物化,第1章 热力学第一定律---补充练习题
01章_热力学第一定律及其应用-例题和习题课解析

W V pdV p(V2 V1 ) 330.56 103 (40.00 15.00) 10 3 2864 J
1
V2
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2018/12/28
例题
例: 10mol理想气体,压力为1000kPa,温度为300 K , 求下列 各种情况下的W: 1.在空气中( p )体积胀大1dm 3 ; 2.在空气中胀大到气体的压力也为p ; 3.等温可逆膨胀至气体的压力也为p。
3
1000 p1 10 8.314 300 ln 3.W nRT ln 100 p2 57.43kJ
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2018/12/28
七、例题
例:气体He从0C, 5 105 Pa, 10dm3,经一绝热可逆 过程膨胀至10 Pa,试计算T2、Q、W、U和H。
物理化学电子教案—第一章
U Q W
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2018/12/28
例题
例1:在25C时, 2molH 2的体积为15dm3,此气体 ( 1 )在定温下,反抗外压为105 Pa时,膨胀到体 积为50dm3 ; (2)在定温下可逆膨胀到体积为50dm3 , 试计算两种膨胀过程的功。
3
4865J
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2018/12/28
例题
W
(2)
(3)
p(V2 V1 ) 105 (40.00 15.00) 103
2500 J
根据理想气体状态方程
pV nRT nRT 2 8.314 298.2 330.56kPa p 3 V 15.00 10
物化热力学第一定律答案

物化热力学第一定律答案思考题解答1.在298.15K,p时,下列反应分别于烧杯中和在原电池中对外放电来实现,并分别称为途径a和b,过程的热及焓变分别用Q和ΔH表示Ha,QaZn()+CuSO4(aq)则以下结论能成立的是()A.ΔHa=ΔHbB.Qa=QbC.ΔHb=QbD.ΔHa<Qa解答:答案为A。
焓H是状态函数,两个过程的始终态一样,所以状态函数的变化量一样。
2.对于理想气体,Q可写成下式:Q=CVdT+(明δQ 不是全微分,而QTnRTV)dV,其中CV只是T的函数,试证Hb,QbCu()+ZnSO4(aq)是全微分。
解答:状态函数在数学上是单值连续函数,具有全微分性质。
具有全微分性质的函数显示下述特性:设函数Zf(某,y),则ZZdZd某dyMd某Ndy某yy某特性(1):循环积分等于零,即dZ0表示该函数是单值的,Z仅决定于始、终态,而与积分途径无关。
特性(2):具有对易关系,即MNy某y某这是全微分的充要条件,可以用于检验某函数是否是全微分性质,某物理量是否为状态函数。
(1)QCVdT((理想气体:CVnRTV)dVnRT/VnR)0,而0TVTVV上述两式不等,不符合对易关系,因此,Q不具全微分性质,Q不是状态函数。
QTCVnRdTdVTV(2)理想气体:CV/T0,VTnR/V0TV上述两式相等,符合对易关系。
因此,QT具有全微分性质。
3.在101.325kPa和373.15K条件下,1mol水定温蒸发为水蒸气,假设水蒸气为理想气体,因为系统的温度不变,所以U=0,Qp=CpdT=0。
这一结论是否正确,为什么?解答:不正确,这两个公式都不适合包含相变的过程。
4.试证明理想气体绝热过程的功可用下式表示:Wp2V2p1V11其中CpCV解答:绝热过程,Q0WUCV(T2T1)CV(p2V2pV)11nRCV(pV22pV)1CpCV1p2V2p1V15.如下图所示,AB为定温可逆过程,AC为绝热可逆过程。
热力学第一定律习题

