大连理工大学物化考研真题 - 图文

第一章

是非题 下列各题的叙述是否正确？正确的在题后括号内画“?‖，错误的画―?‖ 1 在定温定压下，CO2由饱和液体转变为饱和蒸气，因温度不变， CO2的热力学能和焓也不变。?

2 25℃时H2(g)的标准摩尔燃烧焓等于25℃时H2O(g)的标准摩尔生成焓。（?） 3 稳定态单质的?fHm?(800K)=0 。 (? )

4 dU=nCv,mdT公式对一定量的理想气体的任何pVT过程都适用。 (? ) 5 系统处于热力学平衡态时，其所有的宏观性质都不随时间而变。（? ） 6 若系统的所有宏观性质均不随时间而变，则该系统一定处于平衡态。（? ） 7 隔离系统的热力学能是守恒的。（? ） 8隔离系统的熵是守恒的。（? ）

9 一定量理想气体的熵只是温度的函数。（? ） 10 绝热过程都是定熵过程。（? ）

11 一个系统从始态到终态，只有进行可逆过程才有熵变。（? ）

12 系统从同一始态出发，经绝热不可逆过程到达的终态，若经绝热可逆过程，则一定达不到此终态。（? ）

13 热力学第二定律的克劳修斯说法是：热从低温物体传到高温物体是不可能的。? 14 系统经历一个不可逆循环过程，其熵变> 0。（? ）

15 系统由状态1经定温、定压过程变化到状态2，非体积功W’<0，且有W’>?G和?G <0，则此状态变化一定能发生。（?）

16绝热不可逆膨胀过程中?S >0，则其相反的过程即绝热不可逆压缩过程中?S <0。(?)

17 临界温度是气体加压液化所允许的最高温度。( ? ) 选择题 选择正确答案的编号，填在各题后的括号内：

1 理想气体定温自由膨胀过程为（D ）

(A) Q>0 (B) ?U<0 (C) W<0 (D) ? H=0

2 已知反应H2(g)+(1/2)O2(g)==H2O(g)的标准摩尔焓[变]为?rHm?(T)，下列说法中不正确的是（ B ）

(A)?rHm?(T)是H2(g)的标准摩尔生成焓 (B) ?rHm?(T)是H2O(g)的标准摩尔燃烧焓 (C) ?rHm?(T)是 负值。

(D) ?rHm?(T)与反应的?rUm?(T)在量值上不等 3 对于只做膨胀功的封闭系统的(?A/?T)V值是：（B） (A)大于零 (B) 小于零 (C) 等于零 (D)不确定

4 对封闭系统来说，当过程的始态和终态确定后，下列各项中没有确定的值是：A

(A) Q (B)Q+W (C) W(Q=0) (D) Q(W =0) 5 pV?=常数（ ?＝Cp,m/CV,m)的适用条件是（ C）

(A)绝热过程 (B)理想气体绝热过程 (C)理想气体绝热可逆过程 (D) 绝热可逆过程 ６当理想气体反抗一定的压力作绝热膨胀时，则 (D )

(A)焓总是不变 (B)热力学能总是增加(C)焓总是增加 (D)热力学能总是减少 7 在隔离系统内（C）

(A)热力学能守恒，焓守恒 (B)热力学能不一定守恒，焓守恒 (C)热力学能守恒，焓不一定守恒(D)热力学能、焓均不一定守恒 8 从同一始态出发，理想气体经可逆和不可逆两种绝热过程（B ） (A)

可以到达同一终态 (B)不可能到达同一终态

(C)可以到达同一终态 ，但给环境留下不同影响

??U????S?V=（B ）

9 从热力学四个基本过程可导出?

??A???H???U???G? (A)?(B)?(C)?(D)?? ? ? ? ??S?p??V?S??T?p ??V?T

??G??10 对封闭的单组分均相系统，且W’=0时， ??p????T的值应是（B ）

(A)<0 (B)>0 (C) =0 (D)无法判断

11 1mol理想气体（1）经定温自由膨胀使体积增加1倍；（2）经定温可逆膨胀使体积增加1倍；（3）经绝热自由膨胀使体积增加1倍；（4）经绝热可逆膨胀使体积增加1倍。在下列结论中何者正确？（D ）

(A)?S1= ?S2= ?S3= ?S4 (B)?S1= ?S2， ?S3= ?S4=0 (C)?S1= ?S4， ?S2= ?S3 (D)?S1= ?S2= ?S3， ?S4=0

12 373.15K和p?下，水的摩尔汽化焓为40.7kJ?mol-1，1mol水的体积为18.8cm3，1mol水蒸气的体积为30 200cm3，1mol水蒸发为水蒸气的? U为（C ）。

