熱力學(xué)第一定律習(xí)題及答案

熱力學(xué)第一定律習(xí)題一、單選題1)如圖，在絕熱盛水容器中，浸入電阻絲，通電一段時間，通電后水及電阻絲的溫度均略有升高，今以電阻絲為體系有：()A.W=0，Q<0，U<0B.W<0，Q<0，U>0C.W<0，Q<0，U>0D.W<0，Q=0，U>0

2)如圖，用隔板將剛性絕熱壁容器分成兩半，兩邊充入壓力不等的空氣(視為理想氣體)，已知p右>p左，將隔板抽去后:()A.Q＝0,W＝0,U＝0B.Q＝0,W<0,U>0C.Q>0,W<0,U>0D.U＝0,Q＝W0

3）對于理想氣體，下列關(guān)系中哪個是不正確的：()A.(?U/?T)V＝0B.(?U/?V)T＝0C.(?H/?p)T＝0D.(?U/?p)T＝0

4）凡是在孤立孤體系中進行的變化，其U和H的值一定是：()A.U>0,H>0B.U＝0,H＝0C.U<0,H<0D.U＝0，H大于、小于或等于零不能確定。

5）在實際氣體的節(jié)流膨脹過程中，哪一組描述是正確的:()A.Q>0,H＝0,p<0B.Q＝0,H<0,p>0C.Q＝0,H＝0,p<0D.Q<0,H＝0,p<0

6）如圖，敘述不正確的是：()A.曲線上任一點均表示對應(yīng)濃度時積分溶解熱大小B.H1表示無限稀釋積分溶解熱C.H2表示兩濃度n1和n2之間的積分稀釋熱D.曲線上任一點的斜率均表示對應(yīng)濃度時HCl的微分溶解熱

7）H＝Qp此式適用于哪一個過程:()A.理想氣體從101325Pa反抗恒定的10132.5Pa膨脹到10132.5sPaB.在0℃、101325Pa下，冰融化成水C.電解CuSO4的水溶液D.氣體從(298K，101325Pa)可逆變化到(373K，10132.5Pa)

8)一定量的理想氣體，從同一初態(tài)分別經(jīng)歷等溫可逆膨脹、絕熱可逆膨脹到具有相同壓力的終態(tài)，終態(tài)體積分別為V1、V2。()A.V1<V2 B.V1=V2 C.V1>V2 D.無法確定

9)某化學(xué)反應(yīng)在恒壓、絕熱和只作體積功的條件下進行，體系溫度由T1升高到T2，則此過程的焓變HA.小于零 B.大于零 C.等于零 D.不能確定

10)對于獨立粒子體系，dU＝nidi＋idni，式中的第一項物理意義是:()A.熱 B.功 C.能級變化 D.無確定意義

11)下述說法中哪一個正確：()A.熱是體系中微觀粒子平均平動能的量度B.溫度是體系所儲存能量的量度C.溫度是體系中微觀粒子平均能量的量度D.溫度是體系中微觀粒子平均平動能的量度

12)下圖為某氣體的p－V圖。圖中A→B為恒溫可逆變化，A→C為絕熱可逆變化，A→D為多方不可逆變化。B,C,D態(tài)的體積相等。問下述個關(guān)系中哪一個錯誤？()A.TB>TC B.TC>TD C.TB>TD D.TD>TC

13)理想氣體在恒定外壓p下從10dm3膨脹到16dm3,同時吸熱126J。計算此氣體的U。()A.-284J B.842J C.-482J D.482J

14)在體系溫度恒定的變化過程中，體系與環(huán)境之間：()A.一定產(chǎn)生熱交換B.一定不產(chǎn)生熱交換C.不一定產(chǎn)生熱交換D.溫度恒定與熱交換無關(guān)

15)某絕熱封閉體系在接受了環(huán)境所做的功后，其溫度：()A.一定升高B.一定降低C.一定不變D.不一定改變

16)若一氣體的方程為pVm=RT+αp(α>0,常數(shù))，則：()A.(?U/?V)T=0B.(?U/?p)V=0C.(?U/?T)V=0D.(?U/?T)p=0

