第二章 热力学第一定律
一、 选择题
1、下列叙述中不具状态函数特征的是：（ ） (A)系统状态确定后，状态函数的值也确定
(B)系统变化时，状态函数的改变值只由系统的初终态决定 (C)经循环过程，状态函数的值不变 (D)状态函数均有加和性
2、下列叙述中，不具可逆过程特征的是：（ ） (A)过程的每一步都接近平衡态，故进行得无限缓慢 (B)沿原途径反向进行时，每一小步系统与环境均能复原 (C)过程的初态与终态必定相同
(D)过程中，若做功则做最大功，若耗功则耗最小功
3、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：（ ） (A)绝热箱中所有物质 (B)两个铜电极 (C)蓄电池和铜电极 (D) CuSO4水溶液 5、在下列关于焓的描述中，正确的是（ ） (A)因为ΔＨ＝ＱＰ，所以焓是恒压热 (B)气体的焓只是温度的函数
(C)气体在节流膨胀中，它的焓不改变 (D)因为ΔＨ＝ΔＵ＋Δ（ＰＶ），所以任何过程都有ΔＨ>０的结论
6、在标准压力下，1mol石墨与氧气反应生成1mol二氧化碳的反应热为ΔrH ，下列哪种说法是错误的? （ ）
(A) ΔH 是CO2(g)的标准生成热 (B) ΔH =ΔU (C) ΔH 是石墨的燃烧热 (D) ΔU <ΔH
7、在标准状态下，反应C2H5OH（l）+3O2(g) →2CO2(g)+3H2O(g)的反应焓为ΔrHmθ, ΔCp>0, 下列说法中正确的是（ ） (A)ΔrHmθ是C2H5OH（l）的标准摩尔燃烧焓 (B)ΔrHmθ〈０ (C)ΔrHmθ＝ΔrＵmθ (D)ΔrHmθ不随温度变化而变化
8、下面关于标准摩尔生成焓的描述中，不正确的是（ ） (A)生成反应中的单质必须是稳定的相态单质 (B)稳态单质的标准摩尔生成焓被定为零 (C)生成反应的温度必须是298.15K
(D)生成反应中各物质所达到的压力必须是100KPa
9、在一个绝热钢瓶中，发生一个放热的分子数增加的化学反应，那么：（ ）
(A) Q > 0，W > 0，?U > 0 (B)Q = 0，W = 0，?U < 0 (C) Q = 0，W = 0，?U = 0 (D) Q < 0，W > 0，?U < 0
10、非理想气体进行绝热自由膨胀时,下述答案中哪一个是错误的? ( ) (A) Q=0 (B) W=0 (C) ΔU=0 (D) ΔH=0 11、下列表示式中正确的是 ( )
(A)恒压过程ΔH=ΔU+pΔV (B)恒压过程 ΔH=0
1
(C)恒压过程ΔH=ΔU+VΔp (D)恒容过程 ΔH=0 12、理想气体等温反抗恒外压膨胀，则 ( )
(A)Q>W (B)Q 13、当理想气体其温度由298K升高到348K，经(1)绝热过程和(2)等压过程，则两过程的 （ ） (A)△H1>△H2 W1 15、对于封闭体系，在指定始终态间的绝热可逆途径可以有：( ) (A) 一条 (B) 二条 (C) 三条 (D) 三条以上 16、实际气体绝热恒外压膨胀时,其温度将： ( ) (A) 升高 (B) 降低 (C) 不变 (D) 不确定 17、功的计算公式为Ｗ＝nCv,m(T２－T１)，下列过程中不能用此式的是（ ） (A)理想气体的可逆绝热过程 (B)理想气体的绝热恒外压过程 (C)实际气体的绝热过程 (D)凝聚系统的绝热过程 18、凡是在孤立体系中进行的变化，其ΔU和ΔH的值一定是： ( ) (A) ΔU > 0 , ΔH > 0 (B) ΔU = 0 , ΔH = 0 (C) ΔU < 0 , ΔH < 0 (D) ΔU = 0 , ΔH大于、小于或等于零不确定19、 一定量的理想气体从同一始态出发，分别经 (1) 等温压缩，(2) 绝热压缩到具有相同压力的终态，以H1，H2分别表示两个终态的焓值，则有：( ) (A) H1> H2 (B) H1= H2 (C) H1< H2 (D) H1>=H2 20、将H2（g）与O2以2：1的比例在绝热刚性密闭容器中完全反应，则该过程中应有（ ） (A)ΔT=0 (B)Δp=0 (C)ΔU=0 (D)ΔH=0 21、刚性绝热箱内发生一化学反应，则反应体系为 ( ) (A)孤立体系 (B)敞开体系 (C)封闭体系 (D)绝热体系 22、理想气体可逆绝热膨胀，则下列说法中正确的是 ( ) (A)焓总是不变 (B)内能总是增加 (C)焓总是增加 (D)内能总是减少 23、关于等压摩尔热容和等容摩尔热容，下面的说法中不正确的是 ( ) (A)Cp,m与Cv,m不相等，因等压过程比等容过程系统多作体积功 (B)Cp,m–Cv,m=R既适用于理想气体体系，也适用于实际气体体系 (C)Cv,m=3/2R适用于单原子理想气体混合物 (D)在可逆相变中Cp,m和Cv,m都为无限大 24、下列哪个过程的 dT≠0，dH=0？ ( ) (A)理想气体等压过程 (B)实际气体等压过程 (C)理想气体等容过程 (D)实际气体节流膨胀过程 25、隔离系统内发生一变化过程，则系统的： (A)热力学能守恒,焓守恒(B)热力学能不一定守恒，焓守恒 2 (C)热力学能守恒，焓不一定守恒 (D)热力学能、焓均不一定守恒 二、 判断题 1、体系在某过程中向环境放热，则体系的内能减少。