1、同济医科大学药学院物理化学题库一、 热力学(一) 名词解释 1. 可逆过程2. 化学位3. internal energy4. reversible process5. chemical potential6. phase rule7. Gbbis Surface energy8. state function9. heat of combustion(二) 简答题 1. 什么是卡诺理想热机？ 2. 为什么要引入“偏摩尔量”这一概念？ 3. 什么是可逆过程？简述其特征。 What is the definition of reversible process? Please briefly w
2、rite its characteritic.4. What is Carnort ideal heat engine?5. 为什么药提出偏摩尔量的概念？举出3个例子。6. 试分别简述判断过程方向及平衡的三个判据。7. 指出在下列各过程中体系的U、H、S、F和G何者为零：（1） （1） 理想气体Carnot循环（2） （2） H2O(l)在100，101.325kPa下蒸发为气体（3） （3） 理想气体恒温可逆膨胀（4） （4） 理想气体绝热膨胀（5） （5） 理想气体向真空膨胀（6） （6） H2、O2在绝热钢瓶中发生反应8.某一理想气体体系从某一始态出发，分别进行恒温可逆和恒温不可逆膨胀，
3、能否达到同一终态？若从某一始态出发，分别进行绝热可逆和绝热不可逆膨胀，能否达到同一终态？为什么？9.什么是理想溶液与非理想溶液？分别写出其化学势表达式。10.什么势是状态函数？它有何特点？11. 什么是Carnot循环？12. 化学平衡的条件是什么？13判断自发过程的方向和限度有几种判据？它们使用的条件是什么？14可逆过程的特征是什么？它和不可逆过程的根本区别在哪里？15指出下列平衡体系的组分数（K），自由度数（f）各为多少？（1）NH4 Cl（g）部分分解为NH3（g）和HCl（g）。（2）若在上述体系中额外加入少量的NH3（g）。16什么是状态函数？它有哪些特征？17写出过程方向和限度的熵
4、判据与吉布斯（Gibbs）自由能判据的数学表达式及应用条件。(三) 填空题1. 1. (dH/dV)T=0, 说明焓只能是温度的函数，与 _ 无关。2. 2. 热力学第二定律可表达为：“功可全部变为热，但热不能全部变为功而 _ 。3. 在一定的温度及压力下，溶液中任一组分在任意浓度范围均遵守拉乌尔定律的溶液称为 _ 。4. 用G0判断过程的方向和限度的条件是 _ 。5. 当某气体的压缩因子z1时,说明理想气体比此真实气体_压缩(易于,难于)6. 试写出范德华方程_7. 临界温度使气体可以液化的_温度(最高,最低)8. 理想气体经过节流膨胀后,热力学能_(升高,降低,不变)9. 热力学第三定律的
5、表述为_10. 写出热力学基本方程 dG=_11. G判据:G0的适用条件_12. 吉布斯-杜亥姆方程的表达式为_13. 1mol H2(g)的燃烧焓等于1mol_的生成焓14. 理想气体绝热向真空膨胀,体积由V1变到V2,其S=_15. 恒温恒压可逆相变,哪一个状态函数为0_16. 卡诺热机在T1=600K的高温热源和T2=300K的低温热源间工作,其热机效率=_17. 高温热源温度T1=600K,低温热源温度T2=300K.今有120KJ的热直接从高温热源传给低温热源,此过程S=_18. 25C时,10g某溶质溶于1dm3溶剂中,测出该溶液的渗透压=0.4000kpa.该溶质的相对分子质量
6、为_19. 1 mol理想气体由298K,100kpa作等温可逆膨胀,若过程G= -2983J,则终态压力为_20. 25C时,0.5mol A与0.5molB形成理想液态混合物,则混合过程的S=_21. 在某一温度下,将碘溶于CCl4中,当碘的摩尔分数x(I2)在0.010.04范围内时,此溶液符合稀溶液规律.今测得平衡时气相中碘的蒸气压与液相中碘的摩尔分数之间的两组数据如下:P(I2,g)/kpa1.63816.72x(I2)0.030.522. 两个容积均为V的玻璃球泡之间有细管连接,泡内密封着标准状况下的空气.若将其中一个球加热到100C,另一个球维持0C,忽略连接细管中气体的体积,则
