【考研类试卷】考研物理化学（热力学第二定律）模拟试卷1及答案解析.doc

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1、考研物理化学（热力学第二定律）模拟试卷 1及答案解析(总分：60.00，做题时间：90 分钟)一、填空题(总题数：6，分数：12.00)1.填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。（分数：2.00）_2.300K 2mol理想气体由 1 dm 3 可逆膨胀至 10 dm 3 ，此过程的熵变为_。（分数：2.00）_3.在纯物质的 pT 相图中的三相点附近，其固一气平衡曲线的斜率_液一气平衡曲线的斜率。(填“”“”“=”)（分数：2.00）_4.在隔离系统中进行可逆过程时，S_；进行不可逆过程时，S_。（分数：2.00）_5.298 K，101325 kPa 条件下，1 mol 过饱和

2、水蒸气凝结为水，过程的 Q_，W_，S_，G_。(填“0”“0”“=0”或“不确定”)（分数：2.00）_6.1 mol某理想气体从 29815 K，10 dm 3 的始态出发，恒温可逆膨胀至体积为 20 dm 3 ，则请计算该过程的 W=_，以及系统的U=_，H=_，S=_，G=_。（分数：2.00）_二、单项选择题(总题数：20，分数：40.00)7.单项选择题下列各题的备选答案中，只有一个是符合题意的。（分数：2.00）_8.对任一过程，与反应途径无关的是( )（分数：2.00）A.体系的内能变化B.体系对外做的功C.体系得到的功D.体系吸收的热9.关于吉布斯函数 G，下面说法中不正确的

3、是( )（分数：2.00）A.GW在做非体积功的各种热力学过程中都成立B.在等温等压且不做非体积功的条件下，对于各种可能的变动，系统在平衡态的吉氏函数最小C.在等温等压且不做非体积功时，吉氏函数增加的过程不可能发生D.在等温等压下，一个系统的吉氏函数减少值大于非体积功的过程不可能发生10.关于克劳修斯一克拉佩龙方程，下列说法错误的是( )（分数：2.00）A.该方程仅适用于液一气平衡B.该方程既适用于液一气平衡又适用于固一气平衡C.该方程假定气体的体积远大于液体或固体的体积D.该方程假定与固相或液相平衡的气体为理想气体11.在绝热条件下，迅速推动活塞压缩气筒内空气，此过程的熵变( )（分数：2

4、.00）A.大于零B.小于零C.等于零D.无法确定12.氢气和氧气在绝热钢瓶中生成水，则( )（分数：2.00）A.S=0B.G=0C.H=0D.U=013.关于熵的性质，下面的说法中，不正确的是( )（分数：2.00）A.环境的熵变与过程有关B.某些自发过程中可以为系统创造出熵C.熵变等于过程的热温商D.系统的熵等于系统内各部分熵之和14.在一绝热恒容箱中，将 NO(g)和 O 2 (g)混合，假定气体都是理想的，达到平衡后肯定都不为零的量是( )（分数：2.00）A.Q，W，UB.Q，U，HC.H，S，GD.S，U，W15.一卡诺热机在两个不同温度之间的热源之间运转，当工作物质为气体时，热

5、机效率为 42，若改用液体工作物质，则其效率应当( )（分数：2.00）A.减少B.增加C.不变D.无法判断16.任一不可逆绝热过程的熵变 dS可以通过以下哪个途径求得?( )（分数：2.00）A.始终态相同的可逆绝热过程B.始终态相同的可逆恒温过程C.始终态相同的可逆非绝热过程D.B和 C均可17.1 mol Ag(s)在等容下由 2732 K 加热到 3032 K。已知在该温度区间内 Ag(s)的 C V，m =2448 J.K 1 .mol 1 ，则其熵变为( )（分数：2.00）A.2531 J.K 1B.5622 J.K 1C.2531 J.K 1D.5622 J.K 118.固体碘

6、化银(AgI)有 和 两种晶型，这两种晶型的平衡转化温度为 4197 K，由 型转化为 型时，转化热等于 6 462 J.mol 1 ，由 型转化为 型时的熵变S 应为( )（分数：2.00）A.441 JB.154 JC.一 441 JD.一 154 J19.在 101325 kPa 下，385 K 的水变为同温下的水蒸气。对于该变化过程，下列各式中正确的是( )（分数：2.00）A.S 体 +S 环 0B.S 体 +S 环 0C.S 体 +S 环 =0D.S 体 +S 环 的值无法确定20.1 mol理想气体从 p 1 ，V 1 ，T 1 分别经：(1)绝热可逆膨胀到 p 2 ，V 2 ，