热力学第一定律习题少量热力学第一定律的选择题和问答题,适合学习《物理化学》课程的学生一、填空题1、系统的性质分为__________和_____________。
2、在一个绝热箱内装有浓H2SO4和水,开始时中间用隔膜分开,然后弄破隔膜,使浓H2SO4和水混合。
若以浓H2SO4和水为系统,则W_______0,Q______0,U______0。
3、一理想气体反抗外压100kPa作等温膨胀,则W______0 ,______0 。
4、系统在等容条件下从环境中吸收热量全部用来增加系统的__________。
5、在273.15K和101.325kPa大气压力下,将1mol固态冰融化为水,则其W____0,Q_____0,U______0,H______0二、选择题1、下列叙述中不属于状态函数特征的是A 系统变化时,状态函数的改变值只由系统的始、终态决定B 系统状态确定后,状态函数的值也确定C 状态函数均有加和性D 经循环过程,状态函数的值不变2、某一化学反应,在恒压的条件下,放出的热量为250kJ, H 值应该是定3、理想气体向真空膨胀,其体积从V1增大到V2,则体系做功为A W=0B W0C W0D W=nRTln A H=-250kJ B H=250kJC H 250kJD 不能确V2 V14、一封闭体系,当状态从A到B发生变化时,经历两条任意的不同途径,则A Q1=Q2,W1=W2 C U=0B Q1+W1= Q2+W2 D Q1=-W1,Q2=-W25、理想气体的Cp,m与Cv,m之间的关系是的关系三、判断题1、状态函数改变后,状态一定改变;A Cp,mCv,m B Cp,m Cv,m C Cp,m=Cv,m D 两者之间无一定少量热力学第一定律的选择题和问答题,适合学习《物理化学》课程的学生2、一个绝热的刚性容器一定是个孤立系统;3、孤立系统内发生的一切变化过程,其ΔU必定为零;4、一定量的理想气体反抗一大气压作绝热膨胀,则ΔH Qp 0;5、理想气体绝热变化过程中W可逆CV T,W不可逆CV T,所以;W可逆W不可逆四、问答题1、一隔板将一刚性绝热容器分为左右两侧,左室气体的压力大于右室气体的压力。
大学物理化学1-热力学第一定律课后习题及答案

热力学第一定律课后习题一、是非题下列各题中的叙述是否正确正确的在题后括号内画“”,错误的画“”。
1.在定温定压下,CO2由饱和液体转变为饱和蒸气,因温度不变,CO2的热力学能和焓也不变。
( )2. d U = nC V,m d T这个公式对一定量的理想气体的任何pVT过程均适用。
( )3. 一个系统从始态到终态,只有进行可逆过程才有熵变。
( )4. 25℃时H2(g)的标准摩尔燃烧焓等于25℃时H2O(g)的标准摩尔生成焓。
( )5. 稳定态单质的f H(800 K) = 0。
( )二、选择题选择正确答案的编号,填在各题后的括号内:1. 理想气体定温自由膨胀过程为:()。
(A)Q > 0;(B)U < 0;(C)W < 0;(D)H = 0。
2. 对封闭系统来说,当过程的始态和终态确定后,下列各项中没有确定的值的是:( )。
( A ) Q;( B ) Q+W;(C ) W( Q = 0 );( D ) Q( W = 0 )。
3. pV = 常数( = C p,m/C V,m)适用的条件是:( )(A)绝热过程;( B)理想气体绝热过程;( C )理想气体绝热可逆过程;(D)绝热可逆过程。
4. 在隔离系统内:( )。
( A ) 热力学能守恒,焓守恒;( B ) 热力学能不一定守恒,焓守恒;(C ) 热力学能守恒,焓不一定守恒;( D) 热力学能、焓均不一定守恒。
5. 从同一始态出发,理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程:( )。
( A )可以到达同一终态;( B )不可能到达同一终态;( C )可以到达同一终态,但给环境留下不同影响。
6. 当理想气体反抗一定的压力作绝热膨胀时,则:( )。
