热力学第一定律习题及答案

1、热力学第一定律习题一、单选题1) 如图，在绝热盛水容器中，浸入电阻丝，通电一段时间，通电后水及电阻丝的温度均略有升高，今以电阻丝为体系有：( )A. W =0， Q <0， DU <0 B. W <0， Q <0， DU >0 C. W <0， Q <0， DU >0 D. W <0， Q =0， DU >0  2) 如图，用隔板将刚性绝热壁容器分成两半，两边充入压力不等的空气(视为理想气体)，已知p右> p左，将隔板抽去后: ( )A. Q 0, W 0, DU 0 B. Q0, W <0, DU >0

2、C. Q >0, W <0, DU >0 D. DU 0, QW ¹0 3）对于理想气体，下列关系中哪个是不正确的：( )A. (¶U/¶T)V0 B. (¶U/¶V)T0 C. (¶H/¶p)T0 D. (¶U/¶p)T0  4）凡是在孤立孤体系中进行的变化，其DU 和DH 的值一定是：( )A. DU >0, DH >0 B. DU 0, DH 0 C. DU <0, DH <0D. DU 0，DH 大于、小于或等于零不能确定。 

3、5）在实际气体的节流膨胀过程中，哪一组描述是正确的: ( )A. Q >0, DH 0, Dp < 0 B. Q 0, DH <0, Dp >0 C. Q 0, DH 0, Dp <0 D. Q <0, DH 0, Dp <0 6）如图，叙述不正确的是：( )A.曲线上任一点均表示对应浓度时积分溶解热大小B.DH1表示无限稀释积分溶解热C.DH2表示两浓度n1和n2之间的积分稀释热D.曲线上任一点的斜率均表示对应浓度时HCl的微分溶解热 7）DH Qp此式适用于哪一个过程: ( )A.理想气体从101325Pa反抗恒定的10132.

4、5Pa膨胀到10132.5sPaB.在0、101325Pa下，冰融化成水C.电解CuSO4的水溶液D.气体从(298K，101325Pa)可逆变化到(373K，10132.5Pa ) 8) 一定量的理想气体，从同一初态分别经历等温可逆膨胀、绝热可逆膨胀到具有相同压力的终态，终态体积分别为V1、V2。( )A. V1 < V2B. V1 = V2C. V1 > V2D. 无法确定 9) 某化学反应在恒压、绝热和只作体积功的条件下进行，体系温度由T1升高到T2，则此过程的焓变DH:( )A.小于零B.大于零C.等于零D.不能确定 10) 对于独立粒子体系，

5、dUSnide iSe idni，式中的第一项物理意义是: ( )A. 热B. 功C. 能级变化D. 无确定意义 11) 下述说法中哪一个正确：( ) A.热是体系中微观粒子平均平动能的量度B.温度是体系所储存能量的量度C.温度是体系中微观粒子平均能量的量度D.温度是体系中微观粒子平均平动能的量度 12) 下图为某气体的pV 图。图中AB为恒温可逆变化，AC为绝热可逆变化，AD为多方不可逆变化。B, C, D态的体积相等。问下述个关系中哪一个错误？( )A. TB > TCB. TC > TDC. TB > TDD. TD > TC  13

6、) 理想气体在恒定外压pÆ 下从10dm3膨胀到16dm3, 同时吸热126J。计算此气体的 DU 。( )A. -284JB. 842JC. -482JD. 482J 14) 在体系温度恒定的变化过程中，体系与环境之间：( ) A.一定产生热交换 B.一定不产生热交换 C.不一定产生热交换 D. 温度恒定与热交换无关  15) 某绝热封闭体系在接受了环境所做的功后，其温度：( )A. 一定升高 B. 一定降低 C. 一定不变 D. 不一定改变 16) 若一气体的方程为pVm = RT +p(> 0,常数)，则：( )A. (¶U/

7、82;V)T =0 B. (¶U/¶p)V =0 C. (¶U/¶T)V =0 D. (¶U/¶T)p=0 17) 体系的状态改变了，其内能值：( )A. 必定改变 B. 必定不变 C. 不一定改变 D. 状态与内能无关 18) 在一定T、p下，气化焓DvapH ,熔化焓DfusH 和升华焓DsubH 的关系：( )A. DsubH > DvapHB. DsubH > DfusHC. DsubH = DvapH +DfusHD. DvapH > DsubH 19) 一可逆热机与一不可逆热

8、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 20) 压力为106Pa 的2m3范德华气体进行绝热自由膨胀，直至体系压力达到5×105Pa时为止。此变化中，该气体做功为多少：( )A. 2×106J B. 106J C. 105J D. 0J21) 封闭体系中，有一个状态函数保持恒定的变化途径是什么途径？( )A.一定是可逆途径 B.一定是不可逆途径C.不一定是可逆途径 D.体系没有产生变化 22) 某体系在非等压过程中加热，吸热s，使温度从T1升到T2，则此过程的焓增量

