物理化学分章模拟试题第一章热力学第一定律及其应用一、选择题1.理想气体卡诺循环的图为下列四种情况中的哪一种? ( )2. 1mol单原子分子理想气体，从273 K，202.65 kPa, 经pT=常数的可逆途径压缩到405.3 kPa的终态，该气体的ΔU为：( )(A) 1702 J (B) -406.8 J(C) 406.8 J (D) -1702 J3. Cl2(g)的燃烧热为何值? ( )(A) HCl(g)的生成热(B) HClO3的生成热(C) HClO4的生成热(D) Cl2(g)生成盐酸水溶液的热效应4.下述说法哪一个错误? ( )(A) 封闭体系的状态与其状态图上的点一一对应(B) 封闭体系的状态即是其平衡态(C) 封闭体系的任一变化与其状态图上的实线一一对应(D) 封闭体系的任一可逆变化途径都可在其状态图上表示为实线二、填空题1 、10 mol单原子分子理想气体的(∂H/∂T)V = J·K-1。

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ΔH一定_________ΔU，因为____________ 。

3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_______ 。

4 如图。

两条等温线的温度分别为T a，T b。

1mol理想气体经过路径1231的W I与经过路径4564的W II大小关系是。

三、计算题1 在293 K的房间里有一只电冰箱,试问：(1)若使250 g,273 K的水在冰箱里结冰所需的功为多少?若电冰箱的功率为100W,那么250 g水全部结冰需要多少时间?(2)若放入250g,20℃的水,那么在冰箱里结成273 K的冰需要多少功?(3)若放入的是298 K的水,那么冷却到293 K需要多少功?已知水的凝固热为-6010 J·mol-1,水的平均热容为124.184 J·K -1·g -1。

2 (1) 利用以下数据,计算298 K 时气态氯化氢的Δf H m 。

NH 3(aq)+HCl(aq)=NH 4Cl(aq) ΔH 1(298 K)=-50.4 kJ·mol -1物质( 298 K) N H 3(g) HCl(g) NH 4Cl(g)Δf H m /kJ·mol -1 -46.2 x -315Δsol H m /kJ·mol -1 -35.7 -73.5 16.4(2) 利用(1)的结果和下列热方程式计算1000 K 时气态HCl 的生成焓。

已知：C p (H 2,g)/J·K -1·mol -1 =27.8+3.4×10-3 T /KC p (Cl 2,g)/J·K -1·mol -1=34.8+2.4×10-3 T /KC p (HCl,g) /J·K -1·mol -1=28.1+3.5×10-3 T /K四、问答题对理想气体，试证明 d V = (nR /p )d T -(nRT /p 2)d p ，并证明p d V 不是某个函数的全微分。

参考答案一、选择题1. (B) 2 (D) 3. (D) 4. (C)二、填空题1[答] (/)V V H T C nR ∂∂=+=208 J·K -12[答] 一定大于 (因为H =U +pV )；一定大于；因为ΔH =ΔU + (Δn )RT ，而Δγ为正。

3[答] 0；p 2V 2-p 1V 14 [答] W I =W II三、计算题1[答] β=T 1/(T 2-T 1)(1) β=273 K/(293 K-273 K)=13.65W =-q (吸)/β=-6108 J ，t =6108 J/100 W=61 s(2) 由于温度变化，因此β也在发生变化从293 K 的水冷到273 K 的水需功W 1δW (T 1)=-δq (吸)/β=[nC p ,m (293 K-T 1)/T 1]d T 1273K 111,m 1293K [(293K -)/]d p W T T nC T =⎰=C p ,m [293ln(273/293)-(273-293)] =(250×4.184)[293ln(273/293)-(273-293)]=-747.7 J从273 K 的水冷到273 K 的冰需功W 2=-6108 J所以W =W 1+W 2=-6856 J(3) 由于体系温度高于环境温度，W =02[答] (1) 从所给数据可写出下述热化学方程式：① NH 3(aq)+HCl(aq)=NH 4Cl(aq)；ΔH 1=-50.4 kJ·mol -1② NH 3(g)+aq=NH 3(aq)；ΔH 2=-35.7 kJ·mol -1③ HCl(g)+aq=HCl(aq)；ΔH 3=-73.5 kJ·mol -1④ NH 4Cl(s)+aq=NH 4Cl(aq)；ΔH 4=16.4 kJ·mol -1⑤ 1/2N 2(g)+3/2H 2(g)=NH 3(g)；ΔH 5=-46.2 kJ·mol -1⑥ 1/2N 2(g)+2H 2(g)+1/2Cl 2(g)=NH 4Cl(s)；ΔH 6=-315 kJ·mol -1由①+②+③得⑦式：NH 3(g)+HCl(g)+aq=NH 4Cl(aq)；ΔH 7=-159.6 kJ·mol -1⑥-⑤得⑧式：1/2H 2(g)+1/2Cl 2(g)+NH 3(g)=NH 4Cl(s)；ΔH 8=-268.8 kJ·mol -1⑧+④得⑨式：1/2H 2(g)+1/2Cl 2(g)+NH 3(g)=NH 4Cl(aq)；ΔH 9=-252.4 kJ·mol -1⑨-⑦得：31/2H 2(g)+1/2Cl 2(g)=HCl(g)；Δf H m (HCl)=-92.8 kJ·mol -1(2) 对于1/2H 2(g)+1/2Cl 2(g)=HCl(g)在1000 K 时的生成焓由基尔霍夫定律有：Δf H m (1000 K)=Δf H m (298 K)+1000K298K d p C T ∆⎰=-92 800+1000K 3298K ( 3.20.610)d T--+⨯⎰ =-94 773 J·mol -1四、问答题[答] 因为d (/)d (/)d p T V V T T V p p =∂∂+∂∂又因为V =nRT /p所以(/)/p V T nR p ∂∂=，2(/)/T V p nRT p ∂∂=-所以d V =(nR /p )d T -(nRT /p 2)d pp d V =nR d T -(nRT /p )d p若p d V 是状态函数，则应满足对易关系 [][]()/(/)/T p nR p nRT p T ∂∂=∂-∂ (1)但[][]()/0,(/)/T p nR p nRT p T nR p∂∂=∂-∂=-所以(1)式不成立所以p d V 不是某个函数的全微分第二章 热力学第二定律一、选择题1. 在标准压力p ∃下,383.15 K 的水变为同温下的蒸气,吸热Q p 。

