物理化学第二章（热力学第一定律）测验试卷及答案

物理化学第二章（热力学第一定律）测验试卷及答案考试时长：90分钟满分：100分适用教材：傅献彩《物理化学》（第五/六版）考核章节：第二章热力学第一定律班级：__________姓名：__________学号：__________得分：__________一、选择题（本大题共10小题，每小题3分，共30分）1.下列物理量中，属于状态函数、广度性质的是（）A.功WB.热力学能UC.温度TD.压强p2.热力学第一定律的数学表达式ΔU=Q+WA.封闭系统、任意过程B.孤立系统、可逆过程C.封闭系统、可逆过程D.敞开系统、任意过程3.对于理想气体恒温过程，下列关系式正确的是（）A.ΔU>0B.ΔH≠0C.Δ4.恒压过程中，系统吸收的热量等于（）A.ΔUB.ΔHC.Δ5.气体绝热膨胀过程，系统与环境的热量交换为（）A.Q=0B.Q>0C.Q<0D.无法确定6.下列关于焓的定义式正确的是（）A.H=U+pVB.H=U−pVC.H=TS−UD.H=G+pV7.理想气体恒容升温过程，下列参数变化正确的是（）A.W=0，QVC.W=0，QV8.基准状态下，稳定单质的标准摩尔生成焓为（）A.大于0B.小于0C.等于0D.不确定9.对于可逆相变过程，恒温恒压下相变热等于（）A.相变热力学能变B.相变焓变C.相变熵变D.吉布斯自由能变10.下列过程中，W=0的是（）A.恒压过程B.恒容过程C.恒温过程D.绝热过程二、填空题（本大题共6小题，每小题3分，共18分）11.状态函数的核心特征是__________，只与始末态有关，与变化途径无关。12.封闭系统恒容非体积功为零时，ΔU=13.理想气体的热力学能和焓仅与__________有关，与压力、体积无关。14.绝热恒容、非体积功为零的过程，系统的__________守恒。15.恒压热容与恒容热容的关系：Cp16.化学反应的恒压热效应与恒容热效应的关系：Qp三、简答题（本大题共3小题，每小题6分，共18分）17.简述状态函数与过程量的区别，并列举2种状态函数、2种过程量。18.为什么理想气体恒温变化过程中ΔU=0、19.简述恒容热、恒压热的适用条件及物理意义。四、计算题（本大题共3小题，共34分）20.（10分）2mol理想气体，温度为298K，经恒温可逆膨胀过程，体积由2×10−3m3变为10×1021.（12分）1mol单原子理想气体，从273K、100kPa恒压升温至373K，已知单原子气体Cp,m=22.（12分）已知298K时，反应C(石墨)+O2参考答案及详细解析一、选择题（每题3分，共30分）1.B解析：U为状态函数、广度性质；W为过程量，T、p为强度性质状态函数。2.A解析：热力学第一定律公式ΔU=Q+W3.C解析：理想气体U、H仅与温度有关，恒温下温度不变，故ΔU=0、4.B解析：恒压、非体积功为零时，Qp5.A解析：绝热过程定义为系统与环境无热量交换，Q=0。6.A解析：焓的标准定义式H=U+pV。7.A解析：恒容过程体积不变，体积功W=0；升温系统吸热，热力学能增加，ΔU>08.C解析：热力学规定，298K、标准状态下，稳定单质的标准摩尔生成焓为0。9.B解析：恒温恒压可逆相变，非体积功为零，相变热等于相变焓变。10.B解析：恒容过程ΔV=0，体积功W=−p二、填空题（每题3分，共18分）11.异途同归，值变相等12.QV13.温度14.热力学能（U）15.nR16.Δ三、简答题（每题6分，共18分）17.答案：（1）区别：状态函数是描述系统状态的物理量，数值仅由系统始末状态决定，与变化途径无关；过程量是描述变化过程的物理量，数值随变化途径不同而改变。（3分）（2）举例：状态函数——热力学能U、焓H；过程量——热量Q、功W。（3分）18.答案：理想气体的分子间无相互作用力，无分子势能，其热力学能仅由分子热运动的动能决定，仅与温度相关。（3分）恒温过程中理想气体温度不变，分子总动能不变，故ΔU=0；由焓定义式H=U+pV，理想气体恒温下pV=nRT为定值，ΔU=0，因此19.答案：（1）恒容热QV：适用封闭系统、恒容、非体积功为零的过程；Q（2）恒压热Qp：适用封闭系统、恒压、非体积功为零的过程；Q四、计算题（共34分）20.（10分）解：该过程为理想气体恒温可逆过程，温度不变，因此：ΔU=0，恒温可逆体积功公式：W=nRT代入数据：W=2×8.314×298×=4955.14×ln由热力学第一定律ΔU=Q+W=0，得Q=−W=7.97答：Δ21.（12分）解：已知：n=1C1.