物理化學考試試題

物理化學練習題

第一章氣體的PVT性質

選擇題

1.理想氣體模型的基本特征是

(A)分子不斷地作無規(guī)則運動、它們均勻分布在整個容器中

(B)各種分子間的作用相等,各種分子的體積大小相等

(C)所有分子都可看作一個質點，并且它們具有相等的能量

(D)分子間無作用力，分子本身無體積

答案：D

2.關于物質臨界狀態(tài)的下列描述中，不正確的是

(A)在臨界狀態(tài)，液體和蒸氣的密度相同，液體與氣體無區(qū)別

(B)每種氣體物質都有一組特定的臨界參數(shù)

C)在以p、V為坐標的等溫線上，臨界點對應的壓力就是臨界壓力

(D)臨界溫度越低的物質，其氣體越易液化

答案：D

3.對于實際氣體，下面的陳述中正確的是

(A)不是任何實際氣體都能在一定條件下液化

(B)處于相同對比狀態(tài)的各種氣體，不?定有相同的壓縮因子

(0對于實際氣體，范德華方程應用最廣，并不是因為它比其它狀態(tài)方程更精確

(D)臨界溫度越高的實際氣體越不易液化

答案：C

4.理想氣體狀態(tài)方程PV=nRT表明了氣體的p、V、T、n、這幾個參數(shù)之間的定量關系,

與氣體種類無關。該方程實際上包括了三個氣體定律，這三個氣體定律是

(A)波義爾定律、蓋一呂薩克定律和分壓定律

(B)波義爾定律、阿伏加德羅定律和分體積定律

(0阿伏加德羅定律、蓋一呂薩克定律和波義爾定律

(D)分壓定律、分體積定律和波義爾定律

答案：C

問答題

I.什么在真實氣體的恒溫PV—P曲線中當溫度足夠低時會出現(xiàn)PV值先隨P的增加而降

低，然后隨P的增加而上升，即圖中T1線，當溫度足夠高時，PV值總隨P的增加而增加，

即圖中T2線？

P

答：理想氣體分子本身無體積，分子間無作用力。恒溫時pV=RT,所以pV-p線為一直

線。真實氣體由于分子有體積且分子間有相互作用力，此兩因素在不同條件下的影響大小不

同時，其PV-P曲線就會出現(xiàn)極小值。真實氣體分子間存在的吸引力使分子更靠近，因此在

一定壓力下比理想氣體的體積要小，使得pVVRT。另外隨著壓力的增加真實氣體中分子體

枳所點氣體總體積的比例越來越大，不可壓縮性越來越顯著，使氣體的體積比理想氣體的體

積要大，結果pV>RT。

當溫度足夠低時，因同樣壓力下，氣體體積較小，分子間距較近，分子間相互吸引力的

影響較顯著，而當壓力較低時分子的不可壓縮性起得作用較小。所以真實氣體都會出現(xiàn)pV

值先隨P的增加而降低，當壓力增至較高時，不可壓縮性所起的作用顯著增長，故pV值隨

壓力增高而增大，最終使pV>RT。如圖中曲線T1所示。

當溫度足夠高時，由于分子動能增加，同樣壓力下體積較大，分子間距也較大，分子間

的引力大大減弱。而不可壓縮性相對說來起主要作用。所以pV值總是大于RT。如圖中曲線

T2所示。

2.為什么溫度升高時氣體的粘度升高而液體的粘度下降？

答：根據分子運動理論，氣體的定向運動可以看成是一層層的，分子本身無規(guī)則的熱運

動，會使分子在兩層之間相互碰撞交換能量。溫度升高時，分子熱運動加劇，碰撞更頻繁，

氣體粘度也就增加。但溫度升高時，液體的粘度迅速下降，這是由于液體產生粘度的原因和

氣體完全不同，液體粘度的產生是由于分子間的作用力。溫度升高，分子間的作用力減速弱，

所以粘度下降。

3.壓力對氣體的粘度有影響嗎？

答：壓力增大時，分子間距減小，單位體積中分子數(shù)增加，但分子的平均自由程減小，

兩者抵消，因此壓力增高，粘度不變。

4.兩瓶不同種類的氣體，其分子平均平動能相同，但氣體的密度不同。問它們的溫度

是否相同？壓力是否相同？為什么？

答：溫度相同。因為氣體的溫度只取決于分子平移的動能，兩種不同的氣體若平移的動

能相同則溫度必然相同。但兩種氣體的壓力是不同的，因為氣體的壓力與氣體的密度是成正

比的。兩種氣體的密度不同，當然它們的壓力就不同。

第二章熱力學第一定律

選擇題

1.熱力學第一定律AU=Q+W只適用于

(A)單純狀態(tài)變化(B)相變化

(0化學變化(D)封閉物系的任何變化

答案：D

2.關于熱和功，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

(0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，如果內能不變，則功和熱對系統(tǒng)的影響必互相抵消

