第二章 热力学第一定律-附答案

第二章 热力学第一定律――附答案

引用参考资料

（1）天津大学物理化学习题解答（第五版）；（2）江南大学课件附带习题中选择题和填空题部分；（3）2001－山东大学－物理化学中的术语概念及练习；

一、填空题

1. 理想气体向真空膨胀过程 , 下列变量

2.

双原子理想气体经加热内能变化为

，则其焓变为

。

中等于零的有 : 。3. 在以绝热箱中置一绝热隔板，将向分成两部分，分别装有温度，压力都不同的两种气体，将隔板抽走室气体混合，若以气体为系统，则此过程 =、=、=

4. 绝热刚壁容器内发生CH4+2O2=CO2+2H2O的燃烧反应,系统的 Q ___ 0 ; W ___ 0 ; ?U ___ 0 ; ?H ___ 0 ＝ ＝ ＝ <

。

?H??U?V?p?V?p

5. 某循环过程 Q = 5 kJ, 则 ?U + 2W + 3 ?(pV) = __________. -10kJ

－

6. 298K时, S的标准燃烧焓为－296.8 kJ?mol1, 298K时反应的标准摩尔反应焓 ?rH?m =

－

________ kJ?mol1 . 148.4 7. 已知

的 。

-285.84

8. 某均相化学反应 升高到 下进行，则 =、<

则此过程的

。

在恒压，绝热非体积功为零的条件下进行，系统的温度由

；如果此反应是在恒温，恒压，不作非体积功的条件

, 则

的

9. 25 ℃ 的液体苯在弹式量热计中完全燃烧 , 放热

的

则反应

。

-6528 、－6535

10．系统的宏观性质可以分为（ ），凡与系统物质的量成正比的物理量皆称为（ ）。 广度量和强度量；广度量

11．在300K的常压下，2mol的某固体物质完全升华过程的体积功W=( ).。-4.99kJ

W??p?V??pVg?-nRT???2?8.314?300?J?-4.99kJ

12．某化学反应：A(l)+0.5B(g)--?C(g) 在500K恒容条件下进行，反应进度为1mol时放热10KJ,若反应在同样温度恒压条件下进行，反应进度为1mol时放热（ ）。 7.92kJ

Qp??H?QV???B?g?RT?-10?103?0.5?8.314?500J?-7.92 kJ

B???113. 已知水在100 oC的摩尔蒸发焓 ?vapHm?40.668kJ?moll，1mol水蒸气在100C、

o101、325kPa条件下凝结为液体水，此过程的Q=（ ）；W= ( ); ?U= ( ); ?H= ( )。

-40.668kJ；3.10kJ；-37.57kJ；-40.668kJ

W??p?V?pVg?nRT??1?8.314?373.15?J?3.10kJ；

?U??H??pV??37.57kJ；?H?Qp?-40.668kJ

14. 一定量单原子理想气体经历某过程的??pV??20kJ，则此过程的?U?（ ）；

?H?（ ）。

30kJ； 50kJ

?U?nCV,m?T?n?1.5R??T?1.5???pV??30kJ； ?H?nCp,m?T?n?2.5R??T?2.5???pV??50kJ

15. 一定量理想气体，恒压下体积功随温度的变化率 ???W?。-nR ? =（ ）

??T?PpdVnRdT??W?????nR ?????TdTdT??p16. 在一个体积恒定为2m3， W=0的绝热反应器中，发生某化学反应使系统温度升高

，12000C，压力增加300kPa,此过程的 ?U=（ ）； ?H=（ ）。 0；600kJ

?H??U???pV??V?p?600kJ

二、选择题

1． 热力学第一定律中的 W 是指______ C

A. 体积功 B. 非体积功 C. 各种形式功之和 D. 机械功

2． 热力学第一定律ΔU=Q+W 只适用于

(A) 单纯状态变化 (B) 相变化

(C) 化学变化 (D) 封闭物系的任何变化 答案：D

3．关于热和功, 下面的说法中, 不正确的是

(A) 功和热只出现于系统状态变化的过程中, 只存在于系统和环境间的界面上 (B) 只有在封闭系统发生的过程中, 功和热才有明确的意义

(C) 功和热不是能量, 而是能量传递的两种形式, 可称之为被交换的能量

(D) 在封闭系统中发生的过程中, 如果内能不变, 则功和热对系统的影响必互相抵消 答案：B

4．关于焓的性质, 下列说法中正确的是

(A) 焓是系统内含的热能, 所以常称它为热焓 (B) 焓是能量, 它遵守热力学第一定律 (C) 系统的焓值等于内能加体积功 (D) 焓的增量只与系统的始末态有关 答案：D。因焓是状态函数。 5． 涉及焓的下列说法中正确的是

