物理化学自测题

??ΔrVm?(3)?。 ??( )?T??P??S? 11.某理想气体在500 K、100 kPa时,其?m?? ( )(要求填入具体数值和单位)。

??p?T$???rSm?12.任一化学反应的?????T??p$不随?,因此一定温度范围内化学反应的?rSm温度变化的条件是( )。

??S?13. 一定量理想气体,恒温条件下熵随体积的变化率?????dV?T??S?气体,恒温条件下熵随体积的变化率??????V?T?;一定量范德华

?。

14. 1 mol双原子理想气体由始态370 K、100 kPa分别经①等压过程;②等容过程;加热到473 K,则①、②两个过程下列物理量的关系是:Q1( )Q2;W1( )W2; △H1( )△H2;△S1( )△S2(填>,<或=)。

15. 某气体的摩尔定压热容和摩尔定容热容分别为Cp,m、CV,m ⑴ 在S-T图上画出等压升温线和等容升温线;

⑵ 图中某温度下等压线与等容线斜率之比为( )。

16. 1 mol理想气体由始态Ⅰ(p1,V1,T1)分别经绝热可逆和绝热向真空膨胀至相同体积V2,其相应的终态为Ⅱ(p2,V2,T2)及Ⅲ(p3,V2,T3),则在两个终态间的关系为T2( )T3;p2( )p3;S2( )S3(填>,<或=)。

17.已知25℃时Hg(l)的Vm?1.482?10?5m3?mol?1,恒压热膨胀系数?V?1??V???= V??T?p1.82×10-4K-1.在恒温25℃时将1mol Hg(l)由100kPa加压到1100kPa,假设此过程汞的体积变化可忽略不计,则此过程的△S =( )。

18.乙醇液体在常压、正常沸点温度下蒸发为乙醇蒸气,此过程的△H与△S的关系式( ); △H与Q的关系式( );计算△H所需的热力学基础数据:( ),所依据的公式形式为( )。

19. 指出下列各热力学关系式的成立条件: ⑴ △G=△H-T△S ( ); ⑵ dG=-SdT+Vdp ( ); ⑶ΔS?nRlnV2 ( )。 V120. 指出下列各关系式的应用条件:

(1) △G=-W': ( );

(2) △S≥0 ( >0自发;=0平衡):( ); (3) dS?δQ : ( )。 T21. 1 mol理想气体经节流膨胀(即Joule-Tomson实验)压力自p1降低到p2,此过程的△A( )0,△U( )0 ,(填>,=或<)。

22. 在0 ℃、101.325 kPa下液态水的摩尔熵( )冰的摩尔熵;液态水的摩尔吉布

斯函数( )冰的摩尔吉布斯函数(填>,<或=)。

23.2mol理想气体在300K下100 kPa压缩至1 MPa,并放热10 kJ,此过程的

$ΔSm???J?K?1?mol?1

Vp24. 表达式Q??W'?TΔS??ΔG??ΔA?nRTln2V?nRTln1p适用条件为

12( )。

25.已知在汞的熔点-38.87℃附近,液体汞的密度小于固体汞的密度,因此汞的熔点随外压增大而( ),所依据的公式形式为( )。 ㈡ 选择题

1. 理想气体与温度为T的大热源接触并作等温膨胀吸热Q,所作的功是变到相同终态的最大功的20%,则系统的熵变为( )。

(a) Q/T; (b)0; (c)5Q/T; (d)-Q/T。 2.封闭系统中W'?0时的等温等压化学反应,可用( )式来计算系统的熵变。

(a)?S?VQ?H?H??G; (b)?S?; (c)?S?; (d)?S?nRln2。

V1TTT3.在隔离系统中发生的( )过程,系统的熵变?S?0。

(a)任何; (b)循环; (c) 可逆; (d) 不可逆。 4.具有相同状态n,T,V的氧气和氮气,在维持恒温恒容条件下混合此过程系统的熵变?S???。

(a)0; (b) nRln2; (c) ?nRln2; (d) 2nRln2

5. 系统经过一个不可逆循环后,其?S( )。

(a)?S系统?0,?S环?0; (b)?S系统?0,?S环?0; (c)?S系统?0,?S环?0; (d)?S系统?0,?S环?0

6. 在p?压力下,将2 mol、90 ℃的H2O(l)与1 mol、20 ℃的H2O(l)在一绝热器中混合,此过程( )。

(a)?S?0; (b)?S?0; (c)?S?0; (d)不能判断?S的符号。

7. 如图,将隔板抽走后,左、右的气体(可视为理想气体)发生混合,此等温等压混合过程的ΔS =( )J·K1·mol1。

0.4molA 0.6molB

25℃ 25℃ 100kPa 100kPa

(a)0; (b) 5.595; (c)-5.595; (d)11.87。

8. 298 K和101.325 kPa下,若把Pb和Cu(CH3COO)2的反应安排在电池中以可逆的方式进行。系统作出电功91.84 kJ,同时电池吸热213.6 kJ。则( )。

(a)△U>0,△S<0; (b)△U<0,△S>0; (c)△U<0,△S<0; (d)△U>0,△S>0。

9.在101.325 kPa, -5℃过冷水结冰,则此过程的△H( ); △S( ); △G( ); △Samb( )。 (a) >0; (b) =0; (c) <0; (d)无法确定。

10. 在-10 ℃、p ?压力下, 过冷水自动凝结成冰,若此过程的熵变为?S,且过程的热为Q,则( )。

(a)?S?0,?S? (c)?S?0,?S?QQ?0; (b)?S?0,?S??0; TTQQ?0; (d)?S?0,?S??0 TT11.在绝热密闭刚性容器中发生某一化学反应,系统终态温度升高,压力增大,此过程的△U( ),△H( ),△S( ),△Samb( )。