答案：B

3.關于焰的性質，下列說法中正確的是

(A)焰是系統(tǒng)內含的熱能，所以常稱它為熱焰

(B)熠是能量，它遵守熱力學第一定律

(0系統(tǒng)的焰值等于內能加體積功

(D)焰的增量只與系統(tǒng)的始末態(tài)有關

答案：D?因焰是狀態(tài)函數(shù)。

4.涉及焰的下列說法中正確的是

(A)單質的焰值均等于零

(B)在等溫過程中烙變?yōu)榱?/p>

(0在絕熱可逆過程中婚變?yōu)榱?/p>

(D)化學反應中系統(tǒng)的婚變不一定大于內能變化

答案:Do因為焙變AH=AU+A(pV),可以看出若A(pV)<0則AHVAU。

5.下列哪個封閉體系的內能和焰僅是溫度的函數(shù)

(A)理想溶液(B)稀溶液(C)所有氣體(D)理想氣體

答案：D

6.與物質的生成熱有關的下列表述中不正確的是

(A)標準狀態(tài)下單質的生成熱都規(guī)定為零

(B)化合物的生成熱一定不為零

(0很多物質的生成熱都不能用實驗直接測量

(D)通常所使用的物質的標準生成熱數(shù)據實際上都是相對值

答案：A。按規(guī)定，標準態(tài)下最穩(wěn)定單質的生成熱為零。

7.dU=CvdT及dUm=Cv,mdT適用的條件完整地說應當是

(A)等容過程

(B)無化學反應和相變的等容過程

(C)組成不變的均相系統(tǒng)的等容過程

(D)無化學反應和相變且不做非體積功的任何等容過程及無反應和相變而且系統(tǒng)內能

只與溫度有關的非等容過程

答案：D

8.下列過程中，系統(tǒng)內能變化不為零的是

(A)不可逆循環(huán)過程(B)可逆循環(huán)過程

(0兩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能不同。另外，向真

空蒸發(fā)是不做功的，W=0,故由熱力學第?定律AU=Q+W得AU=Q,蒸發(fā)過程需吸熱Q>0,

故AU>0。

9.第一類永動機不能制造成功的原因是

(A)能量不能創(chuàng)造也不能消滅

(B)實際過程中功的損失無法避免

(0能量傳遞的形式只有熱和功

(D)熱不能全部轉換成功

答案：A

10.蓋斯定律包含了兩個重要問題，即

(A)熱力學第一定律和熱力學第三定律

(B)熱力學第一定律及熱的基本性質

(C)熱力學第三定律及熱的基本性質

(D)熱力學第一定律及狀態(tài)函數(shù)的基本特征

答案：D

11.當某化學反應ArCp,m<0,則該過程的A,"：(T)隨溫度升高而

(A)下降(B)升高(C)不變(D)無規(guī)律

答案：A。根據Kirchhoff公式dA,"：(T)/dT=A,g,“可以看出。

12.在下面涉及蓋斯定律的表述中，不正確的是

(A)對在等溫等壓且不做非體積功的條件下，發(fā)生的各個化學反應過程和相變過程，

可使用蓋斯定律

(B)對在等溫等容且不做功的條件下，發(fā)生的各個化學反應過程，可使用蓋斯定律

(0同一物質在蓋斯定律涉及的幾個反應中都出現(xiàn)時，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反應的熱效應時可引入一些別的反應,設想一些中間步驟，無

論實際反應是否按這些中間步驟進行都可以

答案：C

13.下面的說法符合熱力學第一定律的是

(A)在一完全絕熱且邊界為剛性的密閉容器中發(fā)生化學反應時,其內能一定變化

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

(0封閉系統(tǒng)在指定的兩個平衡態(tài)之間經歷絕熱變化時，系統(tǒng)所做的功與途徑無關

(D)氣體在絕熱膨脹或絕熱壓縮過程中，其內能的變化值與過程完成的方式無關

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

在無功過程中AUMQ,說明始末態(tài)相同熱有定值，并不說明內能的變化與過程有關。(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

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

能到達同一終態(tài)。

14.關于熱平衡，下列說法中正確的是

(A)系統(tǒng)處于熱平衡時，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，若為絕熱系統(tǒng)則系統(tǒng)的溫度與環(huán)境無關，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之間卻并沒有達到熱平衡。

