热力学第一、二定律试题及答案

、选择题1下述说法中，哪一种正确()热容C不是状态函数；(B)热容C与途径无关；(C)恒压热容G不是状态函数；(D)恒容热容C/不是状态函数。2对于内能是体系状态的单值函数概念，错误理解是( )体系处于一定的状态，具有一定的内能；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状态发生变化，内能也一定跟着变化；对应于一个内能值，可以有多个状态。3.5dm3绝热可逆膨胀到6dm3某高压容器中盛有可能的气体是Q,Ar,CO,NH3.5dm3绝热可逆膨胀到6dm32a温度降低21K,则容器中的气体(4.(A)Q2 (B)Ar(C)CO4.(A)Q2 (B)Ar(C)CO2戊烷的标准摩尔燃烧焓为-3520J(D)NH3mol,1CQ(g)和HQ(I)标准摩尔生成焓分别为-395J mol和-286mol，则戊烷的标准摩尔生成焓为((A)2839J mol-1 (A)2839J mol-1 (B)-2839Jmol-1(C)171kJmol-1(D)-171kJmol-15.标准摩尔反应焓为已知反应5.标准摩尔反应焓为已知反应H2(g)-O2(g)H2Q(g)的rHm(T)，下列说法中不正确的是()。(A).rH(A).rHm(T)是HO(g)的标准摩尔生成焓(B).rHm(T)是HO(g)的标准摩尔燃烧焓(C).rH(C).rHm(T)是负值6在指定的条件下与物质数量无关的一组物理量是(D).rHm(T)与反应的rUm数值相等)(A)T,P,n(B)U(A)T,P,n(B)Um,Cmp,(C) △H,△U,(C) △H,△U,(D)V(A)Q=0 △HRAPv0△厂O(B)Q=0八HvOAP>0八T>0H,m(B),△Hc,m(B),m c,m7实际气体的节流膨胀过程中，下列那一组的描述是正确的((C)Q>0△HRAP<0八T<0 (D)Q<0 △HRAP<0△T^O&已知反应H2(g)+1/2Q2(g)-H2。(1)的热效应为厶耳下面说法中不正确的是( )(A) △(A) △H是”0(的生成热(C) △H与反应的AU的数量不等9为判断某气体能否液化，需考察在该条件下的(A)g>0 (B)g<0(C)、 J-T J-T但) △H是H(g)的燃烧热(D) △H与AH数值相等()g=0 (D)不必考虑g的数值J-T J-T10.程为10.程为PV=RT+bP(b>0),1mol该气体经等温等压压缩后其内能变化为(某气体的状态方)(A)△U>0(B)△(A)△U>0(B)△U<0(C)△U=0(D)该过程本身不能实现11均相纯物质在相同温度下C>Cp的情况是((A)(?(A)(?P/?T)V<0 (B)(V/?T)P<0(C)(?p/?V)T<0 (D)不可能出现CV>Cp和体系的焓12理想气体从相同始态分别经绝热可逆膨胀和绝热不可逆膨胀到达相同的压力，则其终态的温度，体积和体系的焓变必定是()(A)T可逆>T不可逆'V可逆>V不可逆'△H可逆可逆>AH不可逆不可逆(B)T可逆<T不可逆'V可逆<V不可逆'△H可逆<H不可逆△(C)T可逆<T不可逆'V可逆>V不可逆'H可逆<H不可逆△(D)T<TV<V口>△H可逆不可逆可逆不可逆H可逆不可逆(2)真13.1mol、373K、1atm下的水经下列两个不同过程达到 373K、1atm下的水汽：((2)真空蒸发。这两个过程中功和热的关系为( )(A)W>(A)W>W,Q>Q1212(B)W(C)W=W,Q=Q(D)W121214对于内能是体系状态的单值函数概念，错误理解是 ()体系处于一定的状态，具有一定的内能；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；状态发生变化，内能也一定跟着变化；对应于一个内能值，可以有多个状态。