1、物理化学物理化学期中期中试卷答案试卷答案 班级 姓名 分数 一、选择题(共 20 题 40 分)1.某理想气体从同一始态(p1,V1,T1)出发,分别经恒温可逆压缩和绝热可逆压缩至同一压力 p2,若环境所做功的绝对值分别为 WT和 WA,问 WT和 WA的关系如何?(A )(A)WTWA (B)WT QV 的反应是：(C )(A)(1),(4)(B)(1),(2)(C)(1),(3)(D)(4),(3)5.Cl2(g)的燃烧热为何值?(D )(A)HCl(g)的生成热 (B)HClO3的生成热 (C)HClO4的生成热 (D)Cl2(g)生成盐酸水溶液的热效应 6.若一气体的方程为 pVm=R
2、T+p(0 常数),则:(A )(A)()TUV=0 (B)()VUp=0 (C)()VUT=0 (D)()pUT=0 7.在体系温度恒定的变化中,体系与环境之间:(C )(A)一定产生热交换(B)一定不产生热交换 (C)不一定产生热交换(D)温度恒定与热交换无关 8.下面陈述中，正确的是：(C )(A)虽然 Q 和 W 是过程量，但由于 QV=U，Qp=H，而 U 和 H 是状态函数，所以QV和 Qp是状态函数 (B)热量是由于温度差而传递的能量，它总是倾向于从含热量较多的高温物体流向含热量较少的低温物体 (C)封闭体系与环境之间交换能量的形式非功即热 (D)两物体之间只有存在温差，才可传递
3、能量，反过来体系与环境间发生热量传递后,必然要引起体系温度变化 9.理想气体在恒定外压 p下,从 10 dm3膨胀到 16 dm3,同时吸热 126 J。计算此气体的 U。(A)-284 J (B)842 J (C)-482 J (D)482 J (C )10.1mol 单原子分子理想气体，从 273 K，202.65 kPa,经 pT=常数的可逆途径压缩到 405.3 kPa的终态，该气体的 U 为：(D )(A)1702 J (B)-406.8 J (C)406.8 J (D)-1702 J 11.已知 H2(g,298 K)+(1/2)O2(g,298 K)=H2O(g,298 K)(1
4、)rH m$(1)=-241.8 kJmol-1 H2(g,298 K)=2H(g,298 K)(2)rH m$(2)=436.0 kJmol-1 O2(g,298 K)=O(g,298 K)(3)rH m$(3)=247.7 kJmol-1 根据上述数据可获得 HO 键的平均键能 HO约为：(B )(A)925.5 kJmol-1 (B)462.8 kJmol-1 (C)120.9 k Jmol-1 (D)241.8 k Jmol-1 12.一可逆热机与另一不可逆热机在其他条件都相同时,燃烧等量的燃料,则可逆热机拖动的列车运行的速度:(B )(A)较快 (B)较慢 (C)一样 (D)不一定
5、13.1mol 单原子分子理想气体从 298 K，202.65 kPa 经历：等温,绝热,等压。三条途径可逆膨胀使体积增加到原来的 2 倍，所作的功分别为 W1,W2,W3，三者的关系是：(D )(A)W1 W2 W3 (B)W2 W1 W3 (C)W3 W2 W1 (D)W3 W1 W2 14.下述说法,何者正确?(C )(A)水的生成热即是氧气的燃烧热 (B)水蒸气的生成热即是氧气的燃烧热 (C)水的生成热即是氢气的燃烧热 (D)水蒸气的生成热即是氢气的燃烧热 15.体系经历一个正的卡诺循环后，试判断下列哪一种说法是错误的？(D )(A)体系本身没有任何变化 (B)再沿反方向经历一个可逆的
6、卡诺循环，最后体系和环境都没有任何变化 (C)体系复原了，但环境并未复原 (D)体系和环境都没有任何变化 16.用 1 mol 理想气体进行焦耳实验（自由膨胀），求得 S=19.16 J K-1，则体系的吉布斯自由能变化为：(B )(A)G=1 9.1 6 J (B)G 1 9.1 6 J (D)G=0 17.物质的量为 n的理想气体从 T1,p1,V1变化到 T2,p2,V2，下列哪个公式不适用(设 CV,m 为常数)？(A )(A)S=nCp,m ln(T1/T2)+nRln(p2/p1)(B)S=nCV,m ln(p2/p1)+nCp,m ln(V2/V1)(C)S=nCV,m ln(T
7、2/T1)+nRln(V2/V1)(D)S=nCp,m ln(T2/T1)+nRln(p1/p2)18.有一真空绝热瓶子，通过阀门和大气隔离，当阀门打开时，大气(视为理想气体)进入瓶内，此时瓶内气体的温度将：(A )(A)升高 (B)降低 (C)不变 (D)不定 19.理想气体由同一始态出发,分别经(1)绝热可逆膨胀，(2)多方过程膨胀,达到同一体积V2,则熵变S1和S2之间的关系为：(C )(A)S1S2 (B)S1S2 (C)S1=S2 (D)两者无确定关系 20.某气体的状态方程为 p(V/n)-b=RT,式中 b 为常数,n 为物质的量。若该气体经一等温过程,压力自 p1变至 p2,则
8、下列状态函数的变化,何者为零?(A )(A)U (B)H (C)S (D)G 二、填空题(共 5 题 10 分)21.某气体服从状态方程 pVm=RT+p（0 的常数），若该气体经恒温可逆膨胀，其内能变化Um=_ 答 零 J。dU=TdS-pdV (U/V)T=T(S/V)T-p=T(p/T)V-p =TR/(V-)-RT/(V-)=0 所以 U=0 22.选择“”、“”、“”中的一个填入下列空格：若反应 C(s)+O2(g)=CO2(g)在恒温、恒压条件下发生，其 rHm 23.某理想气体，等温(25)可逆地从 1.5 dm3膨胀到 10 dm3时，吸热 9414.5 J，则此气体的物质的量
