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热力学第一定律

热力学第一定律练习题

一、是非题,下列各题的叙述是否正确,对的画√错的画×

1、已知温度T时反应H2(g)+

O2(g)==H2O(g)的rH

,则rH

即为温度为T时H2(g)的CH

()

2、不同物质在它们相同的对应状态下,具有相同的压缩性,即具有相同的压缩因子Z。

()。

3、dU=nCV,mdT这个公式对一定量的理想气体的任何p,V,T过程均适用,()

4、物质的量为n的理想气体,由T1,p1绝热膨胀到T2,p2,该过程的焓变化

()

5、25℃时H2(g)的标准摩尔燃烧热等于25℃时H2O(l)的标准摩尔生成热。

()

6、判断下述结论对还是不对,将答案写在其后的括号中。

(1)化学反应热Qp其大小只取决于系统始终态;()

(2)凡是化学反应的等压热必大于等容热;()

(3)理想气体等容过程的焓变为

;()

(4)理想气体等压过程的热力学能变为

()

7、理想气体的热力学能和焓均只是温度的函数,而与压力或体积无关。

()

8、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的内能和焓也不变。

()

9、25℃fH

(S单斜)=0。

()。

10、已知温度T时反应H2(g)+

O2(g)==H2O(l)的rH

,则rH

即为温度为T时H2O(l)的fH

()

11、理想气体在恒定的外压力下绝热膨胀到终态。

因为是恒压,所以H=Q;又因为是绝热,Q=0,故H=0。

()

12、因为Qp=H,QV=U,而焓与热力学能是状态函数,所以Qp与QV也是状态函数。

()。

13、500K时H2(g)的fH

=0。

()

14、fH

(C金刚石298K)=0。

()

15、稳定态单质的fH

(800K)=0。

()

16、在临界点,饱和液体与饱和蒸气的摩尔体积相等。

()

17、fH

(C石墨298K)=0。

()

18、热力学标准状态的温度指定为25℃。

()

19、100℃时,1molH2O(l)向真空蒸发变成1molH2O(g),这个过程的热量即为H2O(l)在100℃的摩尔汽化焓。

()

20、处在对应状态的两种不同气体,各自对于理想气体行为的偏离程度相同。

()

21、已知温度T时反应C(石墨)+O2(g)==CO2(g)的rH

,则rH

即为温度为T时C(石墨)的cH

()

22、CO2(g)的fH

(500K)=fH

(298K)+

()

23、25℃fH

(S斜方)=0。

()

24、当真实气体分子间吸引力起主要作用时,则压缩因子Z小于1。

()。

25、气体压缩因子Z1,表示在一定T下实际气体比理想气体难以压缩。

()。

26、在p=p(环)=定值下电解水制氢气和氧气

H2O(l)

H2(g)+

O2(g)

则Q=H。

()

27、只要一个系统在变化过程中向环境放出热量,则该系统的热力学能必然减少。

()

28、系统从同一始态出发,经绝热不可逆到达的终态,若经绝热可逆过程,则一定达不到此状态。

()

29、若不同的气体有两个对比状态参数(如pr和Tr)彼此相等,则第三个对比状态参数,如Vr值大体相同,()。

30、克希霍夫公式的不定积分式rH

(T)=H0+aT+

中的H0是T=0K时的标准摩尔反应焓。

()

31、对比温度Tr>1的气体不能否被液化,()。

32、隔离系统的内能是守恒的。

()

二、选择题

1、对一个化学反应,若知其∑BCp,m(B)>0,则:

()。

(1)rH

随温度升高而减小;

(2)rH

随温度升高而增大;

(3)rH

不随温度升高而改变;(4)rH

随温度变化没有规律;

2、对不同气体,同一恒定温度下,以pVm对p作图可得一直线,外推至p0时所得截距:

()。

(1)等于相同的不为零的某一定值;

(2)不等于同一值;(3)等于零。

3、在临界点处,饱和液体的摩尔体积Vm(l)与饱和气体的摩尔体积Vm(g)的关系是:

()。

(1)Vm(l)>Vm(g)

(2)Vm(l)

4、理想气体的液化行为是:

()。

(1)不能液化;

(2)低温高压下才能液化;