( A )焓总是不变;(B )热力学能总是增加;( C )焓总是增加;(D )热力学能总是减少。
7. 已知反应H2(g) +12O2(g) ==== H2O(g)的标准摩尔反应焓为r H(T),下列说法中不正确的是:()。
大学物理化学1-热力学第一定律课后习题及答案

热力学第一定律课后习题一、是非题下列各题中的叙述是否正确?正确的在题后括号内画“√”,错误的画“⨯”。
1.在定温定压下,CO2由饱和液体转变为饱和蒸气,因温度不变,CO2的热力学能和焓也不变。
( )2. d U = nC V,m d T这个公式对一定量的理想气体的任何pVT过程均适用。
( )3. 一个系统从始态到终态,只有进行可逆过程才有熵变。
( )4. 25℃时H2(g)的标准摩尔燃烧焓等于25℃时H2O(g)的标准摩尔生成焓。
( )5. 稳定态单质的∆f H(800 K) = 0。
( )二、选择题选择正确答案的编号,填在各题后的括号内:1. 理想气体定温自由膨胀过程为:()。
(A)Q > 0;(B)∆U < 0;(C)W <0;(D)∆H = 0。
2. 对封闭系统来说,当过程的始态和终态确定后,下列各项中没有确定的值的是:( )。
( A ) Q;( B ) Q+W;(C ) W( Q = 0 );( D ) Q( W = 0 )。
3. pVγ = 常数(γ = C p,m/C V,m)适用的条件是:( )(A)绝热过程;( B)理想气体绝热过程;( C )理想气体绝热可逆过程;(D)绝热可逆过程。
4. 在隔离系统内:( )。
( A ) 热力学能守恒,焓守恒;( B ) 热力学能不一定守恒,焓守恒;(C ) 热力学能守恒,焓不一定守恒;( D) 热力学能、焓均不一定守恒。
5. 从同一始态出发,理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程:( )。
( A )可以到达同一终态;( B )不可能到达同一终态;( C )可以到达同一终态,但给环境留下不同影响。
6. 当理想气体反抗一定的压力作绝热膨胀时,则:( )。
( A )焓总是不变;(B )热力学能总是增加;( C )焓总是增加;(D )热力学能总是减少。
7. 已知反应H2(g) +12O2(g) ==== H2O(g)的标准摩尔反应焓为∆r H(T),下列说法中不正确的是:()。
大学物理化学1-热力学第一定律课后习题及答案

热力学第一定律课后习题一、是非题下列各题中的叙述是否正确?正确的在题后括号内画“√”,错误的画“⨯”。
1.在定温定压下,CO2由饱和液体转变为饱和蒸气,因温度不变,CO2的热力学能和焓也不变。
( )2. d U = nC V,m d T这个公式对一定量的理想气体的任何pVT过程均适用。
( )3. 一个系统从始态到终态,只有进行可逆过程才有熵变。
( )4. 25℃时H2(g)的标准摩尔燃烧焓等于25℃时H2O(g)的标准摩尔生成焓。
( )5. 稳定态单质的∆f H(800 K) = 0。
( )二、选择题选择正确答案的编号,填在各题后的括号内:1. 理想气体定温自由膨胀过程为:()。
(A)Q > 0;(B)∆U < 0;(C)W <0;(D)∆H = 0。
2. 对封闭系统来说,当过程的始态和终态确定后,下列各项中没有确定的值的是:( )。
( A ) Q;( B ) Q+W;(C ) W( Q = 0 );( D ) Q( W = 0 )。
3. pVγ = 常数(γ = C p,m/C V,m)适用的条件是:( )(A)绝热过程;( B)理想气体绝热过程;( C )理想气体绝热可逆过程;(D)绝热可逆过程。
4. 在隔离系统内:( )。
( A ) 热力学能守恒,焓守恒;( B ) 热力学能不一定守恒,焓守恒;(C ) 热力学能守恒,焓不一定守恒;( D) 热力学能、焓均不一定守恒。
5. 从同一始态出发,理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程:( )。
