6.有一高压钢筒，打开活塞后气体喷出筒外，当筒内压力与筒外相等时关闭活塞，
此时筒内温度将（）
（A）不变（B）升高（C）降低（D）无法判定
7.封闭体系从1态变B态，可以沿两条等温途径:
（甲）可逆途径（乙）不可逆途径
则下列关系式⑴△U可逆>△U不可逆⑵W可逆>W不可逆
⑶Q可逆>Q不可逆⑷（Q可逆-W可逆）>（Q不可逆-W不可逆）
正确的是（）
（A）
（1）,
（2）（B）
（2）,（3）（C）（3）,（4）（D）
（1）,（4）
８.化学反应在只做体积功的等温等压条件下，若从反应物开始进行反应，则此反应
（A）是热力学可逆过程（B）是热力学不可逆过程
（C）是否可逆不能确定（D）是不能进行的过程
9.1mol单原子理想气体从298K，202.65kPa经历①等温②绝热③等压三条途径可逆膨胀使体积增加到原来的2倍，所作的功分别为W1,W2,W3，三者的关系是（）
（A）W1>W2>W3（B）W2>W1>W3
（C）W3>W2>W1（D）W3>W1>W2
10.凡是在孤立体系中进行的变化，其△U和△H的值一定是（）
（A）△U>0,△H>0（B）△U=0,△H=0
（C）△U<0,△H<0（D）△U=0,△H大于、小于或等于零不确定
11.对于下列的四种表述
（1）因为△H=Qp，所以只有等压过程才有△H
（2）因为△H=Qp，所以Qp也具有状态焓数的性质
（3）公式△H=Qp只适用于封闭体系
（4）对于封闭体系经历一个不作其它功的等压过程，其热量只决定于体系的始态和终态
上述诸结论中正确的是：
（）
（A）
（1）（4）（B）（3）（4）（C）
（2）（3）（D）
（1）
（2）
12.△H=Qp此式适用于下列那个过程（）
（A）理想气体从1013250Pa反抗恒定的101325Pa膨胀到101325Pa
（B）0℃,101325Pa下冰融化成水
（C）电解CuSO4水溶液
（D）气体从（298K,101325Pa）可逆变化到（373K,10132.5Pa）
13.理想气体从同一始态（P1,V1）出发，经等温可逆压缩或绝热可逆压缩，使其终态均达到体积为V2，此二过程做的功的绝对值应是：
（）
（A）恒温功大于绝热功（B）恒温功等于绝热功
（C）恒温功小于绝热功（D）无法确定关系
14.下列诸过程可应用公式dU=（Cp-nR）dT进行计算的是：
（）
（A）实际气体等压可逆冷却（B）恒容搅拌某液体以升高温度
（C）理想气体绝热可逆膨胀（D）量热弹中的燃烧过程
15.1mol理想气体经历可逆绝热过程，功的计算式有下列几种，
其中哪一个是错误的（）
（A）Cv（T1-T2）（B）Cp（T2-T1）
（C）（P1V1-P2V2）/（r-1）（D）R（T1-T2）/（r-1）
16.对于理想气体下述结论中正确的是（）
（A）（H/T）v=0（H/V）T=0（B）（H/T）p=0（H/P）T=0
（C）（H/T）p=0（H/V）T=0（D）（H/V）T=0（H/P）T=0
17.1mol单原子理想气体，从273K，202.65kPa经PT=常数的可逆途径压缩到
405.3kPa的终态，该气体的△U为（）
（A）1702J（B）-406.8J（C）406.8J（D）-1702J
18.对于一定量的理想气体，下列过程不可能发生的是：
（）
（A）恒温下绝热膨胀（B）恒压下绝热膨胀
（C）吸热而温度不变（D）吸热，同时体积又缩小
19.理想气体经历绝热不可逆过程从状态1（P1,V1,T1）变化到状态
2（P2,V2,T2），所做的功为（）
（A）P2V2-P1V1（B）P2（V2-V1）
（C）[P2V2γ/（1-γ）]（1/V2γ-1）-（1/V1γ-1）（D）（P2V2-P1V1）/（1-γ）
