《物理化学-01-热力学第一定律答案-考研试题文档资料系列.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理化学-01-热力学第一定律答案-考研试题文档资料系列.doc（42页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、一、热力学第一定律 答案一、选择题 ( 共117题 )1. 2 分 (0001) (D) 2. 2 分 (0002) (C) 3. 1 分 (0003) (C) 4. 5 分 (0005) (B) 5. 1 分 (0006) (D) 6. 2 分 (0008) (1) 不能 (2) 可以 (3) 不一定 (4) 一定7. 2 分 (0013) (B) 8. 2 分 (0017) (D) 9. 2 分 (0030) (A) 10. 2 分 (0063) (A) 因为整个刚性绝热容器为体系，与环境无功和热的传递。 11. 2 分 (0065) (C) 12. 2 分 (0066) (D) 13.
2、2 分 (0067) (A)14. 1 分 (0068) (A) 15. 2 分 (0070) (B) 16. 1 分 (0071) (B) 17. 2 分 (0074) (B) 18. 1 分 (0078) (D) 19. 2 分 (0081) (A) 20. 2 分 (0082) (B) 21. 2 分 (0083) (A) 22. 2 分 (0084) (C) 23. 2 分 (0085) (C) 24. 2 分 (0086) (A) 25. 2 分 (0087) (A) 26. 2 分 (0088) (C) 27. 2 分 (0090) (B) 28. 2 分 (0091) (D) 2
3、9. 2 分 (0111) (A) 30. 2 分 (0112) (B) 31. 2 分 (0194) (C) 32. 2 分 (0117) (D) 33. 2 分 (0118) (D) 34. 2 分 (0119) (C) 35. 2 分 (0121) (D) 36. 2 分 (0123) (D) 37. 2 分 (0124) (C) 38. 1 分 (0141) (D) 39. 1 分 (0143) (B) 40. 2 分 (0146) (B) 41. 2 分 (0149) (C) 42. 2 分 (0153) (A) 43. 1 分 (0154) (D) 44. 2 分 (0155) (
4、D) 45. 2 分 (0156) (D)46. 2 分 (0157) (D) 47. 2 分 (0158) (D) 48. 2 分 (0161) (B) 49. 5 分 (0162) (B) 50. 2 分 (0182) (C) 51. 2 分 (0183) (B) 52. 2 分 (0184) (B) 53. 2 分 (0186) (C)54. 2 分 (0202) (B) 55. 2 分 (0236) (C) 56. 2 分 (0237) (B) 57. 2 分 (0238) (A) 58. 2 分 (0239) (B) 59. 2 分 (0241) (B) 60. 1 分 (0242)
5、 (D) 61. 2 分 (0243) (D) 62. 1 分 (0244) (B) 63. 2 分 (0245) (D) 64. 1 分 (0248) (C) 65. 1 分 (0261) (A) 66. 2 分 (0263) (A) 67. 1 分 (0265) (C) 68. 2 分 (0267) (D) 69. 2 分 (0278) (D) 70. 2 分 (0279) (A) 71. 2 分 (0297) (B) 72. 2 分 (0299) (C) 73. 2 分 (0300) (C) 74. 2 分 (0302) (B) 75. 2 分 (0303) (A) 76. 2 分 (0
6、304) (B) 77. 1 分 (0346) (C) 78. 2 分 (0349) (A) 79. 1 分 (0351) (C)80. 2 分 (0352) (D) 81. 2 分 (0353) (B) 82. 1 分 (0385) (A) 83. 1 分 (0386) (C) 84. 2 分 (0392) (B) 85. 2 分 (0393) (C) 86. 2 分 (0400) (C) 87. 2 分 (0401) (B) 88. 2 分 (0402) (D) 89. 2 分 (0422) (B) 90. 2 分 (0424) (A) 91. 2 分 (0425) (C) 92. 2 分
