第一章 热力学第一、二定律试题及答案 (一)

第一章热力学第一定律

一、选择题

1、下述说法中，哪一种正确()

(A)热容C不就就是状态函数；(B)热容C与途径无关；

(C)恒压热容q,不就就是状态函数;(D)恒容热容a，不就就是状态函数。

2、对于内能就就是体系状态得单值函数概念，错误理解就就是()

(A)体系处于一定得状态，具有一定得内能；

(B)对应于某一状态，内能只能有一数值不能有两人以上得数值；

(0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。

3、某高压容器中盛有可能得气体就就是O2,Ar,CO2,NH,中得一种，在

298K时由5dm3绝热可逆膨胀到6dm3,温度降低21K,则容器中得气体()

(A)O2(B)Ar(C)CO2(D)NH3

4、戊烷得标准摩尔燃烧蛤为-352OkJ-mol'COz®和H?。。)标准摩尔生成

玲分别为一395kJ•mo17和-286kJ•mo1」,则戊烷得标准摩尔生成给为

)

(A)2839kJ-mol-1(B)—2839kJ-mol'(C)171kJ,mo-

(D)-171kJ-mol/

5、已知反应也(/)+；02(&)="2。a)得标准摩尔反应蛤为5〃二(7)，下列

说法中不正确得就就是()o

(A)、就就是HzOQ)得标准摩尔生成蛤(B)、A,."：")就就是

H?O⑥得标准摩尔燃烧爆

(C)、就就是负值(D)、A,.”,：。)与反

应得△内：数值相等

6、在指定得条件下与物质数量无关得一组物理量就就是()

(A)T,P,n(B)■Cp.Cv

(C)AH,AU,£(D)Vm,△H5(B),AHw(B)

7、实际气体得节流膨胀过程中，下列那一组得描述就就是正确得()

(A)Q=0AH=0AP<0AT*O(B)Q=0AH<0

△P>0AT>0

(QQ>0△11=0AP<0AT<0(DiQ<0AH=0AP

<0ATWO

8、已知反应H2(g)+1/2("®一七。(1)得热效应为AH,下面说法中不正

确得就就是()

(A)AH就就是HzOl：1)得生成热(B)AH就就是H2⑥

得燃烧热

(QAH与反应得得数量不等(D)与AH”数值相等

9、为判断某气体能否液化，需考察在该条件下得()

(A)Pj-T＞。⑸内TV。(C)J.T=0(D)不必考虑Jlj-T

得数值

10、某气体得状态方程为PV=RT+bP(b＞0),1mol该气体经等温等压压缩

后其内能变化为()

(A)AU＞0(B)AU＜0(C)AU=0(D)该过程本身

不能实现

11、均相纯物质在相同温度下Cv＞Cp得情况就就是()

(A)(ap/ST)v＜o(B)cv/m%〈o

(C)(ap/av)T＜o(D)不可能出现C\＞Cp

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得

压力，则其终态得温度，体积和体系得给变必定就就是()

(A)T可送＞T不可逆，V可逆＞V不可逆，AH可逆＞AH不可逆

(®)T可逆＜T不可逆，V可斑＜V不可逆,AH可逆＜AH不可逆

(C)T可逆vT不可逆,V可逆＞V不可由AH可送＜AH不可逆

(D)T可逆vT不可出V可逆vV不可逆,△H可逆>AH不可送

13、Imok373K、1atm下得水经下列两个不同过程达到373K、lat

m下得水汽:(1)等温可逆蒸发0)真空蒸发。这两个过程中功和热得关系为

()

(A)Wt>W2,Q,>Q2(B)阴<W2,Q|V(L

(QW.=W2,Q.=Q2(D)«\>W2,Q,<Q2

14、对于内能就就是体系状态得单值函数概念，错误理解就就是()

(A)体系处于一定得状态，具有一定得内能；

(B)对应于某一状态，内能只能有一数值不能有两个以上得数值；

(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。

15、在一个绝热刚瓶中，发生一个放热得分子数增加得化学反应，那么()

