【考研类试卷】考研物理化学（热力学第二定律）模拟试卷2及答案解析.doc

1、考研物理化学（热力学第二定律）模拟试卷 2及答案解析(总分：58.00，做题时间：90 分钟)一、填空题(总题数：5，分数：10.00)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.在封闭系统的ST 图中，通过某点可以分别作出等容线和等压线，其斜率分别为 （分数：2.00）_3.热力学第三定律表述为_。（分数：2.00）_4.物质的量为 n，温度为 T的某理想气体，恒温下由 p 1 压缩至 p 2 ，那么过程的G_。（分数：2.00）_5.一定量的实际气体(其状态方程已知)经历等温膨胀过程，压力由 p 1 压缩至 p 2 ，计算该过程的S，需要用到的麦克斯韦关系

2、式为_。（分数：2.00）_二、单项选择题(总题数：20，分数：40.00)6.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）_7.在一定温度下，发生变化的孤立体系，其总熵( )（分数：2.00）A.不变B.可能增大或减小C.总是减小D.总是增大8.氮气进行绝热可逆膨胀( )（分数：2.00）A.U=UB.S=UC.A=UD.G=09.关于热力学第二定律，下列说法错误的是( )（分数：2.00）A.热不能自动从低温流向高温B.不可能从单一热源吸热做功而无其他变化C.第二类永动机是造不成的D.热不可能全部转化为功10.关于熵的说法正确的是( )（分数：2.00）A.每单

3、位温度的改变所交换的热为熵B.可逆过程熵变为零C.不可逆过程熵将增加D.熵与系统的微观状态数有关11.氢气进行不可逆循环( )（分数：2.00）A.U0B.S=0C.S0D.S012.下述过程，体系的G 为零的是( )（分数：2.00）A.理想气体的等温膨胀B.孤立体系的任意过程C.在 100，101 325 Pa 下 lmol水蒸发成水气D.绝热可逆过程13.理想气体在自由膨胀过程中，其值都不为零的一组热力学函数变化是( )（分数：2.00）A.U，H，S，VB.S，A，V，GC.T，G，S，VD.U，A，H，V14.在下列过程中，G=A 的是( )（分数：2.00）A.液体等温蒸发B.气体

4、绝热可逆膨胀C.理想气体在等温下混合D.等温等压下的化学反应15.理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程，则( )（分数：2.00）A.可以从同一始态出发达到同一终态B.不可以达到同一终态C.不能确定以上 A、B 中哪一种正确D.可以达到同一终态，视绝热膨胀还是绝热压缩而定16.1 mol理想气体向真空膨胀，若其体积增加到原来的 10倍，则体系、环境和孤立体系的熵变分别为( )（分数：2.00）A.1914 J.K 1 ，一 1914 J.K 1 ，0B.一 1914 J.K 1 ，1914 J.K 1 ，0C.1914 J.K 1 ，0，1914 J.K 1D.0，0，017.理想气体经历等温可

5、逆过程，其熵变的计算公式是( )（分数：2.00）A.S=nRTln(p 1 p 2 )B.S=nRTln(V 2 V 1 )C.S=nRln(p 2 p 1 )D.S=nRln(V 2 V 1 )18.在标准压力下，90的液态水气化为 90的水蒸气，体系的熵变为( )（分数：2.00）A.S 体0B.S 体0C.s 体=0D.难以确定19.在标准压力 p 和 26815 K 时，冰变为水，体系的熵变应( )（分数：2.00）A.大于零B.小于零C.等于零D.无法确定20.理想气体在恒温条件下，经恒外压压缩至某一压力，此变化中体系的熵变S 体 及环境的熵变S 环 应为( )（分数：2.00）A

6、.S 体 0，S 环 0B.S 体 0，S 环 0C.S 体 0，S 环 =0D.S 体 0，S 环 =021.在 1013 kPa 下，110的水变为 110水蒸气，吸热 Q p ，在该相变过程中，下列关系式不成立的是( )（分数：2.00）A.S 体 0B.S 环 不确定C.S 体 +S 环 0D.G 体 022.263 K的过冷水凝结成 263 K的冰，则( )（分数：2.00）A.S0B.S0C.S=0D.无法确定23.理想气体从状态经自由膨胀到状态，可用哪个热力学判据来判断该过程的自发性?( )（分数：2.00）A.hB.GC.S 隔离D.U24.在标准压力下，38315 K 的水变