7、 (0426) (B) 93. 2 分 (0427) (D) 94. 1 分 (0451) (C) 95. 2 分 (0455) (D) 96. 2 分 (0458) (B) 97. 2 分 (0459) (D) 98. 1 分 (0460) (B) 99. 2 分 (0462) (C) 100. 1 分 (0463) (D) 101. 1 分 (0472) (D) 102. 1 分 (0476) (C) 103. 2 分 (0477) (C)104. 1 分 (0478) (D) 105. 2 分 (0483) (A) 106. 2 分 (0484) (A)107. 2 分 (0485) (
8、C) 108. 2 分 (0486) (D)109. 5 分 (0499) 答 (C) rHm=RT1T2/(T2-T1)ln(S2/S1) =(8.314283303)/(303-283)ln(0.426/0.207) =25100 Jmol-1 110. 2 分 (0507) 答 得fH(298 K,CO(g)=-110.5 kJmol-1 (2分) 得 fH(298 K,CH3OH(g)=-201.2 kJmol-1 (2分) 反应 CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) rH(298 K)=-90.7 kJmol-1 (1分)111. 5 分 (0543) 答 (C) (2分) 1
9、099 kJmol-10.1 mol=(0.65 mol20.8 JK-1mol-1+0.2 mol23.85 JK-1mol-1+0.3 mol25.94 JK-1mol-1)T Tm=4591 K112. 1 分 (0571) (C) 113. 2 分 (0572) (D) 114. 2 分 (0573) (D) 115. 2 分 (0574) (C) 116. 1 分 (0576) (A) 117. 1 分 (0578) (C) 二、填空题 ( 共 24题 )1. 2 分 (0021) 答 1、隔开体系与环境；2、体系与环境之间功和热的传递必须通过界面进行。 (2分)2. 10 分 (0
10、076) 答 3. 2 分 (0079) 答 16.85 kJ4. 1 分 (0080) 答 dU=Q+W；-p外dV5. 2 分 (0093) 答 H+gZ+U2=Q-W轴 (1分) 稳流过程中的敞开体系 (1分) 6. 1 分 (0148) 答 103.9 (5/2R5=12.5R) 7. 2 分 (0159) 答 等于 (1分) 小于 (1分) 8. 2 分 (0257)答 =208 JK-19. 2 分 (0258) 答 W=0 J 因为p/T=常数，当p2=2p1时，T2=2T1，即V2=V1 所以W=010. 1 分 (0274) 答 U=0，H=011. 2 分 (0285) 答
11、 Q=W=nRTln(V2/V1)，n=2 mol 12. 5 分 (0328) 答 = -RT ln(p2/p1) + (c/2)() 13. 2 分 (0338) 答 波义耳(Boyles)，零14. 2 分 (0381) 答 0；p2V2-p1V115. 2 分 (0382) 答 一定大于 (因为H=U+pV)；一定大于；因为H=U+ (n)RT，而为正。16. 2 分 (0384) 答 (A)=；(B)=；(C)=； (D)=17. 2 分 (0387) 答 QV -Qp=-nRT= -4988 J18. 2 分 (0388) 答 =Qp=QV +RT ，=1/2=-285.7 kJm
12、ol-119. 5 分 (0404) 答 大 (1分) 等 (2分) 大 (2分) 20. 2 分 (0479) 答 0.5(1)+1.5(2)-(4)+3(3) Al(s)+(3/2)Cl2(g)=AlCl3(s) f (AlCl3,s)=-673.5 kJmol-121. 2 分 (0481) 答 rUm=-4816 kJmol-1 (1分) rHm=-4826 kJmol-1 (1分)22. 1 分 (0514)答 Cp=23. 2 分 (0577) 答 改变分子的能级；改变在分子能级上的分子数 (2分)24. 2 分 (0581) 答 5/2R，7/2R (2分)三、计算题 ( 共14
13、5题 )1. 10 分 (0191) 答 A、B混合：m(TA-T / )Cp,A=m(T /-TB)Cp,B (3分) Cp,B=(3/2)Cp,A Cp,C=(1/3)Cp,A (2分) B、C混合：m(TB-T)Cp,B=m(T-TC)Cp,C T=289.7 K (5分)2. 5 分 (0034) 答 (1) 瓶中体积恒定,二种气体的分压力比等于物质的量之比 5%95%=p$p(氩) 得 p(氩)=19 p$ (2分) 故应充入氩气 n=pV/RT=31.1 mol m(氩)=nM(氩)=31.139.95 kg=1.24 kg (2分) (2) p总=p(丁)+p(氩)=20 p$