TOC\o"1-5"\h\z15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( )(A)Q>0，W>0，?U>0；(B)Q=0，W=0，?U<0；(C)Q=0，W=0，?U=0；(D)Q<0，W>0，?U<0。16.—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；(B)气体内能的变化；(C)气体分子的质量；(D)热容的大小。17如图，可表示理想气体卡诺循环的示意图是( )（A）图（1）；（B）图⑵；（C）图⑶；（D）图⑷、填空题1焦耳-汤姆孙系数jTdef J-T>0表示节流膨胀后温度将在373K,卩下，1mol液态水向真空蒸发为373K,p下的水蒸气，已知此过程的厶H=，则此过程的△U=kJ，Q=kJo已知反应C(s)+O2(g)=CO2(g)的厶「H；(298K)=-mol-1。若此反应在一绝热钢瓶中进行，则此过程的△UH0o4对于组成不变的均相密闭体系，当有 个独立的强度因素确定后，体系中所有的强度性质也就确定，若再知道，则所有的广度性质也就确定。定，若再知道，则所有的广度性质也就确定。5.1mol298K的液体苯在弹式量热计中完全燃烧， 放热3264kJ，则反应：20A(1)+1502(g)=12CO(g)+6H2O(l)的厶rU(298K)=kJmol-1， △「H(298K)=kJmol-1。 6.某理想气体经绝热恒外压压缩，△U0 上旦 0o 7卡诺热机的效率只与 有关，而与 无关。三、证明题证明：若一气体状态方程满足pVm=RT+bp时，则该气体的内能仅是温度的函数。2.某气体的状态方程为pVm=RT+ap，a为大于零的常数，证明该气体经节流膨胀后，气体的温度上升。m13若物质的膨胀系数4.3若物质的膨胀系数4.已知纯物质的平衡稳定条件是p/VT0，请证明任一物质绝热可逆膨胀过程后压力必降低。5.」“<05.」“<0。态方程为pVm=RT+ap，a为大于零的常数，证明：该气体的焦耳一汤姆孙系数m四、计算题某气体的状态方程为pV=RT+apa为大于零的常数，证明：该气体的焦耳一汤姆孙系数卩」“<0。6.1mol单原子理想气m体从始态273K、沿着p/V=常数的可逆途径变化到压力加倍的终态，试求：该过程的 W△UAHQ一摩尔单原子理想气体从OC、2p始态，经由方程pV=const规定的途径到达终态压力为15p，计算沿此途经的平均热容。3在空气中有一真空绝热箱，体积为V，今在箱上刺一个小孔，空气流入箱内，设空气为理想气体(C,=om⑴巳知空气温度是298K，箱内气体温度是多少？⑵若V)=10dm3,求该过程的QW?U?H各为多少？4.,Imol的C0(实际气体)由始态P1=3p,▼=等温变化到终态-1 mol-1,p2=p，W=24dm3,求此过程的？U与？H=巳知Gm(CQ)-1 mol-1,焦耳一汤姆逊系数卩J-T=+X10-3(p/p)J-T5.Imol单原子分子理想气体由始态A(2p,298K)，沿着p/p=(Wdm3 mol-i)+b的可逆途经膨胀到原体积 2倍，计算终态的压力以及此过程的第二章热力学第二定律一、选择题1.25C时，将11.2升C2与一、选择题1.25C时，将11.2升C2与(A)?S>0，?G<0ii.2；(B)升N2混合成11.2升的混合气体，该过程()?S<0，?G<02.(C)?S=0，?G=0?G=?F的过程是()H2O(|,373K,p)N2(g,400K,1000kPa)；(D)?S=0，?G<0。-屮O(g,373K,p);M^g>400K,100kPa)等温等压下， N(g)+3H2(g)Ar(g,T,p)——g,T+100,p)等温等压下进行的化学反应，其方向由？