(A)Q>0,W>0,AU>O;(B)Q=0,W=0,AU<0;

(C)Q=0,W=O,AU=0;(D)Q<0,W>O,AU<0。

16、一定量得单原子理想气体，从A态变化到B态，变化过程不知道，但若

A态与B态两点得压强、体积和温度都已确定，那就可以求出()

(A)气体膨胀所做得功；(B)气体内能得变化；

(C)气体分子得质量；(D)热容得大小。

17、如图，可表示理想气体卡诺循环得示意图就就是()

(A)图

⑴⑴;(B)图

(2);(C)图(3);(D)图(4)

二、填空题

1、焦耳-汤姆孙系数小渊蛾，H,_T>0表示节流膨胀后温度

将

2、在373K,p”下,1mol液态水向真空蒸发为373K,p”下得水蒸气，已知此过程

得△H=4()、6kJ,则此过程得=kJ,Q=kJ。

3、已知反应C(s)+O2®=C()2(g)得△,H:(298K)=393、51kJ•mol」。

若此反应在一绝热钢液中进行，则此过程得△U0,AH

0O

4、对于组成不变得均相密闭体系7当有个独立得强度因索确定后,

体系中所有得强度性质也就确定，若再知道，则所有得广度性质也就

确定。

5、Imo1298K得液体苯在弹式量热计中完全燃烧，放热3264kJ,则反应:2Ce

H6(l)+15O2(g)H2cO3+6H2OQ)得△=Um(298K)=mol”,

△rHm(298K)=kJ-mol'o

6、某理想气体经绝热恒外压压缩Oo

7、卡诺热机得效率只与有关，而与无关。

三、证明题

1、证明:若一气体状态方程满足pVm=RT+bp时,则该气体得内能仅就就是温

度得函数。

2、某气体得状态方程为pVm=RT+ap,a为大于零得常数,证明该气体经

节流膨胀后，气体得温度上升。

3、若物质得膨胀系数a=上（算）=4，则C,与压力无关。

4、已知纯物质得平衡稳定条件就就是（前/SV）,<0,请证明任一物质绝热可

逆膨胀过程后压力必降低。

5、某气体得状态方程为pVm=RT+ap,a为大于零得常数，证明:该气体得焦

耳一汤姆孙系数内_T<0o

四、计算题

1、某气体得状态方程为pV„,=RT+ap,a为大于零得常数,证明:该气体

得焦耳一汤姆孙系数叼了<0。6、Imol单原子理想气体从始态2731<、202、65

kPa沿着p/V二常数得可逆途径变化到压力加倍得终态，试求:该过程得W、AU、

△H、Qo

2、一摩尔单原子理想气体从0℃、2p始态，经由方程pl/?=const规定

得途径到达终态

压力为15/7，计算沿此途经得平均热容。

3、在空气中有一真空绝热箱,体积为匕,今在箱上刺一个小孔，空气流入箱内,

设空气

为理想气体(Gm=3、

(1)巳知空气温度就就是298K,箱内气体温度就就是多少？

(2)若匕=10dm)求该过程得Q、收NU、△”各为多少？

4、298、15K,1mol得CC)2(实际气体)由始态“二3〃，%二7、9dm'等

温变化到终态

p1=p,V2=24dm)求此过程得△。与A，。巳知G.m(C()2)=36、6

J-K1-mol4,

焦耳-汤姆逊系数,=1、14+8、65XIO1)川)。

5、1mol单原子分子理想气体由始态A(2p,298K),沿着p/p=0、1(匕/dm

3,mo1')

+6得可逆途经膨胀到原体积2倍，计算终态得压力以及此过程得Q、

第二章热力学第二定律

一、选择题

1、25c时，将11、2升。2与11、2升2混合成11、2升得混合气体，该

过程()

(A)A5>O,AGVO;(B)AS<O,AG〈O;

