热力学第一定律习题

1、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 .体积是广度性质的状态函数；在有过剩NaCl(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.3 .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.4 .一定量的理想气体,当热力学能与温度确定之后,那么所有的状态函数也完全确定.5 .系统温度升高那么一定从环境吸热,系统温度不变就不与环境换热.6 .从同一始态经不同的过程到达同一终态,那么Q和W的值一般不

2、同,Q+W的值一般也不相同.7,因Qp=兄Qv=1,所以Qp与Qv都是状态函数.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 .对于一定量的理想气体,当温度一定时热力学能与烙的值一定,其差值也一定.10 .在101.325kPa下,1m01100c的水恒温蒸发为100c的水蒸气.假设水蒸气可视为理想气体,那么由于过程等温,所以该过程AU=0.11 .1mol,80.1C、101.325kPa的液态苯向真空蒸发为80.1C、101.325kPa的气态苯.该过程的烙变为30.87kJ,所以此过程的Q=30.87kJ.12 .1mol水在l01.325kPa下由25c升温至120C,其

3、AH=!Cp,mdT.13 .因焰是温度、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=0.14 .因Qp=dH,Qv=zU,所以Qp-Qv=H-AU=ApV)=-W.15 .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.16 .一个系统经历了一个无限小的过程,那么此过程是可逆过程.17 .假设一个过程中每一步都无限接近平衡态,那么此过程一定是可逆过程.18 .假设一个过程是可逆过程,那么该过程中的每一步都是可逆的.19 .1mol理想气体经绝热不可逆过程由p1、Vi变到p2、V2,那么系统所做的功为y-1O20

4、.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.21 .(?U/?V)t=0的气体一定是理想气体.22 .因理想气体的热力学能与体积压力无关,所以(?U/?p)v=0,(?U/?V)p=0.23 .假设规定温度T时,处于标准态的稳定态单质的标准摩尔生成始为零,那么该温度下稳定态单质的热力学能的规定值也为零.24 .CO2在298.15K时的AfH*和0c至ij1000c的热容Cp,m贝UCO2在1000K时的标准1000K摩尔生成烙为AfHP(1000KAAfHm(298.15K)+CpmdT(1000K).298.15K25 .一定量的理想气体由0C、200kPa的始态

5、对抗恒定外压环=100kPa)绝热膨胀达平衡,那么末态温度不变.26 .当系统向环境传热(Q0)时,系统的热力学能一定减少.27 .在等压下,机械搅拌绝热容器中的液体,使其温度上升,那么刖=Qp=0.28 .对于同一始态出发的理想气体的绝热变化过程,Wr=AU=nCv,mH,Wi=U=nCv,mAT,所以Wr=Wi二.选择题：1 .恒容下,一定量的理想气体,当温度升高时内能将()(A)降低(B)增加(C)不变(D)增加、减少不能确定2 .在一刚性的绝热箱中,隔板两边均充满空气,(视为理想气体),只是两边压力不等,P*P左,那么将隔板抽去后应有(A)Q=0W=0AU=0(B)Q=0W0(C)Q0

6、W0(D)AU=0,Q=WW03 .有一容器四壁导热,上部有一可移动的活塞,在该容器中同时放入锌块和盐酸,发生化学反响后活塞将上移一定距离,假设以锌和盐酸为体系那么()(A)Q0,W=0,ArU0,ArU0(C)Q0,ArU=0(D)Q0,W0,ArU04 .苯在一个刚性的绝热容器中燃烧,那么C6H6(1)+(15/2)02(g)=6CO2+3H20(g)()(A)AU=0,AH0,W=0(C)Q=0,AU=0,AH=0(D)Q=0,AUw0AHw05 .1mol,373K,标准压力下的水经以下二个不同过程到达373K,标准压力下的水气,(1)等温等压可逆蒸发(2)真空蒸发,这二个过程中功和热