H和？r$共同决定，自发进行的反应应满足下列哪个关系式r?S=?H/T; (B)?S>?H/T;rr(C)?S>?H/T; (D)?rS<?H/T。H2O(g);4•已知水的六种状态：①100C，p 140(1);②99C，2pHO(g):③100C，2p140(1);®100CH2O(g);TOC\o"1-5"\h\z⑤101C、p140(1);@101C、pHO(g)。它们化学势高低顺序是 ()(A)R>R>R>R> (B)R>R>R>R>R>R2 4 3 1 6 5 4 3 2 1(C)R>R>R>R> (D)R>R>R>R>R>R。4 5 3 1 1 2 4 3 6 55.下列过程中？S为负值的是哪一个(A)液态溴蒸发成气态溴SnO 2(s)+2H2(g)=Sn(s)+2H 2。(1)(A)液态溴蒸发成气态溴(C)电解水生成(C)电解水生成H和O;(D) 公路上撤盐使冰融化6从A态到B态可沿两条等温膨胀途径进行，一条可逆，一条不可逆，试判断哪个关系式成立(A). △S>△S 但).W 〉W可逆 不可逆 可逆 不可逆(C).Q可逆<Q不可逆(D).(Q—W)可逆>(QW)不可逆7在隔离体系中发生一个自发过程，则△G应为()(A). △G<0 但).△G>0 (C).△G=0(D).(C).Q可逆<Q不可逆(D).(Q—W)可逆>(QW)不可逆7在隔离体系中发生一个自发过程，则△G应为()(A). △G<0 但).△G>0 (C).△G=0(D).不能确定&某气体进行不可逆循环过程的熵变为()(A).△S=0,△S=0系 环但)•=0,△S>0环(C).△S>0,△S=0系 环(D).【系>0,△S>0环9某物质的蒸气压可由下式表示:ln(P/kp)=—(2437/T)，a该物质的摩尔气化热为()(A).kJmol-1但)•J mol-1(C).5612Jmol-1(D).2437Jmol-110.1mol理想气体经绝热自由膨胀体积增大(A).AS=0 (B).10.1mol理想气体经绝热自由膨胀体积增大(A).AS=0 (B).AS=J/K(C)10倍，则物系的熵变为().AS>J/K (D).AS<K11.化学位(A).gH2O(l)=gH2O(g)(B).gH2O(l)>gH2O(g)(C).gH2O(l)<gH2O(g)(D).无法知道在273K和1atm下，水的化学位卩()和水汽的H2°(i)卩H2。的关系是(H212纯液体在常压下凝固，下列各量中哪个减少(A)•熵(B).自由能(C).凝固热(D).蒸汽压13.1mol理想气体经一等温可逆压缩过程，则((B).AG<AF(A).AG(B).AG<AF(C). AG=AF(D).AG与AF无法进行比较14.在一200C和1atm下，1mol的过冷水结成冰，则物系、环境及总熵变是()(A).AS<0,AS<0,AS但(C). AG=AF(D).AG与AF无法进行比较14.在一200C和1atm下，1mol的过冷水结成冰，则物系、环境及总熵变是()(A).AS<0,AS<0,AS但)•AS>0,ASAS总〉0AS_<0,AS_>0,AS(C). 系一 环-15等温等压下发生不可逆电池反应，其(D).AS的计算公式为(AS<0,)ASAS总〉0(A).AS=AH/T(B).AS=(AH-AG)/T(C).AS=Q/T实(D).以上三式都不适用16绝热封闭体系中若AS>0,表明该过程是((A).可逆(B).自发(C).非自发(D)自发或非自发17.时可作为过程的可逆性与变化方向性的判据有(对于封闭体系，当Wf=0)f(A).(dU)<0.(dH)>0.(dS)>0.