第二章熱力學(xué)第一定律練習(xí)題及答案

1、弟一早熱力學(xué)第一定律練習(xí)題、判斷題(說(shuō)法對(duì)否)：1 .當(dāng)系統(tǒng)的狀態(tài)一定時(shí)，所有的狀態(tài)函數(shù)都有一定的數(shù)值。當(dāng)系統(tǒng)的狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，所有的狀態(tài)函數(shù)的數(shù)值也隨之發(fā)生變化。2 .在101.325kPa、100c下有l(wèi)mol的水和水蒸氣共存的系統(tǒng)，該系統(tǒng)的狀態(tài)完全確定。3 .一定量的理想氣體，當(dāng)熱力學(xué)能與溫度確定之后，則所有的狀態(tài)函數(shù)也完全確定。4 .系統(tǒng)溫度升高則一定從環(huán)境吸熱，系統(tǒng)溫度不變就不與環(huán)境換熱。5 .從同一始態(tài)經(jīng)不同的過(guò)程到達(dá)同一終態(tài)，則Q和W的值一般不同，Q+W的值一般也不相同。6 .因Q=AH,Q=AU,所以Q與Q都是狀態(tài)函數(shù)。7 .體積是廣度性質(zhì)的狀態(tài)函數(shù)；在有過(guò)剩NaCl(s)存在

2、的飽和水溶液中，當(dāng)溫度、壓力一定時(shí)；系統(tǒng)的體積與系統(tǒng)中水和NaCl的總量成正比。8 .封閉系統(tǒng)在壓力恒定的過(guò)程中吸收的熱等于該系統(tǒng)的始。9 .在101.325kPa下，1moll00C的水恒溫蒸發(fā)為100c的水蒸氣。若水蒸氣可視為理想氣體，那么由于過(guò)程等溫，所以該過(guò)程AU=0o10 .一個(gè)系統(tǒng)經(jīng)歷了一個(gè)無(wú)限小的過(guò)程，則此過(guò)程是可逆過(guò)程。11 .1mol水在l01.325kPa下由25c升溫至120C,其AH=Z2G,mdT。12 .因始是溫度、壓力的函數(shù)，即H=f(T,p),所以在恒溫、恒壓下發(fā)生相變時(shí)，由于dT=0,dp=0,故可得AH=0。13 .因Q=AH,Q=AU,所以Q-Q=AH-A

3、U=A(pV)=-W14 .卡諾循環(huán)是可逆循環(huán)，當(dāng)系統(tǒng)經(jīng)一個(gè)卡諾循環(huán)后，不僅系統(tǒng)復(fù)原了，環(huán)境也會(huì)復(fù)原。15 .若一個(gè)過(guò)程中每一步都無(wú)限接近平衡態(tài)，則此過(guò)程一定是可逆過(guò)程。16 .(?U/?V)t=0的氣體一定是理想氣體。17 .一定量的理想氣體由0C、200kPa的始態(tài)反抗恒定外壓(p環(huán)=100kPa)絕熱膨脹達(dá)平衡，則末態(tài)溫度不變。18 .當(dāng)系統(tǒng)向環(huán)境傳熱(Q<0)時(shí)，系統(tǒng)的熱力學(xué)能一定減少19 .在等壓下，機(jī)械攪拌絕熱容器中的液體，使其溫度上升，則AH=Q=020 .氣體經(jīng)絕熱自由膨脹后，因Q=0,W=0,所以AU=0,氣體溫度不變。、單選題:1. 一定量的理想氣體，經(jīng)如圖所示的循環(huán)

4、過(guò)程，為等溫過(guò)程，B-C等壓過(guò)程，C-A為絕熱過(guò)程，那么曲邊梯形ACca的面積表示的功等于：除、R(A)B-C的內(nèi)能變化；(B)A的內(nèi)能變化;|,(C)C"A的內(nèi)能變化；(D)C-B的內(nèi)能變化。"2. 體系的下列各組物理量中都是狀態(tài)函數(shù)的是：(A)T,p,V,Q；(B)mWCp,?V；(C)T,p,V,n；(D)T,p,U,W。3. x為狀態(tài)函數(shù)，下列表述中不正確的是：(A)dx為全微分；(B)當(dāng)狀態(tài)確定，x的值確定；(C) ?x=/dx的積分與路經(jīng)無(wú)關(guān)，只與始終態(tài)有關(guān)；(D) 當(dāng)體系狀態(tài)變化，x值一定變化。4 .對(duì)于內(nèi)能是體系狀態(tài)的單值函數(shù)概念，錯(cuò)誤理解是：(A) 體系處

