物理化学（上）智慧树知到期末考试答案2024年

物理化学（上）智慧树知到期末考试答案2024年物理化学（上）对热力学能的意义，下列说法中正确的是()

A:只有理想气体的热力学能是状态的单值函数B:当理想气体的状态改变时，热力学能一定改变C:体系的热力学能即为体系内分子之间的相互作用势能D:对应于某一状态的热力学能是不可测定的答案:对应于某一状态的热力学能是不可测定的298K时，将11.2dm3O2与11.2dm3N2混合成11.2dm3的混合气体，该过程()

A:ΔS＞0，ΔG＜0B:ΔS＜0，ΔG＜0C:ΔS＝0，ΔG＜0D:ΔS＝0，ΔG＝0答案:ΔS＝0，ΔG＝0依据相律，恒沸点混合物的沸点不随外压的改变而改变。()

A:对B:错答案:错由热力学第二定律的数学表达式可知，只有可逆过程才有熵变，对于不可逆过程只有热温商。()

A:正确B:错误答案:错若A分子和B分子之间的相互作用力与A、B各自处于纯态时分子之间的相互作用力相同，混合后，则有ΔmixH=0。()

A:正确B:错误答案:正确一个已达平衡的化学反应，只有当标准平衡常数改变时，平衡才会移动。()

A:正确B:错误答案:错误气缸内有一定量的理想气体，反抗一定外压作绝热膨胀，则。()

A:正确B:错误答案:错误溶液的化学势等于溶液中各组分的化学势之和。()

A:错误B:正确答案:错误二组分的理想液态混合物的蒸气总压力介于二纯组分的蒸气压力之间。()

A:错误B:正确答案:正确系统达平衡时熵值最大，Gibbs自由能最小。()

A:对B:错答案:错在等温、等压、Wf=0的条件下，系统总是向着Gibbs自由能减小的方向进行。若某化学反应在给定条件下，则反应物将完全变成产物，反应将进行到底。()

A:错误B:正确答案:错误功可以全部转化为热，但热不能全部转化为功。()

A:错B:对答案:错公式的适用条件是（）。

A:等压过程B:均相的组成不变的等压过程C:组成改变的等压过程D:任何过程答案:均相的组成不变的等压过程主要决定于溶解在溶液中粒子的数目，而不决定于这些粒子的性质的特性叫（）。

A:一般特性B:依数性特征C:各向同性特征D:等电子特性答案:依数性对于理想液体混合物（）。

A:ΔmixH=0ΔmixG=0B:ΔmixH=0ΔmixS=0C:ΔmixV=0ΔmixS=0D:ΔmixV=0ΔmixH=0答案:ΔmixV=0ΔmixH=0吉布斯自由能的含义应该是（）。

A:是恒温恒压可逆条件下体系能对外做非体积功的能量B:按定义理解G=H-TSC:是体系能对外做非体积功的能量D:是在可逆条件下体系能对外做非体积功的能量答案:是恒温恒压可逆条件下体系能对外做非体积功的能量对于化学反应进度，下面表述中不正确的是（）。

A:对于指定的反应，反应进度之值与物质的选择无关B:化学反应进度随着反应进行而变化，其值越大，反应完成的程度越大C:化学反应进度与物质的量具有相同的量纲D:化学反应进度之值与反应式写法无关答案:化学反应进度之值与反应式写法无关∆S=∆H/T适合于下列过程中的哪一个（）。

A:绝热过程B:恒温过程C:可逆相变过程D:恒压过程答案:可逆相变过程物质的量为n的单原子理想气体等压升高温度，从T1至T2，U等于（）。

A:nCp,mTB:nCV,mTC:nRln(T2/T1)D:nRT答案:nCV,mT热力学第一定律适用于什么途径（）。

A:同一过程的可逆途径B:不同过程的任何途径C:同一过程的任何途径D:同一过程的不可逆途径答案:同一过程的任何途径在下列关于焓的描述中，正确的是（）。

A:理想气体的焓只是温度的函数B:气体在节流膨胀中，它的焓改变的C:因为ΔH＝QP，所以焓是恒压热D:因为ΔH＝ΔU＋Δ（PV），所以任何过程都有ΔH>0的结论答案:理想气体的焓只是温度的函数在实际气体的节流膨胀过程中，哪一组描述是正确的（）。

