热力学第一定律物化.docx

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热力学第一定律物化

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、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。

（）

6、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。

（）

7、25℃fH

（S单斜）=0。

（）。

8、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。

（）

9、500K时H2（g）的fH

=0。

（）

10、在临界点，饱和液体与饱和蒸气的摩尔体积相等。

（）

11、fH

（C石墨298K）=0。

（）

12、热力学标准状态的温度指定为25℃。

（）

13、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。

（）

14、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。

（）

15、CO2（g）的fH

（500K）=fH

（298K）+

。

（）

16、在p=p（环）=定值下电解水制氢气和氧气

则Q=H。

（）

17、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。

（）

18、化学反应热Qp其大小只取决于系统始终态；（）

19、凡是化学反应的等压热必大于等容热；（）

20、理想气体等容过程的焓变为

；（）

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、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。

3、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。

4、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。

5、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。

6、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。

7、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；

8、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。

9、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。

10、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。

11、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）。

12、对于一定量的理想气体，下式中：

正确的有：

（）。

（1）

；

（2）

；（3）

；（4）

。

13、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。

14、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。

15、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。

16、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。

17、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。

18、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；

19、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）。

20、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

21、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

22、理想气体等温自由膨胀过程为：

（）。

（1）Q>0；

（2）U0；（3）W0；（4）H=0。

23、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。

24、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。

25、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。

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、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=。

5、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）

6、对于一定温度下的化学反应，

。

7、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。

8、理想气体节流膨胀时，

0。

（选填>，=，<）

9、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＝。

10、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。

）

11、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）=，

。

12、在热源温度为534K及305K间工作的可逆热机，每一循环能作功315J，求热机在每一循环过程中从高温热源吸取热量为。

13、液体的摩尔汽化焓随温度升高而。

（选填增大，不变，减小）

14、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。

15、在一定温度下，以状态确定的反应物经化学反应生成确定状态的产物，则该反应的摩尔反应热Qp,m（或QV,m）的数值与反应可逆与否关，与过程是否等温关，与反应途径关。

16、压缩因子的定义式是Z。

若Z1，表明该气体比理想气体

较压缩（选填难，易）。

17、在一个绝热体积恒定的容器中，发生一个化学反应，使系统的温度从T1升高到T2，压力从p1升高到p2，则Q0，W0，U0。

（填>，=，<或不能确定）

18、一定量的理想气体由同一始态压缩至同一终态压力p，等温压缩过程的终态体积为V，可逆绝热压缩过程的终态体积为V’，则V’V。

（选填，或）

19、写出下列单质在25℃，100kPa下热力学稳定时的相态：

（1）Cl2：

；

（2）I2：

；

（3）S：

；（4）N2：

。

20、焦耳-汤姆孙系数

，

>0表示节流膨胀后温度节流膨胀前温度。

（第二空选答高于、低于或等于）

21、B代表任一种化学物质，νB为某一化学反应中，该物质的化学计量数，则化学反应的通式可以表示为0=

BB，其中反应物的化学计量数为，产物的化学计量数为。

22、一实际气体由始态p1，V1吸热50kJ膨胀至末态p2，V2，此时p1V1=p2V2，已知该气体系统焓增加15kJ，则U=，W=。

23、一定量的液体苯C6H6在绝热等容的氧弹量热计中燃烧为CO2（g）和H2O（l）,产物的温度T2高于反应物的温度T1，则系统的热力学能变化U0（选填>,=,<）。

24、理想气体绝热反抗某恒定外压力膨胀后，其温度。

（选填升高、不变、降低）

25、25℃时，1molCH4（g）完全燃烧成H2O（g）和CO2（g）的标准等压反应热为－805kJ。

水在25℃时的气化焓为44kJ·mol-1，则CH4（g）在25℃时标准摩尔燃烧焓cH

=。

四、计算题

1、计算1kg氯乙烷（C2H5Cl）在101.325kPa压力下，由308K冷却至268K所放出的热量。

已知C2H5Cl在101.325kPa下的沸点为285.3K，在此温度下的摩尔汽化焓为24.9kJ·mol-1，C2H5Cl（g）与C2H5Cl（l）的Cp,m分别为65J·mol-1·K-1及100J·mol-1·K-1。

C2H5Cl的摩尔质量M=64.52g·mol-1。

2、已知水在100℃,101.3kPa下的汽化焓为40.67kJ·mol-1，水蒸气的平均摩尔定压热容

。

现将1mol液体水在100℃，101.3kPa下蒸发为水蒸气，继而对水蒸气在恒压下加热使其膨胀至原蒸气体积的2倍，计算整个过程的Q，W，U和H。

3、在100℃，101.325kPa下水蒸气的体积质量（密度）为0.5963g·dm-3，

（1）在这种情况下，水蒸气的摩尔体积为多少？

（2）当假定为理想气体时，其摩尔体积为多少？

（3）压缩因子为多少？

（H2O的相对分子质量Mr18.02。

）

4、试求25℃，1013kPa时燃烧1m3甲烷将放出多少热量。

已知各物质在25℃时的标准摩尔生成焓：

fH

（CH4g）=－74620kJ·mol-1，fH

（CO2g）=－394133kJ·mol-1，fH

（H2Og）=－241500kJ·mol-1，（设燃烧产物H2O以气态存在。

）

5、10mol理想气体由25℃，1.0MPa膨胀到25℃，0.1MPa，设过程为：

（1）自由膨胀；

（2）对抗恒外压力0.1MPa膨胀；（3）等温可逆膨胀。

试计算三种膨胀过程中系统对环境作的功。

6、5mol,100℃，0.1MPa的液态水，变成100℃,0.08MPa的水蒸气，计算该过程的H。

（已知水在100℃时的摩尔汽化焓是40.7kJ·mol-1，水蒸气可作为理想气体。

）

7、今有1molN2（g），温度为0℃，压力为101.3kPa。

试计算该气体经等温可逆膨胀至原来体积的4倍时，过程的Q，W，U及H。

8、0.500克的正庚烷（C7H16），在298K时在氧弹中进行充分燃烧，结果使量热计的温度升高2.94K，若量热计的热容量为8180J·K-1。

试计算正庚烷在298K时的标准摩尔燃烧焓。

（已知元素的相对原子质量：

H为1.0079；C为12.011。

）

9、某理想气体，其CV,m=20J·mol-1·K-1，现有该气体10mol处于283K，采取下列不同途径升温至566K。

试计算各个过程的Q，W，U，H，并比较之。

（1）体积保持不变；

（2）系统与环境无热交换；（3）压力保持不变。

10、今有温度各为30℃，20℃及10℃的三种液体A，B及C。

等压下若将等质量的A和B混合，混合后终态温度为26℃；若由A与C等质量混合，则终点温度为25℃。

那么，若将等质量的B和C混合，试求混合后的温度。

设所有混合过程皆无热损失。

（在同样温度下的三种液体两两混合时，混合过程若无热损失，混合后温度不变）

五、证明题。

1、已知理想气体加热过程的U=nCV,m（T2－T1），证明H=nCp,m（T2－T1）。

2、反应CaO（s）+CO2（g）==CaCO3（s）的标准摩尔反应焓与温度之间的函数关系为：

rH

=[－177820－2.76（T/K）+9.02×10-3（T/K）2+17.15×103（T/K）-1]J·mol-1

推导此反应的rU

和

及

。