2011級(jí)化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)物理化學(xué)課程期中試卷與參考答案一、選擇題（每題2分,共30分）1.某真實(shí)氣體的壓縮因子Z＜1，則表示該氣體：（）(A)易被壓縮(B)難被壓縮(C)易液化(D)難液化2.△H=Qp此式適用于下列那個(gè)過(guò)程?()(A)理想氣體從1013250Pa反抗恒定的101325Pa膨脹到101325Pa(B)0℃,101325Pa下冰融化成水(C)電解CuSO4水溶液(D)氣體從(298K,101325Pa)可逆變化到(373K,10132.5Pa)3．熵變DS是：(1)不可逆過(guò)程熱溫商之和(3)與過(guò)程有關(guān)的狀態(tài)函數(shù)以上正確的是：(2)可逆過(guò)程熱溫商之和(4)與過(guò)程無(wú)關(guān)的狀態(tài)函數(shù)()(A)1,2(B)2,3(C)2,4(D)44.若以B代表化學(xué)反應(yīng)中任一組分，和nB分別表示任一組分B在ξ=0及反應(yīng)進(jìn)度為ξ時(shí)的物質(zhì)的量，則定義反應(yīng)進(jìn)度為：()(A)ξ=-nB(B)ξ=(nB-)/νB(C)ξ=nB-(D)ξ=(-nB)/νB5.下列四種表述：(1)等溫等壓下的可逆相變過(guò)程中，體系的熵變?chǔ)=ΔH相變/T相變(2)體系經(jīng)歷一自發(fā)過(guò)程總有dS>0(3)自發(fā)過(guò)程的方向就是混亂度增加的方向(4)在絕熱可逆過(guò)程中，體系的熵變?yōu)榱銉烧叨疾徽_者為：()(A)(1)，(2)(B)(3)，(4)(C)(2)，(4)(D)(2)，(3)6.理想氣體絕熱向真空膨脹，則：()(A)ΔS=0，W=0；(C)ΔU=0，ΔH=0(B)ΔG=0，ΔU=0；(D)ΔG=0，ΔH=0；7.298K時(shí),金剛石的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓ΔfH：(A)大于零(B)小于零(C)等于零(D)不能確定8.理想氣體絕熱可逆過(guò)程方程式，下列哪一個(gè)式子是不正確的的？（）（）(A)(B)(C)(D)9.式子的適用條件是：（）（A）等壓過(guò)程（B）均相的組成不變的等壓過(guò)程（D）任何過(guò)程（C）組成不變的等壓過(guò)程10.1mol單原子理想氣體從溫度為300K絕熱壓縮到500K時(shí)，其焓變?yōu)椋海ǎˋ）零（D）4157J(B)2494J(C)-2494J11.下列四個(gè)關(guān)系式中,哪一個(gè)不是麥克斯韋關(guān)系式?（）(A)(?S/?V)T=(?p/?T)V(C)(?T/?V)s=(?V/?S)p(B)(?T/?p)s=(?V/?S)p(D)(?S/?p)T=-(?V/?T)p12.一可逆熱機(jī)與另一不可逆熱機(jī)在其他條件都相同時(shí)，燃燒等量的燃料，則可逆熱機(jī)拖動(dòng)的列車(chē)運(yùn)行的速度:()(A)較快(B)較慢(C)一樣(D)不一定13.封閉體系中，若某過(guò)程的ΔA=0，應(yīng)滿(mǎn)足的條件是：（）(A)絕熱可逆，且W'=0的過(guò)程(B)等容等壓，且W'=0的過(guò)程(C)等溫等壓，且W'=0的可逆過(guò)程(D)等溫等容，且W'=0的可逆過(guò)程14.對(duì)于只作膨脹功的封閉體系，（A）大于零（B）小于零的值是：()(C)等于零（D）不能確定15.(1)NaOH溶解于水(2)水溶液中，Ag++2NH3(g)→[Ag(NH3)2]+(3)HCl氣體溶于水，生成鹽酸(4)2KClO3(s)→2KCl(s)+3O2(g)(5)NH4Cl(s)→NH3(g)+HCl(g)上述各體系在等溫等壓過(guò)程中熵值減少的是：()(A)(2)、(3)(B)(1)、(4)(C)(4)、(5)(D)(1)、(2)二、填空題（每題2分，共10分）1.