5、于一定的狀態(tài)，具有一定的內(nèi)能；(B) 對(duì)應(yīng)于某一狀態(tài)，內(nèi)能只能有一數(shù)值不能有兩個(gè)以上的數(shù)值；(C) 狀態(tài)發(fā)生變化，內(nèi)能也一定跟著變化；(D) 對(duì)應(yīng)于一個(gè)內(nèi)能值，可以有多個(gè)狀態(tài)。5 .理想氣體向真空膨脹，當(dāng)一部分氣體進(jìn)入真空容器后，余下的氣體繼續(xù)膨脹所做的體積功：(A)W>0；(B)W=0；(C)W<0；(D)無(wú)法計(jì)算。6 .在一個(gè)絕熱剛瓶中，發(fā)生一個(gè)放熱的分子數(shù)增加的化學(xué)反應(yīng)，那么：(B)Q=0,W=0,?U(A)Q>0,W>0,?U>0；<0;(D)Q<0,W0,?U(C)Q=0,W=0,?U=0；<0。7 .對(duì)于封閉體系來(lái)說(shuō)，當(dāng)過(guò)程的始態(tài)與終

6、態(tài)確定后，下列各項(xiàng)中哪一個(gè)無(wú)確定值:(A)Q;(B)Q+W;(C)W當(dāng)Q=0時(shí))；(D)Q(當(dāng)W=0時(shí))。8 .下述說(shuō)法中，哪一種不正確：(A) 始是體系能與環(huán)境進(jìn)行交換的能量；(B) 始是人為定義的一種具有能量量綱的熱力學(xué)量；(C) 始是體系狀態(tài)函數(shù)；(D) 始只有在某些特定條件下，才與體系吸熱相等。9 .在等壓下，進(jìn)行一個(gè)反應(yīng)A-RfC,若？r%>0,則該反應(yīng)一定是:(A)吸熱反應(yīng)；(B)放熱反應(yīng)；(C)溫度升高；(D)無(wú)法確定。10 .一定量的單原子理想氣體，從A態(tài)變化到B態(tài)，變化過(guò)程不知道，但若A態(tài)與B態(tài)兩點(diǎn)的壓強(qiáng)、體積和溫度都已確定，那就可以求出：(A)氣體膨脹所做的功；(C)

7、氣體分子的質(zhì)量；11 .某高壓容器中盛有的氣體可能是Q、5dm絕熱可逆膨脹到6dn3,溫度降低(A)O2；(B)CO;12 .下述說(shuō)法中，哪一種正確：(A)熱容C不是狀態(tài)函數(shù)；(C)恒壓熱容G不是狀態(tài)函數(shù)；013.熱力學(xué)第一定律僅適用于什么途徑：(A)同一過(guò)程的任何途徑；(C)同一過(guò)程的不可逆途徑；14.如圖所示，QBC=a(J)、Wb-c=c(J),那么WLc等于多少：(B)氣體內(nèi)能的變化；(D)熱容的大小Ar、C®NH中一種，在298K時(shí)由21K,則容器中的氣體是：(C) NH;(D)Ar(8) 熱容C與途徑無(wú)關(guān)；(D) 包容熱容G不是狀態(tài)函(B)同一過(guò)程的可逆途徑；(D)不同過(guò)

8、程的任何途徑。(A) a-b+c；(B) -(a+b+c)；(C) a+b-c；(D) a+b+co15 .如圖所示，理想氣體由狀態(tài)1變化到狀態(tài)2,則該過(guò)程的：(A)T2<Ti,W<0,Q<0;(B)T2>Ti,W<0,Q>0;(C)T2<Ti,W>0,Q<0；(D)T2>Ti,W>0,Q>0o16 .非理想氣體的節(jié)流膨脹過(guò)程中，下列哪一種描述是正確的：(A)Q=0,?H=0,?p<0;(B)Q=0,?H<0,?p<0;(C)Q>0,?H=0,?p<0;(D)Q<0,?H=0,?p<

9、;00為:17 .某氣體的狀態(tài)方程服從p(Vm-b)=RT,其中b為常數(shù)，則(A)大于零；(B)小于零；(C)等于零；(D)不能確定。18 .反應(yīng)C(石墨)+?Q-CO(g),?H(298K)<0,若將此反應(yīng)放于一個(gè)包容絕熱容器中進(jìn)行，則體系：(A)?T<0,?U<0,?H<0；(B)?T>0,?U=0,?H>0;(C)?T>0,?U>0,?H>0;(D)?T>0,?U=0,?H=0。19 .已知反應(yīng)B-A,B-C的等壓反應(yīng)熱分別為？H與？那么9一C的？H與它們的關(guān)系是：(A)?H=?H+?H；(B)?H=?H-?H；(C)?H=?H

