《热力学第一定律》练习题
中北大学物理系热力学第一定律练习题
第十四章 热力学第一定律一、选择题 1、如图所示，一定量理想气体从体积V 1，膨胀到体积V 2分别经历的过程是：A →B 等压过程，A →C 等温过程；A →D 绝热过程，其中吸热量最多的过程 [ ] (A) 是A →B. (B)是A →C. (C)是A →D.(D)既是A →B 也是A →C , 两过程吸热一样多。
2 、一物质系统从外界吸收一定的热量，则(A) 系统的内能一定增加．(B) 系统的内能一定减少．(C) 系统的内能一定保持不变．(D) 系统的内能可能增加，也可能减少或保持不变． ［ ］3、1mol 的单原子分子理想气体从状态A 变为状态B ，如果不知是什么气体，变化过程也不知道，但A 、B 两态的压强、体积和温度都知道，则可求出：(A) 气体所作的功 (B) 气体内能的变化(C) 气体传给外界的热量 (D) 气体的质量 ［ ］4、如图所示，一定量的理想气体，沿着图中直线从状态a ( 压强p 1 = 4 atm ，体积V 1 =2 L )变到状态b ( 压强p 2 =2 atm ，体积V 2 =4L )．则在此过程中：(A) 气体对外作正功，向外界放出热量． (B) 气体对外作正功，从外界吸热．(C) 气体对外作负功，向外界放出热量． (D) 气体对外作正功，内能减少． ［ ］二、填空题1、要使一热力学系统的内能增加，可以通过____ ______或 __ ___两种方式，或者两种方式兼用来完成．热力学系统的状态发生变化时，其内能的改变量只决定于_ ，而与__________无关．2、如图所示，一定量的理想气体经历a →b →c 过程，在此过程中气体从外界吸收热量Q ，系统内能变化∆E ，请在以下空格内填上>0或<0或= 0：Q _____，∆E ________．3、将热量Q 传给一定量的理想气体， （1）若气体的体积不变，则热量用于_____________________．（2）若气体的温度不变，则热量用于_____________________．V 1234 V（3）若气体的压强不变，则热量用于_____________________4、一气缸内贮有10 mol 的单原子分子理想气体，在压缩过程中外界作功209J ，气体升温1 K ，此过程中气体内能增量为 _ ，外界传给气体的热量为_______． (C v,m = 3R/2)5、1 mol 的单原子理想气体（C v,m = 3R/2），从状态I (p 1,V 1)变化至状态II(p 2,V 2)，如图所示，则此过程气体对外作的功为________，吸收的热量为______________．第十五章 热力学第二定律一、选择题1、一定量的某种理想气体起始温度为T ，体积为V ，该气体在下面循环过程中经过三个平衡过程：(1) 绝热膨胀到体积为2V ，(2)等体变化使温度恢复为T ，(3) 等温压缩到原来体积V ，则此整个循环过程中 ［ ］(A) 气体向外界放热 (B) 气体对外界作正功(C) 气体内能增加 (D) 气体内能减少2、如果卡诺热机的循环曲线所包围的面积从图中的abcda 增大为da c b a ''，那么循环abcda 与da c b a ''所作的净功和热机效率变化情况是：(A) 净功增大，效率提高． (B) 净功增大，效率降低． (C) 净功和效率都不变． (D) 净功增大，效率不变． ［ ］3、理想气体卡诺循环过程的两条绝热线下的面积大小(图中阴影部分)分别为S 1和S 2，则二者的大小关系是：(A) S 1 > S 2． (B) S 1 = S 2．(C) S 1 < S 2． (D) 无法确定． ［ ］4、甲说：“由热力学第一定律可证明任何热机的效率不可能等于1．”乙说：“热力学第二定律可表述为效率等于 100％的热机不可能制造成功．”丙说：“由热力学第一定律可证明任何卡诺循环的效率都等于)/(112T T - ．”丁说：“由热力学第一定律可证明理想气体卡诺热机(可逆的)循环的效率等于)/(112T T -”对以上说法，有如下几种评论，哪种是正确的？(A) 甲、乙、丙、丁全对． (B) 甲、乙、丙、丁全错．(C) 甲、乙、丁对，丙错． (D) 乙、丁对，甲、丙错． ［ ］,V 2) c ' d T 2 a b b ' c T 1V O p二、填空题1、一卡诺热机(可逆的)，低温热源的温度为27℃，热机效率为40％，其高温热源温度为_____．今欲将该热机效率提高到50％，若低温热源保持不变，则高温热源的温度应增加_____．