《物理化学》课程教学资源：习题二

35)完全燃烧4dm3乙炔气,需要同样压力和温度下的氧气:() A. 4dm B.10d C. 15dm' D. Idm 36)将某理想气体从温度加热到。若此变化为非恒压过程,则其焓变Δ∥ 应为何值?() A.△H=0 B.△H=C(T2-Ti) C.△H不存在.△H等于其它值 二、多选题 1)关于“等压反应热效应”和“等容反应热效应”之间的关系式中不正确的 是:() A.△=△l+ RTA n B.△h=△l+pAV C.△H=△U+p△V D.4=+△nRT 2)对于理想气体自由膨胀过程,下述提法正确的是 A.系统和环境之间没有热和功的过程 B.系统的温度不变,内能变化值为零 C.系统的压力不变 D.系统对外作功 3)在一绝热恒容箱内,将N0(g)和02(g)混合,假定气体为理想气体,达平衡后, 哪些量不为零。() A.△f,△GB.△U,△V C.△S,△HD.4,W 三、填空题 1)理想气体恒温可逆膨胀,△HW, 2)lmol理想气体绝热可逆膨胀,∥0 3)理想气体恒温可逆压缩,△U0,△0。 4)lmol理想气体经恒温可逆膨胀、恒容加热、恒压压缩回到始态,ΔU0, △H0,∥0。 5)H2和O2以2:1的比例在绝热钢瓶中反应生成水,则△U0。 6

6 35) 完全燃烧 4dm3乙炔气，需要同样压力和温度下的氧气：( ) A.4dm3 B.10dm3 C.15dm3 D.18dm3 36) 将某理想气体从温度 T1加热到 T2。若此变化为非恒压过程，则其焓变 ΔH 应为何值？( ) A.ΔH =0 B.ΔH =Cp(T2-T1) C.ΔH 不存在 D.ΔH 等于其它值 二、多选题 1）关于“等压反应热效应”和“等容反应热效应”之间的关系式中不正确的 是:( ) A.ΔHm=ΔUm + RTΔn B.ΔHm=ΔUm + pΔVm C.ΔH =ΔU + pΔV D.Qp=QV + ΔnRT 2）对于理想气体自由膨胀过程，下述提法正确的是:( ) A.系统和环境之间没有热和功的过程 B.系统的温度不变，内能变化值为零 C.系统的压力不变 D.系统对外作功 3）在一绝热恒容箱内，将 NO(g)和 O2(g)混合，假定气体为理想气体，达平衡后， 哪些量不为零。( ) A.ΔH ,ΔG B.ΔU ,ΔV C.ΔS ,ΔH D.Q ,W 三、填空题 1) 理想气体恒温可逆膨胀，H ____W，Q ____0。 2) 1mol 理想气体绝热可逆膨胀，W ____ 0。 3) 理想气体恒温可逆压缩，U ___0，H___0。 4) 1mol 理想气体经恒温可逆膨胀、恒容加热、恒压压缩回到始态，U ___ 0， H___0，W___0。 5) H2和 O2以 2  1 的比例在绝热钢瓶中反应生成水，则U __0

