4-22-期中试卷与参考答案

2011 级化学工程与工艺专业物理化学课程

期中试卷与参考答案

一、选择题（每题 2分, 共30分）

1. 某真实气体的压缩因子Z ＜1，则表示该气体： （ ）

(A) 易被压缩 (B) 难被压缩 (C) 易液化 (D) 难液化

2. △H = Q p 此式适用于下列那个过程? ( ) (A ) 理想气体从 Pa 反抗恒定的 Pa 膨胀到 Pa

(B) 0℃ , Pa 下冰融化成水

(C) 电解 CuSO 4水溶液

(D) 气体从 (298K, Pa) 可逆变化到 (373K,10132.5 Pa)

3．熵变∆S 是：

(1) 不可逆过程热温商之和 (2) 可逆过程热温商之和

(3) 与过程有关的状态函数 (4) 与过程无关的状态函数 以上正确的是： ( )

(A) 1, 2 (B) 2, 3 (C) 2 , 4 (D) 4

4. 若以B 代表化学反应中任一组分，0B n 和 n B 分别表示任一组分 B 在ξ= 0 及反应进度为ξ

时的物质的量，则定义反应进度为： ( )

(A) ξ = 0B n - n B (B) ξ = (n B -0B n )/νB (C) ξ = n B -0B n (D) ξ = (0B n -n B )/ νB

5. 下列四种表述：

(1) 等温等压下的可逆相变过程中，体系的熵变ΔS =ΔH 相变/T 相变

(2) 体系经历一自发过程总有 d S > 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)，(4) (D) (2)，(3)

6. 理想气体绝热向真空膨胀，则： ( )

(A) ΔS = 0，W = 0； (B) ΔG = 0，ΔU = 0；

(C ) ΔU = 0，ΔH = 0 (D ) ΔG = 0，ΔH = 0 ；

7. 298 K 时, 金刚石的标准摩尔生成焓Δf H m $

： （ ）

(A) 大于零 (B) 小于零 (C) 等于零 (D) 不能确定

8. 理想气体绝热可逆过程方程式，下列哪一个式子是不正确的的？ （ ） (A) (B) (C) ( D) pV K γ=1TV K γ-=1p T K γγ-=1TV K

γ-=

9. 2

1T p T H C dT ∆=⎰ 式子的适用条件是： （ ） （A ）等压过程 （B ）均相的组成不变的等压过程

（C ）组成不变的等压过程 （D ）任何过程

10. 1mol 单原子理想气体从温度为300K 绝热压缩到500K 时，其焓变为： （ ）

（A ）零 (B) 2494 J (C)-2494 J （D ）4157 J

11. 下列四个关系式中, 哪一个不是麦克斯韦关系式? （ ）

(A) (∂S /∂V )T = (∂p /∂T )V (B) (∂T /∂p )s = (∂V /∂S )p

(C) (∂T /∂V )s = (∂V /∂S )p (D) (∂S /∂p )T = -(∂V /∂T )p

12. 一可逆热机与另一不可逆热机在其他条件都相同时，燃烧等量的燃料，则可逆热机拖动的列车运行的速度: ( )

(A) 较快 (B) 较慢 (C) 一样 (D) 不一定

13. 封闭体系中，若某过程的ΔA = 0，应满足的条件是： （ ）

(A) 绝热可逆，且 W ' = 0 的过程 (B) 等容等压，且W ' = 0 的过程

(C) 等温等压，且W ' = 0 的可逆过程 (D) 等温等容，且W ' = 0 的可逆过程

14. 对于只作膨胀功的封闭体系，()T A V

∂∂ 的值是： ( ) （A ） 大于零 （B ）小于零 (C) 等于零 （D ） 不能确定

15. (1) NaOH 溶解于水 (2) 水溶液中，Ag + + 2NH 3(g) → [Ag(NH 3)2]+

(3) HCl 气体溶于水，生成盐酸 (4) 2KClO 3(s) → 2KCl(s) + 3O 2(g)

(5) NH 4Cl(s) → NH 3(g) + HCl(g)

上述各体系在等温等压过程中熵值减少的是： ( )

(A) (2)、(3) (B) (1)、(4) (C) (4)、(5) (D) (1)、(2)

二、填空题（每题2分，共10分）

1. 气体液化的必要条件是它的温度必须低于某一温度，这一温度称为 __临

界温度__ 。（临界温度、露点温度、沸点温度）。

2. 300 K 时，0.125 mol 正庚烷（液体）在弹式量热计中完全燃烧，放热 602 kJ 。反应C 7H 16(l) + 11O 2(g) = 7CO 2(g) + 8H 2O(l) 的Δr U m = Δr U m = - 4816 kJ·mol -1， Δr H m = Δr H m = - 4826 kJ·mol -1 。(RT ≈ 2.5 kJ)

3. 选择“＞”、“＜”、“＝”中的一个填入下列空格:

实际气体绝热自由膨胀 △U = 0，△S > 0。

4．热力学第三定律最普遍的表述为：在0 K 时，任何完整晶体（只有一种排列方式）的熵等于零。

5. 2 mol 单原子理想气体的(∂H /∂T )v = 41.57 (3/2R ×2+2R=5R ) J·K -1。

三、计算题 (每题10分，共40分)

1. 300K 时，将 1mol 理想气体从 1000kPa 等温可逆膨胀至100kPa 。分别求Q, W, △H, △U 。

[答]

△H=0 △U=0

2. 求在 110℃(38

3.15K)和 P ө下，1mol 的液态水变成水蒸气的过程中系统的熵变，并判断此过程的性质。已知: Δvap H m =(H 2O,373.15K,）= 40.64 kJ. mol -1； C p ,m (H 2O, l) = 75.3 J.K-1 mol -1； C p ,m (H 2O,g) = 3

4.37 J.K -1 mol -1 [答] 在 110℃和 P ө下，1mol 的液态水变成水蒸气的过程是不可逆过程。需要设计

可逆途径来完成。

kJ k k mol J mol p p nRT V nRT W W R 74.51001000ln 300314.81ln

V ln 112112-=⨯⨯⋅⋅⨯-=-=-==--121.1930074.574.5ln dp 74.574.521-

∙==∆-===∆-==∆A =∆=-=⎰K J K KJ T Q S KJ p p nRT V G KJ W G KJ

W Q R P P R R ＝或