物理化學(xué)習(xí)題庫及答案

第一章熱力學(xué)第一定律

選擇題

1.熱力學(xué)第一定律AU=Q+W只適用于（）

（A）單純狀態(tài)變化（B）相變化（C）化學(xué)變化（D）封閉物系

的任何變化答案：D

2.關(guān)于熱和功，下面的說法中，不正確的是

（A）功和熱只出現(xiàn)于系統(tǒng)狀態(tài)變化的過程中，只存在于系統(tǒng)和環(huán)境間的界面上

（B）只有在封閉系統(tǒng)發(fā)生的過程中，功和熱才有明確的意義

（C）功和熱不是能量，而是能量傳遞的兩種形式，可稱之為被交換的能量

（D）在封閉系統(tǒng)中發(fā)生的過程中，如果內(nèi)能不變，則功和熱對(duì)系統(tǒng)的影響必互相抵消

答案：B

2.關(guān)于玲的性質(zhì)，下列說法中正確的是（）

（A）始是系統(tǒng)內(nèi)含的熱能，所以常稱它為熱燃（B）始是能量，它遵守?zé)崃W(xué)第

一定律

（C）系統(tǒng)的始值等于內(nèi)能加體積功（D）始的增量只與系統(tǒng)的始末態(tài)

有關(guān)答案：D。因蛤是狀態(tài)函數(shù)。

3.涉及始的下列說法中正確的是（）

（A）單質(zhì)的烙值均等于零（B）在等溫過程中烙變?yōu)榱悖–）在絕熱可逆過程中

燃變?yōu)榱?/p>

（D）化學(xué)反應(yīng)中系統(tǒng)的焙變不一定大于內(nèi)能變化答案：D。因?yàn)槔幼儭鱄=AU+A

（pV）,可以看出若△（pV）<0則AHVAU。

4.下列哪個(gè)封閉體系的內(nèi)能和烙僅是溫度的函數(shù)（）

（A）理想溶液（B）稀溶液（C）所有氣體（D）理想氣體

答案：D

5.與物質(zhì)的生成熱有關(guān)的下列表述中不正確的是（）

（A）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下單質(zhì)的生成熱都規(guī)定為零（B）化合物的生成熱一定不為零（C）很多

物質(zhì)的生成熱都不能用實(shí)驗(yàn)直接測(cè)量

（D）通常所使用的物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成熱數(shù)據(jù)實(shí)際上都是相對(duì)值答案：A。按規(guī)定，

標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下最穩(wěn)定單質(zhì)的生成熱為零。

6.dU=CvdT及dUm=Cv,mdT適用的條件完整地說應(yīng)當(dāng)是（）

（A）等容過程（B）無化學(xué)反應(yīng)和相變的等容過程（C）組成不變的均相系統(tǒng)的等容過

程

（D）無化學(xué)反應(yīng)和相變且不做非體積功的任何等容過程及無反應(yīng)和相變而且系統(tǒng)內(nèi)能只與

溫度有關(guān)的非等容過程答案：D

7.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）兩種理想氣體的混合過程（D）純

液體的真空蒸發(fā)過程

答案：D,因液體分子與氣體分子之間的相互作用力是不同的故內(nèi)能不同。另外，向真空蒸

發(fā)是不做功的，W=0,故由熱力學(xué)第一定律AU=Q+W得AU=Q,蒸發(fā)過程需吸熱Q>0,故

△U>0?

8.第一類永動(dòng)機(jī)不能制造成功的原因是（）

（A）能量不能創(chuàng)造也不能消滅（B）實(shí)際過程中功的損失無法避免（C）能量傳遞的形

式只有熱和功①）熱不能全部轉(zhuǎn)換成功

答案：A

9.蓋斯定律包含了兩個(gè)重要問題，即()

(A)熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第三定律(B)熱力學(xué)第一定律及熱的基本性質(zhì)

(0熱力學(xué)第三定律及熱的基本性質(zhì)(D)熱力學(xué)第一定律及狀態(tài)函數(shù)的基本特征

答案：D

10.當(dāng)某化學(xué)反應(yīng)△rCp,m<0,則該過程的隨溫度升高而()

(A)下降(B)升高(C)不變(D)無規(guī)律答案：Ao根據(jù)Kirchhoff公

式d△月，夏)1打=“可以看出。

11.在下面涉及蓋斯定律的表述中，不正確的是()

(A)對(duì)在等溫等壓且不做非體積功的條件下，發(fā)生的各個(gè)化學(xué)反應(yīng)過程和相變過程，可使

用蓋斯定律

(B)對(duì)在等溫等容且不做功的條件下，發(fā)生的各個(gè)化學(xué)反應(yīng)過程，可使用蓋斯定律

(0同一物質(zhì)在蓋斯定律涉及的幾個(gè)反應(yīng)中都出現(xiàn)時(shí)，只要無溶解等現(xiàn)象，相態(tài)不同也可

加減

(D)利用蓋斯定律求某個(gè)反應(yīng)的熱效應(yīng)時(shí)可引入一些別的反應(yīng)，設(shè)想一些中間步驟，無論實(shí)

際反應(yīng)是否按這些中間步驟進(jìn)行都可以

答案：C

12.下面的說法符合熱力學(xué)第一定律的是()

(A)在一完全絕熱且邊界為剛性的密閉容器中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，其內(nèi)能一定變化

(B)在無功過程中，內(nèi)能變化等于過程熱，這表明內(nèi)能增量不一定與熱力學(xué)過程無關(guān)

(C)封閉系統(tǒng)在指定的兩個(gè)平衡態(tài)之間經(jīng)歷絕熱變化時(shí)，系統(tǒng)所做的功與途徑無關(guān)

(D)氣體在絕熱膨脹或絕熱壓縮過程中，其內(nèi)能的變化值與過程完成的方式無關(guān)

答案：C。因絕熱時(shí)△U=Q+W=W。(A)中無熱交換、無體積功故△U=Q+W=O。(B)

