浙工大考研2010物化无答案

2010年研究生入学考试物化复习第一章 热力学第一定律一、选择题1．凡是在孤立体系中进行的变化，其ΔU 和ΔH 的值一定是 (a) ΔU > 0 , ΔH > 0 (b) ΔU = 0 , ΔH = 0(c) ΔU < 0 , ΔH < 0 (d) ΔU = 0 , ΔH 大于、小于或等于零不确定 （ΔH =ΔU +∆(pV) =ΔU + V ∆ p )2. 指出下列过程中的可逆过程(a) 摩擦生热(b) 室温、标准压力下一杯水蒸发为同温同压下的汽 (c) 373K ，标准压力下一杯水蒸发为汽 (d) 手电筒中干电池放电使灯泡发亮 (可逆过程有如下特点：①状态变化时推动力与阻力相差无限小，系统与环境始终无限接近于平衡态； ②过程中的任何一个中间态都可以从正、逆两个方向到达；③系统经过一个循环后，系统和环境均恢复原态，变化过程中无任何耗散效应； ④在相同的始、终态间，恒温可逆过程系统对环境作最大功，环境对系统作最小功； ⑤由于状态变化时推动力与阻力相差无限小，所以完成过程所需时间为无限长。

具体说来：在某一温度及与该温度对应的平衡压力下发生的相变化；内、外温差相差dT 的传热过程；内、外压差相差dp 的膨胀或压缩过程；通过的电流为dI 的充电或放电过程等都可看作是可逆过程)3. 将某理想气体从温度T 1加热到T 2。

若此变化为非恒压过程，则其焓变ΔH 应为何值?(a) ΔH =0 (b) ΔH =C p (T 2-T 1) (c) ΔH 不存在 (d) ΔH 等于其它值（对理想气体()U f T =，0,0T U ∆=∆=则，反之亦然。

对理想气体，在计算U ∆时，只要是简单的pVT 变化，即使不是恒容过程，仍可用式d V U C T ∆=⎰或,21()V m U nC T T ∆=-计算热力学能的变化， 因为理想气体()U f T =，仅是温度的函数，恒容与否对U ∆并无影响。

同理，对理想气体()U f T =，0,0T U ∆=∆=则，反之亦然。

对理想气体，在计算H ∆时，只要是简单的pVT 变化，即使不恒压过程，仍可用式d p H C T ∆=⎰或,21()p m H nC T T ∆=-计算焓的变化， 因为理想气体()H f T =，仅是温度的函数，恒容与否对H ∆并无影响。

）同理，对理想气体()H f T =，0,0T H ∆=∆=则，反之亦然。

例如：４. 当理想气体冲入一真空绝热容器后，其温度将(a) 升高(b) 降低(c) 不变(d) 难以确定(△U=Q+W, ∵p外=0 , ∴W=0 ,又∵绝热，∴Ｑ＝０，所以△U＝０)因为是真空故不做功，又因为是绝热故无热交换，故△U＝0。

温度不变。

此外，理想气体的自由膨胀过程，同样有绝热Ｑ＝０，p外=0 , ∴W=0所以△U＝０→△Ｔ＝０温度不变△Ｈ＝０→△Ｔ＝０温度不变５. 理想气体自由膨胀过程中(a). W = 0，Q＞0，∆U＞0，∆H=0 (b). W＞0，Q=0，∆U＞0，∆H＞0(c). W＜0，Q＞0，∆U=0，∆H=0(d). W = 0，Q=0，∆U=0，∆H=0（什么叫自由膨胀：p外＝０的膨胀过程对于理想气体，自由膨胀过程就是一个绝热（Q=0），Ｗ＝０的过程，若要对理想气体的等温（△Ｔ＝０）过程设计设计一绝热过程，可设计为（绝热）自由膨胀过程∵等温过程△Ｔ=0 , ∴△Ｕ=0而（绝热）自由膨胀过程同样为△Ｔ=0 , △Ｕ=0）（反过来，若要求为理想气体的某一pVT变化设计一绝热过程，那么，你首先要证明该过程是一等温（即△Ｔ=0，或p1V1=p2V2）过程，再设其为（绝热）自由膨胀过程。