(a) >0; (b) =0; (c) <0; (d)无法确定。 12. 一定量的理想气体经一等温不可逆压缩过程,则有( )。

(a)△S>0; (b)△S=0;

(c)△S<0; (d) 无法判断△S的正负。

13. 1 mol理想气体从始态p1 ,V1,T1分别经两种不同途径变化到终态(1)绝热可逆压缩p2,V2,T2(2)恒外压下绝热压缩到p2',V2,T2',则( )。

(a)T2=T2',p2=p2'; (b)T2>T2',p2>p2'; (c)T2<T2',p2<p2'; (d) T2<T2',p2>p2'。

$14.若已知某化学反应的?rCp,m?0,则该反应的?rSm随温度升高而( )。

(a) 增大; (b)减小; (c)不变; (d)无法确定。 15 对于理想气体,下列偏微分中,数值小于零的是( )。 ??H???G???S???H? (a) ?; (b) ; (c) ; (d)??????。 ??p?p??S?p??T??S??p?T16 状态方程为pVm?RT?bp?b?0?的真实气体和理想气体各1mol,并均从同一始态T1,p1,V1出发,经绝热可逆膨胀到相同的V2时,则两系统的过程△U(真实气体)( )△U(理想气体);△S(真实气体)( )△S(理想气体)。

(a) >0; (b) =0; (c) <0; (d)无法确定。

17. 某气体的状态方程 pVm=RT+bp(b是大于零的常数),此气体向真空绝热膨胀后的温度( )。

(a)不变; (b)上升; (c)下降; (d)无法判断。

18 加压的液态氨NH3?l?通过节流阀而迅速蒸发为气态氨NH3?g?,则此过程的△U( );△H( ); △S( )。

(a) >0; (b) =0; (c) <0; (d)无法确定。

19.在一带活塞的绝热气缸中发生某一化学反应,系统的终态温度升高,体积增大,则此过程的W( );△H( );△S( ); △G( )。

(a) >0; (b) =0; (c) <0; (d)无法确定。

$$20 在25℃时?fGm?石墨?( ), ?fGm?金刚石?( )。

(a) >0; (b) =0; (c) <0; (d)无法确定。

21 在真空密闭的容器中1mol 100℃,101.325kPa的液体水全部蒸发为100℃, 101. 325 kPa的水蒸气,此过程的△H( );△S( ); △A( )。

(a) >0; (b) =0; (c) <0; (d)无法确定。 22.一定量的理想气体经一等温不可逆压缩过程,则有( )。

(a)?G??A; (b)?G??A; (c)?G??A; (d)无法确定。

23. 1 mol、300K、100 kPa的理想气体, 在外压恒定为10 kPa条件下,体积等温膨胀为原来的10倍,此过程的?G?( )。

(a) 0; (b) 19.1 J; (c) 5743 J; (d) -5743 J。

24. 某纯物质的液体凝固时,液体的密度大于固体的密度,则该液体的凝固点随压力升高而( )

(a)升高; (b)降低; (c)不变; (d)不能确定其变化。 25. 在一定的温度下,任何系统的吉布斯函数之值均随压力增加而( )。

(a)增大; (b)不变; (c)减小; (d)无法判断。 26.范氏气体经Joule实验后(绝热向真空膨胀)气体的温度将 ( )。

(a)上升; (b)下降; (c)不变; (d)不定。 27.在封闭系统中进行的( )过程,系统的?G?0。 (a) 绝热可逆; (b) 等温等容且不做非体积功;

(c) 等温等容; (d) 等温等压且不做非体积功。

(三)计算与证明题

1.298 K,101.325 kPa下,1 mol双原子理想气体经下列过程膨胀到体积增大一倍,求各过程的△S。

⑴ 恒温自由膨胀;

⑵ 反抗恒外压(pamb=p2)恒温膨胀; ⑶ 恒温可逆膨胀; ⑷ 绝热自由膨胀; ⑸ 绝热可逆膨胀; ⑹ 在101.325 kPa 下加热。

2. 1 mol理想气体由1013.25 kPa,5 dm3,609.4 K反抗恒外压101.325 kPa膨胀至40 dm3,末态压力等于外压,求此过程的W、Q、△U、△H、△S、△A、△G。已知:始态熵值S1=200 J·K?1,CV,m=12.5 J·mol?1·K?1。

3. 某系统如下图所示,O2和N2均可看作理想气体,且CV,m均为20.8 J·mol1·K1,容器是绝热的。试计算抽去隔板后达到平衡时的△S,并判断过程的自发性。

4. 物质的量为n的理想气体绝热自由膨胀,体积由V1膨胀至V2=2 V1,求过程的△S,并判断过程是否自发。

5.1 mol理想气体恒温下由10 dm3反抗恒外压101.325 kPa膨胀至平衡态,△S=2.21 J·K?1,求过程的W。

6.已知在101.325 kPa下,水的沸点为100 ℃,其摩尔蒸发焓△vapHm=40.668 kJ·mol?1。已知液态水和水蒸气在100℃~120℃范围内的平均定压摩尔热容分别为:

Cp,m?H2O,l??76.116J?mol?1?K?1及Cp,m?H2O,g??36.635J?mol?1?K?1

1 mol O2, 10 ℃,V 1 mol N2, 20 ℃,V 今有101.325 kPa下120 ℃的1 mol过热水变成同温同压下的水蒸气,求过程的△S和△G。

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