在無功過程中AU=Q,說明始末態(tài)相同熱有定值，并不說明內(nèi)能的變化與過程有關(guān)。(D)中

若氣體絕熱可逆膨脹與絕熱不可逆膨脹所做的功顯然是不同的，故AU亦是不同的。這與內(nèi)

能為狀態(tài)函數(shù)的性質(zhì)并不矛盾，因從同一始態(tài)出發(fā)，經(jīng)絕熱可逆膨脹與絕熱不可逆膨脹不可

能到達(dá)同一終態(tài)。

13.關(guān)于熱平衡，下列說法中正確的是()

(A)系統(tǒng)處于熱平衡時(shí)，系統(tǒng)的溫度一定等于環(huán)境的溫度(B)并不是所有熱力學(xué)平衡系

統(tǒng)都必須滿足熱平衡的條件

(0若系統(tǒng)A與B成熱平衡，B與C成熱平衡，則A與C直接接觸時(shí)也一定成熱平衡

(D)在等溫過程中系統(tǒng)始終處于熱平衡

答案：C。(A)中系統(tǒng)處于熱平衡時(shí)，若為絕熱系統(tǒng)則系統(tǒng)的溫度與環(huán)境無關(guān)，故不一

定等于環(huán)境溫度。(D)等溫過程中，系統(tǒng)不一定處于熱平衡中。例如，A的溫度大于B,A

向B傳熱，而B向外散熱。若傳入B的熱與從B散去的熱相等，則B的溫度不變，為一等溫

過程，但A與B之間卻并沒有達(dá)到熱平衡。

14.關(guān)于節(jié)流膨脹，下列說法正確的是

(A)節(jié)流膨脹是絕熱可逆過程(B)節(jié)流膨脹中系統(tǒng)的內(nèi)能變化(C)節(jié)流膨脹中系統(tǒng)的蛤值改變

(D)節(jié)流過程中多孔塞兩邊的壓力不斷變化

答案：B

15.在一個(gè)循環(huán)過程中，物系經(jīng)歷了i步變化，則

(A)EQi=0(B)ZQi-ZWi=0(C)EWi=0(D)ZQi+ZWi=0答案：D。因

為△U=ZQi+ZWi,循環(huán)過程AU：。。

16.與物質(zhì)的燃燒熱有關(guān)的下列表述中不正確的是

(A)可燃性物質(zhì)的燃燒熱都不為零(B)物質(zhì)的燃燒熱都可測(cè)定，所以物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒

蛤不是相對(duì)值

(0同一可燃性物質(zhì)處于不同狀態(tài)時(shí)，其燃燒熱不同(D)同一可燃性物質(zhì)處于不同溫度下,

其燃燒熱之值不同答案：B。

17.關(guān)于基爾霍夫定律適用的條件，確切地說是

(A)等容條件下的化學(xué)反應(yīng)過程(B)等壓條件下的化學(xué)反應(yīng)過程(C)等壓或等容且不

做非體積功的化學(xué)反應(yīng)過程

(D)純物質(zhì)在不同溫度下的可逆相變過程和等壓反應(yīng)過程

答案：C

18.關(guān)于熱力學(xué)可逆過程，下面的說法中不正確的是

(A)可逆過程不一定是循環(huán)過程(B)在等溫可逆過程中，系統(tǒng)做功時(shí)，系統(tǒng)損失的能量最

小

(0在等溫可逆過程中，環(huán)境做功時(shí)，系統(tǒng)得到的功最小(D)可逆過程中的任何一個(gè)中間態(tài)

都可從正逆兩個(gè)方向到達(dá)

答案：Bo因可逆過程系統(tǒng)做最大功，故系統(tǒng)損失的能量最大。

19.理想氣體自由膨脹與范德華氣體絕熱自由膨脹的區(qū)別在于范德華氣體經(jīng)絕熱自由膨脹后

(A)AH豐0(B)W=0(C)AU*O(D)Q=0答案：A。上述兩過程因絕熱和不做功故W

與Q均為零。于是AU亦均為零。理想氣體自由膨脹的始未變，但范德華氣體絕熱自由膨脹

的蛤卻不等于零。因?yàn)檎鎸?shí)氣體的焰不僅是溫度的函數(shù)也是壓力或體積的函數(shù)。

20.如圖，在絕熱盛水容器中，浸入電阻絲，通電一段時(shí)間，通電后水及電阻絲的溫度均略

有升高，今以電阻絲為體系有：

jlljljljllfl

(A)〃=0,0<0,U<0(B).W>0,0<0,U>0

(C)W<0,0<0,U>0(D).W<0,0=0,U>0

答案：Bo電阻絲得到電功，故W>0；電功全部轉(zhuǎn)化為熱并部分傳給水，故Q<0；電阻

絲仍有部分熱沒有傳給水，故U>01,

21.如圖，用隔板將剛性絕熱壁容器分成兩半，兩邊充入壓力不等的空氣(視為理想氣體)，

已知0右>。/，將隔板抽去后：

空氣空氣

P在P右

(A)0=0,W=0,U=0(B)g0,〃<0,U>0(C).0>0,W<0,U>0

(D)U=0,gW0

答案：A?因系統(tǒng)為恒容絕熱，Q=W=0,故〃=0。

22.對(duì)于理想氣體，下列關(guān)系中哪個(gè)是不正確的：

dUdU

(A)~dT~dV

'dH'(dU

(C)(D)

l劭

答案：A。理想氣體的內(nèi)能只是溫度的函數(shù)。

23.凡是在孤立體系中進(jìn)行的變化，其〃和〃的值一定是：

(A)U〉0,H〉0(B)U=0,H=0(C)U<0,H<0(D)U=0,H

大于、小于或等于零不能確定。答案：D?

