物理化学习题课答案(一)

物理化学习题课答案（一）班级：_姓名：_学号：_一. 选择题1. 对于抱负气体的内能有下述四种理解：(1) 状态一定，内能也一定(2) 相应于某一状态的内能是可以直接测定的(3) 相应于某一状态，内能只有一种数值，不也许有两个或两个以上的数值(4) 状态变化时，内能一定跟着变化其中对的的是： ( D )(A)（1）（2） （B）（3）（4）(C)（2）（4） （D）（1）（3）2. 下列宏观过程： (1) pq，273 K 下冰融化为水 (2) 电流通过金属发热(3) 往车胎内打气 (4) 水在 101 325 Pa， 373 K 下蒸发可看作可逆过程的是： ( A )(A)（1）（4） （B）（2）（3）(C)（1）（3） （D）（2）（4）3. 一定量的抱负气体从同一始态出发，分别经 (1) 等温压缩，(2) 绝热压缩到具有相似 压力的终态，以H1，H2分别表达两个终态的焓值，则有： ( C )(A) H1 H2 (B) H1= H2(C) H1 H2 (D) 不能拟定4. 对于下列的四种表述：(1) 由于H = Qp，因此只有等压过程才有H(2) 由于H = Qp，因此Qp也具有状态函数的性质(3) 公式H = Qp只合用于封闭体系(4) 对于封闭体系经历一种不作其他功的等压过程，其热量只决定于体系的始态和终态上述诸结论中对的的是： ( B )(A)（1）（4） （B）（3）（4） (C)（2）（3） （D）（1）（2） 5. H = Qp合用于下列哪个过程？ ( B )(A) 抱负气体从1107Pa对抗恒定的外压1105Pa膨胀到1105Pa(B) 0、101325Pa下冰融化成水(C) 101325Pa下电解CuSO4水溶液(D) 气体从298K，101325Pa可逆变化到373K、10132.5Pa6. 在体系温度恒定的变化中，体系与环境之间： ( CD ) (A) 一定产生热互换 (B) 一定不产生热互换 (C) 不一定产生热互换 (D) 温度恒定与热互换无关7. 在一种刚性的绝热容器中燃 ( B )C6H6(l) + (15/2) O2(g) 6CO2（g）+ 3H2O(g)(A) U = 0 ， H 0 ， W = 0(C) U = 0 ， H = 0 ， Q = 0(D) U 0 ， H 0 ， Q = 08. 体系的压力p(体系)与环境的压力p(环境)有何关系? ( D )(A) 相等 (B) 无关系(C) p(体系) p(环境) (D) 可逆变化途径中p(体系)=p(环境)9. 如图，在绝热盛水容器中，浸有电阻丝，通以电流一段时间，如以电阻丝为体系，则上述过程的Q、W和体系的U值的符号为： ( B )(A) W = 0， Q 0， U 0， Q 0(C) W = 0， Q 0， U 0 (D)W 0 10. 抱负气体卡诺循环的图为下列四种状况中的哪一种? ( BC ) 11. 测定有机物燃烧热Qp，一般使反映在氧弹中进行，实测得热效应为QV。由公式得：Qp = QV + nRT = QV + pV，式中p应为什么值 ( D ) (A) 氧弹中氧气压力 (B) 钢瓶中氧气压力(C) pq (D) 实验室大气压力12. 系经历一种正的卡诺循环后，试判断下列哪一种说法是错误的？ ( D )(A) 体系自身没有任何变化(B) 再沿反方向经历一种可逆的卡诺循环，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13. 在 100 和 25 之间工作的热机，其最大效率为 ( D )(A) 100 % (B) 75 %(C) 25 % (D) 20 %14. 在抱负气体的S-T图中，通过某点可以分别作出等容线和等压线，其斜率分别为STPy ,ST Vx , 则在该点两曲线的关系为： （ A ）（A） x y （C） x = y （D） 无拟定关系15. 某气体状态方程为p = f(V)T ， f (V) 仅表达体积的函数，问在恒温下该气体的熵是随体积的增长而： ( A)（A） 增长 （B）减少 （C）不变 （D）不拟定16. 室温25下， 1 mol 抱负气体进行焦耳实验（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： ( AB )(A) G = -5614 J (B) G 0，rG 0(B) rU 0，rH 0，rG 0，rS 0，rG 0，rH 0，rS = 0，rG 018. 