热力学第一定律练习题

第一章热力学第一定律练习题一、选择题：1．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。2．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。3．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)(A)Q0，W0，∆U0；(B)(B)Q=0，W=0，∆U0；(C)(C)Q=0，W=0，∆U=0；(D)Q0，W0，∆U0。4．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)。5．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。6．在等压下，进行一个反应A+BC，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。7．一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。8．一定量的理想气体，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。9．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：(A)WTWi；(B)WTWi；(C)WT=Wi；(D)无确定关系。10．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)(D)反应前后体系的热容不变。第二章热力学第二定律一、选择题：1．可逆热机的效率最高，因此由可逆热机带动的火车：(A)跑的最快；(B)跑的最慢；(C)夏天跑的快；(D)冬天跑的快。2．在一定速度下发生变化的孤立体系，其总熵的变化是什么？(A)不变；(B)可能增大或减小；(C)总是增大；(D)总是减小。3．理想气体在绝热条件下，在恒外压下被压缩到终态，则体系与环境的熵变：(A)∆S(体)0，∆S(环)0；(B)∆S(体)0，∆S(环)0；(C)∆S(体)0，∆S(环)=0；(D)∆S(体)0，∆S(环)0。4．如图，可表示理想气体卡诺循环的示意图是：(A)图⑴；(B)图⑵；(C)图⑶；(D)图⑷。5．某体系等压过程A→B的焓变∆H与温度T无关，则该过程的：(A)∆U与温度无关；(B)∆S与温度无关；(C)∆F与温度无关；(D)∆G与温度无关。6．等温下，一个反应aA+bB=dD+eE的∆rCp=0，那么：(A)∆HT无关，∆ST无关，∆GT无关；(B)∆HT无关，∆ST无关，∆GT有关；(C)∆HT无关，∆ST有关，∆GT有关；(D)∆HT无关，∆ST有关，∆GT无关。7．等温等压下进行的化学反应，其方向由∆rHm和∆rSm共同决定，自发进行的反应应满足下列哪个关系式：(A)∆rSm=∆rHm/T；(B)∆rSm∆rHm/T；(C)∆rSm≥∆rHm/T；(D)∆rSm≤∆rHm/T。8．等容等熵条件下，过程自发进行时，下列关系肯定成立的是：(A)∆G0；(B)∆F0；(C)∆H0；(D)∆U0。9．已知水的六种状态：①100℃，pH2O(l)；②99℃，2pH2O(g)；③100℃，2pH2O(l)；④100℃、2pH2O(g)；⑤101℃、pH2O(l)；⑥101℃、pH2O(g)。它们化学势高低顺序是：(A)μ2μ4μ3μ1μ5μ6；(B)μ6μ5μ4μ3μ2μ1；(C)μ4μ5μ3μ1μ2μ6；(D)μ1μ2μ4μ3μ6μ5。10．任一单组分体系，恒温下，其气(g)、液(l)态的化学势(μ)与压力(p)关系图正确是：(A)(1)；(B)(2)；(C)(3)；(D)(4)。二、计算题1、2.0mol理想气体在27℃、20.0dm3下等温膨胀到50.0dm3，试计算下述各过程的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS。（1）（1）可逆膨胀；（2）自由膨胀；（3）对抗恒外压101kPa膨胀。2、2.0mol理想气体由5.00MPa、50℃加热至10.00MPa、100℃，试计算该过程的ΔS。已知Cp,m=29.10J·mol-1·K-1。3、计算下列各物质在不同状态时熵的差值。（1）1.00g水(273K,101325Pa)与1.00g冰(273K,101325Pa)。已知冰的熔化焓为335J/g。（2）1.00mol水蒸气(373K,101325Pa)与1.00mol水(373K,101325Pa)。已知水的蒸发焓为2258J/g。（3）1.00mol水(373K,0.10MPa)与1.00mol水(298K,0.10MPa)。已知水的质量热容为4.184J/(gK)。（4）1.00mol水蒸气(373K,0.10MPa)与1.00mol水蒸气(373K,1.00MPa)。假定水蒸气看作理想气体。3、1.00mol理想气体，在298K时，经（1）等温可逆膨胀，体积从24.4dm3变为244dm3；（2）克服恒定的外压10.1kPa从24.4dm3等温膨胀到244dm3，求两过程的ΔS、ΔG、ΔA;（3）判断上述两过程的方向和限度以什么函数为判据较方便，试加以说明。4、1.00molH2（假定为理想气体）由100℃、404kPa膨胀到25℃、101kPa，求ΔU、ΔH、ΔA、ΔG。5、混合理想气体组分B的化学势可用μB=μ+RTln(pB/p)表示。这里，μ是组分B的标准化学势，pB是其分压。（1）求在恒温、恒压下混合这些组份气体成理想混合气体的热力学能、焓、熵、吉布斯函数及体积变化；（2）求理想混合气体的状态方程。