第二章热力学第一定律习题

第二章热力学第一定律选择题1．热力学第一定律ΔU=Q+W只适用于(A)单纯状态变化(B)相变化(C)化学变化(D)封闭物系的任何变化答案：D2．关于热和功,下面的说法中,不正确的是(A)功和热只出现于系统状态变化的过程中,只存在于系统和环境间的界面上(B)只有在封闭系统发生的过程中,功和热才有明确的意义(C)功和热不是能量,而是能量传递的两种形式,可称之为被交换的能量(D)在封闭系统中发生的过程中,如果内能不变,则功和热对系统的影响必互相抵消答案：B3．关于焓的性质,下列说法中正确的是(A)焓是系统内含的热能,所以常称它为热焓(B)焓是能量,它遵守热力学第一定律(C)系统的焓值等于内能加体积功(D)焓的增量只与系统的始末态有关答案：D。因焓是状态函数。4．涉及焓的下列说法中正确的是(A)单质的焓值均等于零(B)在等温过程中焓变为零(C)在绝热可逆过程中焓变为零(D)化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化答案：D。因为焓变ΔH=ΔU+Δ(pV)，可以看出若Δ(pV)＜0则ΔH＜ΔU。5．下列哪个封闭体系的内能和焓仅是温度的函数(A)理想溶液(B)稀溶液(C)所有气体(D)理想气体答案：D6．与物质的生成热有关的下列表述中不正确的是(A)标准状态下单质的生成热都规定为零(B)化合物的生成热一定不为零(C)很多物质的生成热都不能用实验直接测量(D)通常所使用的物质的标准生成热数据实际上都是相对值答案：A。按规定，标准态下最稳定单质的生成热为零。7．dU=CvdT及dUm=Cv,mdT适用的条件完整地说应当是(A)等容过程(B)无化学反应和相变的等容过程(C)组成不变的均相系统的等容过程(D)无化学反应和相变且不做非体积功的任何等容过程及无反应和相变而且系统内能只与温度有关的非等容过程答案：D8．下列过程中,系统内能变化不为零的是(A)不可逆循环过程(B)可逆循环过程(C)两种理想气体的混合过程(D)纯液体的真空蒸发过程答案：D。因液体分子与气体分子之间的相互作用力是不同的故内能不同。另外，向真空蒸发是不做功的，W＝0，故由热力学第一定律ΔU＝Q＋W得ΔU＝Q，蒸发过程需吸热Q＞0，故ΔU＞0。9．第一类永动机不能制造成功的原因是(A)能量不能创造也不能消灭(B)实际过程中功的损失无法避免(C)能量传递的形式只有热和功(D)热不能全部转换成功答案：A10.盖斯定律包含了两个重要问题,即(A)热力学第一定律和热力学第三定律(B)热力学第一定律及热的基本性质(C)热力学第三定律及热的基本性质(D)热力学第一定律及状态函数的基本特征答案：D11．当某化学反应ΔrCp,m＜0,则该过程的()rmHT$随温度升高而(A)下降(B)升高(C)不变(D)无规律答案：A。根据Kirchhoff公式,()/rmrpmdHTdTC$可以看出。12．在下面涉及盖斯定律的表述中,不正确的是(A)对在等温等压且不做非体积功的条件下,发生的各个化学反应过程和相变过程,可使用盖斯定律(B)对在等温等容且不做功的条件下,发生的各个化学反应过程,可使用盖斯定律(C)同一物质在盖斯定律涉及的几个反应中都出现时,只要无溶解等现象,相态不同也可加减(D)利用盖斯定律求某个反应的热效应时可引入一些别的反应,设想一些中间步骤,无论实际反应是否按这些中间步骤进行都可以答案：C13．下面的说法符合热力学第一定律的是(A)在一完全绝热且边界为刚性的密闭容器中发生化学反应时,其内能一定变化(B)在无功过程中,内能变化等于过程热,这表明内能增量不一定与热力学过程无关(C)封闭系统在指定的两个平衡态之间经历绝热变化时,系统所做的功与途径无关(D)气体在绝热膨胀或绝热压缩过程中,其内能的变化值与过程完成的方式无关答案：C。因绝热时ΔU＝Q＋W＝W。（A）中无热交换、无体积功故ΔU＝Q＋W＝0。