15.對于功，下面的說法中不正確的是

(A)在系統(tǒng)對環(huán)境做功或環(huán)境對系統(tǒng)做功時，環(huán)境中一定會留下某種痕跡

(B)功的量值與系統(tǒng)的始末態(tài)有關

(0無論做什么功都伴隨著系統(tǒng)中某種物質微粒的定向運動

(D)廣義功=廣義力X廣義位移。系統(tǒng)做功時，“廣義力”是指環(huán)境施予系統(tǒng)的力；環(huán)境

做功時，“廣義力”是指系統(tǒng)施予環(huán)境的力

答案：Do因為無論系統(tǒng)對環(huán)境做功或環(huán)境對系統(tǒng)做功廣義力均指環(huán)境施予系統(tǒng)的力。

熱力學中做功的多少是用環(huán)境做功能力的變化來衡量的。例如，系統(tǒng)膨脹則系統(tǒng)反抗環(huán)境壓

力做功，環(huán)境的做功能力增加；若系統(tǒng)壓縮，則環(huán)境的做功能力減少。因此，無論膨脹或壓

縮均使用環(huán)境的壓力計算體積功，即使用相同的公式：卬=-]>(外)公。

16.關于節(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)的內能變化

(0節(jié)流膨脹中系統(tǒng)的熔值改變

(D)節(jié)流過程中多孔塞兩邊的壓力不斷變化

答案：B

17.在一個循環(huán)過程中，物系經歷了i步變化，則

(A)EQi=O(B)EQi-EWi=O

(C)LWi=0(D)EQi+EWi=O

答案：D。因為AU=EQi+ZWi,循環(huán)過程AU=O。

18.與物質的燃燒熱有關的下列表述中不正確的是

(A)可燃性物質的燃燒熱都不為零

(B)物質的燃燒熱都可測定，所以物質的標準摩爾燃燒燃不是相對值

(0同一可燃性物質處于不同狀態(tài)時,其燃燒熱不同

(D)同一可燃性物質處于不同溫度下，其燃燒熱之值不同

答案：Bo

19.關于基爾霍夫定律適用的條件，確切地說是

(A)等容條件下的化學反應過程

(B)等壓條件下的化學反應過程

(0等壓或等容且不做非體積功的化學反應過程

(D)純物質在不同溫度下的可逆相變過程和等壓反應過程

答案：C

20.關于熱力學可逆過程,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,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,系統(tǒng)得到的功最小

(D)可逆過程中的任何一個中間態(tài)都可從正逆兩個方向到達

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

21.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絕熱自由膨

脹后

(A)AH#O(B)W=0(C)(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

自由膨脹的熔未變，但范德華氣體絕熱自由膨脹的熠卻不等于零。因為真實氣體的焰不僅是

溫度的函數(shù)也是壓力或體積的函數(shù)。

(22)如圖，在絕熱盛水容器中，浸入電阻絲，通電一段時間，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：

(A)"0,Q<0,\U<0(B).憶>0,Q<0,\U>0

(C)/F<0,Q<0,A/7>0(D)."0,Q=0,\U>0

答案：B。電阻絲得到電功，故W>0；電功全部轉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

(23)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)，已知夕后>%.將隔板抽去后：

(A)Q=0,F=0,\U=0(B)Q=Q,/F<0,M/>0

(C).Q>0,/<0,\U>0(D)XU=0,g/M

答案：A。因系統(tǒng)為恒容絕熱，Q=W=0,故△滬=0。

(24)對于理想氣體，下列關系中哪個是不正確的：

答案：A。理想氣體的內能只是溫度的函數(shù)。

(25)凡是在孤立體系中進行的變化，其A〃和△〃的值一定是:

(A)△〃>(),\H>0(B)A〃=0,△〃=()

(C)<0,Ml<0

(D)AU—0,XH大于、小于或等于零不能確定。

答案：Do

(26)在實際氣體的節(jié)流膨脹過程中，哪一組描述是正確的：

(A)Q>0,△//=0,Ap<0(B)Q=0,\H<0,Ap>0

(C)Q=0,AH=0,\p<0(D)Q<0,=0,\p<0

答案：C。節(jié)流膨脹過程恒焰絕熱且壓力降低。

(27)如圖，敘述不正確的是：

(A)曲線上任一點均表示對應濃度時積分溶解熱大小

(B)△〃表示無限稀釋積分溶解熱

(C)AA表示兩濃度外和山之間的積分稀釋熱

(D)曲線上任一點的斜率均表示對應濃度時HC1的微分溶解熱

答案：D

(28)△〃=Q此式適用于哪一個過程：

(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(373。10132.5Pa)

答案：Bo=&成立的條件是恒壓、獷=0。

(29)-定量的理想氣體，從同一初態(tài)分別經歷等溫可逆膨脹、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、/

(A)匕(%(B)匕=%

(C)匕＞七(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。)

(30)某化學反應在恒壓、絕熱和只作體積功的條件下進行，體系溫度由￡升高到應

則此過程的焰變△//:

(A)小于零(B)大于零(C)等于零(D)不能確定

答案：Co因恒壓、不做其它功，AH=Qp,又因絕熱故AH=0。

(31)對于獨立粒子體系，式中的第一項物理意義是：

(A)熱(B)功(C)能級變化(D)無確定意義

答案：C

(32)下述說法中哪一個正確：

(A)熱是體系中微觀粒子平均平動能的量度

(B)溫度是體系所儲存能量的量度

(C)溫度是體系中微觀粒子平均能量的量度

(D)溫度是體系中微觀粒子平均平動能的量度

答案：D

(33)下圖為某氣體的0一/圖。圖中A-B為恒溫可逆變化,A-C為絕熱可逆變化,A-D

為多方不可逆變化。B,C,D態(tài)的體積相等。問下述關系中哪一個錯誤？

(A)￡>￡(B)￡>￡(C)￡>A(D)%>￡

答案：B

(34)在體系溫度恒定的變化過程中，體系與環(huán)境之間：

(A)一定產生熱交換(B)一定不產生熱交換

(C)不一定產生熱交換(D)溫度恒定與熱交換無關

答案：C。例如，理想氣體自由膨脹為恒溫過程，W=0,Q=0o

(35)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

(36)體系的狀態(tài)改變了，其內能值：

(A)必定改變(B)必定不變(C)不一定改變(D)狀態(tài)與內能無關

答案：C?例如，理想氣體恒溫下體積發(fā)生變化其內能不變。

(37)在一定7；0下，氣化焰A,9〃，熔化焰Am〃和升華焰A"〃的關系：

(A)XH>(B)XH>

(C)ASUUJY=+AIUST7(D)?

答案：D

(38)-可逆熱機與一不可逆熱機在其它條件都相同時，燃燒等量的燃料，則可逆熱機

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

(39)壓力為10'Pa的2n1，范德華氣體進行絕熱自由膨脹，直至體系壓力達到5X10Ta

時為止。此變化中，該氣體做功為多少：

(A)2X1O,J(B)106J(C)105J(D)OJ

答案：Do

(40)封閉體系中，有一個狀態(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)體系沒有產生變化

答案：C

(41)某體系在非等壓過程中加熱，吸熱Q,使溫度從7；升至！I自則此過程的燃增量△〃：

(A)A〃=Q(B)A〃=0(C)A〃=A〃+A(0外(D)△〃等于別的值。

答案：C

(42)非理想氣體進行絕熱自由膨脹時，下述答案中哪一個錯誤：

(A)Q=O(B)/=0(C)A〃=0(D)A//=0

答案：D

(43)始態(tài)(口，氏A)完全相同的一個理想氣體體系和另一個范德華氣體體系，分別進行

絕熱恒外壓(外)膨脹。當膨脹相同體積之后，

(A)范德華氣體的內能減少量比理想氣體的多

(B)范德華氣體的終態(tài)溫度比理想氣體的低

(0范德華氣體所做的功比理想氣體的少

(D)范德華氣體的焰變與理想氣體的焰變相等

上述哪一種說法正確。

答案：B。因終態(tài)體積相同且恒外壓，故所作的功相同。又因絕熱Q=0,故內能與焰的

變化亦相同。而范德華氣體經膨脹后溫度要降低。

(44)下述哪一種說法正確：

(A)理想氣體的焦耳-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)U一定不為零

(C)理想氣體不能用作電冰箱的工作介質

(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-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。

(45)欲測定有機物的燃燒熱Q,一般使反應在氧彈中進行，實測得熱效為Q。公式Qk

Qv+中的T為:

(A)氧彈中的最高燃燒溫度(B)氧彈所浸泡的水的溫度

(C)外水套的水溫度(D)298.2K

答案：C

(46)欲測定有機物的燃燒熱Q,,,一般使反應在氧彈中進行，實測得熱效為Q、。由公式

得：Q?=。+XnRT=pA匕式中。應為何值？

(A)氧彈中氧氣壓力(B)鋼瓶中氧氣壓力

(0p3(D)實驗室大氣壓力

答案：D

(47)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氧氣的燃燒熱

答案：C

(48)一恒壓反應體系，若產物與反應物的/&>(),則此反應：

(A)吸熱(B)放熱(C)無熱效應(D)吸放熱不能肯定

答案：D

問答題

(dV\/皿、

1.—dT+—dp的物理意義是什么？

答：體積V是溫度T和壓力p的函數(shù)，V=f(T,P),當T,p同時發(fā)生微小變化時，所引

起V的變化是此兩獨立變化之和。

2.的物理意義是什么？

pvp

答：上式表明，在恒壓下改變溫度而引起內能變化是由兩方面引起的，也就是上式右端

的兩項。一方面，是由于恒容下改變溫度而引起內能的變化。此變化是由于溫度改變分子運

動的動能改變，從而引起內能的變化；另一方面，恒壓下，溫度改變會引起體積變化，使分

子間距發(fā)生變化，引起勢能變化，內能亦隨之變化。

3.對理想氣體來說AUT=O,是否說明若水蒸氣為理想氣體則在25c下將水蒸發(fā)成水蒸

氣時AUT=O?