7、T 2 ；(2)绝热恒外压下膨胀到 p 2 ，V 2 ，T 2 ，若 p 2 =p 2 ，则( )（分数：2.00）A.T 2 =T 2 ，V 2 =V 2 ，S 2 =S 2B.T 2 T 2 ，V 2 V 2 ，S 2 S 2C.T 2 T 2 ，V 2 V 2 ，S 2 S 2D.T 2 T 2 ，V 2 V 2 ，S 2 S 221.理想气体在绝热条件下经恒外压压缩至稳态，此变化中的体系熵变S 体 及环境熵变S 环 环应为( )（分数：2.00）A.S 体 0，S 环 0B.S 体 0，S 环 0C.S 体 0，S 环 =0D.S 体 0，S 环 =022.一个由气相变为凝聚相的化学反

8、应在恒温恒容下自发进行，下列各组答案中，正确的是( )（分数：2.00）A.S 体 0，S 环 0B.S 体 0，S 环 0C.S 体 0，S 环 =0D.S 体 0，S 环 =023.理想气体由同一始态出发，分别经：(1)绝热可逆膨胀；(2)多方过程膨胀，达到同一体积 V 2 ，则过程(1)的熵变S(1)和过程(2)的熵变S(2)之间的关系是( )（分数：2.00）A.S(1)S(2)B.S(1)S(2)C.S(1)=S(2)D.两者无确定关系24.理想气体从状态 p 2 ，V 1 ，T 等温膨胀到 p 2 ，V 2 ，T，此过程的A 与G 的关系为( )（分数：2.00）A.AGB.AGC

9、.A=GD.无确定关系25.某气体的状态方程为 p(Vn)一 b=RT，式中 b为常数，n 为物质的量。若该气体经一等温过程，压力自 p 1 变至 p 2 ，则下列状态函数的变化为零的是( )（分数：2.00）A.UB.HC.SD.G26.在理想气体的 ST图上，任一条恒容线与任一条恒压线的斜率之比，在恒温时的含义是( )（分数：2.00）A.B.C.D.三、计算题(总题数：4，分数：8.00)27.298 K时，将液态苯氧化为 CO 2 和液态 H 2 O，其定容热为一 3267 kJmol 1 ，求定压反应热。（分数：2.00）_28.101325 kPa 下，2 mol 甲醇在正常沸点

10、3372 K 时气化，求体系和环境的熵变各为多少?已知甲醇的气化热H m =351 kJ.mol 1 。（分数：2.00）_29.在 110，10 5 Pa下使 l mol H 2 O(1)蒸发为水蒸气，计算这一过程体系和环境的熵变。已知 H 2 O(g)和 H 2 O(I)的热容分别为 1866 J.g 1 .K 1 和 4184 J.g 1 .K 1 ，在 100，10 5 Pa下 H 2 O(1)的气化热为 2 255176J.g 1 (M H2O =18 g.mol 1 )。（分数：2.00）_30.如 （分数：2.00）_考研物理化学（热力学第二定律）模拟试卷 1答案解析(总分：60

11、.00，做题时间：90 分钟)一、填空题(总题数：6，分数：12.00)1.填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。（分数：2.00）_解析：2.300K 2mol理想气体由 1 dm 3 可逆膨胀至 10 dm 3 ，此过程的熵变为_。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：3829 J.K 1 )解析：解析：3.在纯物质的 pT 相图中的三相点附近，其固一气平衡曲线的斜率_液一气平衡曲线的斜率。(填“”“”“=”)（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：)解析：解析： 对于液一气平衡 对于固一气平衡 两式右边分母近似相等，但 sub H m vap H m ，所以 4.在隔离

12、系统中进行可逆过程时，S_；进行不可逆过程时，S_。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：=0，0)解析：解析：了解不同物理化学变化时的熵值计算。5.298 K，101325 kPa 条件下，1 mol 过饱和水蒸气凝结为水，过程的 Q_，W_，S_，G_。(填“0”“0”“=0”或“不确定”)（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：，)解析：解析：水蒸气凝结放热，故 Q0，S0，体积减小，W0，恒温恒压不可逆过程判据：G0。6.1 mol某理想气体从 29815 K，10 dm 3 的始态出发，恒温可逆膨胀至体积为 20 dm 3 ，则请计算该过程的 W=_，以及系统的U=_，H=_，