(A) 单质的焓值均等于零 (B) 在等温过程中焓变为零 (C) 在绝热可逆过程中焓变为零

(D) 化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化

答案：D。因为焓变?H??U???pV?，可以看出若??pV??0,则?H??U。 6．与物质的生成热有关的下列表述中不正确的是

(A) 标准状态下单质的生成热都规定为零 (B) 化合物的生成热一定不为零

(C) 很多物质的生成热都不能用实验直接测量

(D) 通常所使用的物质的标准生成热数据实际上都是相对值 答案：A。按规定，标准态下最稳定单质的生成热为零。 7．下列过程中, 系统内能变化不为零的是

(A) 不可逆循环过程 (B) 可逆循环过程

(C) 两种理想气体的混合过程 (D) 纯液体的真空蒸发过程

答案：D。因液体分子与气体分子之间的相互作用力是不同的故内能不同。另外，向真空蒸发是不做功的，W?0，故由热力学第一定律?U?Q?W得?U?Q，蒸发过程需

吸热Q?0故?U?0。

8．理想气体自由膨胀与范德华气体绝热自由膨胀的区别在于范德华气体经绝热自由膨胀后

(A) ?H?0 (B)W?0 (C) ?U?0 (D)Q?0

答案：A。上述两过程因绝热和不做功故 W与Q均为零。于是ΔU亦均为零。理想气体自由膨胀的焓未变，但范德华气体绝热自由膨胀的焓却不等于零。因为真实气体的焓不仅是温度的函数也是压力或体积的函数。

9. 如图，在绝热盛水容器中，浸入电阻丝，通电一段时间，通电后水及电阻丝的温度均略有升高，今以电阻丝为体系有：

(A) W?0,Q?0,?U?0 (B). W?0,Q?0,?U?0 (C) W?0,Q?0,?U?0 (D). W?0,Q?0,?U?0

答案：B。电阻丝得到电功，故W＞0；电功全部转化为热并部分传给水，故Q＜0；电阻丝仍有部分热没有传给水，故?U＞0。

10. 如图，用隔板将刚性绝热壁容器分成两半，两边充入压力不等的空气(视为理想气体)，已知p右> p左，将隔板抽去后:

（A）W?0,Q?0,?U?0 （B）W?0,Q?0,?U?0 （C）W?0,Q?0,?U?0 （D）W?Q?0,?U?0 答案：A。因系统为恒容绝热，Q＝W＝0，故?U＝0。 11. 在实际气体的节流膨胀过程中，哪一组描述是正确的:

（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?0 答案：C。节流膨胀过程恒焓绝热且压力降低。 12. ?H?Qp此式适用于哪一个过程:

（A）理想气体从101325Pa反抗恒定的10132.5Pa膨胀到10132.5Pa （B）在0℃、101325Pa下，冰融化成水 （C）电解CuSO4的水溶液

（D）气体从(298K，101325Pa)可逆变化到(373K，10132.5Pa ) 答案：B。?H?Qp成立的条件是恒压、W'?0。

13. 某化学反应在恒压、绝热和只作体积功的条件下进行，体系温度由T1升高T2，则此过程的焓变?H:

（A）小于零 （B）大于零 （C）等于零 （D）不能确定

答案：C。因恒压、不做其它功，?H?Qp，又因绝热故?H?0。

14. 体系的状态改变了，其内能值：

（A）必定改变 (B) 必定不变 (C) 不一定改变 (D) 状态与内能无关 答案：C。例如，理想气体恒温下体积发生变化其内能不变。

15. 一定量的理想气体，从同一初态分别经历等温可逆膨胀、绝热可逆膨胀到具有相同压力的终态，终态体积分别为V1、V2。

（A）V1?V2 （B）V1?V2 （C）V1?V2 （D） 无法确定

答案：C（因绝热过程无法从环境吸热，则同样温度下压力较低，体积较小。） 16. 始态(p1,V1,T1)完全相同的一个理想气体体系和另一个范德华气体体系，分别进行绝热恒外压(p0)膨胀。当膨胀相同体积之后，

(A)范德华气体的内能减少量比理想气体的多

(B)范德华气体的终态温度比理想气体的低 (C)范德华气体所做的功比理想气体的少

(D)范德华气体的焓变与理想气体的焓变相等 上述哪一种说法正确。

答案：B。因终态体积相同且恒外压，故所作的功相同。又因绝热Q?0，故内能与焓的变化亦相同。而范德华气体经膨胀后温度要降低。 17.下述哪一种说法正确：

（A）理想气体的焦耳－汤姆逊系数?不一定为零 （B）非理想气体的焦耳－汤姆逊系数?一定不为零

（C）理想气体不能用作电冰箱的工作介质

（D）使非理想气体的焦耳－汤姆逊系数?为零的p,T值只有一组

答案：C。因理想气体的焦耳－汤姆逊系数等于零，膨胀后不能致冷，故不能用作冰箱的工作介质。

18.理想气体从同一始态（p1,V1,T1）出发分别经绝热可逆压缩；绝热不可逆压缩达到同一始态温度T2 ,则过程的功( ) A.W1?W2 B. W1?W2

C. W1?W2 D. W1与W2无确定关系 答案：C

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