物化,第1章 热力学第一定律---补充练习题.doc

第二章 热力学第一定律(一) 填空题1. 在一绝热容器中盛有水，将一电阻丝浸入其中，接上电源一段时间（见下左图）当选择不同系统时,讨论Q和W的值大于零、小于零还是等于零。 系统电源电阻丝水电源+电阻丝水+ 电阻丝水+电阻丝+电源QWDU参考答案系统电源电阻丝水电源+电阻丝水+ 电阻丝水+电阻丝+电源Q=W=DU=2. 298K时，反应CH3CHO(g) = CH4(g) + CO(g)的反应热 DrHm0 = -16.74kJmol-1，若反应恒压的热容DrCp,m= 16.74 Jmol-1K-1，则在温度为时，反应热将为零。（设：DrCp,m与温度无关）。3. 对理想气体的纯PVT变化，公式dU=nCV,mdT适用于 过程；而真实气体的纯PVT变化，公式dU=nCV,mdT适用于 过程。4. 物理量Q、W、U、H、V、T、p属于状态函数的有 ；属于途径函数的有 。状态函数中属于强度性质的 ；属于容量性质的有 。5. 已知反应 C(S)+O2CO2 DrHm 00 若该反应在恒容、绝热条件下进行，则U 于零、T 于零、H 于零；若该反应在恒容、恒温条件下进行,则U 于零、T 于零、H 于零。（O2、CO2可按理想气体处理）6. 理想气体绝热向真空膨胀过程，下列变量T、V、P、W、Q、U、H中等于零的 有： 。7. 1mol理想气体从相同的始态(p1、T1、V1)，分别经过绝热可逆膨胀至终态(p2、T2、V2)和经绝热不可逆膨胀至终态()则(填大于、小于或等于)。8. 某化学在恒压、绝热只做膨胀功的条件下进行，系统温度由T1升高至T2，则此过程H 零，如果这一反应在恒温（T1）恒压和只做膨胀功的条件下进行，则其H 于零。9范德华气体在压力不太大时，有且定压摩尔热容为CP,m、则此气体的焦汤系数J-T = ，此气体节流膨胀后H 0。10 1mol单原子理想气体（CV,m=1.5R）经一不可逆变化，H =831.4J，则温度变化为T = ，内能变化为U = 。11. 已知298K时H20(l)、H20(g)和C02(g)的标准摩尔生成焓分别为-285.83、 241.82和-393.51kJmol-1，那么C(石墨)、H2 (g)、02(g)、H20(l)、H20(g)和C02(g)的标准摩尔燃烧焓分别为 。 12.某理想气体反应 2A+BA2B，对nA:nB=2:1的混合气体在某温度下有4molA气体、molB气体反应，生成mol A2B气体，对应的反应进度x为 。131mol理想气体经恒压加热温度升高1，则该过程的功为W= 。14 1mol理想气体经恒温膨胀、恒容加热和恒压冷却三步完成一个循环回到始态，此过程气体吸热20.0Kj。则U = ，H = ，W = 。参考答案：1.系统电源电阻丝水电源+电阻丝水+ 电阻丝水+电阻丝+电源Q=W=DU=2. 1298K 3. 任意 恒容4. U、H、V、T、P ， Q、W ， T、p ， U、H、V5. 等， 大 ，大， 小 ， 等 ， 小6. T、W、Q、U、H7. 8. = 0 H=0 p0 BQ=0 H=0 p0 p05、 若要通过节流膨胀达到制冷的目的，则焦耳汤姆生系数为：A BC D与J-T取值无关6、 由于H=U+Pv，系统发生变化时H=U+(pV)，式中(pV)的意思是：A(pV)=pV B(pV)=p2V2- p1V1C(pV)= pV-Vp D(pV)= pV+Vp 7对理想气体下列公式中不正确的是：A BC D以上都不对8. 公式H=QP的条件是 A不做非体积功的恒压过程 B恒外压过程 C外压等于体系压力的可逆过程 D恒温恒压的化学变化过程92C（墨）+O2（g）2CO(g)的反应热rHm0等于 AcHm0（石墨） B2 fHm0（CO） C2cHm0（石墨） DfHm0 (CO)10. 对理想气体 A B C D11某理想气体从同一始态出发分别经（1）绝热可逆压缩；（2）绝热不可逆压缩达到同一终态温度T2，则过程的功：A BC D12始态完全相同的一个理想气体系统和一个范德华气体系统，分别进行绝热恒外压膨胀，当膨胀了相同体积之后，下述哪一种说法正确。 