10化工物化上期中试卷A.doc

温州大学试卷纸学院- 班级- 姓名- 学号- 温州大学期中考试试卷 2011-2012 学年第 二 学期考试科目物理化学(一)试卷类型A卷考试形式闭卷。考试对象10化工题号一二三四五六七八总分得分得分一、选择题 （每小题2分，共50分。） 1、下列公式不受理想气体条件限制的是 （ ） 2、对于单组分相体系，下列物理量组中均为强度性质的是 （ ） 3、下列物质在(298.15K,100kPa)条件下标准摩尔熵(298.15K)最大的是 （ ）(A) Ar(g) (B) CH3OH(g) (C) C(石墨) (D) H2O(g)4、在(298.15K,100kPa)下，反应N2(g)+2O2(g) N2O4(g)的热效应可表示为 （ ） (A) N2(g)的燃烧热 (B) N2O4(g)的燃烧热 (C) N2O4(g)的生成热 (D) O2(g)的生成热5、100和1大气压下，水变为水蒸汽，以水和水蒸汽为体系，则体系在此过程中DU、DH、DS的值 （ ） (A) 均为零 (B) 均为正值 (C) 均为负值 (D) 不能确定6、理想气体卡诺循环的图为下列四种情况中的哪一种? ( ) 7、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 ( ) (A) 1702 J (B) -406.8 J (C) 406.8 J (D) -1702 J 8、Cl2(g)的燃烧热为何值? ( ) (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9、下述说法哪一个错误? ( ) (A) 封闭体系的状态与其状态图上的点一一对应 (B) 封闭体系的状态即是其平衡态 (C) 封闭体系的任一变化与其状态图上的实线一一对应 (D) 封闭体系的任一可逆变化途径都可在其状态图上表示为实线 10、理想气体在等温条件下反抗恒定外压膨胀，该变化过程中体系的熵变及环境的熵变应为 ( )(A) 0，=0 (B) 0，0 (D) 011、范德华气体绝热向真空膨胀后，气体的温度 ( ) (A) 上升 (B) 下降 (C) 不变 (D) 无法确定12、当溶液中溶质浓度采用不同浓标时，下列说法中哪一个是正确的？ （ ）(A) 溶质的活度相同 (B) 溶质的活度系数相同(C) 溶质的标准化学势相同 (D) 溶质的化学势相同13、气体经一不可逆绝热膨胀过程后 （ ）(A) 因为Q0，故体系的熵值不变。(B) 因为体系的温度下降，故熵值会减少。(C) 体系的温度会下降，但熵值会增加。(D) 因为Q0，故不管体系发生怎样的变化，周围的环境不发生变化。14、理想气体从状态I经过自由膨胀到状态II，可用哪个热力学判据来判断该过程的自发性？（ ）(A) DA (B) DG (C) DS (D) DU15、某单组分体系的Vm(l)Vm(s)，当压力升高时其熔点将 （ ）(A) 升高 (B) 降低 (C) 不变 (D) 不确定16、热力学第一定律U = Q+W 适用于 （ ）(A) 单纯状态变化 (B) 相变化 (C) 化学变化 (D) 封闭物系的任何变化 17、对于理想气体，下列关系中哪个是不正确的 （ ）(A) (B) (C) (D) 18、下列过程中，系统内能变化不为零的是 （ ）(A) 不可逆循环过程 (B) 可逆循环过程 (C) 两种理想气体的混合过程 (D) 纯液体的真空蒸发过程19、有一容器四壁导热，上部有一可移动的活塞，在该容器中同时放入锌块和盐酸，发生化学反应后活塞将上移一定距离，若以容器内的物质为体系则 （ ）(A) Q 0 , W 0 , DU 0 , DU 0(C) Q 0 , DU = 0 (D) Q 0 , DU 020、实际气体经节流膨胀后 （ ）(A) Q0，DH0，Dp0 (B) Q0，DH0，DT0(C) Q0，DH0，Dp0 (D) Q0，DH0，Dp021、盖斯定律包含了两个重要问题, 即 （ ）(A) 热力学第一定律和热力学第三定律 (B) 热力学第一定律及热的基本性质 (C) 热力学第三定律及热的基本性质 (D) 热力学第一定律及状态函数的基本特征 22、1mol液体苯在298.15K时置于弹式量热计中完全燃烧，生成水和二氧化碳气体，同时放热3264 kJmol-1，则其等压燃烧焓为提示Qp = QV + nRT （ ）(A) 3268kJmol-1 (B) -3265kJmol-1 (C) 3264kJmol-1 (D) -3268kJmol-123、在一个循环过程中，物系经历了i步变化，则 （ ）(A) QiWi=0 (B) QiWi=0 (C) Wi=0 (D)Qi=024、一定量的理想气体，从同一初态分别经历等温可逆膨胀、绝热可逆膨胀到具有相同压力的终态，终态体积分别为V1、V2，则 （ ）(A) V1 V2 （D） 无法确定25、在下，C(石墨) + O2 CO2(g) 的反应焓为，下列哪种说法是错误的（ ）(A) 是CO2(g)的标准生成焓 (B) = (C) 是石墨的燃烧焓 (D) 得分二、简答题（10分） 请分别叙述热力学第一、第二及第三定律，并就各自所能解决的问题予以简要说明。