第二章热力学第一定律练习题及答案

1、弟一早热力学第一定律练习题、判断题(说法对否)：1 .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。2 .在101.325kPa、100c下有lmol的水和水蒸气共存的系统，该系统的状态完全确定。3 .一定量的理想气体，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。4 .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。5 .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。6 .因Q=AH,Q=AU,所以Q与Q都是状态函数。7 .体积是广度性质的状态函数；在有过剩NaCl(s)存在

2、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。8 .封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的始。9 .在101.325kPa下，1moll00C的水恒温蒸发为100c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AU=0o10 .一个系统经历了一个无限小的过程，则此过程是可逆过程。11 .1mol水在l01.325kPa下由25c升温至120C,其AH=Z2G,mdT。12 .因始是温度、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AH=0。13 .因Q=AH,Q=AU,所以Q-Q=AH-A

3、U=A(pV)=-W14 .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。15 .若一个过程中每一步都无限接近平衡态，则此过程一定是可逆过程。16 .(?U/?V)t=0的气体一定是理想气体。17 .一定量的理想气体由0C、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。18 .当系统向环境传热(Q<0)时，系统的热力学能一定减少19 .在等压下，机械搅拌绝热容器中的液体，使其温度上升，则AH=Q=020 .气体经绝热自由膨胀后，因Q=0,W=0,所以AU=0,气体温度不变。、单选题:1. 一定量的理想气体，经如图所示的循环

4、过程，为等温过程，B-C等压过程，C-A为绝热过程，那么曲边梯形ACca的面积表示的功等于：除、R(A)B-C的内能变化；(B)A的内能变化;|,(C)C"A的内能变化；(D)C-B的内能变化。"2. 体系的下列各组物理量中都是状态函数的是：(A)T,p,V,Q；(B)mWCp,?V；(C)T,p,V,n；(D)T,p,U,W。3. x为状态函数，下列表述中不正确的是：(A)dx为全微分；(B)当状态确定，x的值确定；(C) ?x=/dx的积分与路经无关，只与始终态有关；(D) 当体系状态变化，x值一定变化。4 .对于内能是体系状态的单值函数概念，错误理解是：(A) 体系处

5、于一定的状态，具有一定的内能；(B) 对应于某一状态，内能只能有一数值不能有两个以上的数值；(C) 状态发生变化，内能也一定跟着变化；(D) 对应于一个内能值，可以有多个状态。5 .理想气体向真空膨胀，当一部分气体进入真空容器后，余下的气体继续膨胀所做的体积功：(A)W>0；(B)W=0；(C)W<0；(D)无法计算。6 .在一个绝热刚瓶中，发生一个放热的分子数增加的化学反应，那么：(B)Q=0,W=0,?U(A)Q>0,W>0,?U>0；<0;(D)Q<0,W0,?U(C)Q=0,W=0,?U=0；<0。7 .对于封闭体系来说，当过程的始态与终

6、态确定后，下列各项中哪一个无确定值:(A)Q;(B)Q+W;(C)W当Q=0时)；(D)Q(当W=0时)。8 .下述说法中，哪一种不正确：(A) 始是体系能与环境进行交换的能量；(B) 始是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量；(C) 始是体系状态函数；(D) 始只有在某些特定条件下，才与体系吸热相等。9 .在等压下，进行一个反应A-RfC,若？r%>0,则该反应一定是:(A)吸热反应；(B)放热反应；(C)温度升高；(D)无法确定。10 .一定量的单原子理想气体，从A态变化到B态，变化过程不知道，但若A态与B态两点的压强、体积和温度都已确定，那就可以求出：(A)气体膨胀所做的功；(C)

7、气体分子的质量；11 .某高压容器中盛有的气体可能是Q、5dm绝热可逆膨胀到6dn3,温度降低(A)O2；(B)CO;12 .下述说法中，哪一种正确：(A)热容C不是状态函数；(C)恒压热容G不是状态函数；013.热力学第一定律仅适用于什么途径：(A)同一过程的任何途径；(C)同一过程的不可逆途径；14.如图所示，QBC=a(J)、Wb-c=c(J),那么WLc等于多少：(B)气体内能的变化；(D)热容的大小Ar、C®NH中一种，在298K时由21K,则容器中的气体是：(C) NH;(D)Ar(8) 热容C与途径无关；(D) 包容热容G不是状态函(B)同一过程的可逆途径；(D)不同过

