《材料物理化學》練習題題庫

材料物理化學-題庫（第1章熱力學基本原理）

一、填空題

1.四大化學一般包括無機化學、有機化學、分析化學和（）,

2.四大化學一般包括（）、有機化學、分析化學和物理化學。

3.物理化學是采用（）方法研究化學問題的學科。

4.物理化學研究的內(nèi)容一般包括（）和動力學兩大部分。

5.物理化學研究的內(nèi)容一般包括熱力學和（）兩大部分。

6.（）學科研究的內(nèi)容一般包括熱力學和動力學兩大部分。

7.熱力學主要研究的內(nèi)容是化學反應的方向和（）兩部分。

8.熱力學主要研究的內(nèi)容是化學反應的（）和限度兩部分。

9.動力學主要研究的內(nèi)容是化學反應的（）和機理兩部分。

10.動力學主要研究的內(nèi)容是化學反應的速率和（）兩部分。

11.所謂化學反應的機理，意思是指化學反應的具體步驟和（）o

12.系統(tǒng)與環(huán)境是熱力學的基本概念之一。系統(tǒng)可分為三種：敞開系統(tǒng)、封閉系統(tǒng)和（）。

13.系統(tǒng)與環(huán)境是熱力學的基本概念之一。系統(tǒng)可分為三種：敞開系統(tǒng)、（）和孤立系統(tǒng)。

14.針對封閉系統(tǒng)，系統(tǒng)與環(huán)境之間不能發(fā)生物質(zhì)交換，但可以發(fā)生（）交換。

15.針對封閉系統(tǒng)，系統(tǒng)與環(huán)境之間不能發(fā)生（）交換，但可以發(fā)生能量交換。

16.針對隔離系統(tǒng)，系統(tǒng)與環(huán)境之間既不能發(fā)生（）交換，也不能發(fā)生能量交換。

17.只跟初始（）有關，而跟過程無關的函數(shù)，稱為狀態(tài)函數(shù)，如熱力學能、溫度、壓力等函數(shù)。

18.只跟初始狀態(tài)有關，而跟（）無關的函數(shù)，稱為狀態(tài)函數(shù)，如熱力學能、溫度、壓力等函數(shù)。

19.有的狀態(tài)函數(shù)具有廣度性質(zhì)，有的函數(shù)具有強度性質(zhì)。所謂廣度性質(zhì)，就是指這些函數(shù)具有加

和性，如熱力學能、焰、燧等。所謂（），就是指這些函數(shù)跟質(zhì)量無關，如溫度、壓力等。

20.當系統(tǒng)的各種性質(zhì)都不隨時間而變化，就說該系統(tǒng)處于熱力學平衡狀態(tài)。這時，系統(tǒng)必須同時

滿足四個平衡條件：熱平衡、力學平衡、相平衡和（

21.系統(tǒng)的總能量可分為三部分：動能、勢能、熱力學能。熱力學能也稱（），用U表示。

22.能量傳遞的形式可分為兩種，一種是熱，另一種是功。功又分為體積功和非體積功，體積功是

指通過體積變化而做的功，（）是指不通過體積變化而做的功，如表面功、電池功等。

23.封閉系統(tǒng)中，內(nèi)能的變化，等于系統(tǒng)與外界的（）交換與所做功之和。

24.熱力學第一定律的數(shù)學表達式為（）。

25.理想氣體等外壓膨脹時，體積功的計算公式為（）o

26.氣體向真空膨脹時，外壓力PeX=0,此時，氣體所做的功W等于（）。

27.理想氣體等溫可逆膨脹時，體積功的計算公式為（

28.因為系統(tǒng)在等容過程中，體積不變化，Δl∕=0,不會做功，則W=0。不考慮非體積功時，根據(jù)熱

力學第一定律AU=Q+W,則必然有AU=（）。即：等容過程中，封閉系統(tǒng)吸收的熱量等于內(nèi)

能的變化。

29.封閉系統(tǒng)中，焙是表示系統(tǒng)能量的一種狀態(tài)函數(shù)，其數(shù)學表達式為H=（

30.封閉系統(tǒng)中，不考慮非體積功時，氣體等壓膨脹時，吸收的熱量等于焙變，即△*=（）o

31.通常情況下，在封閉系統(tǒng)中，升高單位溫度所吸收的熱量，定義為（），用符號C表示，

單位為J?H,用公式表示為：C=6Q∕d兀

32.在封閉系統(tǒng)中，等容過程時，物質(zhì)的熱容稱為等容熱容，用CV表示。而等壓過程時，物質(zhì)的熱

容稱為（），用CP表示。

33.在封閉系統(tǒng)中，利用熱容Cvm求內(nèi)能的變化時，計算公式為AU=Qv=<）。

34.在封閉系統(tǒng)中，利用熱容Cp.m求焰的變化時，計算公式為A”=。。=（）?

35.同一物質(zhì)的等壓熱容CP.m與等容熱容Cwm之間存在一定的關系，且與氣體常數(shù)有關，經(jīng)過推導，

兩者之間的關系為：Cp.m-cv.m=（）?

36.物質(zhì)的熱容Cm與溫度7■相關，一般隨溫度升高而增大，可用經(jīng)驗公式描述。常溫下，熱容Cp.m

與溫度的經(jīng)驗公式為Cmm=（）,而冶金過程等高溫下，熱容與溫度的經(jīng)驗公式為

2

cpm=a'+h'T+c'T-.