2、一热机从温度为 727℃的高温热源吸热，向温度为 527℃的低温热源放热．若热机在最大效率下工作，且每一循环吸热2000 J ，则此热机每一循环作功_______ J ．3、在一个孤立系统内，一切实际过程都向着___________的方向进行．这就是热力学第二定律的统计意义．从宏观上说，一切与热现象有关的实际的过程都是__________．4、一绝热容器被隔板分成两半，一半是真空，另一半是理想气体．若把隔板抽出，气体将进行自由膨胀，达到平衡后熵___ ____（填增加，不变或者减小）第十六章 气体分子动理论一、选择题1、若理想气体的体积为V ，压强为p ，温度为T ，一个分子的质量为m ，k 为玻尔兹曼常量，R 为普适气体常量，则该理想气体的分子数为：(A) pV / m ． (B) pV / (kT )．(C) pV / (RT )． (D) pV / (mT )． ［ ］2、1 mol 刚性双原子分子理想气体，当温度为T 时，其内能为(A)RT 23． (B)kT 23． (C)RT 25． (D)kT 25． ［ ］ （式中R 为普适气体常量，k 为玻尔兹曼常量）3、关于温度的意义，有下列几种说法：(1) 气体的温度是分子平均平动动能的量度．(2) 气体的温度是大量气体分子热运动的集体表现，具有统计意义．(3) 温度的高低反映物质内部分子运动剧烈程度的不同．(4) 从微观上看，气体的温度表示每个气体分子的冷热程度．这些说法中正确的是(A) (1)、(2) 、(4)．(B) (1)、(2) 、(3)．(C) (2)、(3) 、(4)．(D) (1)、(3) 、(4)． ［ ］4、设声波通过理想气体的速率正比于气体分子的热运动平均速率，则声波通过具有相同温度的氧气和氢气的速率之比22H O /v v 为(A) 1 ． (B) 1/2 ．(C) 1/3 ． (D) 1/4 ． ［ ］5、设图示的两条曲线分别表示在相同温度下氧气和氢气分子的速率分布曲线；令()2O p v 和()2H p v 分别表示氧气和氢气的最概然速率，则(A) 图中ａ表示氧气分子的速率分布曲线；()2O p v /()2H p v =4． (B) 图中ａ表示氧气分子的速率分布曲线；()2O p v /()2H p v ＝1/4．(C) 图中ｂ表示氧气分子的速率分布曲线；()2O p v /()2H p v ＝1/4． (D) 图中ｂ表示氧气分子的速率分布曲线；()2O p v /()2H p v ＝ 4． ［ ］6、两种不同的理想气体，若它们的最概然速率相等，则它们的(A) 平均速率相等，方均根速率相等．(B) 平均速率相等，方均根速率不相等．(C) 平均速率不相等，方均根速率相等．(D) 平均速率不相等，方均根速率不相等． ［ ］二、填空题1、1 mol 氧气(视为刚性双原子分子的理想气体)贮于一氧气瓶中，温度为27℃，这瓶氧气的内能为________J ；分子的平均平动动能为___________Ｊ；分子的平均总动能为__________Ｊ．(摩尔气体常量 R = 8.31 J ·mol -1·K -1 玻尔兹曼常量 k = 1.38×10-23Ｊ·K -1)2、已知f (v )为麦克斯韦速率分布函数，v p 为分子的最概然速率．则()⎰pf v v v 0d 表示__________________________________________________________；速率v ＞v p 的分子的平均速率表达式为_________．f (v )。
热力学第一定律习题
热力学第一定律小结一 基本概念1. 体系（孤立、封闭、敞开）2. 环境3. 性质（广度、强度）4. 过程（可逆、不可逆；等温、等压、等容、等外压、绝热、真空膨胀、节流膨胀）5. 热（Q ，吸热为+，放热为-）6. 功（W ，W=W e +W f ，体系对环境做功为+，环境对体系做功为-）7. 平衡状态8. 状态函数（p 、V 、T 、U 、H ） 9. 过程函数（Q 、W 、热容C ）10. 状态方程（单组分均匀封闭体系由两个变量确定）二 三个定律1. 热力学第一定律：∆U=Q-W ；dU=δQ-δW （孤立体系中不同形式的能量可以相互转化但总能不变；第一类永动机不可能造成）2. 赫斯定律：等压、等容过程的热效应与过程无关（W f =0封闭体系）3. 基尔霍夫定律：dT C T H T H p T T r mr mr ⎰∆+∆=∆21)()(1o 2o ，p r pr C T H ∆=⎪⎭⎫⎝⎛∂∆∂三 公式1．