热力学课外习题(含答案)

判断题：

√1．自然界发生的过程一定是不可逆过程。

×2．不可逆过程一定是自发过程。(做了非体积功发生的过程不是自发过程) ×3．熵增加的过程一定是自发过程。（如自由膨胀过程）

×4．绝热可逆过程的?S = 0，绝热不可逆膨胀过程的?S > 0，绝热不可逆压缩过程的?S < 0。 ×5．为了计算绝热不可逆过程的熵变，可以在始末态之间设计一条绝热可逆途径来计算。（设计一条可逆非绝热可逆过程来计算熵变）

×6．由于系统经循环过程后回到始态，?S = 0，所以一定是一个可逆循环过程。（环境可能提供负熵流）

×7．平衡态熵最大。（在隔离体系中是对的）

×8．在任意一可逆过程中?S = 0，不可逆过程中?S > 0。

9．理想气体经等温膨胀后，由于?U = 0，所以吸的热全部转化为功，这与热力学第二定律矛盾吗?（不矛盾，因为在热全部转化为功的同时，引起了气体的状态的变化）

×10．当系统向环境传热时(Q < 0)，系统的熵一定减少。（熵变是可以过程的热温熵） √11．一切物质蒸发时，摩尔熵都增大。（混乱度增大）

×12．吉布斯函数减小的过程一定是自发过程。（条件：等温等压，非体积功等于0）

×13．在等温、等压下，吉布斯函数变化大于零的化学变化都不能进行。（当有非体积功如电功时可以发生）

×14．系统由V1膨胀到V2，其中经过可逆途径时做的功最多。（等温条件下如对的）

×15．因Qp＝ΔH，Qv＝ΔU，所以Qp和Qv都是状态函数。（热是过程量，不是状态函数） ×16.水溶液的蒸气压一定小于同温度下纯水的饱和蒸汽压。（非挥发性溶质的稀溶液） ×17.在等温等压不做非体积功的条件下，反应ΔrGm<0时，若值越小，自发进行反应的趋势就

越强，反应进行得越快。（热力学不引入时间变量，不能判断快慢，只能反映趋势） ×18.一个已经达平衡的化学反应，只有当标准平衡常数改变时，平衡才会发生移动。（化学

反应的标准平衡常数是不变的）

选择与填空：

1．热力学第一定律中的能量指的是

(A)位能 (B)动能 (C)势能 (D)内能

2．1mol理想气体在温度为300K做等温可逆膨胀，体积从 5dm3 变到 10dm3，则体系在此过程中所做的可逆功等于（根据四川大学教材的定义，此题功应该为负值）

(A)1729J (B)2000J (C)1500J (D)0J 3．1mol理想气体在300K经自由膨胀后，做的功为

(A)-1729J (B)1729J (C)0J (D)-208J

4．在一个恒容绝热箱当中置一隔板，将其分为左右两部分，在两侧分别通入温度、压力均不同的同种气体，而后将隔板抽走，气体发生混合。若以箱内全部气体为体系，则混合过程的Q

(A)大于0 (B)小于0 (C)等于0 (D)不确定 5．对于理想气体，下列关系中哪个是不正确的

??H??U???U??0?0(A)? (B) ? (C) ??????T?V??V?T??p????0 (D) ?T??U??????0 ??p?T6．理想气体在101325Pa的等外压下体积从 10dm3 膨胀到 20dm3，则体系做的功为

(A)0 (B)1013.25J（负值） (C)506625J (D)1013250J

1

7．熵变 ?S是

(A)不可逆过程热温商之和 (B)可逆过程热温商之和 (C)与过程有关的状态函数 (D)以上都不正确 8．功和热 (A) 不是状态函数，无确定的变化就无确定的数值。 (B) 不是状态函数，对应某一状态有一确定值 (C) 都是状态函数，变化量与途径无关。 (D)都是状态函数，始终态确定其值也确定。 9．一定量的理想气体，从同一初态压力 p1 可逆膨胀到压力为 p2，则等温膨胀的终态体积V1 与绝热膨胀的终态体积 V2 之间是（等温膨胀时需吸收热量维持温度不变） (A) V1 > V2 (B) V1 < V2 (C)两者没一定的关系 (D) V1 = V2

10．1mol理想气体在温度为300K，体积为10dm3经等温可逆变化膨胀到体积为20dm3，此过程体系所做的功为 (A)-1729J (B)1729J (C)208J (D)-208J 11．下列宏观过程哪个是可逆过程

(A) p?, 373 K 下水沸腾 （可逆相变）

(B)电流通过金属发热 (C)往车胎内打气 (D)冰在p?，300K下熔化成水

?ZnO(s) ΔrHm=351.5 kJ·12．已知：Zn(s) + (1/2)O2??mol-1 ?HgO(s) ΔrHm= 90.8 kJ· Hg(l) + (1/2)O2??mol-1 ?ZnO(s) + Hg(l) 的 ΔrHm是： 因此 Zn(s) + HgO(s)??(A) 442.2 kJ·mol-1 (B) 260.7 kJ·mol-1 (C) -62.3 kJ·mol-1 (D) -442.2 kJ·mol-1