6)理想气体绝热反抗外压膨胀,Q0,△U0,△0 7)若规定温度T时,标准态下稳定单质的焓值为零,则内能规定值0 8)石墨和金刚石(C)在25℃,101325Pa下的标准燃烧热分别为-393.4kJ·mo1 和-395.3kJ·mo1,则金刚石的标准生成热△P。(298K)为 molo 9)300K时0.125mol的正庚烷(液体)在氧弹量热计中完全燃烧,放热602kJ, 反应 CHo(1)+1102(g)→7CO2(g)+8H20(1) 的△l= kJ·mol,△l kJ·mol。(RT≈2.5kJ) 10)10mo1单原子理想气体(O∥0r=J·K 11)理想气体经恒温可逆膨胀,其△4。 12)理想气体经一次卡诺循环后回到原来的状态,则此过程△Q 13)10moL单原子理想气体在恒外压0.987p下由400K,2p等温膨胀至 0.987p,物体对环境作功 14)某化学反应在恒压、绝热和只做膨胀功的条件下进行,系统的温度由T升 高至T,则此过程的焓变零;如果这一反应在恒温T、恒压和只做膨胀功的 条件下进行,则其焓变零 15)反应C(s)+02(g)→C02(g)的A,HFn(298K)<0。若此反应在恒容绝热器中进 行,则该体系的ΔT零,ΔU零,△零 四、是非题 1)热量是由于温差而传递的能量,它总是倾向于从含热量较多的髙温物体流向 含热量较少的低温物体。 2)恒容条件下,一定量的理想气体,温度升高时,内能将增加, 3)等温等压条件下,一定量的水变成水蒸汽(视为理想气体), 因为dU=(W01dT+( aU/an dp,等温dT=0,等压dp=0,所以dU=0。 4)理想气体向真空膨胀,体积增加一倍,则W=nRnn(V/)=nR/n2 5)理想气体向真空绝热膨胀,d=0、dT=0,而实际气体节流膨胀过程的 dH=0、dT≠0

7 6) 理想气体绝热反抗外压膨胀，Q ___ 0， U___0，H___0。 7) 若规定温度 T 时，标准态下稳定单质的焓值为零，则内能规定值 ___ 0。 8) 石墨和金刚石(C)在 25℃，101325Pa 下的标准燃烧热分别为-393.4kJ·mol-1 和-395.3kJ·mol-1，则金刚石的标准生成热 fH m (298K)为 ______ kJ·mol-1。 9) 300 K 时 0.125 mol 的正庚烷(液体)在氧弹量热计中完全燃烧，放热 602 kJ, 反应 C7H10(l) + 11O2(g) → 7CO2(g) + 8H2O(l) 的rUm= ______kJ·mol-1，rHm=______kJ·mol-1。( RT 2.5kJ ) 10) 10mol 单原子理想气体(H/T)V = ___ J·K。 11) 理想气体经恒温可逆膨胀，其H ____ Q。 12) 理想气体经一次卡诺循环后回到原来的状态，则此过程H___Q。 13) 10moL 单原子理想气体在恒外压 0.987p  下由 400K，2p  等温膨胀至 0.987p  ，物体对环境作功_______kJ。 14) 某化学反应在恒压、 绝热和只做膨胀功的条件下进行，系统的温度由 T1升 高至 T2，则此过程的焓变____零；如果这一反应在恒温 T1、恒压和只做膨胀功的 条件下进行，则其焓变_____零。 15) 反应 C(s) + O2(g) → CO2(g)的rH m(298K)<0。若此反应在恒容绝热器中进 行，则该体系的T____ 零，U____ 零，H____ 零。 四、是非题 1) 热量是由于温差而传递的能量，它总是倾向于从含热量较多的高温物体流向 含热量较少的低温物体。 2) 恒容条件下，一定量的理想气体，温度升高时，内能将增加。 3) 等温等压条件下，一定量的水变成水蒸汽(视为理想气体)， 因为 dU = (U/T)pdT + (U/T)Tdp，等温 dT = 0，等压 dp = 0，所以 dU = 0。 4) 理想气体向真空膨胀，体积增加一倍，则 W = nRTln(V2/V1) = nRTln2。 5) 理想气体向真空绝热膨胀，dU ＝ 0 、dT ＝ 0，而实际气体节流膨胀过程的 dH ＝ 0、dT  0