(A)45.2kJ?mol-1 (B)40.7kJ?mol-1(C)37.6kJ?mol-1 (D)52.5kJ?mol-1 13 戊烷的标准摩尔燃烧焓为-3 520kJ?mol-1，CO2(g)和H2O(l)的标准摩尔生成焓分别为-395kJ?mol-1和-286kJ?mol-1，则戊烷的标准摩尔生成焓为（:D ） (A)2 839kJ?mol-1 (B)-2 839kJ?mol-1 (C)171kJ?mol-1 (D)-171kJ?mol-1

填空题 在题的― ‖处填上答案

1 一定量的理想气体由同一始态压缩至同一压力p，定温压缩过程的终态体积为V，可逆绝热压缩过程的终态体积V’， 则V’ > V。（选择填> 、= 、< ）

2 已知 ?fHm?(CH3OH,l,298K)= -238.57kJ?mol-1?fHm?(CO,g,298K)= -110.525kJ?mol-1

则反应CO(g)+2H2(g)==CH3OH(l)的?rHm?(298K)= -128.0kJ?mol-1 ，?rUm?(298K)= -120.6kJ?mol-1 。

3 25 ℃ C2H4(g)的?cHm?= -1 410.97kJ?mol-1 ；CO2(g)的?fHm?= -393.51kJ?mol-1 ，H2O(l)的?fHm?= -285.85kJ?mol-1；则C2H4(g)的?fHm?= 52.25kJ?mol-1 。 4 焦耳-汤姆孙系数

def??T???p ?????H ，?J-T>0表示节流膨胀后温度 低于

?J-T节流膨胀前温度。（第二空选答高于、低于或等于）

5 理想气体在定温条件下向真空膨胀，?U = 0, ?H = 0,?S > 0。（填>, <, =） 6 热力学第三定律的普朗克说法的数学表达式为 S*(0 K, 完美晶体)=0 。 7 1mol 理想气体由同一始态开始分别经可逆绝热膨胀（Ⅰ）与不可逆绝热膨胀（Ⅱ）至相同终态温度，则?UⅠ = ?U Ⅱ，?SⅠ < ?S Ⅱ。（选择填>, <, =） 8 1 mol理想气体从 p1=0.5 MPa 节流膨胀到 p2=0.1 MPa时的熵变为 ? S=13.38J.K-1 。

9 使一过程的? S=0，应满足的条件是 绝热可逆过程 循环过程 。

10 在隔离系统中发生某剧烈化学反应，使系统的温度及压力皆明显升高，则该系统的? S >0； ? U =0；?H >0 ； ? A <0 。（选填>0, =0, <0或无法确定）

??U??U??????11等式??V?T??p???H??????0???V?T?T适用于 理想气体

12 298 K下的体积为2dm3的刚性绝热容器内装了 1 mol的 O2(g)和 2 mol 的H2(g)，发生反应生成液态水。该过程的? U ＝ 0 . 13 有个学生对理想气体的某个公式记得不太清楚了，他只模糊记得的是

nR??S?????p。你认为，这个公式的正确表达式中，x应为 p. ??x?T 14 理想气体从某一始态出发，经绝热可逆压缩或定温可逆压缩到同一固定的体积，哪种过程所需的功大 绝热可逆压缩 。

1-1-1. 298 K时，将0.05 kg的N2由0.1 MPa定温可逆压缩到2 MPa，试计算此过程的功。如果被压缩了的气体在反抗外压力为0.1 MPa下做定温膨胀再回到原来状态，问此过程的功又是多少？

W?nRTln1解：n = 50 g / 28 g·mol = 1.79 mol

?1

pp21

=1.79 mol×8.314 J·mol·K×298 Kln?1?12MPa0.1MPa

?13.29kJ第反抗外压力0.1 Mpa，

W??p(V??V)??p(2su22su6nRTnRT?)p?p22?1?1??0.1?10Pa?1.79mol?8.314J·mol·K?298K?(??4.21kJ11?)0.1MPa2MPa

1-1-2. 理想气体定温可逆膨胀，从V1至10V1，对外作功41.85 kJ，p1 = 202.6 kPa，求V1；又若气体为2 mol时，温度为多少？

解：W = nRTln( V1 / V2 ) = nRTln( V1 / 10V1 ) =－2.303nRT =－41850 J nT = 2185.7 mol·K

V1 = nRT / p1 = ( 8.314×2185.7 / 202600 ) m3 = 0.0897 m3 = 89.7dm3 若 n = 2 mol，则 T = ( 2185.7 / 2 ) K = 1092.85 K 1-1-3. 求下列各过程的体积功：(视H2为理想气体)。 ( 1 )5 mol H2由300 K，100 kPa定压下加热到800 K； ( 2 )5 mol H2由300 K，100 kPa定容下加热到800 K； ( 3 )5 mol H2由300 K，1.0 MPa定温可逆膨胀到1.0 kPa； ( 4 )5 mol H2由300 K，1.0 MPa自由膨胀到1.0 kPa。