抱负气体与温度为T的大热源接触作等温膨胀，吸热Q，所作的功是变到相似终态的最大功的20，则体系的熵变为( C )（A） Q/T （B）0 （C）5 Q/T （D）Q/T19. 单原子抱负气体的温度由T1变到T2时，等压过程体系的熵变(S)p与等容过程的熵变(S)v之比为( D )（A） 1:1 （B）2:1 （C）3:5 （D）5:320. 在恒温恒压下不作非体积功的状况下，下列哪个过程肯定能自发进行？( C )(A) H 0，S 0(B) H 0，S 0(C) H 0(D) H 0，S 0 。 5. 1 mol单原子分子抱负气体，从p1=202 650 Pa，T1= 273 K在p/T=常数的条件下加热，使压力增长到p2= 405 300 Pa，则体系做的体积功W = 0J。 由于p/T=常数，当p2 = 2p1时，T2 = 2T1，即V2 = V1因此W=06. 当一种化学反映的Cp等于零时，该反映的热效应就不受温度影响。 Kirchhoff定律 7. 对熵产生diS而言,当体系内经历可逆变化时其值=0, 而当体系内经历不可逆变化时其值0。 8. 对于任何宏观物质，其焓H一定内能U (填上 、) ，由于H=U+pV；对于等温抱负气体反映，分子数增多的H一定 U，由于n0 。 9. 在恒熵恒容只做体积功的封闭体系里, 当热力学函数 U 达到最 小 值时,体系处在平衡状态。由于10. 300 K时，将2 mol Zn片溶于过量的稀硫酸中，若反映在敞口容器中进行时放热Qp，在封闭刚性容器中进行时放热QV，则QV Qp= - 4988 J。 11. 在自发过程中,体系的热力学概率和体系的熵的变化方向 相似 ,同步它们又都是 状态函数,两者之间的具体函数关系是S = kln,该式称为玻耳兹曼公式,它是联系宏观量和微观量的重要桥梁。 12. 如图。两条等温线的温度分别为Ta，Tb。1mol抱负气体通过途径1231的W I与通过途径4564的WII大小关系是WI =WII。 13. 在绝热封闭条件下，体系的DS的数值可以直接用作过程方向性的判据, DS = 0 表达可逆过程；DS 0 表达不可逆过程；DS _ Q/T Q为该过程体系吸取的热量 (B) F _ -W (C) F _ -Wf (忽视体积变化) (D) G _0，因此：液态水更稳定。7. 根据熵增长原理，请论证一种封闭体系由始态A到同温的状态B，在等温过程中，可逆过程吸热最多，对外做功最大。且在该体系中所有恒温可逆过程中吸的热和做的功都相等。证明：a. 设体系由状态A经任一等温不可逆过程（I）达到状态B，吸热QiR，做功WiR，此外状态A经等温可逆过程（II）达到状态B，吸热QR，做功WR，用此两过程可以构成一种循环，A通过程I到B，然后经II的逆过程回到A此时，系统复原，由于是等温过程，环境一定是温度为T的热源，由于整个循环过程是不可逆的，因此QRQiR由热力学第一定律 WRWiR因此：|WR|WiR|b. 同理用以上的思路设计涉及两个恒温可逆过程的循环过程，而此过程是可逆的。因此得出两个过程的Q和W都相等。8. 一种绝热容器原处在真空状态，用针在容器上刺一微孔，使298.2K，P的空气缓慢进入，直至压力达平衡。求此时容器内空气的温度。（设空气为抱负的双原子分子）解答：设终态时绝热容器内所含的空气为体系，始终态与环境间有一设想的界面，始终态如 下图所示P=0V1P=PV1, T2P=P,n mol V0T1=298K在绝热相上刺一小孔后，n mol 空气进入箱内，在此过程中环境对体系做功为PV0。体系对真空箱内做功为0。体系做的净功为P V0 ，绝热过程Q0，U W PV0nRT1又抱负气体任何过程：U Cv（T2T1）联立上式：nRT1Cv（T2T1）对于双原子抱负气体 Cv,m2.5R则 T21.4T1417.5K9. 有一种礼堂容积为1000m3，气压为P，室温为293K，在一次大会结束后，室温升高了5K，问与会者们对礼堂内空气奉献了多少热量？解答： 若选用礼堂内温度为293K的空气为体系，则随着的温度升高，室内空气不断向外排出，体系已经不在封闭了，事实上这是一种敞开体系，室内空气随着温度的升高逐渐减少，现选用某一时刻礼堂内的空气为体系，在压力和体积维持恒定期，nPV/ RT。等压过程中的热量计算：会议过程中的总热量：可以近似觉得空气为双原子分子，CP,m=7/2R，P，V，R，T1均已知，T2T15298K代入得 QP6000.8J