物理化学期中复习2
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物理化学试卷一、选择题 ( 共10题 20分 )1. 2 分 (0845)0845室温下，10p ∃的理想气体绝热节流膨胀至 5p ∃的过程有：(1) W > 0 (2) T 1> T 2(3) Q = 0 (4) ΔS > 0 其正确的答案应是： ( )(A) (3)，(4)(B) (2)，(3)(C) (1)，(3)(D) (1)，(2)[答] (A) 因为绝热，所以Q = 0 由于理想气体节流膨胀后 T 不变 又W = -p 1V 1+ p 2V 2= nRT 2- nRT 1= 0因此d S = (d U + p d V ) /T = C V d T /T + p d V /T = nR d V /V故ΔS =()211/d V V nR V V ⎰= nR ln(V 2/V 1) > 0 (因V 2> V 1) 故答案为 (A)3. 2 分 (0156)0156下述哪一种说法正确? ( )因为ΔH p = Q p ,所以：(A) 恒压过程中,焓不再是状态函数(B) 恒压过程中,体系与环境无功的交换(C) 恒压过程中,焓变不能量度体系对外所做的功(D) 恒压过程中, ΔU 不一定为零[答] (D)4. 2 分 (0939)0939在300℃时,2 mol 某理想气体的吉布斯自由能G 与赫姆霍兹自由能F 的差值为：( )(A) G-F=1.247 kJ (B) G-F=2.494 kJ(C) G-F=4.988 kJ (D) G-F=9.977 kJ[答] (C) (2分) G-F=pV=nRT = 4.988 kJ5. 2 分(0304)0304某理想气体的γ=C p/C V =1.40,则该气体为几原子分子气体? ( )(A) 单原子分子气体(B) 双原子分子气体(C) 三原子分子气体(D) 四原子分子气体0304[答] (B)6. 2 分(1030)1030在物质的量恒定的S-T图中，通过某点可以分别作出等容线和等压线，其斜率分别为(∂S/∂T)V=X和(∂S/∂T)p= Y，则在该点两曲线的斜率关系是( )(A) X < Y(B) X = Y(C) X >Y(D) 无定值[答] (A)dU= TdS+PdV dS=dU/T – PdV/T ((∂S/∂T)V = (∂U/∂T)V /T = C V/TdH= TdS+VdP dS=dH/T – VdP/T ((∂S/∂T)p = (∂H/∂T)p /T = C p/T(∂S/∂T)V = C V/T =X (∂S/∂T)p= C p/T =Y通常情况下C p,m > C V,m ，X < Y7. 2 分(0805)08052 mol H2和 2 mol Cl2在绝热钢筒内反应生成HCl 气体，起始时为常温常压。
则：( )(A) Δr U = 0，Δr H = 0，Δr S > 0，Δr G < 0(B) Δr U < 0，Δr H < 0，Δr S > 0，Δr G < 0(C) Δr U = 0，Δr H > 0，Δr S > 0，Δr G < 0(D) Δr U > 0，Δr H > 0，Δr S = 0，Δr G > 09031[答] (A) (2分) 绝热Q=0钢筒内反应dV=0, W=0Δr U = 0Δr H= Δr U +ΔnRT , Δr n = 0Δr H= 08. 2 分(9031)9031在101.325 kPa下,385 K的水变为同温下的水蒸气,对该变化过程,下列各式中哪个正确?( )(A) ΔS体+ΔS环>0 (B) ΔS体+ΔS环<0(C) ΔS体+ΔS环=0 (D) ΔS体+ΔS环的值不能确定[答] (A) (2分)9. 2 分(0124)0124封闭体系中,有一个状态函数保持恒定的变化途径是什么途径? ( )(A) 一定是可逆途径(B) 一定是不可逆途径(C) 不一定是可逆途径(D) 体系没有产生变化[答] (C)二、填空题( 共10题20分)12. 2 分(0079)007910 mol单原子理想气体,在恒外压0.987p∃下由400 K,2p∃等温膨胀至0.987p∃,物体对环境作功kJ。
W= -P2(V2-V1)= nRT(P2/P1-1/) =10*8.314*400*(0.987/2-1)/1000 = -16.84 kJ13. 2 分(1092)1092某气体服从状态方程pV m= RT+αp（α＞0的常数），若该气体经恒温可逆膨胀，其内能变化ΔU m= _________ J。
[答] 零d U = T d S - p d V (∂U /∂V )T = T (∂S /∂V )T -p = T (∂p /∂T )V -p = TR /(V -α)-RT /(V -α) = 0所以 ΔU = 014. 2 分 (0388)0388已知反应2 H 2(g) + O 2(g)−−→2 H 2O(l)在298 K 时恒容反应热Q V =-564 kJ·mol -1，则 H 2(g)在298 K 时标准摩尔燃烧焓Δc H m $= _______kJ·mol -1。