内能 U=U(T,V)，dVp dT C dV VU dT TU dU V T V 内+=∂∂+∂∂=)()(dU=C V dT ，⎰=∆dT C U V2．焓 H=U+pV ，∆H=∆U+∆(pV)，dH=dU+pdV+Vdp H=H(T,p)，dp pH dT TH dH T p )()(∂∂+∂∂=3．热容 dTQC δ=，p p p TH dTQ C )(∂∂=≡δ，VVV TU dTQ C )(∂∂≡=δ])[()(p VU TV C C T p V p +∂∂∂∂=-i.g.： R C C m V m p =-,,，RC m V 23,= (单原子)，RC m V 25,=(双原子)4．J-T 系数 T pH T J pH C p T )(1)(∂∂-=∂∂=-μ5．绝热可逆过程方程31211,,C TpC TVC pV ===--γγγγmV m p Vp C C C C ,,==γ 单原子i.g.：γ=5/3≈1.7，双原子i.g.：γ=1.46．体积功 ⎰⎰==pdVdVp W ee 可逆真空膨胀W=0 等外压W=p e ∆V 等压可逆W=p ∆V i.g.等温可逆2112lnlnp p nRT V V nRT W ==i.g.绝热可逆)(1)(112121122T T C U T T nR V p V p W V --=∆-=--=--=γγ7．热机效率 2121T T Q W -==η8．制冷系数 1211''T T T W Q -=-=β9．反应进度 iii ii n n n ννξ∆=-=， iidn d νξ=（mol ）10．摩尔焓变 ξHH r m r ∆=∆四 几个热效应1. om f H ∆ 最稳定的单质，1atm ，1mol2. o m c H ∆ 完全燃烧，1atm ，1mol3. 键焓、相变热、溶解热、稀释热4. ∑∑∑∑-=∆-=∆=∆P R ioi m c i io i m f i o m r H H H εενν,,5. Q p -Q V =∆nRT五 两个实验 1. 盖·吕萨克−焦耳真空膨胀实验（i.g.）：Q=0，W=0，∆T=0，∆U=0，∆V>0，∆p<0；U=U(T)；H=H(T)；C p = C p (T)；C V = C V (T) 2. 焦耳−汤姆逊节流膨胀实验（r.g.）：Q=0，∆H=0，∆p<0热力学第一定律习题讨论★例题1 一些基本过程的Q 、W 、∆U 、∆H 计算过程W Q ∆U ∆H i.g. 自由膨胀 0 00 0 i.g. 等温可逆 nRTln(V 2/V 1) W 0 0等压 理想气体可逆 任意物质 p ∆V=Q p -∆U p ∆V=Q p -∆U⎰21T T p dT C ⎰21T T p dT C ⎰21T T V dT CQ p -W⎰21T T p dT C ⎰21T T p dT C 等容 理想气体 可逆 任意物质0 0 ⎰21T T V dT C ⎰21T T V dT C⎰21T T V dT C ⎰21T T V dT C ⎰21T T p dT C∆U+V ∆pi.g. 绝热可逆 -∆U=γ--11122V p V p 0 ⎰21T T V dT C⎰21T T p dT Ci.g. 多方可逆 δ--11122V p V p∆U+W ⎰21T T V dT C⎰21T T p dT C可逆相变 (等温等压) p e ∆V Q p Q p -W Q p 化学反应 (等温等压)p e ∆VQ pQ p -W=nRTH m r ∆-∆Q p =∑Φ∆ii m f iH ,ν例题2 气体由温度T 1变至T 2，吸收热量Q ，不做其他功，试分别考虑下列六项热力学关系在甲、乙、丙、丁四种情况下是否成立？ (甲) i.g. 等压过程 (乙) i.g. 等容过程 (丙) r.g. 等压过程 (丁) r.g.等容过程∆U=C V ∆T √ √ ⨯ √ ∆H=C p ∆T √ √ √ ⨯ ∆U=Q V ⨯ √ ⨯ √ ∆H=Q P √ ⨯ √ ⨯ ∆U=Q-W √ √ √ √ ∆H=∆(U+pV) √ √ √ √ dVVU dT T U dU T V )()(∂∂+∂∂=i.g. TVU )(∂∂=0，dU=C V dTr.g. dV=0， dU=C V dT例题3 1 mol i.g.从0℃分别经等容和等压加热到100℃，两过程的终态是否相同？∆U 、∆H 、W 、Q 是否相等？（目的：说明i.g.的U 和H 仅是温度的函数，Q 和W 与过程有关）解：T 1=0℃, T 2=100℃ 等容过程1：dV=0W 1=0 Q 1=∆U 1=C V (T 2-T 1)∆H 1=C p (T 2-T 1)等压过程2：dp=0Q 2=∆H 2=C p (T 2-T 1)∆U 2=C V (T 2-T 1)W 2=Q 2-∆U 2= C p (T 2-T 1)- C V (T 2-T 1)=R(T 2-T 1)=p 2V 2-p 1V 1=∆(pV) 因此，两过程的终态不同。
