物化上 13-14第一学期期中考试试卷

中国科学技术大学
2013—2014学年第一学期期中考试试卷
考试科目: 物理化学（上）得分:__________
学生所在系:___________ 姓名:__________ 学号:___________
一、选择题( 共20题40分)
1 下述哪一种说法错误? ( )
(A) 焓是定义的一种具有能量量纲的热力学量
(B) 只有在某些特定条件下,焓变ΔH才与体系吸热相等
(C) 焓是状态函数
(D) 焓是体系能与环境能进行热交换的能量
2. 当体系将热量传递给环境之后,体系的焓：( )
(A) 必定减少(B) 必定增加(C) 必定不变(D) 不一定改变
3. 一定量的理想气体从同一初态分别经历等温可逆膨胀、绝热可逆膨胀到具有相同压力的
终态，终态体积分别为V1,V2，则：( ) > V2(B) V1< V2(C) V1= V2(D) 无法确定
(A) V
4. 恒压下,无相变的单组分封闭体系的焓值随温度的升高而: ( )
(A) 增加(B) 减少(C) 不变(D) 不一定
5. 对于下列的四种表述：
(1) 因为ΔH=Q p，所以只有等压过程才有ΔH
(2) 因为ΔH=Q p，所以Q p也具有状态函数的性质
(3) 公式ΔH=Q p只适用于封闭体系
(4) 对于封闭体系经历一个不作其它功的等压过程，其热量只决定于体系的始态和终态
上述诸结论中正确的是：( )
(A) (1) ，(4) (B) (3) ，(4) (C) (2) ，(3) (D) (1) ，(2)
6. 某绝热封闭体系在接受了环境所做的功之后,其温度: ( )
(A) 一定升高(B) 一定降低(C) 一定不变(D) 不一定改变
7. 对于一定量的理想气体，下列过程可能发生的是：( )
(1) 对外作功，同时放热
(2) 体积不变，而温度上升，并且是绝热过程，无非体积功
(3) 恒压下绝热膨胀
(4) 恒温下绝热膨胀
(A) (1),(4) (B) (2),(3) (C) (3),(4) (D) (1),(2)
8. 在100℃和25℃之间工作的热机，其最大效率为：( )
(A) 100 % (B) 75 % (C) 25 % (D) 20 %
9.某定量均相纯流体从298 K,10pθ恒温压缩时,总物系的焓增加,则该物系从298 K,10pθ节流膨胀到邻近某一状态时,物系的温度必将：( )
(A) 升高(B) 降低(C) 不变(D) 不能确定
10.有一高压钢瓶，打开阀门后气体喷出钢瓶外，当内、外压力相等时，关闭阀门，这时钢瓶内温度与外界温度相比（）
(A) 升高(B) 降低(C) 不变(D) 不能确定
11.在隔离系统中发生一个变化，则ΔU和ΔH的变化值为（）
(A) ΔU>0，ΔH>0 (B) ΔU< 0，ΔH< 0 (C) ΔU= 0，ΔH= 0 (D) ΔU= 0，ΔH不能确定
12.在270K和标准大气压力下，一定量的过冷水凝结为同温同压下的冰，则系统和环境的熵变分别为（）
(A) ΔS sys>0，ΔS sur >0 (B) ΔS sys<0，ΔS sur >0 (C) ΔS sys<0，ΔS sur <0 (D) ΔS sys>0，ΔS sur <0
13.298K时，1mol理想气体从1000KPa等温可逆膨胀至100KPa，则ΔG的值等于（）
(A) -0.04KJ (B) -12.4 KJ (C) -1.24 KJ (D) -5.7KJ
14. 若1 mol单原子分子理想气体，从始态p1 = 202 650 Pa和T1= 273 K沿着p/V=常数的途径可逆变化到终态为p2 = 405 300 Pa 则ΔH为：
(A) 17.02 kJ (B) -17.02 kJ (C) -10.21 kJ (D) 10.21 kJ
15. 理想气体符合如下哪个公式？（）
(A) (∂T/∂p)s=V/C v(B) (∂T/∂p)s=V/C p(C) (∂T/∂p)s=V/R (D) (∂T/∂p)s=V
16. 理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程，则下列说法正确的是：
(A) 可以达到同一终态，视绝热膨胀还是绝热压缩而定
(B) 从同一始态出发，不可能达到同一终态
(C) 若绝热膨胀至同一终态体积时，不可逆过程的终态温度较低
(D) 若绝热压缩至同一终态压力时，不可逆过程的终态温度较低
17. 在等温条件下将1 mol N2 (g, pө)与1 mol Ar (g, pө)混合，混合气最后压力为2pө时混合过程的熵变为ΔS1；混合气最后压力仍为pө时混合过程的熵变为ΔS2，则：
(A) ΔS1＜ΔS2(B) ΔS1 = ΔS2(C) ΔS1＞ΔS2(D) 不能确定
18. 在pө和298 K时，C2H5OH (l)的Δc H mө = -1366.9 kJ·mol-1，CO2 (g)和H2O (l)的Δf H mө分别为-393.5 kJ·mol-1和-285.9 kJ·mol-1，若2.0 mol的C2H5OH (l) 在氧弹中燃烧，其热效应Q V 为
(A) -1364.4 kJ (B) 1364.4 kJ (C) -2728.8 kJ (D) 2728.8 kJ
19. 理想气体等温过程的ΔA
(A) >ΔG (B) <ΔG (C) =ΔG (D) 不能确定
20. 若某实际气体的状态方程为pV(1-βp) = nRT，273 K时将0.5 mol该气体压力由1013.25 kPa 减至101.325 kPa，已知在上述压力范围内，系数β为一常数（β= -9.277×10-6 kPa-1）。

