PDF《物理化学分章综合测试题 第一章》

物理化学分章综合测试题

第一章 一 选择题:

1 对于理想气体的内能有下述四种理解: (1) 状态一定,内能也一定 (2) 对应于某一状态的内能是可以直接测定的 (3) 对应于某一状态,内能只有一个数值,不可能有两个或两个以上的数值 (4) 状态改变时,内能一定跟着改变 其中正确的是: ( ) (A) (1),(2) (B) (3),(4) (C) (2),(4) (D) (1),(3)

2 下面陈述中,正确的是: ( ) (A) 虽然Q和W是过程量,但由于QV =ΔU,Qp=ΔH,而U和H是状态函数,所以QV和Qp是 状态函数 (B) 热量是由于温度差而传递的能量, 它总是倾向于从含热量较多的高温物体流向含热量 较少的低温物体 (C) 封闭体系与环境之间交换能量的形式非功即热 (D) 两物体之间只有存在温差,才可传递能量,反过来体系与环境间发生热量传递后, 必 然要引起体系温度变化

3 在SI 单位中,压力的单位是: ( ) (A) atm (B) kg*m-2 (C) Pa (D) mmHg

4 现有两个微分式: dZ1=Y(3X2 +Y2 )dX+X(X2 +2Y2 )dY dZ2=Y(3X2 +Y)dX+X(X2 +2Y)dY 式中dZ2代表体系的热力学量,Y,Z是独立变量.

若分别沿Y=X与Y=X

2 途径从始态X=0,Y=0 至 终态X=1,Y=1 积分,可以证明dZ2为全微分的应是: ( ) (A) dZ1 (B) dZ2 (C) dZ1和dZ2 (D) 都不是

5 如图,在绝热盛水容器中,浸有电阻丝,通以电流一段时间,如以电阻丝为体系,则上述 过程的 Q、W 和体系的 ΔU 值的符号为: ( ) (A) W = 0, Q <

0, ΔU <

0 (B) W <

0, Q <

0, ΔU >

0 (C) W = 0, Q >

0, ΔU >

0 (D) W <

0, Q = 0, ΔU >

0 1

6 有一高压钢筒,打开活塞后气体喷出筒外,当筒内压力与筒外压力相等时关闭活塞,此 时筒内温度将: ( ) (A) 不变 (B) 升高 (C) 降低 (D) 无法判定

7 1 mol

373 K,p$ 下的水经下列两个不同过程变成

373 K,p$ 下的水气,(1) 等温等压可逆 蒸发 (2) 真空蒸发这两个过程中功和热的关系为: ( ) (A) W1>

W2 Q1>

Q2 (B) W1<

W2 Q1<

Q2 (C) W1= W2 Q1= Q2 (D) W1>

W2 Q1<

Q2

8 有一真空绝热瓶子,通过阀门和大气隔离,当阀门打开时,大气(视为理想气体)进入瓶 内,此时瓶内气体的温度将: ( ) (A) 升高 (B) 降低 (C) 不变 (D) 不定

9 苯在一个刚性的绝热容器中燃烧,则: ( ) C6H6(l) + (15/2)O2(g) 6CO2+ 3H2O(g) (A) ΔU =

0 , ΔH <

0 , Q =

0 (B) ΔU =

0 , ΔH >

0 , W =

0 (C) ΔU =

0 , ΔH =

0 , Q =

0 (D) ΔU≠0 , ΔH≠0 , Q =

0 10 恒容下,一定量的理想气体,当温度升高时内能将: ( ) (A) 降低 (B) 增加 (C) 不变 (D) 增加、减少不能确定

11 对于孤立体系中发生的实际过程,下列关系中不正确的是: ( ) (A) W =

0 (B) Q =

0 (C) ΔU=

0 (D) ΔH =

0 12 下图为某气体的 p-V 图.图中 A→B 为恒温可逆变化, A→C 为绝热可逆变化, A→D 为 多方不可逆变化.B,C,D 态的体积相等.问下述各关系中哪一个错误? ( ) (A) TB>