(dG)>018.250C,1atm下，NaCl在水中溶解度为6mo「L-i,如将ImolNaCI溶解于1L水中，此溶解过程中体系的AS和AG变化为((B)(D)(A).AG>0，(B)(D)19•在一个绝热的刚性密闭容器中，装有设光照能量可不计，气体为理想气体，测得AfHm(HCl)=—H和Cl的混合气体,T为298K,用光引发使之反应生成HCl(g),mol-1，此过程( )(A).AH>0AS<0(B).AH<0AS<0(C).AH<0AS>0(D).AH>0AS>0GG20.纯物质在恒压下无相变时的 (3丿叮曲线形状是()TTTT(A)(B)(C)(D)TOC\o"1-5"\h\z21实际气体CO经节流膨胀后，温度下降，那么( )(A) ?S(体)〉0,?S(环)〉0 ; (B) ?S(体)v 0,?S(环)〉0(C) ?S(体)〉0,?S(环)=0 ; (D) ?S(体)< 0,?S(环)=0222mol理想气体B,在300K时等温膨胀，W=0时体积增加一倍，则其 ？SJK-1)为()(A) ；(B)331；(C) ；(D)23某体系等压过程A込的焓变？H与温度T无关，则该过程的( )(A)?U与温度无关;(B) ?S与温度无关；(C)?F与温度无关； (D) ?G与温度无关9等温等()24等温下，一个反应 aA+bB=dD+eE的・C=0,那么( )等温等()(A)?H与T无关，?S与T无关，?G与T无关;(B)?H与T无关，?S与T无关，?G与T有关;(C)?H与T无关，?S与T有关，?G与T有关;(D)?H与T无关，?S与T有关，?G与T无关。25.压下进行的化学反应，其方向由△rf和厶S共同决定，自发进行的反应满足下列关系中的rm(A)(B) (A)(B) ,(C) (D)26.在等温等压下，将1moN与Imol02混合，假定两者均为理想气体，混合过程中不发生变化的一组状态函数为()(A)UHV,SHG,(A)UHV,SHG,VGH,FHS27下列过程中,27下列过程中,SH/T 的是((A)理想气体恒外压等温压缩(B)263K、,冰熔化为水(A)理想气体恒外压等温压缩(B)263K、,冰熔化为水(C)等温等压下，原电池中发生的反应(D)等温等压下电解水p1p1；若外压增大时液体与其蒸气重建平衡后其蒸气压为卩2,则()(A)p1=p2, (B)p 1>P2,(C)p1<P2, (D)液体蒸气压与外压无关129.、P下,反应^(g)q(g) H2OQ)的厶G和厶F的差值为()° rm rm10.1mol理想气体经绝热自由膨胀体积增大 10倍，则物系的熵变为()2(A)1239Jmol-1 (B)—3719J mol-1(C)2477Jmol-1(D) —2477J mol30.某化学反应在等温等压（，p）下进行时，放热40000J;若使反应通过可逆电池完成，吸热 4000J,则体系可能作的最大电功为（ ）（A）40000J（B）4000J（C）4400J（D）36000J31.已知金刚石和石墨的S6789（298K），分别为J?"?mol-i和J?K-i?mol-i,V分别为3.414cn?mol-i和mi5.3i0cm?mol-i，欲增加石墨转化为金刚石的趋势，则应 （ ）（A）升高温度，降低压力(B)升高温度，增人压力（C）降低温度，降低压力(D)降低温度，增大压力二、填空题i.理想气体在定温条件下向真空膨胀,△ H0,△S0。（填>,=,<）2在隔离体系中发生某剧烈的化学反应，使体系的温度及压力皆明显上升，则该体系的△H>0 ，△F<0 。（填>,=,<）imol理想气体绝热向真空膨胀，体积扩大一倍，则此过程△ S係统）+△S（环境）0△S（环境）0。 6imol理想气体体积由V变到2V,若经等温自由膨胀，△Si= J Ki，若经绝热可逆膨胀△S2=TOC\o"1-5"\h\zJ Ki。7. 在298K时气相反应A+B=2C的厶G△”，A「H.