的说明中,正确的是 ( BCDE)(A) n i是任一能级上分布的粒子数;(B) N代表系统中的粒子总数;(C) Q是粒子的各个能级的有效状态和或有效容量和;(D) g i是εi的统计权重;(E) g i·exp(-εi/kT) 是能级εi的有效状态数.6) 有关“能量分布”的下列阐述中,不正确的是 ( ABDE)(A) 能量分布是指系统内粒子能级的数目;(B) 能量分布是指系统总能量的分配方式;(C) 能量分布是指粒子分布在各个能量间隔中或各个能级上的数目;(D) 能量分布是指一个粒子的能量分配方式;(E) 能量分布是指系统内粒子的分布方式(类型)数.7) 宏观测知的某种物理量实际上是相应微观量的 ( DE)(A) 算术平均值;(B) 几何平均值;(C) 综合反映;(D) 统计平均值;(E) 时间平均值.8) 下述诸体系中, 属离域子体系的有 ( ABDE)(A) 纯液体;(B) 理想液态溶液;(C) 理想的原子晶体;(D) 理想气体;(E) 真实气体.三、填空题1) 三维平动子基态能级的简并度为__1____,第一激发态能级的简并度为__3_____,平动能为εt =14h2/8mV 2/3的能级简并度为___6_____。

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