7、的关系为()(A)WiQ2(B)WiW2QiW2QiQ26 .有一高压钢筒,翻开活塞后气体喷出筒外,当筒内压力与筒外相等时关闭活塞,此时筒内温度将()(A)不变(B)升高(C)降低(D)无法判定7 .封闭体系从A态变B态,可以沿两条等温途径：(甲)可逆途径(乙)不可逆途径那么以下关系式U可逆ZU不可逆W可逆Q不可逆(Q可逆+W可逆)(Q不可逆+W不可逆)正确的选项是()(A),(2)(B)(2),(3)(C),(4)(D),(4)8 .化学反响在只做体积功的等温等压条件下,假设从反响物开始进行反响,那么此反响(A)是热力学可逆过程(B)是热力学不可逆过程(C)是否可逆不能确定(D)是不能进行的

8、过程9 .1mol单原子理想气体从298K,202.65kPa经历等温绝热等压三条途径可逆膨胀使体积增加到原来的2倍,所作的功分别为Wi,W2,W3,三者的关系是()(A)WiW2W3(B)W2WiW3(C)W3W2W1(D)W3WiW210. 但凡在孤立体系中进行的变化,其4U和4H的值一定是()(A)AU0,AH0(B)U=0,AH=0(C)AU0,AHR的反响是()(A),(4)(B),(2)(C),(3)(D)(4),(3)21 .当以5molH2气与4molCl2气混合,最后生成2molHCl气.假设以下式为根本单元,那么反响进度应是：H2(g)+Cl2(g)-2HCl(g)(A)1

9、mol(B)2mol(C)4mol(D)5mol三.填空题：1 .对于任何宏观物质,其烙H一定内能U,(填上、=)由于;对于等温理想气体反响,分子数增多的4H一定AU,由于2 .选择法,之“,上中的一个填入以下空格：理想气体恒温可逆压缩U0,H03 .实际气体符合理想气体行为的条件是在温度时,该气体的?(PV)/?Pt,p-0的值应等于.4 .在横线上填上、V、=或(代表不能确定)氢气和氯气在绝热刚性容器中反响,那么(A)W0(B)AU0(C)H0(D)AHQ5 .在一绝热刚性容器中进行某一化学反响,该体系的内能变化为,烙变化为.6 .300K时将2molZn片溶于过量的稀硫酸中,假设反响在敞

10、口容器中进行时放热Qp,在封闭刚性容器中进行时放热Qv,那么Qv-Qp=Jo7 .反响2H2(g)+02(g)22O(l)在298K时恒容反响热Qv=-564kJ.mol-1,那么1H2(g)在298K时标准摩尔燃烧烙：cHm=kJ.mol.8 .300K时0.125mol正庚烷(液体)在弹式量热计中完全燃烧,放热602kJ,反响C7H16(l)+1102(g)=7CO2(g)+8H20(l)的rUm=,rHm=.(RT磴.5kJ)9 .当一个化学反响的等于零时,该反响的热效应就不受温度影响.10 .从统计热力学观点看,功的微观本质是.热的微观本质是四.问做题：1 .一个爆炸反响体系应看作是绝

11、热体系还是孤立体系2 .但凡体系的温度有变化,那么体系一定有吸热或放热现象.但凡温度不变,那么体系就没有吸热放热现象.两结论对吗3 .有人说,由于AU=Qv,而内能是个状态函数,所以虽然Q不是状态函数,但Qv是个状态函数,此话对吗请说明理由.4 .在盛水槽中放入一个盛水的封闭试管,加热盛水槽中的水做为环境,使其到达沸点,试问试管中的水体系会不会沸腾,为什么5 .有人认为封闭体系不作功也不吸热的过程4U=0,因而体系的状态未发生变化,请对此加以评论并举例说明.6 .热力学的不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程.此话对吗?7 .理想气体向真空绝热膨胀dU=0,dT=0,而实际气体的节流膨胀过程d

12、H=0,dTw0.上述二结论对吗8 .有人认为孤立体系状态改变时,内能是守恒量,而始不是守恒量,请对此加以评论并举例说明.9 .关系式PV=常数,适用于理想气体的绝热过程.此话对吗?10 .一个外有绝热层的橡皮球内充101325Pa的理想气体,忽然投入真空中球体积增加一倍.指出该过程中Q、W、4U和4H的值用正、负号表示五.计算题：1.氢的Cp,m=29.07-0.836x10-1mol单原子理想气体,初始状态为25C,101325Pa经历4U=0的可逆变化后,体积为初始状态的2倍.请计算Q,W和AH(T/K)+20.110-(d)5 .答0;P2V2-PiVi6 .答Qv-Qp=AnRT=-