9、为 摩尔。答 Q=W=nRTln(V2/V1)，n=2 mol 24.已知 (1)2Al(s)+6HCl(aq)=2AlCl3(aq)+3H2(g)rH m,1$(298 K)=-1003 kJmol-1 (2)H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)rH m,2$(298 K)=-184.1 kJmol-1 (3)HCl(g)+nH2O=HCl(aq)rH m,3$(298 K)=-72.45 kJmol-1 (4)AlCl3(s)+nH2O=AlCl3(aq)rH m,4$(298 K)=-321.5 kJmol-1 则无水 AlCl3在 298 K 的标准摩尔生成焓为 。答 0.5(1)
10、+1.5(2)-(4)+3(3)Al(s)+(3/2)Cl2(g)=AlCl3(s)f mH$(AlCl3,s)=-673.5 kJmol-1 25.对于任何宏观物质，其焓 H 一定 _ 内能 U(填上、)，因为 _；对于等温理想气体反应，分子数增多的 H 一定 _U，因为 _ _。答 一定大于(因为 H=U+pV)；一定大于；因为 H=U+(n)RT，而 为正。三、计算题(共 4 题 40 分)26.(10 分)一绝热恒容箱被绝热隔板分为左、右两部分，分别充以理想气体 A,B，起始状态如下图所示。已知 CV,A=1.5R，CV,B=2.5R。抽去绝热隔板当体系达平衡时，求混合过程中体系的 S
11、。答 VA=nARTA/pA=0.02462 m3，VB=nBRTB/pB=0.06564 m3 V=VA+VB=0.9026 m3 Q=0,W=0,U=0 (2 分)由 nACV,A(T-TA)+nBCV,B(T-TB)=0 解得 T=37 6.9 K (3 分)S=SA+SB=nARln(V/VA)+nACV,Aln(T/TA)+nBRln(V/VB)+nBCV,Bln(T/TB)=16.72 JK-1 (5 分)27.(10 分)利用下列所给数据，计算甲烷在纯氧中完全绝热恒压燃烧，反应进度为 1mol 时火焰的温度，甲烷和氧气在 25时按化学方程式的化学计量数比混合。(1)CH4(g)+
12、2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)；cH(298 K)=-820 kJmol-1 (2)物质 Cp/JK-1mol-1 CO2(g)26.4+4.26 10-2T/K H2O(g)32.4+0.21 10-2T/K 这里 T 为绝对温度。答 设火焰温度为 T cH=H1+H2=0 (2 分)T=4 383 K (5 分)28.(10 分)298 K 时，乙醇(l)的cHm$=-1366.9 kJmol-1,CO2(g)和 H2O(l)的fHm$分别为-393.5 和 285.9 kJmol-1。（1）写出乙醇燃烧反应以及 CO2(g)，H2O(l)的生成反应的热化学方程式。（2）计算
13、C2H5OH(l)的标准摩尔生成热。（3）若 2.0 mol C2H5OH(l)在氧弹中燃烧，其热效应 QV为多少？答 （1）25222C H OH(l)3O(g)2CO(g)+3H O(l)+cHm$=-1366.9 kJmol-1 22C(s)+O(g)CO(g)fHm$=-393.5 kJmol-1 2221H(g)+O(g)H O(l)2 fHm$=-285.9 kJmol-1 (3 分)（2）cHm$=-1366.9 kJmol-1=2fHm$(CO2)+3fHm$(H2O)-fHm$(C2H5OH)得fHm$(C2H5OH)=-277.8 kJmol-1 (3 分)（3）=nRTQ
14、QpV2cHm$-2RT=-2728.8 kJmol-1 (4 分)29.设有 1molN2,温度为 0，压力为 101.3kPa,试计算下列过程的 Q、W、U、（已知 N2的 Cv,m=5/2R)(1)定容加热至压力为 152.0kPa (2)定压膨胀至原来体积的 2 倍 答：低压下的真实气体通常可按理想气体对待 （1）定容加热 W1=0 V1=nRT1/P1=22.42 dm3 T2=P2V2/nR=P2V1/nR=410K Q1=U1=nCv,m(T2-T1)=2.844 kJ H1=n(Cv,m+R)(T2-T1)=3.982 kJ (2)定压膨胀 T2=P2V2/nR=2P1V1/n
15、R=546.3 K U2=nCv,m(T2 -T1)=5.677 kJ Q2=H2 =nCp,m(T2 -T1)=7.948 kJ W2=U2-Q2=5.677 kJ 7.948 kJ=-2.271kJ 或 W2=-Pamb V=-2.271kJ 四、问答题(共 2 题 10 分)30.(5 分)请在下列 p-V，T-p，T-S，U-S 及 S-V 坐标图上绘出理想气体卡诺循环的状态变化（用箭头标明各步的变化方向）。答 31.(5 分)一理想气体经下列不同可逆过程使体积增加一倍，(1)等压过程 (2)等温过程 (3)绝热过程 请说明：(A)哪一过程的终态温度最高 (B)哪一过程对外做功最大 (C)哪一过程吸收热量最多 答 (1)等压膨胀 (1.5 分)(2)等压膨胀 (1.5 分)(3)等压膨胀 (2 分)
