《物理化學》期中練習題
一、填空題。在題中“____”處填上答案。
(本大題共5小題，總計9分)
1、(本小題2分)
絕熱可逆膨脹過程系統的DS 0，絕熱可逆壓縮過程系統的DS 0。（選填 >，< 或 = ）
2、(本小題2分)
實際氣體的節流膨脹過程其DH 0，等溫膨脹過程其DU 0。（選填>，=，<）
3、(本小題1分)
理想氣體節流膨脹時， 0。（選填 >，=，<）
4、(本小題1分)
一切絕熱不可逆化學反應過程的熵變DrS 0。
（選填 >， <， =，或不能確定）
5、(本小題3分)
乙醚的正常沸點為307.5 K，此時摩爾蒸發焓為27.4 kJ·mol-1，則在正常沸點附近其 = 。
二、選擇題。在題后括號內，填上正確答案代號。
(本大題分10小題, 每小題2分, 共20分)
1、 理想氣體經絕熱自由膨脹后，氣體的溫度：( )。
( 1 )上升； ( 2 )下降； ( 3 )不變。
2、 一封閉絕熱鋼罐內發生爆炸反應，自反應開始至爆炸前瞬間鋼罐內物質熱力學能變化DU：( )。
( 1 ) < 0； ( 2 ) > 0； ( 3 ) = 0； ( 4 ) 不能確定。
3、1 mol某理想氣體，與溫度恒定為400 K的熱源相接觸進行恒溫膨脹時吸熱40kJ，而所作的體積功僅為變到相同終態最大體積功的20 % ，則系統的熵變DS為（ ）。
（1）－100 J·K-1； （2）100 J·K-1； （3）500 J·K-1； （4）20 J·K-1）
4、下列說法中正確是：( )。
( 1 )理想氣體等溫過程，DT = 0，故Q = 0；
( 2 )理想氣體等壓過程， ；
( 3 )理想氣體等容過程， ；
( 4 )理想氣體絕熱過程，pVg = 常數。
5、 下列說法中( )是正確的。
( 1 )只有等壓過程才有焓的概念；
( 2 )系統的焓等于系統所含的熱量；
( 3 )系統的焓等于系統在等壓過程中吸收的熱量；
( 4 )在等壓且不作非體積功的條件下，系統吸收的熱在數值上等于焓的增量。
6、 從熱力學四個基本關系式可導出 （ ）
（1） ； （2） ； （3） ； （4） 。
7、已知反應CuO(s) == Cu(s) + 1/2 O2(g) 的DrS (T) >0 ， 則該反應的DrG (T) 將隨溫度的升高而： ( ) 。
(1) 增大 ； (2) 減小 ； (3) 不變 。
8、 H2和O2以2：1的摩爾比在絕熱的鋼瓶中反應生成H2O，在該過程中( )是正確的。
( 1 ) DH = 0； ( 2 ) DT = 0； ( 3 ) pVγ = 常數； ( 4 ) DU = 0。
9、從同一始態出發，理想氣體經可逆與不可逆兩種絕熱過程：( )。
( 1 )可以到達同一終態；
( 2 )不可能到達同一終態；
( 3 )可以到達同一終態，但給環境留下不同影響。
10、 某理想氣體由同一始態（p1，V1，T1）出發，膨脹到相同的終態壓力p2，則系統所做的膨脹功以（ ）為最大。
( 1 )等溫可逆膨脹；
( 2 )絕熱可逆膨脹（g = 1.67）；
( 3 )多變可逆膨脹（pV m = 常數，m = 1.3）。
三、是非題。在題后括號內，正確的打“√”，錯誤的打“×”。
(本大題分9小題, 每小題1分, 共9分)
1、純物質兩相達平衡時，兩相的吉布斯函數值一定相等。是不是？ （ ）
2、等溫等壓且不涉及非體積功條件下，一切吸熱且熵減小的反應，均不能自動發生。是不是？ （ ）
3、已知溫度T時反應 C(石墨) + O2(g) == CO2(g) 的DrH ，則DrH 即為溫度為T時C(石墨)的DcH 。是不是？（ ）
4、 在 p = p(環) = 定值下電解水制氫氣和氧氣H2O(l) H2(g) + O2(g)
則 Q = DH。是不是?（ ）
5、在等溫等壓條件下，DG > 0的過程一定不能進行。是不是？ （ ）
6、在-10℃，101.325 kPa下過冷的H2O ( l )凝結為冰是一個不可逆過程，故此過程的熵變大于零。是不是？（ ）
