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V 1膨胀到V 2，其中经过可逆途径时做的功最多。（等温条件下如对的）

×15．因Q p ＝ΔH ，Q v ＝ΔU ，所以Q p 和Q v 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Δr G m <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 5dm 3 变到 10dm 3，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 (A)0=??? ????V T U (B) 0=??? ????T V U (C) 0=???? ????T p H (D)

0=???? ????T

p U 6．理想气体在101325Pa 的等外压下体积从 10dm 3 膨胀到 20dm 3，则体系做的功为

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

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 p 1 可逆膨胀到压力为 p 2，则等温膨胀的终态体积V 1 与绝热膨胀的终态体积 V 2 之间是（等温膨胀时需吸收热量维持温度不变）

(A) V 1 > V 2 (B) V 1 < V 2 (C)两者没一定的关系 (D) V 1 = V 2

10．1mol 理想气体在温度为300K ，体积为10dm 3经等温可逆变化膨胀到体积为20dm 3，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 θ, 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 θ，300K 下熔化成水

12．已知：Zn(s) + (1/2)O 2??→ZnO(s) Δr H m =351.5 kJ·mol -1

Hg(l) + (1/2)O 2??→HgO(s) Δr H m = 90.8 kJ·mol -1

因此 Zn(s) + HgO(s)??

→ZnO(s) + Hg(l) 的 Δr H m 是： (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 ）C ,,B

()S V n U

n ?? （B ）C ,,B ()S p n H n ?? （C ）C ,,B ()T V n F

n ?? （D ）C ,,B ()T p n G n ??

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 θ下，从10 dm 3膨胀到16 dm 3，同时吸热126 J ，计算此气体的ΔU 。

(A)-284 J (B) 842 J (C) -482 J （W ＝－101325×6×10－3） (D) 482 J

16．“ 封闭体系恒压过程中体系吸收的热量Q p 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

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C V , m /J·

K -1·mol -1=24.48,则其熵变为： (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 ＝Q p 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CuSO 4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θm r G ? = 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 γ = 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 ?c H m θ(B, l, 298K) = -200 kJ/mol ，则B 完全燃烧时的反应标准摩

尔焓 ?r H m θ(B, l, 298K) = kJ/mol 。

（A ）-200 （B ）200 （C ）0 （D ）40

30、公式C p ，m － C V ，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) CaCO 3 = CaO （s ）+ CO 2（g ）

(B) CO （g ）+ H 2O （g ）= CO 2（g ）+ H 2（g ） (C))(g NH (g)N 21)g (H 23

322=+

(D)CHCOOH （l ）+ C 2H 5OH （l ）= H 2O （l ） + C 2H 5COOCH 3（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)?r G m θ (B)K p θ (C) ?r G m (D) ?r H m

35．已知反应 2NH 3= N 2+ 3H 2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 NH 3 = (1/2) N 2+(3/2) H 2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,NH 4Cl(s)分解压力是p θ，则分解反应的标准平衡常数K θ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2θp ln RT H

T K

m r θ?=??，则

（A ）K p θ 随温度升高而增大； （B ）K p θ 随温度升高而减少；

（C ）K p θ 不随温度而变； （D ）随温度升高，K p θ 可增大，减少或不变。

39．已知反应A + B = 2C 的热力学平衡常数 K 1θ = 0.1；则同样条件下，反应 2A + 2B = 4C 的热力学平衡常数 K 2θ = 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 θ下由400 K ，2p θ等温膨胀至p θ，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

44．根据麦克斯韦关系式，S

p T ???? ???? = 。

45．已知水在373K 时的蒸发热为 ?r H m θ = 40630 J·mol -1，1mol 的水在 p θ ，373K 下蒸发成水蒸气时，过程的熵变 ?S m = ?r H m θ/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 ）+ 3O 2（g ）= 2SO 3（g ）θm r H ? = －794 kJ·mol -1，则可算出SO 3（g ）的标准生成焓为 －794 kJ·mol -1 。

48．1 mol H 2（可看作理想气体）等温可逆地由100kPa 、20dm 3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 = Q p 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（C p ，m ＝5/2R ）,在恒外压0.987p θ下由400 K ，2p θ等温膨胀至0.987p θ，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V 1变到V 2，其ΔU = _0_ ，ΔS =__2

1ln V n R V __ 。（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V 1膨胀到终态V 2，下列过程的熵变：

（1）恒温可逆膨胀， S = 21ln

V n R V ；（2）绝热可逆膨胀 S = 0 。 59．在400℃ 和 p θ 下，反应(g)NH (g)N 21(g)H 23

322=+的K p 为0.0129，则在相同温度和压

力下，3H 2(g) + N 2(g) = 2NH 3(g) 的K p 为 K p 的平方 。

60．下列反应在同一温度下进行：

H 2(g) + 1/2O 2(g) = H 2O(g) ),1(θm r G ? θ1K 2H 2O(g)= 2H 2(g) + O 2(g) ),2(θm r G ? θ

2K

两个反应的 θm r G ? 的关系为：)2(θm r G ?= ),1(θm r G ?； 两个反应的 θK 的关系为：

θ

2K = 。

61．将NH 4HS （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 NH 4HS （s ）= NH 3（g ）+ H 2S （g ）的K p θ 为 2

33.33

()101.325 。 62．对于理想气体的体系，热力学平衡常数 K θ 只跟 T 有关。