T B C (B) TC>

TD (C) TBB>

TD (D) TD >

TC

13 理想气体在恒定外压p$ 下,从10 dm3 膨胀到

16 dm3 ,同时吸热

126 J.计算此气体的ΔU.

2 ( ) (A) -284 J (B)

842 J (C) -482 J (D)

482 J

14 在体系温度恒定的变化中,体系与环境之间: ( ) (A) 一定产生热交换 (B) 一定不产生热交换 (C) 不一定产生热交换 (D) 温度恒定与热交换无关

15 若一气体的方程为pVm=RT+αp (α>

0 常数),则: ( ) (A) =0 (B) =0 (C) =0 (D) =0 二 问答题:

16 一个爆炸反应体系应看作是绝热体系还是孤立体系?

17 一定量理想气体的内能 U 及焓 H 都是温度的函数.这能否说明,理想气体的状态仅用 一个变量――温度 T 即可确定?

18 在等温等压条件下,一定量的水变成水蒸气(假定为理想气体), dU=(?U/?T)pdT+(?U/?p)Tdp,因等温过程dT=0,等压过程dp=0 ,所以dU=0, 此结论对 吗?为什么 ?

19 热力学的不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程.此话对吗?

20 理想气体在等温可逆压缩过程中环境对体系作最大功.此话对吗? 三 证明题

21 由热力学第一定律 δQ=dU+pdV,并且内能是状态函数,证明热不是状态函数. (提示:即证明 δQ 不是全微分)

22 试证明理想气体在可逆过程中的功 δW=pdV 不是一个全微分.

23 证明对理想气体有: (?CV/?V)T =

0 ;

(?Cp/?p)T =

0 24 证明: Cp-CV = - (?p/?T)V[(?H/?p)T -V]

25 证明范德华气体 (p+a/V )(Vm-b)=RT 的焦耳系数: (?T/?Vm)U =-a/V CV, m 四 计算题

3 26 充入计量管的原料气为 5%的丁烷和 95%的氩的混合气(摩尔分数).今在体积为 0.04m3 的钢瓶中配制此种混合气(298 K).将瓶抽空后先充入丁烷使压力达到p$ ,然后充入氩气. 试求: (1) 要使混合气体的浓度达到要求应充入多少千克氩气? (2) 最后瓶中的压力为多少p$ ? (设丁烷和氩气均为理想气体)

27 500 K时,在体积为

5 dm3 的高压釜中进行苯的加氢反应.要求釜中苯的压力为

40 p$ .已 知苯蒸气的范德华常数a=9.447 p$ dm6 ・mol-2 ,b=0.08547 dm3 ・mol-1 ,试用范德华方程计算需 要向釜中加入多少摩尔的苯?

28 将两种不同气体分别装在同一气缸的两个气室内. 两气室之间有隔板隔开. 左气室中气 体的状态为:V1=2 m3 ,T1=273 K,p1=101.3 kPa;

右气室中气体的状态为:V2=3 m3 , T2=303 K,p2=3*101.3 kPa.现将隔板抽掉,使两气体混合.若以整个气缸中的气体为 体系的话, 则此过程中做功W为多少?传热Q为多少?内能改变量ΔU为多少? (整个气缸是 绝热的)

29 某理想气体从初始态p1=106 Pa,体积为V1恒温可逆膨胀到 5V1,体系做功为 1.0 kJ,求: (1) 初始态的体积V1 ;

(2) 若过程是在

298 K 下进行,则该气体物质的量为多少.

30 一个人每天通过新陈代谢作用放出

10 460 kJ 热量. (1) 如果人是绝热体系,且其热容相当于

70 kg 水,那么一天内体温可上升到多少度? (2) 实际上人是开放体系.为保持体温的恒定,其热量散失主要靠水分的挥发.假设 37℃时水的汽化热为 2405.8 J・g-1 ,那么为保持体温恒定,一天之内一个人要蒸发掉多少水分? (设水的比热为 4.184 J・g-1 ・K-1 ) 第1章答案 一 选择题

1 (D)

2 (C)

3 (C)

4 (B)

5 (B)

6 (C)

7 (A)

8 (A)

9 (B)

10 (B)

11 (D)

12 (B)

13 (C)

14 (C)

15 (A)

4 二 问答题

16 [答] 只能看作绝热体系

17 [答] 不能

18 [答] 错.因为存在相变.

