1、第一章 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.在 101.325kPa、100下有 lmol 的水和水蒸气共存的系统，该系统的状态完全确定。3. 一定量的理想气体，当热力学能与温度确定之后，则所有的状态函数也完全确定。4. 系统温度升高则一定从环境吸热，系统温度不变就不与环境换热。5. 从同一始态经不同的过程到达同一终态，则 Q 和 W 的值一般不同， Q + W的值一般也不相同。6. 因 QP = H， QV = U，所以 QP 与 QV 都是状态函数。7体积是广度性质
2、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。8封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。9在 101.325kPa 下，1mol l00的水恒温蒸发为 100的水蒸气。若水蒸气可视为理想气体，那么由于过程等温，所以该过程 U = 0。10.一个系统经历了一个无限小的过程，则此过程是可逆过程。11 1mol 水在 l01.325kPa 下由 25升温至 120，其 H = CP,mdT。12因焓是温度、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，d p = 0，故
3、可得 H = 0。13因 Qp = H， QV = U，所以 Qp - QV = H - U = ( pV) = -W。14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。15若一个过程中每一步都无限接近平衡态，则此过程一定是可逆过程。16 (U/V)T = 0 的气体一定是理想气体。17一定量的理想气体由 0、200kPa 的始态反抗恒定外压( p 环 = 100kPa)绝热膨胀达平衡，则末态温度不变。18当系统向环境传热( Q 0 ； (B) W = 0 ； (C) W 0， W 0， U 0 ； (B) Q = 0， W = 0， U 0， U 0，则该反应一定
4、是：(A) 吸热反应 ； (B) 放热反应 ； (C) 温度升高 ； (D) 无法确定。10一定量的单原子理想气体，从 A 态变化到 B 态，变化过程不知道，但若 A 态与 B 态两点的压强、体积和温度都已确定，那就可以求出： (A) 气体膨胀所做的功 ； (B) 气体内能的变化 ；(C) 气体分子的质量 ； (D) 热容的大小 11某高压容器中盛有的气体可能是 O2、Ar、CO 2、NH 3中一种，在 298K 时由5dm3 绝热可逆膨胀到 6dm3，温度降低 21K，则容器中的气体是：(A) O2 ； (B) CO 2 ； (C) NH 3 ； (D) Ar 。12下述说法中，哪一种正确：
5、(A) 热容 C 不是状态函数 ； (B) 热容 C 与途径无关 ；(C) 恒压热容 Cp不是状态函数 ； (D) 恒容热容 CV不是状态函数 。13热力学第一定律仅适用于什么途径： (A) 同一过程的任何途径 ； (B) 同一过程的可逆途径 ；(C) 同一过程的不可逆途径 ； (D) 不同过程的任何途径 。14如图所示， QABC = a (J)、 WABC = b (J)、QCA = c (J) ，那么 WAC 等于多少：(A) a - b + c ； (B) -( a + b + c) ；(C) a + b - c ； (D) a + b + c 。15如图所示，理想气体由状态 1 变化
6、到状态 2，则该过程的：(A) T2 T1 ， W 0 ；(C) T2 0， Q T1 ， W 0， Q 0 。16非理想气体的节流膨胀过程中，下列哪一种描述是正确的： (A) Q = 0， H = 0， p 0， H = 0， p 0， U = 0， H 0 ；(C) T 0， U 0， H 0 ； (D) T 0， U = 0， H = 0 。19已知反应 B A，B C 的等压反应热分别为 H1与 H2，那么AC 的 H3与它们的关系是：(A) H3 = H1 + H2 ； (B) H3 = H1 - H2 ；(C) H3 = H2 - H1 ； (D) H3 = 2H1 - H2 。2
7、0下列各式中，不能称为基尔霍夫定律公式的是：(A) rHm(T2)= rHm(T1)+rCp； (B) rU m(T2)= rUm(T1)+r Cv ；(C) (H/T)p = Cp ； (D) (rHm/T)p = rCp 。21计算“反应热效应”时，为了简化运算，常假定反应热效应与温度无关，其实质是： (A) 状态函数之值与历史无关 ； (B) 物质的热容与状态无关 ；(C) 物质的热容与温度无关 ； (D) 反应前后体系的热容不变 。22如图某循环过程：AB 是绝热不可逆过程；BC 是绝热可逆过程；CA是恒温可逆过程，问在 CA 过程中体系与环境交换的热 QC-A：(A) QC-A 0
8、； (B) QC-A 0 ；(C) QC-A = 0 ； (D) 不能确定 。三、填空题1反应 C(石墨) + O 2(g) CO 2 (g) 的热效应为rH m，问此值为：。2范德华气体绝热向真空膨胀后，气体的温度将 。3一种实际气体，其状态为 pVm = RT + p ( 0)，该气体经节流膨胀后温度 。41 mol H2(为理想气体)由始态 298K、 p 被绝热可逆地压缩 5dm3，那么终态温度 T2 与内能变化 U 分别是 。5 n mol 理想气体由同一始态出发，分别经 (1)等温可逆；(2)绝热可逆两个过程压缩到达相同压力的终态，以 H1和 H2分别表示(1)和(2)过程终态的焓