（B）在无功过程中ΔU＝Q，说明始末态相同热有定值，并不说明内能的变化与过程有关。（D）中若气体绝热可逆膨胀与绝热不可逆膨胀所做的功显然是不同的，故ΔU亦是不同的。这与内能为状态函数的性质并不矛盾，因从同一始态出发，经绝热可逆膨胀与绝热不可逆膨胀不可能到达同一终态。14．关于热平衡,下列说法中正确的是(A)系统处于热平衡时,系统的温度一定等于环境的温度(B)并不是所有热力学平衡系统都必须满足热平衡的条件(C)若系统A与B成热平衡,B与C成热平衡,则A与C直接接触时也一定成热平衡(D)在等温过程中系统始终处于热平衡答案：C。（A）中系统处于热平衡时，若为绝热系统则系统的温度与环境无关，故不一定等于环境温度。（D）等温过程中，系统不一定处于热平衡中。例如，A的温度大于B，A向B传热，而B向外散热。若传入B的热与从B散去的热相等，则B的温度不变，为一等温过程，但A与B之间却并没有达到热平衡。15．对于功,下面的说法中不正确的是(A)在系统对环境做功或环境对系统做功时,环境中一定会留下某种痕迹(B)功的量值与系统的始末态有关(C)无论做什么功都伴随着系统中某种物质微粒的定向运动(D)广义功=广义力×广义位移。系统做功时，“广义力”是指环境施予系统的力；环境做功时，“广义力”是指系统施予环境的力答案：D。因为无论系统对环境做功或环境对系统做功广义力均指环境施予系统的力。热力学中做功的多少是用环境做功能力的变化来衡量的。例如，系统膨胀则系统反抗环境压力做功，环境的做功能力增加；若系统压缩，则环境的做功能力减少。因此，无论膨胀或压缩均使用环境的压力计算体积功，即使用相同的公式：()Wpdv外。16．关于节流膨胀,下列说法正确的是(A)节流膨胀是绝热可逆过程(B)节流膨胀中系统的内能变化(C)节流膨胀中系统的焓值改变(D)节流过程中多孔塞两边的压力不断变化答案：B17．在一个循环过程中，物系经历了i步变化，则(A)∑Qi=0(B)∑Qi－∑Wi=0(C)∑Wi=0(D)∑Qi＋∑Wi=0答案：D。因为ΔU＝∑Qi＋∑Wi，循环过程ΔU＝0。18．与物质的燃烧热有关的下列表述中不正确的是(A)可燃性物质的燃烧热都不为零(B)物质的燃烧热都可测定，所以物质的标准摩尔燃烧焓不是相对值(C)同一可燃性物质处于不同状态时,其燃烧热不同(D)同一可燃性物质处于不同温度下,其燃烧热之值不同答案：B。19．关于基尔霍夫定律适用的条件,确切地说是(A)等容条件下的化学反应过程(B)等压条件下的化学反应过程(C)等压或等容且不做非体积功的化学反应过程(D)纯物质在不同温度下的可逆相变过程和等压反应过程答案：C20．关于热力学可逆过程,下面的说法中不正确的是(A)可逆过程不一定是循环过程(B)在等温可逆过程中,系统做功时,系统损失的能量最小(C)在等温可逆过程中,环境做功时,系统得到的功最小(D)可逆过程中的任何一个中间态都可从正逆两个方向到达答案：B。因可逆过程系统做最大功，故系统损失的能量最大。21．理想气体自由膨胀与范德华气体绝热自由膨胀的区别在于范德华气体经绝热自由膨胀后(A)ΔH≠0(B)W=0(C)ΔU≠0(D)Q=0答案：A。上述两过程因绝热和不做功故W与Q均为零。于是ΔU亦均为零。理想气体自由膨胀的焓未变，但范德华气体绝热自由膨胀的焓却不等于零。因为真实气体的焓不仅是温度的函数也是压力或体积的函数。(22)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：(A)W=0，Q0，U0(B).W＞0，Q0，U0(C)W0，Q0，U0(D).W0，Q=0，U0答案：B。电阻丝得到电功，故W＞0；电功全部转化为热并部分传给水，故Q＜0；电阻丝仍有部分热没有传给水，故U＞0。（23）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:（A）Q＝0,W＝0,U＝0（B）Q＝0,W0,U0（C）.Q0,W0,U0（D）U＝0,Q＝W0答案：A。