13．下列四个偏微熵中哪个既是偏摩尔量，又是化学势？ （A）(?U?nB?F?nB)S,V,nC （B）(?H?nB?G?nB)S,p,nC

（C）()T,V,nC （D）()T,p,nC

14．在 100℃ 和 25℃ 之间工作的热机，其最大效率为： (A)100 % (B)75 % (C)25 % (D)20 %

15．理想气体在恒定外压p?下，从10 dm3膨胀到16 dm3，同时吸热126 J，计算此气体的ΔU。

－

(A)-284 J (B) 842 J (C) -482 J （W＝－101325×6×103） (D) 482 J

16．“ 封闭体系恒压过程中体系吸收的热量Qp等于其焓的增量ΔH ”，这种说法： (A)正确 (B)需增加无非体积功的条件 (C)需加可逆过程的条件 (D)需加可逆过程与无非体积功的条件

2

17．熵变?S是： (1)不可逆过程热温商之和 (2)可逆过程热温商之和 (3)与过程无关的状态函数 (4)与过程有关的状态函数 以上正确的是： (A) 1,2 (B) 2,3 (C) 2 (D) 4

18． 1 mol Ag(s)在等容下由273.15 K加热到303.15 K,已知在该温度区间内Ag(s)的CV,

K-1·mol-1=24.48,则其熵变为： m/J·

(A)2.551J·K-1 (B)5.622J·K-1 (C)25.51 J·K-1 (D)56.22J·K-1

19．物质的量为n的纯理想气体，若该气体的哪一组物理量确定之后，其它状态函数方有定值。 (A) p (B) V (C) T,U (D) T, p 20．?H ＝Qp此式适用于哪一个过程：

A.理想气体从101325Pa反抗恒定的10132.5Pa膨胀到10132.5Pa B.在0℃、101325Pa下，冰融化成水 C.电解CuSO4的水溶液

D.气体从(298K，101325Pa)可逆变化到(373K，10132.5Pa )

21、在刚性密闭容器中，有下列理想气体反应达平衡 A（g）+ B（g）= C（g），若在恒温下加入一定量的惰性气体，则平衡将 (A)向右移动 (B)向左移动 (C)不移动 (D)无法确定 22．理想气体在可逆的绝热膨胀过程中 （A）内能增加 (B)熵不变 （C）熵增大 （D）温度不变

?23．在等温等压下，当反应的?rGm = 5 kJ·mol-1时，该反应能否进行？ （非体积功？？？）

(A) 能正向自发进行 (B) 能逆向自发进行 (C) 不能判断 (D) 不能进行 24．体系的压力p(体系)与环境的压力p(环境)有何关系?

(A)相等 (B)无关系 (C) p(体系)>p(环境) (D)可逆变化途径中p(体系)=p(环境) 25．pV? = 常数，只适用于

（A）理想气体绝热不可逆过程； （B）实际气体绝热可逆过程； （C）理想气体绝热可逆过程； （D）实际气体绝热过程。

26．根据热力学第二定律，在一循环过程中 （A）功与热可以完全互换； （B）功与热都不能完全互换；

（C）功可以完全转变为热，热不能完全转变为功； （D）功不能完全转变为热，热可以完全转变为功。

27、热力学第一定律的数学表达式 ?U = Q – W 只能适用于 （A）理想气体 （B）封闭体系 （C）隔离体系 （D）敞开体系

28、一可逆热机与一不可逆热机在其它条件都相同时, 燃烧等量的燃料, 则可逆热机牵引的列车行走的距离： （A）较长 （B）较短 （C）一样 （D）不一定

29、某物质B的标准燃烧焓为 ?cHm?(B, l, 298K) = -200 kJ/mol，则B完全燃烧时的反应标准摩

3

尔焓 ?rHm?(B, l, 298K) = kJ/mol。 （A）-200 （B）200 （C）0 （D）40 30、公式Cp，m － CV，m = R 必须满足的条件是 （A）等容过程 （B）可逆过程 （C）等压过程 （D）理想气体

31、已知挥发性纯溶质 B 液体的蒸气压为 67 Pa，纯溶剂 A 的蒸气压为 26 665 Pa，该溶质在此溶剂的饱和溶液的物质的量分数为 0.02，则此饱和溶液（假设为理想液体混合物）的蒸气压为： (A)600 Pa (B)26133 Pa (C)26198 Pa (D)599 Pa? 32、理想溶液的微观特征之一是 (A)各种分子间的相互作用力都相等

(B)各种分子间的相互作用力可以忽略不计 (C)溶剂分子间的相互作用力可以忽略不计 (D)溶质分子间的相互作用力可以忽略不计

33．增大压力能使平衡向生成物方向移动的反应是

(A) CaCO3 = CaO（s）+ CO2（g）

(B) CO（g）+ H2O（g）= CO2（g）+ H2（g）

(C)

32H2(g)?12N2(g)?NH3(g)

