【考研类试卷】考研物理化学（热力学第一定律）模拟试卷1及答案解析.doc

1、考研物理化学（热力学第一定律）模拟试卷 1及答案解析(总分：50.00，做题时间：90 分钟)一、填空题(总题数：4，分数：8.00)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）_2.1 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 和经(2)绝热等外压膨胀至 p 2 ，V 2 ，T 2 ，若 p 2 =p 2 ，则 T 2 _T 2 ；V 2 _V 2 。(填“”“”“=”)（分数：2.00）_3.若要通过节流膨胀达到制冷的目的，则必要条件是 _0。(填“”“”“=”)（分数：2.00）_4.298 K下，体

2、积为 2 dm 3 的刚性绝热容器中装有 1 mol的 O 2 (g)和 2 mol的 H 2 (g)；二者发生饭应生成液态税，则该过程的U=_。（分数：2.00）_二、单项选择题(总题数：14，分数：28.00)5.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）_6.关于热和功，下面的说法中，不正确的是( )（分数：2.00）A.功和热只出现于系统中状态变化的过程，只存在于系统和环境问的界面上B.只有在封闭系统中发生的过程，功和热才有明确的意义C.功和热不是能量，而是能量传递的两种形式，可称之为被交换的能量D.在封闭系统中发生的过程，如果内能不变，则功和热对系统的影

3、响必互相抵消7.涉及焓的下列说法中，正确的是( )（分数：2.00）A.单质的焓值均等于零B.在等温过程中焓变为零C.在绝热可逆过程中焓变为零D.化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化8.dU=C V dT及 dU m =C V，m dT适用的条件完整地说应当是( )（分数：2.00）A.等容过程B.无化学反应和相变的等容过程C.组成不变的均相系统的等容过程D.无化学反应和相变且不做非体积功的任何等容过程及无反应和相变而且系统内能只与温度有关的非等容过程9.盖斯定律包含了两个重要问题，即( )（分数：2.00）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

4、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10.在下列涉及盖斯定律的表述中，不正确的是( )（分数：2.00）A.对在等温等压且不做非体积功的条件下发生的各个化学反应过程和相变过程，可使用盖斯定律B.对在等温等容且不做功的条件下，发生的各个化学反应过程，可使用盖斯定律C.同一物质在盖斯定律涉及的几个反应中都出现时，只要无溶解等现象，相态不同也可加减D.利用盖斯定律求某个反应的热效应时可引入一些别的反应，设想一些中间步骤，无论实际反应是否按这些中间步骤进行都可以11.关于热平衡，下列说法中正确的是( )（分数：2.00）A.系统处于热平衡时，系统的温度一定等于环境的温度B.并不是所有热

5、力学平衡系统都必须满足热平衡的条件C.若系统 A与 B成热平衡，B 与 C成热平衡，则 A与 c直接接触时也一定成热平衡D.在等温过程中系统始终处于热平衡12.关于热力学可逆过程，下面的说法中不正确的是( )（分数：2.00）A.可逆过程不一定是循环过程B.在等温可逆过程中，系统做功时，系统损失的能量最小C.在等温可逆过程中，环境做功时，系统得到的功最小D.可逆过程中的任何一个中间态都可从正逆两个方向到达13.图 23，在绝热盛水容器中，浸入电阻丝，通电一段时间，通电后水及电阻丝的温度均略有升高，今以电阻丝为体系有( ) （分数：2.00）A.W=0，p0，U0B.W0，Q0，U0C.W0，p

6、0，U0D.W0，Q=0，U014.对于理想气体，下列关系中不正确的是( ) （分数：2.00）A.B.C.D.15.一定量的理想气体，从同一初态分别经等温可逆膨胀、绝热可逆膨胀到具有相同压力的终态，终态体积分别为 V 1 和 V 2 ，V 1 和 V 2 的关系为( )（分数：2.00）A.V 1 V 2B.V 1 =V 2C.V 1 V 2D.无法确定16.在体系温度恒定的变化过程中，体系与环境之间( )（分数：2.00）A.一定产生热交换B.一定不产生热交换C.不一定产生热交换D.温度恒定与热交换无关17.压力为 10 6 Pa的 2m 3 范德华气体进行绝热自由膨胀，直至体系压力达到

7、510 5 Pa时为止。此变化中，该气体做功为( )（分数：2.00）A.210 6 JB.10 6 JC.10 5 JD.0J18.始态(p 1 ，V 1 ，T 1 )完全相同的一个理想气体体系和另一个范德华气体体系分别进行绝热恒外压膨胀。当膨胀相同体积之后，下述说法中正确的是( )（分数：2.00）A.范德华气体的内能减少量比理想气体的多B.范德华气体的终态温度比理想气体的低C.范德华气体所做的功比理想气体的少D.范德华气体的焓变与理想气体的焓变相等三、计算题(总题数：4，分数：14.00)19.1 mol温度为 100 ，压力为 410 4 Pa的水蒸气变为 100及 101325 kP