7、系統由狀態1經等溫、等壓過程變化到狀態2，非體積功W＇< 0，且有W＇> DG和
DG < 0，則此狀態變化一定能發生。是不是？ （ ）
8、已知溫度T時反應 H2(g) + O2(g) == H2O(l) 的DrH ，則DrH 即為溫度為T時H2O(l)的DfH 。是不是？（ ）
9、從始態到終態有一個絕熱不可逆過程，可以設想出一個同樣始、終狀態的絕熱過程來計算它的熵變。是不是？（ ）
四、填作圖題。
(本大題共2小題，總計6分)
1、(本小題3分)
單原子理想氣體從狀態A出發經歷如圖所示的Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ三步可逆變化而回到A，試在 V-T圖上把三步變化表示出來，并用箭頭注明方向。
2、(本小題3分)
一過程沿p = f1(V)路徑由a膨脹到b，然后沿p = f2(V)路徑由b壓縮到c，在p－V圖上用陰影線表示該過程所做的功。
五、計算題。請計算下列各題。
1、( 本 大 題15分 )
過冷的CO2( l )在-59℃時其蒸氣壓為465.8 kPa，而同溫度下固體CO2( s )的蒸氣壓為439.2 kPa。試求1mol過冷CO2( l )在此溫度下固化過程的DS、DG值。已知過程中放熱189.5 J·g-1。CO2的摩爾質量M = 44.01 g·mol-1。
2、( 本 大 題10分 )
試求25℃，101.3 kPa時燃燒1 m3甲烷將放出多少熱量。已知各物質在25℃時的標準摩爾生成焓：DfH (CH4 , g) =－74.620 kJ·mol-1，DfH (CO2 , g) =－394.133 kJ·mol-1，DfH (H2O , g) =－241.500 kJ·mol-1，（設燃燒產物H2O以氣態存在。）
3、( 本 大 題15分 )10 mol理想氣體由25℃，1.0 MPa膨脹到25℃，0.1 MPa，設過程為：( 1 )自由膨脹；( 2 )對抗恒外壓力0.1 MPa膨脹；( 3 )等溫可逆膨脹。試計算三種膨脹過程中的W、Q、DU、DH、DS、DG。
4、( 本 大 題10分 )水和氯仿的正常沸點分別為99.975 ℃和61.5℃，摩爾蒸發焓分別為40.61 kJ mol-1和29.50 kJ mol-1。試求二者具有相同的飽和蒸氣壓的溫度。
六、證明題。( 本 大 題6分 )
證明：
答案：
一、填空題。在題中“____”處填上答案。
(本大題共5小題，總計9分)
5、(本小題3分)
解： 3.53 kPa·K-1 （3分）
二、選擇題。在題后括號內，填上正確答案代號。(本大題分10小題, 每小題2分, 共20分)
三、是非題。在題后括號內，正確的打“√”，錯誤的打“×”。(本大題分9小題, 每小題1分, 共9分)
四、填作圖題。
(本大題共2小題，每小題3分，總計6分)
五、計算題。請計算下列各題。
1、( 本 大 題15分 )
解：此過程為不可逆相變，要設計可逆過程。 （3分）
DS = （6分）
DG =-104.7J （6分）
2、( 本 大 題10分 )
解：先寫出對應反應方程式 （1分）
1 m3 CH4(25℃ , 101.3 kPa)的
（4分）
DH = －32 812 kJ （5分）
3、 ( 本 大 題15分 )
|
10mol理氣，25℃
pl = 1.0MPa
|
|
10mol理氣，25℃
pl = 0.1MPa
CO2( l )，－59℃
pl* = 465.8 kPa |
解：( 1 ) W = Q= DU=DH =0
DS =191.4
DG = -57.08kJ （5分）
( 2 ) W = －22.30 kJ
DU=DH =0 Q=-W=22.30 kJ
DS =191.4
DG = -57.08kJ （5分）
（2分）
( 3 ) W = －57.05 kJ
DU=DH =0 Q=-W=57.05 kJ
DS =191.4
DG = -57.08kJ （5分）
4、（本 大 題10分）
解：T = 536 K （10分）