9、DH :( )A.DH = Q B.DH = 0 C.DH = DU +D(pV) D.DH 等于别的值。 23) 非理想气体进行绝热自由膨胀时，下述答案中哪一个错误：( )A.Q = 0 B.W = 0 C.DU = 0 D.DH = 0  24) 始态(p1,V1,T1)完全相同的一个理想气体体系和另一个范德华气体体系，分别进行绝热恒外压(p0)膨胀。当膨胀相同体积之后，( )A.范德华气体的内能减少量比理想气体的多B.范德华气体的终态温度比理想气体的低C.范德华气体所做的功比理想气体的少D.范德华气体的焓变与理想气体的焓变相等上述哪一种说法正确。 25) 下

10、述哪一种说法正确：( )A.理想气体的焦耳汤姆逊系数不一定为零B.非理想气体的焦耳汤姆逊系数一定不为零C.理想气体不能用作电冰箱的工作介质D.使非理想气体的焦耳汤姆逊系数为零的p, T值只有一组26) 某理想气体从同一始态(p1,V1,T1)出发,分别经过恒温可逆压缩和绝热可逆压缩至同一压力p2，若环境所做功的绝对值分别为 WT 和 WA ,问 WT 和 WA 的关系如何？( )A. WT > WA B. WT < WA C. WT = WA D. 无确定关系 27) 某理想气体的=Cp/CV=140,则该气体为几原子分子气体？( )A.单原子分子气体 B.双原子分子气体

11、 C.三原子分子气体 D.四原子分子气体 28) 实际气体绝热恒外压膨胀时，其温度将：( )A.升高 B.降低 C.不变 D.不确定 29) 一定量的某均相纯流体从298K, 10pÆ 恒温压缩时，总物系的焓增加，则该物系从298K，10pÆ 节流膨胀到某一状态时，物系的温度必将：( ) A. 升高 B. 降低 C. 不变 D. 不确定 30) 欲测定有机物的燃烧热Qp ,一般使反应在氧弹中进行，实测得热效为QV。公式Qp = QV + nRT中的T为：( )A.氧弹中的最高燃烧温度 B.氧弹所浸泡的水的温度 C.外水套的水温度 D. 298.

12、2K 31) 欲测定有机物的燃烧热Qp ,一般使反应在氧弹中进行，实测得热效为QV。由公式得：Qp = QV + nRT = QV + pV,式中p应为何值？( )A.氧弹中氧气压力 B.钢瓶中氧气压力 C. pÆ D. 实验室大气压力 32) 下述说法何者正确：( )A.水的生成热即是氧气的燃烧热 B.水蒸汽的生成热即是氧气的燃烧热C.水的生成热即是氢气的燃烧热 D.水蒸汽的生成热即是氢气的燃烧热 33) 一恒压反应体系，若产物与反应物的Cp >0,则此反应:( )A.吸热 B.放热 C.无热效应 D.吸放热不能肯定 34) Cl2(g

13、)的燃烧热为何值？( )A.HCl(g)的生成热 B.HClO3的生成热 C.HClO4的生成热 D.Cl2(g)生成盐酸水溶液的热效应 35) 完全燃烧4dm3乙炔气，需要同样压力和温度下的氧气：( )A.4dm3 B.10dm3 C.15dm3 D.18dm3 36) 将某理想气体从温度T1加热到T2。若此变化为非恒压过程，则其焓变H 应为何值？( )A.H =0 B.H =Cp(T2-T1) C.H 不存在 D.H 等于其它值二、多选题1）关于“等压反应热效应”和“等容反应热效应”之间的关系式中不正确的是:( )A.Hm=Um + RTn B.Hm=Um + pVmC

14、.H =U + pV D.Qp=QV + nRT 2）对于理想气体自由膨胀过程，下述提法正确的是:( )A.系统和环境之间没有热和功的过程B.系统的温度不变，内能变化值为零C.系统的压力不变D.系统对外作功 3）在一绝热恒容箱内，将NO(g)和O2(g)混合，假定气体为理想气体，达平衡后，哪些量不为零。( )A.H ,G B.U ,V C.S ,H D.Q ,W 三、填空题1) 理想气体恒温可逆膨胀，DH _W，Q _0。 2) 1mol理想气体绝热可逆膨胀，W _ 0。 3) 理想气体恒温可逆压缩，DU _0，DH_0。 4) 1mol理想气

15、体经恒温可逆膨胀、恒容加热、恒压压缩回到始态，DU _ 0，DH_0，W_0。 5) H2和O2以2 : 1的比例在绝热钢瓶中反应生成水，则DU _0。 6) 理想气体绝热反抗外压膨胀，Q _ 0， DU_0，DH_0。 7) 若规定温度T时，标准态下稳定单质的焓值为零，则内能规定值 _ 0。 8) 石墨和金刚石(C)在25，101325Pa下的标准燃烧热分别为-393.4kJ·mol-1和-395.3kJ·mol-1，则金刚石的标准生成热 DfHÆm (298K)为 _ kJ·mol-1。 9) 300

16、 K时0.125 mol 的正庚烷(液体)在氧弹量热计中完全燃烧，放热602 kJ, 反应C7H10(l) + 11O2(g) ® 7CO2(g) + 8H2O(l) 的DrUm= _kJ·mol-1，DrHm=_kJ·mol-1。( RT »2.5kJ ) 10) 10mol单原子理想气体(¶H/¶T)V = _ J·K。 11) 理想气体经恒温可逆膨胀，其DH _ Q。 12) 理想气体经一次卡诺循环后回到原来的状态，则此过程DH_Q。 13) 10moL单原子理想气体在恒外压0.