7、为同温下的蒸气，吸热 Q p 。对于该相变过程，以下关系式不能成立的是( )（分数：2.00）A.G0B.H=Q pC.S 隔离 0D.S 隔离 025.下列四个关系式中不是麦克斯韦关系式的是( ) （分数：2.00）A.B.C.D.三、计算题(总题数：4，分数：8.00)26.已知水在 100，101325 kPa 时蒸发热为 2 2594 J.g 1 ，则 100时蒸发 30 g水，过程的W，U，H，S 和G 为多少?(计算时可忽略液态水的体积)（分数：2.00）_27.定容下，理想气体 1 mol N 2 由 300 K加热到 600 K，求过程S。已知 C p，m，N2 =(2700+

8、0006T)J.mol 1 .K 1 。（分数：2.00）_28.在 298 K及 p 下，用过量 100的空气燃烧 1 mol CH 4 ，若反应热完全用于加热产物，求燃烧所能达到的最高温度。所需热力学数据如下所示。 （分数：2.00）_29.过冷 CO 2 (l)在一 59时的蒸气压为 4658 kPa，同温度固体 CO 2 (s)的蒸气压为 4392kPa。求 1 mol过冷 CO 2 (l)在该温度下，固化过程中的S。已知该过程中放热 1895 J.g 1 。（分数：2.00）_考研物理化学（热力学第二定律）模拟试卷 2答案解析(总分：58.00，做题时间：90 分钟)一、填空题(总题

9、数：5，分数：10.00)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.在封闭系统的ST 图中，通过某点可以分别作出等容线和等压线，其斜率分别为 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案： )解析：解析：因为 在恒容时 在恒压是3.热力学第三定律表述为_。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：在 0 K时，纯物质完美晶体的熵值为零，即 S m * (完美晶体，0K)=0)解析：4.物质的量为 n，温度为 T的某理想气体，恒温下由 p 1 压缩至 p 2 ，那么过程的G_。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案： )解析：解析：5.一定量的实际气体(其

10、状态方程已知)经历等温膨胀过程，压力由 p 1 压缩至 p 2 ，计算该过程的S，需要用到的麦克斯韦关系式为_。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案： )解析：解析： 因为 dG=一 SdT+Vdp 所以二、单项选择题(总题数：20，分数：40.00)6.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：7.在一定温度下，发生变化的孤立体系，其总熵( )（分数：2.00）A.不变B.可能增大或减小C.总是减小D.总是增大 解析：解析：因孤立系发生的变化必为自发过程，根据熵增原理其熵必增加。8.氮气进行绝热可逆膨胀( )（分数：2.00）A.U=UB.S=U C

11、.A=UD.G=0解析：解析：绝热系统的可逆过程熵变为零。9.关于热力学第二定律，下列说法错误的是( )（分数：2.00）A.热不能自动从低温流向高温B.不可能从单一热源吸热做功而无其他变化C.第二类永动机是造不成的D.热不可能全部转化为功 解析：解析：正确的说法应该是，热不可能全部转化为功而不引起其他变化。10.关于熵的说法正确的是( )（分数：2.00）A.每单位温度的改变所交换的热为熵B.可逆过程熵变为零C.不可逆过程熵将增加D.熵与系统的微观状态数有关 解析：解析：熵变的定义 dS=Q r T，其中的热应为可逆热，故 A错；B 与 C均在绝热系统中才成立。11.氢气进行不可逆循环( )

12、（分数：2.00）A.U0B.S=0 C.S0D.S0解析：解析：循环过程状态函数不变。12.下述过程，体系的G 为零的是( )（分数：2.00）A.理想气体的等温膨胀B.孤立体系的任意过程C.在 100，101 325 Pa 下 lmol水蒸发成水气 D.绝热可逆过程解析：解析：可逆相变G 为零。13.理想气体在自由膨胀过程中，其值都不为零的一组热力学函数变化是( )（分数：2.00）A.U，H，S，VB.S，A，V，G C.T，G，S，VD.U，A，H，V解析：解析：理想气体自由膨胀过程中不做功亦不放热，故U=0，T=0。14.在下列过程中，G=A 的是( )（分数：2.00）A.液体等温