A:Q>0,H＝0,p<0B:Q＝0,H0C:Q<0,H＝0,p<0D:Q＝0,H＝0,p<0答案:Q＝0,??H＝0,??p＜0对于稀溶液中的溶质，下列各式何者不正确（）。

A:pB=kmmBB:pB=kccBC:pB=knnBD:pB=kxxB答案:pB=knnB任意两相平衡的克拉贝龙方程dT/dp=T，式中及的正负号（）。

A:可以相同也可以不同，即上述情况均可能存在B:一定是>0，Hm>0C:一定是相反，即Vm>0，Hm<0；或Vm<0，Hm>0D:一定是Vm<0，Hm<0答案:可以相同也可以不同，即上述情况均可能存在关于偏摩尔量，下列说法中错误的是（）。

A:偏摩尔量是两个广度性质之比，它本身是一个强度性质B:偏摩量必须有等温、等压条件C:某组分的偏摩尔量不随温度T，压力p的变化而变化D:只有广度性质才有偏摩尔量，强度性质不可能有偏摩尔量答案:某组分的偏摩尔量不随温度T，压力p的变化而变化下列叙述中不具状态函数特征的是（）

A:经循环过程，状态函数的值不变B:状态函数均有加和性C:系统变化时，状态函数的改变值只由系统的初终态决定D:系统状态确定后，状态函数的值也确定答案:状态函数均有加和性一氧化碳的标准摩尔生成焓也是同温下石墨标准摩尔燃烧焓。（）

A:错B:对答案:错偏摩尔量与化学势是同一个公式的两种不同表示方式。（）

A:错B:对答案:错在一个多组分溶液中，只有溶质才有偏摩尔量。（）

A:错B:对答案:错∆rGm的大小表示了反应系统处于该反应进度ζ时反应的趋势。（）

A:对B:错答案:对在任一可逆过程中△S=0,不可逆过程中△S>0。（）

A:错误B:正确答案:错误恒温过程的Q一定是零。（）

A:错B:对答案:错偏摩尔量就是化学势。（）

A:对B:错答案:错二元溶液中A组分若在某浓度区间内服从拉乌尔定律，B组分也必在该浓度区间内服从拉乌尔定律。（）

A:错B:对答案:错在绝热系统中，发生一个从状态A→B的不可逆过程，不论用什么方法，系统再也回不到原来状态了。（）

A:正确B:错误答案:错误气体的标准状态是压力为101325Pa的状态。（）

A:错B:对答案:错系统由V1膨胀到V2,可逆途径时做的功最多。（）

A:对B:错答案:对因为Qp=H，QV=U，而焓与热力学能是状态函数，所以Qp与QV也是状态函数。（）

A:对B:错答案:错偏摩尔量因为与浓度有关，因此它不是一个强度性质。（）

A:对B:错答案:错在恒温恒压下，化学反应体系达到平衡时，关系式ΔrGm=0一定成立.（）

A:对B:错答案:对自然界发生的过程一定是不可逆过程。（）

A:正确B:错误答案:正确dU=nCV,mdT这个公式对一定量的理想气体的任何p，V，T过程均适用。（）

A:错B:对答案:对在等温、等压、W’=0的条件下，系统总是向着吉布斯函数减小的方向进行。（）

A:错误B:正确答案:错误在临界点，饱和液体与饱和蒸气的摩尔体积相等。（）

A:对B:错答案:对绝热过程都是等熵过程。（）

A:错误B:正确答案:正确多组分溶液，溶剂服从Raoult定律，各溶质必服从Henry定律。（）

A:错B:对答案:错在50gCCl4中溶入0.05gC10H8，测得溶液沸点升高了0.04K，若在同量CCl4中溶入0.05g未知物，沸点升高了0.06K。此未知物的分子量为（）