8、a 时的水，计算该过程的U 和H。设水蒸气为理想气体，水的摩尔汽化热为 4067 kJ.mol 1 。（分数：2.00）_1 mol单原子理想气体从状态 A出发，沿 ABCA经历一次循环，T A =400 K，V 2 =2V 1 ，p 2 =2p 1 。求：（分数：8.00）(1).AB定容过程的 Q，W，U，S；（分数：2.00）_(2).BC定压过程的 Q，S；（分数：2.00）_(3).CA过程的 Q，W；（分数：2.00）_(4).整个过程的G，S，W。（分数：2.00）_20.1 mol理想气体在 300 K下，从 1 dm 3 定温可逆膨胀至 10 dm 3 ，求此过程 Q，W，U

9、 及H。（分数：2.00）_21.40 g氦在 3p 下从 25加热到 50。试求该过程的H，U，Q 和 W。该氦是理想气体。（分数：2.00）_考研物理化学（热力学第一定律）模拟试卷 1答案解析(总分：50.00，做题时间：90 分钟)一、填空题(总题数：4，分数：8.00)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：2.1 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 和经(2)绝热等外压膨胀至 p 2 ，V 2 ，T 2 ，若 p 2 =p 2 ，则 T 2 _T 2 ；V 2 _V 2 。(填“

10、”“”“=”)（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：，)解析：3.若要通过节流膨胀达到制冷的目的，则必要条件是 _0。(填“”“”“=”)（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：0)解析：解析：由于4.298 K下，体积为 2 dm 3 的刚性绝热容器中装有 1 mol的 O 2 (g)和 2 mol的 H 2 (g)；二者发生饭应生成液态税，则该过程的U=_。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：0)解析：解析：因为 W=0，Q=0。(化学反应的U+反应产物温度升高U=0)二、单项选择题(总题数：14，分数：28.00)5.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

11、数：2.00）_解析：6.关于热和功，下面的说法中，不正确的是( )（分数：2.00）A.功和热只出现于系统中状态变化的过程，只存在于系统和环境问的界面上B.只有在封闭系统中发生的过程，功和热才有明确的意义 C.功和热不是能量，而是能量传递的两种形式，可称之为被交换的能量D.在封闭系统中发生的过程，如果内能不变，则功和热对系统的影响必互相抵消解析：7.涉及焓的下列说法中，正确的是( )（分数：2.00）A.单质的焓值均等于零B.在等温过程中焓变为零C.在绝热可逆过程中焓变为零D.化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化 解析：8.dU=C V dT及 dU m =C V，m dT适用的条件完整地

12、说应当是( )（分数：2.00）A.等容过程B.无化学反应和相变的等容过程C.组成不变的均相系统的等容过程D.无化学反应和相变且不做非体积功的任何等容过程及无反应和相变而且系统内能只与温度有关的非等容过程 解析：9.盖斯定律包含了两个重要问题，即( )（分数：2.00）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 解析：解析：盖斯定律指出的化学反应的恒压热或恒容热只取决于过程的始态或末态，这是因为U=Q V ，H=Q p ，而焓和热力学能为状态函数。10.在下列涉及盖斯定律的表述中，不正确的是( )（分

13、数：2.00）A.对在等温等压且不做非体积功的条件下发生的各个化学反应过程和相变过程，可使用盖斯定律B.对在等温等容且不做功的条件下，发生的各个化学反应过程，可使用盖斯定律C.同一物质在盖斯定律涉及的几个反应中都出现时，只要无溶解等现象，相态不同也可加减 D.利用盖斯定律求某个反应的热效应时可引入一些别的反应，设想一些中间步骤，无论实际反应是否按这些中间步骤进行都可以解析：解析：在应用盖斯定律应用时，相态必须相等才可以进行加减。11.关于热平衡，下列说法中正确的是( )（分数：2.00）A.系统处于热平衡时，系统的温度一定等于环境的温度B.并不是所有热力学平衡系统都必须满足热平衡的条件C.若系

14、统 A与 B成热平衡，B 与 C成热平衡，则 A与 c直接接触时也一定成热平衡 D.在等温过程中系统始终处于热平衡解析：解析：A 中系统处于热平衡时，若为绝热系统则系统的温度与环境无关，故不一定等于环境温度。D等温过程中，系统不一定处于热平衡。如 A的温度大于 B，A 向 B传热，而 B向外散热，若传入 B的热与从 B散去的热相等，则 B的温度不变，为一等温过程，但 A与 B之间却并没有达到热平衡。12.关于热力学可逆过程，下面的说法中不正确的是( )（分数：2.00）A.可逆过程不一定是循环过程B.在等温可逆过程中，系统做功时，系统损失的能量最小 C.在等温可逆过程中，环境做功时，系统得到的