）６. 对于理想气体，下述结论中正确的是：(a) (∂H/∂T)V = 0 (∂H/∂V)T = 0(b) (∂H/∂T)p= 0 (∂H/∂p)T = 0(c) (∂H/∂T)p= 0 (∂H/∂V)T = 0(d) (∂H/∂V)T = 0 (∂H/∂p)T = 0７．“封闭体系恒压过程中体系吸收的热量Q p等于其焓的增量ΔH”，这种说法(a) 正确(b) 需增加无非体积功的条件(c) 需加可逆过程的条件(d) 需加可逆过程与无非体积功的条件△H = Qp（封闭体系，恒压，不做非体积功）８.△H = Qp此式适用于下列那个过程(a) 理想气体从1013250 Pa反抗恒定的101325 Pa膨胀到101325Pa（b） 0℃ ,101325 Pa下冰融化成水（c）电解CuSO4水溶液（d）气体从 (298K,101325 Pa) 可逆变化到 (373K,10132.5 Pa)９. 当某化学反应Δr C p,m ＝0，则该过程的()r m H T ∆$随温度升高而（a ） 下降 （b ） 升高（c ） 不变 （d ） 无规律,r mr p m H C T∂∆=∆∂ , 21 B r m 2r m 1,m ()()(B)d T p T H T H T C T ν∆=∆+∑⎰10. 实际气体经节流膨胀后，下述哪一组结论是正确的（a ）Q < 0, ∆H = 0, ∆p < 0 （b ）Q = 0, ∆H = 0, ∆T < 0 （c ）Q = 0, ∆H < 0, ∆p < 0 （d ）Q = 0, ∆H = 0, ∆p < 0(什么叫节流膨胀：在绝热，气体始、终态压力分别保持恒定条件下的膨胀过程，称为节流膨胀过程。

)节流过程是个等焓过程:21H H =，Q=0，p 1>p 2)11. 理想气体经过焦-汤节流膨胀过程，则 （a ） 0>∆H （b ） 0>∆U （c ） 0>∆S （d ） 0p ∆>对于理想气体，∵ H =f(T )，H 不变，T 亦不变→0U ∆= 而节流过程是个等焓过程:21H H =，Q=0，p 1>p 221()()()()p T p p p p dG SdT Vdp V S T pVdS dpT VS dpT=-+∂∂=-∂∂∂=-∂∂∆=-∂⎰ 对于理想气体 ()p V nR T p∂=∂ 212112()ln ,0p p p p VS dT nR T p p p S ∂∆=-=-∂>∴∆>⎰二、计算题１. 某理想气体的C V , m /J·K -1·mol -1=25.52+8.2×10-3(T /K)，问 (1) C p , m 和T 的函数关系是什么？(2) 一定量的此气体在300 K 下，由p 1=1013.25×103 kPa ，V 1=1dm 3膨胀到p 2=101.325 kPa ，V 2=10 dm 3时，此过程的ΔU ，ΔH 是多少？(3) 第 (2) 中的状态变化能否用绝热过程来实现？解：(1) 因为C p ,m -C V ,m =R =8.314 J·K -1·mol -1所以C p ,m =(33.83+8.2×10-3 T /K) J·K -1·mol -1 (2) ΔT =0，所以ΔU =ΔH =0 (3) 若是进行绝热自由膨胀，则W =Q =0所以 ΔU =ΔH =0 可与(2)过程等效２. 0.500g 正庚烷放在弹形量热计中，燃烧后温度升高2.94K 。