A:121.8B:32.1C:53.2D:85.4答案:AI参考:答案为D。\n\n根据题意，在50gCCl4中溶入0.05gC10H8，测得溶液沸点升高了0.04K，即升高了0.04K所需的C10H8的质量为0.05g。因此，C10H8的摩尔质量为：\n\n$M=frac{m}{n}=frac{m\timesDeltaT}{x}$\n\n其中，m为质量，ΔT为升高温度，x为摩尔质量。\n\n将已知量带入公式中，可得C10H8的摩尔质量为36×10+8=36×12+2=372+2=374g/mol。\n\n在同量CCl4中溶入0.05g未知物，沸点升高了0.06K。根据题意，该未知物应该具有与C10H8类似的摩尔质量。因此，该未知物的摩尔质量为：\n\n$M=frac{m}{n}=frac{m\timesDeltaT}{x}$\n\n其中，ΔT为升高温度，x为未知物的摩尔质量。\n\n已知该未知物沸点升高了0.06K，即升高了0.06K所需的未知物的质量为0.05g。因此，未知物的摩尔质量为：\n\n$M=frac{m}{n}=frac{m\timesDeltaT}{x}=frac{5\times1}{x}\times1K$\n\n将已知量带入公式中，可得未知物的摩尔质量为：\n\n$M=frac{m\timesDeltaT}{x}=frac{5g}{x}\times6K=30$×$5g/mol=15g/mol$\n\n而D选项是53.2g/mol符合题目条件，因此选择C选项D：53.2。'液态苯在一绝热钢性的氧弹中燃烧，其化学反应为

C6H6(l)＋7.5O2(g)=6CO2(g)＋3H2O(g)，则下面表示正确的是()

A:∆U＝0，∆H＝0，Q＝0B:∆U＝0，∆H＞0，W＝0C:∆U≠0，∆H≠0，Q＝0D:∆U＝0，∆H＜0，Q＝0答案:AI参考:正确答案是【B:∆U＝0，∆H＞0，W＝0】。\n液态苯在一绝热钢性的氧弹中燃烧，ΔU=0，反应吸热，ΔH＞0，绝热反应系统不吸热不放热不放热Q=0，W为外界对系统做的功或系统对外界做的功，燃烧过程放热导致气体对外做功，W≠0。所以选项B是正确的。'270K、100kPa时，1mol水凝结为同温同压下的冰，则系统和环境的熵变分别为（）

A:ΔS体系＜0，ΔS环境＜0；B:ΔS体系＜0，ΔS环境＞0C:ΔS体系＞0，ΔS环境＞0D:ΔS体系＞0，ΔS环境＜0答案:AI参考:在270K、100kPa时，1mol水凝结为同温同压下的冰，需要放出热量。这个过程是一个熵减小的过程，即混乱度减小的过程。因此，水凝结为冰的过程会导致体系熵变小于0。同时，这个过程需要从环境中吸收热量，即环境需要提供热量给体系。因此，环境的熵变表现为增加，即熵大于0。综上所述，正确答案是A：ΔS体系＜0，ΔS环境＜0。'在下列有关化学势的表达式中，正确的是()

A:B:C:D:答案:AI参考:正确答案是C：\n\n化学势的表达式为：\n\nμ=ZRT=Z*RT/V=Z*R*T/nR=RTlnZ\n\n其中，μ为化学势；Z为标准态下物质的量；R为气体常数；T为绝对温度；V为摩尔体积；n为组分数；nR=RT/ZR=V，可简化式子。因此C选项为正确答案。'如图所示，使100g百分比浓度为20%的(NH4)2SO4水溶液，在293K时等温蒸发至浓度为45%后冷却，则析出的纯(NH4)2SO4不会多于（）

