熱力學(xué)第一定律題解 高強(qiáng)

熱力學(xué)第一定律題解教材：大學(xué)化學(xué)

材化學(xué)院一、選擇題()1.在下列反應(yīng)中,焓變等于AgBr(s)的反應(yīng)是:

Ag+(aq)+Br-(aq)=AgBr(s)；

2Ag(s)+Br2(g)=2AgBr(s);(C)Ag(s)+1/2Br2(l)=AgBr(s)；

(D)Ag(s)+1/2Br2(g)=AgBr(s)。

C()2．nmol理想氣體由同一始態(tài)出發(fā)，分別經(jīng)

(1)等溫可逆；(2)絕熱可逆兩個過程壓縮到達(dá)相同壓力的終態(tài)，以H1和H2分別表示(1)和(2)過程終態(tài)的焓值，則：

(A)

H1>H2

；

(B)H1<H2；

(C)

H1=H2

；

(D)上述三者都對。B

()3．理想氣體從同一始態(tài)（p1,V1,T1）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V2時，環(huán)境對體系所做功的絕對值比較：(A)

WT>Wi

；

(B)WT<Wi

； (C)

WT=Wi

； (D)無確定關(guān)系。B()4.下述說法何者正確？

(A)水的生成熱即是氧氣的燃燒熱；

(B)水蒸氣的生成熱即是氧氣的燃燒熱；

(C)水的生成熱即是氫氣的燃燒熱；

(D)水蒸氣的生成熱即是氫氣的燃燒熱。C()5.U可能不為零的過程為：

(A)隔離系統(tǒng)中的各類變化；

(B)等溫等容過程；

(C)理想氣體等溫過程；

(D)理想氣體自由膨脹過程。BH2和O2以2:1的比例在絕熱鋼瓶中反應(yīng)生成水，則△U

0。

二、填空題=2.

萘燃燒的化學(xué)反應(yīng)方程式為C10H8(s)+12O2(g)=10CO2(g)+4H2O(l)，則298K時,Qp和

QV的差值(KJ/mol)為

。3.10mol單原子理想氣體=

J·K-1。25R4.理想氣體恒溫可逆壓縮U___0，H__0。==5.氧氣的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱應(yīng)為

。01．5mol理想氣體在300K由0.5dm3恒溫可逆膨脹至5dm3，求W、Q和DU。解：∵恒溫，且為理想氣體，∴△U=0三、計算題2．10mol理想氣體由298.15K、106Pa自由膨脹到298.15K，105Pa，再經(jīng)恒溫可逆壓縮到始態(tài)，求循環(huán)過程的Q、W、DU及DH。解：循環(huán)過程，U=H=03．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)，始態(tài)溫度，壓力。今該混合氣體絕熱反抗恒外壓膨脹到平衡態(tài)。求末態(tài)溫度T2及過程的解：14.5T2=4800;T2=331K4．

1molAr(g)維持體積為22.4dm3，溫度由273.15K升高到373.15K，計算該過程的Q、。Ar(g)為理想氣體，。

解：由于等容，所以有W=05．25℃時，一個帶有活塞的桶中裝有100gN2，當(dāng)外壓為3000kPa時處于平衡，若壓力驟減到1000kPa，氣體可視作絕熱膨脹。計算系統(tǒng)最后的溫度和DU、DH。(假定N2是理想氣體，）

解：n(N2)=100/28=3.57mol103.6T2=24980.8;T2=241.13K6．已知100℃、101.325kPa時水的蒸發(fā)熱為，求1mol100℃、101.325kPa水變成同溫度、81.06kPa的水蒸汽時的和。

解：H2O(l,p1,T1)H2O(g,81.06,T1)H2O(g,p1,T1)過程（2）為理想氣體的等溫壓縮=0==Q=40.66kJU=H-(pV)=40.66×103-nRT=37.56kJ7．1mol單原子分子理想氣體，始態(tài)為202650Pa，11.2dm3，經(jīng)pT=常數(shù)的可逆過程壓縮到終態(tài)為405300Pa，求：(1)終態(tài)的體積和溫度；(2)ΔU和ΔH；(3)所作的功。解：由pT=常數(shù)，可得：202650273=405300T2T2=13605K由pV=nRT和pT=C可以得到：8．某高壓容器中裝有未知?dú)怏w，可能是氮?dú)饣驓鍤狻?5℃時，從容器中取出1mol樣品，體積從5dm3絕熱可逆膨脹至6dm3，氣體溫度降低了21℃，試判斷容器中是何種氣體。設(shè)氣體為理想氣體。

解：由絕熱可逆過程方程式得：從中取出的是雙原子分子N29.

某理想氣體的CV,m/J·K-1·mol-1=25.52+8.2×10-3(T/K)，問：(1)寫出Cp,m和T的函數(shù)關(guān)系(2)一定量的此氣體300K下，由1103.25

kPa、1dm3膨脹到p2=101.325kPa，10dm3時，過程的ΔU、ΔH是多少？(3)第(2)中的狀態(tài)變化能否用絕熱過程來實現(xiàn)？解：能用絕熱過程來實現(xiàn)狀態(tài)變化。10．將濃度的酸性草酸溶液25.00cm3和濃度的高錳酸鉀溶液20cm3在100kPa和298K混合使之反應(yīng)，用量熱計測得的等容熱效應(yīng)為-1200J。該反應(yīng)的計量方程可用下面二種寫法表示，分別求出相應(yīng)的Dx和。（1）（2）解：(1)(2)11．計算25℃時下列反應(yīng)的恒壓反應(yīng)熱與恒容反應(yīng)熱之差。（1）（2）解：(1)(2)12．25℃下，密閉恒容的容器中有10g固體奈C10H8(s)在過量的O2(g)中完全燃燒成CO2(g)和H2O(l)。過程放熱401.73kJ。求(1)

C10H8(s)+12O2(g)=10CO2(g)+4H2O(l)的反應(yīng)進(jìn)度

(2)

C10H8(s)的

(3)

C10H8(s)的；

解：13．已知下列兩個反應(yīng)：（1）（2）求298K時水的標(biāo)準(zhǔn)摩爾氣化熱。

解：(2)×1/2-(1)×1/2得：H2O(l)=H2O(g)14．-10℃的1mol過冷水，在標(biāo)準(zhǔn)壓力下凝固成-10℃的冰，求水在-10℃的凝固熱。已知水在0℃的凝固熱為。假定水與冰的熱容不隨溫度而變，分別為和。

解：H2O(l),-10℃H2O(s),-10℃H2O(l),0℃H2O(s),0℃△H1△H215．利用標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成熱數(shù)據(jù)計算下列反應(yīng)的及

。假定反應(yīng)中的各氣體都可視作理想氣體。（1）（2）解：(1)

-20.60-285.83-296.83(2)

-115.520-238.716．25℃時，C(石墨)、甲烷及氫的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒熱分別為、和。求25℃時在（1）等壓（2）等容情況下甲烷的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成熱。解：甲烷的生成反應(yīng)為：C(石墨)+2H2(g)=CH4(g)17．已知反應(yīng)

在300K及恒容條件下進(jìn)行時，，請計算反應(yīng)的Qp和。已知C和W在300K時的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓分別為和。解：18．已知化學(xué)反應(yīng)的熱力學(xué)數(shù)據(jù)如下(1)

求該反應(yīng)在298.15K時的。

(2)

求該反應(yīng)在1000℃時的

CH4(g)H2O(g)CO(g)H2(g)/kJ·mol-1-74.4-241.826-110.530Cp,m/J·K·mol-135.3133.60