得分 三、计算题 （第1小题10分，第2小题20分，共30分。）1、已知1mol水在100、1atm下的汽化热为 40.63 kJ mol-1，水的体积可忽略，求1mol水汽化为气体时的Q、W、DU、DH、DS、DA和DG（设水汽为理想气体，在t = 100，p = 1atm，Wf = 0的条件下）。(10分) 2、某双原子理想气体4mol，经下列不同的过程从初态p1 = 200kPa，V1 = 60 dm3膨胀到未态压力p2 = 50 kPa，求未态的T2，V2及过程的Q、W、U、H和S的值。已知该双原子理想气体，CV, m 2.5R，Cp, m 3.5R。（1）等容；（2）等温可逆；（3）向真空膨胀；（4）等温反抗恒外压50 kPa；（5）绝热可逆；（6）绝热反抗恒外压50 kPa（绝热不可逆）。三、证明题 （每小题5分，共10分。）得分1、对于理想气体，试证明： 2、试用热力学的相关公式证明范德华气体绝热向真空膨胀后，气体的温度降低。参考答案和评分标准1、 选择题（每题2分，共50分。）1、 D 2、B 3、B 4、C 5、B 6、 B 7、D 8、D 9、C 10、C11、 B 12、D 13、C 14、C 15、A 16、D 17、A 18、D 19、A 20、D21、D 22、D 23、A 24、C 25 、D二、简答题（10分）答：热力学第一定律：DU = Q + W，解决过程的能量交换问题，可用来计算变化过程的热效应。（4分）热力学第二定律：，解决变化的方向与限度问题，以及相平衡和化学平衡中的有关问题。（4分）热力学第三定律：S* (0K，纯态，完美晶体) = 0，解决规定熵的计算问题。（2分）三、计算题 （第1小题10分，第2小题20分，共30分。）1、解：H2O(l) H2O(g) 1mol,1atm,100 1mol,1atm,100Qp = DH = 40.63 kJ （2分）W = -p(Vg-Vl) -pVg = -ngRT = -8.314373.2 = -3.102 kJDU = Qp+W = 40.63-3.102 = 37.528 kJ （2分）DG = 0 （2分）DS = = 0.109 kJ K-1 （2分）DA = DU-TDS = DU-Qp = W = -3.102 kJ （2分）2、解：n = 4 mol，p1 = 200 kPa,V1 = 60 dm3，p2 = 50kPa，T1 = p1V1/(nR) = 20060/48.315K = 360.8 K（1）等容（3分）V2 = V1 = 60 dm3，T2 = 1/4T1 = 90.2 KW = 0U = nCv,m(T2-T1) = 4(5R/2)(90.2-360.8) J =-22.500 kJQ = U = - 22.500 kJH = nCp,m(T2-T1) = 4(7R/2)(90.2-360.8)J = -31.500 kJ。= 4(5R/2)ln(1/4) J/K =-115.3 J/K（2）等温可逆（3分）T2 = T1 = 360.8 K V2 = nRT2/p2 = 4R360.8/50 dm3 = 240.0 dm3U = H = 0W = -nRTln(V2/V1) = -4R360.8ln(240/60) J = -16.633 kJQ = -W = 16.633 kJ = 46.1 J/K（3）向真空膨胀，始态和终态同（2）。（3分）T2 = 360.8 K，V2 = p1V1/p2 = 20060/50 dm3 = 240.0 dm3真空膨胀，W = 0，根据焦耳实验，Q = 0U = 0，H = 0， = 46.1 J/K（4）等温反抗恒外压50 kPa，始态和终态同（2）。（3分）p2 = 50 kPa，T2 = T1 = 360.8 K，V2 = 240.0 dm3W = -p2(V2-V1) = -50(240-60) J = -9 kJ，Q = -W = 9 kJU = 0，H = 0， = 46.1 J/K（5）绝热可逆；T1 =360.8 K。（4分）绝热可逆过程, (T2/ T1) (p2/ p1)(1-)/ = 1, = Cp,m/Cv,m = (7R/2)/(5R/2) = 7/5 ,(1-)/ = - 2/7T2 = T1 (p2/ p1)(-1)/ = 360.8 (50/ 200)2/7 = 242.8 K.V2 = nRT2/p2 = 48.315242.8/50 dm3 = 161.5 dm3Q = 0U = nCv,m(T2-T1) = 4(5R/2)(242.8-360.8) J = -9.812 kJU = W = -9.812 kJH = nCp,m(T2-T1) = 4(7R/2)(242.8-360.8) J = -13.736 kJS = 0（6）绝热反抗恒外压50 kPa（绝热不可逆）, T1 =360.8 K。（4分）Q =0W= -p2(V2-V1) = U = nCv,m(T2-T1)代入有:-50(4RT2/50-60) = 45R/2 (T2-360.8)T2 = 283.5 KV2 = nRT2/p 2= 48.314283.