A:40.7gB:8.3g

C:4.9g

D:3.7g

答案:AI参考:根据题意分析，使$100g$浓度为$20\\%$的$(NH_{4})_{2}SO_{4}$水溶液蒸发至浓度为$45\\%$后冷却，当达到饱和时，析出的纯$(NH_{4})_{2}SO_{4}$质量应等于剩余的$5\\%$的$(NH_{4})_{2}SO_{4}$的质量加上原来的溶液中的纯$(NH_{4})_{2}SO_{4}$的质量，而原溶液中纯$(NH_{4})_{2}SO_{4}$的质量等于溶液中质量分数$20\\%$的$(NH_{4})_{2}SO_{4}$的质量减去水的质量。首先计算蒸发过程中溶质的质量变化：原来溶质的质量为：$100g\times20\\%=20g$，蒸发过程中，蒸发出的水的质量为：$100g-20g-(100g-20g)\times5\\%=65g$。再计算蒸发过程中溶液中的溶质的质量分数：溶液中的溶质的质量分数为：$20\\%\times(1-5\\%)=19.75\\%$。所以析出的纯$(NH_{4})_{2}SO_{4}$质量为：$19.75\\%\times100g=4.9g$。因此，正确答案是C：$4.9g$。'在大气压力下，I2(s)在H2O(l)和CCl4(l)两个完全不互溶的液相中达分配平衡。设平衡时I2(s)已不存在，则该系统的组分数和自由度数分别为（）

A:C=3，f*=2B:C=2，f*=1C:C=2，f*=2D:C=3，f*=3答案:AI参考:正确答案是【C:C=2，f*=2】。\n\n系统为两相体系，故组分数为2；体系没有增加新物质，也没有减少物质，所以自由度f*=2。因此，答案为C。'1mol、373K、100kPa下的水经下列两个过程变为373K、100kPa下的水汽：①等温等压可逆蒸发；②向真空蒸发。则两个过程中功和热的关系为()

A:W1＜W2，Q1＞Q2B:W1＞W2，Q1＜Q2C:W1＝W2，Q1＝Q2D:W1＜W2，Q1＜Q2答案:AI参考:正确答案是D:W1＜W2，Q1＜Q2。\n在蒸发过程中，蒸发热的变化主要取决于物质的种类，因此过程②的焓变要小于过程①。过程①中由于蒸发时水分子与周围水分子相互作用做功，要产生一定功；过程②向真空蒸发过程属于体积减小而熵值增加的过程，这一过程中可能同时存在一定功或无功的变化，且真空度的降低需要一定的功。因此，过程①的功大于过程②的功。综上所述，选项D为正确答案。'已知水的四种状态：①373.2K、、H2O(l)；②372.2K、、H2O(g)；③373.2K、、H2O(l)；④373.2K、、H2O(g)，其化学势的高低顺序（）

A:μ2＞μ4＞μ3＞μ1B:μ4＞μ3＞μ1＞μ2C:μ4＞μ3＞μ2＞μ1D:μ2＞μ1＞μ4＞μ3答案:AI参考:正确选项是B：μ4＞μ3＞μ1＞μ2。\n\n这四个状态表示了水在四种不同温度下的存在形式，其中①是水的液态，③是水的固态，②是水的气态，④是水的气态在临界状态。根据化学势的定义，化学势是物质的本领，它反映了物质在系统中所能起的作用。在相同温度下，气态水的化学势大于液态水，液态水的化学势大于固态水。因此，答案B是正确的。其他选项中，没有给出相同温度下的比较，因此不正确。'硫存在着单斜、斜方、液态和蒸气四种不同的物态，故在硫的相图中三相点的数目可高达（）