24.在實(shí)際氣體的節(jié)流膨脹過程中，哪一組描述是正確的：

(A)0>0,H=0,p<0(B)0=0,〃<0,p>0(C)0=0,H=0,

p<0(D)0<0,H=0,p<0

答案：C。節(jié)流膨脹過程恒玲絕熱且壓力降低。

25.〃=Q此式適用于哪一個(gè)過程：

(A)理想氣體從101325Pa反抗恒定的10132.5Pa膨脹到10132.5Pa(B)在0℃、101325Pa

下，冰融化成水

(C)電解CuSO”的水溶液(D)氣體從(298K,101325Pa)可逆變化到(373K,10132.5Pa)

答案：Bo〃=Q成立的條件是恒壓、W'=0。

26.一定量的理想氣體，從同一初態(tài)分別經(jīng)歷等溫可逆膨脹、絕熱可逆膨脹到具有相同壓力

的終態(tài)，終態(tài)體積分別為匕、玄。

(A)匕<%(B)匕:玄(C)匕>%(D)無法確定

答案：C(因絕熱過程無法從環(huán)境吸熱，則同樣溫度下壓力較低，體積較小。)

27.某化學(xué)反應(yīng)在恒壓、絕熱和只作體積功的條件下進(jìn)行，體系溫度由7；升高到12,則此

過程的婚變H-.

(A小于零(B)大于零(C)等于零(D)不能確定答案：C?因恒壓、不做

其它功，=Qp,又因絕熱故=o

28.下圖為某氣體的p-S圖。圖中AfB為恒溫可逆變化，ATC為絕熱可逆變化，ATD為

多方不可逆變化。B,C,D態(tài)的體積相等。問下述關(guān)系中哪一個(gè)錯(cuò)誤？

(A)TB>TQ(B)幾>。(C)7；>[(D)]>]答案：B

29.在體系溫度恒定的變化過程中，體系與環(huán)境之間：

(A)一定產(chǎn)生熱交換(B)一定不產(chǎn)生熱交換

(C)不一定產(chǎn)生熱交換(D)溫度恒定與熱交換無關(guān)答案：0?例如，理想氣

體自由膨脹為恒溫過程，W=0,Q=0,

30.某絕熱封閉體系在接受了環(huán)境所做的功后，其溫度：

(A)一定升高(B)一定降低(C)一定不變(D)不一定改變

答案：A

31.體系的狀態(tài)改變了，其內(nèi)能值：

(A)必定改變(B)必定不變(C)不一定改變(D)狀態(tài)與內(nèi)能無關(guān)答案：C?例如，理

想氣體恒溫下體積發(fā)生變化其內(nèi)能不變。

32.在一定八。下，氣化始四”，熔化始自，和升華蛤的關(guān)系：

(A)(B),，〉(C)”#=,，+.H

(D),J!>答案：D

33.一可逆熱機(jī)與一不可逆熱機(jī)在其它條件都相同時(shí)，燃燒等量的燃料，則可逆熱機(jī)牽引的

列車行走的距離：

(A)較長(B)較短(C)一樣(D)不一定

答?案：A

34.封閉體系中，有一個(gè)狀態(tài)函數(shù)保持恒定的變化途徑是什么途徑？

(A)一定是可逆途徑(B)一定是不可逆途徑(C)不一定是可逆途徑(D)體系沒

有產(chǎn)生變化答案：C

35.某體系在非等壓過程中加熱，吸熱。，使溫度從7；升到心，則此過程的爆增量H：

(A)〃=0⑻//=0(C)H=U+(D)，等于別的值。

答案：C

36.非理想氣體進(jìn)行絕熱自由膨脹時(shí)，下述答案中哪一個(gè)錯(cuò)誤：

(A)0=0⑻/=0(C)U=0(D)H-0

答案：D

37.下述哪一種說法正確：

(A)理想氣體的焦耳一湯姆遜系數(shù)u不一定為零(B)非理想氣體的焦耳一湯姆遜系數(shù)"

一定不為零

(C)理想氣體不能用作電冰箱的工作介質(zhì)(D)使非理想氣體的焦耳一湯姆遜系數(shù)u為零

的p,T值只有一組

答案：C。因理想氣體的焦耳一湯姆遜系數(shù)等于零，膨脹后不能致冷，故不能用作冰箱

的工作介質(zhì)。

38.欲測(cè)定有機(jī)物的燃燒熱Q,一般使反應(yīng)在氧彈中進(jìn)行，實(shí)測(cè)得熱效為由公式得：Q

=<?〃+△nRT-0+pAV,式中p應(yīng)為何值？

(A)氧彈中氧氣壓力⑻鋼瓶中氧氣壓力(C)p3(D)實(shí)臉室

大氣壓力答案：D

39.下述說法何者正確：

(A)水的生成熱即是氧氣的燃燒熱(B)水蒸汽的生成熱即是氧氣的燃燒熱(C)水的生成熱

即是氫氣的燃燒熱(D)水蒸汽的生成熱即是氫氣的燃燒熱

答案：C

40.一恒壓反應(yīng)體系，若產(chǎn)物與反應(yīng)物的>0,則此反應(yīng)：

(A)吸熱(B)放熱(C)無熱效應(yīng)(D)吸放熱不能肯定

；問答題

1.對(duì)理想氣體來說AUT=0,是否說明若水蒸氣為理想氣體則在25℃下將水蒸發(fā)成水蒸氣時(shí)

△5=0?

答：溫度不變內(nèi)能則不變的說法只是對(duì)理想氣體才適用。水蒸發(fā)變?yōu)樗魵獠环洗藯l

件，故不成立。實(shí)際上水蒸發(fā)過程需吸收熱量q=AU—W,可見所吸之熱一部分對(duì)外做功，

一部分使內(nèi)能增加。

2.說明下列有關(guān)功的計(jì)算公式的使用條件。

(1)w=-p(外)AV(2)W=-nRTInV2/V1(3)W^-pV=-nRT(4)W=CvAT(5)

W=-nR(T2-7；)/(l-/)Y=Cp/Cv

答：由體積功計(jì)算的一般公式%=-Jp（外）dP可知：

（1）外壓恒定過程。則W=-p（外）AV,（2）理想氣體恒溫可逆過程。此時(shí)p（外）=p（內(nèi)），

pV=nRT,W國dV=-RTTn巴

VVt

（3）液體在恒溫恒壓p（外）=p（內(nèi)）下蒸發(fā)成氣體，此蒸氣為理想氣體，且液體體積與

氣體體積相比較可以略去。%=一口（外）（曝一匕液）2一0（內(nèi)）%=一〃RT。

（4）理想氣體絕熱過程。AU=W=CvAT

（5）理想氣體絕熱可逆過程。pF；==k,代入功的積分式可得

W=-nR（T2-7］）/（l-/）?