(3)低温下能液化;(4)高压下能液化。

5、Qp=H是指W’=0,且满足()时,系统与环境交换的热。

(1)p2=p1=定值;

(2)p(外)=定值;(3)p=p(外);(4)p2=p1=p(外)=定值。

6、1mol水在373K、下蒸发为水蒸气,此过程做的体积功为()。

(1)-4157J;

(2)-3101J;(3)-2884J;(4)–2494J。

7、公式

的适用条件是:

()。

(1)任何过程;

(2)等压过程;

(3)组成不变的等压过程;(4)均相的组成不变的等压过程。

8、双参数普遍化压缩因子图的建立是基于:

()。

(1)范德华方程;

(2)理想气体状态方程式;

(3)对应状态原理;(4)不同物质的特征临界参数。

9、一封闭绝热钢罐内发生爆炸反应,自反应开始至爆炸前瞬间钢罐内物质热力学能变化U:

()。

(1)<0;

(2)>0;(3)=0;(4)不能确定。

10、下列说法中()是正确的。

(1)只有等压过程才有焓的概念;

(2)系统的焓等于系统所含的热量;

(3)系统的焓等于系统在等压过程中吸收的热量;

(4)在等压且不作非体积功的条件下,系统吸收的热在数值上等于焓的增量。

11、pV=常数(=Cp,m/CV,m)适用的条件是:

()

(1)绝热过程;

(2)理想气体绝热过程;

(3)理想气体绝热可逆过程;(4)绝热可逆过程。

12、使气体致冷的节流膨胀,其焦耳-汤姆逊系数必须()。

(1)>0;

(2)<0;(3)=0。

13、如图,在一具有导热器的容器上部装有一可移动的活塞;当在容器中同时放入锌块及盐酸令其发生化学反应,则以锌块与盐酸为系统时,正确答案为:

()。

(1)Q<0,W<0,U<0;

(2)Q=0,W<0,U>0;

(3)Q=0,W=0,U=0;

(4)Q<0,W=0,U<0;

14、热力学第一定律的数学表达式△U=Q+W只能适用于()

(1)理想气体;

(2)封闭系统;(3)孤立系统;(4)开放系统。

15、在温度一定的抽空容器中,分别加入0.3molN2,0.1molO2及0.1molAr,容器内总压力为101.325kPa,则此时O2的分压力为:

()。

(1)20.265kPa;

(2)40.53kPa;(3)60.795kPa;(4)33.775kPa。

16、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:

()。

(1)Q;

(2)Q+W;(3)W(Q=0);(4)Q(W=0)。

17、下列说法中不正确的是()。

(1)用热力学方法不能测热力学能的绝对值;

(2)理想气体的热力学能只与温度有关,且与气体物质的量成正比;

(3)N种气体混合物的热力学能等于混合前N种气体的热力学能之和;

(4)热力学能是系统状态的单值函数。

18、物质分子间的引力对临界温度的影响情况是:

()。

(1)引力愈大,临界温度愈低;

(2)引力愈大,临界温度愈高;(3)引力的大小对临界温度无关系。

19、下列说法中正确是:

()。

(1)理想气体等温过程,T=0,故Q=0;

(2)理想气体等压过程,

(3)理想气体等容过程,

;(4)理想气体绝热过程,pV=常数。

20、当计算1mol理想气体从始态p1,V1,T1经历可逆的绝热过程至终态p2,V2,T2的体积功时,下列哪一式子是不适用的?

()。

(1)CV,m(T2-T1);

(2)Cp,m(T2-T1);(3)(p2V2-p1V1)/(-1);(4)R(T2-T1)/(-1)。

21、对于一定量的理想气体,下式中:

正确的有:

()。

(1)

(2)

;(3)

;(4)

22、U可能不为零的过程为:

()。

(1)隔离系统中的各类变化;

(2)理想气体自由膨胀过程。

(3)理想气体等温过程;(4)等温等容过程;

23、一定温度下,某物质B的摩尔蒸发焓为vapHm,摩尔升华焓为subHm则在此温度下,该物质B的摩尔凝固焓

Hm=()。

Hm中的l,s分别代表液态和固态。

(1)vapHm+subHm;

(2)-vapHm+subHm;