17)體系的狀態(tài)改變了，其內(nèi)能值：()A.必定改變B.必定不變C.不一定改變D.狀態(tài)與內(nèi)能無關(guān)

18)在一定T、p下，氣化焓vapH,熔化焓fusH和升華焓subH的關(guān)系：()A.subH>vapH B.subH>fusHC.subH=vapH+fusH D.vapH>subH

19)一可逆熱機與一不可逆熱機在其它條件都相同時,燃燒等量的燃料,則可逆熱機牽引的列車行走的距離:()A.較長 B.較短 C.一樣 D.不一定

20)壓力為106Pa的2m3范德華氣體進行絕熱自由膨脹，直至體系壓力達到5×105A.2×106JB.106JC.105JD.0J21)封閉體系中，有一個狀態(tài)函數(shù)保持恒定的變化途徑是什么途徑？()A.一定是可逆途徑B.一定是不可逆途徑C.不一定是可逆途徑D.體系沒有產(chǎn)生變化

22)某體系在非等壓過程中加熱，吸熱s，使溫度從T1升到T2，則此過程的焓增量HA.H=QB.H=0C.H=U+(pV)D.

23)非理想氣體進行絕熱自由膨脹時，下述答案中哪一個錯誤：()A.Q=0B.W=0C.U=0D.H=0

24)始態(tài)(p1,V1,T1)完全相同的一個理想氣體體系和另一個范德華氣體體系，分別進行絕熱恒外壓(p0)膨脹。當膨脹相同體積之后，()A.范德華氣體的內(nèi)能減少量比理想氣體的多B.范德華氣體的終態(tài)溫度比理想氣體的低C.范德華氣體所做的功比理想氣體的少D.范德華氣體的焓變與理想氣體的焓變相等上述哪一種說法正確。

25)下述哪一種說法正確：()A.理想氣體的焦耳－湯姆遜系數(shù)μ不一定為零B.非理想氣體的焦耳－湯姆遜系數(shù)μ一定不為零C.理想氣體不能用作電冰箱的工作介質(zhì)D.使非理想氣體的焦耳－湯姆遜系數(shù)μ為零的p,T值只有一組26)某理想氣體從同一始態(tài)(p1,V1,T1)出發(fā),分別經(jīng)過恒溫可逆壓縮和絕熱可逆壓縮至同一壓力p2，若環(huán)境所做功的絕對值分別為WT和WA,問WT和WA的關(guān)系如何？()A.WT>WAB.WT<WAC.WT=WAD.無確定關(guān)系

27)某理想氣體的γ=Cp/CV=140,則該氣體為幾原子分子氣體？()A.單原子分子氣體B.雙原子分子氣體C.三原子分子氣體D.四原子分子氣體

28)實際氣體絕熱恒外壓膨脹時，其溫度將：()A.升高B.降低C.不變D.不確定

29)一定量的某均相純流體從298K,10p恒溫壓縮時，總物系的焓增加，則該物系從298K，10p節(jié)流膨脹到某一狀態(tài)時，物系的溫度必將：()A.升高B.降低C.不變D.不確定

30)欲測定有機物的燃燒熱Qp,一般使反應(yīng)在氧彈中進行，實測得熱效為QV。公式Qp=QV+ΔnRT中的T為：()A.氧彈中的最高燃燒溫度B.氧彈所浸泡的水的溫度C.外水套的水溫度D.298.2K

31)欲測定有機物的燃燒熱Qp,一般使反應(yīng)在氧彈中進行，實測得熱效為QV。由公式得：Qp=QV+ΔnRT=QV+pΔV,式中p應(yīng)為何值？()A.氧彈中氧氣壓力B.鋼瓶中氧氣壓力C.pD.實驗室大氣壓力

32)下述說法何者正確：()A.水的生成熱即是氧氣的燃燒熱B.水蒸汽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.水蒸汽的生成熱即是氫氣的燃燒熱

33)一恒壓反應(yīng)體系，若產(chǎn)物與反應(yīng)物的ΔCp>0,則此反應(yīng):()A.吸熱B.放熱C.無熱效應(yīng)D.吸放熱不能肯定