3.從同一始態(tài)膨脹至體積相同的終態(tài)時(shí)，為什么理想氣體的恒溫膨脹功總大于絕熱可逆膨

脹功？

答：兩過程中壓力下降程度不同，理想氣體恒溫可逆膨脹過程中從環(huán)境吸熱因此壓力下

降較小，而理想氣體絕熱可逆膨脹過程中無法從環(huán)境吸熱故壓力下降較大，因此理想氣體恒

溫可逆膨脹過程所做的功總是大于絕熱可逆膨脹過程所做的功。

4.為什么膨脹功和壓縮功均使用相同的公式%=-Jp（外）dV?

答：熱力學(xué)中功是以環(huán)境為基礎(chǔ)，即以環(huán)境所留下的變化來衡量的。膨脹時(shí)，系統(tǒng)抵抗

外壓對(duì)環(huán)境做功，環(huán)境得到功，相當(dāng)于將一重物升高。因此%=—Jp（外）dV?當(dāng)外壓

大于系統(tǒng)壓力時(shí)，系統(tǒng)被壓縮，環(huán)境對(duì)系統(tǒng)做功，相當(dāng)于重物高度下降，環(huán)境損失掉做功的

能力，本身做功的能力就減小。因此壓縮過程中，起作用的壓力不是內(nèi)壓而是外壓，外壓決

定了系統(tǒng)做功的大小，故其體積功的表達(dá)式仍為%=一，2（外）dV.

5.理想氣體恒溫條件下反抗恒外壓膨脹，則

（1）AH=AU+A（pV）,AU=O,A（pV）=0,故AH=0（2）AH=AU+pAV,AU

=0,pAV*0,故AH#：。

上面兩個(gè)考慮問題的方法哪個(gè)是正確的？

答：方法（1）是正確的。理想氣體內(nèi)能只是溫度的函數(shù)，因恒溫故△U=0,理想氣體

恒溫下pV=nRT為常數(shù)，故A（pV）=0。方法（2）的錯(cuò)誤在于H=U+pV中的p是指系統(tǒng)的

壓力。在反抗恒外壓膨脹過程中，系統(tǒng)的壓力既不是常數(shù)亦不等于外壓，因此不能認(rèn)為△（pV）

=pAVo

6.系統(tǒng)經(jīng)一個(gè)循環(huán)后，AH、AU.Q、W是否皆等于零？

答：否。其中H和U為狀態(tài)函數(shù)，系統(tǒng)恢復(fù)至原態(tài)后其值復(fù)原，即AHnO、△U=0?而熱與

功是與途徑有關(guān)的函數(shù)，一般不會(huì)正好抵消而復(fù)原，除非在特定條件下，例如可逆絕熱膨脹

后又可逆絕熱壓縮回至原態(tài)，或可逆恒溫膨脹后又可逆恒溫壓縮回至原態(tài)等。

7.理想氣體從p1絕熱膨脹至p2時(shí)，W=AU,絕熱膨脹時(shí)若外壓為零則W=0,AU=O;若

外壓不為零則AU豐0。以上兩AU不相等與U為狀態(tài)函數(shù)的性質(zhì)是否矛盾？

答：不矛盾。在本例中，從同一始態(tài)出發(fā)進(jìn)行絕熱膨脹，若外壓不同則終態(tài)是不可能相

同的。因此AU亦不會(huì)相同。若外壓不等于零時(shí)，系統(tǒng)的內(nèi)能要消耗一部分用以轉(zhuǎn)化為功，

同時(shí)系統(tǒng)的溫度要下降：當(dāng)外壓等于零時(shí)，系統(tǒng)不對(duì)外做功，不消耗內(nèi)能故AU=0,同時(shí)系

統(tǒng)的溫度也不變。

8.25"C101.325Kpa下Cu-Zn電池放電做功時(shí)放熱4561J。問些反應(yīng)的AH是否就是4561J?

答：否。Qp=2\H的條件是恒壓、只做體積功。此電池放電時(shí)做出電功，不符合上述條

件，故AH彳Qp。

9.25℃100KPa下液態(tài)氟的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成熱（298K）為零嗎？

答：否。因?yàn)榘匆?guī)定只有25°C100Kpa下最穩(wěn)定的單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成熱才為零。液態(tài)

氮雖為單質(zhì)，但在25℃100Kpa下不能穩(wěn)定存在，故其A/"；（298K）不等于零。只有氣態(tài)