(3)vapHm-subHm;(4)-vapHm+subHm。

24、对于一个封闭系统,下列说法中正确的有:

()。

(1)等容绝热过程U=0;

(2)等容过程所作的功等于零;

(3)绝热过程

;(4)循环过程U=0。

25、已知在T1到T2的温度范围内某化学反应所对应的∑BCp,m(B)>0,则在该温度范围内反应的rU

,则:

()。

(1)不随温度变化;

(2)随温度升高而减小;

(3)随温度升高而增大;(4)与温度的关系无法简单描述。

26、等压过程是指:

()。

(1)系统的始态和终态压力相同的过程;

(2)系统对抗外压力恒定的过程;

(3)外压力时刻与系统压力相等的过程;(4)外压力时刻与系统压力相等且等于常数的过程。

27、1molC2H5OH(l)在298K和100kPa压力下完全燃烧,放出的热为1366.8kJ,该反应的标准摩尔热力学能变接近于:

()。

(1)1369.3kJ·mol-1;

(2)-1364.3kJ·mol-1;

(3)1364.3kJ·mol-1;(4)-1369.3kJ·mol-1。

28、与物质的标准摩尔燃烧焓有关的下列表述中不正确的是:

()。

(1)物质的标准摩尔燃烧焓一般都可测定;

(2)同一可燃性物质处于不同相态时,其标准摩尔燃烧焓之值不同;

(3)同一可燃性物质处于不同温度时,其标准摩尔燃烧焓之值不同;

(4)同样温度、同样相态的化学式(分子式)相同的不同物质的标准摩尔燃烧焓值相同。

29、以下三个反应中()的ΔrH

可称为CO2(g)的标准摩尔生成焓()

(1)C(金刚石)+O2(g)→CO2(g)

(2)C(石墨)+O2(g)→CO2(g)

(3)CO(g)+

O2(g)→CO2(g)

30、范德华方程中的压力修正项对Vm的关系为:

()。

(1)正比于Vm2;

(2)正比于Vm;(3)正比于1/Vm2;(4)正比于1/Vm。

31、已知反应CO(g)+

O2(g)

CO2(g)的标准摩尔反应焓为rH

(T),下列说法中不正确的是:

()。

(1)rH

(T)是CO2(g)的标准摩尔生成焓;

(2)rH

(T)是CO(g)的标准摩尔燃烧焓;

(3)rH

(T)是负值;(4)rH

(T)与反应的rU

(T)的数值不等。

32、1mol理想气体从相同的始态(p1,V1,T1)分别经绝热可逆膨胀到达终态(p2,V2,T2),经绝热不可逆膨胀到达

,则T

T2,

(1)大于;

(2)小于;(3)等于;

33、在一定的温度和压力下,已知反应A→2B反应的标准摩尔焓变为rH

1(T)及反应2A→C的标准摩尔焓变为rH

2(T),则反应C→4B的rH

3(T)是:

()。

(1)2rH

1(T)+rH

2(T);

(2)rH

2(T)-2rH

1(T);

(3)rH

2(T)+rH

1(T);(4)2rH

1(T)-rH

2(T)。

34、理想气体状态方程式实际上概括了三个实验定律,它们是:

()。

(1)玻意耳定律,盖·吕萨克定律和阿伏伽德罗定律;

(2)玻意耳定律,分体积定律和阿伏伽德罗定律。

(3)玻意耳定律,盖·吕萨克定律和分压定律;

(4)玻意耳定律,分压定律和分体积定律;

35、若气体能借增大压力而被液化,则其对比温度Tr必为:

()。

(1)任意值;

(2)Tr=1;(3)Tr≥1;(4)Tr≤1。

37、某坚固容器容积100dm3,于25℃,101.3kPa下发生剧烈化学反应,容器内压力、温度分别升至5066kPa和1000℃。

数日后,温度、压力降至初态(25℃和101.3kPa),则下列说法中正确的为:

()。

(1)该过程U=0,H=0

(2)该过程H=0,W0

(3)该过程U=0,Q0(4)该过程W=0,Q0

38、已知298K及100kPa压力下,0.5molC2H4(g)完全燃烧时放出的热为705kJ,C2H4(g)完全燃烧时的标准摩尔热力学能变化值为:

()。

(1)-707.5kJ·mol-1;