试求∆G 为：
(A) 1.3 kJ (B) 2.6 kJ (C) 5.2 kJ (D) 10.4 kJ
二、计算题 ( 共 5题 60分 )
21. 某理想气体从始态 (p 1，V 1，T 1) 经由 (1) 1A2；(2) 1B2；(3) 1DC2 三种途径的准静态过程变到终态 (p 2，V 2，T 2)，如下图所示。

试求各途径变化时体系的功W 、热Q 及热力学能改变ΔU 的表达式。

假定其热容为常数，图中所标注的p ，V ，T 均为已知。

(本题15分)
22.1mol 单原子理想气体，始态p 1=200KPa ，T 1=273K ，沿P/V=a （a 为常数）的可逆途径，压缩至终态压力为400KPa 。

计算该过程的V 1，V 2，T 2，Q ，W ，ΔU ，ΔH 和ΔS 。

（10分）
23. 1 mol 的O 2气（273.15 K ，101.325 kPa ）与3 mol 的N 2气（373.15 K ，101.325 kPa ）在绝热条件下混合，终态压力为101.325 kPa ，若O 2和N 2均视为理想气体，试计算隔离系统的总
熵变，设C p ,m (O 2) = C p ,m (N 2) = 2
7R 。

(本题10分) 24. 请证明下列关系式： （10分）
(1) (∂U /∂V )T =T (∂p /∂T )V -p
(2) (∂U /∂V )p =C p (∂T /∂V )p -p
25设某气体的状态方程为pV = n (RT + Bp )，B=2.67⨯10-5m 3mol -1,试计算
（1）在298K 和1000KPa 时，1mol 气体克服100KPa 的外压做等温膨胀，终态压力为100KPa ，求该过程的Q ，W ，ΔU ，ΔH ，ΔS ，ΔA 和ΔG 。

（2）求该气体C p -C V 的值
（3）用计算说明该气体经焦耳实验的温度将如何变化
（4）用计算说明该气体经Joule-Thomson 实验后的温度如何变化 （15分）。