答：溫度不變內能則不變的說法只是對理想氣體才適用。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外做功，

?部分使內能增加。

4.說明下列有關功的計算公式的使用條件。

(1)W=-p(外)AV

(2)W=-nRTlnV2/Vl

(3)W、-pV=-nRT

(4)W=CvAT

(5)IV=-n/?(T2-^)/(1-/)Y=Cp/Cv

答：由體積功計算的一般公式W=—Jp(外)W可知：

(1)外壓恒定過程。則\丫=-^(外)AV。

(2)理想氣體恒溫可逆過程。此時p(外)=p(內)，PV=nRT,

W=一=—"In匕。

JV匕

(3)液體在恒溫恒壓p(外)=p(內)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。卬=一P(外)(丫氯一看^^一〃(內)V&=-nRTo

(4)理想氣體絕熱過程?！鱑=W=CvAT

(5)理想氣體絕熱可逆過程。pVJ=p2V2’二k,代入功的積分式可得

W=-nR(T2-7])/(l-/)?

5.從同一始態(tài)膨脹至體積相同的終態(tài)時，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。

6.為什么膨脹功和壓縮功均使用相同的公式W=-Jp(夕卜)dV?

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

外壓對環(huán)境做功，環(huán)境得到功，相當于將一重物升高。因此(外)dV?當外壓

大于系統(tǒng)壓力時，系統(tǒng)被壓縮，環(huán)境對系統(tǒng)做功，相當于重物高度下降，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，故其體積功的表達式仍為(外)dV.

7.理想氣體恒溫條件下反抗恒外壓膨脹，則

△H=AU+A(pV),AU=O,△(pV)=0,故AH=0

AH=AU+pAV,AU=0,pAVWO,故AHWO

上面兩個考慮問題的方法哪個是正確的？

答：方法(1)是正確的。理想氣體內能只是溫度的函數(shù)，因恒溫故AU=O,理想氣體

恒溫下pV=nRT為常數(shù)，故4(pV)=O。方法(2)的錯誤在于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,因此不能認為A(pV)

=p△V。

8.系統(tǒng)經一個循環(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)恢復至原態(tài)后其值復原，即AH=O、AU=O。而

熱與功是與途徑有關的函數(shù)，一般不會正好抵消而復原，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。

9.理想氣體從pl絕熱膨脹至p2時，W=AU,絕熱膨脹時若外壓為零則W=0,AU=O；

若外壓不為零則△U#0。以上兩△U不相等與U為狀態(tài)函數(shù)的性質是否矛盾？

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

同的。因此4U亦不會相同。若外壓不等于零時，系統(tǒng)的內能要消耗?部分用以轉化為功，

同時系統(tǒng)的溫度要下降；當外壓等于零時，系統(tǒng)不對外做功，不消耗內能故AU：。，同時系

統(tǒng)的溫度也不變。

10.理想氣體絕熱膨脹時并不恒容，為什么仍可使用公式6W=CvdT?

dU=CvdT,因此在本例中dU=3W=C\,dT完全適用。

11.物系的Cv是否有可能大于Cp?

答：有可能。根據Cp與Cv的關系式:

>0故Cp總大于Cvo但有些系統(tǒng)如液體水在0℃至3.980c其密度隨溫度的增加反而

增大，即(C)<0o此時Cv大于Cp。

12.25℃101.325Kpa下Cu-Zn電池放電做功時放熱4561J。問些反應的AH是否就是

4561J?

答：否。Qp=AH的條件是恒壓、只做體積功。此電池放電時做出電功，不符合上述條

件，故AHWQp。

13.25r100KPa下液態(tài)氮的標準摩爾生成熱與"；(298K)為零嗎？

答：否。因為按規(guī)定只有25℃100Kpa下最穩(wěn)定的單質的標準摩爾生成熱才為零。液態(tài)

氮雖為單質，但在25℃100Kpa下不能穩(wěn)定存在，故其△f”；(298K)不等于零.只有氣態(tài)