34)Cl2(g)的燃燒熱為何值？()A.HCl(g)的生成熱B.HClO3的生成熱C.HClO4的生成熱D.Cl2(g)生成鹽酸水溶液的熱效應(yīng)

35)完全燃燒4dm3乙炔氣，需要同樣壓力和溫度下的氧氣：()A.4dm3B.10dm3C.15dm3D.18dm

36)將某理想氣體從溫度T1加熱到T2。若此變化為非恒壓過程，則其焓變ΔH應(yīng)為何值？()A.ΔH=0B.ΔH=Cp(T2-T1)C.ΔH不存在D.ΔH等于其它值二、多選題1）關(guān)于“等壓反應(yīng)熱效應(yīng)”和“等容反應(yīng)熱效應(yīng)”之間的關(guān)系式中不正確的是:()A.ΔHm=ΔUm+RTΔnB.ΔHm=ΔUm+pΔVmC.ΔH=ΔU+pΔVD.Qp=QV+ΔnRT

2）對于理想氣體自由膨脹過程，下述提法正確的是:()A.系統(tǒng)和環(huán)境之間沒有熱和功的過程B.系統(tǒng)的溫度不變，內(nèi)能變化值為零C.系統(tǒng)的壓力不變D.系統(tǒng)對外作功

3）在一絕熱恒容箱內(nèi)，將NO(g)和O2(g)混合，假定氣體為理想氣體，達平衡后，哪些量不為零。()A.ΔH,ΔGB.ΔU,ΔVC.ΔS,ΔHD.Q,W三、填空題1)理想氣體恒溫可逆膨脹，H____W，Q____0。

2)1mol理想氣體絕熱可逆膨脹，W____0。

3)理想氣體恒溫可逆壓縮，U___0，H___0。

4)1mol理想氣體經(jīng)恒溫可逆膨脹、恒容加熱、恒壓壓縮回到始態(tài)，U___0，H___0，W___0。

5)H2和O2以21的比例在絕熱鋼瓶中反應(yīng)生成水，則U__0。

6)理想氣體絕熱反抗外壓膨脹，Q___0，U___0，H___0。

7)若規(guī)定溫度T時，標準態(tài)下穩(wěn)定單質(zhì)的焓值為零，則內(nèi)能規(guī)定值___0。

8)石墨和金剛石(C)在25℃，101325Pa下的標準燃燒熱分別為-393.4kJ·mol-1和-395.3kJ·mol-1，則金剛石的標準生成熱fHm(298K)為______kJ·mol-1。

9)300K時0.125mol的正庚烷(液體)在氧彈量熱計中完全燃燒，放熱602kJ,反應(yīng)C7H10(l)+11O2(g)7CO2(g)+8H2O(l)的rUm=______kJ·mol-1，rHm=______kJ·mol-1。(RT2.5kJ)

10)10mol單原子理想氣體(H/T)V=___J·K。

11)理想氣體經(jīng)恒溫可逆膨脹，其H____Q。

12)理想氣體經(jīng)一次卡諾循環(huán)后回到原來的狀態(tài)，則此過程H___Q。

13)10moL單原子理想氣體在恒外壓0.987p下由400K，2p等溫膨脹至0.987p，物體對環(huán)境作功_______kJ。

14)某化學(xué)反應(yīng)在恒壓、絕熱和只做膨脹功的條件下進行，系統(tǒng)的溫度由T1升高至T2，則此過程的焓變____零；如果這一反應(yīng)在恒溫T1

15)反應(yīng)C(s)+O2(g)→CO2(g)的rHm(298K)<0。若此反應(yīng)在恒容絕熱器中進行，則該體系的T____零，U____零，H____零。

四、是非題1)熱量是由于溫差而傳遞的能量，它總是傾向于從含熱量較多的高溫物體流向含熱量較少的低溫物體。

2)恒容條件下，一定量的理想氣體，溫度升高時，內(nèi)能將增加。

3)等溫等壓條件下，一定量的水變成水蒸汽(視為理想氣體)，因為dU=(U/T)pdT+(U/T)Tdp，等溫dT=0，等壓dp=0，所以dU=0。

4)理想氣體向真空膨脹，體積增加一倍，則W=nRTln(V2/V1)=nRTln2。

5)理想氣體向真空絕熱膨脹，dU＝0、dT＝0，而實際氣體節(jié)流膨脹過程的dH＝0、dT0。

6)常壓下用2伏特的電壓往1mol水中通電，電流為2安培，通電10分鐘后，水的溫度由20℃上升到50℃，Q＝W＝-W＝IVt＝-2400J。7)一定量的理想氣體從同一始態(tài)出發(fā)，分別經(jīng)等溫壓縮、絕熱壓縮到具有相同的壓力的終態(tài)，以H1和H2分別表示兩個終態(tài)的焓值，則H1<H2。