37.四種標準摩爾相變焰包括蒸發(fā)焰AvapH、熔化焰Afus小升華焰ASUW、晶型轉(zhuǎn)變焙AtrsA其中，

熔化焙AfusH=（）0

38.四種標準摩爾相變焰包括蒸發(fā)焰AVaPH、（）ΔfusH,升華焰ASUbH、晶型轉(zhuǎn)變焰AtrS兒其中，

蒸發(fā)焙AvapH=H（g）—H（Do

39.如圖，同一物質(zhì)的標準摩爾相變焰之間存在如下關系：AsubH=（）。

40.任一化學反應，其生成物總熱力學能與反應物總熱力學能之差，稱為該反應的熱力學能變，記

為ArU=∑U（生成物）一EU（反應物），同理，其生成物總?cè)叟c反應物總?cè)壑?，稱為該反應

）,記為3H=EH（生成物）一￡H

（反應物）。

41.任一化學反應，其生成物總熱力學能與反應物總熱力學能之差，稱為該反應的熱力學能變，記

為ArU=∑U（生成物）一EU（反應物），同理，其生成物總焙與反應物總?cè)壑?，稱為該反應的熔

變，記為ArH=（）O

42.化學反應的標準摩爾焰變，是指（）mol的物質(zhì)，在298.15K溫度、IOOkP壓力時反應的焰變,

記為ArHm巴該符號中，r表示“反應”，m表示“每摩爾”，。表示“標準溫度和標準壓力”。

43.化學反應的標準摩爾熔變，是指ImOl的物質(zhì)，在298.15K溫度、IOokP壓力時反應的焙變，記

為ArHm%該符號中，r表示“反應”，m表示“每摩爾”，。表示（）。

1

44.若化學反應H2（g）+∣2（g）÷2HI（g）的熱效應AHne=-51.8KJ?mol^,那么，化學反應2H2（g）+2∣2（g）÷

4HI（g）的熱效應“”精=（）KJ-mol1,,

45.關于化學反應焙變的計算方法，包括：由已知反應焙變求未知反應焙變、由標準摩爾生成熔計

算反應婚變、由標準摩爾（）計算反應焰變、由反應焰變與溫度的關系式（基希霍夫公式）計

算反應婚變等四種方法。

46.當一個化學反應不在常溫Tl下進行時，該高溫T2化學反應的反應焙變ArH/（T2）可用基?；舴?/p>

公式進行計算，該公式為AHne（T2）-A冉/（Ti）=（）。

47.可逆循環(huán)對熱溫商8Q/T的研究標明，當一個系統(tǒng)從狀態(tài)A好狀態(tài)B時，無論路徑如何，都

有：「也=恒值，說明也是一個狀態(tài)函數(shù)，被取名為（）。

JATT

48.熱力學第二定律的數(shù)學表達式是（）o

49.隔離系統(tǒng)進行的任何自發(fā)過程，嫡值總是增大的，直到增至最大值，此時系統(tǒng)達到平衡，燧值

不再變化。這個原理稱為（）。

50.在隔離系統(tǒng)中，一切自發(fā)的過程，都將引起燃值（）o

51.牖是系統(tǒng)混亂程度的量度，端值越大，（）越大。

52.同一物質(zhì)的三態(tài)中，氣態(tài)的端值（）,液態(tài)次之，固態(tài)最小。

53.對于確定的物質(zhì)，溫度升高，端值（）。

54.在OK溫度時，任何純物質(zhì)的完美晶體的端值都等于（），這也是熱力學第三定律的一般

表述。

55.根據(jù)定義，吉布斯自由能G的數(shù)學表達式為（）?

56.在（）系統(tǒng)中，使用熠判據(jù)ASMO可以判定過程方向的可逆性。而在封閉系統(tǒng)中，使

用亥姆霍茲函數(shù)AAWO可以判定過程方向的自發(fā)性,使用吉布斯函數(shù)AGWO可以判定過程方向的自

發(fā)性。

57.在三種熱力學系統(tǒng)中，不能發(fā)生物質(zhì)交換，但可進行能量交換的系統(tǒng)，稱為（），這是

實際工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常研究的系統(tǒng)。

58.在溫度、壓力、體積、功、熱力學能（內(nèi)能）、焙、燧、吉布斯自由能等熱力學函數(shù)中，不屬于

狀態(tài)函數(shù)的是（）?

59.熱力學平衡狀態(tài)包括四個方面，只有當熱平衡、力學平衡、（）、化學平衡均達到平衡

時，才能說系統(tǒng)處于熱力學平衡狀態(tài)。

60.任何時候，只要不存在（）時，只要溫度T不變，則該系統(tǒng)的△。三0。

61.任何時候，只要不存在相變時，只要（）不變，則該系統(tǒng)的三0。

62.任何時候，只要不存在相變時，且溫度T不變，則該系統(tǒng)的內(nèi)能總是（）.

63.某封閉系統(tǒng)中充有氣體，當吸收了45kJ的熱，又對環(huán)境做了29kJ的功，那么系統(tǒng)的熱力學能

的變化值為（）o

64.封閉系統(tǒng)等容變換時的能量規(guī)律,遵從dU=SQ-PexdV,此時dV=O,則dU=6Q∣z,即:QV=

△U,其物理意義是：系統(tǒng)在恒容過程中所吸收的熱，全部用于系統(tǒng)（）的增加。

65.封閉系統(tǒng)等壓漲縮時的能量規(guī)律，遵從dU=8Q-PeXdV,此時PeX=Pl=P2=常數(shù)，則QP=

+pe×（V2-V1）=（U2+P2V2）-（U1+p1V1）=H2-H1,即：AH=Qp,其物理意義是：系統(tǒng)在恒壓過程中

所吸收的熱，全部用于系統(tǒng)（）的增加。

66.任何時候，只要不存在（）時，只要溫度T不變，則該系統(tǒng)的三0。

67.任何時候，只要不存在相變時，只要（）不變，則該系統(tǒng)的aHmO.