19 [答] 错20 [答] 错三证明题

21 [答] 因为 所以 不是全微分,即热不是状态函数

22 [答] 设则dW=M (T,V)dT+N(T,V)dT 因为 所以 M(T,V)=0, N(T,V)=p 所以 W 不是状态函数, 不是全微分

23 [答] 对理想气体 U=f(T),pV=nRT

5 24 [答] 1) H=f(T,p) 2) 将(2)式代入(1)式,得25 [答] = 四 计算题

26 [答] (1) 瓶中体积恒定,二种气体的分压力比等于物质的量之比 5%∶95%=p$ ∶p(氩) 得p(氩)=19 p$ 故应充入氩气 n=pV/RT=31.1 mol m(氩)=nM(氩)=31.1*39.95 kg=1.24 kg (2) p总=p(丁)+p(氩)=20 p$

27 [答] (p+n2 a/V2 )(V-nb)=nRT 代入数据:[40+(9.447n2 /25)]*(5-0.08547n)=41.025n 整理得:0.0323n3 -1.8894n2 +44.44n-200=0 尝试法解此三次方程,作图后得 n=5.78 mol

28 [答] W=0,Q=0,ΔU=0

29 [答] (1) W=nRT ln (V2/V1) p1V1=nRT V1=6.21*10-4 m-3 (2) n=p1V1/RT=0.251 mol

30 [答] (1) ΔT=Q/(mc)=10 460*103 J/[(70*103 g)*(4.184 J・g-1 ・K-1 )]

6 =35.9 K T=(35.7+310.2)K=345.9 K (2) mx=Q/ΔH=10 460*103 J/(2405.8*103 J・K-1 ) = 4.35 kg 第2章一选择题

1 理想气体绝热向真空膨胀,则: ( ) (A) ΔS = 0,W =

0 (B) ΔH = 0,ΔU =

0 (C) ΔG = 0,ΔH =

0 (D) ΔU = 0,ΔG =

0 2 夏季在四周均绝热的室内将电冰箱门打开,接通电源,则室内的温度将:( ) (A) 降低 (B) 升高 (C) 不变 (D) 不能确定是升高还是降低

3 熵变 ΔS 是: (1) 不可逆过程热温商之和 (2) 可逆过程热温商之和 (3) 与过程无关的状态函数 (4) 与过程有关的状态函数 以上正确的是: ( ) (A) 1,2 (B) 2,3 (C)

2 (D)

4 4 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 及环境的熵 变 应为: ( ) (A) >

0, =0 (B) 0,

0 (3) 自发过程的方向就是混乱度增加的方向 (4) 在绝热可逆过程中,体系的熵变为零 两者都不正确者为: ( ) (A) (1),(2) (B) (3),(4) (C) (2),(3) (D) (1),(4)

7 7 有三个大热源,其温度T3>

T2>

T1,现有一热机在下面两种不同情况下工作: (1) 从T3热源吸取Q热量循环一周对外作功W1,放给T1热源热量为(Q-W1) (2) T3热源先将Q热量传给T2热源,热机从T2热源吸取Q热量循环一周, 对外作功W2,放给T1热源 (Q-W2) 的热量 则上述两过程中功的大小为: ( ) (A) W1>

W2 (B) W1= W2 (C) W1<

W2 (D) W1≥W2

8 求任一不可逆绝热过程的熵变 ΔS 时,可以通过以下哪个途径求得? ( ) (A) 始终态相同的可逆绝热过程 (B) 始终态相同的可逆恒温过程 (C) 始终态相同的可逆非绝热过程 (D) (B) 和(C) 均可

9 理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程: ( ) (A) 可以从同一始态出发达到同一终态 (B) 从同一始态出发,不可能达到同一终态 (C) 不能断定 (A)、(B) 中哪一种正确 (D) 可以达到同一终态,视绝热膨胀还是绝热压缩而定