8、程的任何途径。(A) a-b+c；(B) -(a+b+c)；(C) a+b-c；(D) a+b+co15 .如图所示，理想气体由状态1变化到状态2,则该过程的：(A)T2<Ti,W<0,Q<0;(B)T2>Ti,W<0,Q>0;(C)T2<Ti,W>0,Q<0；(D)T2>Ti,W>0,Q>0o16 .非理想气体的节流膨胀过程中，下列哪一种描述是正确的：(A)Q=0,?H=0,?p<0;(B)Q=0,?H<0,?p<0;(C)Q>0,?H=0,?p<0;(D)Q<0,?H=0,?p<

9、;00为:17 .某气体的状态方程服从p(Vm-b)=RT,其中b为常数，则(A)大于零；(B)小于零；(C)等于零；(D)不能确定。18 .反应C(石墨)+?Q-CO(g),?H(298K)<0,若将此反应放于一个包容绝热容器中进行，则体系：(A)?T<0,?U<0,?H<0；(B)?T>0,?U=0,?H>0;(C)?T>0,?U>0,?H>0;(D)?T>0,?U=0,?H=0。19 .已知反应B-A,B-C的等压反应热分别为？H与？那么9一C的？H与它们的关系是：(A)?H=?H+?H；(B)?H=?H-?H；(C)?H=?H

10、2-?H;(D)?H=2?H-?H。20 .下列各式中，不能称为基尔霍夫定律公式的是：(A) ?rHm(T2)=?m0+/?rCp；(B) ?rUm(T2)=?rUO+?rCv;(C)(?H/?T)p=Cp;(D)(?rHm/?T)p=?rCp。21 .计算“反应热效应”时，为了简化运算，常假定反应热效应与温度无关,其实质是:(A)状态函数之值与历史无关(B)物质的热容与状态无关(C)物质的热容与温度无关(D)反应前后体系的热容不变22 .如图某循环过程：A"B是绝热不可逆过程；B-C是绝热可逆过程；CA是恒温可逆过程，问在A过程中体系与环境交换的热Q-a：(A) Qc-a>0

11、;(C)Qc-a=0;(B) Qc-a<0;(D)不能确定三、填空题1.反应C（石墨）+O2（g）一C（）2（g）的热效应为？rH?m,问此值为:02 .范德华气体绝热向真空膨胀后，气体的温度将。3 .一种实际气体，具状态为pVm=RT+ap（a<0）,该气体经节流膨胀后温度。4 .1molH2（为理想气体）由始态298K、p被绝热可逆地压缩5dn3,那么终态温度T2与内能变化？U分别是O5 .nmol理想气体由同一始态出发，分别经（1）等温可逆；（2）绝热可逆两个过程压缩到达相同压力的终态，以H和H分别表示（1）和（2）过程终态的始值，则H与凡的关系为。6 .如图，AB和AfC均

12、为理想气体变化过程，若B、C在同一条绝热线上，那么？UAb与？UAc的关系是7 .理想气体从同一始态（Pi,Vi,Ti）出发，分别经恒温可逆压缩（T）、绝热可逆压缩（i）到终态体积为V时，环境对体系所做功的绝对值比较为：O8 .如图，将CuSO水溶液置于绝热箱中，插入两个铜电极，以蓄电池为电源进行电解，可以看作封闭体系的是四、计算与证明1、1mol水蒸气（H,O,g）在100C,101.325kPa下全部凝结成液态水。求过程的功。2、系统由相同的始态经过不同途径达到相同的末态。若途径a的Qa=2.078kJ,Wa=-4.157kJ;而途径b的Qb=0.692kJ。求Wb。3、始态为25C,20

