2025年大學《資源化學》專業(yè)題庫——化學體系熱力學分析研究考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。下列每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。請將正確選項前的字母填在括號內(nèi)。）1.下列物理量中，屬于狀態(tài)函數(shù)的是（）A.熱量QB.功WC.焓HD.速率v2.焓變（ΔH）的物理意義是（）A.系統(tǒng)內(nèi)能的增加量B.系統(tǒng)對外做功C.系統(tǒng)在恒壓下吸收的熱量D.系統(tǒng)在恒容下吸收的熱量3.下列說法正確的是（）A.熵是描述系統(tǒng)混亂程度的物理量，混亂度越大，熵值越小B.一個孤立系統(tǒng)的熵永不減少C.熱力學第三定律指出，任何物質(zhì)的熵在絕對零度時都等于零D.熵增原理適用于孤立系統(tǒng)，ΔS_iso≥04.判斷一個化學反應(yīng)在恒溫恒壓條件下能否自發(fā)進行，依據(jù)的物理量是（）A.焓變（ΔH）B.熵變（ΔS_sys）C.吉布斯自由能變（ΔG）D.平衡常數(shù)（K）5.對于一個可逆過程，其熵變（ΔS）與路徑有關(guān)。（）A.正確B.錯誤6.理想氣體在恒定外壓下體積膨脹，其焓變ΔH（）A.一定大于零B.一定小于零C.等于零D.無法確定正負7.標準摩爾生成焓（Δ_fH^θ）是指在標準狀態(tài)下，由其組成元素生成1摩爾該物質(zhì)的標準反應(yīng)焓變。（）A.正確B.錯誤8.下列哪個過程熵變ΔS通常為正值？（）A.液體蒸發(fā)為氣體B.金屬熔化為液體C.氣體凝結(jié)為液體D.水在冰水共存物中結(jié)冰9.在恒定溫度和壓力下，化學反應(yīng)達到平衡時，系統(tǒng)的吉布斯自由能變（ΔG）為（）A.正值B.負值C.零D.不確定10.對于理想氣體反應(yīng)2A(g)?B(g)，在恒溫恒壓下，若反應(yīng)向正方向進行，體系的吉布斯自由能（G）將（）A.增加B.減少C.不變D.無法確定二、填空題（每空2分，共30分。請將答案填在橫線上。）11.熱力學第一定律的數(shù)學表達式為________，它表明能量是守恒的。12.熵是描述系統(tǒng)________的狀態(tài)函數(shù)。13.吉布斯自由能（G）的綜合判據(jù)是：在恒溫恒壓下，如果ΔG________0，則過程能自發(fā)進行。14.熱力學第三定律指出，熵為零的物質(zhì)只能是完美晶體，且必須在________下。15.恒溫下，理想氣體膨脹，其內(nèi)能________（填“增加”、“減少”或“不變”）。16.理想氣體絕熱可逆膨脹，其熵變________（填“大于0”、“小于0”或“等于0”）。17.某反應(yīng)的標準摩爾焓變?yōu)?100kJ·mol^-1，表示該反應(yīng)每摩爾反應(yīng)物完全反應(yīng)釋放________kJ熱量。18.若反應(yīng)的ΔH_θ<0，ΔS_θ>0，則在高溫下反應(yīng)的ΔG_θ________（填“一定小于0”、“一定大于0”或“無法判斷正負”）。19.根據(jù)拉烏爾定律，理想稀溶液中，溶質(zhì)摩爾分數(shù)很小時，其蒸氣壓下降程度與________成正比。20.在恒定溫度下，增大反應(yīng)體系的壓力，化學平衡將向著________（填“正向”或“逆向”）移動以降低體系的吉布斯自由能。三、判斷題（每小題1分，共10分。請將“正確”或“錯誤”填在括號內(nèi)。）21.（）熱力學能（U）是狀態(tài)函數(shù)，而熱量（Q）不是狀態(tài)函數(shù)。22.（）理想氣體的內(nèi)能和焓僅是溫度的函數(shù)。23.（）克勞修斯不等式（ΔS_iso=Q_rev/T）適用于任何過程。24.（）自發(fā)過程一定是熵增加的過程。25.（）在恒壓條件下，系統(tǒng)的焓變（ΔH）等于系統(tǒng)吸收的熱量。26.（）化學反應(yīng)的標準平衡常數(shù)（K_θ）只與溫度有關(guān)。27.（）根據(jù)相律，一個單組分系統(tǒng)最多可以有三種相共存。28.（）實際溶液的蒸氣壓總是高于同溫度下純?nèi)軇┑恼魵鈮骸?9.（）逸度（f）是校正實際氣體壓力對其理想氣體行為的偏差的因子。30.（）利用熱力學數(shù)據(jù)可以預測化學反應(yīng)在工業(yè)上是否可行。四、計算題（共40分。請寫出必要的文字說明、公式、計算過程和結(jié)果。單位必須規(guī)范。）31.