7、容器内空气压力为_23. 一定量的理想气体经历某过程变化到终态,若变化过程中,PV不变,则状态函数_不变. 24. 某反应Al2Cl6(s)+6Na(s)- 2Al(s)+6Nacl(s)的 =1072KJmol-1.NaCl(s) 的 = - 411.3 KJmol-1,则Al2Cl6(s)的 =_ KJmol-1 答：5. 难于 6. 7. 最高 8. 不变 9. 0K时纯物质完美晶体的熵等于零10 .SdT+VdP 11. 恒温恒压,非体积功为零 12. 或 13. H2O(l)14. nRln(V2/V1) 15. G 16. 0.5 17. 200 JK-1 18. 6.20*104
8、 19. 30kpa20. 5.76 JK-1 21. 0.612 22. 117.0kpa 23. S 24. 3539.8（四）判断和改错1. 熵增加的放热反应是自发反应。2. 第二类永动机是从单一热源吸热而循环不断对外作功的机器。3. 在克拉贝龙方程中：dP/dT=H/TV，H和V的符号可相同或不同。4. 公式 dS=nCVlnT2/T1 只适用于理想气体的变温过程。5. 因为 G=RTlnK中，K是由平衡时的组成表示的，所以G表示平衡时产物与反应物吉布斯自由能之差。6. 因为Q,W不是系统的性质，而与过程有关,所以热力学过程中(QW)的值也应由具体过程决定。7. 熵差S就是过程的热温商
9、。8. 在孤立系统中发生的任何过程都是自发过程。9. 可逆绝热过程必定是等熵过程。10. 同一物质，当温度升高时，熵值增大。11. 自发过程一定是不可逆过程。12. 熵增加的放热反应是自发反应。13. 孤立系统中的熵值总是有增无减。14. 系统的混乱度越大，则其熵值越大。15. 在标准压力及指定温度下，任何稳定单质的剩成焓值为零。16. 在两个不同温度的热源之间工作的热机以卡诺热机的效率最大。17. 当理想气体反抗一定外压，作绝热膨胀时，内能总是减小。18. 在绝热过程中，系统所作的功只由系统的始末态决定。19. 内能是状态的单质函数，所以两个状态相同时，其内能值必然相同。20. 卡诺热机的效
10、率只与两个热源的温度有关而与工作物质无关。21. 不可逆过程一定是自发过程。22. 热力学第一定律与热力学第二定律是人们经验的总结，它不能从逻辑上或用其它理论方法来加以证明。23. 利用弹式量热容器测量萘的燃烧热，这个实验过程是绝热定容过程。24. 101325Pa,1001mol液态水经定温蒸发成水蒸气(若水蒸气可视为理想气体),因温度不变，所以U = 0,H = 0 。25. n mol理想气体从同一始态出发，分别经一定温可逆膨胀过程和一绝热自由膨胀过程，其终态温度必定不同。26. 水可以在定温定压条件下电解形成氧气和氢气，此过程中H =QP 。27. 当热量由系统传给环境时，系统的内能必
11、定减少。28. 一定量的气体，从始态A变化到终态B,系统吸收100 J的热量，对外作功200 J,这不符合热力学第一定律。29. 在标准压力及指定温度下，金刚石是单质，所以其焓值为零。30. 公式dH = nCPdT 只适用于理想气体的定压变温过程。31. 公式dU = nCVdT 只适用于理想气体的定容变温过程。32. 在定温定压只作体积功的相变过程中，G一定等于零。33. 功可自发地全部变为热，但热不可能全部变为功。34. 系统的状态一定，所有状态函数值一定，状态改变，所有状态函数值必定改变。35.同一理想气体的化学反应，其定压反应热效应QP必定大于定容热效应QV。36. 对某理想气体dU
12、 = n CVdT的公式只适用于等容过程。37. H = QP,因为H是状态函数，所以QP也是状态函数。38. 系统经一循环过程后，能恢复原状，所以循环过程就是可逆过程。39. 在一绝热刚性容器中进行一放热反应，则U = H = 0 。40. 理想气体在绝热向真空膨胀的过程中，内能保持不变。41. 理想气体的内能和焓只是温度的函数，与系统的压力、体积无关。42. 理想气体进行等温膨胀时,其U及H均为零。43. U = QW只适用于密闭系统。44. 水的标准生成热也就是H2 (g)的标准燃烧热。45. 处于标准状态的CO2 (g)和O2 (g),其标准燃烧热为零。46. H = QP的关系式适用