若量热计本身及附件的热容为8.177KJ.mol -1,计算298K 时正庚烷的燃烧焓（量热计的平均温度为298K ）。

正庚烷的摩尔质量为 0.1002 kg·mol -1。

解： 0.500g 正庚烷燃烧后放出的恒容热效应为()()18.177 kJ K 2.94 K 24040J V Q -=⋅-=1mol 正庚烷燃烧后放出的恒容热效应1m 240404818000 J mol /0.500/100.2r r Q U W M -∆==-=-⋅716222C H (l)+11O (g)=7CO (g)+8H O(l)正庚烷的燃烧焓为-1-m 716m 1-1-14818000 J mol (711)8.314J K mol 298K =-4828000 (C H ,,298K)J mol c c B BH l U RTν=-⋅+-⨯⋅⋅⨯⋅∆=∆+∑３. 1mol 某气体服从状态方程pV m =RT +αp （α为不等于零的常数），其焓H 不仅是温度T 的函数，同时试证明焓H 还是p 和V m 。

证：对于物质量一定的单相体系，H ＝f (p,V)d d d H T S V p =+()()()T T m T m m mH S pT V V V V ∂∂∂=+∂∂∂ 又因为 (/ )=(/) T V S V p T ∂∂∂∂所以2()()()()()()()T V m T m mm m m m m m H p pT V V T V TR TRV V V V pp V p V ααααα∂∂∂=+∂∂∂=---=--=--≠同理 ()()T TmH ST V p p∂∂=+∂∂ (/ )(/) T p S p V T ∂∂=-∂∂()()0m T p m m V HT V p TTR V p α∂∂=-+∂∂=-+=≠第二章 热力学第二定律一、 选择题1. 当低温热源的温度趋近于0K 时，卡诺热机的效率（a ）趋近于1 （b ）趋于无限大（c ）趋于0 （d ）大于其它可逆热机效率c h 1/T T η=-卡诺循环 在两个热源之间，理想气体经过恒温可逆膨胀、绝热可逆膨胀、恒温可逆压缩和绝热可逆压缩四个可逆过程回到始态，从高温(h T ) 热源吸收h Q 热量，一部分通过理想热机用来对外做功W ，另一部分c Q 的热量放给低温(c T )热源。

这种循环称为卡诺循环。

卡诺定理 所有工作于同温热源和同温冷源之间的热机，其效率(I η)都不能超过可逆机效率(R η)，即可逆机的效率最大, I R ηη≤。

卡诺定理推论 所有工作于同温热源与同温冷源之间的可逆机，其热机效率都相等，即与热机的工作物质无关。

热机效率 c h 1/T T η≤- (=：可逆热机；<：不可逆热机)。

可逆热机的效率最高，且与工作介质以及是否有相变化或化学反应无关，仅取决于高温热源与低温热源的温度。

2. 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) ∆H (b) ∆G(c) ∆S (d) ∆U不同热力学判据的应用条件如下ΔU S ,V ≤0； ΔH T ,p ≤0 ΔG T ,p ≤0； ΔS 隔离≥0 故只有 (c) 符合条件。

3. 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 = 03. 理想气体与温度为T 的大热源接触作等温膨胀，吸热Q ，所作的功是变到相同终态的最大功的 20％，则体系的熵变为：(a) Q /T (b) 0 (c) 5Q /T (d) - Q /T首先，我们判断这是一可逆过程，所以有ΔS = Q R /T又因为理想气体U ＝f(T)所以Q R = －W m = 5Q ，由此得ΔS = 5Q /T4. 环境的熵变等于(a)Q T δ体环(b) Q T δ-体环 (c) Q T δ体 (d) Q T δ-环环,（我们可以将环境看作是无限大的热源，当将环境看作是无限大的热源时，环境与体系之间所交换的热对环境而言可看作是在可逆条件下进行的热交换，且有Q 体＝－Q 环，所以答案是b ）5. 在一定速度下发生变化的孤立体系，其总熵的变化是什么？(a) 不变 (b) 可能增大或减小(c) 总是增大 (d) 总是减小（根据熵增原理，∆S 孤＝∆S 体＋∆S 环≥0，)6. 理想气体经绝热可逆膨胀至一定的终态，该过程中体系的熵变ΔS 体 及环境的熵变ΔS 环应为：(a) ΔS 体>0，ΔS 环<0 （b ） ΔS 体<0，ΔS 环>0 (c) ΔS 体>0，ΔS 环=0 （d ） ΔS 体=0，ΔS 环=0(理由见4)，绝热可逆过程即是等熵过程。