该相变过程中,哪个关系式不能成立?( )(A) ΔG < 0 (B) ΔH = Q p(C) ΔS I S O < 0 (D) ΔS I S O > 02. 理想气体在等温条件下反抗恒定外压膨胀，该变化过程中体系的熵变∆S 体及环境的熵变∆S 环应为： （ ）(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 3. 在 101.325 kPa 压力下，1.5 mol H 2O(l) 由 10℃ 升至 50℃，已知 H 2O(l) 的平均摩尔定压热容为 75.295 J· K -1· m ol -1，则此过程中体系的熵变为： ( )(A) 6.48 J· K -1 (B) 1.8225 kJ· K -1 (C) 78.94 J· K -1 (D) 14.93 J· K -14.范德华气体绝热向真空膨胀后，气体的温度： ( )(A) 上升 (B) 下降 (C) 不变 (D) 无法确定二、填空题1 卡诺认为：“ 。

”这就是卡诺定理。

2. 从热力学第 定律证明的 定理是为了解决热机的最高效率可达多少这一问题的。

3. 在某些条件下,体系通过和外界环境不断地交换物质和能量,以及通过内部进行的不可逆过程，体系的无序态有可能变成有序态,普里高津把这样形成的有序状态称为________，因为它的形成和维持需要__________。

4．由于隔离体系的____、____不变,故熵判据可以写作__________。

三、计算题1 在573.15 K 时，将1 mol Ne （可视为理想气体）从1000 KPa 经绝热可逆膨胀到100 kPa 。

求Q ,W ,ΔU ,ΔH ,ΔS ,ΔS iso 和ΔG 。

已知在573.15 K,1000 kPa 下Ne 的摩尔熵S m =144.2 J·K -1·mol -1。

2 将 400 K 和 101.325 kPa 的1 mol 某液态物质向真空容器中汽化成 400 K ，101.325 kPa 的气态物质（可视为理想气体），已知此条件下该物质的标准摩尔汽化热为16.74 kJ·mol-1。

(1) 计算该过程的 Δvap S总，Δvap F，Δvap G；(2) Δvap S总，Δvap F，Δvap G是否均可用来判别这一过程的方向？并叙述理由，其判断结果如何？四、问答题已知：pV m= RT + Bp，式中B 与温度有关，试证明：(∂U m/∂V m)T =[RT2/(V m- B)2]d B/d T并再写出(∂S m/∂V m)T，(∂S m/∂p)T和(∂H m/∂p)T的表达式参考答案一、选择题1. (C)2.（C）3. (D)4. (B)二、填空题1[答] 所有工作在同一高温热源与低温热源之间的热机，其效率都不能超过可逆机。

2. [答] 二卡诺3. [答] 耗散结构消耗能量4. [答] U; V; N1,N2, ···;(d S)U,N≥0三、计算题1[答] 因该过程为绝热可逆过程，故Q=0, ΔS=0T2=T1exp[(R/C p,m)ln(p2/p1)]=228.2 KW=-ΔU=nC V,m(T1-T2)=4.302 kJΔU= -4.302 kJΔH=nC p,m(T2-T1)= -7.171 kJΔS环境=0ΔS iso=ΔS+ΔS环境=0ΔF=ΔU-nS m(T2-T1)=45.45 kJΔG=ΔH-nS m(T2-T1)=42.58 kJ2[答] (1)可通过可逆过程进行计算。