13、蒸发B.气体绝热可逆膨胀C.理想气体在等温下混合 D.等温等压下的化学反应解析：解析：由G=A+(pV)可知，若(pV)=0，则G=A。15.理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程，则( )（分数：2.00）A.可以从同一始态出发达到同一终态B.不可以达到同一终态 C.不能确定以上 A、B 中哪一种正确D.可以达到同一终态，视绝热膨胀还是绝热压缩而定解析：16.1 mol理想气体向真空膨胀，若其体积增加到原来的 10倍，则体系、环境和孤立体系的熵变分别为( )（分数：2.00）A.1914 J.K 1 ，一 1914 J.K 1 ，0B.一 1914 J.K 1 ，1914 J.K 1 ，0C.1

14、914 J.K 1 ，0，1914 J.K 1 D.0，0，0解析：17.理想气体经历等温可逆过程，其熵变的计算公式是( )（分数：2.00）A.S=nRTln(p 1 p 2 )B.S=nRTln(V 2 V 1 )C.S=nRln(p 2 p 1 )D.S=nRln(V 2 V 1 ) 解析：18.在标准压力下，90的液态水气化为 90的水蒸气，体系的熵变为( )（分数：2.00）A.S 体0 B.S 体0C.s 体=0D.难以确定解析：解析：液态变为气态时，混乱度增加，故熵增加。19.在标准压力 p 和 26815 K 时，冰变为水，体系的熵变应( )（分数：2.00）A.大于零 B.小

15、于零C.等于零D.无法确定解析：解析：固体变液体，混乱度增加。20.理想气体在恒温条件下，经恒外压压缩至某一压力，此变化中体系的熵变S 体 及环境的熵变S 环 应为( )（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：理想气体恒温压缩，混乱度减小，故熵减小；而理想气体恒温压缩时内能不变，得到的功要以热的形式释放给环境，故环境得到热S 环 0。21.在 1013 kPa 下，110的水变为 110水蒸气，吸热 Q p ，在该相变过程中，下列关系式不成立的是( )（分数：2.00）A.S 体 0B.S 环

16、不确定 C.S 体 +S 环 0D.G 体 0解析：解析：环境的熵变是确定的，可由S 环 =一 Q p T 来求算。22.263 K的过冷水凝结成 263 K的冰，则( )（分数：2.00）A.S0 B.S0C.S=0D.无法确定解析：解析：恒温下液体变固体，熵减少。23.理想气体从状态经自由膨胀到状态，可用哪个热力学判据来判断该过程的自发性?( )（分数：2.00）A.hB.GC.S 隔离 D.U解析：解析：理想气体自由膨胀不做功，亦不换热，故为隔离系统。24.在标准压力下，38315 K 的水变为同温下的蒸气，吸热 Q p 。对于该相变过程，以下关系式不能成立的是( )（分数：2.00）A

17、.G0B.H=Q pC.S 隔离 0 D.S 隔离 0解析：解析：隔离系统的熵不可能减少。25.下列四个关系式中不是麦克斯韦关系式的是( ) （分数：2.00）A. B.C.D.解析：三、计算题(总题数：4，分数：8.00)26.已知水在 100，101325 kPa 时蒸发热为 2 2594 J.g 1 ，则 100时蒸发 30 g水，过程的W，U，H，S 和G 为多少?(计算时可忽略液态水的体积)（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：H=C p，g .m=2 259430 J=67782 J 将水蒸气视为理想气体，气体体积功为 其中 p=p e ，忽略液态水的体积，则 W=一 p e

18、V=一 p e (V g V 1 )= =一 nRT = 8314373 J=一 5169 J U=H+W=HpV=(677825169)J=62 613 J )解析：27.定容下，理想气体 1 mol N 2 由 300 K加热到 600 K，求过程S。已知 C p，m，N2 =(2700+0006T)J.mol 1 .K 1 。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案： )解析：28.在 298 K及 p 下，用过量 100的空气燃烧 1 mol CH 4 ，若反应热完全用于加热产物，求燃烧所能达到的最高温度。所需热力学数据如下所示。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：甲烷燃烧的化学反应如下： )解析：29.过冷 CO 2 (l)在一 59时的蒸气压为 4658 kPa，同温度固体 CO 2 (s)的蒸气压为 4392kPa。求 1 mol过冷 CO 2 (l)在该温度下，固化过程中的S。已知该过程中放热 1895 J.g 1 。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：该过程为不可逆相变过程，须设计一可逆过程来计算。 S 1 ，S 3 是可逆相变过程的熵变，S 2 是定温可逆膨胀过程的熵变。 S=S 1 +S 2 +S 3 )解析：