物理化学习题1热力学第一定律讲课稿.doc

物理化学习题1热力学第一定律

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物理化学单元测验（一）

一、选择题。在题后括号内，填上正确答案代号。
1、 对于理想气体，焦耳-汤姆孙系数mJ-T（ ）。
（1）> 0； （2）< 0； （3）= 0； （4）不能确定。
2、 在同一温度下，同一气体物质的摩尔定压热容Cp,m与摩尔定容热容CV,m之间的关系为：( )。
( 1 )Cp,m < CV,m； ( 2 )Cp,m > CV,m；
( 3 )Cp,m = CV,m； ( 4 )难以比较。

3、 公式的适用条件是：( )。
( 1 )任何过程； ( 2 )等压过程；
( 3 )组成不变的等压过程； ( 4 )均相的组成不变的等压过程。

4、 当理想气体反抗一定的压力作绝热膨胀时，则：( )。
( 1 )焓总是不变； ( 2 )热力学能总是增加；
( 3 )焓总是增加； ( 4 )热力学能总是减少。

5、 25℃，下面的物质中标准摩尔生成焓不为零的是：（ ）。
（1）N2(g)；（2）S(s , 单斜)；（3）Br2(l)；（4）I2(s)。
6、 范德华气体经绝热自由膨胀后，气体的温度：( )。
( 1 )上升； ( 2 )下降； ( 3 )不变。
7、 理想气体状态方程式实际上概括了三个实验定律，它们是：( )。
（1）玻意耳定律，分压定律和分体积定律；
（2）玻意耳定律，盖·吕萨克定律和阿伏伽德罗定律；
（3）玻意耳定律，盖·吕萨克定律和分压定律；
（4）玻意耳定律，分体积定律和阿伏伽德罗定律。
8、 某坚固容器容积100 dm3，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），则下列说法中正确的为：（ ）。
( 1 )该过程DU = 0，DH = 0
( 2 )该过程DH = 0，W¹0
( 3 )该过程DU = 0，Q¹0
( 4 )该过程W = 0，Q¹0
9、H2和O2以2：1的摩尔比在绝热的钢瓶中反应生成H2O，在该过程中( )是正确的。
( 1 ) DH = 0； ( 2 ) DT = 0； ( 3 ) pVγ = 常数； ( 4 ) DU = 0。

10、范德华方程中的压力修正项对Vm的关系为：( )。
( 1 )正比于Vm2； ( 2 )正比于Vm；
( 3 )正比于1/Vm2； ( 4 )正比于1/Vm。

11、已知反应H2(g) +O2(g) == H2O(g)的标准摩尔反应焓为DrH(T)，下列说法中不正确的是：（ ）。
（1）DrH(T)是H2O(g)的标准摩尔生成焓；
（2）DrH(T)是H2O(g)的标准摩尔燃烧焓；
（3）DrH(T)是负值；
（4）DrH(T)与反应的DrU数值不等。
12、 已知在T1到T2的温度范围内某化学反应所对应的∑nBCp, m(B) > 0 ，则在该温度范围内反应的DrU，则：（ ）。
（1）不随温度变化；
（2）随温度升高而减小；
（3）随温度升高而增大；
（4）与温度的关系无法简单描述。

13、对不同气体，同一恒定温度下，以pVm对p作图可得一直线，外推至p=0时所得截距：( )。
( 1 )等于相同的不为零的某一定值； ( 2 )不等于同一值； ( 3 )等于零。
14、 DU可能不为零的过程为：( )。
( 1 )隔离系统中的各类变化；
( 2 )等温等容过程；
( 3 )理想气体等温过程；
( 4 )理想气体自由膨胀过程。

15、 如图，在一具有导热器的容器上部装有一可移动的活塞；当在容器中同时放入锌块及盐酸令其发生化学反应，则以锌块与盐酸为系统时，正确答案为：( )。

( 1 ) Q < 0，W = 0，DU < 0；
( 2 ) Q = 0，W < 0，DU > 0；
( 3 ) Q = 0，W = 0，DU = 0；
( 4 ) Q < 0，W < 0，DU < 0；
16、 下列说法中错误的是：经过一个节流膨胀后，（ ）。
（1）理想气体温度不变；
（2）实际气体温度一定升高；
（3）实际气体温度可能升高，也可能降低；
（4）气体节流膨胀焓值不变。
17、 1 mol C2H5OH(l)在298 K和100 kPa压力下完全燃烧，放出的热为1 366.8 kJ,该反应的标准摩尔热力学能变接近于：（ ）。
（1）1369.3 kJ·mol-1；
（2）－1364.3 kJ·mol-1；
（3）1364.3 kJ·mol-1；
（4）－1369.3 kJ·mol-1。

18、物质分子间的引力对临界温度的影响情况是：( )。
( 1 )引力愈大，临界温度愈低；
( 2 )引力愈大，临界温度愈高；
( 3 )引力的大小对临界温度无关系。