(QAS=O,AG=0;(D)AS=O,AGV0。

2、AG二A户得过程就就是()

(A)H2O(1,373KkH2O(g,373K,p);

(B)N2(g,4O0K,1000lcWT>N2(g,4OOKJOOkPa);

(Q等温等压下,N?(g)+31为旷NH3(g);

(D)ArfeTkAr(g,7,100,p)o

3、等温等压下进行得化学反应，其方向由A,(和Sm共同决定，自发进行

得反应应满足下列哪个关系式()

(A)A$=\HJT;(B)A,5m>

(Q△$>Ar4/T;(D)△£<\tHJTo

4、已知水得六种状态:①1OO'CwH2O(I);®99℃,2pH2O(g);@10

O七,2/H2O(1);®100℃v2pH2O(g);@l01℃>pH2O(1);@1OfCxpH

2O(g)o她们化学势高低顺序就就是()

(A)日2>^4>内>内>%>(B)内>内>内>内〉也

(Q内>口5>%>Ml>M2>N6；。)内>%>内>内>%>

5、下列过程中AS为负值得就就是哪一个

(A)液态滨蒸发成气态淡;(B)SnO2(s)+2H2®=S

n(s)+2H2O(1);

(C)电解水生成H2和。(D)公路上撒盐使冰融化。

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)、AS可逆>△5不可逆

(C)、Q可逆vQ不可逆(Q-W)可送〉(Q—W)不

7、在隔离体系中发生一个自发过程，则AG应为()

(A)、AG<0(B)、AG>0(C)、AG=0(D)、

不能确定

8、某气体进行不可逆循环过程得燧变为()

(A)、AS桑=0,二环=0AS系=0,AS环>0

(。、as奉>oqs环=0。)、△S京>0,△$环>

0

9、某物质得蒸气压可由下式表示：ln(P/kpa)=13、14-(2437/T),该物质

得摩尔气化热为()

(A)、2()、26kJ-moT1(B)、293、1J-mol-1

(C)、5612J-mo1(D)、2437J-mol1

10、1m。1理想气体经绝热自由膨胀体积增大10倍，则物系得烯变为()

(A)、AS=0(B)、AS=19、1J/K(C)、AS>19、1

J/K(D)、AS<19、1J/K

11、在273K和1atm下，水得化学位内12o①和水汽得化学位Pn2o©得关系就

就是()

(A)、PH2o(l)=Hn2og①)、内420(1)>M-H2O(g)(C)、RH2O(I)<NH2C(K)

(D)、无法知道

12、纯液体在常压下凝固，下列各量中哪个减少()

(A)、烯(B)、自由能(0、凝固热(D)、蒸汽压

13、1mo1理想气体经一等温可逆压缩过程，则()

(A)、AG>AF(B)、AG<AF

(C)、AG=AF(D)、△G与AF无法进行比较

14、在一20°C和latm下,lmo1得过冷水结成冰，则物系、环境及总嫌变

就就是()

(A)、AS系<O,AS环v0,△$,/0(B)、AS>0,AS坏>

0加总》0

(C)、AS$<0,AS坏>(),AS总V0(D)、AS系V0,AS

环>0,AS.a>0

15、等温等压下发生不可逆电池反应，其AS得计算公式为()

(A)、AS=AH/T(B)、AS=(AH-AG)/T

(C)、AS=Q实/T(D)、以上三式都不适用

16、绝热封闭体系中若AS>0,表明该过程就就是()

(A)、可逆(B)、自发(C)、非自发(D)自

发或非自发

17、对于封闭体系，当Wf=0时，可作为过程得可逆性与变化方向性得判据有

()

(A)、(dU)T、、W0(B)、(dH)$,p>0(C)、(dS)u、v》0①)、

(dG)T、p》0

18、25℃,latm下,NaCl在水中溶解度为6mol-L1,如将1mo1NaC1

溶解于IL水中,此溶解过程中体系得AS和AG变化为()

