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：（）7绝热A. W =0, Q <0, _U <0 B. W <0, Q <0, _U >0 C. W <0, Q <0, _U >0 D. W <0, Q =0,_U >02）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：（）3A. Q = 0, W = U = 0B. Q= 0, W U >0C. Q >0, WE U &g

2、t;0U = 0, Q= W 03） 对于理想气体，下列关系中哪个是不正确的：（）A. （ ；:U/ 汀）v= 0 B. （:U/：V）t= 0 C. （：H/_：p）t = 0 D. （ ：U/：p）T= 04） 凡是在孤立孤体系中进行的变化，其_U和_ H的值一定是：（）U HU = H = U H <0U = 0, _H大于、小于或等于零不能确定。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 H = p < 0 B. Q = H p >0C. Q = M H = p <0 D. Q v H = p <06） 如图，叙述不正确的是：（）n

3、 mol H20 / 1 mol HC1Be曲线上任一点均表示对应浓度时积分溶解热大小 Hi表示无限稀释积分溶解热H2表示两浓度ni和门2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HCI的微分溶解热7）_H = Qp此式适用于哪一个过程：（）A. 理想气体从101325Pa反抗恒定的10132.5Pa膨胀到10132.5sPaB. 在OC、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

4、积分别为W、V2。（）A. V1 < V2B. Vi = V2C. Vi > 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Ti升高到T2,则此过程的焓变_H:（）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，dU =_nid_ i + I | 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p V图

5、。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？（）一吕2DsubH > _vapHsubH _vapH_ fusH'一CC. 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）下述哪一种说法正确：（）A. 理想气体的焦耳-汤姆逊系数卩不一定为零B. 非理想气体的焦耳-汤姆逊系数卩一定不为零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（pi,Vi,Ti）出发,分别经过恒温可逆压

6、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 > WaB. Wt < WaC. Wt = WaD.无确定关系27）某理想气体的 yCp/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.不确定则该物系从298K,Qv° 公式 Qp = QvD. 298.2KQv°由公式得：29）一定量的某均相纯流体从298K, 10p-恒温压缩时，总物系的焓增加,10p-节

7、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+ AiRT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Qp = Qv+ ART = Qv + pAV,式中 p 应为何值？（）A.氧弹中氧气压力B.钢瓶中氧气压力C. p 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

8、热33）一恒压反应体系，若产物与反应物的AC>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）的燃烧热为何值？（）A.HCI（g）的生成热B.HCIO 3的生成热C.HCIO 4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：（）3333A.4dmB.IOdmC.15dm D.18dm36）将某理想气体从温度 Ti加热到T2。若此变化为非恒压过程，则其焓变AH应为何值?（）A. AH =0 B. A =Cp（T2-Ti） C. A 不存在 D. AH 等于其它值二、多选题 1） 关于等压反应热效应

9、”和等容反应热效应”之间的关系式中不正确的是:（）A.m= AU m + RT AnB. AH m= AU m + p AVmC. AH = AU + p AVD.Qp=Qv + ART2） 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02（g）混合，假定气体为理想气体，达平衡后，哪些量 不为零。（）A. AH , G B. AJ , A C. AS , AHD.Q ,W三、填空题1）理想气体恒温可逆膨胀，_HW, Q0。2）imol理想气体绝

10、热可逆膨胀，W0°3）理想气体恒温可逆压缩，_U _0, _H_0。4）1mol理想气体经恒温可逆膨胀、恒容加热、恒压压缩回到始态，_U 0, _ H_0,W_0。5）H2和。2以2 1的比例在绝热钢瓶中反应生成水，则_U _0。6）理想气体绝热反抗外压膨胀，Q _ 0， _U_0，_H_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25C，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_fHm（298K）为 kJ mol-1。9）300 K时0.125 mol的正庚

11、烷（液体）在氧弹量热计中完全燃烧，放热602 kJ,反应C7H10（I） + 110 22（g） + 8H 2O（l）的rUm=kJ mol-1，rHm=kJmol-1。（ RT 2.5kJ）10）10mol 单原子理想气体?-H |T）v = _ J Ko-11）理想气体经恒温可逆膨胀，其_HQo12）理想气体经一次卡诺循环后回到原来的状态，则此过程_H_Qo13）10moL单原子理想气体在恒外压0.987p-下由400K，2p 等温膨胀至0.987p，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

12、、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） t COg）的_rH-m（298K）<0。若此反应在恒容绝热器中进行，则该体系的T零，U零，H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。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 dUU/_T）pdTU 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

13、）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 。6）常压下用2伏特的电压往1mol水中通电，电流为 2安培，通电10分钟后，水的温度由 20C上升到 50C，Q = W= -W_ = IVt = -2400Jo7）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7Ro9）在p压力下，C（石墨）+ O22（g）的反应热为_4飞，贝U _心-<_4=。10）反应N2（g） + O2的热效应为_rHm，这就是N?&

14、#169;）的燃烧热，也是 NO（g）生成热的2倍。11）热力学第一定律的数学表达式AU =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）妙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 =

15、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 C、101325Pa的1克水在恒压（0.5 W1325Pa ）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100C，101325Pa的水蒸气，求此过程的Q、W和该体系的_U 和 _ H。一（单位：J ） （100 C、101325Pa下水的气化热为 2259.4J"）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

16、的 Cp,m =29.28J K-1mol-1，求 Q、W、 _U 和_ H。（单位：J）3）已知 298K 时 CH4（g）、C02（g）、出0（1） 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298K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（I）、乙酸（

17、I）和乙酸乙酯（I）的标准恒容摩尔燃烧热 _U-m（298K）分别为-1364.27 , -871.50 和-2251.73kJ mol-1，计算 298K、p-下乙醇酯化反应的 _rH-m。（单位： kJ mol）6）CO2通过一节流过程由50p-向p-膨胀，其温度由原来的25C下降到39Co已知 CO2 的范德华系数 a = 0.3637Pa m5 mol , b = 4.3 1® m3 mol 。（1）计算 曲-t；（2）估算CO2气体的反转温度；（3）已知CO2的沸点为一78.5 C,当25C的CO2经过一步节流膨胀欲使其温度下降至其正常沸点，试问起始压力为若干p （终态压力

18、为p ）。（设为常数）。7）0.5mol氮气（理想气体），经过下列三步可逆变化回复到原态：1. 从2p- , 5dm3在恒温T1下压缩至1dm32. 恒压可逆膨胀至 5dm，同时温度由T1变至T2；33. 恒容下冷却至始态 T1, 2p- , 5dm。试计算：（1） T1 , T2； （2）经此循环的 AU总，AH总，Q总，W总。答案:第一章热力学第一定律单选题:BAADC DBCBC DBCCA ACDAD CCDBC ABDAC DCDDBD多选题:1) BCD 2) AB 3) AC填空题:1) > , > 2) > 3) = , = 4) > , = , <

19、; 5) = 6) = , < , < 7) < 8)1.9 9) -4816, -4826 10)208 11) <12) < 13) 16.85 14) = , < 15) > ,=, >是非题:FTFFT FTFFF TTTFF FTFTT计算题:1)2139.93, 52.88, 2087.05, 2259.40 2)-12.56 , -33.53,29.28,20.97 3)-890.30 4)-48285)15.96 6)1.30,2036.00,80.60 7)244,12200,0,2423,2423A. Tb >T cB.Tc >T dC. T b >TdD.Td> Tc13）理想气体在恒定外压 p-下从10dm* * 3膨胀到16dm3,同时吸热126J。计算此气体的_ U。 （）A. -284J B.842J C. -482J D.482J14）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. 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