《物理化学》期中试卷问题详解

2007 —2008 学年 第 一 学期 化学与材料学院2006级材料科学与工程专业

《物理化学》期中试卷答案

注意事项

1、学生的院（系）别、专业、班级、姓名、学号必须填写在考生信息栏内指定的位置。

2、学生在考试之前必须填写考试时间和地点。

3、答题字迹要清楚，并保持卷面清洁。

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一、判断题（每题1分，其10分，正确的打“√”，错误的打“×”。）

1. 绝热过程都是等熵过程（×）。

2. 热力学第二定律的开尔文说法是：从一个热源吸热使之完全转化为功是不

可能的（×）。

3. 在等温等压条件下，∆G> 0的过程一定不能进行（×）。

4. 在-10℃，101.325 kPa下过冷的H

2

O ( l )凝结为冰是一个不可逆过程，故此过程的熵变大于零（×）。

5. 理想气体在恒定的外压力下绝热膨胀。因为是恒压，所以∆H= Q；又因为

是绝热，Q = 0，故∆H = 0（×）。

6. 100℃时，1 mol H

2O(l)向真空蒸发变成1mol H

2

O(g)，这个过程的热量即

为H

2

O( l )在100℃的摩尔汽化焓（×）。

7. 系统从同一始态出发，经绝热不可逆到达终态，若经绝热可逆过程，则一

定达不到此终态（√）。

8. 在临界点，饱和液体与饱和蒸气的摩尔体积相等（√）。

9. 对应状态的两种不同气体，各自对于理想气体行为的偏离程度相同（√）。

10. 因为Q p = ∆H，Q v= ∆U，而焓与热力学能是状态函数，所以Q p与Q v也是状

态函数（×）。

二、选择题（每题1分，共10分，填上正确答案。）

1. 一定量的N

2

气在恒定的温度下增大压力，则其吉布斯函数( A )．增大 B．不变 C．减小

2. 理想气体从状态I等温自由膨胀到状态II，可用哪个状态函数的变量来判

断过程的自发性（C）。

A. △G

B. △U

C. △S

D. △H

3. 工作在100℃和25℃的两大热源间的卡诺热机，其效率（A）。

A ．20 % B. 25 % C. 75% D. 100 %。 4. 在一定的温度和压力下，已知反应A →2

B 反应的标准摩尔焓变为∆r H ,1

(T )

及反应2A →C 的标准摩尔焓变为∆r H ,2(T ) 则反应C →4B 的∆r H ,3

(T )是：

（D ）。 A. 2△r H ,1

(T ) +△r H

, 2

(T ) B. △r H

, 2

(T )－2r △H ,1

(T )

C. △r H

, 2

(T ) +△r H

,1

(T ) D. 2△r H

,1(T )－△r H

, 2

(T )

5. 理想气体节流膨胀时，[

()

]∂∂pV p H

= 0。（选填：>，=，<） 6. 25℃时有反应 C 6H 6(l) + 71

2O 2(g)−

→−3H 2O(l) + 6CO 2(g) 若反应中各气体物质均可视为理想气体，则其反应的标准摩尔焓变△r H 与反应的标准摩尔热力学能变∆r U 之差约为：（1）。

A. －3.7 kJ ·mol -1

B. 1.2 kJ ·mol -1

C. －1.2 kJ ·mol -1

D. 3.7 kJ ·mol -1 7. 1 mol 理想气体从相同的始态（p 1，V 1，T 1）分别经绝热可逆膨胀到达终态（p 2，V 2，T 2），经绝热不可逆膨胀到达（，，）p V T 222'

'

，则T 2'

> T 2，

V 2'

> V 2，S 2

' > S 2。（选填：>， =， <） 8. 范德华气体经绝热自由膨胀后，气体的温度：（2）。

A. 上升

B. 下降

C. 不变。

9. 某坚固容器容积100 dm 3，于25℃，101.3 kPa 下发生剧烈化学反应，容器内压力、温度分别升至5066 kPa 和1000℃。数日后，温度、压力降至初态（25℃和101.3 kPa ），正确的为：（D ）。

A. 该过程△U = 0，△H = 0

B. 该过程△H = 0，W ≠0

C. 该过程△U = 0，Q ≠0

D. 该过程W = 0，Q ≠0

10、H 2和O 2以2：1的摩尔比在绝热的钢瓶中反应生成H 2O ，在该过程中( D)是正确的。

A. △H = 0

B. △T = 0

C. pV γ = 常数

D. △U = 0。

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三、填空题（共20分，在题中“____”处填上正确答案） 1. (本题2分)热力学基本方程dH =TdS +Vdp +∑μB dn B 的适用条件为组成 可 变2. (z Z 则用化学势表

示的该反应自发向正方向（向右）进行的条件为：)()(Z Y B A μμμμz y b a +>+ 或 0B B <∑μν 。

3. (本题2分)某些情况下混合气体中组分B 的逸度f B 可用路易斯-兰德尔规则f B =f B *.y B 计算，式中f B *是 纯物质B 在系统温度和总压力下的逸度 ，y B 是 物质B 在混合气体中的摩尔分数 。

4. (本题2分)已知△f H (FeO , s , 298 K) =－226.5 kJ ·mol -1； △f H (CO 2 , g , 298 K) =－393.51 kJ ·mol -1； △f H (Fe 2O 3 , s , 298 K) =－821.32 kJ ·mol -1； △f H (CO , g , 298 K) =－110.54 kJ ·mol -1； 则 Fe 2O 3(s) + CO(g) == 2FeO(s) + CO 2(g)反应的△r H (298K) = 8

5.35 kJ ·mol -1 。

5. (本题2分)绝热不可逆膨胀过程系统的△S > 0，绝热不可逆压缩过程系统的△S > 0。（选填 >，< 或 = ）

6. (本题2分)1 mol 理想气体在绝热条件下向真空膨胀至体积变为原体积的10倍，则此过程的△S = 19.14 J ·K -1 。

7. (本题2分)一绝热气缸带有一无磨擦无质量的活塞，内装理想气体，气缸内壁绕有电阻为R 的电阻丝，以电流I 通电加热，气体慢慢膨胀，这是一个 等压可逆 过程，当通电时间t 后，△H = I 2RT 。(以I ，R ，t 表示) 8. (本题6分)将一电热丝浸入水中（如图），通以电流，如图：