2025年大學(xué)熱力學(xué)（能量轉(zhuǎn)換）期末測試卷

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______一、選擇題（總共10題，每題3分，每題只有一個正確答案，請將正確答案填寫在括號內(nèi)）1.關(guān)于熱力學(xué)能，下列說法正確的是（）A.熱力學(xué)能就是系統(tǒng)內(nèi)分子動能的總和B.熱力學(xué)能是系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù)C.理想氣體的熱力學(xué)能與壓力無關(guān)D.系統(tǒng)的熱力學(xué)能變化只與做功有關(guān)2.下列過程中，系統(tǒng)內(nèi)能變化不為零的是（）A.不可逆循環(huán)過程B.可逆循環(huán)過程C.純物質(zhì)的等溫相變過程D.理想氣體的自由膨脹過程3.某理想氣體從同一始態(tài)出發(fā)，分別經(jīng)（1）絕熱可逆膨脹；（2）多方過程膨脹，達(dá)到同一終態(tài)體積。則過程（1）的熵變ΔS(1)和過程（2）的熵變ΔS(2)之間的關(guān)系是（）A.ΔS(1)>ΔS(2)B.ΔS(1)<ΔS(2)C.ΔS(1)=ΔS(2)D.兩者無確定關(guān)系4.對于理想氣體的等溫壓縮過程，有（）A.ΔU=0，ΔH=0，Q=0B.ΔU<0，ΔH<0，Q<0C.ΔU=0，ΔH=0，Q<0D.ΔU=0，ΔH=0，Q>05.實際氣體節(jié)流膨脹后，其（）A.溫度不變，壓力不變，焓不變B.溫度降低，壓力降低，焓不變C.溫度不變，壓力降低，焓不變D.溫度降低，壓力不變，焓不變6.已知反應(yīng)2H?(g)+O?(g)=2H?O(g)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓變ΔrHm?，下列說法中不正確的是（）A.ΔrHm?是H?(g)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓B.ΔrHm?是H?O(g)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓C.ΔrHm?與反應(yīng)的ΔU?數(shù)值不相等D.ΔrHm?與反應(yīng)的條件有關(guān)7.下列說法中錯誤的是（）A.封閉系統(tǒng)的循環(huán)過程，ΔU=0，ΔH=0B.封閉系統(tǒng)的絕熱過程，Q=0C.封閉系統(tǒng)的可逆過程，W=-ΔUD.封閉系統(tǒng)的恒壓過程，Q=ΔH8.1mol理想氣體從p?、V?、T?分別經(jīng)：（1）絕熱可逆膨脹到p?、V?、T?；（2）絕熱不可逆膨脹到p?'、V?'、T?'，若p?=p?'，則（）A.T?=T?'，V?=V?'B.T?>T?'，V?<V?'C.T?<T?'，V?<V?'D.T?<T?'，V?>V?'9.對于只做體積功的封閉系統(tǒng)，其熱力學(xué)第一定律可表示為（）A.ΔU=Q+WB.ΔU=Q-WC.ΔH=Q+WD.ΔH=Q-W10.已知反應(yīng)A(s)+B(g)=C(g)+D(g)的ΔrHm?>0，ΔrSm?>0，下列說法正確的是（）A.任何溫度下均為自發(fā)反應(yīng)B.任何溫度下均為非自發(fā)反應(yīng)C.高溫下自發(fā)，低溫下非自發(fā)D.低溫下自發(fā)，高溫下非自發(fā)二、多項選擇題（總共5題，每題4分，每題至少有兩個正確答案，請將正確答案填寫在括號內(nèi)）1.下列關(guān)于熵的說法正確的是（）A.熵是系統(tǒng)混亂度的量度B.熵變等于過程的熱溫商C.絕熱可逆過程的熵變?yōu)榱鉊.系統(tǒng)的熵值越大，其無序程度越高E.熵是狀態(tài)函數(shù)2.下列過程中，屬于可逆過程的是（）A.無摩擦的準(zhǔn)靜態(tài)過程B.有摩擦的準(zhǔn)靜態(tài)過程C.實際的絕熱過程D.在等溫等壓下，N?和O?的混合過程E.可逆相變過程3.對于理想氣體的內(nèi)能，下列表述正確的是（）A.與氣體的溫度有關(guān)B.與氣體的壓力有關(guān)C.與氣體的體積有關(guān)D.是狀態(tài)函數(shù)E.與氣體的物質(zhì)的量有關(guān)4.下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)的說法正確的是（）A.恒壓熱效應(yīng)等于焓變B.恒容熱效應(yīng)等于內(nèi)能變C.反應(yīng)熱與反應(yīng)的途徑有關(guān)D.反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)E.