20.反应
（1）C1CO3（s）→C1O（s）+CO2（g）；△rHm=179.5kJ.mol-1
反应
（2）C2H2（g）+H2O（l）→CH3CHO（g）；△rHm=-107.2kJ.mol-1
反应（3）C2H4（g）+H2O（l）→C2H5OH（l）；△rHm=-44.08kJ.mol-1
反应（4）CS2（l）+3O2（g）→CO2（g）+2SO2（g）；△rHm=-897.6kJ.mol-1
其中热效应│Qp│>│Qv│的反应是（）
（A）
（1）,（4）（B）
（1）,
（2）（C）
（1）,（3）（D）（4）,（3）
21.当以5molH2气与4molCl2气混合，最后生成2molHCl气。
若以下式为基本单元，则反应进度ξ应是：
H2（g）+Cl2（g）→2HCl（g）
（A）1mol（B）2mol（C）4mol（D）5mol
二.填空题：
1.对于任何宏观物质，其焓H一定_______内能U，（填上＞、＜、＝）因为
_________；对于等温理想气体反应，分子数增多的△H一定_________△U，因为
____________。
2.选择“＞”，“＜”，“＝”中的一个填入下列空格：
理想气体恒温可逆压缩△U______0，△H______0
3.实际气体符合理想气体行为的条件是在__________________温度时，该气体的
[（PV）/P]T,P→0的值应等于________________。
4.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
5.在一绝热刚性容器中进行某一化学反应，该体系的内能变化为______，焓变化
为_______。
6.300K时将2molZn片溶于过量的稀硫酸中，若反应在敞口容器中进行时放热Qp，在封闭刚性容器中进行时放热Qv，则Qv-Qp=_______J。
7.已知反应2H2（g）+O2（g）→2H2O（l）在298K时恒容反应热Qv=-564kJ.mol-1，则H2（g）在298K时标准摩尔燃烧焓:
△cHm=_______kJ.mol-1。
8.300K时0.125mol正庚烷（液体）在弹式量热计中完全燃烧，放热602kJ，
反应C7H16（l）+11O2（g）=7CO2（g）+8H2O（l）的△rUm=_____________，
△rHm=_____________。
（RT≈2.5kJ）
9.当一个化学反应的____________等于零时，该反应的热效应就不受温度影响。
10.从统计热力学观点看，功的微观本质是_________________________________。
热的微观本质是_________________________________。
三.问答题：
1.一个爆炸反应体系应看作是绝热体系还是孤立体系？
2.凡是体系的温度有变化，则体系一定有吸热或放热现象。
凡是温度不变，则体系就没有吸热放热现象。
两结论对吗?
3.有人说，因为△U=Qv，而内能是个状态函数，所以虽然Q不是状态函数，但Qv是个状态函数，此话对吗？
请阐明理由。
4.在盛水槽中放入一个盛水的封闭试管，加热盛水槽中的水（做为环境），使其达到沸点，试问试管中的水（体系）会不会沸腾，为什么？
5.有人认为封闭体系“不作功也不吸热的过程△U=0，因而体系的状态未发生变化”，请对此加以评论并举例说明。
6.热力学的不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程。
此话对吗？
7.理想气体向真空绝热膨胀dU=0，dT=0，而实际气体的节流膨胀过程dH=0，dT≠0。
上述二结论对吗?