10、2-?H;(D)?H=2?H-?H。20 .下列各式中，不能稱(chēng)為基爾霍夫定律公式的是：(A) ?rHm(T2)=?m0+/?rCp；(B) ?rUm(T2)=?rUO+?rCv;(C)(?H/?T)p=Cp;(D)(?rHm/?T)p=?rCp。21 .計(jì)算“反應(yīng)熱效應(yīng)”時(shí)，為了簡(jiǎn)化運(yùn)算，常假定反應(yīng)熱效應(yīng)與溫度無(wú)關(guān),其實(shí)質(zhì)是:(A)狀態(tài)函數(shù)之值與歷史無(wú)關(guān)(B)物質(zhì)的熱容與狀態(tài)無(wú)關(guān)(C)物質(zhì)的熱容與溫度無(wú)關(guān)(D)反應(yīng)前后體系的熱容不變22 .如圖某循環(huán)過(guò)程：A"B是絕熱不可逆過(guò)程；B-C是絕熱可逆過(guò)程；CA是恒溫可逆過(guò)程，問(wèn)在A過(guò)程中體系與環(huán)境交換的熱Q-a：(A) Qc-a>0

11、;(C)Qc-a=0;(B) Qc-a<0;(D)不能確定三、填空題1.反應(yīng)C（石墨）+O2（g）一C（）2（g）的熱效應(yīng)為？rH?m,問(wèn)此值為:02 .范德華氣體絕熱向真空膨脹后，氣體的溫度將。3 .一種實(shí)際氣體，具狀態(tài)為pVm=RT+ap（a<0）,該氣體經(jīng)節(jié)流膨脹后溫度。4 .1molH2（為理想氣體）由始態(tài)298K、p被絕熱可逆地壓縮5dn3,那么終態(tài)溫度T2與內(nèi)能變化？U分別是O5 .nmol理想氣體由同一始態(tài)出發(fā)，分別經(jīng)（1）等溫可逆；（2）絕熱可逆兩個(gè)過(guò)程壓縮到達(dá)相同壓力的終態(tài)，以H和H分別表示（1）和（2）過(guò)程終態(tài)的始值，則H與凡的關(guān)系為。6 .如圖，AB和AfC均

12、為理想氣體變化過(guò)程，若B、C在同一條絕熱線上，那么？UAb與？UAc的關(guān)系是7 .理想氣體從同一始態(tài)（Pi,Vi,Ti）出發(fā)，分別經(jīng)恒溫可逆壓縮（T）、絕熱可逆壓縮（i）到終態(tài)體積為V時(shí)，環(huán)境對(duì)體系所做功的絕對(duì)值比較為：O8 .如圖，將CuSO水溶液置于絕熱箱中，插入兩個(gè)銅電極，以蓄電池為電源進(jìn)行電解，可以看作封閉體系的是四、計(jì)算與證明1、1mol水蒸氣（H,O,g）在100C,101.325kPa下全部凝結(jié)成液態(tài)水。求過(guò)程的功。2、系統(tǒng)由相同的始態(tài)經(jīng)過(guò)不同途徑達(dá)到相同的末態(tài)。若途徑a的Qa=2.078kJ,Wa=-4.157kJ;而途徑b的Qb=0.692kJ。求Wb。3、始態(tài)為25C,20

13、0kPa的5mol某理想氣體，經(jīng)a,b兩不同途徑到達(dá)相同的末態(tài)。途徑a先經(jīng)絕熱膨脹到28.57C,100kPa,步驟的功W#5.57kJ;冉包容加熱到壓力200kPa的末態(tài)，步驟的熱Qa=25.42kJ0途徑b為恒壓加熱過(guò)程。求途彳空b的Wb及Qbo_34、某理想氣體CV,m=2Ro今有該氣體5mol在包容下溫度升高50Co求過(guò)程的W,Q,AU和AH。5rCvm二5、某理想氣體,2。今有該氣體5mol在恒壓下溫度降低50C。求過(guò)程的W,Q,AU和AH。6、2mol某理想氣體的Cp=7R/2。由始態(tài)100kPa,50dm3,先包容加熱使壓力升至200kPa,再恒壓冷卻使體積縮小至25dm3。求整