15、功最小D.可逆过程中的任何一个中间态都可从正逆两个方向到达解析：解析：因可逆过程系统做最大功，故系统损失的能量最大。13.图 23，在绝热盛水容器中，浸入电阻丝，通电一段时间，通电后水及电阻丝的温度均略有升高，今以电阻丝为体系有( ) （分数：2.00）A.W=0，p0，U0B.W0，Q0，U0 C.W0，p0，U0D.W0，Q=0，U0解析：解析：电阻丝得到电功，故 W0；电功全部转化为热并部分传给水，故 Q0；电阻丝仍有部分热没有传给水，故U0。14.对于理想气体，下列关系中不正确的是( ) （分数：2.00）A. B.C.D.解析：解析：理想气体的内能只是温度的函数。15.一定量的理想气

16、体，从同一初态分别经等温可逆膨胀、绝热可逆膨胀到具有相同压力的终态，终态体积分别为 V 1 和 V 2 ，V 1 和 V 2 的关系为( )（分数：2.00）A.V 1 V 2B.V 1 =V 2C.V 1 V 2 D.无法确定解析：解析：因绝热过程无法从环境吸热，故同样温度下压力较低、体积较小。16.在体系温度恒定的变化过程中，体系与环境之间( )（分数：2.00）A.一定产生热交换B.一定不产生热交换C.不一定产生热交换 D.温度恒定与热交换无关解析：解析：如理想气体自由膨胀为恒温过程，W=0，Q=0。17.压力为 10 6 Pa的 2m 3 范德华气体进行绝热自由膨胀，直至体系压力达到

17、510 5 Pa时为止。此变化中，该气体做功为( )（分数：2.00）A.210 6 JB.10 6 JC.10 5 JD.0J 解析：解析：绝热自由膨胀时，外压为零，功为零。18.始态(p 1 ，V 1 ，T 1 )完全相同的一个理想气体体系和另一个范德华气体体系分别进行绝热恒外压膨胀。当膨胀相同体积之后，下述说法中正确的是( )（分数：2.00）A.范德华气体的内能减少量比理想气体的多B.范德华气体的终态温度比理想气体的低 C.范德华气体所做的功比理想气体的少D.范德华气体的焓变与理想气体的焓变相等解析：解析：因终态体积相同且恒外压，故所做的功相同。又因绝热 Q=0，故内能9 焓的化亦相同

18、。而范德华气体经膨胀后温度要降低。三、计算题(总题数：4，分数：14.00)19.1 mol温度为 100 ，压力为 410 4 Pa的水蒸气变为 100及 101325 kPa 时的水，计算该过程的U 和H。设水蒸气为理想气体，水的摩尔汽化热为 4067 kJ.mol 1 。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：要计算在不同压力下的相变，需将此过程设计成下列可逆变化：(i)定温可逆变压；(ii)可逆相变。 )解析：1 mol单原子理想气体从状态 A出发，沿 ABCA经历一次循环，T A =400 K，V 2 =2V 1 ，p 2 =2p 1 。求：（分数：8.00）(1).AB定容过程的

19、 Q，W，U，S；（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：AB 过程是一个定容过程，但不是定温过程。 p A V A =nRT A ，p B V B =nRT B ，p A =2p B ，V A =V B 因此 U=nC V，m dT=nC V，m T =1 8314(200一 400)J =一 2 494 J 由于 dV=0，因此 W AB =0，U=Q 1 =一 2 494 J )解析：(2).BC定压过程的 Q，S；（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：BC 是定压过程。 p B V B =nRT B ，p C V C =nRT C ，p B =p C ，2V B =V C T C

20、 = =2T B =2200 K=400 K H=nC p，m dT=nC p，m (T C 一 T B ) =1 83 14(400200)J=4157 J H=Q 2 =4 157 J 虽然该过程是一个定压过程，但熵是一个状态函数，可以用可逆过程熵变的公式计算。 )解析：(3).CA过程的 Q，W；（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：CA 过程是定温压缩过程。 U=H=0 )解析：(4).整个过程的G，S，W。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：整个循环过程 G=S=0 Q=Q 1 +Q 2 +Q 3 =(一 2494+41572305)J=一 642 J W=一 Q=642 J)解析：20.1 mol理想气体在 300 K下，从 1 dm 3 定温可逆膨胀至 10 dm 3 ，求此过程 Q，W，U 及H。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：理想气体定温可逆过程 )解析：21.40 g氦在 3p 下从 25加热到 50。试求该过程的H，U，Q 和 W。该氦是理想气体。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：Q p =H= T1 T2 nC p，m dT=nC p，m (T 2 一 T 1 ) 单原子理想气体 U= T1 T2 nC V，m dT=nC V，m (T 2 一 T 1 ) = )解析：