氮的△/H；（298K）才為零。

10.下面的說法是否正確，并說明理由？

（1）系統(tǒng)的始等于等壓熱。（2）系統(tǒng)的始改變值A(chǔ)H等于等壓熱。（3）系統(tǒng)的始等于

系統(tǒng)的熱量。

答：（1）不正確。系統(tǒng)的焰H=U+pV。蛤具有能量的單位，但其絕對(duì)值是不知道的，烙并

沒有明確的物理意義。因此系統(tǒng)的燃不等于等壓熱。

（2）不正確。AH=Qp的條件是等壓且不做其它功。符合上述條件時(shí)AH才等于等壓熱。

（3）不正確。給為狀態(tài)函數(shù)，狀態(tài)一定焙有確定值。而熱是與過程有關(guān)的函數(shù)。只有△

H（而不是H）在等壓和不做其它功的條件下才等于過程的熱。

11.對(duì)于一定量的理想氣體，溫度一定時(shí)，內(nèi)能與焙是否一定？是否對(duì)所有氣體來說溫度一

定，內(nèi)能與蛤都一定呢？

答：對(duì)理想氣體來說，其內(nèi)能與燃只是溫度的函數(shù)。故溫度一定內(nèi)能與焙就一定。其它

氣體內(nèi)能與烙不僅是溫度的函數(shù)而且是壓力或體積的函數(shù)，故溫度一定還要指定壓力或體積

內(nèi)能與蛤才有確定值。

12.1mol理想氣體從0℃恒容加熱至100℃和從0℃恒壓加熱至100℃,AU是否相同？Q是

否相同？W是否相同？

答：理想氣體內(nèi)能只是溫度的函數(shù)，故AU是相同的。因熱和功是與過程有關(guān)的，故Q

和W是不相同的。恒容加熱不對(duì)外做功，而恒壓加熱系統(tǒng)對(duì)外做體積功。

13.一個(gè)絕熱氣缸有一理想絕熱活塞（無磨擦、無重量），其中含有理想氣體，內(nèi)壁繞有電

阻絲，當(dāng)通電時(shí)氣體就慢慢膨脹。因?yàn)槭且坏葔哼^程，Qp=AH,又因?yàn)槭墙^熱系統(tǒng)，Qp

=0,所以AH=0。這結(jié)論對(duì)嗎？

答：不對(duì)。此過程因環(huán)境對(duì)系統(tǒng)做了電功，故Qp手AH。

14.下列兩個(gè)過程是否都是循環(huán)過程？

（1）由H,與合成水，然后再電解成比與2；

（2）金屬銅在試管中氧化成氧化銅，然后再通入氫氣，使氧化銅還原為銅（以銅為體系

與以銅和氧為體系有何不同）。

答：（1）為循環(huán)過程。（2）若以銅為系統(tǒng)，是循環(huán)過程；若以銅和氧為系統(tǒng)，則不是循

環(huán)系統(tǒng)。因?yàn)槿粲脷錃膺€原，氧生成水而未能還原成氧。

；是非題

1.（）恒容下，一定量的理想氣體在溫度升高時(shí)，其內(nèi)能將增加。

2.()理想氣體反從10/反抗恒定外壓膨脹到/過程中△HuQp

3.()對(duì)于封閉體系來說，當(dāng)過程的始態(tài)與終態(tài)確定后，Q+W或W(當(dāng)Q=0時(shí))就有

確定值。

4.()相變過程一定是恒溫恒壓過程。

5.()從始終態(tài)的角度看，對(duì)于狀態(tài)函數(shù)，凝華可以看作冷凝和凝固的加和。

6.()一般來說，相變時(shí)，體系內(nèi)能不會(huì)發(fā)生變化。

7.()在絕熱、密閉、堅(jiān)固的容器中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，4U一定為零，4H不一定為零。

8.()一氧化碳的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成始也是同溫下石墨的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒蛤。

9.()單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成烙為零。

10.()等溫等壓下液態(tài)水蒸發(fā)為水蒸氣，如把水蒸氣看成理想氣體，因溫度不變，故

過程的AUR；AH=01,

11.()穩(wěn)定單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成始■為零。

12.()一般來說，相變時(shí)，體系內(nèi)能不會(huì)發(fā)生變化。

;填空題

1.已知反應(yīng)A(g)+B(g)TC(g)+H20(l)在298.15K時(shí)的恒容摩爾反應(yīng)熱為100kJ，

則在同溫下該反應(yīng)的恒壓反應(yīng)熱

0=a+v*RT(計(jì)算式)=100kJ?mo「'+(-1)*8.3145X1(TkJ?K：?mor'X

298.15K=102.5kJ?。(2分)

2.節(jié)流膨脹過程又稱為恒蛤過程.多數(shù)氣體經(jīng)此過程后引起溫度下降.(2

分)

3.25℃下，1molN(可視為理想氣體)由1dm3膨脹到5dm3，吸熱2kJ,則對(duì)外作

功W=2kJ(按系統(tǒng)得功為正的規(guī)定).

4.1mol可看作理想氣體)等溫可逆地由100kPa、20drr?壓縮至200kPa,終態(tài)體積

V=10dm3

5.化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)變換公式QP-Q,=AnRT的適用條件是封閉系統(tǒng),非體積功為零.

反應(yīng)組分中的氣體為理想氣體。

；計(jì)算題

1.在298.15K時(shí)，使5.27克的甲醇(摩爾質(zhì)量為32克)在彈式量熱計(jì)中恒容燃燒，放出

119.50kJ的熱量。忽略壓力對(duì)始的影響。

(1)計(jì)算甲醇的標(biāo)準(zhǔn)燃燒蛤。

(2)已知298.15K時(shí)為0⑴和COKg)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成妗■分別為一285.83kJ?moF\一

393.51kJ?mol-',計(jì)算CH30H(I)的。

(3)如果甲醇的標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)殆為35.27kJ-mor',計(jì)算CH30H(g)的(10分)

解：(1)甲醇燃燒反應(yīng)：CH30H⑴+2o2(g)TC02(g)+2H2O(I)

-

△CU.=-119.50kJ/(5.27/32)moI=-725.62kJ?mol'

△4=+>B(g)RT

=(-725.62-0.5X8.3145X298.15X10-3)kJ?.mol

==-725.6-0.5*8.314*0.29815\#"0.0"-726.86kJ?moI

(2)△4=△乩(C02)+2△乩(H20)-△乩[CH30H⑴]

△掰m[CH30H(I)]=△仇(C02)+2△，/(H20)-△4

=[-393.51+2X(-285.83)-(-726.86)]kJ?mol-'

==-393.51-2*285.83+726.8-238.31kJ?mol

(3)CH3OH(I)TCH30H(g),△叩名，=35.27kJ?.mol

△人[CH30H(g)]=△乩[CH30H(I)]+=(-238.31+35.27)kJ?.mol

=-203.04kJ?moF'

2.在一定壓力p和溫度298.2K的條件下，ImolCzHQH⑴完全燃燒時(shí)所做的功是多少？設(shè)

體系中氣體服從理想氣體行為。

解：反應(yīng)方程

C2H5OH(l)+3O2(g)---------->2CO2(g)+H2O(l)(1分)