热力学第一定律练习题
第一章 热力学第一定律练习题一、判断题（说法对否）：1．道尔顿分压定律，对理想气体和实际混合气体来说关系式PB=Nb(RT/V)都成立。
2．在两个封闭的容器中，装有同一种理想气体，压力、体积相同，那么温度也相同。
3．物质的温度越高，则热量越多；天气预报：今天很热。
其热的概念与热力学相同。
4．恒压过程也就是恒外压过程，恒外压过程也就是恒过程。
5．实际气体在恒温膨胀时所做的功等于所吸收的热。
6．凡是温度升高的过程体系一定吸热；而恒温过程体系不吸热也不放热。
7．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。
8．体积是广度性质的状态函数；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。
9．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。
10．一定量的理想气体，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。
11．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。
12．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。
13．因Q P = ΔH ，Q V = ΔU ，所以Q P 与Q V 都是状态函数。
14．封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。
15．对于一定量的理想气体，当温度一定时热力学能与焓的值一定，其差值也一定。
16．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ΔU = 0。
17．1mol ，80.1℃、101.325kPa 的液态苯向真空蒸发为80.1℃、101.325kPa 的气态苯。
已 知该过程的焓变为30.87kJ ，所以此过程的Q = 30.87kJ 。
18．1mol 水在l01.325kPa 下由25℃升温至120℃，其ΔH = ∑C P ,m d T 。
热力学第一定律 习题
热力学第一定律一、选择题1、下述说法正确的是（）A. 水的标准摩尔生成焓即是氧气的标准摩尔燃烧焓B. 水蒸气的标准摩尔生成焓即是氧气的标准摩尔燃烧焓C. 水的标准摩尔生成焓即是氢气的标准摩尔燃烧焓D. 水蒸气的标准摩尔生成焓即是的氢气标准摩尔燃烧焓2、298K时，石墨的标准摩尔生成焓（）A. 等于零B. 大于零C. 小于零D. 不定3、在一个绝热钢性容器中发生一化学反应，使系统的温度从T1升高到T2，压力从P1升高到P2，则（）。
A. Q>0，W>0，∆U=0B. Q=0，W=0，∆U=0C. Q=0，W>0，∆U<0D. Q>0，W=0，∆U>04、理想气体从相同的始态分别经：（1）可逆等温膨胀至T、P；（2）可逆绝热膨胀至T'、P。
两终态温度之间的关系为（）。
A. T> T'B. T=T'C. T< T'D. 无法确定5、1mol 理想气体经历绝热可逆过程，功的计算公式正确的是（）。
A. Cv(T1-T2)B.Cv(T2-T1)C.(p 1V1-p2V2) / (γ-1)D.R(T1-T2) / (γ-1)6、公式∆U=⎰ n C v,m dT 适用于（）。
A. 理想气体简单状态变化B. 封闭系统的简单状态变化C. 在恒容过程中理想气体简单状态变化D.任何过程7、H2和N2以3:1的比例在绝热钢瓶中反应，该过程（）。
A. ∆H =0B. ∆P=0C. ∆U=0D. ∆T=0二、填空题1、一定温度、压力下，在容器中进行如下反应：Zn(s)+2HCl(ag)=ZnCl2(ag)+H2(g)若按质量守恒定律，则反应系统为系统；若将系统与环境的分界面设在容器中液体的表面上，则反应系统为系统。