( A )可以到达同一终态;( B )不可能到达同一终态;( C )可以到达同一终态,但给环境留下不同影响。
6. 当理想气体反抗一定的压力作绝热膨胀时,则:( )。
( A )焓总是不变;(B )热力学能总是增加;( C )焓总是增加;(D )热力学能总是减少。
7. 已知反应H2(g) +12O2(g) ==== H2O(g)的标准摩尔反应焓为∆r H(T),下列说法中不正确的是:()。
南京大学《物理化学》练习第一章热力学第一定律及其应用

南京⼤学《物理化学》练习第⼀章热⼒学第⼀定律及其应⽤第⼀章热⼒学第⼀定律及其应⽤返回上⼀页1. 如果⼀个体重为70kg的⼈能将40g巧克⼒的燃烧热(628 kJ) 完全转变为垂直位移所要作的功,那么这点热量可⽀持他爬多少⾼度?2. 在291K和下,1 mol Zn(s)溶于⾜量稀盐酸中,置换出1 mol H2并放热152 。
Zn和盐酸为体系,求该反应所作的功及体系内能的变化。
kJ若以3.理想⽓体等温可逆膨胀,体积从V1胀⼤到10V1,对外作了41.85 kJ的功,体系的起始压⼒为202.65 kPa。
(1)求V1。
(2)若⽓体的量为2 mol ,试求体系的温度。
4.在及423K时,将1 mol NH3等温压缩到体积等于10 dm3, 求最少需作多少功?(1)假定是理想⽓体。
(2)假定服从于范德华⽅程式。
已知范⽒常数a=0.417 Pa·m6·mol-2, b=3.71×m3/mol.5.已知在373K和时,1 kg H2O(l)的体积为1.043 dm3,1 kg⽔⽓的体积为。
1 mol H2O(l),在373 K和外压为时1677 dm3,⽔的=40.63 kJ/mol 当完全蒸发成⽔蒸⽓时,求(1)蒸发过程中体系对环境所作的功。
(2)假定液态⽔的体积忽略⽽不计,试求蒸发过程中的功,并计算所得结果的百分误差。
(3)假定把蒸汽看作理想⽓体,且略去液态⽔的体积,求体系所作的功。
(4)求(1)中变化的和。
(5)解释何故蒸发热⼤于体系所作的功?6.在273.16K 和时,1 mol的冰熔化为⽔,计算过程中的功。
已知在该情况下冰和⽔的密度分别为917 kg·m-3和1000 kg·m-3。
7.10mol的⽓体(设为理想⽓体),压⼒为1013.25 kPa,温度为300 K,分别求出等温时下列过程的功:(1)在空⽓中(压⼒为)体积胀⼤1 dm3。
(2)在空⽓中膨胀到⽓体压⼒也是。
物理化学-第一章热力学第一定律及其应用练习题-140

物理化学-第⼀章热⼒学第⼀定律及其应⽤练习题-140第⼀章热⼒学第⼀定律及其应⽤练习题⼀、热⼒学第⼀定律基础1、任⼀循环过程,若系统经历的变化有⼏步,则(C)Q+W=0 (D) Q=W>0请选择答案:A B C D2、⼀理想⽓体系统,压⼒由5p?⼀步等温膨胀⾄p?,做功W1,交换热Q1,再由p?⼀步压缩⾄5 p?,做功W2,交换热Q2,则不正确的是:A.Q1+Q2=-W1-W2B.|W1|>|W2|C.|W1|=|W2|D.|Q1|<|Q2|请选择答案:A B C D(提⽰:|? V|相同,反抗的外压不同。
?U1=0,?U2=0)3、?U=Q+W适⽤于:A.各种系统的热⼒学过程。
B.开放系统和封闭系统的热⼒学过程。
C.封闭系统和孤⽴系统的热⼒学过程。
D.孤⽴系统和开放系统的热⼒学过程。
4、第⼀个确定功和热相互转换的定量关系的科学家是:A ⽡特B 卡诺C 焦⽿D 迈尔5、在⼀绝热恒容容器中盛有⽔,⽔中放有电阻丝,由容器外的蓄电池给电阻丝供电,若以⽔为系统,则下⾯的关系中正确的是:(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=06、⽤电阻丝加热烧杯中的⽔,若以⽔中的电阻丝为系统,则下⾯的关系中正确的是:(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>07、⼀电冰箱的压缩机⼯作时,若冰箱为系统,则下⾯的关系中正确的是:(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>08、电解稀H2SO4⽔溶液时,若以此溶液及电解产物为系统则下⾯的关系中正确的是:(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>09、2 mol理想⽓体,在温度T时,由压⼒2p?