第三章化学平衡一、选择题：1．化学反应若严格遵循体系的“摩尔吉布斯自由能－反应进度”的曲线进行，则该反应最终处于：(A)曲线的最低点；(B)最低点与起点或终点之间的某一侧；(C)曲线上的每一点；(D)曲线以外某点进行着热力学可逆过程。2．设反应A(s)=D(g)+G(g)的∆rGm(J·mol-1)=-4500+11(T/K)，要防止反应发生，温度必须：(A)高于409K；(B)低于136K；(C)高于136K而低于409K；(D)低409K。3．恒温下某氧化物分解反应：AO2(s)=A(s)+O2(g)的平衡常数为Kp(1)，若反应2AO2(s)=2A(s)+2O2(g)的平衡常数Kp(2)，则：(A)(A)Kp(1)Kp(2)；(B)(B)Kp(1)Kp(2)；(C)(C)Kp(1)=Kp(2)；(D)有的Kp(1)Kp(2)，有的Kp(1)Kp(2)。4．下列叙述中不正确的是：(A)(A)标准平衡常数仅是温度的函数；(B)催化剂不能改变平衡常数的大小；(C)平衡常数发生变化，化学平衡必定发生移动，达到新的平衡；(D)化学平衡发生新的移动，平衡常数必发生变化。5．反应CO(g)+H2O(g)＝CO2(g)+H2(g)，在600℃、100kPa下达到平衡后，将压力增大到5000kPa，这时各气体的逸度系数为γ(CO2)=1.09、γ(H2)=1.10、γ(CO)=1.23、γ(H2O)=0.77。这时平衡点应当：(A)保持不变；(B)无法判断；(C)移向右方(产物一方)；(D)移向左方(反应物一方)。6．已知化合物：①CaCO3的分解温度为897℃；②MnCO3的分解温度为525℃，它们在298K下分解反应的平衡常数Kp关系为：(A)Kp①Kp②；(B)Kp①Kp②；(C)Kp①=Kp②；(D)无法比较。7．分解反应A(s)=B(g)+2C(g)，此反应的平衡常数Kp与离解压力p之间关系为：(A)(A)Kp=4p3；(B)Kp=4p3/27；(C)Kp=p3/27；(D)Kp=p2。8．设反应aA+bB=gG+hH，在p300K时的转化率是600K的2倍，在300K下，总压力为p2p2倍，可推测该反应：(A)平衡常数与温度、压力成正比；(B)平衡常数与温度成正比，与压力成反比；(C)该反应是一个体积增加的放热反应；(D)(D)该反应是一个体积增加的吸热反应。9．放热反应2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)达平衡后，若分别采取①①增加压力；②减少NO2的分压；③增加O2分压；④升高温度；⑤加入催化剂，能使平衡向产物方向移动的是：(A)①②③；(B)②③④；(C)③④⑤；(D)①②⑤。10．在某温度下，一密闭的刚性容器中的PCl5(g)达到分解平衡，若往此容器中充入N2(g)使体系压力增大二倍(此时体系仍可按理想气体处理)，则PCl5(g)的离解度将：(A)增大；(B)减小；(C)不变；(D)视温度而定。二、计算题1、1、氧化钴(CoO)能被氢或CO还原为Co，在721℃、101325Pa时，以H2还原，测得平衡气相中H2的体积分数=0.025；以CO还原，测得平衡气相中CO的体积分数=0.0192。求此温度下反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)的平衡常数。2.2.知反应PbS(s)+1.5O2(g)=PbO(s,红)+SO2(g)，试计算在762K下的平衡常数，并证明此温度下反应可进行得很完全（可作近似计算）。3、设物质A按下列反应分解成B和C：3A=B+C，A、B、C均为理想气体。在压力为101325Pa，温度为300K时测得有40%解离，在等压下将温度升高10K，结果A解离41%，试求反应焓变。2、2、银可能受到H2S(g)的腐蚀而发生下面的反应：H2S(g)+2Ag(s)=Ag2S(s)+H2(g)，在25℃及101325Pa下，将Ag放在等体积的氢和硫化氢组成的混合气体中，问（1）是否可能发生腐蚀而生成硫化银？（2）在混合气体中硫化氢的体积分数低于多少才不致发生腐蚀？已知25℃时Ag2S(s)和H2S(g)的标准摩尔生成吉布斯函数分别为-40.25和-32.90kJ·mol-1。4、（1）某铁矿含钛，以TiO2形式存在，试求用碳直接还原TiO2的最低温度。若高炉内的温度为1700℃，TiO2能否被还原？（2）若钛矿为FeTiO3(s)，试求用碳直接还原的最低温度。在上述高炉中FeTiO3(s)能否被还原？第四章液态混合物和溶液一、选择题：1．1．1molA与nmolB组成的溶液，体积为0.65dm3，当xB=0.8时，A的偏摩尔体积VA=0.090dm3·mol-1，那么B的偏摩尔VB为：(A)0.140dm3·mol-1；(B)0.072dm3·mol-1；(C)0.028dm3·mol-1；(D)0.010dm3·mol-1。2．25℃时，A与B两种气体的亨利常数关系为kAkB，将A与B同时溶解在某溶剂中达溶解到平衡，若气相中A与B的平衡分压相同，那么溶液中的A、B的浓度为：(A)mAmB；(B)mAmB；(C)mA=mB；(D)无法确定。3．下列气体溶于水溶剂中，哪个气体不能用亨利定律：(A)N2；(B)O2；(C)NO2；(D)CO。4．在298.2K、101325Pa压力下，二瓶体积均为1dm3的萘溶于苯的溶液，第一瓶中含萘1mol；第二瓶中含萘0.5mol。若以μ1及μ2分别表示二瓶萘的化学势，则：(A)μ1μ2；(B)μ1μ2；(C)μ1=μ2；(D)不能确定。5．298K、101.325kPa下，将50ml与1