(A)、AG>0,AS<0(B)、AG>()AS>0

(C)、AG<0,AS>0(D)、AG=O,AS>0

19、在一个绝热得刚性密闭容器中，装有H?和。2得混合气体,T为298K,

用光引发使之反应生成HQ（g）,设光照能量可不计，气体为理想气体，测得△,Hm

（HC1）=—92、30kJ-此过程（）

(A)、AH>0AS<0(B)、AH<0AS<0

(C)、AH<0AS>0(D)、AH>0AS>0

20、纯物质在恒压下无相变时得GsT曲线形状就就是（）

(B)

21、实际气体CO?经节流膨胀后，温度下降，那么（）

（A）AS（^）＞O,AS（环）＞0;（B）AS（体）v0,AS（环）＞0

（C）AS（体）＞（）,AS（环）=0;（D）AS（体）v（）,AS（环）=0

22、2mol理想气体B,在300K时等温膨胀，卜=0时体积增加一倍，则其AS

（J•。为（）

(A)一5、76;(B)331;(C)5、76;(D)11、52

23、某体系等压过程A->B得培变与温度T无关，则该过程得()

(A)AU与温度无关；(B)AS与温度无关；

(C)AF与温度无关；(D)AG与温度无关

24、等温下，一个反应ZA+6B=而+eE得\Cf,二(),那么()

(A)AH与T无关,AS与T无关,AG与T无关；

(B)AH与T无关,AS与T无关,AG与T有关；

(Q【与T无关,AS与T有关,AG与T有关；

(D)AH与T无关,AS与T有关,AG与T无关。

25、等温等压下进行得化学反应，其方向由AHm和AS。,共同决定，自发进行得

反应蹬丁些中阳…冷△昌二号

(A),(B),(Q

(D)

26、在等温等压下，将ImolN2与1m。1O2混合，假定两者均为理想气体,

混合过程中不发生变化得一组状态函数为()

(A)UHV,(B)SHG,(C)VGH,(D)FHS

27、下列过程中,AS>AH/T得就就是()

(A)理想气体恒外压等温压缩(B)263K、101、3kP

a,冰熔化为水

(C)等温等压下,原包池中发生得反应(D)等温等压下电解水

28、在一定温度和一定压力下，某液体与其蒸气呈平衡，其蒸气压为PG若外压

增大时液体与其蒸气重建平衡后其蒸气压为p2J'J()

(A)pi=p2,(B)pt>p2,(OP1<p2,(D)液体

蒸气压与外压无关

29、298、2K、p”下，反应也⑹+：。?®=%。")得△右„,和得差

乙

值为()

(A)1239J-mo1-1(B)-3719J•mol」(C)2477J•mo1'

(D)-2477J-mo1-1

30、某化学反应在等温等压(298、2K,p°)下进行时，放热40000J;若使反应通

过可逆电池完成，吸热40OOJ,则体系可能作得最大电功为()

(A)40000J(B)4000J(C)4400J。)

36000J

31、已知金刚石和石墨得Sm”(298K),分别为0、244J・KT・mol”和5、69

6o1”,Vm分别为3、414cm%moH和5、310cm、mo1",欲增加石

墨转化为金刚石得趋势，则应()