⼀次膨胀到p?,系统所做的功为:A.W=-4RTB.W=-2RTC.W=-1/2(RT)D.W=-RT(提⽰:W=- p?(V2-V1)=- p?V1=- p?*nRT/(2p?) = -0.5nRT = -RT10、4 mol理想⽓体N2(g),由温度T绝热压缩⾄温度1.5T,则环境所做的功为:A.W=4RTB.W=3RTC.W=5RTD.W=10RT请选择答案:11、在温度T和压⼒p?下反应 CH3CH2OH(g)=C2H4(g)+H2O(g)的反应进度为2mol,若⽓体作理想⽓体处理,则功A. W=2RTB. W=-2RTC. W=RTD. W=-RT请选择答案:12、54g H2O(g)在温度T和压⼒p?下凝结成H2O(l)时,则过程中的功为:A. W=3RTB. W=-3RTC. W=2RTD. W=-2RT请选择答案:13、2mol理想⽓体在温度T,由体积V可逆变⾄2V,则过程中的功为:A.W=nRTln2B.W=-nRTln2C.W=RTD.W=-RT(提⽰:W=-nRTln(V2/V1)=-nRTln2)14、⼀理想⽓体系统,由体积V1变为V2(V1>V2),温度不变,分别经历⼀步,两步,三步和⽆限多步四条途径,相应的功为W1,W2,W3和W n,则下⾯的关系中正确的是:A.W1B. W1=W2=W3=W n,C.W1>W2>W3>W n C. W115、2mol理想⽓体Ar由温度T经⽆限慢且⽆耗散效应的绝热过程达到体积1.5V,温度1.5T,该过程中的功约为:A. W=-3RTB. W=-2RTC. W=-RTD. W=-6RT请选择答案:16、n mol理想⽓体,经绝热过程由温度T1、体积V1和压⼒P1变⾄体积0.8V1,压⼒2.5P1,该⽓体的C p,m与C v,m之⽐为1.4,该过程中的功约为:A. W= nR(T1-T2)B. W= nR(T2-T1)C. W=5nR1 D. W=2.5nRT1请选择答案:17、44g⼲冰在压⼒p?和温度T下,全部变为⽓体,该过程中的功约为:A.W=-RTB.W=-2RTC.W=RTD.W=3RT(提⽰:W=- p?(V2-V1)≈ - p?V2=-RT)18、Carnot循环由等温可逆膨胀、绝热可逆膨胀、等温可逆压缩和绝热可逆压缩4个连续的步骤构成,各步的功⽤W1,W2,W3和W4表⽰,则下⾯的关系中正确的是:(A)W1< W2< W3< W4 (B) W1< W2< W4< W3(C)W1> W2> W3> W4 (D)W1> W2> W4 > W319 n mol理想⽓体,由体积V1和压⼒P1⾃由膨胀致体积2V1,压⼒0.5P1,该过程中的功约为:A. W=-0.5nRTB.W=-nRTC. W=0D.W=-2nRT请选择答案:20、⼀理想⽓体,初态压⼒100kpa,体积10dm3,绝热指数为1.4,经绝热可逆膨胀⾄5dm3,终态压⼒为:(A)2.639P1(B)2P1(C)1.319P1(D)0.758P121、⼀理想⽓体,若由同⼀始态A(P1,V1)分别经可逆等温膨胀和绝热可逆膨胀⾄终态B(P2,V2)与C(P2',V2),前⼀过程的功W1,后⼀过程的功W2,再由B态和C态经可逆等温压缩和绝热可逆压缩⾄原态A, 前⼀过程的功W3,后⼀过程的功W4,则: (A)W1> W2> W3> W4 (B) W3< W4< W2< W1(C)W1> W3> W2> W4 (D)W3> W4> W2 > W122、1mol理想⽓体,由温度T和压⼒P1可逆等温膨胀⾄0.25P1,过程中的功为:(A)W=-3RT (B)W=-RTln4(C)W=-RT (D)W=RTln423、n mol理想⽓体,经绝热过程由P1,V1,T1变为P2,V2,T2,若P2=4P1,V2=0.5V1,则A.T1/T2=2B.T1/T2=0.25C.T1/T2=0.5D.T1/T2=4(提⽰:P1V1/T1=P2V2/T2,T1/T2=P1V1/P2V2=P1V1/4*0.5P1V1=0.5) 24、在温度T和压⼒P?