10 对于孤立体系中发生的实际过程,下列各式中不正确的是: ( ) (A) W =

0 (B) Q =

0 (C) ΔS >

0 (D) ΔH =

0 11 理想气体从状态 I 经自由膨胀到状态 II,可用哪个热力学判据来判断该过程的自发 性? ( ) (A) ΔH (B) ΔG (C) ΔS (D) ΔU

12 对实际气体的节流膨胀过程,有()(A) ΔH =

0 (B) ΔS =

0 (C) ΔG =

0 (D) ΔU =

0 13 H2和O2在绝热钢瓶中生成水的过程: ( ) (A) ΔH =

0 (B) ΔU =

0 (C) ΔS =

0 (D) ΔG =

0 14 理想气体恒压膨胀,其熵值如何变化? ( ) (A) 不变 (B) 增大 (C) 减小 (D) 不能确定

15 恒温恒压条件下, 某化学反应若在电池中可逆进行时吸热, 据此可以判断下列热力学量 中何者一定大于零? ( ) (A) ΔU (B) ΔH

8 (C) ΔS (D) ΔG

16 在p $ ,273.15 K下水凝结为冰,判断体系的下列热力学量中何者一定为零? ( ) (A) ΔU (B) ΔH (C) ΔS (D) ΔG

17 理想气体的 atto 循环由下面四个可逆步骤构成: (A) 气体绝热可逆压缩 (B) 恒容升温,气体从环境吸热 (C) 气体经绝热膨胀作功 (D) 恒容降温回到原态 该循环过程的 T-S 图为: ( )

18 已知某可逆反应的 (?ΔrHm/?T)p= 0,则当反应温度降低时其熵变ΔrSm: ( ) (A) 减小 (B) 增大 (C) 不变 (D) 难以判断

19 水在 100℃,p$ 下沸腾时,下列各量何者增加? ( ) (A) 熵(B) 汽化热 (C) 吉布斯自由能 (D) 蒸气压

20 在绝热条件下, 用大于气筒内的压力迅速推动活塞压缩气体, 此过程的熵变为: ( ) (A) 大于零 (B) 等于零 (C) 小于零 (D) 不能确定

21 在N2和O2混合气体的绝热可逆压缩过程中,体系的热力学函数变化值在下列结论中 正确的是: ( ) (A) ΔU =

0 (B) ΔF =

0 (C) ΔS =

0 (D) ΔG =

0 9

22 将1mol 甲苯在 101.325 kPa,110 ℃(正常沸点)下与

110 ℃的热源接触,使它向真 空容器中汽化,完全变成 101.325 kPa 下的蒸气.该过程的: ( ) (A) ΔvapSm=

0 (B) ΔvapGm=

0 (C) ΔvapHm=

0 (D) ΔvapUm=

0 23 单原子分子理想气体的CV, m =(3/2)R,温度由T1变到T2时, 等压过程体系的熵变ΔSp与等容 过程熵变ΔSV之比是: ( ) (A)

1 :

1 (B)

2 :

1 (C)

3 :

5 (D)

5 :

3 24 纯液体苯在其正常沸点等温汽化,则: ( ) (A) ΔvapU$ = ΔvapH$ ,ΔvapF$ = ΔvapG$ ,ΔvapS$ >

0 (B) ΔvapU$ <

ΔvapH$ ,ΔvapF$ <

ΔvapG$ ,ΔvapS$ >

0 (C) ΔvapU$ >

ΔvapH$ ,ΔvapF$ >

ΔvapG$ ,ΔvapS$ <

0 (D) ΔvapU$ <

ΔvapH$ ,ΔvapF$ <

ΔvapG$ ,ΔvapS$ <

0 25

2 mol H2和2mol Cl2在绝热钢筒内反应生成 HCl 气体, 起始时为常温常压. 则: ( ) (A) ΔrU = 0,ΔrH = 0,ΔrS >

0,ΔrG <

0 (B) ΔrU <

0,ΔrH <

0,ΔrS >

0,ΔrG <

0 (C) ΔrU = 0,ΔrH >

0,ΔrS >

0,ΔrG <

0 (D) ΔrU >

0,ΔrH >

0,ΔrS = 0,ΔrG >

0 26 可以用 U -S 坐标对气体循环过程作出图解,指出下面哪一个图代表理想气体经历 卡诺循环的 U -S 图. ( ) (........