(D)CHCOOH（l）+ C2H5OH（l）= H2O（l） + C2H5COOCH3（l）

34．在一定的温度和压力下，对于一个化学反应,能用以判断其反应方向的是

(A)?rGm? (B)Kp? (C) ?rGm (D) ?rHm

35．已知反应 2NH3= N2+ 3H2在等温条件下，标准平衡常数为 0.25，那么，在此条件下，氨的合成反应 NH3 = (1/2) N2+(3/2) H2的标准平衡常数为： (A) 4 (B) 0.5 (C) 2 (D) 1

36．某化学反应在298 K时的标准吉布斯自由能变化为负值,则该温度时反应的K将是： (A) K= 0 (B) K< 0 (C) K> 1 (D) 0 < K< 1

37．某温度时,NH4Cl(s)分解压力是p?，则分解反应的标准平衡常数K?为 (A)1 (B)1/2 (C)1/4 (D)1/8 38、任一反应的平衡常数与温度的关系为

?lnK?Tθp??rHRT?m2，则

（A）Kp? 随温度升高而增大； （B）Kp? 随温度升高而减少； （C）Kp? 不随温度而变； （D）随温度升高，Kp? 可增大，减少或不变。 39．已知反应A + B = 2C 的热力学平衡常数 K1? = 0.1；则同样条件下，反应 2A + 2B = 4C 的热力学平衡常数 K2? = 0.01 。

40．封闭体系与环境之间 物质交换， 能量交换；隔离体系与环境之间 物质交换， 能量交换。

41．10 mol单原子理想气体，在恒外压p?下由400 K，2p?等温膨胀至p?，物体对环境作功 2R kJ。

42．理想气体恒温可逆压缩，ΔU = 0 ，ΔH = 0 。 43．体系从环境吸热20J，对外做功10J，根据热力学第一定律，体系的内能增加量 ?U为 J 4

44．根据麦克斯韦关系式，????T??? = 。 ??p?S45．已知水在373K时的蒸发热为 ?rHm? = 40630 J·mol-1，1mol的水在 p? ，373K下蒸发成水蒸气时，过程的熵变 ?Sm = ?rHm?/373 J·K-1·mol-1。

46．理想气体等温可逆膨胀时，体系对环境做 最大 功，等温可逆压缩时，环境对体系做 功。（填最大、最小） 47．298K时，2S（s）+ 3O2（g）= 2SO3（g）?rHθm = －794 kJ·mol-1，则可算出SO3（g）的

标准生成焓为 －794 kJ·mol-1 。

48．1 mol H2（可看作理想气体）等温可逆地由100kPa、20dm3压缩至200 kPa，终态体积V = 。（根据PV=nRT计算）

49．25℃下，1 mol 100 kPa的理想气体等温可逆膨胀到50 kPa，此过程 ?S（系统） ﹥ 0，?S（总） = 0。（填﹥，﹤或=）

50．所谓热力学平衡一般是指 ， ， 和 。

51．?H = Qp 关系式存在的条件是 等压 及 不做非体积功 ，体系所吸热才等于焓的改变。 52．10 mol单原子理想气体（Cp，m＝5/2R）,在恒外压0.987p?下由400 K，2p?等温膨胀至0.987p?，物体对环境作功 kJ。

53．一个自发变化发生后，不可能使__________________都恢复到原来的状态而不留下任何影响，也就是说自发变化是_______________ 。

54．从热力学第 定律证明的 定理是为了解决热机的最高效率可达多少这一问题的。

55．当封闭体系发生变化时，应该用___可逆____过程中的热温商来衡量熵的变化值。

56．在绝热封闭条件下，体系的?S的数值可以直接用作过程方向性的判据, ?S = 0 表示 ；?S > 0 表示 ________ 。

57．理想气体向真空膨胀，体积由V1变到V2，其ΔU = _0_ ，ΔS =__nRlnV2V1__ 。（该过程是

一个等温过程，末态确定后，设计等温可逆过程从始态到达末态计算熵变）

58．1mol理想气体从始态V1膨胀到终态V2，下列过程的熵变： （1）恒温可逆膨胀，?S = nRln32V2V112 ；（2）绝热可逆膨胀?S = 0 。

59．在400℃ 和 p? 下，反应H2(g)?N2(g)?NH3(g)的Kp为0.0129，则在相同温度和压

力下，3H2(g) + N2(g) = 2NH3(g) 的Kp 为 Kp的平方 。 60．下列反应在同一温度下进行：

H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(g) 2H2O(g)= 2H2(g) + O2(g)

?rGm(1),?? K1

?2??rGm(2), K

5

???两个反应的 ?rGm 的关系为：?rGm(2)= ?rGm(1),； 两个反应的 K? 的关系为：

K?2= 。

61．将NH4HS（s）放在抽空瓶内，在298K时发生分解测得压力为66.66kPa，则分解反应 NH4HS（s）= NH3（g）+ H2S（g）的Kp? 为 (33.33101.325) 。

262．对于理想气体的体系，热力学平衡常数 K? 只跟 T 有关。

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