△4&在一绝热钢瓶中发生一化学反应，使容器内的温度增加，则此过程有△S0 ， △F09.—定T,p下，将体积为V的imol叫理想气体与体积为V的imol02理想气体混合，总体积为2V,则过程的△S=J Ki；若一定T,V下，将压强为p的imolN2理想气体与压强为p的imol02理想气体混合，总压强为2p,则过程的厶S= J Ki。io—定T,p下，将体积为V的imolN2与体积为V的另imol叫混合，总体积为2V,则过程的厶S=J Ki；若-定T,V下，将压强为p的imolN2与压强为p的另imolN2理想气体混合，总压强为2p,则过程的厶S=JKi。 ii实际气体节流膨胀后，△S0 ,Q0 」 ii

w,那若气体的卩）＞0w,那—气相反应A+2B=2C该反应的厶G △F；若将该反应布置成一可逆电池，使之作电功rm么该反应所能做的功ww。5.在理想气体的5.在理想气体的T—S图上，等容线的斜率，等压线的斜率12.若气体的卩j>0,那么该气体节流膨胀后温度13对于理想气体，其，体系的熵14.由Clapeyron方程导出12.若气体的卩j>0,那么该气体节流膨胀后温度13对于理想气体，其，体系的熵14.由Clapeyron方程导出Clausius-Clapeyron 方程积分式时所作出的三个近似处理分别是：⑴ 气体为理想气体，⑵ ，⑶15从熵的统计意义来判断下列过程体系的熵值是增大还是减少：苯乙烯聚合成聚苯乙烯 ；气体在催化剂表面的吸附16偏摩尔熵的定义式为 ；纯物质两相平衡的条件为17从微观角度而言 ，熵具有统计意义，它是体系 的一种量度。熵值小的状态相对于 的状态。三、证明题1证明:CV2证明:2p2V~TT3.4.证明气体的焦耳系数有下列关系式5证明:Cpp四、计算题1mOlCHCH在其沸点时蒸发为气，求该过程的QW△Un9>AH9>AG9>AF9和厶s仁vpavapnvapmvapm365 vpavapnvapmvapm vapvpavapnvapmvapm知该温度下CHC6H5的气化热为362kJ kg-1O65某一化学反应若在等温等压下,p9）进行，放热kJ,若使该反应通过可逆电池来完成，则吸热。⑴计算该反应的熵变;⑵当该反应自发进行时（即不做电功时），求环境的熵变和总熵变；⑶计算体系可能做的最大功为多少？将的1mol0从p绝热可逆压缩到 6Xp，试求QW△U、A&△&△F、A&和厶S。已知S9TOC\o"1-5"\h\z2 ° ° m m s。 m-1 -1）=J-K-mol,C=o2 p,m41mol单原子理想气体始态为273K、、P9,经绝热不可逆反抗恒外压XP9膨胀至平衡。试计算该过程的W△U△H△S△G△F（已知273K、、P9下该气体的摩尔熵为100J-K-1 mol-1）o

C2H4蒸气压与温度的关系式为：©p（mmHg）834.11.751nT1.750lgT 0.008375T5.323，计算其在正常沸点（一103.9C）时的蒸气压。7•在10g沸水中加入1g的冰，求该过程的\的值为多少？已知冰的熔化热为 6025J mol-i，水的热容C=JK-1 mol-1。p，m&1mol单原子理想气体始态为273K、P°经绝热可逆膨胀至压力减少一半，试计算该过程的 WAU△HASAGAF（已知273K、P。下该气体的摩尔熵为100JK-1mol-1）。9. imol过冷水在268K、P下凝固，计算该过程的AHASAGAF和最大非膨胀功、最大功。已知水在熔点时的热容差为 J mol-i，AH（273K）=J mol-i，p（水）=990kgm-3，p（冰）=917kg-fus3，10-苯在正常沸点353K下的A舛巴9=kJ mol-1，今将353K及p。