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1、2002年物理化学期中试题一．概念题(30)1．某隔离的实际体系,经历一不可逆过程后,此过程的Q(=0),W(=0),DU(=0),DS(>0).(填>,<,or=0)2.气体经过焦－汤绝热节流后,(H)的值一定保持不变;理想气体经焦－汤节流后,其温度将(不变).3.理想气体经一恒压升温过程,其DU(>0),DH(>0),DG(<0),DS(>0).(填>,<,or=0).4．理想气体内能的性质为:(d).(1)状态一定,内能也一定;(2)对应于某一状态的内能是可以直接测定的;(3)对应于某一状态,内能只有一个数值
2、,不可能有两个以上的数值;(4)状态改变时,内能一定随之改变.a.(1),(2)b.(3),(4)c.(2),(4)d.(1),(3)5．在100℃和25℃之间工作的热机,其最大效率为:(d).a.100%b.75%c.25%d.20%6．在分子的各配分函数中与压力有关的是(b)a.电子配分函数b.平动配分函数c.转动配分函数d.振动配分函数7.对于服波尔兹曼分布定律的体系(a)a.最低能级上单个量子态上粒子数最多b.第一激发能级上粒子数最多c.视具体条件而定d.以上答案都不对8.CH4分子的平动自由度为____3
3、____,转动自由度为____3____,振动自由度为____9____.9.某双原子分子AB,取振动的基态能量为零,设在T时其振动配分函数q(v)=1.02,则分子分布在基态能级上的分布数N0/N为(d)a.1.02b.0.6c.1.0d.1/1.0210.某实际气体,经历了一不可逆循环,该过程的W=400J,则此过程的Q为(b)a.Q=0b.Q=400Jc.Q=-400Jd.不能确定二、(30)气体的状态方程为：pVm＝RT＋bp，体系的始态为p1、T1，经绝热真空膨胀后到达末态，压力为p2。试求此过程的Q,W
4、和体系的DU,DH,DS,DF,DG和末态温度T2?并判断此过程的方向性？（提示：需求[¶U/¶V]T）解：∵绝热∴Q＝0∵真空∴W＝0DU=Q－W=0Vm=RT/p＋bp=RT/(Vm－b)∴T2=T1DH=DU＋D(pV)=p2V2－p1V1=RT+bp2－RT－bp1=b(p2－p1)因为此过程是一等温过程，有：∵p1>p2此过程为一不可逆自发过程。二、(20)HCN气体的远红外区光谱值如下：2.965.928.8711.83.cm-1(1)求300K时，HCN的转动配分函数；(2)求转动运动对摩尔恒压热容的
5、贡献？远红外光谱是分子的振动－转动光谱，其间距为2B，且有：解：（1）HCN分子的转动配分函数为∵2B＝5.92－2.96=2.96cm-1=8.88×1010s-1HCN的转动特征温度很小，故其转动配分函数为：qr=T/Qr=300/2.131=140.8(2)HCN是线性分子，其对热容的贡献为经典值：Cm=R四.(20)金属Zn的粉末遇见空气中的氧气就会氧化发热，若在298K、1p0下，将1mol金属锌的粉末通入5mol空气（只含氧和氮，O%=20%,体积比）中，求此反应体系所可能达到的最高温度？已知：DfHm
6、0(ZnO,s,298K)=－349kJ.mol-1Cp,m(O2)=Cp,m(N2)=29J.mol-1.K-1Cp,m(ZnO,s)=40J.mol-1.K-1解：当反应体系为绝热体系时，体系最后的温升将最高。设反应热全部用于体系的温升，反应可以完全进行到底。1molZn反应完全需0.5molO2,此体系的反应过程可以设为：DH=0Zn(s)+0.5O2(g)+O2(g),N2(g)O2(g),N2(g)+ZnO(s)1mol0.5mol0.5mol4mol0.5mol4mol1molDH2DH1DH3ZnO(
7、s),1mol,298KDH=DH1+DH2+DH3=0DH1=DfHm0(ZnO)＝－349kJDH2=òCp(0.5molO2+4molN2)dT=4.5×29×(T－298)=130.5(T－298)DH3=òCp(1molZnO,s)dT=40(T－298)DH=－349000+(130.5+40)(T－298)=0T=349000/170.5+298=2345K反应体系的最高温度可达2345K.