68.任何時候，只要不存在相變時，且溫度T不變，則該系統(tǒng)的焰總是（

69.封閉系統(tǒng)中，升高單位溫度（1℃）所需的熱量，定義為某物質(zhì)的熱容。系統(tǒng)等容變化時的熱

容記為：GZ=毀，同理，系統(tǒng)等壓變化時的熱容可記為：（）。

dT

70.封閉系統(tǒng)等容變化時，其內(nèi)能變化公式為：=Qy=〃，CKmd丁，同理，封閉系統(tǒng)等壓

變化時，其熔變公式為：（）。

71.封閉系統(tǒng)中，升高單位溫度（1℃）所需的熱量，定義為某物質(zhì)的熱容。系統(tǒng)等容變化時的熱

容記為：CV=絲,該式也適用于（）過程和絕熱過程。

dT

72.封閉系統(tǒng)中，升高單位溫度（1℃）所需的熱量，定義為某物質(zhì)的熱容。系統(tǒng)等壓變化時的熱

容記為：CP=歿^，該式也適用于（）過程和絕熱過程。

pdT

73.封閉系統(tǒng)中，升高單位溫度（1°C）所需的熱量，定義為某物質(zhì)的熱容。系統(tǒng)等壓變化時的熱

容記為：Cp=%,該式也適用于等容過程和（）過程。

74.物質(zhì)從一個相轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€相的過程稱為相變過程。四種標準摩爾相變焰分別為：標準摩爾

蒸發(fā)焙、（）、標準摩爾升華焰、標準摩爾轉(zhuǎn)變?nèi)郏?/p>

75.化學反應αA+bB=cC+dD吸收或釋放的熱量Q,稱為熱效應（或反應熱）。若反應在等壓

條件進行，稱為等壓熱，Qp=WM生成物）-W"（反應物）?可以有三種方法來求等壓熱∠‰Ho

一是由標準摩爾燃燒焙計算化學反應的焙變，二是由標準摩爾生成焰計算化學反應的焰變，三是由

已知化學反應焰變來求未知化學反應的焙變，其中，第三種方法被稱為（）定律。

76.在一個孤立系統(tǒng)中，絕熱，6Q=0,則：dS≥^≥O,說明隔離系統(tǒng)中的嫡值是永遠不會減

T

少的。進行不可逆過程時，系統(tǒng)的尷始終會（）,直到平衡，此時嫡值才不再變化。

77.熱力學第三定律是指：當溫度為（）K時，規(guī)定任何純物質(zhì)的完美晶體的嫡值S都為0。

78.對于化學反應CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）,已知298.15K時各物質(zhì)CO2（g）、H2（g）、CO（g）、

H2O（g）的標準摩爾嫡值分別為：213.74J?K^'?moΓl130.684J?K^'?moΓl,197.674

J?K^l?moΓ',188,825JKTmoIT,則上述化學反應在298.15K時的標準摩爾牖值ArSm"等于

（）J?K^'?moΓ'o

二、單項選擇題

1.關于熔的說法，哪一項正確？

A.系統(tǒng)的熔等于等壓熱。

B.系統(tǒng)的焰的改變值等于等壓熱。

C.系統(tǒng)的焰等于系統(tǒng)的含熱量。

D.系統(tǒng)的熔等于。與PV之和。

2.等容條件下，一定量的理想氣體，當溫度升高時，內(nèi)能將：

A.降低。B.升高。C.不變。D.不確定。

3.一定量理想氣體在絕熱條件下對外做功，則內(nèi)能的變化是：

A.降低。B.升高。C.不變。D.不確定。

4.下列公式適用于理想氣體封閉系統(tǒng)任意p、V、T變化過程的為:

-

A.ZlLZ=QvoB.W=-∏R7∣n(p1∕p2)o

C./υ=J：Cr.mdT?D.Δ∕√=?u+pΔv。

5.關于熱力學第二定律，下列說法不正確的是：

A.第二類永動機是不可能制造出來的。

B.把熱從低溫物體傳到高溫物體，不引起其它變化是不可能的。

C.一切實際過程都是熱力學不可逆過程。

D.熱不可能從低溫物體傳到高溫物體。

6.理想氣體等壓膨脹，其燧值如何變化？

A.不變。B.增大。C.減小。D.不確定。

7.吉布斯函數(shù)的含義應該是：

A.是體系能對外做非體積功的能量。

B.是在可逆條件下體系能對外做非體積功的能量。

C.是等溫等壓可逆條件下體系能對外做非體積功的能量。

D.按定義G=H-TS理解。

8.標準壓力，273.15K下水凝結(jié)為冰，系統(tǒng)的下列熱力學量何者為零？

A.ΔUoB.ΔHoC.ΔSoD.ΔGo

9.一般情況下，物理化學研究的內(nèi)容包括兩大部分，一是熱力學，二是：

A.力學。B.動力學。C.機理。D.內(nèi)能。

10.熱力學研究的內(nèi)容主要包括兩大部分，一是反應的限度，二是：

A.反應的機理。B.反應的速率。C.反應的方向。D.反應的轉(zhuǎn)化率。

11..動力學研究的內(nèi)容主要包括兩大部分，一是反應的速率，二是：

A.反應的機理。B.反應的限度。C.反應的方向。D.反應的轉(zhuǎn)化率。

12.物理化學通常研究封閉系統(tǒng)較多。在封閉系統(tǒng)（密閉系統(tǒng)）中，下列說法正確的是:

A.既不進行物質(zhì)交換，也不進行能量交換。

B.既可進行物質(zhì)交換，也可進行能量交換。

C.不能發(fā)生能量交換，但可進行物質(zhì)交換。

D.不能發(fā)生物質(zhì)交換，但可進行能量交換。

13.下列熱力學函數(shù)中，不屬于狀態(tài)函數(shù)的是：

A.焰。B.燧。C.功。D.壓力。

14.下列平衡中，不屬于系統(tǒng)處于熱力學平衡狀態(tài)的四大必需條件的是:

A.熱平衡。B.相平衡。C.化學平衡。D.勢能平衡。

15.關于熱力學第一定律，下列說法正確的是：

A.一個封閉系統(tǒng)內(nèi)能的變化，等于系統(tǒng)與外界熱交換量Q與所做功W之和。

B.一個封閉系統(tǒng)內(nèi)能的變化，只跟系統(tǒng)與外界熱交換量Q有關。

C.一個封閉系統(tǒng)內(nèi)能的變化，只跟系統(tǒng)與外界所做功W有關。

D.一個封閉系統(tǒng)內(nèi)能的變化，跟系統(tǒng)與外界熱交換量Q、所做功W均不相關。

16.當Imol的理想氣體向真空膨脹2倍時，所做的體積功等于：

A.1kJoB.0kJoC.2kJ。D,0.5kJ。

17.根據(jù)熱力學第一定律，封閉系統(tǒng)等容變化時，其內(nèi)能的變化量AU等于：

A.Q"B.Q,,1,C.WoD.Qv+QZ

18.根據(jù)熱力學第一定律及焰的定義，封閉系統(tǒng)等壓變化時，其焰的變化量等于：

A.QvoB.Qp<,C.W.D.Qx+Q”

19.關于封閉系統(tǒng)中物質(zhì)的熱容C,下列說法錯誤的是：

A.系統(tǒng)等容熱容C=9。

,dT

B.系統(tǒng)等壓熱容CA。

PdT

C.等壓熱容與等容熱容之間的關系為"C%a=R,其中彳表示氣體常數(shù)。

D.系統(tǒng)等壓熱容C=煞。

pdr

20.關于由熱容C求內(nèi)能變化、焙變，下列說法錯誤的是：

A.封閉系統(tǒng)等容變化時，內(nèi)能變化為AU=。,,gmdT，也適用于等壓、絕熱過程。

JTI，m

B.封閉系統(tǒng)等壓變化時，焰變?yōu)橐策m用于等壓、絕熱過程。

C.封閉系統(tǒng)等容變化時，內(nèi)能變化為AU=Q,="1G，mdT，不適用于等壓、絕熱過程。

JTi,m

D.在已知G*未知Q?時計算焙變，可利用Cp..-a,.=A公式進行轉(zhuǎn)換。

21.關于等壓熱容C與溫度T的經(jīng)驗公式，下列說法錯誤的是：

A.常溫下通常使用CP皿=a+bT+cT2.

B.冶金等高溫下通常使用CPM=a'+h,T+c'T-2.

C.等壓熱容C與溫度T的經(jīng)驗公式通常可查表獲得。

2

D.冶金等高溫下通常使用Cpm^a+bT+cT.

22.關于化學反應αA+bB=cC+dD的熱效應，下列說法錯誤的是：

A.化學反應吸收或釋放的熱量Q,稱為熱效應。

B.若反應在等壓條件進行，稱為等壓熱，Qp=△,"=WM生成物)-WM反應物)。

C.若反應在等容條件進行，稱為等容熱，QV=△〃=川(生成物)-川(反應物)。

D.化學反應的熱效應，只能通過蓋斯定律來求。

23.根據(jù)蓋斯定律，若已知反應(2)與反應(3)的反應焰：

θ

(1)2C(s)+O2(g)÷2CO(g)ΔrHm,ι

(2)C(s)+O2(g)-÷CO2(g)ΔrHm,2θ

θ

⑶)2CO(g)+O2(g)÷2CO2(g)ΔrWm,3

要求化學反應(1)的焙變△冉“火時，則ArHmd等于：

θθ

A.2×ΔrHm,2+ΔrHm,3。

θθ

B.2×ΔrHm,2-ΔrHm,3。

θθ

C.1×ΔrHm,2-2×∕?rHm,3°

θθ

D.2×ΔrHm,3-ΔrHm,2。

24.關于標準摩爾生成熔，下列說法錯誤的是:

A.為了方便計算化學反應的焰變，引入了“化合物的標準摩爾生成婚”的概念。

B.任一最穩(wěn)定單質(zhì)的標準摩爾生成焰均等于零。

C.標準壓力IOOkPa下，由最穩(wěn)定單質(zhì)生成ImoI化合物時反應的熔變，叫該化合物的標準摩爾生成

D.若已知化學反應H2(g)+Cl2(g)D2HCI(g)的若變?yōu)橐粚W4.6KJmOr1,則HCI(g)的標準摩爾生成成

θ1

ΔfHm=-184.6KJ?mo∣?1,

25.關于標準摩爾燃燒燃，下列說法錯誤的是：

A.Imol物質(zhì)在5中完全燃燒時的標準摩爾反應焰，稱為標準摩爾燃燒焰，記為AcMne0

B.有機物完全燃燒的產(chǎn)物是C02,H2O(I),S02,N2,這些產(chǎn)物的標準摩爾燃燒焙為零。

C.除C02,H2O(I),SO2,*外，其它物質(zhì)的標準摩爾燃燒焰均為負值。

D.氣態(tài)水dθ(g)的標準摩爾燃燒焙等于Oo

26.關于基希霍夫公式，下列說法錯誤的是：

A.當化學反應不在常溫下進行時，計算反應焙變就需用到基?；舴蚬揭灰籄rHm?T的關系。

B.基?；舴蚬綇谋举|(zhì)上描述了化學反應的焰變△冉m與熱容C的關系。

c.當熱容隨溫度7■變化時，計算公式可以采用A7∕R(7P=△用TP+fZrC`dT。

D.當采用平均熱容時，計算公式可以采用簡化式Δr"f(A)=ΔrWθ(7j)+ΔrC^m(η-7J)α

27.關于熱力學第二定律，下列說法錯誤的是：

A.不可能把熱從低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其它變化。

B.可逆循環(huán)時，嫡變dS等于熱溫商也，即：dS=9。

TT

C.不可逆循環(huán)時，燧變dS大于熱溫商堊，即：dS＞旦■°

TT

D.在一個孤立系統(tǒng)中，焙值S有可能減少，也有可能增大，也有可能不變。

28.關于嫡5,下列說法錯誤的是：

A.嫡是系統(tǒng)混亂度的量度

B.固態(tài)的焙＜液態(tài)的燧＜氣態(tài)的焙。

C.溫度升高，燧值減小。

D.系統(tǒng)愈為混亂，系統(tǒng)的嫡值愈大。

29.關于熱力學第三定律及嫡，下列說法錯誤的是：

A.在OK時，規(guī)定任何純物質(zhì)的完美晶體的增值都為0,即T?÷0,Iim5(純物質(zhì))=0。

B.當溫度T取298.15K時，壓力P取IOOkPa時，SmU(B,298.15)就稱為B物質(zhì)的標準摩爾以。

C.任一化學反應αA+bB=cC+dD,在標準狀態(tài)下，其標準摩爾燃具有加和性

D.當7?取298.15K,P取IoOKPa時，單質(zhì)的標準摩爾嫡Sm(B,298.15)=0。

30.關于系統(tǒng)中過程方向的判據(jù)，下列說法錯誤的是：

A.焙變AS可用于判斷化學反應進行的方向，但只適用于隔離系統(tǒng).

B.研究發(fā)現(xiàn)，在等溫等容條件下，對于亥姆霍茲自由能A=UJS,當AAWO時，說明系統(tǒng)的自發(fā)變化

總是向著A減少的方向進行，直到平衡。

C.研究發(fā)現(xiàn)，在等溫等壓條件下，對于吉布斯自由能G=HJ5,當AGWO時，說明系統(tǒng)的自發(fā)變化總

是向著G減少的方向進行，直到平衡。

D.在日常生產(chǎn)與研究中，判斷化學反應的方向時，大量使用燧判據(jù)，而吉布斯自由能判據(jù)較少使用。

31.針對熱力學中的封閉系統(tǒng)(密閉系統(tǒng))，下列說法正確的是：

A.與外界能發(fā)生物質(zhì)交換。

B.與外界不能進行能量交換。

C.與外界不能發(fā)生物質(zhì)交換，但可進行能量交換。

D.與外界既不能發(fā)生物質(zhì)交換，也不能進行能量交換。

32.熱力學系統(tǒng)處于熱力學平衡狀態(tài)的條件是：

A.同時滿足化學平衡與相平衡。

B,同時滿足化學平衡與熱平衡。

C.同時滿足化學平衡、力學平衡與相平衡。

D.同時滿足化學平衡、力學平衡、熱平衡與相平衡。

33.熱力學第二定律的數(shù)學表達式為：

A.6U=Q+

B.dS≥-?

T

C.T÷0,IimS(純物質(zhì))=0O

D.H=U+pV。

34.關于理想氣體等溫可逆時體積功的計算，下列描述錯誤的是:

Pl,%,BM，

A.W=-“Hnn&

V,

B.W="RTln”

P?

C.W=%W=—「PexdV=-p2ΓdV=-p2(V2-V,)o

?1'

Erv2∏RT

D.W=---------dVO

j?V

35.關于熱力學系統(tǒng)中焙的說法，下列描述錯誤的是：

A.定義烙H=U+pV。

B.焰變△"=?l√+Δ(pV‰

C.任何時候，只要溫度了不變，則△”三0。

D.當壓強P固定不變時，AH=Qp。

36.關于物質(zhì)的相變過程，下列說法正確的是：

A.物質(zhì)從一個相轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€相的過程稱為相變過程。

B,可逆相變是個等壓過程，但相變過程中溫度可能會發(fā)生變化。

C.攝氏零度的水轉(zhuǎn)變?yōu)閿z氏零度的冰時，其標準摩爾升華焙就是該相變的標準摩爾相變?nèi)邸?/p>

D.石墨轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸倪^程，不能稱為相變過程。

37.已知如下化學反應及其焙變值：

θ

(1)2C(s)+O2(g)→2CO(g)?r‰,∕

θ

(2)C(s)+O2(g)→CO2(g)?r?,2

θ

(3)2CO(g)+O2(g)→2CO2(g)?r‰,5

根據(jù)蓋斯定律，可以由已知化學反應的焰變來求未知化學反應的焰變。下列計算焰變的方法正

確的是：

θθθ

A.ΔrHm,3=2×ΛrHm,1+ΔrHm,20

θθ

B.ΔrHmj=2×ΔrHm,2θ-ΔrHm,3o

θθθ

C.ΔrHm,ι=ΔrHm,2-ΔrHm,s。

θθθ

D.ΔrHm,2=ΔrHm,2-2×ΔrHm,3o

38.對于化學反應CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g),己知CO(g)、》。值)的標準摩爾生成

