温州大学物理化学分章选择题 物理化学分章模拟试题 各章练习题(优选.)

1 / 33word. 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 J

3.

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

_______ 。 2 / 33word.

4 如图。两条等温线的温度分别为Ta，Tb。1mol理想气体经过路径1231的W I与经过路径4564的WII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4.184 J·K-1·g-1。

2 (1) 利用以下数据,计算298 K时气态氯化氢的ΔfHm 。

NH3(aq)+HCl(aq)=NH4Cl(aq) ΔH1(298 K)=-50.4 kJ·mol-1

物质( 298 K) N H3(g) HCl(g) NH4Cl(g)

ΔfHm/kJ·mol-1 -46.2 x -315

ΔsolHm/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：Cp(H2,g)/J·K-1·mol-1 =27.8+3.4×10-3 T/K

Cp(Cl2,g)/J·K-1·mol-1=34.8+2.4×10-3 T/K

Cp(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 dV= (nR/p)dT-(nRT/p2)dp，并证明pdV不是某个函数的全微分。

参考答案

一、选择题

1. [答] (B)

.

2 [答] (D)

3. [答] (D)

4. [答] (C)

二、填空题

1[答] (/)VVHTCnR=208 J·K-1

2[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；p2V2-p1V1

4 [答] WI =WII

三、计算题 3 / 33word. 1[答] β=T1/(T2-T1)

(1) β=273 K/(293 K-273 K)=13.65

W=-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W1

δW(T1)=-δq(吸)/β=[nCp,m(293 K-T1)/T1]dT1

273K111,m1293K[(293K-)/]dpWTTnCT =Cp,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W2=-6108 J

所以W=W1+W2=-6856 J

(3) 由于体系温度高于环境温度，W=0

2[答] (1) 从所给数据可写出下述热化学方程式：

① NH3(aq)+HCl(aq)=NH4Cl(aq)；ΔH1=-50.4 kJ·mol-1

② NH3(g)+aq=NH3(aq)；ΔH2=-35.7 kJ·mol-1

③ HCl(g)+aq=HCl(aq)；ΔH3=-73.5 kJ·mol-1

④ NH4Cl(s)+aq=NH4Cl(aq)；ΔH4=16.4 kJ·mol-1

⑤ 1/2N2(g)+3/2H2(g)=NH3(g)；ΔH5=-46.2 kJ·mol-1

⑥ 1/2N2(g)+2H2(g)+1/2Cl2(g)=NH4Cl(s)；ΔH6=-315 kJ·mol-1

由①+②+③得⑦式：

NH3(g)+HCl(g)+aq=NH4Cl(aq)；ΔH7=-159.6 kJ·mol-1

⑥-⑤得⑧式：

1/2H2(g)+1/2Cl2(g)+NH3(g)=NH4Cl(s)；ΔH8=-268.8 kJ·mol-1

⑧+④得⑨式：

1/2H2(g)+1/2Cl2(g)+NH3(g)=NH4Cl(aq)；ΔH9=-252.4 kJ·mol-1

⑨-⑦得：

1/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g)；ΔfHm(HCl)=-92.8 kJ·mol-1

(2) 对于1/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g)在1000 K时的生成焓由基尔霍夫定律有：

ΔfHm(1000 K)=ΔfHm(298 K)+1000K298KdpCT

=-92 800+1000K3298K(3.20.610)dT

=-94 773 J·mol-1

四、问答题

[答] 因为d(/)d(/)dpTVVTTVpp

又因为V=nRT/p

所以(/)/pVTnRp，2(/)/TVpnRTp

所以dV=(nR/p)dT-(nRT/p2)dp

pdV=nRdT-(nRT/p)dp

若pdV是状态函数，则应满足对易关系

()/(/)/TpnRpnRTpT·····························(1)

但()/0,(/)/TpnRpnRTpTnRp

所以(1)式不成立

所以pdV不是某个函数的全微分

4 / 33word. 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Qp。该相变过程中,哪个关系式不能成立?

( )

(A) ΔG < 0 (B) ΔH = Qp

(C) ΔSISO < 0 (D) ΔSISO > 0

2. 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 H2O(l) 由 10℃ 升至 50℃，已知 H2O(l) 的平均摩尔定压热容为 75.295 J· K-1· mol-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-1

4. 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. 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,ΔSiso和ΔG。已知在573.15 K,1000 kPa下Ne的摩尔熵Sm=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ΔvapS总，ΔvapF，ΔvapG ；

(2) ΔvapS总，ΔvapF，ΔvapG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：pVm= RT + Bp，式中 B 与温度有关，试证明：

(Um/Vm)T =[RT2/(Vm- B)2]dB/dT

并再写出 (Sm/Vm)T，(Sm/p)T 和 (Hm/p)T的表达式