因系统为恒容绝热，Q＝W＝0，故U＝0。（24）对于理想气体，下列关系中哪个是不正确的：(A)0(B)0(C)0(D)0pTTTUUTVHUpp答案：A。理想气体的内能只是温度的函数。（25）凡是在孤立体系中进行的变化，其U和H的值一定是：（A）U0,H0（B）U＝0,H＝0（C）U0,H0（D）U＝0，H大于、小于或等于零不能确定。答案：D。(26）在实际气体的节流膨胀过程中，哪一组描述是正确的:（A）Q0,H＝0,p0（B）Q＝0,H0,p0（C）Q＝0,H＝0,p0（D）Q0,H＝0,p0答案：C。节流膨胀过程恒焓绝热且压力降低。(27）如图，叙述不正确的是：（A）曲线上任一点均表示对应浓度时积分溶解热大小（B）H1表示无限稀释积分溶解热（C）H2表示两浓度n1和n2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HCl的微分溶解热答案：D(28）H＝Qp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10132.5Pa（B）在0℃、101325Pa下，冰融化成水（C）电解CuSO4的水溶液（D）气体从(298K，101325Pa)可逆变化到(373K，10132.5Pa)答案：B。H＝Qp成立的条件是恒压、W’＝0。(29)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V1、V2。（A）V1V2（B）V1=V2（C）V1V2（D）无法确定答案：C（因绝热过程无法从环境吸热，则同样温度下压力较低，体积较小。）(30)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T1升高到T2，则此过程的焓变H:（A）小于零（B）大于零（C）等于零（D）不能确定答案：C。因恒压、不做其它功，＝Qp，又因绝热故＝。(31)对于独立粒子体系，dU＝nidi＋idni，式中的第一项物理意义是:（A）热（B）功（C）能级变化（D）无确定意义答案：C(32)下述说法中哪一个正确：（A）热是体系中微观粒子平均平动能的量度（B）温度是体系所储存能量的量度（C）温度是体系中微观粒子平均能量的量度（D）温度是体系中微观粒子平均平动能的量度答案：D(33)下图为某气体的p－V图。图中A→B为恒温可逆变化，A→C为绝热可逆变化，A→D为多方不可逆变化。B,C,D态的体积相等。问下述关系中哪一个错误？（A）TBTC（B）TCTD（C）TBTD（D）TDTC答案：B(34)在体系温度恒定的变化过程中，体系与环境之间：（A）一定产生热交换（B）一定不产生热交换（C）不一定产生热交换（D）温度恒定与热交换无关答案：C。例如，理想气体自由膨胀为恒温过程，W＝0，Q＝0。(35)某绝热封闭体系在接受了环境所做的功后，其温度：（A）一定升高（B）一定降低（C）一定不变（D）不一定改变答案：A(36)体系的状态改变了，其内能值：（A）必定改变(B)必定不变(C)不一定改变(D)状态与内能无关答案：C。例如，理想气体恒温下体积发生变化其内能不变。(37)在一定T、p下，气化焓vapH,熔化焓fusH和升华焓subH的关系：(A)subHvapH(B)subHfusH(C)subH=vapH+fusH(D)vapHsubH答案：D(38)一可逆热机与一不可逆热机在其它条件都相同时,燃烧等量的燃料,则可逆热机牵引的列车行走的距离:(A)较长(B)较短(C)一样(D)不一定答案：A(39)压力为106Pa的2m3范德华气体进行绝热自由膨胀，直至体系压力达到5×105Pa时为止。此变化中，该气体做功为多少：(A)2×106J(B)106J(C)105J(D)0J答案：D。(40)封闭体系中，有一个状态函数保持恒定的变化途径是什么途径？(A)一定是可逆途径(B)