第1章热力学第一定律自我测试

第一章热力学第一定律练习题一、判断题（说法对否）：1.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。2.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。3.一定量的理想气体，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。4.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。5.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。6.因QP=ΔH，QV=ΔU，所以QP与QV都是状态函数。7．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。8．封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。9．在101.325kPa下，1moll00℃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。10.一个系统经历了一个无限小的过程，则此过程是可逆过程。11．1mol水在l01.325kPa下由25℃升温至120℃，其ΔH=∑CP,mdT。12．因焓是温度、压力的函数，即H=f(T,p)，所以在恒温、恒压下发生相变时，由于dT=0，dp=0，故可得ΔH=0。13．因Qp=ΔH，QV=ΔU，所以Qp-QV=ΔH-ΔU=Δ(pV)=-W。14．卡诺循环是可逆循环，当系统经一个卡诺循环后，不仅系统复原了，环境也会复原。15．若一个过程中每一步都无限接近平衡态，则此过程一定是可逆过程。16．(∂U/∂V)T=0的气体一定是理想气体。17．一定量的理想气体由0℃、200kPa的始态反抗恒定外压(p环=100kPa)绝热膨胀达平衡，则末态温度不变。18．当系统向环境传热(Q0)时，系统的热力学能一定减少。19．在等压下，机械搅拌绝热容器中的液体，使其温度上升，则ΔH=Qp=0。20．气体经绝热自由膨胀后，因Q=0，W=0，所以ΔU=0，气体温度不变。二、单选题：1．一定量的理想气体，经如图所示的循环过程，A→B为等温过程，B→C等压过程，C→A为绝热过程，那么曲边梯形ACca的面积表示的功等于：(A)B→C的内能变化；(B)A→B的内能变化；(C)C→A的内能变化；(D)C→B的内能变化。2．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。3．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)∆x=∫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。4．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。5.理想气体向真空膨胀，当一部分气体进入真空容器后，余下的气体继续膨胀所做的体积功：(A)W0；(B)W=0；(C)W0；(D)无法计算。6．在一个绝热刚瓶中，发生一个放热的分子数增加的化学反应，那么：(A)Q0，W0，∆U0；(B)Q=0，W=0，∆U0；(C)Q=0，W=0，∆U=0；(D)Q0，W0，∆U0。7．对于封闭体系来说，当过程的始态与终态确定后，下列各项中哪一个无确定值：(A)Q；(B)Q+W；(C)W(当Q=0时)；(D)Q(当W=0时)。8．下述说法中，哪一种不正确：(A)焓是体系能与环境进行交换的能量；(B)焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量；(C)焓是体系状态函数；(D)焓只有在某些特定条件下，才与体系吸热相等。9．在等压下，进行一个反应，若∆rHm0，则该反应一定是：(A)吸热反应；(B)放热反应；(C)温度升高；(D)无法确定。10．一定量的单原子理想气体，从A态变化到B态，变化过程不知道，但若A态与B态两点的压强、体积和温度都已确定，那就可以求出：(A)气体膨胀所做的功；(B)气体内能的变化；(C)气体分子的质量；(D)热容的大小11．某高压容器中盛有的气体可能是O2、Ar、CO2、NH3中一种，在298K时由5dm3绝热可逆膨胀到6dm3，温度降低21K，则容器中的气体是：(A)O2；(B)CO2；(C)NH3；(D)Ar。12．下述说法中，哪一种正确：(A)热容C不是状态函数；(B)热容C与途径无关；(C)恒压热容Cp不是状态函数；(D)恒容热容CV不是状态函数。13．热力学第一定律仅适用于什么途径：(A)同一过程的任何途径；(B)同一过程的可逆途径；(C)同一过程的不可逆途径；(D)不同过程的任何途径。14．如图所示，QA→B→C=a(J)、WA→B→C=b(J)、QC→A=c(J)，那么WA→C等于多少：(A)a-b+c；(B)-(a+b+c)；(C)a+b-c；(D)a+b+c。15．如图所示，理想气体由状态1变化到状态2，则该过程的：(A)T2T1，W0，Q0；(B)T2T1，W0，Q0；(C)T2T1，W0，Q0；(D)T2T1，W0，Q0。16．非理想气体的节流膨胀过程中，下列哪一种描述是正确的：(A)Q=0，∆H=0，∆p0；(B)Q=0，∆H0，∆p0；(C)Q0，∆H=0，∆p0；(D)Q0，∆H=0，∆p0。17．某气体的状态方程服从p(Vm-b)=RT，其中b为常数，则为：(A)大于零；(B)小于零；(C)等于零；(D)不能确定。18．反应C(石墨)+½O2CO(g)，∆H(298K)0，若将此反应放于一个恒容绝热容器中进行，则体系：(A)∆T0，∆U0，∆H0；(B)∆T0，∆U=0，∆H0；(C)∆T0，∆U0，∆H0；(D)∆T0，∆U=0，∆H=0。