這是等溫、等壓下的化學(xué)反應(yīng)：

（2分）

w=-P(y1-v^

kn,RT3RTy「叫RTJRT

匕=-----=-----（2分）

PPP

,2RT3RT、八一

W=-p(--------------)=-(2-3)x7?7

PP（1分）

=Ar=8.314x298.2=24797

第二章熱力學(xué)第二定律

選擇題

1.AG=0的過程應(yīng)滿足的條件是

（A）等溫等壓且非體積功為零的可逆過程（B）等溫等壓且非體積功為零的過程（C）等溫

等容且非體積功為零的過程

（D）可逆絕熱過程

答案：A

2.在一定溫度下，發(fā)生變化的孤立體系，其總炳

（A）不變（B）可能增大或減?。–）總是減?。―）總是增大答案：D。因孤立系發(fā)生的變化必

為自發(fā)過程，根據(jù)炳增原理其炳必增加。

3.對(duì)任一過程，與反應(yīng)途徑無關(guān)的是

（A）體系的內(nèi)能變化（B）體系對(duì)外作的功（C）體系得到的功（D）體系吸收的熱

答案：A。只有內(nèi)能為狀態(tài)函數(shù)與途徑無關(guān)，僅取決于始態(tài)和終態(tài)。

4.下列各式哪個(gè)表示了偏摩爾量：

8UdH}8A

(A)(B)(0(D)

加Jr/嗎

M叫

答案：Ao首先根據(jù)偏摩爾量的定義，偏導(dǎo)數(shù)的下標(biāo)應(yīng)為恒溫、恒壓、恒組成。只有A

和D符合此條件。但D中的從不是容量函數(shù)，故只有A是偏摩爾量。

5.氮?dú)膺M(jìn)行絕熱可逆膨脹

△U=0(B)AS=0(C)AA=O(D)△G=0

答案：B?絕熱系統(tǒng)的可逆過程烯變?yōu)榱恪?/p>

6.關(guān)于吉布斯函數(shù)G,下面的說法中不正確的是

(A)AGwyr在做非體積功的各種熱力學(xué)過程中都成立

(B)在等溫等壓且不做非體積功的條件下，對(duì)于各種可能的變動(dòng)，系統(tǒng)在平衡態(tài)的吉氏函數(shù)

最小

(C)在等溫等壓且不做非體積功時(shí)，吉氏函數(shù)增加的過程不可能發(fā)生

(D)在等溫等壓下，一個(gè)系統(tǒng)的吉氏函數(shù)減少值大于非體積功的過程不可能發(fā)生。答案：A。

因只有在恒溫恒壓過程中AGWW’才成立。

7.關(guān)于熱力學(xué)第二定律下列哪種說法是錯(cuò)誤的

(A)熱不能自動(dòng)從低溫流向高溫(B)不可能從單一熱源吸熱做功而無其它變化(C)第二類永動(dòng)

機(jī)是造不成的(D熱不可能全部轉(zhuǎn)化為功

答案：D。正確的說法應(yīng)該是，熱不可能全部轉(zhuǎn)化為功而不引起其它變化

8.關(guān)于克勞修斯-克拉佩龍方程下列說法錯(cuò)誤的是

(A)該方程僅適用于液-氣平衡(B)該方程既適用于液一氣平衡又適用于固-氣平衡

(C)該方程假定氣體的體積遠(yuǎn)大于液體或固體的體積(D)該方程假定與固相或液相平衡的

氣體為理想氣體答案：A

9.關(guān)于靖的說法正確的是

(A)每單位溫度的改變所交換的熱為炳(B)可逆過程炳變?yōu)榱?C)不可逆過程炳將增加

(D)端與系統(tǒng)的微觀狀態(tài)數(shù)有關(guān)

答案：D?(A)端變的定義dS=j60/7其中的熱應(yīng)為可逆熱；(B)與(C)均在絕熱

系統(tǒng)中才成立。

10.在絕熱條件下，迅速推動(dòng)活塞壓縮氣筒內(nèi)空氣，此過程的贈(zèng)變

(A)大于零⑻小于零(C)等于零(D)無法確定

答案：A。絕熱不可逆過程靖要增加。

11.氫氣進(jìn)行不可逆循環(huán)

△U>0(B)△S=0(C)△S>0(D)△S<0

答案：Bo循環(huán)過程狀態(tài)函數(shù)不變。

12.氫氣和氧氣在絕熱鋼瓶中生成水

(A)AS=0(B)AG=0(C)AH=O(D)AU=0

答案：D。絕熱鋼瓶中進(jìn)行的反應(yīng)無熱交換、無體積功，即Q=W=O,故△U=0。此過

程為絕熱不可逆過程故ASAO。此過程恒容△H=AU+A(pV)=VAp,因Ap不等于零故

△H亦不為零。恒溫、恒壓不做其它的可逆過程AGnO,上述過程并非此過程。

13.下述過程，體系的AG何者為零？

(A)理想氣體的等溫膨脹(B)孤立體系的任意過程(C)在100℃,101325Pa下1mol水蒸

發(fā)成水汽(D)絕熱可逆過程

答案：C。可逆相變AG為零。

14.關(guān)于炳的性質(zhì)，下面的說法中不正確的是

(A)環(huán)境的隔變與過程有關(guān)(B)某些自發(fā)過程中可以為系統(tǒng)創(chuàng)造出端(C)端變等于過程

的熱溫商

(D)系統(tǒng)的滴等于系統(tǒng)內(nèi)各部分炳之和答案：C。正確的

說法應(yīng)為炳變等于過程的可逆熱溫商。

15.關(guān)于亥姆霍茲函數(shù)A,下面的說法中不正確的是

(A)A的值與物質(zhì)的量成正比(B)雖然A具有能量的量綱，但它不是能量(C)A是守恒的參

量(D)A的絕對(duì)值不能確定答案：C

16.關(guān)于熱力學(xué)基本方程dU=TdS-pdV,下面的說法中準(zhǔn)確的是

(A)TdS是過程熱(B)pdV是體積功(C)TdS是可逆熱(D)在可逆過程中，pdV等于體積功，

TdS即為過程熱答案：D

17.理想氣體在自由膨脹過程中，其值都不為零的一組熱力學(xué)函數(shù)變化是

(A)AU.AH,AS,AV(B)AS>AA、AV、AG(C)AT、AG、AS,AV(D)

