1、考研物理化学（热力学第一定律）模拟试卷 2及答案解析(总分：52.00，做题时间：90 分钟)一、填空题(总题数：3，分数：6.00)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.理想气体的 pV图像如图 22所示。 （分数：2.00）_3.物质的量为 1 mol的理想气体 A沿 V=CT 2 的可逆途径升温 1，则此过程的 Q=_，W=_，系统的U=_。C 为常数，C V，m (A，g)=15R(要计算具体数值)（分数：2.00）_二、单项选择题(总题数：15，分数：30.00)4.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）_5.
2、热力学第一定律的数学表达式U=Q+W 只适用于( )（分数：2.00）A.封闭系统B.孤立系统C.开放系统D.理想气体6.关于焓的牲质，下列说法中正确的是( )（分数：2.00）A.焓是系统内含的热能，所以常称它为热焓B.焓是能量，它遵守热力学第一定律C.系统的焓值等于内能加体积功D.焓的增量只与系统的始末态有关7.与物质的生成热有关的表述，不正确的是( )（分数：2.00）A.标准状态下单质的生成热都规定为零B.化合物的生成热一定不为零C.很多物质的生成热都不能用实验直接测量D.通常所使用的物质的标准生成热数据实际上都是相对值8.下列过程中，系统内能变化不为零的是( )（分数：2.00）A.
3、不可逆循环过程B.可逆循环过程C.两种理想气体的混合过程D.纯液体的真空蒸发过程9.当某化学反应 r C p，m 0，则该过程的 r H m (T)随温度升高而( )（分数：2.00）A.下降B.升高C.不变D.无规律10.下面的说法符合热力学第一定律的是( )（分数：2.00）A.在一完全绝热且边界为刚性的密闭容器中发生化学反应时，其内能一定变化B.在无功过程中，内能变化等于过程热，这表明内能增量不一定与热力学过程无关C.封闭系统在指定的两个平衡态之间经历绝热变化时，系统所做的功与途径无关D.气体在绝热膨胀或绝热压缩过程中，其内能的变化值与过程完成的方式无关11.对于功，下面的说法中不正确的
4、是( )（分数：2.00）A.在系统对环境做功或环境对系统做功时，环境中一定会留下某种痕迹B.功的量值与系统的始末态有关C.无论做什么功都伴随着系统中某种物质微粒的定向运动D.广义功=广义力广义位移。系统做功时，广义力是指环境施予系统的力；环境做功时，广义力是指系统施予环境的力12.理想气体自由膨胀与范德华气体绝热自由膨胀的区别在于：范德华气体经绝热自由膨胀后( )（分数：2.00）A.H0B.W=0C.U0D.Q=013.如图 24，用隔板将刚性绝热壁容器分成两半，两边充入压力不等的空气(视为理想气体)，已知 p 右 p 左 ，将隔板抽去后( ) （分数：2.00）A.Q=0，W=0，U=0
5、B.Q=0，W0，U0C.Q0，W0，U0D.U=0，Q=W14.H=Q p ，此式适用的过程是( )（分数：2.00）A.理想气体从 101325 Pa反抗恒定的 101325 Pa 膨胀到 101325 PaB.在 0，101325 Pa 下，冰融化成水C.电解 CuSO 4 的水溶液D.气体从(298 K，101325 Pa)可逆变化到(373 K，101325 Pa)15.某化学反应在恒压、绝热和只做体积功的条件下进行，体系温度由 T 1 升高到 T 2 ，则此过程的焓变H( )（分数：2.00）A.小于零B.大于零C.等于零D.不能确定16.某绝热封闭体系在接受了环境所做的功后，其温
6、度( )（分数：2.00）A.一定升高B.一定降低C.一定不变D.不一定改变17.某体系在非等压过程中加热，吸热 Q，使温度从 T 1 升到 T 2 ，则此过程的焓增量H( )（分数：2.00）A.H=QB.H=0C.H=U+(pV)D.H 等于别的值18.下述种说法正确的是( )（分数：2.00）A.理想气体的焦耳一汤姆逊系数不一定不为零B.非理想气体的焦耳一汤姆逊系数一定不为零C.理想气体不能用作电冰箱的工作介质D.使非理想气体的焦耳汤姆逊系数为零的 p，T 值只有一组三、计算题(总题数：5，分数：16.00)19.1 mol某理想气体，C p，m =2936 J.mol.K 1 ，在绝热
7、条件下，由 273K，100 kPa 膨胀到 203 K，10 kPa，求该过程的 Q，W，H，S。（分数：2.00）_20.298 K时，5 mol 的理想气体在(1)定温可逆膨胀为原体积的 2倍；(2)定压下加热到 373K。已知 C V，m =2828 J.mol 1 .K 1 。计算两过程的 Q，W，U 和H。（分数：2.00）_容器内有理想气体，n=2 mol，P=10p ，T=300 K。求：（分数：6.00）(1).在空气中膨胀 1 dm 3 ，做功多少?（分数：2.00）_(2).对抗 1p 定外压膨胀到容器内压力为 1p ，做了多少功?（分数：2.00）_(3).膨胀时外压总