A:5B:3C:4D:2答案:AI参考:正确选项是【C】4。\n\n硫在相图中存在固态、液态和气态三种相态，三相点即为固态硫、液态硫和气态硫的交点，共有四个三相点。因此，答案为C。需要注意的是，选项A和B都少算了一个三相点，选项D多算了一个三相点。'1mol理想气体在简单的状态变化中从T1、p1、V1变到T2、p2、V2，在计算该过程的熵变时，错误关系式是（）

A:ΔS=CV,mln(p2/p1)+Cp,mln(V2/V1)B:ΔS=Cp,mln(T2/T1)-Rln(p2/p1)C:ΔS=CV,mln(T2/T1)+Rln(V2/V1)D:ΔS=Cp,mln(T2/T1)+Rln(p2/p1)答案:AI参考:正确选项是【D:ΔS=Cp,mln(T2/T1)+Rln(p2/p1)】。\n\n熵变ΔS的计算公式为Cp*ΔT/T1，其中Cp为定压热容，ΔT为温度变化量。选项D中给出了正确的公式，即Cp*(T2-T1)/T1+R*(ln(p2/p1))，其中R为气体常数。而选项A、B、C都给出了错误的公式，其中A选项中的公式是错误的，因为Cv是定容热容，而不是定压热容；C选项中的公式中没有考虑温度变化量ΔT；而B选项中的公式中没有考虑温度变化量ΔT，且公式本身也存在错误。因此，正确选项为D。'设反应A(s)=D(g)+G(g)的(J·mol−1)=−4500+11T，要防止反应发生，温度必须（）

A:低于136KB:低于409KC:高于409KD:高于136K而低于409K答案:AI参考:正确答案是D：高于136K而低于409K。\n根据题目中给出的反应热数据，该反应的焓变小于零，所以是放热反应。要防止反应发生，需要提供热量，因此温度应该高于136K。同时，根据公式ΔH=T·ΔS可知，当温度低于409K时，熵变较小，不利于反应的进行。因此，答案为D，即温度高于136K而低于409K。'一定量理想气体经等温恒外压压缩至终态，这时系统和环境的熵变应为()

A:∆S体＞0，∆S环＞0B:∆S体＜0，∆S环＞0C:∆S体＞0，∆S环＜0D:∆S体＜0，∆S环＜0答案:AI参考:正确答案是C：∆S体＞0，∆S环＜0。\n\n气体经等温压缩，体系对外做功，要向环境吸热以维持温度不变，所以系统熵变∆S体＞0。由于气体体积减小，所以外界对气体做功，故环境的熵变∆S环＜0。因此选项C为正确答案。'实际气体进行绝热自由膨胀，ΔU和ΔS的变化为()

A:ΔU＝0，ΔS＝0B:ΔU＝0，ΔS＞0C:ΔU＞0，ΔS＞0D:ΔU＜0，ΔS＜0答案:AI参考:选项B是正确答案。\n\n实际气体进行绝热自由膨胀，系统与外界没有热交换，所以Q＝0。同时，系统内压强逐渐减小，体积增大，则对外做功W＞0。根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W，ΔU＜0。由于系统进行的是不可逆的自由膨胀，熵增ΔS＞0。因此，选项B是正确答案。'对双原子分子理想气体，发生一个物理变化，欲求其热力学性质，需要知道（）

A:B:C:D:答案:AI参考:正确选项为D：\n\n对双原子分子理想气体，发生一个物理变化，欲求其热力学性质，需要知道该理想气体的压强和体积。这是因为理想气体状态方程为PV=nRT，其中P为压强，V为体积，R为气体常数，T为热力学温度。通过已知的压强和体积，可以求出热力学温度，进而求出理想气体的热力学性质。因此，本题答案为D。'简述状态函数焓的定义、性质及其与热量之间的联系。