17、987pÆ 下由400K，2pÆ 等温膨胀至0.987pÆ ，物体对环境作功_kJ。  14) 某化学反应在恒压、 绝热和只做膨胀功的条件下进行，系统的温度由T1升高至T2，则此过程的焓变_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，则其焓变_零。 15) 反应C(s) + O2(g) CO2(g)的DrHÆm(298K)<0。若此反应在恒容绝热器中进行，则该体系的DT_ 零，DU_ 零，DH_ 零。 四、是非题1) 热量是由于温差而传递的能量，它总是倾向于从含热量较多的高温物体流向含热量较少的低温物体。

18、 2) 恒容条件下，一定量的理想气体，温度升高时，内能将增加。 3) 等温等压条件下，一定量的水变成水蒸汽(视为理想气体)，因为 dU = (¶U/¶T)pdT + (¶U/¶T)Tdp，等温dT = 0，等压dp = 0，所以dU = 0。 4) 理想气体向真空膨胀，体积增加一倍，则 W = nRTln(V2/V1) = nRTln2。 5) 理想气体向真空绝热膨胀，dU 0 、dT 0，而实际气体节流膨胀过程的dH 0、dT ¹ 0。 6) 常压下用2伏特的电压往1mol水中通电，电流为2安

19、培，通电10分钟后，水的温度由20上升到50，QW-W¢ IVt-2400J。7) 一定量的理想气体从同一始态出发，分别经等温压缩、绝热压缩到具有相同的压力的终态，以H1和H2分别表示两个终态的焓值，则H1 < H2。 8) 高温下臭氧的摩尔等压热容Cp,m为7R。 9) 在pÆ 压力下，C(石墨)O2(g) ® CO2(g)的反应热为DrHÆm ，则 DrU Æ < DrHÆm。 10) 反应N2(g)O2(g) ® 2NO 的热效应为DrHm，这就是N2(g)的燃烧热，也是NO(

20、g)生成热的2 倍。 11) 热力学第一定律的数学表达式U =Q + W 只适用于封闭系统和孤立系统。 12) 封闭系统和环境间没有温度差就无热传递。 13) 一种物质的溶解热和它的溶液的稀释热应当有相同的正、负号。 14) 液体在等温蒸发过程中的内能变化为零。 15) J-T = 0的温度叫转换温度。一种气体只有一个转换温度。 16) 不同物质在相同温度下都处于标准状态时，它们的同一热力学函数值（如U、H、G、S等）都应相同。 17) 绝热反应的热效应不为零。 18) 系统从同一始态出发分别经等温可逆膨胀和绝热可

21、逆膨胀至相同体积时，系统在等温可逆膨胀中做的功小于绝热可逆膨胀。 19) dH = CpdT 及dHm = Cp,mdT 的适用条件是无化学反应和相变，且不做非体积功的任何等压过程及无化学反应和相变而且系统的焓值只与温度有关的非等压过程。 20) 化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化。五、计算题1) 将100、101325Pa的1克水在恒压(0.5×101325Pa )下恒温气化为水蒸气，然后将此水蒸气慢慢加压(近似看作可逆)变为100，101325Pa的水蒸气，求此过程的Q、W和该体系的DU和DH。(单位：J ) (100、101325Pa下水的气化热为225

22、9.4J·g-1 ) 2) 用搅拌器对一摩尔理想气体作搅拌功41.84J，并使其温度恒压地升高1K，若此气体的Cp,m=29.28J·K-1mol-1，求Q、W、DU和DH。(单位：J) 3) 已知298K时CH4(g)、CO2(g)、H2O(l)的标准生成热分别为-74.8，-393.5，-285.8kJ·mol-1，求算298K时CH4(g)的燃烧热。(单位：kJ·mol-1 ) 4) 0.500g正庚烷放在弹式量热计中，燃烧后温度升高2.94K，若量热计本身及其附件的热容量为 8.177kJ·K-1，计算29

23、8K时正庚烷的摩尔燃烧焓(量热计的平均温度为298K)，正庚烷的摩尔质量为0.1002kg·mol-1. (单位：kJ·mol ) 5) 用量热计测得乙醇(l)、乙酸(l)和乙酸乙酯(l)的标准恒容摩尔燃烧热DUÆm(298K)分别为-1364.27，-871.50和-2251.73kJ·mol-1，计算298K、pÆ 下乙醇酯化反应的DrHÆm。(单位：kJ·mol) 6) CO2通过一节流过程由50pÆ 向pÆ 膨胀，其温度由原来的25下降到39。已知CO2的范德华系数a = 0.3637Pa·m5·mol2, b = 4.3×105m3·mol3 。（1）计算J-T；