19．已知反应B→A，B→C的等压反应热分别为∆H1与∆H2，那么→的∆H3与它们的关系是：(A)∆H3=∆H1+∆H2；(B)∆H3=∆H1-∆H2；(C)∆H3=∆H2-∆H1；(D)∆H3=2∆H1-∆H2。20．下列各式中，不能称为基尔霍夫定律公式的是：(A)∆rHm(T2)=∆rHm(T1)+∫∆rCp；(B)∆rUm(T2)=∆rUm(T1)+∫∆rCv；(C)(∂H/∂T)p=Cp；(D)(∂∆rHm/∂T)p=∆rCp。21．计算“反应热效应”时，为了简化运算，常假定反应热效应与温度无关，其实质是：(A)状态函数之值与历史无关；(B)物质的热容与状态无关；(C)物质的热容与温度无关；(D)反应前后体系的热容不变。22．如图某循环过程：A→B是绝热不可逆过程；B→C是绝热可逆过程；C→A是恒温可逆过程，问在C→A过程中体系与环境交换的热QC-A：(A)QC-A0；(B)QC-A0；(C)QC-A=0；(D)不能确定。三、填空题1．反应C(石墨)+O2(g)→2(g)的热效应为∆rHøm，问此值为：。2．范德华气体绝热向真空膨胀后，气体的温度将。3．一种实际气体，其状态为pVm=RT+αp(α0)，该气体经节流膨胀后温度。4．1molH2(为理想气体)由始态298K、p5dm3，那么终态温度T2与内能变化∆U分别是。5．nmol理想气体由同一始态出发，分别经(1)等温可逆；(2)绝热可逆两个过程压缩到达相同压力的终态，以H1和H2分别表示(1)和(2)过程终态的焓值，则H1与H2的关系为。6．如图，A→B和A→C均为理想气体变化过程，若B、C在同一条绝热线上，那么∆UAB与∆UAC的关系是。7．理想气体从同一始态（p1,V1,T1）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V2时，环境对体系所做功的绝对值比较为：。8．如图，将CuSO4水溶液置于绝热箱中，插入两个铜电极，以蓄电池为电源进行电解，可以看作封闭体系的是。四、计算与证明1、1mol水蒸气（H2O，g）在100℃，101.325kPa下全部凝结成液态水。求过程的功。2、系统由相同的始态经过不同途径达到相同的末态。若途径a的Qa=2.078kJ，Wa=－4.157kJ；而途径b的Qb=－0.692kJ。求Wb。3、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℃，100kPa，步骤的功Wa=－5.57kJ；再恒容加热到压力200kPa的末态，步骤的热Qa=25.42kJ。途径b为恒压加热过程。求途径b的Wb及Qb。4、某理想气体RCmV23,。今有该气体5mol在恒容下温度升高50℃。求过程的W，Q，△U和△H。5、某理想气体RCmv25,。今有该气体5mol在恒压下温度降低50℃。求过程的W，Q，△U和△H。6、2mol某理想气体的Cp=7R/2。由始态100kPa，50dm3，先恒容加热使压力升至200kPa，再恒压冷却使体积缩小至25dm3。求整个过程的W，Q，△U和△H。7、4mol某理想气体，Cp,m=5R/2。由始态100kPa，100dm3，先恒压加热使体积增大到150dm3，再恒容加热使体积增大到150kPa。求过程的W，Q，△U和△H。8、已知CO2(g)的Cp,m=[26.75+42.258×10-3(T/K)-14.25×10-6(T/K)2]J.mol-1.K-1求：（1）300K至于800K间CO2(g)的Cp,m；（2）1kg常压下的CO2(g)从300K恒压加热到800K时所需的Q。9、单原子理想气体A与双原子理想气体B的混合物共5mol，摩尔分数yB=0.4，始态温度T1=400K，压力p1=200kPa。今该混合气体绝热反抗恒外压p=100kPa膨胀到平衡态。求末态温度T2及过程的W，△U和△H。10、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100kPa不变。今将容器内的绝热隔板撤去,使两种气体混合达到平衡态。求末态的温度T及过程的W，△U。11、某双原子理想气体1mol从始态350K，200kPa经过如下四个不同过程达到各自的平衡态，求各过程的功W。（1）恒温可逆膨胀到50kPa；（2）恒温反抗50kPa恒外压不可逆膨胀；（3）绝热可逆膨胀到50kPa；（4）绝热反抗50kPa恒外压不可逆膨胀；12、5mol双原子理想气体从始态300K，200kPa，先恒温可逆膨胀到压力为50kPa，再绝热可逆压缩到末态压力200kPa。求末态温度T及整个过程的Q，W，△U和△H。13、已知水（H2O，1）在100℃的饱和蒸气压ps=101.325kPa，在此温度、压力下水的摩尔蒸发焓668.40mvapHkJ·mol-1。求在100℃，101.325kPa下使1kg水蒸气全部凝结成液体水时的Q，W，△U，△H。设水蒸气适用理想气体状态方程式。14、100kPa下，冰（H2O，s）的熔点为0℃。在此条件下冰的摩尔熔化焓012.6mfusHkJ·mol-1。已知在－10～0℃范围内过冷水（H2O，1）和冰的摩尔定压热容分别为mpC,（H2O，1）=76.28J·mol-1·K-1和mpC,（H2O，s）=37.20J·mol-1·K-1。求在常压及－10℃下过冷水结冰的摩尔凝固焓。15、已知水（H2O，1）在100℃的摩尔蒸发焓668.40mvapHkJ·mol-1。水和水蒸气在25～100℃间的平均摩尔定压热容分别为mpC,（H2O，1）=75.75J·mol-1·K-1和mpC,（H2O，g）=33.76J·mol-1·K-1。求在25℃时水的摩尔蒸发焓。16、应用物理化学手册中有关物质的热化学数据，计算25℃时反应121122323OHHCOOCHgOOHCH的标准摩尔反应焓，要求：（1）应用