2、按标准摩尔生成焓与标准摩尔燃烧焓的定义，对C(石墨)、CO2(g)之间，的标准摩尔生成焓正好是的标准摩尔燃烧焓。
标准摩尔生成焓为零的是，因为它是。
1 练习题 热力学第一定律
0，
p
0 （填 >，< 或 =）。
9. 若实际气体的焦耳汤姆逊系数 J T 0 ，那么该气体经节流膨胀后温度 T
0，
p
0 （填 >，< 或 =）。
10. 一定量的实际气体经节流膨胀，则气体的 H
0，p
0（填 >，< 或 =）。
11. 液体苯的燃烧反应为： 2C6H6 (l) 15O2 (g) 12CO2 (g) 6H2O(l) ，反应的
一、填空题
1. 理想气体的热容： Cp,m CV ,m
。
2. 常用的热容有等压热容和等容热容，请写出等压热容的定义式：
。
3. 热力学封闭系统系统与环境可以通过做功和传热交换能量，请写出热力学第一定律的数
学表达式：
。
4. 在热力学过程中，系统与环境可以以做功的形式交换能量，热力学把功分为两类： 和
9. 系统经循环过程就是可逆过程。
（
）
10. 理想气体在恒压条件下，自 T1 温度开始加热并进行了膨胀，此过程的焓变化大于零。（ ）
三、选择题
1. 焓的定义式中 H U pV ,式中的 p 代表
（
）
（a） 系统的总压力 (b) 系统中各组分的分压 (c) 100kPa
(d) 外压
2. H2 的标准摩尔燃烧热与下列哪一物质的标准摩尔生成热相等
答：不对，ΔH＝Qp，只说明 Qp 等于状态函数 H 的变化值 ΔH，仅是数值上相等，并不
意味着 Qp 具有状态函数的性质。ΔH＝Qp 只能说在恒压而不做非体积功的特定条件下，
Qp 的数值等于体系状态函数 H 的改变，而不能认为 Qp 也是状态函数。
15、试证明在无非体积功的等容过程中体系的ΔU＝QV。
热力学第一定律作业
热力学第一定律作业一、 选择题（每题2分，共20分）1．1mol 单原子理想气体经一循环过程后，W ＝400J ，则该过程的Q 为：（ ）A 、 0B 、因未指明是可逆过程，无法确定C 、400 JD 、–400 J2．理想气体经一不可逆循环（ ）。
A 、ΔU >0，ΔH =0B 、ΔU >0，ΔH >0C 、ΔU =0，ΔH =0D 、ΔU=0，ΔH >03．物质的量为n 的理想气体的何组物理量确定后，其它状态函数方有定值：（ ）A 、pB 、VC 、T ，UD 、T ，p4．在一带活塞的绝热气缸中发生某一化学反应，系统终态温度升高，体积增大，则此过程的S ∆（ ）。
A 、大于零B 、小于零C 、等于零D 、无法确定5．下列各摩尔反应焓中，属于摩尔生成焓的是（ ）。
A 、2222()()2()H g O g H O g +→B 、221()()()2CO g O g CO g +→ C 、2221()()()2H g O g H O l +→ D 、2222443()()()C H g C H g C H g +→+6．在一保温良好、门窗紧闭的房间内，放有电冰箱，若将电冰箱门打开，不断向冰箱供给电能，室内的温度将（ ）A 、 逐渐降低B 、 逐渐升高C 、不变D 、无法确定7．甲烷燃烧反应：4222CH (g)+2O (g)=CO (g)+2H O(l)，在绝热恒压条件下反应，终态温度升高，体积增大，其过程的ΔU 和ΔH 分别为（ ）。
A 、=0，>0B 、<0，=0C 、=0，<0D 、无法确定8．下列物质中，“完全氧化”后的最终产物错误的是（ ）。
2232A C CO (g)B H H O(l)C S SO (g)D N N (g)→→→→、、、、9．理想气体从同一始态（p 1，V 1，T 1）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V 2时，环境对体系所做功的绝对值比较（ ）。
热力学第一定律练习题
13. 已知 2 NH
(g) N 2 (g) + 3H 2 (g), 3
r H m 92.2 kJ mol
O
1
则NH3(g)的标准摩尔生成焓为________ 。
四、选择题
1．体系的下列各组物理量中都是状态函数的是： (A) T，p，V，Q ； (B) m，Vm，Cp，△V ； (C) T，p，V，n (D) T，p，U，W 。 2．x为状态函数，下列表述中不正确的是： (A) dx 为全微分 ； (B) 当状态确定，x的值确定 ； (C)Δx = ∫dx 的积分与路经无关，只与始终态有关； (D) 当体系状态变化，x值一定变化 。 3．对于内能是体系状态的单值函数概念，错误理解是： (A)体系处于一定的状态，具有一定的内能 ； (B)对应于某一状态，内能只能有一数值不能有两个以上 的数值 ； (C)状态发生变化，内能也一定跟着变化 ； (D)对应于一个内能值，可以有多个状态 。