下,反应 NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) 的进度为1mol时,过程中的功为:(A)W=- RT (B)W=2RT(C)W= RT (D)W=-2RT25、在373.15K和压⼒p?下,36g H2O(g)变为H2O(l),若已知H2O(l)的⽓化热为40.66kJ/mol,则下⾯的关系中正确的是: (A) H= (81320+2RT)J (B)Q=(81320+2RT)J(C)?U=(-81320+2RT)J (D)?U=(-81320-2RT)J26、若反应H2(g)+(1/2)O2(g)=H2O(g)在孤⽴系统中进⾏,则下⾯的关系中不正确的是:(A)? U=0 (B)W=0(C)? H=0 (D)Q=0(提⽰:?H=?U+?(PV)=?U+V?P,?P≠0)27、2mol理想⽓体N2定容升温,T2=1.25T1,则下⾯关系中正确的是:(A)?U=(3/4)×T1R (B)?H=(5/4)×T1R (C)Q=(7/4)×T1R (D)H=(7/4)×T1R28、4mol理想⽓体K r,等压降温,T2=(4/5)×T1,则下⾯关系中正确的是:(A)? U=-(6/5)×T1R (B)=-2T1R(C)?H=-(14/5)×T1R (D)Q=-(5/6)×T1R29、若某化学反应A(s)+M2N(aq)=AN(aq)+M2(g)在等温等压下于电池中进⾏,做电功150kJ,体积功2.5kJ,放热120kJ,则下⾯关系中正确的是:(A)?r H m=-120kJ (B)W=152.5kJ(C)?U=-272.5kJ (D)Q=?r H m=-120kJ(提⽰:?U=Q+W=-120-152.5=-272.5)30、2mol双原⼦分⼦理想⽓体,在温度T下反抗压⼒p?由体积V1膨胀⾄2V1,下⾯的关系中正确的是:(A)?H m>0 (B)?U>0(C)?U=W (D)Q=RT31、2mol理想⽓体H2(g),经绝热压缩后,体积和压⼒由P1V1变为2P1V1,下⾯的关系中正确的是:(A)?H=5RT1(B)?U=2.5RT1(C)?U=5RT1 (D)?H=7RT132、当⽓体由节流膨胀⽽降温时,下⾯的说法中不正确的是:(A)等焓过程(B)绝热不可逆过程(C)多孔塞两边压⼒恒定不变(D)温度随压⼒的变化率⼩于零33、对节流膨胀,下⾯的说法中正确的是:A.节流系数⼤于零,发⽣加热效应。
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第二章 热力学第一定律 (一) 填空题 1. 在一绝热容器中盛有水,将一电阻丝浸入其中,接上电源一段时间(见下左图)当选择不同系统时,讨论Q和W的值大于零、小于零还是等于零。
系统 电源 电阻丝 水 电源+电阻丝 水+ 电阻丝 水+电阻丝+电源 Q W U
参考答案
2. 298K时,反应CH3CHO(g) = CH4(g) + CO(g)的反应热 rHm0 = mol-1,若反应恒压的热容rCp,m= Jmol-1K-1,则在温度为 时,反应热将为零。(设:rCp,m与温度无关)。 3. 对理想气体的纯PVT变化,公式dU=nCV,mdT适用于 过程;而真实气体的纯PVT变化,公式dU=nCV,mdT适用于 过程。 4. 物理量Q、W、U、H、V、T、p属于状态函数的有 ;属于途径函数的有 。状态函数中属于强度性质的 ;属于容量性质的有 。 5. 已知反应 C(S)+O2CO2 rHm 0<0 若该反应在恒容、绝热条件下进行,则ΔU 于零、ΔT 于零、ΔH 于零;若该反应在恒容、恒温条件下进行,则ΔU 于零、ΔT 于零、ΔH 于零。(O2、CO2可按理想气体处理) 6. 理想气体绝热向真空膨胀过程,下列变量ΔT、ΔV、ΔP、W、Q、ΔU、ΔH中等于零的 有: 。 7. 1mol理想气体从相同的始态(p1、T1、V1),分别经过绝热可逆膨胀至终态(p2、T2、V2)和经绝