答案:AI参考:正确选项为：\n\n状态函数焓的定义是物体系统在等温等压过程中做功除以热力学温度；性质是焓是状态函数，具有加和性，也具有相对性；与热量之间的联系是焓变等于吸收的热量或释放的热量。\n\n解释：\n\n*焓的定义：焓是物体的一个热力学能，表示物体系统在等温等压过程中做功除以热力学温度。这个定义可以从物理学的角度来理解，焓是描述物体系统能量的一个参数，它可以通过做功和热量的关系来计算。\n*焓的性质：焓是状态函数，这意味着它的值只取决于系统的初始和最终状态，而与过程无关。此外，焓具有加和性，这意味着不同物体的焓可以相加。此外，焓也具有相对性，因为对于不同的系统和不同的温度压力条件，焓可能会有所不同。\n*焓与热量之间的联系：在等温等压过程中，物体系统的焓变等于吸收的热量或释放的热量。这个关系可以用焓变和热量的定义来解释。当物体系统经历一个过程时，它的能量会发生变化，而这个变化可以通过比较初始和最终状态的焓来计算。如果这个过程是等温等压的，那么物体的熵也会发生变化，而这个变化可以通过比较热量来计算。因此，焓变等于吸收的热量或释放的热量就是这个过程的热力学量化的表现。'简述绝热系统和隔离系统的熵增加原理。

答案:AI参考:正确选项：绝热系统和隔离系统的熵增加原理是：在一个绝热或者隔离的系统内部，其熵的变化总是向着熵增加的方向，也就是说熵的增加意味着系统的无序度增加，这是热力学的基本原理之一。\n\n解释：\n\n熵增加原理是指在一个封闭系统中，系统的总熵总是朝着增加的方向变化，即使这个过程没有外界的能量输入。对于绝热系统，这意味着系统与外界没有热量交换，因此熵的变化完全由系统内部的状态变化决定。对于隔离系统，意味着系统与外界没有物质和能量的交换，因此系统的熵变化同样取决于系统内部的状态变化。\n\n熵增加原理告诉我们，系统内部的无序度总是向着更高无序度变化，这是因为能量的分布变得更加随机，也就是更加无序。因此，熵的变化反映了系统的自组织程度的变化，也就是系统从一种有序的状态向另一种更无序的状态变化。这个原理是热力学的基本原理之一，也是理解自然界中能量转化和物质循环的重要基础。'在一定的温度和压力下，已知反应A→2B反应的标准摩尔焓变为rH,1(T)及反应2A→C的标准摩尔焓变为rH,2(T),则反应C→4B的rH,3(T)是（）。

A:2rH,1(T)－rH,2(T)。B:2rH,1(T)+rH,2(T)；C:rH,2(T)+rH,1(T)；D:rH,2(T)－2rH,1(T)；答案:AI参考:正确答案是【D:rH,2(T)－2rH,1(T)；】。\n\n根据盖斯定律，反应C→4B的标准摩尔焓变等于所有已知反应的标准摩尔焓变的代数和，即rH,3(T)=rH,2(T)－2rH,1(T)。因此选项D是正确答案。'范德华方程中的压力修正项对Vm的关系为（）。

A:正比于1/Vm2B:正比于Vm2C:正比于VmD:正比于1/Vm答案:AI参考:正确答案是A：正比于1/Vm2。\n范德华方程中压力修正项与Vm成反比关系，即正比于Vm-1/Vm2。因此，选项A为正确答案。'下列反应处于平衡状态，2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H=-200kJ·mol-1，欲提高平衡常数Kc的值，应采取的措施是（）。

A:去掉三氧化硫B:降低温度C:加入氧气D:增大压力答案:AI参考:正确选项为：B\n\n题目描述了一个可逆反应：$2SO_{2}(g)+O_{2}(g)\rightleftharpoons2SO_{3}(g)$，已知该反应的ΔH=-200kJ·mol^-1，平衡常数Kc为反应物与生成物浓度的比值。\n\n若要提高平衡常数Kc的值，则需要在温度、压力等外界条件不变的情况下，改变反应物和生成物的浓度。根据题意，B选项降低