W???pdV ，对定压过程，则

解：( 1 )由式

2VV1suTT?)pp W = －psu ( V2－V1 ) = －psunR

(2121因为：p1 = p2 = psu 所以：W = －nR ( T2－T1 ）= －20.78 kJ ( 2 )定容过程，即dV = 0，所以，W = 0。

( 3 )对理想气体，定温可逆过程：W1 = －nRTln( p1 / p2 ) = －86.15 kJ ( 4 )理想气体自由膨胀，W = 0。

1-1-4. 10 mol的理想气体，压力1013 kPa，温度300 K，分别求出定温时下列过程的功：

( 1 )向真空中膨胀； ( 2 )在外压力101.3 kPa下体积胀大1 dm3； ( 3 )在外压力101.3 kPa下膨胀到该气体压力也是101.3 kPa； ( 4 )定温可逆膨胀至气体的压力为101.3 kPa。

解：( 1 ) W = 0 ( 因psu = 0 ) ( 2 ) W = －101.3×1 J = －101.3 J ( 3 ) W = －psu[ nRT( 1 / p2－1 / p1 ) ]

= [－101.3×10×8.314×300( 1 / 101.3－1 / 1013 )] J = 22.45 kJ

( 4 ) W = nRTln( p2 / p1 )= [ 10×8.314×300ln( 101.3 / 1013 ) ] J = －57.43

kJ

1-1-5. 10 mol理想气体由25℃，1.0 MPa膨胀到25℃，0.1 MPa，设过程为：( 1 )自由膨胀；( 2 )对抗恒外压力0.1 MPa膨胀；( 3 )定温可逆膨胀。试计算三种膨胀过程中系统对环境作的功。 解：( 1 ) W = 0

( 2 ) W = －psu?V = －psunRT (1/p2-1/p1)

=－0.1 MPa×10 mol×8.314 J·mol?1·K?1×298 K×(1/0.1MPa－1/1.0MPa) =－22.30 kJ

( 3 ) W = －nRTln( V2 / V1 ) = nRT lnp2 / p1 = －57.05 kJ

1-1-6. 计算2 mol理想气体在以下过程中所作的功：( 1 )25℃时，从10.0 dm3定温可逆膨胀到30.0 dm3；( 2 )使外压力保持为101.3 kPa，从10.0 dm3定温膨胀到30.0 dm3；( 3 )在气体压力与外压力保持恒定并相等的条件下，将气体加热，温度从T1 = 298 K升到T2，体积从10.0 dm3膨胀到30.0 dm3 解：( 1 )定温可逆过程，psu = p，

VV

W1 = －[ 2×8.314×298 ln(30.0 / 10.0) ] J = －5.44 kJ W???pdV???pdV??nRTln1su21( 2 )恒外压力过程，psu = 101.3 kPa

W2 = －psu( V2－V1 ) = －101.3×( 30.0－10.0 )×10?3 kJ = －2.03 kJ ( 3 )定压过程，p = psu = C，

p1 = nRT / V = [(2×8.314×298 ) / ( 10.0×10?3 )] Pa= 4.96×105 Pa W2 = －psu( V2－V1 ) = －4.96×105× ( 30.0－10.0 )×10?3 J = －9.91 kJ 1-1-7. 计算：（1）1 mol水在100℃，101.3 kPa下汽化时的体积功。已知在100℃，101.3 kPa时水的比体积（1克水的体积）为1.043 ml·g?1，饱和水蒸气的比体积为1.677 ml·g?1；（2）忽略液体体积计算体积功；( 3 )把水蒸气看做理想气体，计算体积功。 ( 已知H2O的摩尔质量为18.02 g·mol?1。)

解：( 1 ) W = －psu( V2－V1 )=－101.3×[ (1.677－1.043)×18.02×10?3 ]J= －3059 J

( 2 ) W ? －psuV2 = －101.3×103 ? ( 1.677×18.02×10－6) = －3061 J (3)

W = －psu( V2－V1 ) ? －101.3( 30.63－18.02×1.043×10?3 ) J = －3101 J 或 W = －psu( V2－V1 ) ? －psuV2 = －nRT = －1×8.314×373.15 J = －3102 J 1-1-8. 101.3 kPa下，冰在0℃的体积质量(密度)为0.9168×106 g·m?3，水在100℃时的体积质量（密度）为0.9584×106 g·m?3，试求将1 mol 0℃的冰变成100℃的水的过程的功及变成100℃的水气过程的功。设水气服从理想气体行为。H2O的摩尔质量为18.02 g·mol?1。 解：W = －psu[ V(水)－V(冰)]

= [－101.3×103( 18.02 / 0.9584－18.02 / 0.9168 )×10?6 ]J= 0.0864 J W = －psu[V(气)－V(冰) ]

=－101.3×103 [ 8.314×373/101.3×103－18.02 / ( 0.9168×106 ) ] J= －3099 J

nRT1?8.314?373.15V??dm?30.63dmp101.3323

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