14、個(gè)過(guò)程的W,Q,4U和7、4mol某理想氣體,Cp,m=5R/2。由始態(tài)100kPa,100dm3,先恒壓加熱使體積增大到150dm3,冉包容加熱使體積增大到150kPa。求過(guò)程的W,Q,4U和Ho8、已知CO2(g)的Cp,m=26.75+42.258X10-3(T/K)-14.25乂10-6(T/K)2J.mol-1.K-1求：(1)300K至于800K間CO2(g)的Cp,m；(2)1kg常壓下的CO2(g)從300K恒壓加熱到800K時(shí)所需的Q。9、單原子理想氣體A與雙原子理想氣體B的混合物共5mol,摩爾分?jǐn)?shù)yB=0.4,始態(tài)溫度Ti=400K,壓力p1=200kPcb今該混合氣體絕

15、熱反抗恒外壓p=100kPa膨脹到平衡態(tài)。求末態(tài)溫度T2及過(guò)程的W,4U和AH。10、在一帶活塞的絕熱容器中有一絕熱隔板，隔板的兩側(cè)分別為2mol,0c的單原子理想氣體A及5mol,100C的雙原子理想氣體B,兩氣體的壓力均為100kPa?；钊獾膲毫S持100kPa不變。今將容器內(nèi)的絕熱隔板撤去，使兩種氣體混合達(dá)到平衡態(tài)。求末態(tài)的溫度T及過(guò)程的W,AUo11、某雙原子理想氣體1mol從始態(tài)350K,200kPa經(jīng)過(guò)如下四個(gè)不同過(guò)程達(dá)到各自的平衡態(tài)，求各過(guò)程的功Wo(1)恒溫可逆膨脹到50kPa；(2)恒溫反抗50kPa恒外壓不可逆膨脹；(3)絕熱可逆膨脹到50kPa；(4)絕熱反抗50kPa

16、恒外壓不可逆膨脹；12、5mol雙原子理想氣體從始態(tài)300K,200kPa,先恒溫可逆膨脹到壓力為50kPa,再絕熱可逆壓縮到末態(tài)壓力200kPa求末態(tài)溫度T及整個(gè)過(guò)程的Q,W,AU和乩13、已知水(H2O,1)在100c的飽和蒸氣壓ps=101.325kPa,在此溫度、壓力下水的摩爾蒸發(fā)始人pHm=40.668。.mol-1。求在100C,101.325kPa下使1kg水蒸氣全部凝結(jié)成液體水時(shí)的Q,W,AU,AHo設(shè)水蒸氣適用理想氣體狀態(tài)方程式。14、100kPa下，冰(H2O,s)的熔點(diǎn)為0C。在此條件下冰的摩爾熔化燃fusHm=6.012kJmol-1。已知在100c范圍內(nèi)過(guò)冷水(H2O

17、,1)和冰的摩爾定壓熱容分別為Cp,m(H2O,1)=76.28J-mol-1K-1和Cp,m(H2O,s)=37.20Jmol-1K-1。求在常壓及10c下過(guò)冷水結(jié)冰的摩爾凝固始。15、已知水(H2O,1)在100c的摩爾蒸發(fā)始"vapHm=40.668kJ-mol-1。水和水蒸氣在25100c間的平均摩爾定壓熱容分別為Cp,m(H2O,1)=75.75Jmol-1K-1和Cp,m(H2O,g)=33.76Jmol-1,K-1。求在25c時(shí)水的摩爾蒸發(fā)始。16、應(yīng)用物理化學(xué)手冊(cè)中有關(guān)物質(zhì)的熱化學(xué)數(shù)據(jù)，計(jì)算25c時(shí)反應(yīng)2CH30H1O2g=HCOOCH312H2O1的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)始，要求：(1)應(yīng)用25c的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成始數(shù)據(jù)；1HmHC00cH3,1=-379.07kJmol-1。(2)應(yīng)用25c的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成始數(shù)據(jù)。17、已知25c甲酸甲酯(HCOOCH3,1)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒始以fm為-979.5kJmol-1,甲酸(HCOOH,1)、甲醇(CH3OH,l)、水(H2O,1)及二氧化碳(CO2,g)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成始“fHm分別為424.72kJmol-1,238.66kJmol-1,-285.83kJmol-1及393.509kJmol-1。應(yīng)用這些數(shù)據(jù)求25c時(shí)下列反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)始HCOOH1CH30H1=HCOOCH31H2O118、已知CH3CO