13、于只作体积功的定压过程。47. U = QV的关系式适用于只作体积功的定容过程。48. 理想气体的定压摩尔热容与定容摩尔热容之差为R 。49. 1mol苯在298K时置于弹式量热容器中完全燃烧，生成CO2 (g)和H2 O(l),同时放热3264KJ,则其定压燃烧热QP为3268KJ 。50. 在任意温度条件下，C(石墨)的标准燃烧热HC，m与同温度下CO2 (g)的标准生成热Hf 的数值相等。51. 因焓是温度与压力的函数H = f (T,P) , 则 dH = , 在正常相变时，dT = 0,dP = 0,故此过程H = 0 。52. 298K及101325Pa下化学反应CO(g)+ 1/
14、2O2 (g) = CO2 (g)的Hm是CO2 (g)的标准生成焓Hf，m，CO2（g）。53. P1V1= P2V2的关系式只能用于绝热可逆过程。54. 热力学第三定律可表示为：在0 K时任何物质的熵值S为零。55. 在定温定压只作体积功的条件下,凡是G0的过程都不能进行。56. 第二类永动机是从单一热源吸热而循环不断作功的机器。57. 公式S= nCVlnT2/T1只适用于理想气体的定容变温过程。58. 101325Pa，100，1mol液态水向真空蒸发为同温度同压力的水蒸气，因为过程是不可逆过程，所以G不等于零。59. 2mol理想气体定温向真空膨胀，体积由V1变到V2，由dU=QW知
15、，因P外=0，W =0，又因dT=0，dU=0，所以Q =0，再由公式 dU=TdSPdV知：Q =TdS，W =PdV，所以可得到dS=0。60. 在101325Pa，10的过冷水变为10的冰，热效应为QP，QP =H相变，则S相变=H相变/T 。61. 理想气体是一个抽象概念，它要求气体分子间没有作用力，分子本身没有体积。62. 在SI单位制中，通用气体常数R的数值与单位为8.314J. mol-1.K-1。63. 在水的三相点时，S冰S水S气。64. 在等温条件下，理想气体状态变化过程中，A=G。65. 非理想气体，经不可逆循环后体系的S=0。66. 由热力学关系式dG=SdTVdP，对
16、于H2O（g）298K，101325Pa H2O（l）298K，101325Pa dT=0，dP=0 dG=0 。67. 理想气体定温膨胀时所吸收的热量全部用来对外作功，此即为从单一热源吸热并使之全部变为功的过程，但这与热力学第二定律矛盾，因此是不可能的。68. 卡诺循环是由两个定温过程和两个绝热过程组成的。69. 凡是遵守能量守恒定律的一切过程都能自发进行。70. 热不可能从低温物体传向高温物体。71. 在相变过程中，熵差的计算公式可用S=H/T（H为相变热）。72. 公式S=nCPlnT2/T1只适用于理想气体的定压变温过程。73. 化学反应的定容反应热与定压反应热的关系式H=URTn中，
17、n是指产物的总摩尔数与反应物的总摩尔数之差。74. 在标准状态下生成1mol量的某物质时反应的吉布斯自由能变化值就是该物质的标准生成吉布斯自由能。75. 偏摩尔体积的物理意义可表示为在恒温、恒压条件下，往体系中加入1mol物质之所引起体系体积的改变值。76. 克拉佩龙（Clapeyron）方程式对于任何纯物质的任何两相平衡均适用。77H2O（l）的标准生成热也是H2（g）的标准燃烧热。78状态改变，状态函数值一定都改变。79绝热可逆过程一定是恒熵过程。80绝热过程所做的功的大小，只由始末状态所决定。81理想气体，经历不可逆循环后，体系的S一定等于零。82不可逆过程一定是自发过程。83热量不能从
18、低温物体传到高温物体。84循环过程一定是可逆过程。85C（石墨）+O2(g)=CO2(g) 该化学反应的反应热也是CO2(g)的生成热。86=可适用于理想气体单纯状态变化的任意过程87组分数K就是表示在一个平衡体系中所含各种物质的种类数88当系统的状态一定时，所有的状态函数都有一定的数值。当系统的状态发生变化时，所有的状态函数的数值也随之发生变化。89体积是广度性质的状态函数；在有过剩NaCl(s) 存在的饱和水溶液中，当温度、压力一定时；系统的体积与系统中水和NaCl的总量成正比。90在101.325kPa、100下有lmol的水和水蒸气共存的系统，该系统的状态完全确定。91.一定量的理想气