^△陽霜分別為-110.525燈?moΓ?-241.818KJ?mol^',該化學反應的為變ArHme等于一41.17

KJ?moΓ',貝IJCC)2(g)的標準摩爾生成焰AHd為：

A.-393.51KJ?mol'?

B.+393.51KJ?moΓ'<>

,1

C.0KJmoΓo

D.-352.34KJ?moΓ'?

39.針對化學反應2Fe2C∏s)+3C(石墨)=3CO2(g)+4Fe(s),已知標準摩爾生成焰(Fe2O3,s)=

1θ1

-824.2KJ?mol,ΔfHm(CO2,g)=-393.5KJ?mol,則該反應的標準摩爾反應焰ArHm。為：

A.467.9KJ?mol1o

B.-467.9KJ?mol1,,

C.1217.7KJ?mol1o

1

D.-1217.7KJ?molo

40.在熱力學中，關于嫡，下列說法中描述錯誤的是：

A.可逆相變過程，因相變過程等溫等壓，故熱效應就是熔變，△相變S=Q相變/T=△相變H/T。

-nRT?n^n

B.理想氣體等溫過程炳變的計算中，因AU=Q+W=0,故AS=--------------A=nRln3="RIn#。

T\〃2

C.自然界中，一切自發(fā)的過程都將引起熠增。

D.在大自然的敞開系統(tǒng)中，嫡總是會增加的，但在一個孤立系統(tǒng)中，若發(fā)生可逆過程，則熠有可能

減少。

三、判斷題

1.物理化學研究的兩大內(nèi)容，一是熱力學，二是動力學。

2.針對化學反應，熱力學主要研究的內(nèi)容，一是反應進行的方向，二是反應的限度。

3.針對化學反應，動力學主要研究的內(nèi)容，一是反應進行的速率，二是反應的機理。

4.物理化學中的系統(tǒng)分類，包括敞開系統(tǒng)、封閉系統(tǒng)、隔離系統(tǒng)。

5.由于功W與過程相關，所以功屬于狀態(tài)函數(shù)。

6.因為焰以內(nèi)能。與過程無關，所以烙以內(nèi)能。屬于狀態(tài)函數(shù)。

7.等壓過程的意思是，整個反應過程始終保持壓力P不變，絕熱過程的意思是，整個反應過程中系

統(tǒng)與外界始終沒有熱交換。

8.對于一個系統(tǒng)，在熱平衡、力學平衡、相平衡、化學平衡中，只要滿足一個平衡條件，就可以認

為該系統(tǒng)處于熱力學平衡狀態(tài)。

9.任一系統(tǒng)的總能量等于動能、勢能、熱力學能(內(nèi)能)之和，系統(tǒng)與外界進行能量交換的方式只

有兩種，要么是熱傳遞，要么是做功。

10.內(nèi)能是系統(tǒng)內(nèi)部粒子蘊含的能量U,無絕對值，只能測量其變化量。對于封閉系統(tǒng)，其特點是：

任何時候，無相變時，只要溫度T不變，則△。三0。

11.系統(tǒng)對外界做功，或者外界對系統(tǒng)做功，所做功有兩種形式，一是體積功，二是非體積功。非

體積功主要包括電功、表面功等。

12.根據(jù)能量守恒定律，一個封閉系統(tǒng)內(nèi)能的變化，等于系統(tǒng)與外界熱交換量與所做功之和。其數(shù)