热不可逆膨胀至终态('2'22VTp、、)则’‘,2222VVTT(填大于、小于或等于)。 8. 某化学在恒压、绝热只做膨胀功的条件下进行,系统温度由T1升高至T2,则此过程ΔH
零,如果这一反应在恒温(T1)恒压和只做膨胀功的条件下进行,则其ΔH 于零。
9.范德华气体在压力不太大时,有bRTaVTVTmpm2)(且定压摩尔热容为CP,m、则此气体的焦——汤系数μJ-T = ,此气体节流膨胀后ΔH 0。 10. 1mol单原子理想气体(CV,m=)经一不可逆变化,ΔH =,则温度变化为ΔT = ,内能变化为ΔU = 。 11. 已知298K时H20(l)、H20(g)和C02(g)的标准摩尔生成焓分别为、 –和mol-1,那么C(石墨)、H2 (g)、02(g)、H20(l)、H20(g)和C02(g)的标准摩尔燃烧焓分别为 。
系统 电源 电阻丝 水 电源+电阻丝 水+ 电阻丝 水+电阻丝+电源 Q = < > < = = W < > = = > = U < > > < > = 12.某理想气体反应 2A+B=A2B,对nA:nB=2:1的混合气体在某温度下有4molA气体、 molB气体反应,生成 mol A2B气体,对应的反应进度为 。 13.1mol理想气体经恒压加热温度升高1℃,则该过程的功为W= 。 14. 1mol理想气体经恒温膨胀、恒容加热和恒压冷却三步完成一个循环回到始态,此过程气体吸热。则ΔU = ,ΔH = ,W = 。
参考答案: 1.
2. 1298K 3. 任意 恒容 4. U、H、V、T、P , Q、W , T、p , U、H、V 5. 等, 大 ,大, 小 , 等 , 小 6. ΔT、W、Q、ΔU、ΔH 7. < < 8. = <
9.)2(1,bRTaCmpTJ = 10.40.0K 11. KJmol-1、 KJmol-1、 0、0、 KJmol-1、0 12.2 2 2 13. 14.0 0
(二) 选择题 1、 某化学反应在恒容、绝热、无其它功的条件下进行,体系的温度由T1升至T2,此过程系统内能的变化ΔU( );若这一反应在恒温T1、恒容、无其它功的条件下进行,系统内能的变化ΔU( )。 A.大于零 B.等于零 C.小于零 D.不能确定 2、 封闭系统经任意循环过程,则: A.Q=0 B.W=0 C.Q+W=0 D.以上均不对 3、 水在可逆相变过程中: A.ΔU=0 ΔH=0 B.Δp=0 ΔT=0 C.ΔU=0 ΔT=0 D.以上均不对
系统 电源 电阻丝 水 电源+电阻丝 水+ 电阻丝 水+电阻丝+电源 Q = < > < = = W < > = = > = U < > > < > = 4、 气体经节流膨胀过程: A.Q>0 ΔH=0 Δp<0 B.Q=0 ΔH=0 Δp<0 C.Q=0 ΔH>0 Δp<0 D.Q=0 ΔH=0 Δp>0 5、 若要通过节流膨胀达到制冷的目的,则焦耳—汤姆生系数为:
A.0HTJpT B.0HTJpT
C.0HTJpT D.与μJ-T取值无关 6、 由于H=U+Pv,系统发生变化时ΔH=ΔU+Δ(pV),式中Δ(pV)的意思是: A.Δ(pV)=ΔpΔV B.Δ(pV)=p2V2- p1V1 C.Δ(pV)= pΔV-VΔp D.Δ(pV)= pΔV+VΔp 7.对理想气体下列公式中不正确的是:
A.0TVU B.0TpU
C.0TVH D.以上都不对 8. 公式ΔH=QP的条件是 A.不做非体积功的恒压过程 B.恒外压过程 C.外压等于体系压力的可逆过程 D.恒温恒压的化学变化过程 9.2C(墨)+O2(g)→2CO(g)的反应热△rHm0等于 A.△cHm0(石墨) B.2 △fHm0(CO) C.2△cHm0(石墨) D.△fHm0 (CO) 10. 对理想气体