(2)-1415.0kJ·mol-1;

(3)-1405.0kJ·mol-1;(4)-702.5kJ·mol-1。

39、关于范德华(vanderWaals)方程的讨论,下列描述中不正确的是:

()。

(1)a和b的值与气体的本性有关;

(2)a和b都是温度的函数;

(3)a与分子间的相互作用有关,a越大表示分子间相互作用越强;

(4)b与分子本身的体积因素有关。

40、讨论气体液化的气液平衡时,饱和蒸气和相应的饱和液体的摩尔体积与温度的关系,正确的论述是:

()。

(1)随温度升高,饱和蒸气和饱和液体的摩尔体积皆增大;

(2)随温度升高,饱和蒸气和饱和液体的摩尔体积皆减小;

(3)随温度升高,饱和蒸气的摩尔体积减小,而饱和液体的摩尔体积增大;

(4)随温度升高,饱和蒸气的摩尔体积增大,而饱和液体的摩尔体积减小。

41、对于任一气体,在等温下,以pVm对p作图可得一直线,其斜率可能是:

()。

(1)0,0,0;

(2)0,0;(3)0,0;(4)0,0。

42、当理想气体反抗一定的压力作绝热膨胀时,则:

()。

(1)焓总是不变;

(2)热力学能总是增加;(3)焓总是增加;(4)热力学能总是减少。

43、反应H2(g)+Cl2(g)==2HCl(g)在温度T,压力p下进行时的焓变称为:

()。

(1)HCl(g)的摩尔生成焓;

(2)H2(g)的摩尔燃烧焓;

(3)该化学反应的等温,等压反应焓;(4)Cl2(g)的摩尔燃烧焓。

44、在同一温度下,同一气体物质的摩尔定压热容Cp,m与摩尔定容热容CV,m之间的关系为:

()。

(1)Cp,m

(2)Cp,m=CV,m(3)Cp,m>CV,m;(4)难以比较。

45、一定量的某理想气体等容下由T1升温到T2,相同量的该气体等压下也由T1升温到T2,则两个过程热量的关系和热力学能变化的关系为:

()。

(1)QV=Qp,UV=Up;

(2)QVQp,UV=Up;

(3)QVQp,UVUp;(4)QVQp,UVUp。

46、下列说法中错误的是:

经过一个节流膨胀后,()。

(1)理想气体温度不变;

(2)实际气体温度一定升高;

(3)实际气体温度可能升高,也可能降低;(4)气体节流膨胀焓值不变。

47、对任一气体,在恒定温度下气体的体积质量(密度)与压力p之比对压力p作图可得一直线,外推至p0时其截距:

()。

(1)等于某确定值;

(2)等于零;(3)等于任一值。

48、下列各式中只适用于理想气体的有:

()。

(1)H=U+pV

(2)Cp,m-CV,m=R(3)pV=常数(4)W=-p(外)V

49、25℃,下面的物质中标准摩尔生成焓不为零的是:

()。

(1)H2(g);

(2)Cl2(g);(3)Br2(l);(4)C(金刚石)。

50、已知反应C(石墨)+O2(g)

CO2(g)的标准摩尔反应焓为rH

(T),下列说法中不正确的是:

()。

(1)rH

(T)是CO2(g)的标准摩尔生成焓;

(2)rH

(T)是C(石墨)的标准摩尔燃烧焓;

(3)rH

(T)与反应的rU

(T)数值不等;

(4)rH

(T)与反应的rU

(T)数值相等。

51、理想气体等温自由膨胀过程为:

()。

(1)Q>0;

(2)U0;(3)W0;(4)H=0。

52、若使CO2在水中的溶解度为最大,应选择的条件是:

()。

(1)高温高压;

(2)低温高压;(3)低温低压;(4)高温低压。

53、一定量的理想气体,从同一初态压力p1可逆膨胀到压力为p2,则等温膨胀的终态体积V(等温)与绝热膨胀的终态体积V(绝热)的关系是:

()。

(1)V(等温)V(绝热);

(2)V(等温)V(绝热);(3)无法确定;(4)V(等温)=V(绝热)。

54、实际气体处于下列哪种情况时,其行为与理想气体相近。

()

(1)高温高压;