氮的△/〃,：(298K)才為零。

14.下面的說法是否正確，并說明理由？

系統(tǒng)的熔等于等壓熱。

系統(tǒng)的焰改變值△H等于等壓熱。

系統(tǒng)的焙等于系統(tǒng)的熱量。

答：

(1)不正確。系統(tǒng)的焰H=U+pV。焰具有能量的單位，但其絕對值是不知道的，焰并

沒有明確的物理意義。因此系統(tǒng)的焰不等于等壓熱。

(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AH才等于等壓熱。

(3)不正確。熔為狀態(tài)函數(shù)，狀態(tài)一定焰有確定值。而熱是與過程有關的函數(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。

15.對于一定量的理想氣體，溫度一定時，內能與熔是否一定？是否對所有氣體來說溫

度一定，內能與焰都一定呢？

答：對理想氣體來說，其內能與焰只是溫度的函數(shù)。故溫度一定內能與焰就一定。其它

氣體內能與焙不僅是溫度的函數(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

內能與焰才有確定值。

16.Imol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的，故Q

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

17.一個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，內壁繞

有電阻絲，當通電時氣體就慢慢膨脹。因為是?等壓過程，Qp=AH,又因為是絕熱系統(tǒng)，

Qp=O,所以AH=0。這結論對嗎？

答：不對。此過程因環(huán)境對系統(tǒng)做了電功，故QpWAH。

18.下列兩個過程是否都是循環(huán)過程？

(1)由上與合成水，然后再電解成上與。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)。因為若用氫氣還原，氧生成水而未能還原成氧。

第三章熱力學第二定律

選擇題

1.AG=0的過程應滿足的條件是

(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

(0等溫等容且非體枳功為零的過程

(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，其總嫡

(A)不變(B)可能增大或減小(C)總是減小(D)總是增大

答案：1)。因孤立系發(fā)生的變化必為自發(fā)過程，根據嫡增原理其燧必增加。

3.對任一過程，與反應途徑無關的是

(A)體系的內能變化(B)體系對外作的功

(C)體系得到的功(D)體系吸收的熱

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

4.下列各式哪個表示了偏摩爾量：

答案：A。首先根據偏摩爾量的定義，偏導數(shù)的下標應為恒溫、恒壓、恒組成。只有A

和D符合此條件。但.D中的〃，不是容量函數(shù)，故只有A是偏摩爾量。

5.氮氣進行絕熱可逆膨脹

AU=O⑻AS=O(C)AA=O(D)△G=0

答案：絕熱系統(tǒng)的可逆過程獺變?yōu)榱恪?/p>

6.關于吉布斯函數(shù)G,下面的說法中不正確的是

(A)AG^W,在做非體積功的各種熱力學過程中都成立

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

氏函數(shù)最小

(0在等溫等壓且不做非體積功時，吉氏函數(shù)增加的過程不可能發(fā)生

(D)在等溫等壓下，個系統(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：Ao因只有在恒溫恒壓過程中AGWW'才成立。

7.關于熱力學第二定律下列哪種說法是錯誤的

(A)熱不能自動從低溫流向高溫

(B)不可能從單一熱源吸熱做功而無其它變化

(0第二類永動機是造不成的

(D)熱不可能全部轉化為功

答案：D。正確的說法應該是，熱不可能全部轉化為功而不引起其它變化

8.關于克勞修斯-克拉佩龍方程下列說法錯誤的是

(A)該方程僅適用于液-氣平衡

(B)該方程既適用于液-氣平衡又適用于固-氣平衡

(0該方程假定氣體的體積遠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.關于熠的說法正確的是

(A)每單位溫度的改變所交換的熱為嫡

(B)可逆過程埔變?yōu)榱?/p>

(0不可逆過程熠將增加

(D)嫡與系統(tǒng)的微觀狀態(tài)數(shù)有關

答案：Do(A)端變的定義dS=口。,/7'其中的熱應為可逆熱；(B)與(C)均在絕熱

系統(tǒng)中才成立。

10.在絕熱條件下，迅速推動活塞壓縮氣筒內空氣，此過程的燃變

(A)大于零(B)小于零(C)等于零(D)無法確定

答案：Ao絕熱不可逆過程嫡要增加。

11.氫氣進行不可逆循環(huán)

AU>0(B)AS=0(C)AS>0(D)AS<0

答案：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)△S=0(B)AG=0(C)AH=0(D)△U=0

答案：Do絕熱鋼瓶中進行的反應無熱交換、無體積功，即Q=W=O,故AU=0。此過

程為絕熱不可逆過程故AS>0。此過程恒容AH=AU+A(pV)=VAp,因Ap不等于零故

AH亦不為零。恒溫、恒壓不做其它的可逆過程AG=0,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Imol水蒸發(fā)成水汽