8)高溫下臭氧的摩爾等壓熱容Cp,m為7R。

9)在p壓力下，C(石墨)＋O2(g)CO2(g)的反應(yīng)熱為rHm，則rU<rHm。

10)反應(yīng)N2(g)＋O2(g)2NO的熱效應(yīng)為rHm，這就是N2(g)的燃燒熱，也是NO(g)生成熱的2倍。

11)熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達式ΔU=Q+W只適用于封閉系統(tǒng)和孤立系統(tǒng)。

12)封閉系統(tǒng)和環(huán)境間沒有溫度差就無熱傳遞。

13)一種物質(zhì)的溶解熱和它的溶液的稀釋熱應(yīng)當有相同的正、負號。

14)液體在等溫蒸發(fā)過程中的內(nèi)能變化為零。

15)μJ-T=0的溫度叫轉(zhuǎn)換溫度。一種氣體只有一個轉(zhuǎn)換溫度。

16)不同物質(zhì)在相同溫度下都處于標準狀態(tài)時，它們的同一熱力學(xué)函數(shù)值（如U、H、G、S等）都應(yīng)相同。

17)絕熱反應(yīng)的熱效應(yīng)不為零。

18)系統(tǒng)從同一始態(tài)出發(fā)分別經(jīng)等溫可逆膨脹和絕熱可逆膨脹至相同體積時，系統(tǒng)在等溫可逆膨脹中做的功小于絕熱可逆膨脹。

19)dH=CpdT及dHm=Cp,mdT的適用條件是無化學(xué)反應(yīng)和相變，且不做非體積功的任何等壓過程及無化學(xué)反應(yīng)和相變而且系統(tǒng)的焓值只與溫度有關(guān)的非等壓過程。

20)化學(xué)反應(yīng)中系統(tǒng)的焓變不一定大于內(nèi)能變化。五、計算題1)將100℃、101325Pa的1克水在恒壓(0.5×101325Pa)下恒溫氣化為水蒸氣，然后將此水蒸氣慢慢加壓(近似看作可逆)變?yōu)?00℃，101325Pa的水蒸氣，求此過程的Q、W和該體系的U和H。(單位：J)(100℃、101325Pa下水的氣化熱為2259.4J·g-1)

2)用攪拌器對一摩爾理想氣體作攪拌功41.84J，并使其溫度恒壓地升高1K，若此氣體的Cp,m=29.28J·K-1mol-1，求Q、W、U和H。(單位：J)

3)已知298K時CH4(g)、CO2(g)、H2O(l)的標準生成熱分別為-74.8，-393.5，-285.8kJ·mol-1，求算298K時CH4(g)的燃燒熱。(單位：kJ·mol-1)

4)0.500g正庚烷放在彈式量熱計中，燃燒后溫度升高2.94K，若量熱計本身及其附件的熱容量為8.177kJ·K-1，計算298K時正庚烷的摩爾燃燒焓(量熱計的平均溫度為298K)，正庚烷的摩爾質(zhì)量為0.1002kg·mol-1.(單位：kJ·mol)

5)用量熱計測得乙醇(l)、乙酸(l)和乙酸乙酯(l)的標準恒容摩爾燃燒熱Um(298K)分別為-1364.27，-871.50和-2251.73kJ·mol-1，計算298K、p下乙醇酯化反應(yīng)的rHm。(單位：kJ·mol)

6)CO2通過一節(jié)流過程由50p向p膨脹，其溫度由原來的25℃下降到－39℃。已知CO2的范德華系數(shù)a=0.3637Pa·m5·mol－2,b=4.3×10－5m3·mol（