13、S=_，G=_。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：一 1718 J，0，0，5763 J.K 1 ，一 1717 J)解析：二、单项选择题(总题数：20，分数：40.00)7.单项选择题下列各题的备选答案中，只有一个是符合题意的。（分数：2.00）_解析：8.对任一过程，与反应途径无关的是( )（分数：2.00）A.体系的内能变化 B.体系对外做的功C.体系得到的功D.体系吸收的热解析：解析：只有内能为状态函数。内能与途径无关，仅取决于始态和终态。9.关于吉布斯函数 G，下面说法中不正确的是( )（分数：2.00）A.GW在做非体积功的各种热力学过程中都成立 B.在等温等压且不做非体积

14、功的条件下，对于各种可能的变动，系统在平衡态的吉氏函数最小C.在等温等压且不做非体积功时，吉氏函数增加的过程不可能发生D.在等温等压下，一个系统的吉氏函数减少值大于非体积功的过程不可能发生解析：解析：因只有在恒温恒压过程中GW才成立。10.关于克劳修斯一克拉佩龙方程，下列说法错误的是( )（分数：2.00）A.该方程仅适用于液一气平衡 B.该方程既适用于液一气平衡又适用于固一气平衡C.该方程假定气体的体积远大于液体或固体的体积D.该方程假定与固相或液相平衡的气体为理想气体解析：11.在绝热条件下，迅速推动活塞压缩气筒内空气，此过程的熵变( )（分数：2.00）A.大于零 B.小于零C.等于零D

15、.无法确定解析：解析：在绝热系统中发生不可逆过程，熵只能增加，这是熵增原理的体现。12.氢气和氧气在绝热钢瓶中生成水，则( )（分数：2.00）A.S=0B.G=0C.H=0D.U=0 解析：解析：绝热钢瓶中进行的反应无热交换、无体积功，即 Q=W=0，故U=0。此过程为绝热不可逆过程，故S0。此过程恒容H=U+(pV)=Vp，因p 不等于零，故H 亦不为零。恒温、恒压不做其他功的可逆过程G=0，上述过程并非此过程。13.关于熵的性质，下面的说法中，不正确的是( )（分数：2.00）A.环境的熵变与过程有关B.某些自发过程中可以为系统创造出熵C.熵变等于过程的热温商 D.系统的熵等于系统内各部

16、分熵之和解析：解析：正确的说法应为熵变等于过程的可逆热温商。14.在一绝热恒容箱中，将 NO(g)和 O 2 (g)混合，假定气体都是理想的，达到平衡后肯定都不为零的量是( )（分数：2.00）A.Q，W，UB.Q，U，HC.H，S，G D.S，U，W解析：解析：此条件下 Q，W 和U 都为零。由H=U+(pV)可见，反应前后压力有变化，故H 不为零，微观状态数有变化，故S 不为零，G=H 一(TS)亦不为零。15.一卡诺热机在两个不同温度之间的热源之间运转，当工作物质为气体时，热机效率为 42，若改用液体工作物质，则其效率应当( )（分数：2.00）A.减少B.增加C.不变 D.无法判断解析

17、：16.任一不可逆绝热过程的熵变 dS可以通过以下哪个途径求得?( )（分数：2.00）A.始终态相同的可逆绝热过程B.始终态相同的可逆恒温过程C.始终态相同的可逆非绝热过程 D.B和 C均可解析：17.1 mol Ag(s)在等容下由 2732 K 加热到 3032 K。已知在该温度区间内 Ag(s)的 C V，m =2448 J.K 1 .mol 1 ，则其熵变为( )（分数：2.00）A.2531 J.K 1 B.5622 J.K 1C.2531 J.K 1D.5622 J.K 1解析：解析：18.固体碘化银(AgI)有 和 两种晶型，这两种晶型的平衡转化温度为 4197 K，由 型转化

18、为 型时，转化热等于 6 462 J.mol 1 ，由 型转化为 型时的熵变S 应为( )（分数：2.00）A.441 JB.154 J C.一 441 JD.一 154 J解析：19.在 101325 kPa 下，385 K 的水变为同温下的水蒸气。对于该变化过程，下列各式中正确的是( )（分数：2.00）A.S 体 +S 环 0 B.S 体 +S 环 0C.S 体 +S 环 =0D.S 体 +S 环 的值无法确定解析：解析：该变化为自发过程。20.1 mol理想气体从 p 1 ，V 1 ，T 1 分别经：(1)绝热可逆膨胀到 p 2 ，V 2 ，T 2 ；(2)绝热恒外压下膨胀到 p 2