19、 理想气体的液化行为是：（ ）。
（1）不能液化； （2）低温高压下才能液化；
（3）低温下能液化； （4）高压下能液化。

20、 物质的量为n的单原子理想气体等压升高温度，从T1至T2，DU等于：( )。
( 1 )nCp,mDT； ( 2 )nCV,mDT；
( 3 )nRDT； ( 4 )nRln(T2 / T1)。

二、填空题。在题中“____”处填上答案。
1、将一电热丝浸入水中（如图），通以电流，如图：

( 1 ) 以电热丝为系统，Q40，W40，DU40；
( 2 ) 以电热丝和水为系统，Q40，W40，DU40
( 3 ) 以电热丝、电源、水及其他一切有关的部分为系统，Q40，W40，DU40。
（选填 >、= 或< ）
2、CO2的临界温度为31.0℃，临界压力为7.38 MPa，在40℃，10 MPa时，CO2_____以液态存在。(选填能、不能)
3、气体A的临界温度TC(A)高于气体B的TC(B)，则气体____比气体____更易于液化。
4、范德华方程中物质特性反映在_____上，对应状态原理中气体特性反映在_____上。
5、 已知DfH(SO2 , g , 298 K) =－296.81 kJ·mol-1；
DfH(H2S , g , 298 K) =－20.50 kJ·mol-1；
DfH(H2O , g , 298 K) =－241.81 kJ·mol-1；
则反应2H2S(g) + SO2(g) == 2S(斜方) + 2H2O(g)的DrH(298 K) = 。
6、某理想气体的摩尔定容热容为CV,m，摩尔定压热容为Cp,m，1 mol该气体恒压下温度由
T1变为T2，则此过程中气体的DU = 。
7、热力学系统必须同时实现44平衡、44平衡、44平衡和44平衡，才达到热力学平衡。
8、范德华方程中的常数a是度量__________的特征参数，常数b是度量__________的特征参数。
9、5 mol某理想气体由27℃，10 kPa恒温可逆压缩到100 kPa，则该过程的DU = ，DH = ，Q =
10、液体的摩尔汽化焓随温度升高而 。（选填增大，不变，减小）
三、是非题。在题后括号内，正确的打“√”，错误的打“×”。
1、处在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。对不对？( )。
2、 100℃时，1 mol H2O(l)向真空蒸发变成1mol H2O(g)，这个过程的热量即为H2O( l )在100℃的摩尔汽化焓。对不对？
3、 热力学标准状态的温度指定为25℃。是不是?（ ）
4、 系统从同一始态出发，经绝热不可逆到达的终态，若经绝热可逆过程，则一定达不到此状态。是不是？（ ）
5、在临界点，饱和液体与饱和蒸气的摩尔体积相等。对不对？( )

6、对比温度Tr＞1的气体不能被液化，对不对？( )。
7、 500 K时H2(g)的DfH= 0 。是不是？ （ ）
8、 DfH(C , 石墨 , 298 K) = 0 。是不是？ （ ）
9、不同物质在它们相同的对应状态下，具有相同的压缩性，即具有相同的压缩因子Z。对吗？( )。
10、 因为Qp = DH，QV = DU，而焓与热力学能是状态函数，所以Qp与QV也是状态函数。对吗？( )。
11、 物质的量为n的理想气体，由T1，p1绝热膨胀到T2，p2，该过程的焓变化 。对吗？
12、 CO2(g)的DfH(500 K) = DfH(298 K) +。是不是？ （ ）
13、 25℃DfH(S , 正交) = 0 。是不是？ （ ）
14、 dU = nCV,mdT这个公式对一定量的理想气体的任何p，V，T过程均适用，对吗？( )
15、 理想气体在恒定的外压力下绝热膨胀到终态。因为是恒压，所以DH = Q；又因为是绝热，Q = 0，故DH = 0。对不对？( )

四、计算题。请计算下列各题。
水在101.3 kPa，100℃时，DvapHm = 40.59 kJ·mol-1。求10 mol水蒸气与水的热力学能之差。（设水蒸气为理想气体，液态水的体积可忽略不计。）
五、计算题。请计算下列各题。
蔗糖C12H22O11(s)0.1265 克在弹式量热计中燃烧，开始时温度为25℃，燃烧后温度升高了。为了要升高同样的温度要消耗电能2 082.3 J。
（1）计算蔗糖的标准摩尔燃烧焓；
（2）计算它的标准摩尔生成焓；
（3）若实验中温度升高为1.743 K，问量热计和内含物质的热容是多少？
(已知DfH( CO2 ,g ) =－393.51 kJ·mol-1，DfH( H2O, l ) =－285.85 kJ·mol-1，C12H22O11 的摩尔质量为342.3 g·mol-1 。)
六、计算题。请计算下列各题。
1 mol理想气体(Cp,m = 5R / 2)从0.2 MPa，5 dm3等温(T1)可逆压缩到1 dm3；再等压膨胀到原来的体积(即5 dm3)，同时温度从T1变为T2，最后在等容下冷却，使系统回到始态的温度T1和压力。
( 1 )在p-V图上绘出上述过程的示意图；
( 2 )计算T1和T2；
( 3 )计算每一步的Q，W，DU和DH。
七、计算题。请计算下列各题。
将2 mol H2(g)置于带活塞的气缸中，若活塞上的外压力很缓慢地减小，使H2(g)在25℃时从15 dm3等温膨胀到50 dm3，试求在过程的Q，W，DU，DH。假设H2(g)服从理想气体行为。