△UsAA、AH.AV

答案：B?理想氣體自由膨脹過程中不做功亦不放熱，故△U=0,AT=0o

18.在一絕熱恒容箱中，將N0(g)和Oz(g)混合，假定氣體都是理想的，達(dá)到平衡后肯定都

不為零的量是

(A)Q,W,AU(B)Q,AU,AH(0)AH,AS,AG(D)AS,AU,W

答案：C?此條件下Q、W和AU都為零。由△H=AU+A(pV)可見反應(yīng)前后壓力有變

化故AH不為零，微觀狀態(tài)數(shù)有變化故AS不為零，△G=AH—A(TS)亦不為零。

19.在下列過程中，AG=AA的是

(A)液體等溫蒸發(fā)(B)氣體絕熱可逆膨脹(C)理想氣體在等溫下混合(D)等溫等壓下

的化學(xué)反應(yīng)

答案：C。由AG=AA+A(pV)可知若△(pV)=0則△G=AA。

20-卡諾熱機(jī)在兩個(gè)不同溫度之間的熱源之間運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)工作物質(zhì)為氣體時(shí)，熱機(jī)效率為

42%,若改用液體工作物質(zhì)，則其效率應(yīng)當(dāng)

(A)減少(B)增加(C)不變(D)無法判斷

答案：C

21.理想氣體絕熱向真空膨脹，則

(A)dS=0,dW=0(B)dH=0,dU=0

(C)dG=0,dH=0(D)dU=0,dG=0

答案：B

22.對(duì)于孤立體系中發(fā)生的實(shí)際過程，下式中不正確的是

(A)W=0(B)Q=0(C)dS>0(D)dH=0

答案：D

23.理想氣體經(jīng)可逆與不可逆兩種絕熱過程，則

(A)可以從同一始態(tài)出發(fā)達(dá)到同一終態(tài)。(B)不可以達(dá)到同一終態(tài)。(C)不能確定以上

A、B中哪一種正確。

(D)可以達(dá)到同一終態(tài)，視絕熱膨脹還是絕熱壓縮而定。

答案：B

24.求任一不可逆絕熱過程的嫡變dS,可以通過以下哪個(gè)途徑求得？

(A)始終態(tài)相同的可逆絕熱過程。(B)始終態(tài)相同的可逆恒溫過程。(C)始終態(tài)相同的可逆非

絕熱過程。(D)B和C均可。答案：C

25.在絕熱恒容的系統(tǒng)中，比和CI?反應(yīng)化合成HCI。在此過程中下列各狀態(tài)函數(shù)的變化值

哪個(gè)為零？

(A)ArHm(B)△rUm(0)△rSm(D)△rGm

答案：B?因Q=0,W=0?

26.1molAg(s)在等容下由273.2K加熱到303.2K。已知在該溫度區(qū)間內(nèi)Ag(s)的

Cv,m=24.48J?K-1?mol-1則其烯變?yōu)?

(A)2.531J?K-1(B)5.622J?K-1(C)25.31J?K-1(D)56.22J?K-1

3窄CdT3032

答案：A。AS=［上—=24.481n^^=2.55

2九T273.2

27.理想氣體經(jīng)歷等溫可逆過程，其炳變的計(jì)算公式是：

(A)AS=nRTIn(p1/p2)(B)AS=nRTIn(V2/V1)(C)AS=nRln(p2/p1)(D)AS

=nRln(V2/V1)答案：D

28.在標(biāo)準(zhǔn)壓力下，90℃的液態(tài)水氣化為90°C的水蒸汽，體系的嫡變?yōu)椋?/p>

(A)AS體>0(B)AS體<0(C)AS體=0(D)難以確定答案：A。液態(tài)

變?yōu)闅鈶B(tài)時(shí)，混亂度增加，故嫡增加。

29.在101.325kPa下，385K的水變?yōu)橥瑴叵碌乃羝?。?duì)于該變化過程，下列各式中哪個(gè)