8、比气体压力小 dp，问容器内气体压力降到 1p 时，气体做多少功?（分数：2.00）_21.1 mol H 2 由始态 25，P 可逆压缩至 5 dm 3 。求：(1)最后温度；(2)最后压力；(3)过程做功。（分数：2.00）_已知反应及有关数据如下： （分数：4.00）(1).298 K时反应的 r H m ；（分数：2.00）_(2).反应物的温度为 288 K，产物温度为 348 K时反应的 r H m 。（分数：2.00）_考研物理化学（热力学第一定律）模拟试卷 2答案解析(总分：52.00，做题时间：90 分钟)一、填空题(总题数：3，分数：6.00)1.填空题请完成下列各题，在各
9、题的空处填入恰当的答案。（分数：2.00）_解析：2.理想气体的 pV图像如图 22所示。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：336，大于)解析：解析：(1)由图示图像可知，p c =1 atm，ab 为等容过程，V a =V b =112L，由玻义耳定律得 p a V a =p c V c 即 3112=1V c 解得 V c =336L (2)ab 为等容过程，p a =3 atm，p b =1 atm，T a =600 K。 根据查理定律得 3.物质的量为 1 mol的理想气体 A沿 V=CT 2 的可逆途径升温 1，则此过程的 Q=_，W=_，系统的U=_。C 为常数，C V，
10、m (A，g)=15R(要计算具体数值)（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：29101 J，16629 J，12472 J)解析：解析：U=nC V，m T=15R=12472 J 二、单项选择题(总题数：15，分数：30.00)4.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：5.热力学第一定律的数学表达式U=Q+W 只适用于( )（分数：2.00）A.封闭系统 B.孤立系统C.开放系统D.理想气体解析：6.关于焓的牲质，下列说法中正确的是( )（分数：2.00）A.焓是系统内含的热能，所以常称它为热焓B.焓是能量，它遵守热力学第一定律C.系统的焓值等
11、于内能加体积功D.焓的增量只与系统的始末态有关 解析：7.与物质的生成热有关的表述，不正确的是( )（分数：2.00）A.标准状态下单质的生成热都规定为零 B.化合物的生成热一定不为零C.很多物质的生成热都不能用实验直接测量D.通常所使用的物质的标准生成热数据实际上都是相对值解析：解析：按规定，标准态下指定单质(一般为最稳定单质，但磷为白磷)的生成热为零。8.下列过程中，系统内能变化不为零的是( )（分数：2.00）A.不可逆循环过程B.可逆循环过程C.两种理想气体的混合过程D.纯液体的真空蒸发过程 解析：9.当某化学反应 r C p，m 0，则该过程的 r H m (T)随温度升高而( )（
12、分数：2.00）A.下降 B.升高C.不变D.无规律解析：解析：由 Kirchhoff公式 d r H m (T)dT= r C p，m 可以看出。10.下面的说法符合热力学第一定律的是( )（分数：2.00）A.在一完全绝热且边界为刚性的密闭容器中发生化学反应时，其内能一定变化B.在无功过程中，内能变化等于过程热，这表明内能增量不一定与热力学过程无关C.封闭系统在指定的两个平衡态之间经历绝热变化时，系统所做的功与途径无关 D.气体在绝热膨胀或绝热压缩过程中，其内能的变化值与过程完成的方式无关解析：解析：因绝热时 Q=0，U=Q+W=W。A 中无热交换、无体积功，故U=Q+W=0。B 在无功过
13、程中U=Q，说明始末态相同，热有定值，并不说明内能的变化与过程有关。D 中气体绝热可逆膨胀与绝热不可逆膨胀所做的功显然是不同的，故U 亦是不同的。这与内能为状态函数的性质并不矛盾，因从同一始态出发，经绝热可逆膨胀与绝热不可逆膨胀不可能到达同一终态。11.对于功，下面的说法中不正确的是( )（分数：2.00）A.在系统对环境做功或环境对系统做功时，环境中一定会留下某种痕迹B.功的量值与系统的始末态有关C.无论做什么功都伴随着系统中某种物质微粒的定向运动D.广义功=广义力广义位移。系统做功时，广义力是指环境施予系统的力；环境做功时，广义力是指系统施予环境的力 解析：解析：因为无论系统对环境做功或环
14、境对系统做功，广义力均指环境施予系统的力。热力学中做功的多少是用环境做功能力的变化来衡量的。如系统膨胀，则系统反抗环境压力做功，环境的做功能力增加；若系统压缩，则环境的做功能力减少。因此，无论膨胀还是压缩均使用环境的压力计算体积功，即使用相同的公式：W=一p 外 dV。12.理想气体自由膨胀与范德华气体绝热自由膨胀的区别在于：范德华气体经绝热自由膨胀后( )（分数：2.00）A.H0 B.W=0C.U0D.Q=0解析：解析：两过程因绝热和不做功，故 W与 Q均为零，则U 为零。理想气体自由膨胀的焓未变，但范德华气体绝热自由膨胀的焓却不等于零。因为真实气体的焓不仅是温度的函数，也是压力或体积的函
