2025年大學(xué)《化學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——化學(xué)熱力學(xué)的基本原理考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)前的字母填在題后括號(hào)內(nèi)）1.下列過程一定能自發(fā)進(jìn)行的是（）。A.焓減少的過程B.熵增加的過程C.吉布斯自由能減少的過程D.放熱且熵增加的過程2.對(duì)于一個(gè)由氣態(tài)物質(zhì)變成液態(tài)物質(zhì)的過程，下列物理量總是負(fù)值的是（）。A.焓變（ΔH）B.熵變（ΔS）C.吉布斯自由能變（ΔG）D.內(nèi)能變（ΔU）3.在恒定壓力下，系統(tǒng)吸收熱量，則系統(tǒng)的（）。A.內(nèi)能一定增加B.焓一定增加C.熵一定增加D.吉布斯自由能一定增加4.下列哪個(gè)物理量是狀態(tài)函數(shù)？（）A.熱量（Q）B.功（W）C.焓（H）D.熵（S）5.根據(jù)克勞修斯不等式（ΔS孤立>0或ΔS孤立=0），可以判斷（）。A.任何自發(fā)過程都是熵增加的過程B.任何可逆過程都是熵不變的過程C.孤立系統(tǒng)的熵永不減少D.系統(tǒng)的熵變等于系統(tǒng)和環(huán)境的熵變之和6.熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式ΔU=Q+W中，對(duì)于理想氣體的等溫膨脹過程，ΔU和Q的值分別是（）。A.ΔU=0,Q=0B.ΔU=0,Q>0C.ΔU=0,Q<0D.ΔU≠0,Q=07.在恒定溫度和壓力下，判斷一個(gè)化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的主要依據(jù)是（）。A.焓變（ΔH）B.熵變（ΔS）C.吉布斯自由能變（ΔG）D.反應(yīng)速率8.下列過程熵變（ΔS）小于零的是（）。A.理想氣體自由膨脹B.理想氣體等溫可逆壓縮C.水在100℃下蒸發(fā)成水蒸氣D.氦氣在恒容條件下加熱升溫9.已知某反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變（ΔH°）為負(fù)值，標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵變（ΔS°）為正值，根據(jù)吉布斯自由能變的計(jì)算公式ΔG°=ΔH°-TΔS°，可以判斷該反應(yīng)在（）。A.任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行B.任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行C.高溫下能自發(fā)進(jìn)行，低溫下不能自發(fā)進(jìn)行D.低溫下能自發(fā)進(jìn)行，高溫下不能自發(fā)進(jìn)行10.根據(jù)熱力學(xué)第三定律，絕對(duì)零度（0K）時(shí)，理想晶體的熵值為（）。A.一個(gè)很大的正數(shù)B.零C.一個(gè)很小的負(fù)數(shù)D.無法確定二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填在題中橫線上）1.熱力學(xué)第一定律的實(shí)質(zhì)是______，它指出能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持______。2.系統(tǒng)在狀態(tài)變化過程中，其內(nèi)能的改變量只取決于系統(tǒng)的______，而與變化過程是否可逆無關(guān)。3.熵是______的度量，它表示了系統(tǒng)______的程度。4.在恒定溫度和壓力下，吉布斯自由能減少的過程是______的過程。當(dāng)ΔG=0時(shí)，系統(tǒng)處于______狀態(tài)。5.某反應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下進(jìn)行，ΔH°=-90kJ/mol，ΔS°=150J/(mol·K)。若該反應(yīng)在298K下進(jìn)行，則ΔG°=______kJ/mol。若ΔG°=0，則該反應(yīng)發(fā)生的溫度T=______K。三、計(jì)算題（共60分）1.（10分）將4.0mol理想氣體在恒壓下從10L壓縮到5L，壓強(qiáng)為1.0atm。氣體放熱500J。計(jì)算該過程的焓變（ΔH）和內(nèi)能變（ΔU）。[已知理想氣體Cv,m=12.5J/(mol·K),R=8.31J/(mol·K)]2.（15分）在298K時(shí)，將1molO?（g）從10L等溫可逆壓縮到1L。計(jì)算該過程的熵變（ΔS）和吉布斯自由能變（ΔG）。[已知298K時(shí)，O?（g）的Cp,m=29.36J/(mol·K)，S°=205.0J/(mol·K)，P?=1.0atm，理想氣體常數(shù)R=8.31J/(mol·K)]3.（15分）在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（298K,1atm），水的汽化熱為40.7kJ/mol。計(jì)算水在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的汽化過程的熵變（ΔS）和吉布斯自由能變（ΔG）。[假設(shè)水蒸氣可視為理想氣體，R=8.31J/(mol·K)]4.（20分）已知在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（298K,1atm），反應(yīng)2H?（g）+O?（g）?2H?O（l）的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變?chǔ)°=-571.6kJ/mol，標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵變?chǔ)°=-89.0J/(mol·K)。計(jì)算該反應(yīng)在298K時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯自由能變?chǔ)°。若該反應(yīng)在298K時(shí)的平衡常數(shù)K=5.6×1032，根據(jù)ΔG°與K的關(guān)系，說明該反應(yīng)在該溫度下自發(fā)進(jìn)行的程度。試卷答案一、選擇題1.C2.B3.B4.C5.C6.C7.C8.B9.A10.B二、填空題1.能量守恒；守恒2.初態(tài)與末態(tài)；狀態(tài)變化3.無序度；混亂4.自發(fā)；平衡5.-83.1；717三、計(jì)算題1.解析：恒壓過程，ΔH=Qp。ΔH=Qp=-500J=-0.5kJ。恒壓過程做功W=-PΔV=-1.0atm×(5L-10L)×(101.325J/L·atm)=506.625J=0.507kJ。ΔU=Qp+W=-0.5kJ+0.507kJ=0.007kJ。答案：ΔH=-0.5kJ，ΔU=0.007kJ。2.解析：等溫可逆壓縮，ΔU=0，ΔH=0。對(duì)于理想氣體等溫可逆過程，ΔS=nRln(V?/V?)=1mol×8.31J/(mol·K)×ln(1L/10L)=-19.14J/K。理想氣體等溫可逆壓縮，Q=-W=nRTln(V?/V?)=1mol×8.31J/(mol·K)×298K×ln(1/10)=1914J=1.914kJ。注意符號(hào)，W為正值（外界對(duì)系統(tǒng)做功），Q為負(fù)值（系統(tǒng)對(duì)外界放熱）。ΔG=nRTln(P?/P?)=1mol×8.31J/(mol·K)×298K×ln(1atm/0.1atm)=1mol×8.31J/(mol·K)×298K×ln(10)≈5708J=5.71kJ。答案：ΔS=-19.14J/K，ΔG=5.71kJ。3.解析：恒壓過程，ΔH=汽化熱=40.7kJ/mol。汽化過程吸熱Qp=40.7kJ/mol。恒溫恒壓可逆過程，ΔG=0。水的汽化是液態(tài)到氣態(tài)，混亂度增加，ΔS>0。ΔS=(Qp)/T=(40.7×103J/mol)/(298K)≈137.0J/(mol·K)。答案：ΔS=137.0J/(mol·K)，ΔG=0。4.解析：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，ΔG°=ΔH°-TΔS°。ΔG°=(-571.6×103J/mol)-(298K×-89.0J/(mol·K))=-571600J/mol+26462J/mol=-507038J/mol=-507.0