氣體液化的必要條件是它的溫度必須低于某一溫度，這一溫度稱(chēng)為_(kāi)_臨界溫度__。（臨界溫度、露點(diǎn)溫度、沸點(diǎn)溫度）。2.300K時(shí)，0.125mol正庚烷（液體）在彈式量熱計(jì)中完全燃燒，放熱602kJ。反應(yīng)C7H16(l)+11O2(g)=7CO2(g)+8H2O(l)的ΔrUm=ΔrUm=-4816kJ·mol-1，ΔrHm=ΔrHm=-4826kJ·mol-1。(RT≈2.5kJ)3.選擇“＞”、“＜”、“＝”中的一個(gè)填入下列空格:實(shí)際氣體絕熱自由膨脹△U=0，△S>0。4．熱力學(xué)第三定律最普遍的表述為：在0K時(shí)，任何完整晶體（只有一種排列方式）的熵等于零。5.2mol單原子理想氣體的(H/T)p=41.57(5/2R×2=5R)J·K-1。三、計(jì)算題(每題10分，共40分)1.300K時(shí)，將1mol理想氣體從1000kPa等溫可逆膨脹至100kPa。分別求Q,W,△H,△U。[答]（1）△H=0△U=02.求在110℃(383.15K)和P?下，1mol的液態(tài)水變成水蒸氣的過(guò)程中系統(tǒng)的熵變，并判斷此過(guò)程的性質(zhì)。H=(H2O,373.15K,）=40.64kJ.mol-1；已知:ΔvapmCp,m(H2O,l)=75.3J.K-1mol-1；Cp,m(H2O,g)=34.37J.K-1mol-1[答]在110℃和P?下，1mol的液態(tài)水變成水蒸氣的過(guò)程是不可逆過(guò)程。需要設(shè)計(jì)可逆途徑來(lái)完成。ΔS1=nCp,m(H2O,l)lnT2/T1=1.0×75.3ln373.15/383.15=-1.99J·K-1ΔS2=(DvapHm/T)相變=108.9J·K-1ΔS3=nCp,m(H2O,g)lnT1/T2=1.0×34.3ln383.15/373.15=0.910J·K-1ΔS=ΔS1+ΔS2+ΔS3=107.87J·K-1ΔS環(huán)=-Q/T=-40.64/383.15=-106.07JK-1DS隔離=DS體+DS環(huán)=107.87–106.07=1.8J·K-13.將298.15K的1molO2從pθ絕熱可逆壓縮到6pθ，試求Q，W，ΔU，ΔH，ΔA，ΔG，ΔS。已知Sm(O2,298.15K)=205.03J·K-1·mol-1。[答]依題意Q=0，ΔS=QR/T=0由絕熱可逆過(guò)程方程:g=Cp/Cv得T2=496.7K所以W=CV(T2-T1)=5/2R×(496.7–298.15)=4.127kJΔU=4.127kJΔH=Cp(T2-T1)=7/2R×(496.7–298.15)=5.778kJΔA=ΔU-Δ(ST)=ΔU-SΔT=4.127-0.20503×(496.7–298.15)=-36.58kJΔG=ΔH-SΔT=5.778-0.20503×(496.7–298.15)=-34.93kJ4.已知如下合成氨反應(yīng)的：?rHm?(298.15K)=-46.11kJ·mol-1試計(jì)算常壓、500K的始態(tài)下于恒溫恒容過(guò)程中生成1molNH3(g)的QV。298.15~500K溫度范圍內(nèi)各物質(zhì)的平均摩爾熱容分別為：[答]根據(jù)基?；舴蚬剑捍饲笆讲⒂?jì)算得:因?yàn)榧此摹⒒卮饐?wèn)題（每題各10分，共20分）1.試用有關(guān)數(shù)學(xué)原理，證明下列各關(guān)系式：（A）(U/V)p=Cp(T/V)p-P；（B）(U/P)v=Cv(T/P)v[答](1)因?yàn)閁=H-pV所以，(2)2.請(qǐng)證明下列關(guān)系式：(1)(H/V)T=T(p/T)V+V(p/V)T(2)對(duì)理想氣體，證明H僅是溫度的函數(shù)[答](1)因?yàn)閐H=TdS+Vdp等溫下對(duì)V微分，得(H/V)T=T(S/V)T+V(p/V)T根據(jù)麥克斯韋關(guān)系式：(S/V)T＝(p/T)V所以