12．范德华气体绝热向真空膨胀后，气体的温度将： (A) 不变 ； (B) 升高 ；(C) 降低 ； (D) 不能确定 。 13．反应 C(石墨) + 1/2O2=CO(g)，ΔrHm(298K) < 0，若将 此反应放于一个恒容绝热容器中进行，则体系： (A)ΔT < 0,ΔU < 0,ΔH < 0 ; (B)ΔT > 0,ΔU = 0,ΔH > 0 ； (C) ΔT > 0,ΔU > 0,ΔH > 0 ; (D) ΔT > 0,ΔU = 0,ΔH = 0 。
3. 在横线上填上 ＞、＜、＝或？（？代表不能确定） 氢气和氯气在绝热刚性容器中反应，则 (A)W ____ 0 (B) △U ____ 0 (C) △H ____ 0 (D) △H ____ Q
热力学第一定律习题及答案
热力学第一定律习题 一、单选题1）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： （）绝热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：（）n mol H 2O / 1 mol HC1曲线上任一点均表示对应浓度时积分溶解热大小 H I 表示无限稀释积分溶解热 H 2表示两浓度n i 和％之间的积分稀释热D.曲线上任一点的斜率均表示对应浓度时 HCI 的微分溶解热7） H = Q p 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10132.5sPaB. 在0C 、101325Pa 下，冰融化成水C. 电解CuS04的水溶液D. 气体从（298K , 101325Pa ）可逆变化到（373K , 10132.5Pa ）8） 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 匕、V 2。
（） A. V 1 < V 2 B. V 1 = V 2 C. V 1 > V 2 D.无法确定 9） 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T i 升高到T 2,则此过A. B. C. D. 空气 %空气Q = 0, W = U = 0Q = 0, WU >0 Q >0, WU >0 U = 0, Q = W 0对于理想气体，下列关系中哪个是不正确的： （）（：：U/ 汀）V = 0 B. （:U/：：V ）T = 0 C. C ：H/_：P ）T =0 D. （ ：U/：：p ）T = 凡是在孤立孤体系中进行的变化，其 U 和 H 的值- U HU = H =U H <0U = 0, H 大于、小于或等于零不能确定。
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第2章 《热力学第一定律》练习题一、思考题1. 理想气体的绝热可逆和绝热不可逆过程的功，都可用公式V W C T =∆计算，那两种过程所做的功是否一样?2. 在相同的温度和压力下，一定量氢气和氧气从四种不同的途径生成水：(1)氢气在氧气中燃烧，(2)爆鸣反应，(3)氢氧热爆炸，(4)氢氧燃料电池。
在所有反应过程中，保持反应方程式的始态和终态都相同，请问这四种变化途径的热力学能和焓的变化值是否相同?3. 在298 K ，101.3 kPa 压力下，一杯水蒸发为同温、同压的气是一个不可逆过程，试将它设计成可逆过程。
二、填空题1. 封闭系统由某一始态出发，经历一循环过程，此过程的_____U ∆=；_____H ∆=；Q 与W 的关系是______________________，但Q 与W 的数值________________________，因为_________________________。
2. 状态函数在数学上的主要特征是________________________________。
3. 系统的宏观性质可分为___________________________________，凡与系统物质的量成正比的物理量均称为___________________________。
4. 在300K 的常压下，2mol 的某固体物质完全升华过程的体积功_________e W =。