19、体，当热力学能与温度确定之后，则所有的状态函数也完全确定。92.系统温度升高则一定从环境吸热，系统温度不变就不与环境换热。93.从同一始态经不同的过程到达同一终态，则Q和W的值一般不同，Q + W的值一般也不相同。94.因QP = H，QV = U，所以QP 与QV 都是状态函数。95封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。96对于一定量的理想气体，当温度一定时热力学能与焓的值一定，其差值也一定。97在101.325kPa下，1mol l00的水恒温蒸发为100的水蒸气。若水蒸气可视为理想气体，那么由于过程等温，所以该过程U = 0。981mol，80.1、101.325kPa的液态
20、苯向真空蒸发为80.1、101.325kPa的气态苯。已知该过程的焓变为30.87kJ，所以此过程的Q = 30.87kJ。991mol水在l01.325kPa下由25升温至120，其H = CP,mdT。100因焓是温度、压力的函数，即H = f(T,p)，所以在恒温、恒压下发生相变时，由于dT = 0，dp = 0，故可得H = 0。101因Qp = H，QV = U，所以Qp - QV = H - U = (pV) = -W。102卡诺循环是可逆循环，当系统经一个卡诺循环后，不仅系统复原了，环境也会复原。103一个系统经历了一个无限小的过程，则此过程是可逆过程。104若一个过程中每一步都
21、无限接近平衡态，则此过程一定是可逆过程。105若一个过程是可逆过程，则该过程中的每一步都是可逆的。1061mol理想气体经绝热不可逆过程由p1、V1变到p2、V2，则系统所做的功为。107气体经绝热自由膨胀后，因Q = 0，W = 0，所以U = 0，气体温度不变。108(U/V)T = 0 的气体一定是理想气体。109因理想气体的热力学能与体积压力无关，所以(U/p)V = 0，(U/V)p = 0。110若规定温度T时，处于标准态的稳定态单质的标准摩尔生成焓为零，那么该温度下稳定态单质的热力学能的规定值也为零。111已知CO2在298.15K时的和0到1000的热容Cp,m，则CO2在10
22、00K时的标准摩尔生成焓为(1000K) = (298.15K) + Cp,mdT 。112一定量的理想气体由0、200kPa的始态反抗恒定外压(p环 = 100kPa)绝热膨胀达平衡，则末态温度不变。113当系统向环境传热(Q 0，绝热不可逆压缩过程的S 0。124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?125自发过程的熵变S 0。126相变过程的熵变可由 计算。127当系统向环境传热时(Q 0，所以该过程为自发过程。130自发过程的方向就是系统混乱度增加的方向。131吉布斯函数减小的过程一定是自发过程。132在等温、等压下，吉布斯函数变化大于
23、零的化学变化都不能进行。133系统由V1膨胀到V2，其中经过可逆途径时做的功最多。134过冷水结冰的过程是在恒温、恒压、不做其他功的条件下进行的，由基本方程可得G = 0。135理想气体等温自由膨胀时，对环境没有做功，所以 -pdV = 0，此过程温度不变，U = 0，代入热力学基本方程dU = TdS - pdV，因而可得dS = 0， 为恒熵过程。136是非题：“某体系处于不同的状态，可以具有相同的熵值”，此话对否？“体系状态变化了，所有的状态函数都要变化”，此话对否？ 绝热可逆线与绝热不可逆线能否有两个交点？ 自然界可否存在温度降低，熵值增加的过程？举一例。 1mol理想气体进行绝热自由