學表達式為3U=Q+IV。

13.氣體等外壓膨脹時體積功等于0,氣體向真空膨脹時體積功W=-'PeXdV=-p2(V2-Vl)o

11

14.理想氣體狀態(tài)方程為PV=nRT,其中"是氣體常數(shù)8.314J?mol?Ko

15.焰的定義式為”=U+pV,當P一定時，AH=Qp,表明封閉系統(tǒng)在恒壓過程中所吸收的熱，全

部用于使系統(tǒng)焰增加。對于封閉系統(tǒng)，任何時候，無相變時，只要溫度7■不變，則三0。

16.系統(tǒng)的等容熱容記為C=豆，系統(tǒng)的等壓熱容記為C:空，通過推導發(fā)現(xiàn)，Qm-C%m=2R,

VdTpdT

其中R表示氣體常數(shù)。

17.封閉系統(tǒng)等容變化時，內(nèi)能變化為：AU=Qy="「gmdT，該公式也適用于等壓、絕熱過程。

2

18.封閉系統(tǒng)等壓變化時，焰變?yōu)椋?Q=n('CnAT,該公式不適用于等容、絕熱過程。

19.在等壓熱容與溫度的經(jīng)驗公式中，在上千度的高溫用C,,,m=α+6T+c〃更精確，常溫下使用

Cpm=a'+h'T+CT2更精確。

20.在化學反應的熱效應中，等壓熱5=Z?rH=2”(生成物)一∑H(反應物)，等容熱QV=△〃=WU(生成

物)反應物)。

21.針對熱化學方程式H2(g)+∣2(g)÷2HI(g),~"me=-5L8KJ?m?？?其中的標準狀態(tài)是指298.15K、IOOkPa

的壓力pe。m是“每mol”,r是"rection”。

22.標準壓力IOOkPa下，由最穩(wěn)定單質(zhì)生成ImoI化合物時反應的焰變，叫該化合物的標準摩爾生

成焰ZSf∕‰e0

23.Imol物質(zhì)B在O2中完全燃燒時的標準摩爾反應焰，稱為該物質(zhì)的標準摩爾燃燒熔。有

機物完全燃燒的產(chǎn)物是CO2,H2O(I),S02,N2,這些產(chǎn)物的標準摩爾燃燒焙為零，其它物質(zhì)均為負值。

24.當熱容隨溫度變化時，化學反應焙變的計算公式可采用W)=Ar//?(7；)+?Cfm(T,-Tl)>

)

當采用平均熱容時，化學反應婚變的計算公式可以采用Araf(7ζ)=A,":(Ti)+『△1CdT。

25.熱力學第二定律的數(shù)學表達式為ds≥些，文字描述為：不可能把熱從低溫物體傳遞到高溫物體,

一T

而不引起其它變化。

26.在隔離系統(tǒng)中，嫡值是永遠不會減少的，一切自發(fā)的過程都將引起爆增。

27.從本質(zhì)上來看，端是系統(tǒng)混亂度的量度，系統(tǒng)的熱力學幾率對應系統(tǒng)的微觀狀態(tài)數(shù)，熱力學兒

率愈大，系統(tǒng)愈為混亂，系統(tǒng)的燧值愈大。

28.系統(tǒng)中，溫度升高，燧值增大，固態(tài)的燧>液態(tài)的燧>氣態(tài)的燧。

29.熱力學第三定律表明，在OK時，任何純物質(zhì)的完美晶體的嫡值都為0,即丁玲0,Iim5(純物質(zhì))=0。

30.嫡變AS可用于判斷化學反應進行的方向，但只適用于隔離系統(tǒng)。而吉布斯自由能變AG可用于

日常生產(chǎn)和研究工作中的封閉系統(tǒng)中判斷化學反應進行的方向，所以得到了廣泛應用。

五、計算題

1.求ImOl理想氣體在等壓下，升溫IK時所做的體積功W。

2.1Omol理想氣體,壓力為IoOokPa,溫度為27℃,試求出下列等溫過程的功。

(1)反抗恒定外壓100kpa,體積膨脹1倍。

(2)反抗恒定外壓IOokPa,等溫膨脹至平衡狀態(tài)。

(3)等溫可逆膨脹至氣體壓力為IOOkPa。

3.求Imol水蒸氣由100kpa、IOOoC等壓加熱至400℃所需吸收的熱。按照水蒸氣平均熱容C1(?0,g)

=35J?mol'?k'計算.

4.10(TC時，Ig水經(jīng)下列不同過程變?yōu)?00℃、IOOkPa的水蒸氣，試求各過程的A。、RH、Q、W。

已知水的汽化熱為2259kJ?kg'.

(1)可逆相變。

(2)在恒溫IO(TC的真空箱中，由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，控制終態(tài)壓力為IOokPa。

5.在298.15K時,AgCKS)的生成反應為:Ag(s)+172Cl2(g)=AgCI(s),,請根據(jù)下列反應的標準摩爾反應

0

焰?rHmθ,計算Aga⑸的標準摩爾生成焰?fHmo

1

(1)Ag2O(s)+2HCI(g)=2AgCI(s)+H2O(I)ArHme=一324.9kJ?mol

Θ

(2)H2(g)+CI2(g)=2HCI(g)Δ?！?—184.62kJ?mol-?

1

(3)H2(g)+]∕ZO2(g)=H2O(I)ΔrHmθ=—285.83kJ?moΓ

1

(4)4Ag(s)+O2(g)=2Ag2O(S)ArHme=—61.14kJ?mol

6.試求反應CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

在298.15K時的ArHm°。

7.求下列反應的標準摩爾反應焰ΔrHm≡.

2Fezθ3(s)+3C(石墨)=3CO2(g)+4Fe(s)

8.請用標準摩爾燃燒焰方法計算下列酯化反應在298.15k的標準摩爾反應焰ΔrHmθ.

CH3COOH(I)+C2H5OH(I)=CH3COOC2Hs(I)+H2O(I)

9.如圖,2molN2?pi=101.325kPa,分別經(jīng)歷三條不同途徑膨脹到p2=50.663kPa,求該三途徑中系

統(tǒng)與環(huán)境交換的功IVo

(a)從始態(tài)恒溫向真空膨脹到終態(tài)；

(b)反抗恒定環(huán)境壓力pex=50.663kPa至終態(tài)；

(C)從始態(tài)恒溫緩慢膨脹至終態(tài)。

10.某封閉系統(tǒng)中充有氣體H2,吸收了40kJ的熱，又對環(huán)境做了30kJ的功，計算系統(tǒng)的熱力學能

的變化。

11.試求反應CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)在298.15K時的△「小%

12.理想氣體在273K、IOlOKPa,IOdm3,經(jīng)過等溫可逆膨脹，其最后壓力為IOlKPa,計算該過

程的?H,W,Q值。

13.在正常沸點IO(TC時，Imol液態(tài)出0(I)在101325Pa的外壓下汽化為相同壓力的水蒸氣。已知

在正常沸點時，出。(1)的摩爾蒸發(fā)熔為40.66kJ?mo∣τ,水和水蒸氣的摩爾體積分別為18.80cm?-mo?-?