下的imol苯向真空等温蒸发为同温同压的苯蒸气（设为理想气体），求此过程中QWAG9、AS9和AS环，并根据有关原理判断上述过程是否为不可vap vap 环逆过程。11在、P9下进行的相变：耳0（1,,p9）H 2°©，P9），计算相变的AG并判断该过程能否自发进行。已知K时水的蒸气压为3167Pa,忽略液态水的体积。在373K，p9下，1mol液态水在真空瓶中挥发完，最终压力为，此过程吸热，试计算 AUAHAS和AG计算时忽略液态水的体积。imol氦气从473K加热到673K，并保持恒定。已知氦在 298KS9=JK-i mol-i，并假定氦为理想气m体，计算AHAS和AG如果AGV0可否判断为不可逆过程。,P下，单斜硫与正交硫的摩尔熵分别为和K-1 mol-1;其燃烧焓分别为—和— mol-1，两者密度分别为1940和2070kg-m-3。求：①在,P下，S（正交）-S（单斜）的rGm，并判断哪种晶形稳定。②当增加压力时，反应能否正向进行？15在单斜硫与斜方硫的晶态转变点附近，它们的蒸气压公式分别为：斜方硫：lg（p/p9）=—5267/T+，单斜硫：lg（p/p9）=—5082/T+，试计算：①硫的晶态转变温度；②转变点时的晶型转变热。第一章热力学第一定律参考答案一、选择题答案：14-C;15-C;1-A;2-C;3-A;4-D;5-B;6-D;7-A;8-D;9-A;10-D;11-B;12-B;13-A;14-C;15-C;16-B;17-C;二、填空题答案1.答案：1.答案：1■=•，降低2•答案：，3•答案：=，〉1•证明：若一气体状态方程满足 pV=RT+bp时，则该气体的内能仅是温度的函数m答案：2,物质的量5.答案：—6528，—65356•答案：〉，〉7•答案：两个热源的温度，工作物质三、证明题答案1•证明：若一气体状态方程满足 pVm=RT+bp时，则该气体的内能仅是温度的函数证明：（其它合理证明TdSUdu也得分）PdVSRTVmbm及内能的变化与体积无2.某气体的状态方程为pVm=RT+ap,a为大于零的常数,证明该气体经节流膨胀后，气体的温度上升。证明：其它合理证明也给分C」VTCPCCP,mvmCP，mVmCpPCCP,maCP,mvmcp,mCP_mp,m3若物质的膨胀系数故节流膨胀（PV0）后，温度升高，则G与压力无关。4.证明：（其它合理证明证明：其它合理证明也给分也得分）TCppp又dHTdSVdPT-证明：其它合理证明也p』Cp __咛T—V V即Ep与压力无关VT得分TCVL T)p匚pV)pT LSCp=VsP_CVCVp_VCpp_VCV故绝热膨胀后压力降低4.证明:RTapc5t四、计算题答案△U=10214J;△H=17023J1W=△U=10214J;△H=17023JC=JK-1T=;Q=0;W=△U= △H=△U=;△H=W=;Q=; △ △U=;H=第二章热力学第二定律参考答案、选择题答案1-C;2-B；3-B;4-A；5-B;6-B;7-D;8-B;9-A;10-B ;11-C;12-A；13-C;14-15-B; 16-D;17-C; 18-C; 19-D;20-C;21-C;22-D;23-B;24-B；25-B;26-A；C7-28-C;29-B;30-C; 31-D;―、填空题答案1-=;>2.> ;< 3.>•9 —4.<>5.T/C;T/CV P6. ;0 7.==8.>;v9.11.53 ;010.0;11■>;=12.降低；升高13.< ;=14. 凝聚相体积可以忽相变焓不随温度变化略;nB T,P,ncnB17.微观状态数；比较有序三、证明题答案1.证明：其它合•理证明也给分dU TdSPdVUSPVTT-PT〒 PJTVTTVCVUUVrV TVTVTV TVTP PTTV2T PVVVT2V2.证明：其它合理证明也得分TP2