24、膨胀，体积由V1变到V2，能否用公式：计算该过程的熵变？137在100、p时，1mol水与100的大热源接触，使其向真空容器中蒸发成100、p的水蒸气，试计算此过程的S、S(环)。139指出下列各过程中，物系的U、H、S、A、G中何者为零？ 理想气体自由膨胀过程； 实际气体节流膨胀过程； 理想气体由(p1,T1)状态绝热可逆变化到(p2,T2)状态； H2和Cl2在刚性绝热的容器中反应生成HCl； 0、p时，水结成冰的相变过程； 理想气体卡诺循环。140a mol A与b mol B的理想气体，分别处于(T,V,pA)与(T,V,pB)的状态，等温等容混合为(T,V,p)状态，那么U、H、S、
25、A、G何者大于零，小于零，等于零？141一个刚性密闭绝热箱中，装有H2与Cl2混合气体，温度为298K，今用光引发，使其化合为HCl(g)，光能忽略，气体为理想气体，巳知(HCl) = -94.56kJmol-1，试判断该过程中U、H、S、A、G是大于零，小于零，还是等于零？142在一绝热恒容箱内，有一绝热板将其分成两部分，隔板两边各有1mol N2，其状态分别为298K、p与298K、10p，若以全部气体为体系，抽去隔板后，则Q、W、U、H、S 中，哪些为零？143溶液的化学势等于溶液中各组分化学势之和。144系统达到平衡时，偏摩尔量为一个确定的值。145对于纯组分，化学势等于其吉布斯函数。
26、146在同一稀溶液中组分B的浓度可用xB、mB、cB表示，因而标准态的选择是不相同的，所以相应的化学势也不同。147水溶液的蒸气压一定小于同温度下纯水的饱和蒸气压。148将少量挥发性液体加入溶剂中形成稀溶液，则溶液的沸点一定高于相同压力下纯溶剂剂的沸点。溶液的凝固点也一定低于相同压力下纯溶剂的凝固点。149纯物质的熔点一定随压力升高而增加，蒸气压一定随温度的增加而增加，沸点一定随压力的升高而升高。150理想稀溶液中溶剂分子与溶质分子之间只有非常小的作用力，以至可以忽略不计。151当温度一定时，纯溶剂的饱和蒸气压越大，溶剂的液相组成也越大。152在一定的温度和同一溶剂中，某气体的亨利系数越大，则
27、此气体在该溶剂中的溶解度也越大。153在非理想溶液中，浓度大的组分的活度也大，活度因子也越大。154在298K时0.01molkg-1的蔗糖水溶液的渗透压与0.01molkg-1的食盐水的渗透压相同。155物质B在相和相之间进行宏观转移的方向总是从浓度高的相迁至浓度低的相。156在相平衡系统中，当物质B在其中一相达到饱和时，则其在所有相中都达到饱和。157反应的吉布斯函数变就是反应产物与反应物之间的吉布斯函数的差值。158在恒定的温度和压力条件下，某化学反应的rGm就是在一定量的系统中进行1mol的化学反应时产物与反应物之间的吉布斯函数的差值。161在等温等压条件下，rGm 0的反应一定不能进
28、行。162rGm的大小表示了反应系统处于该反应进度时反应的趋势。163任何一个化学反应都可以用来判断其反应进行的方向。164在等温、等压、W = 0的条件下，系统总是向着吉布斯函数减小的方向进行。若某化学反应在给定条件下rGm 0，则反应物将完全变成产物，反应将进行到底。165在等温、等压不作非体积功的条件下，反应的 rGm 0。119第1，2个结论正确，第3个结论错。120错，系统由同一始态出发，经绝热可逆和绝热不可逆过程不可能到达相同的终态。121错，环境的熵变应加在一起考虑。 122错，要在隔离系统中平衡态的熵才最大。123错。 124不矛盾，因气体的状态变化了。 125错，如过冷水结冰
29、。126错，必须可逆相变才能用此公式。127错，系统的熵除热熵外，还有构型熵。当非理想气体混合时就可能有少许热放出。128 对。129 错。未计算环境的熵变；130 错，如过冷水结冰，S 0，混乱度减小，131 错，必须在等温、等压，W = 0的条件下才有此结论。132 错，若有非体积功存在，则可能进行，如电解水。133 错，此说法的条件不完善，如在等温条件下。 134 错，不满足均相系统这一条件。135 错，不可逆过程中W -pdV 。136是非题：(1)对； (2)不对；(3)不能；(4)有，如NH4Cl溶于水，或气体绝热不可逆膨胀； (5)可以。137S = H/T，S(环) = -U/T ；1381mol理想气体，等温过程，V1V2过程；139(1) U = H = 0；(2) H = 0；(3) S = 0；(4) U = 0； (5) G = 0； (6)