15、数。13.如图 24，用隔板将刚性绝热壁容器分成两半，两边充入压力不等的空气(视为理想气体)，已知 p 右 p 左 ，将隔板抽去后( ) （分数：2.00）A.Q=0，W=0，U=0 B.Q=0，W0，U0C.Q0，W0，U0D.U=0，Q=W解析：解析：因系统为恒容绝热，Q=W=0，故U=0。14.H=Q p ，此式适用的过程是( )（分数：2.00）A.理想气体从 101325 Pa反抗恒定的 101325 Pa 膨胀到 101325 PaB.在 0，101325 Pa 下，冰融化成水 C.电解 CuSO 4 的水溶液D.气体从(298 K，101325 Pa)可逆变化到(373 K，10
16、1325 Pa)解析：解析：H=Q p 成立的条件是恒压、非体积功为零。15.某化学反应在恒压、绝热和只做体积功的条件下进行，体系温度由 T 1 升高到 T 2 ，则此过程的焓变H( )（分数：2.00）A.小于零B.大于零C.等于零 D.不能确定解析：解析：因恒压、不做其他功，故H=Q p 。又因绝热，故H 等于 0。16.某绝热封闭体系在接受了环境所做的功后，其温度( )（分数：2.00）A.一定升高 B.一定降低C.一定不变D.不一定改变解析：解析：绝热时 Q=0，U=Q+W=W，环境对系统做功，W0，故热力学能增加，温度升高。17.某体系在非等压过程中加热，吸热 Q，使温度从 T 1
17、升到 T 2 ，则此过程的焓增量H( )（分数：2.00）A.H=QB.H=0C.H=U+(pV) D.H 等于别的值解析：解析：由于没有给出其他条件，无法进行判断，但 C是焓的定义式。18.下述种说法正确的是( )（分数：2.00）A.理想气体的焦耳一汤姆逊系数不一定不为零B.非理想气体的焦耳一汤姆逊系数一定不为零C.理想气体不能用作电冰箱的工作介质 D.使非理想气体的焦耳汤姆逊系数为零的 p，T 值只有一组解析：解析：因理想气体的焦耳一汤姆逊系数等于零，膨胀后不能致冷，故不能用作冰箱的作介质。三、计算题(总题数：5，分数：16.00)19.1 mol某理想气体，C p，m =2936 J.
18、mol.K 1 ，在绝热条件下，由 273K，100 kPa 膨胀到 203 K，10 kPa，求该过程的 Q，W，H，S。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：理想气体绝热过程 Q=O，因此 U=nC V，m dT= T1 T2 (C p，m 一 R)dT =1(29368314)(203273)J=一 1473 J H=nC p，m dT=12936(203273)J=一 2 055 J W=U=一 1 473 J 为求S，需将该过程设计成(i)定温可逆过程和(ii)定压可逆过程。 过程(i) )解析：20.298 K时，5 mol 的理想气体在(1)定温可逆膨胀为原体积的 2倍；(2
19、)定压下加热到 373K。已知 C V，m =2828 J.mol 1 .K 1 。计算两过程的 Q，W，U 和H。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：(1)理想定温可逆膨胀为原体积的 2倍时 其中 V 2 =2V 1 ，T=298 K，n=5 mol，所以 )解析：容器内有理想气体，n=2 mol，P=10p ，T=300 K。求：（分数：6.00）(1).在空气中膨胀 1 dm 3 ，做功多少?（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：在空气中膨胀，即恒定外压 p e =P W 1 =一 p e V=一 10 5 110 3 J=一 100 J)解析：(2).对抗 1p 定外压膨胀到
20、容器内压力为 1p ，做了多少功?（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：由理想气体状态方程 W 2 =p e V )解析：(3).膨胀时外压总比气体压力小 dp，问容器内气体压力降到 1p 时，气体做多少功?（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：该过程为定温可逆过程 )解析：21.1 mol H 2 由始态 25，P 可逆压缩至 5 dm 3 。求：(1)最后温度；(2)最后压力；(3)过程做功。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：(1)设氢气为理想气体，则 1 mol H 2 25时的体积为 V 2 =5 dm 3 理想气体绝热可逆压缩时 Q=0，dU=W 则 dU=nC V，
21、m dT=一 pdV 根据理想气体绝热过程方程式 对于双原子理想气体 (2)根据理想气体绝热过程方程式 W=U= T1 T2 C V，m dT=C V，m (T 2 T 1 )= )解析：已知反应及有关数据如下： （分数：4.00）(1).298 K时反应的 r H m ；（分数：2.00）_正确答案：(正确答案： r H m = B f H m =一 2776 一(5232418)kJ.mol 1 =一 881 kJ.mol 1)解析：(2).反应物的温度为 288 K，产物温度为 348 K时反应的 r H m 。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：将反应过程设计成下列过程： )解析：