物理化学单元测验（一）答案
一、选择题。
1、解：（3） （1分）
2、解：( 2 ) （1分）
3、解：( 4 ) （1分）
4、解：( 4 ) （1分）
5、解：（2） （1分）
6、解：( 2 ) （1分）
7、解：(2) （2分）
8、解：( 4 ) （2分）
9、解：( 4 ) （1分）
10、解：( 3 ) （2分）
11、解：（2） （2分）
12、解：（3） （2分）
13、解：( 1 ) （2分）
14、解：( 2 ) （2分）
15、解：( 4 ) （2分）
16、解：（2） （2分）
17、解：（2） （2分）
18、解：( 2 ) （2分）
19、解：(1) （1分）
20、解：( 2 ) （1分）
二、填空题。在题中“____”处填上答案。
1、解：( 1 ) < > > （2分）
( 2 ) = > > （4分）
( 3 ) = = = （6分）
2、(本小题1分)
解： 不能 （1分）
3、(本小题1分)
解： A B （1分）
4、(本小题2分)
解： 范德华常数a，b （1分）
临界参数 （2分）
5、(本小题2分)
解： －145.81 kJ·mol-1 （2分）
6、(本小题1分)
解：或nCV,m( T2－T1 ) （1分）
7、(本小题2分)
解： 热 （0.5分）
力学 （1分）
相 （1.5分）
化学 （2分）
8、(本小题2分)
解： 分子间吸引力大小 （1分）
分子本身大小 （2分）
9、( 本 大 题4分 )
解： 0 （1分）
0 （2分）
－28.72 kJ （4分）
10、(本小题1分)
解： 减小 （1分）
三、是非题。在题后括号内，正确的打“√”，错误的打“×”。
(本大题分8小题, 每小题1分, 共8分)
1、解：对 （1分）
2、解：不对 （1分）
3、解：不是 （1分）
4、解：是 （1分）
5、解：对 （1分）
6、解：对 （1分）
7、解：是 （1分）
8、解：是 （1分）
9、解：对 （1分）
10、解：不对 （1分）
11、解：对 （1分）
12、解：不是 （1分）
13、解：是 （1分）
14、解：对 （1分）
15、解：不对 （1分）
四、计算题。请计算下列各题。
( 本 大 题5分 )
解：DU = DH－p(Vg－Vl) »DH－pVg = DH－nRT （2分）
= 10 mol ´40.95kJ·mol-1－10mol´8.314J·mol-1·K-1´373.15K
= 400.95 kJ－31.024 kJ
= 369.9 kJ （5分）
五、计算题。请计算下列各题。
( 本 大 题12分 )
解：（1）DU = QV = ×M(蔗糖)
= = －5 635 kJ·mol-1 (3分)
DrH= DrU+[∑nB(g) ]RT = DrU+ (12－12)RT =DrU= －5 635 kJ·mol-1 ；
（2） C12H22O11(s) + 12O2(g) 12CO2(g) + 11H2O(l)
则 －5 635 kJ·mol-1 = 12DfH( CO2 ) + 11DfH( H2O, l ) － DfH( 蔗糖 )
= 12 × (－393.51 kJ·mol-1 ) + 11(－285.83 kJ·mol-1 ) － DfH( 蔗糖 ) 。
则 DfH( 蔗糖 ) = －2 231 kJ·mol-1 ； (7分)
（3）总热容C = = 1 195 J ·K-1 。 (8分)
六、计算题。请计算下列各题。
( 本 大 题19分 )
解：( 1 )

( 2 )T1 = 0.2 MPa×5 dm3 / nR = 120.3 K
T2 = 1×106 Pa×5×10-3 m3 / nR = 601.4 K （5分）
( 3 )A ® B：DH = 0，DU = 0。
1.61kJ，Q = －1.61 kJ。 （8分）
B ® C：DH = n( TC－TB) = 10.0 kJ，
DU = n( TC－TB ) = 6.0 kJ
W = －pB( VC－VB ) = －4.0 kJ
Qp = DH = 10.0 kJ （11分）
C ® A：DH = n( TA－TC) = －10 kJ，
DU = n(TA－TC) = －6.0 kJ
W = 0，Q = DU = －6.0 kJ （14分）

七、计算题。请计算下列各题。
( 本 大 题8分 )
解：理想气体等温膨胀，故DU = 0，DH = 0 （2分）
，因= p，所以该过程为可逆过程。
－2×8.314×298ln( 50.0 / 15.0 ) J = －5.97 kJ （5分）
Q = －W = 5.97 kJ （6分）

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