错 2恒温过程的Q一定是零。（ ） 3、经历任意一个循环过程时，系统从环境吸收的热等于系统对外所做的功（ ）对 4尽管Q和W都是途径函数，但（Q+W）的数值与途径无关。（ ） 5、由于热力学能是状态函数,则理想气体的状态改变时，其热力学能一定跟着改变（ ）错 6、封闭体系经历一个不作其它功的等压过程，其热量只决定于体系的初终态（ ）对 7在绝热、密闭、坚固的容器中发生化学反应，△U一定为零，△H不一定为零。（ ） 8不可逆过程就是过程发生后，系统不能再复原的过程。（ ） 9、因△H = Qp所以只有等压过程才有△H。（ ） 10、理想气体，不管是恒压过程，还是恒容过程，公式?H??CdT都适用。（ ） 三、 计算题 1、0.01m3氧气由273K，1MPa经过 (1)绝热可逆膨胀 (2)对抗外压p=0.1MPa做绝热不可逆膨胀，气体最后压力均为0.1MPa，求两种情况所做的功。(氧气的Cp,m=29.36J·K-1·mol-1) 2、10mol的理想气体分别经过下述(a)和(b)两个过程，在673K从1.8×10-3m3等温膨胀到2.4×10-3m3，试计算其膨胀功W及体系所吸收的热Q。(a)可逆恒温膨胀；(b)对抗外压为2.026×105Pa的等温膨胀。 3、在298.2K，101325Pa时有0.5molZn与过量稀硫酸反应，生成氢气和硫酸锌，已知此反应放热为7.155×104J，试计算： (1)上述过程中Q，W，ΔU，ΔH 的值； (2)若上述反应在密闭容器中发生，求Q，W，ΔH，ΔU的值。 4、将1kg水过冷到-5℃，在101.325kPa下，加入极少量的冰屑.使过冷水迅速结冰，并使冰与水的混合物的温度迅速升至冰点，冰的熔化 -1 热为333.5J·g，0℃至-5℃水的比热为4.238J·K-1，求结出冰的质量。 5、已知水在100℃时的蒸发热为2259.36J·g-1，则在100℃时蒸发30g水，系统的Q，W，ΔH，为多少? 6、将1mol单原子理想气体，在1.013×105Pa下从298K加热到373K，再恒温可逆膨胀至体积增加一倍，最后绝热可逆膨胀至温度为308K，求全过程的W，Q，ΔU，ΔH。 p3 7、1molO2由0.1MPa，300K 恒压加热到1000K，求过程的Q、W、△U及△H。 已知：Cp,m(O2)=(31.64+3.39×10-3T-3.77×10-5T2)J·K-1·mol-1 8、1mol单原子分子理想气体B，由300K , 100.0kPa经一可逆过程到达终态，压力为200.0kPa，过程的Q =1000.0J, ΔH=2078.5J（1）计算终态的温度、体积及过程的W, ΔU。（2）假设气体先经等压可逆过程，然后经等温可逆过程到达终态，此过程的Q,W,ΔU,ΔH是多少？ 9、298K时，1molCO与0.5mol的O2按下式反应CO+1/2O2==CO2，生成1mol的CO2，已知：CO2的Cp.m=38.49J·K·mol-1； ΔfHm?(CO2，298K)=-393.5kJ·mol-1； ΔfHm?(CO，298K)=-110.45kJ·mol-1。 求 (1)298K时，ΔrUm?，ΔrHm?，Q，W； (2)若在绝热恒容反应器中进行，求终态最高温度T2。 10、计算298 K下，CO(g)和CH3OH(g)的标准生成焓，并计算反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)的标准焓变。已知如下燃烧焓数据： (1)ΔcH$m(298 K)(CH3OH(g))=-763.9 kJ·mol-1 (2)ΔcH$m(298 K)(C(s))=-393.5 kJ·mol-1 (3)ΔcH$m(298 K)(H2(g))=-285.8 kJ·mol-1 (4)ΔcH$m(298 K)(CO(g))=-283.0 kJ·mol-1 4 第二章 热力学第一定律 一、选择题 题号 答案 题号 答案 1 × 1题11111111120 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 答D C A C D B C C D A C C C A D C D C C 案 22222 1 2 3 4 5 1 2 3 5 6 7 8 9 A D B D C 二、判断题 2 × 3 √ 4 √ 5 × 6 √ 7 √ 8 × 9 × 10 √ 三、计算题 1、解： (1)绝热可逆膨胀 γ=Cp/CV=1.39 T2=143K n=4.41 mol Q=0 W=-ΔU=-nCV,m(T2-T1)=12070J (2)绝热不可逆膨胀 nCV,m(T2-T1)=-p外(V2-V1)=-p2R(T2/p2-T1/p1) T2=203.5K W=-ΔU=-nCV,m(T2-T1)=6452J 2、解： (a)∵理想气体 dT=0 可逆过程 ΔU=Q-W=0 ∴ Q=-W W=nRTln(p1/p2) =nRTln(V2/V1)=16kJ (b)∵dT=0 ΔU=0 ∴ Q=W 5