5. 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10k J ，若反应在同样温度恒容条件下进行，反应进度为1mol 时放热_____________________。
6. 已知水在100℃的摩尔蒸发焓40.668ap m H ν∆=kJ·mol -1，1mol 水蒸气在100℃、101.325kPa 条件下凝结为液体水，此过程的_______Q =；_____W =；_____U ∆=；_____H ∆=。
7. 一定量单原子理想气体经历某过程的()20pV ∆=k J ，则此过程的_____U ∆=；_____H ∆=。
8. 一定量理想气体，恒压下体积工随温度的变化率____________e p W T δ⎛⎫= ⎪∂⎝⎭。
9. 封闭系统过程的H U ∆=∆的条件：(1) 对于理想气体单纯pVT 变化过程，其条件是_____________________；(2)对于有理想气体参加的化学反应，其条件是______________________________________。
10. 压力恒定为100kPa 下的一定量单原子理想气体，其_____________pH V ∂⎛⎫= ⎪∂⎝⎭kP a 。
11. 体积恒定为2dm 3的一定量双原子理想气体，其_______________V U p ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭m 3。
12. 化学反应的标准摩尔反应焓随温度的变化率θr m d _______d H T∆=；在一定的温度范围内标准摩尔反应焓与温度无关的条件是__________________。
13. 系统内部及系统与环境之间，在____________________________________过程中，称为可逆过程。
14. 在一个体积恒定为2m 3，'0W =的绝热反应器中，发生某化学反应使系统温度升高1200℃，压力增加300kP a ，此过程的_____U ∆=；_____H ∆=。
15. 在一定温度下,c f m m H H θθ∆=∆石墨______________；2,()c m H g f m H H θθ∆=∆_____________。
16. 在25℃时乙烷C 2H 6(g)的c m c m H U θθ∆-∆=______________________。
17. 要确定甲烷燃烧能达到的最高火焰温度，所需要的热力学基础数据是__________________________________。
18. 一定量理想气体经节流膨胀过程，______J T μ-=；_____H ∆=；_____U ∆=；流动功_____W =。
三、单项选择题1. 一定量的某种气体，在确定该系统的状态时，只需要说明系统的【 】。
A. pB. VC. ,T UD. ,T p2. 在一定压力和一定温度范围内，液体的摩尔蒸发焓随温度的变化率vap m p H T ∂∆⎛⎫⎪∂⎝⎭【 】。
A. > 0 B. < 0 C. = 0 D. 无法确定3. 一定量的某种理想气体从同一始态111,,T p V 出发，经绝热可逆过程膨胀至222,,T p V ，和反抗恒外压2p 绝热膨胀至''22,T V ，则'2T 【 】2T ，在数值上IR W 【 】R W 。
A. >, >B. <, >C. >, <D. <, <4. 某液体物质在恒温恒压下蒸发为蒸气，过程的U ∆【 】。
A. > 0B. = 0C. < 0D. 无法确定5. 真实气体经历自由膨胀过程，系统的U ∆【 】，系统的温度变化T ∆【 】。
A. = 0，= 0B. ≠0， = 0C. = 0， ≠ 0D. ≠0， ≠06. 甲烷燃烧反应：CH 4(g) + 2O 2(g)CO 2(g) + 2H 2O(l)，在以下不同条件下进行（气相视为理想气体）： (1) 25℃，常压条件下反应，其过程的Q 【 】；W 【 】；U ∆【 】；H ∆【 】。
(2) 25℃，恒容条件下反应，其过程的Q 【 】；W 【 】；U ∆【 】；H ∆【 】。
(3) 在绝热密闭刚性容器中反应，终态温度升高，压力增大，其过程的U ∆【 】；H ∆【 】。
(4) 在绝热恒压条件下反应，终态温度升高，体积增大，其过程的W 【 】；U ∆【 】；H ∆【 】。
7. 在一保温良好、门窗紧闭的房间内，若将电冰箱门打开，不断向冰箱供给电能，室内的温度将【 】。