正確：

(A)AS體+AS環(huán)>0(B)AS體+AS環(huán)<0(C)AS體+AS環(huán)=0(D)AS

體+AS環(huán)的值無法確定

答案：A。因該變化為自發(fā)過程。

30.在標(biāo)準(zhǔn)壓力爐和268.15K時(shí)，冰變?yōu)樗?，體系的幅變AS體應(yīng)：

(A)大于零⑻小于零⑹等于零(D)無法確定

答案：A。因固體變液體混亂度增加。

31.1mol理想氣體從p1,V1,T1分別經(jīng)：(1)絕熱可逆膨脹到p2,V2,T2;(2)絕熱恒外壓下

膨脹到p2',V2',T2',若p2=p2'則：(A)12'-T2,V2'=V2,S2'=S2

(B)T2Z>T2,V2Z<V2,S2Z<S2

(C)T2'>T2,V2Z>V2,S2'>S2(D)T2'<T2,V2'<V2,S2'<S2

答案：C。恒外壓膨脹較可逆膨脹做出的功要少，且絕熱，故過程(2)內(nèi)能的減少要小

一些，所以T2'>T2?終態(tài)壓力相同因此V2'>V2。又根據(jù)炳增原理，可判定S2'>S2。

32.理想氣體在恒溫條件下，經(jīng)恒外壓壓縮至某一壓力，此變化中體系的炳變AS體及環(huán)境

的病變AS環(huán)應(yīng)為：

(A)AS體>0,AS環(huán)<0(B)AS體<0,AS環(huán)>0(C)AS體>0,AS環(huán)=0

(D)AS體<0,AS環(huán)=0

答案：Bo理想氣體恒溫壓縮混亂度減小，故端減小；而理想氣體恒溫壓縮時(shí)內(nèi)能不變，

得到的功要以熱的形式釋放給環(huán)境，故環(huán)境得到熱AS環(huán)>0o

33.理想氣體在絕熱條件下，經(jīng)恒外壓壓縮至穩(wěn)態(tài)，此變化中的體系端變AS體及環(huán)境靖△

S環(huán)應(yīng)為：

(A)AS體>0,AS環(huán)<0(B)AS體<0,AS環(huán)>0(C)AS體>0,AS環(huán)=0

(D)AS體<0,AS環(huán)=0

答案：C。該過程為絕熱不可逆過程，故AS體>0;又因絕熱過程，故AS環(huán)=0。

34.在101.3kPa下，110℃的水變?yōu)?10℃水蒸氣，吸熱Qp,在該相變過程中下列哪個(gè)關(guān)系

式不成立？

(A)AS體>0(B)AS環(huán)不確定⑹AS體+AS環(huán)>0(D)AG體

<0

答案：B。環(huán)境的炳變是確定的，可由△5環(huán)=一(^/丁來求算。

35.一個(gè)由氣相變?yōu)槟巯嗟幕瘜W(xué)反應(yīng)在恒溫恒容下自發(fā)進(jìn)行，問下列各組答案中哪一個(gè)

是正確的：

(A)AS體>0,環(huán)<0(B)AS體<0,環(huán)>0(C)AS體<0,45環(huán)=

0(D)△S體>0,△S環(huán)=0

答案：B,反應(yīng)由氣相變?yōu)槟巯嗑笢p少，AS體<0;自發(fā)過程的總嫡變應(yīng)增加，故

△S環(huán)>0。

36.263K的過冷水凝結(jié)成263K的冰，則：

(A)△S<0(B)△S>0(C)△S=0(D)無法確定

答案：A。恒溫下液體變固體嫡減少。

37.理想氣體由同一始態(tài)出發(fā)，分別經(jīng)(1)絕熱可逆膨脹：(2)多方過程膨脹，達(dá)到同一體

積V2,則過程(1)的焰變AS。)和過程⑵的靖變AS(2)之間的關(guān)系是：

(A)AS(1)>AS(2)(B)AS(1)<AS(2)(C)AS(1)=AS(2)(D)兩者無

確定關(guān)系

答案：Bo絕熱可逆過程△$=(),多方過程體積膨脹ASAO。

38.從多孔硅膠的強(qiáng)烈吸水性能說明在多孔硅膠吸水過程中，自由水分子與吸附在硅膠表面

的水分子比較，兩者化學(xué)勢(shì)的高低如何？(A)前者高(B)前者低(C)

相等(D)不可比較

答案：A?；瘜W(xué)勢(shì)決定物質(zhì)流動(dòng)的方向，物質(zhì)由化學(xué)勢(shì)高的流向低的，自由水分子在多

孔硅膠表面的強(qiáng)烈吸附表明自由水分子的化學(xué)勢(shì)高。

39.理想氣體從狀態(tài)I經(jīng)自由膨脹到狀態(tài)II,可用哪個(gè)熱力學(xué)判據(jù)來判斷該過程的自發(fā)性？

(A)AH(B)AG(C)AS隔離(D)AU答案：C。理想氣體自由

膨脹不做功，亦不換熱，故為隔離系統(tǒng)。

40.理想氣體從狀態(tài)p1,V1,T等溫膨脹到p2,V2,T,此過程的AA與AG的關(guān)系為

(A)AA>DG(B)AA<AG(C)AA=AG(D)無確定關(guān)系答案：C。因G=H-TS,A=U

-TS,G-A=pV,AG—△A=nRAT=0。

41.在標(biāo)準(zhǔn)壓力p。下，383.15K的水變?yōu)橥瑴叵碌恼羝?，吸熱Qp。對(duì)于該相變過程，以下

哪個(gè)關(guān)系式不能成立？

(A)AG<0(B)AH=Qp(C)AS隔離<0(D)AS隔離>0答

案：C。隔離系統(tǒng)的墉不可能減少。

42.對(duì)臨界點(diǎn)性質(zhì)的下列描述中，哪一個(gè)是錯(cuò)誤的：

(A)液相摩爾體積與氣相摩爾體積相等(B)液相與氣相的界面消失(C)氣化熱為零(D)

固，液，氣三相共存答案：D

43.下述說法中哪一個(gè)正確？當(dāng)溫度恒定時(shí)：

(A)增加壓力有利于液體變?yōu)楣腆w(B)增加壓力不利于液體變?yōu)楣腆w

(C)增加壓力不一定有利于液體變?yōu)楣腆w(D)增加壓力與液體變?yōu)楣腆w無關(guān)

答案：C

44.對(duì)于平衡態(tài)的凝聚相體系，壓力p表示什么含義？

(A)101.3kPa(B)外壓

(C)分子間引力總和(D)分子運(yùn)動(dòng)動(dòng)量改變的統(tǒng)計(jì)平均值

答案：B

45.在a,B兩相中均含有A和B兩種物質(zhì)，當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，下列種哪情況是正確的：

(A)〃；=4(B)4=〃攵?戰(zhàn)=解①)必=螳

答案：B

46.在273.15K,2p。時(shí)，水的化學(xué)勢(shì)與冰的化學(xué)勢(shì)之間的關(guān)系如何：

（A）前者高（B）前者低（C）相等（D）不可比較

答案：B

47.單一組分的過冷液體的化學(xué)勢(shì)比其固體的化學(xué)勢(shì)：

（A）高⑻低（C）相等（D）不可比較

答案：A

48.已知水的下列5種狀態(tài)：

（1）373.15K,p3,液態(tài)（2）373.15K,2p3,液態(tài)（3）373.15K,2p3,氣態(tài)

（4）374.15K,p3,液態(tài)（5）374.15K,p3,氣態(tài)

下列4組化學(xué)勢(shì)的比較中，哪個(gè)不正確？

（A）R2>u1（B）n5>u4（C）u3>u5（D）u3>y1

答案：B

49.等溫等壓下，在A和B組成的均相體系中，若A的偏摩爾體積隨濃度的改變而增加，

則B的偏摩爾體積將：

（A）增加⑻減?。–）不變