8.有人认为孤立体系状态改变时，内能是守恒量，而焓不是守恒量，请对此加以评论并举例说明。
9.关系式PVγ=常数，适用于理想气体的绝热过程。
此话对吗？
10.一个外有绝热层的橡皮球内充101325Pa的理想气体，突然投入真空中球体积增
加一倍。
指出该过程中Q、W、△U和△H的值（用正、负号表示）
四.计算题:
1.已知氢的
Cp,m={29.07-0.83610-3（T/K）+20.1×10-7（T/K）2J.K-1.mol-1
（1）求恒压下1mol氢的温度从300K上升到1000K时需要多少热量？
（2）若在恒容下需要多少热量？
（3）求在这个温度范围内氢的平均恒压摩尔热容。
2.有一绝热真空钢瓶体积为V0，从输气管向它充空气（空气可视为理想气体），输气管中气体的压力为P0，温度为T0，由于气体量很大，且不断提供气体，所以在充气时输入气管中的气体的压力、温度保持不变，当钢瓶中气体压力为P0时，问钢瓶中气体温度为多少？
3.1mol单原子理想气体，初始状态为25℃，101325Pa经历△U=0的可逆变化后，体积为初始状态的2倍。
请计算Q,W和△H
4.298K时，5×10-3m3的理想气体绝热可逆膨胀到610-3m3，这时温度为278K。
试求该气体的Cv,m和Cp,m。
5.1molN2气在300K，及标准压力下被等温压缩到500PΘ计算△H值，已知气体常数a0=135.8kPa.dm6.mol-2，b0=0.039dm3.mol-1，焦尔－汤姆逊系数μJ-T=[（2a0/RT）-b0]/Cp,m,Cp,m=20.92J.K-1.mol-1
6.称取0.727克的D-核糖C4H9O4CHO放在一量热计中，用过量的O2燃烧，量热计的温度由298K升高0.910K，用同一仪器再做一次实验，使0.858克苯甲酸燃烧，升温1.940K，计算该D-核糖的摩尔燃烧内能、摩尔燃烧焓，及D-核糖的摩尔生成焓。
已知:
苯甲酸的摩尔燃烧内能△cUm为－3251kJ.mol-1，液态水和CO2（g）的摩尔生成焓分别为-285.8kJ.mol-1和-393.5kJ.mol-1。
7.某炸弹内盛有1molCO和0.5molO2，估计完全燃烧后的最高温度和压力各为多少。
设起始温度T1=300K，压力P1=101.325kPa。
300K时反应：
CO（g）+（1/2）O2（g）=CO2（g）
的Qv=-281.58kJ，CO2的Cv,m/（J.K-1.mol-1）=20.96+0.0293（T/K），并假定高温气体服从理想气体行为。
五.证明题：
1.单原子理想气体的内能为（3/2）nRT+C（C为常数），请由此导出理想气体的（U/V）T和（H/V）T。
2.证明对理想气体有：
（Cv/V）T=0；（Cp/P）T=0
3.证明范德华气体（P+a/Vm2）（Vm-b）=RT的焦耳系数（T/V）U=-a/Vm2Cv,m
4.1mol双原子理想气体，沿热容C=R（气体常数）途径可逆加热，请推导此过程的过程方程式。
5.某气体状态方程式为PVm=RT+аP（а为正数）证明该气体经节流膨胀后温度必然上升。
第一章热力学第一定律
习题参考答案
一.选择题
1.[答]（B）2.[答]（A）因为整个刚性绝热容器为体系,与环境无功和热的传递。
3.[答（D）4.[答]（B）5.[答]（A）6.[答]（C）7.[答]（B）
8.[答]（B）9.[答]（D）10.[答]（D）11.[答]（B）12.[答]（B）
13.[答]（C）14.[答]（C）15.[答]（B）16.[答]（D）
17.[答]（D）△U=Cv△T=（3/2）R{（P1T1/P2）-T118.[答]（B）
19.[答]（D）20.[答]（C）21.[答]（A）
二.填空题
1.[答]一定大于（因为H=U+PV）；一定大于；因为△H=△U+（△n）RT，
而△n为正。
2.[答]△U=0△H=0
3.[答]波义耳（Boyle's）零
4.[答]（A）=（b）=（c）>（d）>
5.[答]0；P2V2-P1V1
6.[答]Qv-Qp=△nRT=-4988J
7.[答]△rHm=Qp=Qv+△nRT
△cHm=（1/2）△rHm=-285.7kJ.mol-1
8.[答]△rUm=-4816kJ.mol-1△rHm=-4826kJ.mol-1
9.[答]△Cp=（∑CP,B）（生成物）-（∑CP,B）（反应物）