6)常压下用2伏特的电压往1mo水中通电,电流为2安培,通电10分钟后, 水的温度由20℃上升到50℃,Q=∥=-〃=Ivt=-2400J 7)一定量的理想气体从同一始态出发,分别经等温压缩、绝热压缩到具有相同 的压力的终态,以伍和压分别表示两个终态的焓值,则伍<压 8)高温下臭氧的摩尔等压热容C为7R 9)在p压力下,C(石墨)+02(g)→C02(g)的反应热为A,B。,则△1U<△HF 10)反应№2(g)+O2(g)→>2NO的热效应为Δ,这就是N2(g)的燃烧热,也是NO(g) 生成热的2倍 11)热力学第一定律的数学表达式△U=Q+W只适用于封闭系统和孤立系统。 12)封闭系统和环境间没有温度差就无热传递。 13)一种物质的溶解热和它的溶液的稀释热应当有相同的正、负号。 14)液体在等温蒸发过程中的内能变化为零 15)μ}=0的温度叫转换温度。一种气体只有一个转换温度 16)不同物质在相同温度下都处于标准状态时,它们的同一热力学函数值(如厶 从G、S等)都应相同。 7)绝热反应的热效应不为零。 18)系统从同一始态出发分别经等温可逆膨胀和绝热可逆膨胀至相同体积时,系 统在等温可逆膨胀中做的功小于绝热可逆膨胀。 9)dH=CdT及d=CdT的适用条件是无化学反应和相变,且不做非体积 功的任何等压过程及无化学反应和相变而且系统的焓值只与温度有关的非等压 过程。 20)化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化。 五、计算题 1)将100℃、101325Pa的1克水在恒压(0.5×101325Pa)下恒温气化为水蒸气, 然后将此水蒸气慢慢加压(近似看作可逆)变为100℃,101325Pa的水蒸气,求此 过程的Q、W和该体系的△U和△H。(单位:J)(100℃、101325Pa下水的气化热 为2259.4J·g)

8 6) 常压下用 2 伏特的电压往 1mol 水中通电，电流为 2 安培，通电 10 分钟后， 水的温度由 20℃上升到 50℃，Q＝W＝-W ＝IVt＝-2400J。 7) 一定量的理想气体从同一始态出发，分别经等温压缩、绝热压缩到具有相同 的压力的终态，以 H1和 H2分别表示两个终态的焓值，则 H1 < H2。 8) 高温下臭氧的摩尔等压热容 Cp,m为 7R。 9) 在 p  压力下，C(石墨)＋O2(g) → CO2(g)的反应热为rH m ，则 rU  < rH m。 10) 反应 N2(g)＋O2(g) → 2NO 的热效应为rHm，这就是 N2(g)的燃烧热，也是 NO(g) 生成热的 2 倍。 11) 热力学第一定律的数学表达式 ΔU =Q + W 只适用于封闭系统和孤立系统。 12) 封闭系统和环境间没有温度差就无热传递。 13) 一种物质的溶解热和它的溶液的稀释热应当有相同的正、负号。 14) 液体在等温蒸发过程中的内能变化为零。 15) μJ-T = 0 的温度叫转换温度。一种气体只有一个转换温度。 16) 不同物质在相同温度下都处于标准状态时，它们的同一热力学函数值（如 U、 H、G、S 等）都应相同。 17) 绝热反应的热效应不为零。 18) 系统从同一始态出发分别经等温可逆膨胀和绝热可逆膨胀至相同体积时，系 统在等温可逆膨胀中做的功小于绝热可逆膨胀。 19) dH = CpdT 及 dHm = Cp,mdT 的适用条件是无化学反应和相变，且不做非体积 功的任何等压过程及无化学反应和相变而且系统的焓值只与温度有关的非等压 过程。 20) 化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化。 五、计算题 1) 将 100℃、101325Pa 的 1 克水在恒压(0.5×101325Pa )下恒温气化为水蒸气， 然后将此水蒸气慢慢加压(近似看作可逆)变为 100℃，101325Pa 的水蒸气，求此 过程的 Q、W 和该体系的U 和H。(单位：J ) (100℃、101325Pa 下水的气化热 为 2259.4J·g-1 )