13、0kPa的5mol某理想气体，经a,b两不同途径到达相同的末态。途径a先经绝热膨胀到28.57C,100kPa,步骤的功W#5.57kJ;冉包容加热到压力200kPa的末态，步骤的热Qa=25.42kJ0途径b为恒压加热过程。求途彳空b的Wb及Qbo_34、某理想气体CV,m=2Ro今有该气体5mol在包容下温度升高50Co求过程的W,Q,AU和AH。5rCvm二5、某理想气体,2。今有该气体5mol在恒压下温度降低50C。求过程的W,Q,AU和AH。6、2mol某理想气体的Cp=7R/2。由始态100kPa,50dm3,先包容加热使压力升至200kPa,再恒压冷却使体积缩小至25dm3。求整

14、个过程的W,Q,4U和7、4mol某理想气体,Cp,m=5R/2。由始态100kPa,100dm3,先恒压加热使体积增大到150dm3,冉包容加热使体积增大到150kPa。求过程的W,Q,4U和Ho8、已知CO2(g)的Cp,m=26.75+42.258X10-3(T/K)-14.25乂10-6(T/K)2J.mol-1.K-1求：(1)300K至于800K间CO2(g)的Cp,m；(2)1kg常压下的CO2(g)从300K恒压加热到800K时所需的Q。9、单原子理想气体A与双原子理想气体B的混合物共5mol,摩尔分数yB=0.4,始态温度Ti=400K,压力p1=200kPcb今该混合气体绝

15、热反抗恒外压p=100kPa膨胀到平衡态。求末态温度T2及过程的W,4U和AH。10、在一带活塞的绝热容器中有一绝热隔板，隔板的两侧分别为2mol,0c的单原子理想气体A及5mol,100C的双原子理想气体B,两气体的压力均为100kPa。活塞外的压力维持100kPa不变。今将容器内的绝热隔板撤去，使两种气体混合达到平衡态。求末态的温度T及过程的W,AUo11、某双原子理想气体1mol从始态350K,200kPa经过如下四个不同过程达到各自的平衡态，求各过程的功Wo(1)恒温可逆膨胀到50kPa；(2)恒温反抗50kPa恒外压不可逆膨胀；(3)绝热可逆膨胀到50kPa；(4)绝热反抗50kPa

16、恒外压不可逆膨胀；12、5mol双原子理想气体从始态300K,200kPa,先恒温可逆膨胀到压力为50kPa,再绝热可逆压缩到末态压力200kPa求末态温度T及整个过程的Q,W,AU和乩13、已知水(H2O,1)在100c的饱和蒸气压ps=101.325kPa,在此温度、压力下水的摩尔蒸发始人pHm=40.668。.mol-1。求在100C,101.325kPa下使1kg水蒸气全部凝结成液体水时的Q,W,AU,AHo设水蒸气适用理想气体状态方程式。14、100kPa下，冰(H2O,s)的熔点为0C。在此条件下冰的摩尔熔化燃fusHm=6.012kJmol-1。已知在100c范围内过冷水(H2O

17、,1)和冰的摩尔定压热容分别为Cp,m(H2O,1)=76.28J-mol-1K-1和Cp,m(H2O,s)=37.20Jmol-1K-1。求在常压及10c下过冷水结冰的摩尔凝固始。15、已知水(H2O,1)在100c的摩尔蒸发始"vapHm=40.668kJ-mol-1。水和水蒸气在25100c间的平均摩尔定压热容分别为Cp,m(H2O,1)=75.75Jmol-1K-1和Cp,m(H2O,g)=33.76Jmol-1,K-1。求在25c时水的摩尔蒸发始。16、应用物理化学手册中有关物质的热化学数据，计算25c时反应2CH30H1O2g=HCOOCH312H2O1的标准摩尔反应始，要求：(1)应用25c的标准摩尔生成始数据；1HmHC00cH3,1=-379.07kJmol-1。(2)应用25c的标准摩尔生成始数据。17、已知25c甲酸甲酯(HCOOCH3,1)的标准摩尔燃烧始以fm为-979.5kJmol-1,甲酸(HCOOH,1)、甲醇(CH3OH,l)、水(H2O,1)及二氧化碳(CO2,g)的标准摩尔生成始“fHm分别为424.72kJmol-1,238.66kJmol-1,-285.83kJmol-1及393.509kJmol-1。应用这些数据求25c时下列反应的标准摩尔反应始HCOOH1CH30H1=HCOOCH31H2O118、已知CH3CO