10.[答]改变分子的能级；改变在分子能级上分布的分子数
三.问答题：
1.[答]只能看作绝热体系
2.[答]前句不对。
（例：
绝热膨胀，温度有变化但不吸热）
后句也不对。
（例：
相变过程，温度可以不变，但有热量变化）
3.[答]错。
因为：
（1）QV为恒容条件下传递的能量，总是与过程伴随着的物理量。
（2）当存在非体积功时，△U=QV-Wf，△U≠QV
4.[答]不会沸腾。
因为体系与环境间无温差。
5.[答]封闭体系不作功也不吸热的过程△U=0，这是正确的，体系的状态未发生变化是不正确的。
例如，在绝热钢瓶内由H2（g）和O2（g）反应生成水便是。
6.[答]错
7.[答]对
8.[答]Q=W=0∴△U=0内能是守恒量
△H=△U+△（PV）=△（PV）≠0焓不是守恒量
例如：
在绝热钢瓶内由H2（g）和O2（g）反应生成水。
9.[答]错。
应是理想气体的可逆绝热过程
10.[答]Q=0W=0△U=0△H=0
四.计算题
1.[答]
（1）QP=△H=
Cp,dT=20620J.mol-1
（2）QV=△U=△H-R△T=14800J.mol-1
（3）CP,m=△H/（T2-T1）=29.45J.K-1.mol-1
2.[答]设进入钢瓶中nmol空气为体系始态P0T0V终态P0TV均视为理想气体
W=-P0V0=-nRT0△U=-W
NCV,m（T-T）=nRTCP,m=CV,m+RCP,m/CV,m=γ
T=（CP,m/CV,m）ΧT=γT
3.[答]△U=0∴△T=0W=nRTln（V2/V1）=1718JQ=W=1718J△H=0
4.[答]（T2/T1）=（V2/V1）1-γln（T2/T1）=（γ-1）ln（V1/V2）γ=1.381
CP,m=Rγ/（γ-1）=30.1J.K-1.mol-1CV,m=CP,m-R=21.8J.K-1.mol-1
5.[答]J-T=（T/P）H=-（1/CP）（H/P）T=n[（2a0/RT–b0）]/CP
△H=
（H/P）TdP=-n[（2a0/RT–b0）（P2-P1）=-3534J
6.[答]△CUm（苯甲酸）=QV=-3251kJ.mol-1
量热计热容CV=QV/[△T.n（苯甲酸）]=-11.78kJ.K-1
C4H9O4CHO（s）+5O2（g）─→5CO2（g）+5H2O（l）
△rUm（D）=CV△T/nD=-2212kJ.mol-1
△rHm（D）=△rUm（D）+△RT=-2212kJ.mol-1
△fHm（D）=5△fHm（CO2）+5△fHm（H2O）-△rHm（D）=-1184kJ.mol-1
7.[答]最高温度为Tm，则
（20.96+0.0293（T/K）（J/K）dT=281580J
（式中,积分限T1=300K,T2=Tm）
Tm=3785K最终压力P2=n2RTm/V2=852.3kPa
五.证明题：
1.[答]（U/V）T=[[（3/2）nRT+C]/V]T=0
H=U+PV=U+nRT
（H/V）T=（U/V）T+[（nRT）/V]T=0
2.[答]对理想气体U=f（T）PV=nRT∴（U/V）T=0,（H/P）T=0
（CV/V）T=[（U/T）V/V]T=[（U/V）T/T]V=0
（Cг/P）T=[（H/T）г/P]T=[（H/P）T/T]P
={[（U/P）T+（（PV）/P）T]/T}P=0
3.[答]（T/Vm）u×（Um/T）V×（Vm/Um）T=-1
（T/Vm）u=（-1/CV,m）[RT/（Vm-b）-RT/（Vm-b）+a/Vm2]
=-a/（CV,mVm2）
4.[答]C=Q/dT,W=（nRT/V）dV
dU=Q-W,CVdT=CdT-PdV积分
[R–CV,m]lnT+常数=RlnVT3/2V=常数或T5/2P-1=常数
P3/2V5/2=常数P3V5=常数
**5.[答]=（T/P）H=-（1/CP）（H/P）T=-（1/CP）[V-T（V/T）P]
V=（RT/P）+a（V/T）P=R/P
=（T/P）H=-（1/CP）[V-（RT/P）]=-（1/CP）[RT/P+a-RT/P]=-a/CP<0
即节流膨胀后dP<0，dT>0温度必上升
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