2)用搅拌器对一摩尔理想气体作搅拌功41.84J,并使其温度恒压地升高IK,若 此气体的C=29.28J·Kmo1,求Q累△U和ΔH。(单位:J) 3)已知298K时CH4(g)、CO2(g)、HO(1)的标准生成热分别为-74.8,-393.5 285.8kJ·mol,求算298K时CH4(g)的燃烧热。(单位:kJ·mo1-) 4)0.500g正庚烷放在弹式量热计中,燃烧后温度升高2.94K,若量热计本身及 其附件的热容量为8.17kJ·K,计算298K时正庚烷的摩尔燃烧焓(量热计的平 均温度为298K),正庚烷的摩尔质量为0.1002kg·mo1.(单位:kJ·mol 5)用量热计测得乙醇(1)、乙酸(1)和乙酸乙酯(1)的标准恒容摩尔燃烧热 △Pa(298K)分别为-1364.27,-871.50和-2251.73kJ·mo1,计算298K、p下 乙醇酯化反应的A1P。(单位:kJ·mo1) 6)CO通过一节流过程由502向p膨胀,其温度由原来的25℃下降到-39℃ 已知CO2的范德华系数a=0.3637Pa·m3·mo1-2,b=4.3×10-m3·mol-3 (1)计算1-:(2)估算CO2气体的反转温度;(3)已知CO2的沸点为-78.5℃ 当25℃的CO2经过一步节流膨胀欲使其温度下降至其正常沸点,试问起始压力为 若干p(终态压力为p)。(设lJ为常数) 7)0.5mol氮气(理想气体),经过下列三步可逆变化回复到原态: 1.从2p,5dm在恒温T下压缩至1dm 2.恒压可逆膨胀至5dm3,同时温度由T变至; 3.恒容下冷却至始态T,2p,5dm。 试计算:(1)T,T2;(2)经此循环的△Us,AH总,Qg,∥ 答案 第一章热力学第一定律 单选题: BAADC\ DBCBC\DBCA\ ACDAD\ CCBC\ ABAC\ DCDDBD 多选题:1)BCD2)AB3)AC 填空题:1)>,>2)>3)= 〉,=,<5)=6)=,<,<7)<8)1.9 9)-4816,-482610)20811)<12)<13)16.8514)=,<15)>,=,> 是非题: FTFFT\FTFF\ TTTFF\ FTFTT 计算题:1)2139.93,52.88,2087.05 402)-12.56,-33.53,29.28, 20.973)-890.304)-48285)15.966)1.30,2036.00,80.607)244,12200 0,2423,2423

9 2) 用搅拌器对一摩尔理想气体作搅拌功 41.84J，并使其温度恒压地升高 1K，若 此气体的 Cp,m=29.28J·K-1 mol-1，求 Q、W、U 和H。(单位：J) 3) 已知 298K 时 CH4(g)、CO2(g)、H2O(l)的标准生成热分别为-74.8，-393.5， -285.8kJ·mol-1，求算 298K 时 CH4(g)的燃烧热。(单位：kJ·mol-1 ) 4) 0.500g 正庚烷放在弹式量热计中，燃烧后温度升高 2.94K，若量热计本身及 其附件的热容量为 8.177kJ·K-1，计算 298K 时正庚烷的摩尔燃烧焓(量热计的平 均温度为 298K)，正庚烷的摩尔质量为 0.1002kg·mol-1 . (单位：kJ·mol ) 5) 用量热计测得乙醇(l)、乙酸(l)和乙酸乙酯(l)的标准恒容摩尔燃烧热 U m(298K)分别为-1364.27，-871.50 和-2251.73kJ·mol-1，计算 298K、p  下 乙醇酯化反应的rH m。(单位：kJ·mol) 6) CO2通过一节流过程由 50p  向 p  膨胀，其温度由原来的 25℃下降到－39℃。 已知 CO2的范德华系数 a = 0.3637Pa·m5·mol－2 , b = 4.3×10－5 m 3·mol－3 。 （1）计算 μJ-T；（2）估算 CO2气体的反转温度；（3）已知 CO2的沸点为－78.5℃， 当 25℃的 CO2经过一步节流膨胀欲使其温度下降至其正常沸点，试问起始压力为 若干 p  （终态压力为 p  )。（设 μJ-T为常数）。 7) 0.5mol 氮气（理想气体），经过下列三步可逆变化回复到原态： 1. 从 2p  , 5dm3在恒温 T1下压缩至 1dm3 2. 恒压可逆膨胀至 5dm3，同时温度由 T1变至 T2； 3. 恒容下冷却至始态 T1，2p  , 5dm3。 试计算：（1）T1 , T2；（2）经此循环的 ΔU 总，ΔH 总，Q 总，W 总。 答 案 第一章 热力学第一定律 单选题：BAADC \ DBCBC \ DBCCA \ ACDAD \ CCDBC \ ABDAC \ DCDDBD 多选题：1) BCD 2) AB 3) AC 填空题: 1) > , > 2) > 3) = , = 4) > , = , < 5) = 6) = , < , < 7) < 8)1.9 9) -4816, -4826 10)208 11) < 12) < 13) 16.85 14) = , < 15) > , = , > 是非题: FTFFT \ FTFFF \ TTTFF \ FTFTT 计算题: 1)2139.93, 52.88, 2087.05, 2259.40 2)-12.56 , -33.53 , 29.28 , 20.97 3)-890.30 4)-4828 5)15.96 6)1.30 , 2036.00 , 80.60 7)244 , 12200 , 0 , 2423 , 2423