r mH ∆$=Q p =Q V +ΔνRT c mH ∆$=1/2r m H ∆$= (-564 -3*8.314*298/1000) /2 = -285.7 kJ·mol -116. 2 分 (0581)0581氢气可看作理想气体，设 H 2为刚性分子，电子处于基态，其C V , m = ___________ ， C p , m = ____________ ，以气体常数R 表示。
[答] 5/2R ，7/2R (2分)17. 2 分 (9101)9049有一固定的导热良好的隔板(a a ')将一个带有无摩擦的绝热活塞的绝热气缸分为左右两室，左室中充入1 mol 单原子分子理想气体，右室中充入2 mol 双原子分子理想气体（始态如下图所示）。
若将绝热活塞上的销钉拔掉，求达到平衡时体系终态的温度T 2及过程的W ,∆U ,∆H ,ΔS 。
已知外压p 外=101.325 kPa 。
V'。
(1分)[答] Q=0，ΔU=-W，设右室终态体积为BΔU=n A C V,m(A)(T2-T1)+n B C V,m(B)(T2-T1) (1) (2分)V'- V B)=n B R(T2-T1p外/p B) (2) (2分) W=p外(B将(1),(2)式代入ΔU= -W式中，解得T2=276.9 K (3) (2分) 将(3)式代入（1）、（2）两式，分别求得：ΔU= -1.06 kJ, W=1.06 kJ (2分)ΔH=n A C p,m(A)(T2-T1)+n B C p,m(B)(T2-T1)= -1.63kJ (2分)ΔS A=n A C V,m(A)ln(T2/T1)= -2.00 J·K-1(1分)ΔS B=n B C p,m(B)ln(T2/T1)+n B R ln(p B/p外)=3.43 J·K-1(2分)ΔS=ΔS A+ΔS B =1.43 J·K-1(1分)18. 2 分(1125)1125在恒熵恒容只做体积功的封闭体系里,当热力学函数____到达最____值时,体系处于平衡状态。
[答] U小(2分) dU= TdS + pdV dU SV < 019. 2 分(0941)0941封闭体系中，如果某过程的∆F=0，应满足的条件是。
[答] 等温等容，且W f=0的可逆过程(2分)20. 2 分(0382)0382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____________ 。
[答] 一定大于(因为H=U+pV)；一定大于；因为ΔH=ΔU+ (Δn)RT，而Δn为正。
三、计算题 ( 共 6题 40分 )21. 10 分 (0522)0522p ∃及25℃时，将(a)1 mol CaO,(b) 1 mol CaCO 31mol·dm -3的HCl 溶液中,放热分别为： (a)193.3 kJ, (b) 15.02 kJ 。
现若将1 kg 25℃的CaCO 3变为885℃的CaO 和CO 2,需多少热量(885℃是p ∃下CaCO 3的分解温度) ? 已知各物质的平均比热为(单位：J·g -1·K -1)： CaO ：0.895 ；CaCO 3：1.123；CO 2: 1.013[答] (1) CaCO 3+2HCl 298K −−−→CaCl 2+H 2O+CO 2r m H ∆$(1)=-15.02 kJ·mol -1 (2) CaO+2HCl 298K −−−→CaCl 2+H 2O r mH ∆$(2)= -193.3 kJ·mol -1r mH ∆$(4)=(1000/100)×178.3+0.56×0.895×(885-25)+0.44×1.013×(885-25) =2597 kJ·mol -1 (7分)r mH ∆$(4)= r m H ∆$(3)+Q Q= (n1*M1*c1+n2*M2*c2)*(T2-T1) = 10*56*0.895×(885-25)+10*44×1.013×(885-25) J = (0.56×0.895+0.44×1.013)×(885-25) = 814.35 kJM(CaCO3) = 40+ 12 +16*3= 100M(CaO) = 56M(CO2) = 4422. 10 分 (0823)08231mol 理想气体在 273.15 K 等温地从 10p ∃ 膨胀到p ∃，如果膨胀是可逆的，试计算此过程的Q ，W 以及气体的ΔU ，ΔH ，ΔS ，ΔG ，ΔF 。
[答] W = nRT ln(p 1/p 2) = - 5.230 kJ (1分) 因为 ΔT = 0 ，所以ΔU = 0， Q R = -W = 5.230 kJ (3分) ΔS = Q R /T = 19.14 J·K -1 (1分)ΔH = =ΔU + Δ(pV ) = ΔU + nRT = 0 (1分) ΔG =ΔH - T ΔS = -5.230 kJ (2分)ΔF = ΔU - T ΔS = -5.230 kJ (2分)23. 5 分 (0972)09721 mol ，-10℃ 的过冷水在标准压力p ∃下凝固成 -10℃的水，请用外压对饱和蒸气压影响的公式,计算该过程的 Δsl m G $(263 K)。