和3.014乂1040713.|7101。求:⑴過程的Q,W,AU,AH；(2)如在外壓為零時(即向真空)完成同樣

變化，結(jié)果又如何？

(DPeX=101325Pa

ImolH2O(I)1ImOlH2O(g)

AHΛ-Λ-=4066kJ■mol^

L_?‰a-￠r_￠_7jftt■VΛ0X??WMΛM?.ΛΛ

⑵2ex=。

14.己知化學反應為：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g),請通過標準摩爾生成熔查表的方式，求

該反應在298.15K溫度時的反應焰變ArHm。己知幾種化合物的標準摩爾生成焰如表所示。

化合物或單質(zhì)

∞(g)H2O(g)∞2(g)H2(g)

AfHm/kJ?mol^1—110.525—241.818—393.5090

15.試采用化合物生成熔查表的方式，求下列化學反應的標準反應焰ArHmo

2Fe2O3⑸+3C(石墨)=3CO2(g)+4Fe(s)

已知幾種化合物的生成焰如表所示。

化合物或單質(zhì)Fθ2O3⑸C(石墨)∞2(g)Fe(S)

AfHm/kJ?mol-?—824.20—393.5090

16.已知幾種物質(zhì)的標準摩爾燃燒焙如下：

ACHm(CH3COOH,1)=-875KJ-mol?,

1

AeHm(C2H5OH,1)=-1368KJ?mol

1

AcHm(CH3COOC2H5J)=-223IKJ?mol

請用標準摩爾燃燒焙方法計算下列酯化反應在298.15k的標準摩爾反應焰ArHmo

CH3COOH(I)+C2H5OH(I)=CH3COOC2H5(I)+H2O(I)

17.已知在IOOkPa、298.15k時，一些單質(zhì)和無機化合物的標準摩爾生成焰AfHnA標準摩爾熱容Cp?,如下

表所示。假定摩爾熱容Cp,m隨溫度7?變化很小，試求下列反應

CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)

分別在298.15K和IOOOK高溫時的摩爾反應焰ArHm%

IOOkPa>298.15k(?,一些單質(zhì)和無機化合物的標準摩爾生成焰Ar%Λ標準摩爾熱容Gm

111

單質(zhì)或化合物?f∕√mθ/kJ?moΓCp,m∕J?mol?K

CO(g)—110.52529.142

H2O(g)—241.81833.577

∞2(g)—393.50937.11

028.824

H2(g)

18.Imol理想氣體在等溫下通過可逆膨脹，體積增加到IoO倍，求其嫡變。

19.在100°C,101325Pa下，ImolH20(I)汽化為IoI325Pa的ImOlH2。(g)。已知此時水的摩爾

蒸發(fā)焰為40.66kJ?mol1,試求水的燧變。

ZmolH2O(I)1IOOt!2molH2O(g),IOOt

20.ImoIH2O(I)于5KPa恒壓下自25℃升溫至50℃,求嫡變。已知Qm=75.40J?K"?mo∣?ιθ

?

I∏l..1,1?,p''l-?J2.v''4lmρll?<χ∣,hSO?T

21.某封閉系統(tǒng)中充有氣體，吸收了58kJ的熱，又對環(huán)境做了25kJ的功，計算系統(tǒng)的熱力學能的

變化。

22、如圖，3mol的N2由Pl=Iol.325kPa,分別經(jīng)歷三條不同途徑膨脹到pz=50.663kPa,求該三途

徑中系統(tǒng)與環(huán)境交換的功W.

(a)從始態(tài)恒溫向真空膨脹到終態(tài)；

(b)反抗恒定環(huán)境壓力pe×=50.663kPa至終態(tài)；

(C)從始態(tài)恒溫緩慢膨脹至終態(tài)。

Pl=IOL325kPaPz=50.663kPa

T=298K7ι=298K

1(b)

Frl=24.45dm3Kι=48.90dm3

(C)

23.50dm3的理想氣體在273K、IOlOKPa,經(jīng)過等溫可逆膨脹，其最后壓力為IOlKPa,計算該過程

的W,Q,?H<,

24、在正常沸點100℃時，2molH2O(I)在IoI325Pa的外壓下汽化為相同壓力的水蒸氣。已知在

正常沸點時,出。(I)的摩爾蒸發(fā)焰為40.66kJ?mo∣τ,水和水蒸氣的摩爾體積分別為18.80Cm3?mol

T和3Q14χlO4Cm3?molτ。求:(1)過程的Q,W,AU,AH；(2)如在外壓為零時完成同樣變化，結(jié)果

又如何？

25、根據(jù)教材P357頁表中的標準摩爾嫡值，試求反應CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)

在298.15K時的ArSnΛ

材料物理化學-題庫（第2章多組分系統(tǒng)熱力學）

一、填空題

1.在等溫T、等壓P條件下，保持除B物質(zhì)以外的其它組分的量不變時，某廣度性質(zhì)對某組分B的

物質(zhì)的量的變化率，稱為偏摩爾量。如：/=（《竺”稱為（）,SB=