化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)可以通過實驗測定5.下列情況中，系統(tǒng)的熵變大于零的是（）A.理想氣體的等溫膨脹過程B.實際氣體的絕熱膨脹過程C.水在25℃、101.325kPa下蒸發(fā)為水蒸氣D.273K、101.325kPa下冰融化成水E.不可逆循環(huán)過程三、判斷題（總共10題，每題2分，請判斷下列說法的正誤，正確的打“√”，錯誤的打“×”）1.系統(tǒng)經(jīng)歷一個循環(huán)過程后，其狀態(tài)函數(shù)的變化值均為零。（）2.理想氣體的內(nèi)能只是溫度的函數(shù)，與壓力和體積無關(guān)。（）3.絕熱過程都是熵不變過程。（）4.化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)只與反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，與反應(yīng)途徑無關(guān)。（）5.任何物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓都等于零。（）6.系統(tǒng)從同一始態(tài)出發(fā)，經(jīng)絕熱不可逆過程到達(dá)的終態(tài)，若經(jīng)絕熱可逆過程，一定達(dá)不到此終態(tài)。（）7.對于封閉系統(tǒng)，W=-pΔV只適用于恒壓過程。（）8.可逆過程的熱溫商等于熵變，不可逆過程的熱溫商大于熵變。（）9.理想氣體等溫膨脹過程，Q=W，ΔU=0，ΔH=0。（）10.系統(tǒng)的熵變等于過程的熱溫商之和。（）四、簡答題（總共3題，每題10分）1.簡述熱力學(xué)第二定律的兩種表述及其等效性。2.什么是狀態(tài)函數(shù)？它有哪些特性？請舉例說明至少兩個常見的狀態(tài)函數(shù)。3.說明理想氣體絕熱可逆膨脹和絕熱不可逆膨脹過程中，溫度、壓力、體積以及熵的變化情況，并比較兩者的異同。五、計算題（總共2題，每題15分）1.1mol理想氣體從始態(tài)298K、100kPa出發(fā)，先絕熱可逆膨脹至壓力為50kPa，再恒壓加熱至298K。已知該氣體的Cp,m=29.10J·mol?1·K?1，求整個過程的Q、W、ΔU、ΔH。2.已知反應(yīng)2NO(g)+O?(g)=2NO?(g)在298K時的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓變ΔrHm?=-114.14kJ·mol?1，各物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓數(shù)據(jù)如下：ΔfHm?(NO,g)=90.25kJ·mol?1，ΔfHm?(NO?,g)=33.18kJ·mol?1，求O?(g)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓。答案：一、選擇題1.B2.C3.B4.C5.C6.A7.C8.C9.A10.C二、多項選擇題1.ACDE2.AE3.ADE4.ABDE5.ACD三、判斷題1.√2.√3.×4.√5.×6.√7.×8.×9.√10.×四、簡答題1.克勞修斯表述：熱量不能自動地從低溫物體傳向高溫物體。開爾文表述：不可能從單一熱源取熱，并使之完全轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Χ划a(chǎn)生其它影響。兩種表述是等效的，違反一種表述，必然違反另一種表述。2.狀態(tài)函數(shù)是描述系統(tǒng)狀態(tài)的物理量，其變化值只取決于系統(tǒng)的始態(tài)和終態(tài)，與變化途徑無關(guān)。特性有：狀態(tài)一定，其值一定；殊途同歸，值變相等；周而復(fù)始，值變?yōu)榱?。常見的狀態(tài)函數(shù)有溫度T、壓力p、體積V、內(nèi)能U、焓H、熵S等。3.絕熱可逆膨脹：溫度降低，壓力降低，體積增大，熵不變。絕熱不可逆膨脹：溫度降低，壓力降低，體積增大，熵增大。相同點：溫度、壓力、體積變化趨勢相同。不同點：絕熱可逆過程熵不變，絕熱不可逆過程熵增大。五、計算題1.（1）絕熱可逆膨脹：根據(jù)絕熱可逆過程方程\(p_1^{1-\gamma}T_1^{\gamma}=p_2^{1-\gamma}T_2^{\gamma}\)，\(\gamma=Cp,m/Cv,m\)，\(Cv,m=Cp,m-R\)，先求出\(T_2\)。再根據(jù)\(W=\DeltaU=nCv,m(T_2-T_1)\)求出\(W\)和\(\DeltaU\)。（2）恒壓加熱：\(Q=nCp,m(T_3-T_2)\)，\(W=-p\DeltaV=-nR(T_3-T_2)\)，\(\DeltaU=Q+W\)，\(\