(2)高温低压;(3)低温高压;(4)低温低压;

55、下述说法正确的是:

()

(1)水的生成热即是氧气的燃烧热;

(2)水蒸气的生成热即是氧气的燃烧热;(3)水的生成热即是氢气的燃烧热;(4)水蒸气的生成热即是氢气的燃烧热。

三、填空题

1、热力学系统必须同时实现平衡、平衡、平衡和平衡,才达到热力学平衡。

2、a,b为范德华参数,一般来说愈易液化的气体,a;分子愈大,b。

(选填愈大,愈小)

3、理想气体微观模型的两个基本特征是,

4、若Z1,表明该气体比理想气体较压缩(选填难,易)。

5、在相同的温度和压力下,反应A—→B的反应焓是rH1,反应C—→B的反

应焓是rH2,则反应A—→C的反应焓是rH=。

6、若量热计和产物的热容为CV且不随温度而变,则温度T1时苯燃烧反应的等容热效应QV=。

(用公式表示)

7、对于一定温度下的化学反应,

8、气体A的临界温度TC(A)高于气体B的TC(B),则气体更难于液化。

9、体积功的通用计算公式是W=;在可逆过程中,上式成为W=;在恒压过程中,上式成为W=。

10、在标准摩尔燃烧焓的定义中,指定有机物中的C变为CO2(g),H变

为。

N变为。

11、在一钢瓶中装有CO2,温度为10℃,压力为3.65MPa,则CO2处于态。

(选填气、液、气+液)。

(已知CO2的临界温度为31℃,在10℃时CO2的饱和蒸气压为4.46MPa)

12、理想气体节流膨胀时,

0。

(选填>,=,<)

13、298K下的体积为2dm3的刚性绝热容器内装了1mol的O2(g)和2mol的H2(g),发生反应生成液态水。

该过程的U=。

14、某理想气体的摩尔定容热容为CV,m,摩尔定压热容为Cp,m,1mol该气体恒压下温度由T1变为T2,则此过程中气体的U=。

15、隔离系统是与环境能量交换及物质交换的体系;(选填:

有或无)

封闭系统是与环境能量交换及物质交换的体系;

开放系统是与环境能量交换及物质交换的体系。

16、按系统与环境之间物质及能量的传递情况,系统可分为系统、系统、系统。

17、若在25℃时,将32.7克锌投入过量的稀盐酸内,使反应在开口烧杯和在封闭容器内进行,则上述两种情况下,反应所放出的反应热之差为。

(已知Zn的摩尔质量为65.4g·mol-1。

18、、已知fH

(CH3OH,l,298K)=-23857kJ·mol-1;

fH

(CO,g,298K)=-110525kJ·mol-1;

则反应CO(g)+2H2(g)==CH3OH(l)的rH

(298K)=,

rU

(298K)=。

19、已知fH

(SO2,g,298K)=-29681kJ·mol-1;

fH

(H2S,g,298K)=-2050kJ·mol-1;

fH

(H2O,g,298K)=-24181kJ·mol-1;

则反应2H2S(g)+SO2(g)==2S(斜方)+2H2O(g)的rH

(298K)=。

20、在热源温度为534K及305K间工作的可逆热机,每一循环能作功135J,求热机在每一循环过程中从高温热源吸取热量为。

21、热力学第一定律的数学表达式U=Q+W只能适用于系统。

22、已知fH

(C6H5Cl,l,298K)=-1065kJ·mol-1;

fH

(NH3,g,298K)=-4619kJ·mol-1;

fH

(C6H5NH2,l,298K)=-297kJ·mol-1;

fH

(NH4Cl,s,298K)=-31539kJ·mol-1;

则反应C6H5Cl(l)+2NH3(g)==C6H5NH2(l)+NH4Cl(s)在298K时反应的标准摩尔焓变rH

(298K)=。

(2分)

23、液体的摩尔汽化焓随温度升高而。

(选填增大,不变,减小)

24、范德华方程中物质特性反映在上,对应状态原理中气体特性反映在上。

25、已知fH

(FeO,s,298K)=-2265kJ·mol-1;

fH

(CO2,g,298K)=-39351kJ·mol-1;

fH

(Fe2O3,s,298K)=-82132kJ·mol-1;

fH

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