14、(1分) 3. 5 分 (0035) 答 (p+n2a/V2)(V-nb)=nRT 代入数据：40+(9.447n2/25)(5-0.08547n)=41.025n 整理得：0.0323n3-1.8894n2+44.44n-200=0 (2分) 尝试法解此三次方程,作图后得 n=5.78 mol (3分) 4. 5 分 (0072) 答 (1) W=nRT ln (V2/V1) p1V1=nRT V1=6.2110-4 m-3 (3分) (2) n=p1V1/RT=0.251 mol (2分)5. 10 分 (0073) 答 (1) W=52.88 J (2分) Q=2139.93 J (1分
15、)U=2087.05 J (1分) H=2259.4 J (1分)(2) U=2087.05 J (2分)H=2259.4 J (1分)Q=2087.05 J (1分)W=0 (1分)6. 5 分 (0077) 答 温度发生了改变 (2分)积分上式 CL (T2-T1)= 1/L1-1/L2T2-T1=1/CL (1/L1-1/L2)所以 (3分)7. 5 分 (0089) 答 (1) T=Q/(mc)=10 460103J/(70103g)(4.184 Jg-1K-1) =35.9 K T=(35.7+310.2)K=345.9 K (3分) (2) mx=Q/H=10 460103J/(2
16、405.8103JK-1) = 4.35 kg (2分) 8. 10 分 (0192) 答 设进入钢瓶中n mol空气为体系始态p0、T0、V0终态p0、T、V均视为理想气体 (2分)W=-p0V0=-nRT0，U= -W (3分)nCV,m(T-T0)=nRT0 (3分)Cp,m=CV,m+R，Cp,m/CV,m=T=(Cp,m/CV,m)T0=T0 (2分)9. 5 分 (0115) 答 W=W1+W2 W1=p(大气)V=p$nRT/p(大气) =p$(p1V0-p2V2)/p$=p$(50-40)p$200 dm3/p$=2.026105 J (2分) W2=p2V0ln(V，/V0)
17、 (2分) (上标BV，下标AV0) p3V，=p2V0 V，/V0=p2/p3= 40/30 = 4/3 W2=40p$200 dm3ln(4/3)=2.332105 J (2分) W=W1+W2=4.358105 J (1分)10. 5 分 (0193) 答 (1) =20 620 Jmol-1 (2分) (2) QV =U=H-RT=14 800 Jmol-1 (2分) (3) Cp,m=H/(T2-T1)=29.45 JK-1mol-1 (1分)11. 2 分 (0181) 答 =-2.523-5.64810-4 (T/K)+4.188105 (T/K)-2 JK-1mol-112.
18、5 分 (0188) 答 (1) =12 630 J (3分) (2) =10 140 J (2分)13. 5 分 (0189) 答 (3分) T=585 K (2分)14. 5 分 (0190) 答 n=pV/RT n为变量 (1分) =666.7 kJ (4分)15. 2 分 (0198) 答 (1) Q=H0 (1分) (2) Q=0，H=-W电功0 (1分)16. 5 分 (0199) 答 对理想气体dU=CVdT, 气体热容 (2分)p/V=K(常数) , dV/dT=nR/2VK (2分)所以C=CV+pnR/2VK=2R (1分)17. 10 分 (0200) 答 假定流经绝热管
19、的时间为t秒，则电阻丝发出的热量为： Qp=I2R(电阻)t n=pV/(RT1)=p(ut)/(RT1) Cp,m=Qp/nT=I2R(电阻)RT1/(puT) (6分) =36.71 JK-1mol-1 (2分) CV,m=Cp,m-R=28.39 JK-1mol-1 (2分)18 5 分 (0201) 答 =(101 325 Pa) (104 m3)/8.314 JK-1mol-129.3 JK-1mol-1ln (293 K/283 K) =1.24105 kJ (5分)19. 10 分 (0204) 答 subH(223 K)=fusH(223 K)+vapH(223 K) (2分)
20、fusH(223 K,冰熔化)=H(冰,223 K273 K)+fusH(冰，273 K) +H(水，273 K223 K) (2分)vapH(223 K，水蒸发)=H(水,223 K373 K)+vapH(水，373 K) +H(水气，373 K223 K) (2分) 故subH(冰，223 K)=2827 Jg-1 (4分)20. 5 分 (0205) 答 设平衡时温度为，有克冰变为水 100 g 0 C冰溶化成水需Q1=33 346 J 100 g 50 C水变为0 C水需Q2=-20 902 J 由于Q1 Q2，最后温度只能是0 C（冰水混合物） (3分) 得x=62.736 故最后水