19、，V 2 ，T 2 ，若 p 2 =p 2 ，则( )（分数：2.00）A.T 2 =T 2 ，V 2 =V 2 ，S 2 =S 2B.T 2 T 2 ，V 2 V 2 ，S 2 S 2C.T 2 T 2 ，V 2 V 2 ，S 2 S 2 D.T 2 T 2 ，V 2 V 2 ，S 2 S 2解析：解析：由于恒外压膨胀较可逆膨胀做出的功要少，且绝热，故过程(2)内能的减少要小一些，所以T 2 T 2 。终态压力相同，因此 V 2 V 2 。又根据熵增原理，可判定 S 2 S 2 。21.理想气体在绝热条件下经恒外压压缩至稳态，此变化中的体系熵变S 体 及环境熵变S 环 环应为( )（分数：2

20、.00）A.S 体 0，S 环 0B.S 体 0，S 环 0C.S 体 0，S 环 =0 D.S 体 0，S 环 =0解析：解析：该过程为绝热不可逆过程，故S 体 0；又因绝热过程，故S 环 =0。22.一个由气相变为凝聚相的化学反应在恒温恒容下自发进行，下列各组答案中，正确的是( )（分数：2.00）A.S 体 0，S 环 0B.S 体 0，S 环 0 C.S 体 0，S 环 =0D.S 体 0，S 环 =0解析：解析：反应由气相变为凝聚相，熵减少，S 体 0；自发过程的总熵变应增加，故S 环 0。23.理想气体由同一始态出发，分别经：(1)绝热可逆膨胀；(2)多方过程膨胀，达到同一体积 V

21、 2 ，则过程(1)的熵变S(1)和过程(2)的熵变S(2)之间的关系是( )（分数：2.00）A.S(1)S(2)B.S(1)S(2) C.S(1)=S(2)D.两者无确定关系解析：解析：绝热可逆过程S=0，多方过程体积膨胀S0。24.理想气体从状态 p 2 ，V 1 ，T 等温膨胀到 p 2 ，V 2 ，T，此过程的A 与G 的关系为( )（分数：2.00）A.AGB.AGC.A=G D.无确定关系解析：解析：因 G=H一 TS，A=U 一 TS，G 一 A=pV，GA=nRT=0。25.某气体的状态方程为 p(Vn)一 b=RT，式中 b为常数，n 为物质的量。若该气体经一等温过程，压力

22、自 p 1 变至 p 2 ，则下列状态函数的变化为零的是( )（分数：2.00）A.U B.HC.SD.G解析：解析：由基本方程 dU=TdSpdV，得出26.在理想气体的 ST图上，任一条恒容线与任一条恒压线的斜率之比，在恒温时的含义是( )（分数：2.00）A.B.C.D. 解析：三、计算题(总题数：4，分数：8.00)27.298 K时，将液态苯氧化为 CO 2 和液态 H 2 O，其定容热为一 3267 kJmol 1 ，求定压反应热。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：C 6 H 6 (1)+ O 2 (g)=6CO 2 (g)+3H 2 O(l) r U m =Q V =一

23、3267 kJ.mol 1 r H m = r U m +v B，g RT =一 3267+(6一 )解析：28.101325 kPa 下，2 mol 甲醇在正常沸点 3372 K 时气化，求体系和环境的熵变各为多少?已知甲醇的气化热H m =351 kJ.mol 1 。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：101325 kPa，3372 K 甲醇气化，发生可逆相变 )解析：29.在 110，10 5 Pa下使 l mol H 2 O(1)蒸发为水蒸气，计算这一过程体系和环境的熵变。已知 H 2 O(g)和 H 2 O(I)的热容分别为 1866 J.g 1 .K 1 和 4184 J.g

24、 1 .K 1 ，在 100，10 5 Pa下 H 2 O(1)的气化热为 2 255176J.g 1 (M H2O =18 g.mol 1 )。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：W=一 p e V=一 p e V g =一 nRT=(一 183 1438315)kJ=一 3816 kJ 题给过程可以设计为如下可逆过程，以计算体系熵变。T 1 =38315 K，T 2 =37315 K。 S=S 1 +S 2 +S 3 =10769 J.K 1 H 1 = T1 T2 mC p，g (l)dT=1418418(3731538315)J=一 7531 J H 2 =n V H m =1225517618J=40 593 J H 3 = T2 T1 mC p，g dT=1186618(3831537315)J=3359 J H=H 1 +H 2 +HH 3 =40 176 J S 环 = )解析：30.如 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：此过程为定压下不同气体混合过程，以 A、B 两种气体为体系，总的自由能改变值等于 A、B 两气体自由能改变值之和，即G=G A +G B ，定温下混合，dG=Vdp。 所以 G=G A +G B = )解析：