A.1TPH B.1HPT
C.0TPU D.0Z 11.某理想气体从同一始态),,(111TVP出发分别经(1)绝热可逆压缩;(2)绝热不可逆压缩达到同一终态温度T2,则过程的功: A.21WW B.21WW
C.21WW D.无确定关系与21WW
12.始态完全相同),,(111TVP的一个理想气体系统和一个范德华气体系统,分别进行绝热恒外压)(0P膨胀,当膨胀了相同体积2V之后,下述哪一种说法正确。 A.范德华总体的内能减少量比理想气体多; B.范德华总体的终态温度比理想气体低; C.范德华总体的所做的功比理想气体少; D.理想气体的内能减少量比范德华气体多。 13.对状态函数的描述,哪一点是不确切的 A.它是状态的单值函数,状态一定它就有唯一确定的值; B.状态函数的改变值只取决于过程的始终态,与过程进行的途径无关; C.状态函数的组合仍然是状态函数; D.热力学中很多状态函数的绝对值不能测定,但其变化值却可以直接或间接测定的。 14.理想气体经历如图所示A→B→C→A的循环过程。A→B为恒温可逆过程,B→C为恒压过程,C→A为绝热可逆过程。对于其中B→C过程的ΔBCU,当用图上阴影面积来表示时对应的图为: A B C D
15.某液态混合物由状态A变化到状态B,经历两条不同的途径,其热、功、内能变化、焓变化分别为Q1、W1、Δu1、ΔH1和Q2、W2、Δu2、ΔH2则:
A 2211WQWQ B 2211WUWU
C 2211QHQH D 2211HUHU
参考答案: 1.B、C 2.C 3.B 4.B 5.B 6.B 7.D 8.A 9.B 10.C 11.C 12.B 13.C 14.C 15.D
三、讨论习题 1. 100℃,的水蒸气100dm3,等温可逆压缩至,并在下继续压缩至10dm3为止,(1)试计算此过程的Q,W,ΔU,ΔH。已知100℃,,水的蒸发热
(2) 若使终态物系恒温100℃,反抗外压,使其恢复到始态,求此过程中的Q,W,ΔU,
A B C 等温可逆压缩 可逆相变 ΔH。 (3) 若使终态物系恒温100℃向真空蒸发,并使其恢复至始态,求Q,W,ΔU,ΔH。 解: (1)
ΔU1 ΔH1 ΔU2 ΔH2 ΔU1=0,ΔH1=0
JJppVpppnRTVVnRTpdVWQVV3511]325.101663.50ln100663.50[lnlnln211121122111==
第一步T,n不变,对理想气体: 1122VpVp 33250]325.101663.50100[dmdmV
第二步是相变过程,冷凝成水的物质的量为: molmolRTVpRTVpnnn306.115.373314.810325.10110066.50332221 ΔH2=104J=104J Q2=ΔH2=104J W2=-p2ΔV=-[(10-50)]J=[40]J=4052J ΔU2=Q2+W2=[-53020+4052]J=-48968J 所以得: ΔU=ΔU1+ΔU2=-48968J ΔH=ΔH1+ΔH2=-53020J Q=Q1+Q2=(-3511-53020)J=-56531J W=(3511+4052)J=7563J (2)解:此过程的始态与终态正好是(1)问中的始态与终态的颠倒,所以: ΔU=(U1-U3)=-(U3-U1)=48968J ΔH=(H1-H3)=-(H3-H1)=53020J W=-p外ΔV= (100-10)J=-4559J Q=ΔU-W=(48968+4559)J=53527 J (3) 解:此过程的始态、终态与(2)问相同 ΔU=48968 J ΔH=53020 J W=-p外ΔV=0 J Q=U=48968 J
2. 64g O2在,25℃时,绝热膨胀至,计算Q,W,ΔU,ΔH,已知:双原子分子Cp,m=,Cv,m=。 (1) 若此过程可逆地进行;
100℃ 100dm3 n1(g) 100℃ V2 n1(g) 100℃ 10dm3 n2(g)