21、的质量为(100+62.736)g=162.736 g (2分)21. 10 分 (0223) 答 (1) T1=p1V1/(nR)=273 K, T2=p1T1/p2=136.5 K (1分) V2=nRT2/p2=2.8 dm3 (1分) (2) Um=CV,m(T2-T1)=-1703 Jmol-1 (2分) Hm=Cp,m(T2-T1)=-2839 Jmol-1 (2分)(3) W=,dV=(2R/p)dT (2分)=-2270 Jmol-1 (2分)22. 10 分 (0224) 答 W=WAB+WBC(1) W =RT1ln(p1/p2)+R(T2-T1) (4分)(2) W=RT
22、1ln(p1/p2)+R(T2-T1)/(p2-p1)p1ln(p2/p1) (6分)23. 5 分 (0225) 答 Q=0, U=-W=p1V1=nRT1 (3分) nRT1=CV(T2-T1), T2=T1, =7/5 (1分) 所以T2= 417.5 K (1分)24. 10 分 (0228) 答 (1) W右= (p1V1-p2V2)/ (-1)= -1109 J (4分)(2) ，T2=363.5 K (1分)(3) =829.3 K (2分)(4) Q=nCV,m(T2-T1)-W右=10 189 J (3分)25. 10 分 (0230) 答 115.3 J (1) p1=12
23、1.59 kPa，p2=36.089 kPa (2) W，=-pV=-94.90 J26. 10 分 (0231) 答 =-(p2V2-p1V1)/(1-)+nCV,m(T2-T1)=108.09 kJ27. 5 分 (0232) 答 (1) CV,m=Cp,m-R=(21.1+8.4010-3 T/K) JK-1mol-1 (1分) (2) p1V1=p2V2，因为为恒温过程，所以U=0，又因为Q=0，则W=0 所以设计的过程是一绝热无功过程。在无其它功情况下，可设计为绝热自由膨胀过程。 (2分) (3) U=0，H=0 (2分)28. 5 分 (0234) 答 (1) 用二步等容过程求T2
24、，设气体为理想气体101 325 Pa/103 991 Pa=T2/298 K，T2=290.40 K (1分)(2) 用第一步绝热可逆求(p1/p2)1-=(T2/T1)(121 323 Pa/101 325 Pa)1-=(290.4 K/298 K)=1.167 (2分) Cp,m=CV,m=58.1 JK-1mol-1 (2分)29. 5 分 (0235) 答 p1=151988 Pa,p2=101325 Pa,p3=119158 Pa设气体绝热可逆膨胀后的温度为T2，则由题给条件p2/p3=T2/T1=1/1.176 (1分)(1-)ln(p1/p2)=ln(T2/T1) (2分)(1
25、-)ln1.5= -ln1.1760.4055-0.4055=-0.1621=1.666 (2分)30. 10 分 (0249) 答 (1) Q1=CV (TA-T1)+Cp(T2-TA) W1=p2(V2-V1) U1=Q1-W1=CV (T2-T1) (3分)(2) Q2=U2+W2=CV (T2-T1)+RTln(V2/V1)W2=RTln(V2/V1)U2=CV (T2-T1) (3分)(3) W3=(p2V2-p1V1)/(1-)= -CV(TC-T1)U3=CV (T2-T1)Q3=U3+W3=CV (T2-TC) (4分)31. 5 分 (0250) 答 因U=0所以T=0，W=
26、nRTln(V2/V1)=1718 kJ (3分) Q=W=1718 J，H=0 (2分)32. 5 分 (0251) 答 (T1V1)-1 =(T2V2)-1=ln(T1/T2)/ln(V2/V1)+1=1.40 (3分)=Cp,m/CV,m=1+R/CV,m所以CV,m=(5/2)R (2分)故判定所盛气体为N233. 5 分 (0252) 答 U=-WnCV,m(T2-T1)=nRT2-(T1/p1)p2 (3分)T2=241 KU=-4216 J (1分)H=-5908 J (1分)34. 10 分 (0253) 答 V1= 0.0112 m3 V2= 0.0224 m3 T2= 10
27、91 K Um=nCV,m(T2- T1) = 10 201 J Hm=nCp,m(T2- T1) = 17 002 J W= 3404 J Q= 13 605 J C=Q/dT =CV,m+p (当p/V=a时) = CV,m+ (R/2) = 16.63 JK-1mol-1 35. 5 分 (0255) 答 (T2/T1)=(V2/V1)1-，ln(T2/T1)=(-1)ln(V1/V2)=1.381 (3分)Cp,m=R/(-1)=30.1 JK-1mol-1 (3分)CV,m=Cp,m-R=21.8 JK-1mol-1 (3分)36. 5 分 (0262) 答 =0.5T2/(T1-T2)=5.46