(A)升高温度，降低压力(B)升高温度，增大压力

(C)降低温度，降低压力(D)降低温度，增大压力

二、填空题

1、理想气体在定温条件下向真空膨胀5------O,ASOo

（填>,二,<）

2、在隔离体系中发生某剧烈得化学反应，使体系得温度及压力皆明显上升,

则该体系得

△B------->-AAU<Oo（填〉产,V）

3、1mol理想气体绝热向真空膨胀,体积扩大一倍，则此过程（系统什声环

境）OZXS（环境）0o

4、一气相反应A+2B=2C,该反思得各rGm△下„,；若将该反应布

置成一可逆包池,使之作电功那么该反应所能做得功WW.o

5、在理想气体得T—S图上,等容线得斜率（空〕=，等压线得斜率

~1as）v

（dT\

6、Imol理想气体体积由V变到2v芳幺T温自由膨胀，△S尸

J•K」,若经绝热可逆膨胀二J•K\

7、在298K时气相反应A+1=_2c得4rGm------------△rFm,ArHm

△rUgO

8、在一绝热钢瓶中发生一化学反应,使容器内得温度增加，则此法程在AS

0,ATOo

9、一定T,p下，将体积为V得1molN?理想气体与体积为V得ImolO?理

想气体混合，总体积为2V,则过程得^S=J,K-';若一定T,V下，将

压强为p得ImolN?理想气体与压强为p得ImolO?理想气体混合，总压强为2p,

则过程得二

10、一定T,p下，将体积为V得Imol2与体积为V得另Imo]2混合，总

体积为2V,则过程得二J-K-1;若一定T,V下，将压强为p得1

m01NZ与压强为p得另ImolN2理想气体混合，总压强为2p,则过程得二

J•K'o

11、实际气体节流膨胀后金冬

12、若气体得那么该气体节漆黑账后温度，体系得

13、对于理想气体，其

14^由Clapeyron方程导出C1auSiUS-C1apcyron方程积分式时所作

出得三个近似处理分别就就是：⑴气体为理想气体，

15、从嫡得统计意义来判断下列过程体系得嫡值就就是增大还就就是减少:

苯乙烯聚合成聚苯乙烯;气体在催化剂表面得吸

附

16、偏摩尔嫡得也义式为;纯物质两相平衡得条件

为

17、从微观角度而言，崎具有统计意义,她就就是体系得一种

量度。熠值小得状态相对于得状态。

三、证明题

1、彳正明:（靠）=*票）

2、证明传［T票），

傍）J=H豹/3、

4、证明气体得焦耳系数有下列关系式：（《勺"=专［。-像）［"

5、证明:J-G=瞪以豹，

四、计算题

1、ImolCHC,H、在其沸点383、15K时蒸发为气，求该过程得Q、XV、

0

△vpUm、AVapHm\A叩GE"、A/V和AapSm：已知该温度下CH3c6H5得气

化热为362kJ-kg'o

2、某一化学反应若在等温等压下（298、15K,p＞进行，放热40、0kJ,

若使该反应通过可逆电池来完成,则吸热4、Ok.1°

（1）计算该反应得燧变；

（2）当该反应自发进行时（即不做业功时），求环境得嫡变和总输变;