9、值，则 H1与 H2的关系为 。6如图，AB 和 AC 均为理想气体变化过程，若B、C 在同一条绝热线上，那么 UAB与 UAC的关系是 。7理想气体从同一始态（ p1,V1,T1）出发，分别经恒温可逆压缩( T)、绝热可逆压缩( i)到终态体积为 V2时，环境对体系所做功的绝对值比较为：。8 如图，将 CuSO4水溶液置于绝热箱中，插入两个铜电极，以蓄电池为电源进行电解，可以看作封闭体系的是。四、计算与证明1、1 mol 水蒸气（H 2O，g）在 100，101.325kPa 下全部凝结成液态水。求过程的功。 2、系统由相同的始态经过不同途径达到相同的末态。若途径 a 的Qa=2.078kJ
10、，W a=4.157kJ；而途径 b 的 Qb=0.692kJ。求 Wb。3、始态为 25，200kPa 的 5mol 某理想气体，经 a，b 两不同途径到达相同的末态。途径 a 先经绝热膨胀到 28.57，100kPa，步骤的功 Wa=5.57kJ ；再恒容加热到压力 200kPa 的末态，步骤的热 Qa=25.42kJ。途径 b 为恒压加热过程。求途径 b 的 Wb 及 Qb。4、某理想气体 RCmV23,。今有该气体 5mol 在恒容下温度升高 50。求过程的 W，Q， U 和H。5、某理想气体 mv25,。今有该气体 5mol 在恒压下温度降低 50。求过程的 W，Q， U 和H。6、
11、2mol 某理想气体的 Cp = 7R/2。由始态 100kPa，50dm 3，先恒容加热使压力升至 200kPa，再恒压冷却使体积缩小至 25dm3。求整个过程的 W，Q，U 和H。7、4mol 某理想气体，Cp,m = 5R/2。由始态 100kPa，100dm 3，先恒压加热使体积增大到 150dm3，再恒容加热使体积增大到 150kPa。求过程的 W，Q，U 和H。8、已知 CO2(g)的 Cp,m = 26.75+42.25810-3(T/K)-14.2510-6(T/K)2 J.mol-1.K-1求：（1）300K 至于 800K 间 CO2(g)的 Cp,m；（2）1kg 常压下
12、的 CO2(g)从 300K 恒压加热到 800K 时所需的 Q。9、单原子理想气体 A 与双原子理想气体 B 的混合物共 5 mol，摩尔分数yB=0.4，始态温度 T1=400K，压力 p1=200kPa。今该混合气体绝热反抗恒外压p=100kPa 膨胀到平衡态。求末态温度 T2 及过程的 W，U 和H 。10、在一带活塞的绝热容器中有一绝热隔板，隔板的两侧分别为 2mol，0的单原子理想气体 A 及 5mol，100的双原子理想气体 B，两气体的压力均为100kPa。活塞外的压力维持 100kPa 不变。今将容器内的绝热隔板撤去,使两种气体混合达到平衡态。求末态的温度 T 及过程的 W，
13、U 。11、某双原子理想气体 1mol 从始态 350K，200kPa 经过如下四个不同过程达到各自的平衡态，求各过程的功 W。（1）恒温可逆膨胀到 50kPa；（2）恒温反抗 50kPa 恒外压不可逆膨胀；（3）绝热可逆膨胀到 50kPa；（4）绝热反抗 50kPa 恒外压不可逆膨胀；12、5mol 双原子理想气体从始态 300K，200kPa，先恒温可逆膨胀到压力为 50 kPa，再绝热可逆压缩到末态压力 200kPa。求末态温度 T 及整个过程的Q，W，U 和H。13、已知水（H 2O，1）在 100的饱和蒸气压 ps=101.325kPa，在此温度、压力下水的摩尔蒸发焓 68.40mv
14、apkJmol-1。求在 100，101.325kPa 下使1kg 水蒸气全部凝结成液体水时的 Q，W，U， H 。设水蒸气适用理想气体状态方程式。14、100kPa 下，冰（H 2O，s）的熔点为 0。在此条件下冰的摩尔熔化焓 01.6mfuskJmol-1。已知在100范围内过冷水（H 2O，1）和冰的摩尔定压热容分别为 mpC,（H 2O，1）=76.28Jmol -1K-1 和 mpC,（H 2O，s ）=37.20Jmol-1K-1。求在常压及10下过冷水结冰的摩尔凝固焓。15、已知水（H 2O，1）在 100的摩尔蒸发焓 68.40mvapkJmol-1。水和水蒸气在 25100间
15、的平均摩尔定压热容分别为 mpC,（H 2O，1）=75.75Jmol-1K-1 和 mpC,（H 2O，g）=33.76Jmol -1K-1。求在 25时水的摩尔蒸发焓。16、应用物理化学手册中有关物质的热化学数据，计算 25时反应1212323 OHCgOHC的标准摩尔反应焓，要求：（1）应用 25的标准摩尔生成焓数据； 07.391,OHmfkJmol-1。（2）应用 25的标准摩尔生成焓数据。17、已知 25甲酸甲酯(HCOOCH 3,1)的标准摩尔燃烧焓 mcH为-979.5kJ mol-1，甲酸(HCOOH,1)、甲醇（CH 3OH，l） 、水（H 2O,1）及二氧化碳（CO 2,
16、g）的标准摩尔生成焓 mf分别为424.72kJmol -1，238.66kJ mol-1，285.83kJmol -1 及393.509kJmol -1。应用这些数据求 25时下列反应的标准摩尔反应焓。 11233 OHCOHCH18、已知 CH3COOH(g)，CH 4(g)和 CO2(g)的平均摩尔定压热容 mpC,分别为52.3Jmol-1K-1，37.7Jmol -1K-1 和 31.4Jmol-1K-1。试由物理化学手册中三化合物的标准摩尔生成焓计算 1000K 时下列反应的 mrH。gCOHgCO24319、对于化学反应 24 3应用物理化学手册中 4 种物质在 25时标准摩尔生成焓数据及摩尔定压热容与温度的函数关系：（1）将 mrH(T)表示成温度的函数关系式；（2）求该反应在 1000K 时的 mrH。20. 求证：对理想气体 Cp,m Cv, m = R