A范德华总体的内能减少量比理想气体多；B范德华总体的终态温度比理想气体低；C范德华总体的所做的功比理想气体少；D理想气体的内能减少量比范德华气体多。13对状态函数的描述，哪一点是不确切的？ A它是状态的单值函数，状态一定它就有唯一确定的值；B状态函数的改变值只取决于过程的始终态，与过程进行的途径无关；C状态函数的组合仍然是状态函数；D热力学中很多状态函数的绝对值不能测定，但其变化值却可以直接或间接测定的。CBA14理想气体经历如图所示ABCA的循环过程。AB为恒温可逆过程，BC为恒压过程，CA为绝热可逆过程。对于其中BC过程的BCU，当用图上阴影面积来表示时对应的图为： A B C D15某液态混合物由状态A变化到状态B，经历两条不同的途径，其热、功、内能变化、焓变化分别为Q1、W1、u1、H1和Q2、W2、u2、H2则：A BCD 参考答案： 1B、C 2C 3B 4B 5B 6B 7D 8A9B 10C 11C 12B 13C 14C 15D 三、讨论习题1. 100,50.663kPa的水蒸气100dm3,等温可逆压缩至101.325kPa，并在101.325kPa下继续压缩至10dm3为止，(1)试计算此过程的Q，W，U，H。已知100，101.325kPa,水的蒸发热4.06104J.mol-1（2） 若使终态物系恒温100，反抗50.663kPa外压，使其恢复到始态，求此过程中的Q，W，U，H。（3） 若使终态物系恒温100向真空蒸发，并使其恢复至始态，求Q，W，U，H。解：等温可逆压缩可逆相变100101.325kPa10dm3n2(g)T1=300KP1=300KPa100101.325kPaV2n1(g)T1=300KP1=300KPa10050.663kPa100dm3n1(g)T1=300KP1=300KPa(1) U1 H1 U2 H2 U10，H10第一步T,n不变，对理想气体： 第二步是相变过程，冷凝成水的物质的量为:H2=-1.3064.06104J=-5.302104JQ2=H2=-5.302104JW2=-p2V=-101.325(10-50)J=40101.325J=4052JU2=Q2+W2=-53020+4052J=-48968J所以得：U=U1+U2=-48968JH=H1+H2=-53020JQ=Q1+Q2=(-3511-53020)J=-56531JW=（3511+4052）J=7563J（2）解：此过程的始态与终态正好是（1）问中的始态与终态的颠倒，所以：U=(U1-U3)=-(U3-U1)=48968JH=(H1-H3)=-(H3-H1)=53020JW-p外V=-50.663 (100-10)J=-4559JQ=U-W=(48968+4559)J=53527 J(3) 解：此过程的始态、终态与（2）问相同U=48968 JH=53020 JW=-p外V=0 J Q=DU=48968 J2. 64g O2在101.325kPa,25时，绝热膨胀至50.663kPa，计算Q，W，U，H，已知：双原子分子Cp,m=3.5R,Cv,m=2.5R。(1) 若此过程可逆地进行；(2) 若此过程是反抗恒定的50.663kPa外压的绝热膨胀。解：绝热64g,O2 50.66kPaT264g,O2 101.325kPa25T1=300KP1=300KPa（1）绝热可逆进行：Q0 U=nCv(T2-T1)=J =-2226 JW=-2226JH=U+(pV)=U+nRT=-2226+28.314(244.59-298.15)J =-3117J(2)绝热不可逆膨胀： Q0UWnCv(T2-T1)=-p外(V2-V1)=-p外()nR(T2-T1)=-p外(V2-V1)=-p外()(T2-T1)= -p外()(T2-298.15K)=-0.5()T2=255.56KU=nCv(T2-T1)=28.314(255.56-298.15)J=-1770 JW=-1770 JH=U+(pV)= U+nRT=-1770+28.314(255.56-298.15)J =-1770+28.314(255.56-298.15)J =-2479 J此题结论：绝热可逆过程与绝热不可逆过程从同一始态出发不能一步到达同一终点。3.1mol单原子理想气体从300K、300Kpa的始态，沿T