第二章热力学第二定律 、单选题 1)理想气体绝热向真空膨胀,则() △S=0,△W=0 B.△H=0,△U=0 C.△G=0,△H=0 D.△U=0,△G=0 2)对于孤立体系中发生的实际过程,下式中不正确的是() A.W=0 B.Q=0 C.△S>0 3)理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程,则() A.可以从同一始态出发达到同一终态。 B.不可以达到同一终态。 C.不能确定以上A、B中哪一种正确 D.可以达到同一终态,视绝热膨胀还是绝热压缩而定。 4)求任一不可逆绝热过程的熵变AS,可以通过以下哪个途径求得?() A.始终态相同的可逆绝热过程 B.始终态相同的可逆恒温过程 C.始终态相同的可逆非绝热过程。 D.B和C均可。 5)在绝热恒容的系统中,H2和Cl2反应化合成HCl。在此过程中下列各状态函 数的变化值哪个为零?() A.△:/B.AL C. AS D. AGm 6)将氧气分装在同一气缸的两个气室内,其中左气室内氧气状态为 =101.3kPa,=2dm,7=273.2K;右气室内状态为 n=101.3kPa,=1dm,=273.2K;现将气室中间的隔板抽掉,使两部分气体充分 混合。此过程中氧气的熵变为:() A.△S>0B.△S<0C.△S=0D.都不一定

10 第二章 热力学第二定律 一、单选题 1) 理想气体绝热向真空膨胀，则（ ） A. S = 0，W = 0 B. H = 0，U = 0 C. G = 0，H = 0 D. U =0，G =0 2) 对于孤立体系中发生的实际过程，下式中不正确的是（ ） A. W = 0 B. Q = 0 C. S > 0 D. H = 0 3) 理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程,则 （ ） A. 可以从同一始态出发达到同一终态。 B. 不可以达到同一终态。 C. 不能确定以上 A、B 中哪一种正确。 D. 可以达到同一终态，视绝热膨胀还是绝热压缩而定。 4) 求任一不可逆绝热过程的熵变S，可以通过以下哪个途径求得？ （ ） A. 始终态相同的可逆绝热过程。 B. 始终态相同的可逆恒温过程。 C. 始终态相同的可逆非绝热过程。 D. B 和 C 均可。 5) 在绝热恒容的系统中，H2和 Cl2反应化合成 HCl。在此过程中下列各状态函 数的变化值哪个为零？（ ） A. rHm B. rUm C. rSm D. rGm 6) 将氧气分装在同一气缸的两个气室内，其中左气室内氧气状态为 p1=101.3kPa，V1=2dm3 ,T1=273.2K;右气室内状态为 p2=101.3kPa,V2=1dm3 ,T2=273.2K；现将气室中间的隔板抽掉，使两部分气体充分 混合。此过程中氧气的熵变为： ( ) A. S >0 B. S <0 C. S =0 D. 都不一定