热力学第一定律练习题及答案

1、第一章 热力学第一定律练习题一、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、100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QP = H，QV = U，所以QP 与QV 都是状态函数。7体积是广度性质的状态函数；在有过剩Na

2、Cl(s) 存在的饱和水溶液中，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焓。9在101.325kPa下，1mol l00的水恒温蒸发为100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U = 0。10.一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25升温至120，其H = CP,mdT。12因焓是温度、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H = 0。13因Qp = H，QV = U，所以Q

3、p - QV = H - U = (pV) = -W。14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0、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 ； (B) W = 0 ； (C) W 0，W 0，U 0 ； (B)Q = 0，W = 0，U 0 ；(C)Q = 0，W = 0，U = 0 ； (D) Q 0，U 0，则该反应一定是： (A) 吸热反应

4、； (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 ； (B) 气体内能的变化 ；(C) 气体分子的质量 ； (D) 热容的大小 11某高压容器中盛有的气体可能是O2、Ar、CO2、NH3中一种，在298K时由5dm3 绝热可逆膨胀到6dm3，温度降低21K，则容器中的气体是：(A) O2 ；(B) CO2 ；(C) NH3 ；(D) Ar 。12下述说法中，哪一种正确：(A) 热容C不是状态函数 ； (B) 热容C

5、与途径无关 ；(C) 恒压热容Cp不是状态函数 ； (D) 恒容热容CV不是状态函数 。13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 ； (B) 同一过程的可逆途径 ；(C)同一过程的不可逆途径 ； (D) 不同过程的任何途径 。14如图所示，QABC = a (J)、WABC = b (J)、QCA = c (J) ，那么 WAC等于多少：(A) a - b + c ；(B)-(a + b + c) ；(C)a + b - c ；(D) a + b + c 。15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 T1 ，W 0，Q T1 ，W 0 ；(C)T

6、2 0，Q T1 ，W 0，Q 0 。16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，H = 0，p 0 ； (D) Q 0，H = 0，p 0 。17某气体的状态方程服从p(Vm - b) = RT，其中b为常数，则 为：(A) 大于零 ； (B) 小于零 ； (C) 等于零 ； (D) 不能确定 。18反应 C(石墨) + O2CO(g)，H(298K) 0，若将此反应放于一个恒容绝热容器中进行，则体系：(A) T 0，U 0，H 0，U = 0，H 0 ；(C)T 0，U 0，H 0 ；(D) T 0，

7、U = 0，H = 0 。19已知反应B A，B C的等压反应热分别为H1与H2，那么AC的H3与它们的关系是：(A) H3 = H1 + H2 ； (B) H3 = H1 - H2 ；(C) H3 = H2 - H1 ； (D) H3 = 2H1 - H2 。20下列各式中，不能称为基尔霍夫定律公式的是：(A) rHm(T2)= rHm(T1)+rCp；(B) rUm(T2)= rUm(T1)+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

8、)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：AB是绝热不可逆过程；BC是绝热可逆过程；CA是恒温可逆过程，问在CA过程中体系与环境交换的热QC-A：(A) QC-A 0 ；(B) QC-A 0 ；(C) QC-A = 0 ； (D) 不能确定 。三、填空题1反应C(石墨) + O2(g) CO2 (g) 的热效应为rHm，问此值为： 。2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，其状态为 pVm = RT + p( 0)，该气体经节流膨胀后温度 。41 mol H2(为理想气体)由始态298K、p被绝热可逆地

9、压缩5dm3，那么终态温度T2 与内能变化U分别是 。5n mol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H1和H2分别表示(1)和(2)过程终态的焓值，则H1与H2的关系为 。6如图，AB和AC均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（p1,V1,T1）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V2时，环境对体系所做功的绝对值比较为： 。8 如图，将CuSO4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、

10、1 mol 水蒸气（H2O，g）在100，101.325kPa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25，200kPa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28.57，100kPa，步骤的功Wa=5.57kJ；再恒容加热到压力200kPa的末态，步骤的热Qa=25.42kJ。途径b为恒压加热过程。求途径b的Wb及Qb。4、某理想气体 。今有该气体5mol在恒容下温度升高50。求过程的W，Q，U和H。5、某理想气

11、体 。今有该气体5mol在恒压下温度降低50。求过程的W，Q，U和H。6、2mol某理想气体的Cp = 7R/2。由始态100kPa，50dm3，先恒容加热使压力升至200kPa，再恒压冷却使体积缩小至25dm3。求整个过程的W，Q，U和H。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，再恒容加热使体积增大到150kPa。求过程的W，Q，U和H。8、已知CO2(g)的Cp,m = 26.75+42.25810-3(T/K)-14.2510-6(T/K)2 J.mol-1.K-1求：（1）300K至于800K间CO2(g)的

12、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5 mol，摩尔分数yB=0.4，始态温度T1=400K，压力p1=200kPa。今该混合气体绝热反抗恒外压p=100kPa膨胀到平衡态。求末态温度T2及过程的W，U和H。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，0的单原子理想气体A及5mol，100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，U。11、某双原子理想气体1m

13、ol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W。（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50 kPa，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，U和H。13、已知水（H2O，1）在100的饱和蒸气压ps=101.325kPa，在此温度、压力下水的摩尔蒸发焓 kJmol-1。求在100，101.325kPa下使1kg水蒸气全部凝结成液体水时的Q，

14、W，U，H。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0。在此条件下冰的摩尔熔化焓 kJmol-1。已知在100范围内过冷水（H2O，1）和冰的摩尔定压热容分别为 （H2O，1）=76.28Jmol-1K-1和 （H2O，s）=37.20Jmol-1K-1。求在常压及10下过冷水结冰的摩尔凝固焓。15、已知水（H2O，1）在100的摩尔蒸发焓 kJmol-1。水和水蒸气在25100间的平均摩尔定压热容分别为 （H2O，1）=75.75Jmol-1K-1和 （H2O，g）=33.76Jmol-1K-1。求在25时水的摩尔蒸发焓。16、应用物理化学手册中有关物质的热化学数据，计算25时反应的标准摩尔反应焓，要求：（1）应用25的标准摩尔生成焓数据； kJmol-1。（2）应用25的标准摩尔生成焓数据。17、已知25甲酸甲酯(HCOOCH3,1)的标准摩尔燃烧焓 为-979.5kJmol-1，甲酸(HCOOH,1)、甲醇（CH3OH，l）、水（H2O,1）及二氧化碳（CO2,g）的标准摩尔生成焓 分别为424.72kJmol-1，238.66kJmol-1，285.83kJmol-1及393.509kJmol-1。应用这些数据求25时下列反应的标准摩尔反应焓。18