13、4988J7 .答rHm=Qp=Qv+AnRTcHm=(1/2)rHm=-285.7kJ.mol-18 .答rUm=-4816kJ.mol-1rHm=-4826kJ.mol-19 .答Cp=(W2p,b)(生成物)-(W2cp,b)(反响物)10 .答改变分子的能级；改变在分子能级上分布的分子数4 .问做题：1 .答只能看作绝热体系2 .答前句不对.(例：绝热膨胀,温度有变化但不吸热)后句也不对.(例：相变过程,温度可以不变,但有热量变化)3 .答错.由于：(1) Qv为恒容条件下传递的能量,总是与过程伴随着的物理量.(2)当存在非体积功时,U=Qv-Wf,AU*Qv4 .答不会沸腾.由于体系

14、与环境间无温差.5 .答封闭体系不作功也不吸热的过程4U=0,这是正确的,体系的状态未发生变化是不正确的.例如,在绝热钢瓶内由H2(g)和O2(g)反响生成水便是.6 .答错7 .答对8 .答Q=W=0.U=0内能是守恒量H=AU+(PV)=(PV)丰0烙不是守恒量例如：在绝热钢瓶内由H2(g)和O2(g)反响生成水.9 .答错.应是理想气体的可逆绝热过程10 .答Q=0W=0AU=0AH=05 .计算题1 .答(1)Qp=AH=TT2Cp,dT=20620J.mol-1(2) Qv=AU=AH-RAT=14800J.mol(3) Cp,m=H/(T2-Ti)=29.45J.K-1.mol-1

15、2 .答设进入钢瓶中nmol空气为体系始态P0T0V终态P0TV均视为理想气体W=-P0V0=-nRT0AU=-WNCv,m(T-T)=nRTCp,m=Cv,m+RCp,m/Cv,m=丫T=(Cp,m/Cv,m)XT=7T3 .答AU=0.1.AT=0W=nRTln(V2/Vi)=1718JQ=W=1718JAH=04 .答(T2/T1)=(V2/V1)1-ln(T2/T1)=(-1沏(V1/V2)产1.381CP,m=R丫/-1卜=30.1J.K-1.mol-1CV,m=Cp,m-R=21.8J.K-1.mol-15 .答Nj-t=(3/中)h=-(1/Cp)(cH/cP)t=n(2a0/R

16、T-b0)/Cp人TH=TT2(cH/中)TdP=-n(2a0/RT-b0)(P2-P1)=-3534J6 .答cUm(苯甲酸)=Qv=-3251kJ.mol-1-1量热计热容Cv=Qv/AT.n(苯甲酸)=-11.78kJ.KC4H9O4CHO(s)+5O2(g)-5C+5H2O(l)1 rUm(D)=cVAT/nD=-2212kJ.mol._._一-1 rHm(D)=ArUm(D)+.RT=-2212kJ.mol1 fHm(D)=5fHm(CO2)+5fHm(H2O)-rHm(D)=-1184kJ.mol7.答最高温度为Tm,贝U1T2(20.96+0.0293(T/K)(J/K)dT=2

17、81580J(式中,积分限T1=300K,T2=Tm)Tm=3785K最终压力P2=n2RTm/V2=852.3kPa六.证实题：1 .答(田/V)t=(3/2)nRT+C/eVt=0H=U+PV=U+nRT(;H/；V)t=(:U/：V)t+j(nRT)/；:Vt=02 .答对理想气体U=f(T)PV=nRT(cU/cV)t=0,(cH/cP)t=0(FCv/：V)t=；:(;U/;T)v/；:Vt=(U/；:V)t/FTv=0(:Cr/P)t=:(;:H/;:T)r.Pt=;:(;:H/;:P)t/.:Tp=4(FU/：P)T+(F(PV)/FP)t/FTp=03 .答(耳/Vm)uXUm/a)vX(Hm/3Um)T=-1(；T/fVm)u=(-1/CV,m)RT/(V