A. 逐渐降低B. 逐渐升高C. 不变D. 无法确定8. 在一体积恒定的绝热箱中有一绝热隔板，其两侧放有,,n T p 皆不相同的N 2(g)，N 2(g)可视为理想气体，今抽去隔板，则此过程的U ∆【 】；H ∆【 】。
A. > 0B. = 0C. < 0D. 无法确定9. 下列各摩尔反应焓中，属于摩尔生成焓的是【 】。
A. 2H 2(g) + O 2(g) 2H 2O(g)B. CO(g) +1/2O 2(g) CO 2(g)C. H 2(g) + 1/2O 2(g) H 2O(l)D. 4C(石墨） + 3H 2(g) C 2H 2(g) + C 2H 4(g)10. 已知25℃时，金刚石的标准摩尔生成焓 1.90f m H θ∆=kJ·mol -1，石墨的标准摩尔燃烧焓393.51c m H θ∆=-kJ·mol -1，则金刚石的标准摩尔燃烧焓c m H θ∆=【 】。
A. －391.61kJ·mol -1 B. －393.51kJ·mol -1 C. －395.41kJ·mol -1 D. 无法确定11. 若要通过节流膨胀达到制冷效果，则需要求J T μ-【 】。
A.> 0B. = 0C. < 0D. 无法确定12. 某状态下的空气经节流膨胀过程的()0pV ∆>，J T μ-【 】。
A.> 0B. = 0C. < 0D. 无法确定四、计算题(教材习题)2.1 1mol 理想气体在恒定压力下温度升高1℃，求过程中系统与环境交换的功。
2.5 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℃，100kP a ，步骤的功a 5.57W =-k J ；再恒容加热到压力200kPa 的末态，步骤的热a 25.42Q =k J 。
途径b 为恒压加热过程。
求途径b 的b W 和b Q 。
2.6 4mol 的某理想气体，温度升高20℃，求HU ∆-∆的值。
2.8 某理想气体, 1.5V m C R =。
今有5mol 该气体恒容升温50℃。
求过程的,,,W Q U H ∆∆。
2.9 某理想气体, 2.5V mC R =。
今有5mol 该气体恒压降温50℃。
求过程的,,,W Q U H ∆∆。
2.10 2mol 某理想气体的,m3.5p C R =。
由始态100kPa ，50dm 3，先恒容加热使压力升高到200kPa ，再恒压冷却使体积缩小至25dm 3。
求整个过程的,,,W Q U H ∆∆。
2.12 已知CO 2(g)的摩尔定压热容362-1-1,[26.7542.25810(/K)14.2510(/K)]J mol K p m C T T --=+⨯-⨯⋅⋅(1) 求300K 至800K 间CO 2(g)的平均摩尔定压热容,m p C ；(2) 求1kg 常压下的CO 2(g)从300K 恒压加热至800K 时所需要的热。
*2.13 已知20℃CH 3CH 2OH (l)的体积膨胀系数3-11.1210K V-=⨯α，等温压缩率9-11.1110Pa T -=⨯κ，摩尔定压热容-1-1,m114.30J mol K p C =⋅⋅，密度-30.7893g cm =⋅ρ。
求20℃时液态乙醇的,m V C 。
2.16 水煤气发生炉出口的水煤气的温度是1100℃，其中CO(g)和H 2(g)的摩尔分数均为0.5。
若每小时有300kg 的水煤气由1100℃冷却到100℃，并用所回收的热来加热水，使水温由25℃升高到75℃。
求每小时生产热水的质量。
CO(g)和H 2(g)的摩尔定压热容,p m C 与温度的函数关系查教材附录，水(H 2O, l)的比定压热容-1-14.184J g K pC =⋅⋅。
2.18 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 。
活塞外的压力维持在100kPa 不变。
今将容器内的隔板撤去，使两种气体混合达到平衡态。
求末态的温度T 及过程的W ，ΔU 。
2.24 蒸汽锅炉中连续不断地注入20℃的水，将其加热并蒸发成180℃，饱和蒸气压为1.003MPa 的水蒸气.求生产1kg 水蒸气所需要的热量。
已知：水2(H O,)l 在100℃的摩尔蒸发焓-140.668kJ mol vap mΔH =⋅，水的平均摩尔热容-1-1,75.32J mol K p mC =⋅⋅，水蒸气2(H O,g)的摩尔定压热容与温度的函数关系见教材附录。