(D)絕熱可逆過程

答案：C。可逆相變△G為零。

14.關于嫡的性質，下面的說法中不正確的是

(A)環(huán)境的嫡變與過程有關

(B)某些自發(fā)過程中可以為系統(tǒng)創(chuàng)造出嫡

(0嫡變等于過程的熱溫商

(D)系統(tǒng)的嫡等于系統(tǒng)內各部分嫡之和

答案：C。正確的說法應為婚變等于過程的可逆熱溫商。

15.關于亥姆霍茲函數(shù)A,下面的說法中不正確的是

(A)A的值與物質的量成正比

(B)雖然A具有能量的量綱，但它不是能量

(0A是守恒的參量

(D)A的絕對值不能確定

答案：C

16.關于熱力學基本方程dU=TdS-pdV,下面的說法中準確的是

(A)TdS是過程熱(B)pdV是體積功

(0TdS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函數(shù)變化是

(A)AU、AH、AS、AV(B)AS、AA、AV、AG

(C)AT,AG、AS、AV(D)AU、AA,AikAV

答案：B。理想氣體自由膨脹過程中不做功亦不放熱，故AU=O,AT=Oo

18.在一絕熱恒容箱中，將NO(g)和02(g)混合，假定氣體都是理想的，達到平衡后肯

定都不為零的量是

(A)Q,W,AU(B)Q,AU,AH

(0AH,AS,AG(D)AS,AU,W

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

化故AH不為零，微觀狀態(tài)數(shù)有變化故AS不為零，AG=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

(0理想氣體在等溫下混合(D)等溫等壓下的化學反應

答案：Co由AG=AA+4(pV)可知若△(pV)=0則AG=AA。

20.一卡諾熱機在兩個不同溫度之間的熱源之間運轉，當工作物質為氣體時，熱機效率

為42%,若改用液體工作物質，則其效率應當

(A)減少(B)增加(C)不變(D)無法判斷

答：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)對于孤立體系中發(fā)生的實際過程，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)達到同一終態(tài)。

(B)不可以達到同一終態(tài)。

(0不能確定以上A、B中哪一種正確。

(D)可以達到同一終態(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.

(0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，&和Ck反應化合成HC1。在此過程中下列各狀態(tài)函數(shù)的變

化值哪個為零？

(A)ArHm(B)△rUm(C)△rSm(D)△rGm

答案：B。因Q=0,W=0?

(26)將氧氣分裝在同一氣缸的兩個氣室內，其中左氣室內氧氣狀態(tài)為pl=101.3kPa,

Vl=2dm3,Tl=273.2K;右氣室內狀態(tài)為p2=101.3kPa,V2=ldm3,T2=273.2K；現(xiàn)將氣室中間的隔

板抽掉，使兩部分氣體充分混合。此過程中氧氣的嫡變?yōu)椋?/p>

(A)dS>0(B)dS<0(C)dS=0(D)都不■■定

答案：C

(27)Imol理想氣體向真空膨脹，若其體積增加到原來的10倍，則體系、環(huán)境和孤立

體系的嫡變分別為：

(A)19.14J?K-l,-19.14J?K-l,0

(B)-19.14J?K-l,19.14J?K-l,0

(C)19.14J?K-l,0,0.1914J?K-l(D)0,0,0

答案：C

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

Cv,m=24.48J-KT?mol-1則其嫡變?yōu)椋?/p>

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

粒室AAS茸G，3T303.2

答案：A?Ad=--------=24.48In-------=2.55

3T273.2

(29)理想氣體經歷等溫可逆過程，其嫡變的計算公式是：

(A)AS=nRTln(pl/p2)(B)AS=nRTln(V2/V1)

(C)AS=nRln(p2/pl)(D)AS=nRln(V2/Vl)

答案：D

(30)固體碘化銀(Agl)有a和B兩種晶型，這兩種晶型的平衡轉化溫度為419.7K,由

a型轉化為B型時，轉化熱等于6462J?mol由a型轉化為|3型時的嫡變AS應為：

(A)44.1J(B)15.4J(C)-44.1J(D)-15.4J

答案：B

(31)在標準壓力下，90℃的液態(tài)水氣化為90℃的水蒸汽，體系的嫡變?yōu)?

6)4$體>0①)4$體<0(。4$體=0(D)難以確定

答案：Ao液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)時，混亂度增加，故嫡增加。

(32)在101.325kPa下，385K的水變?yōu)橥瑴叵碌乃羝τ谠撟兓^程，下列各式

中哪個正確：

(A)△S體+△S環(huán)>0(B)AS體+AS環(huán)(0

(0AS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。

(33)在標準壓力和268.15K時，冰變?yōu)樗?體系的嫡變AS體應:

(A)大于零(B)小于零(C)等于零(D)無法確定

答案：A。因固體變液體混亂度增加。

(34)Imol理想氣體從pl,VI,T1分別經：(1)絕熱可逆膨脹到p2,V2,T2；(2)絕熱恒

外壓下膨脹到p2z,V2Z,T2'，若p2=p2'則:

(A)T2‘T2,V2'V2,S2(=S2

(B)T2Z>T2,V2'<V2,S2'<S2

(C)T2Z>T2,V2'>V2,S2'>S2

(D)T2Z<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?又根據嫡增原理，可判定S2'>S2。

(35)理想氣體在恒溫條件下，經恒外壓壓縮至某一壓力，此變化中體系的嫡變AS體

及環(huán)境的嫡變AS環(huán)應為：

(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，故炳減?。欢硐霘怏w恒溫壓縮時內能不變,

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)>0。

(36)理想氣體在絕熱條件下，經恒外壓壓縮至穩(wěn)態(tài)，此變化中的體系嫡變AS體及環(huán)

境嫡AS環(huán)應為：

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

(C)AS體〉0,△S環(huán)=0(D)AS體<0,AS環(huán)=0

答案：Co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。

(37)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

個關系式不成立？

(A)AS體>0(B)AS環(huán)不確定

(C)△S體+△S環(huán)>0(D)AG體<0

答案：B。環(huán)境的嫡變是確定的，可由AS環(huán)=-Qp/T來求算。

(38)一個由氣相變?yōu)槟巯嗟幕瘜W反應在恒溫恒容下自發(fā)進行，問下列各組答案中哪

一個是正確的：

(A)AS體>0,△S環(huán)<0(B)△$體<0,AS環(huán)>0

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

答案：B。反應由氣相變?yōu)槟巯嗟諟p少，AS體<0；自發(fā)過程的總嫡變應增加，故

AS環(huán)>0。

(39)263K的過冷水凝結成263K的冰,則：

(A)AS<0(B)AS>0(C)AS=0(D)無法確定

答案：A。恒溫下液體變固體燧減少。

(40)理想氣體由同一始態(tài)出發(fā)，分別經(1)絕熱可逆膨脹；(2)多方過程膨脹，達到

同一體積V2,則過程(1)的嫡變AS(1)和過程(2)的嫡變AS(2)之間的關系是:

(A)AS(1)>AS(2)(B)AS(1)<AS(2)

(0AS(1)=AS(2)(D)兩者無確定關系

答案：Bo絕熱可逆過程AS=0,多方過程體積膨脹AS>0。

(41)從多孔硅膠的強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，兩者化學勢的高低如何？

(A)前者高(B)前者低(C)相等(D)不可比較

答案：A?化學勢決定物質流動的方向，物質山化學勢高的流向低的，自由水分子在多

孔硅膠表面的強烈吸附表明自由水分子的化學勢高。

(42)理想氣體從狀態(tài)I經自由膨脹到狀態(tài)II,可用哪個熱力學判據來判斷該過程的自

發(fā)性？

(A)A1[(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)。

(43)理想氣體從狀態(tài)pl,VI,T等溫膨脹到p2,V2,T,此過程的AA與AG的關系為

(A)△A>DG(B)△A<AG(C)AA=△G(D)無確定關系

答案：C。因6=11—15,A=U-TS,G-A=pV,AG-AA=nRAT=0o

(44)在標準壓力p。下，383.15K的水變?yōu)橥瑴叵碌恼羝鼰酫p。對于該相變過程,

以下哪個關系式不能成立？

(A)AGCO(B)AH=Qp(045隔離〈06)45隔離>0

答案：C。隔離系統(tǒng)的嫡不可能減少。

(45)某氣體的狀態(tài)方程為p[(V/n)-b]=RT，式中b為常數(shù)，n為物質的量。若該氣體

經一等溫過程，壓力自pl變至p2,則下列狀態(tài)函數(shù)的變化，何者為零？

(A)AU(B)AH(C)AS(D)AG

答案：Ao證明如下：由基本方程dU=TdS-pdV得出

(dU}dS

dP)r1中QP)T

CdVdv}

I-P

p\dP)T

=-T哄+p雪=0

PP'

可以證明，其它熱力學函數(shù)的變化不為零。

(46)下列四個關系式中哪一個不是麥克斯韋關系式？

答案：A

(47)在理想氣體的S-T圖上，任一條恒容線與任一條恒壓線的斜率之比，在恒溫時

的含義是:

(A)(dS/dT)v/(dS/dT)p=O

(B)(dS/dT)v/(dS/dT)p=oo

(C)(dS/dT\/(dS/dT)p=CP/Cv

(D)(65/dT)v/(dS/dT)p=Cv/CP

答案：D

(48)對臨界點性質的下列描述中，哪一個是錯誤的：

(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

(49)下述說法中哪一個正確？當溫度恒定時：

(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

(0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

答案：C

(50)對于平衡態(tài)的凝聚相體系，壓力p表示什么含義？

(A)101.3kPa(B)外壓