（10分）已知下列數(shù)據(jù)：H₂(g)+?O₂(g)=H₂O(l)ΔH_θ=-285.8kJ·mol^-12H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g)ΔH_θ=-483.6kJ·mol^-1計算H₂O(l)蒸發(fā)為H₂O(g)的標準摩爾焓變ΔH_vap,θ。32.（10分）在298K時，反應(yīng)2SO₂(g)+O₂(g)=2SO₃(g)的ΔH_θ=-197.1kJ·mol^-1，ΔS_θ=-89.6J·mol^-1·K^-1。計算該反應(yīng)在298K時的標準吉布斯自由能變ΔG_θ，并判斷該反應(yīng)在此溫度下是否自發(fā)進行。33.（10分）對于氣相反應(yīng)2A(g)=B(g)，其標準平衡常數(shù)K_θ在500K時為1.0×10^-3。已知該反應(yīng)的ΔH_θ=-100kJ·mol^-1。若要使反應(yīng)正向進行的趨勢增大（即K_θ增大），應(yīng)升高溫度還是降低溫度？請依據(jù)勒夏特列原理定性說明理由，并計算該反應(yīng)在600K時的標準平衡常數(shù)K_θ。34.（10分）某理想氣體反應(yīng)A(g)?2P(g)，在恒定溫度和壓力下達到平衡。測得平衡時A的分壓為0.2atm，P的分壓為0.8atm。計算該反應(yīng)的標準平衡常數(shù)K_p。若在恒溫恒壓下向體系中充入不參與反應(yīng)的惰性氣體，平衡是否移動？說明原因。試卷答案一、選擇題1.C2.C3.B4.C5.B6.D7.A8.A9.C10.B二、填空題11.ΔU=Q+W12.混亂程度13.小于14.絕對零度15.不變16.小于017.10018.一定小于019.溶質(zhì)摩爾分數(shù)20.逆向三、判斷題21.正確22.正確23.正確24.錯誤25.正確26.正確27.正確28.錯誤29.正確30.正確四、計算題31.解析：根據(jù)蓋斯定律，將目標反應(yīng)（H₂O(l)=H₂O(g)）與已知反應(yīng)關(guān)聯(lián)。已知反應(yīng)2中生成2摩爾水蒸氣，目標反應(yīng)是1摩爾液態(tài)水生成1摩爾水蒸氣，故需將已知反應(yīng)2的焓變除以2。ΔH_vap,θ=1/2×ΔH₂-1/2×ΔH₁ΔH_vap,θ=1/2×(-483.6kJ·mol^-1)-1/2×(-285.8kJ·mol^-1)ΔH_vap,θ=-241.8kJ·mol^-1+142.9kJ·mol^-1ΔH_vap,θ=98.9kJ·mol^-1結(jié)果：ΔH_vap,θ=98.9kJ·mol^-132.解析：利用ΔG_θ=ΔH_θ-TΔS_θ計算標準吉布斯自由能變。其中ΔH_θ和ΔS_θ已知，T=298K。ΔG_θ<0表示反應(yīng)自發(fā)進行。ΔG_θ=(-197.1×10³J·mol^-1)-(298K×-89.6J·mol^-1·K^-1)ΔG_θ=-197100J·mol^-1+26640.8J·mol^-1ΔG_θ=-170359.2J·mol^-1ΔG_θ=-170.4kJ·mol^-1由于ΔG_θ=-170.4kJ·mol^-1<0，該反應(yīng)在298K下自發(fā)進行。33.解析：根據(jù)范特霍夫方程ln(K₂/K₁)=-ΔH_θ/(R×(T₂-T₁))，其中K₁=1.0×10^-3(500K)，T₁=500K，T₂=600K，ΔH_θ=-100kJ·mol^-1=-100000J·mol^-1，R=8.314J·mol^-1·K^-1。ΔH_θ<0表示正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。升高溫度對放熱反應(yīng)平衡常數(shù)不利，應(yīng)降低溫度使K_θ增大。計算K₂。ln(K₂/1.0×10^-3)=-(-100000J·mol^-1)/(8.314J·mol^-1·K^-1×(600K-500K))ln(K₂/1.0×10^-3)=100000/(8.314×100)ln(K₂/1.0×10^-3)=12.03K₂/1.0×10^-3=e^12.03K₂/1.0×10^-3≈162745K₂≈162.7結(jié)論：應(yīng)降低溫度使K_θ增大。600K時的K_θ≈162.7。34.解析：標準平衡常數(shù)K_p=(P_P²)/(P_A¹)。根據(jù)分壓定律，恒溫恒壓下充入惰性氣體，總壓增大，各氣體組分的分壓按相同比例減小。設(shè)充入惰性氣體后A、P的分壓分別為P'_A、P'_P，則有P'_A/P_A=P'_P/P_P。令比例系數(shù)為α，則P'_A=α×0.2atm，P'_P=α×0.8atm。計算新的平衡常數(shù)K'_p=(α×0.8)²/(α×0.2)=(0.8/0.2)×0.8