(3)计算体系可能做得最大功为多少？

3、将298、15K得1moK%从p”绝热可逆压缩到6Xp°,试求Q、舟、AUmx

1

△Hm、AGm、AFm、AS.、和△S出。已知Sm°(O2)=205、03J-I<--mol-',Cp^

=35Ro

4、lm。1单原子理想气体始态为273K、、P”，经绝热不可逆反抗恒外压0、

5XP"膨胀至平衡。试计算该过程得W'、AU>AHxASs&3、AF(已知273K、、

P”下该气体得摩尔焙为1OQJ•K-1-mol%

5、C2Hs蒸气压与温度得关系式

为:lgp(rnmHg)=->J+1.75lnT-l,750lgT-0.008375T+5.323，计算其在正常沸点(一103、

9℃)时得蒸气压。

7、在10g沸水中加入1g273、2K得冰，求该过程得AS得值为多少？已知冰得

1

熔化热为6025J•mol”,水得热容C=75、31J-K-mol'0

8、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,

试计算该过程得用、AUsAH.ASAG、(已知273K、、P”下该气体得摩尔

烯为1OQJ•K-•mol")。

9、Imol过冷水在268K、P"下凝固，计算该过程得AH、AS、4G、AF和

1

最大非膨胀功、最大功。已知水在熔点时得热容差为37、3J-mopAusHni(2

73K)-6、OlkJ-mo1-,,y(zK)=990kg•m%(冰)=917kg-m\

10、苯在正常沸点353K下得△cpHm"=30、77kJ•moL,今将353K及p°

下得Imo1苯向真空等温蒸发为同温同压得苯蒸气(设为理想气体)，求此过程中

Q、△vapG"、AapS"和AS环,并根据有关原理判断上述过程就就是否为不可逆

过程。

11、在298、15K、p”下进行得相变:29寸、15K,p0)H,O(g,

298、15K,p0),计算相变得4G,并判断该过程能否自发进行。已知298、15K

时水得蒸气压为31671%,忽略液态水得体积。

12、在373K,p"下,1mol液态水在真空瓶中挥发完品终压力为30、398kPa,

此过程吸热46、024kJ,试计算△!!、AH.AS和AG。计算时忽略液态水得体

积。

13、Imol氨气从473K加热到673K,并保持恒定101、325kPao已知氮

在298Ksm三126>06]-K'-mo『,并假定氨为理想气体，计算AHOS和AG。

如果AGVO,可否判断为不可逆过程。

14、298、15K,产下，单斜硫与正交硫得摩尔靖分别为32、55和31、

88J-K1-mol1;其燃烧蛤分别为一297、19和-296、90kJ•moL,两者密

度分别为1940和2070kg•m3。求:①在298、15K,/下,S(正交)—S(单斜)

得加G；，并判断哪种晶形稳定。②当增加压力B寸,反应能否正向进行？

15、在单斜硫与斜方硫得晶态转变点附近,她们得蒸气压公式分别为：

斜方硫：lg(p/p')=-5267/T+11、866，单斜硫：1g(p/p")=-5082/T+11、

364,试计算:①硫得晶态转变温度;②转变点时得晶型转变热。

第一章热力学第一定律参考答案

一、选择题答案:

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：一，降诋2、答案：37、5kJ,37、5kJ3、答案:二,>

</H

4、答案:2,物质得量5、答案:-6528,-6535

6、答案:>,>7、答案:两个热源得温度，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，则该气体得内能仅就就

是温度得函数

证明：（其'巨I合理证包彳守分）

du=TdS—pd'V

2、某气体一（彩）器

得状态方程为pvm=

E等、-〃

叩,a为大1于零得常数，证明该气

rWL-〃

.节流膨胀L、后，气体得温度上升。

=T-----------------p=（）

匕“一。

及的解侬冤;佐押於诩畸务o

3、若物质得“--1aJ-cC

膨胀系数

，F-m]

11ZTR

「1।「x

C〃.内Cp.mP

=--Ji

C〃J”c〃.,“

a

▲fa▲

=A/=-------------xA/?

C

故节流膨胀（5V0）后，温度升高。

^=—i（I—avJ）i则,Cp与,压,力无,关。

证明：其它合理证明也合分

证明：其它合理证明凶导分

即c〃与压力无关

4、故绝热膨胀后压力降低

5

证明:

(

四、计算题答案

(6H/6p\.

(dH/dT\

1、W=3404、6J;Q=13619];AU=

10214J;AH=17023J

2、C=4、16JK-'

3、T=417、2K;Q=O;W=AU=723、

4、AU=54>3J;AH=84、73J

5、W=3、236J;Q=11>53kJ;AU=8>29kJ;AH=13>82kJ

第二章热力学第二定律参考答案

一、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-D;15-B;16-D;17-C;18-C;19-D;

20-C;21-C;22-D;23-B;24-B;25-B;26-A;27-C;28-C;29-B;3

0-C；31-D；

二、填空题答案

1、=；>2、>;<3、>；=

4、<;>

5、T/C\,;T/Cp6^5>76;07、

8、>;<

9、11、53;010、0;-11、5311、>;=

12、降低；升高

13、<;14、凝聚相体积可以忽略；相变燎不随

温度变化

dS

15、减小；减小16、；物质在两相中得化学

式相等

17、微观状态数；比较有序

证明题答案

证明：其它合理证明他合分

2证明：其它合理证明也合分

dH=TdS+Vdp