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1、熱力學(xué)第一定律試題1(一) 填空題(每題2 分)1. 1-1-1-9理想氣體等溫可逆膨脹過(guò)程, U 0, H0, Q 0, W 0。(填>、=、<)2.1-1-1-11氣體分子數(shù)增加的反應(yīng), 在恒容無(wú)非體積功的條件下, U _ H, A H_Q, U _Q,W _0。(填 >、=、<)3. 1-1-1-9將熱量Q傳給一定量的理想氣體,(1)若體積不變,則這熱量轉(zhuǎn)變?yōu)?; (2)若溫度不變,則這熱量轉(zhuǎn)變?yōu)?; (3)若壓力不變,則這熱量轉(zhuǎn)變?yōu)?。4. 1-1-1-9在一個(gè)絕熱箱內(nèi)裝有濃硫酸和水,開(kāi)始中間用隔膜分開(kāi),然后弄破隔膜,使水和濃硫酸混合, 以水和濃硫酸為體系,則
2、Q _0, W_0, A U _0。(填>、=、<)5 . 1-1-1-13 1mol液態(tài)苯在298K時(shí)置于恒容氧彈中完全燃燒,生成水和二氧化碳?xì)怏w,同時(shí)放熱 3264KJ mol-1。則其等壓燃燒熱為 。6. 1-1-1-13 反應(yīng) C(石墨)+ 02C02(g)的 A H,是 C02(g)的熱,是 C(石墨)的熱。7. 1-1-1-9有3molH2(可視為理想氣體),由298K加熱到423K,則此過(guò)程的A U為。8. 1-1-1-9 1mol雙原子理想氣體,從溫度 300K絕熱壓縮到500K,則焓變?yōu)?。9. 1-1-1-3體系經(jīng)歷不可逆循環(huán)后,A U0,A H0。(二) 選擇
3、題(每題1分)10. 1-4-2-1有一敞口容器中放有水溶液,如果以此溶液為體系,則為:()(A)孤立體系 (B)封閉體系(C)敞開(kāi)體系(D)絕熱體系#11. 1-4-2-1把一杯水放在剛性絕熱箱內(nèi),若以箱內(nèi)熱水及空氣為體系,則該體系為:(A)敞開(kāi)體系(B)封閉體系(C)孤立體系(D)絕熱體系12.1-4-2-2以下性質(zhì)為容量性質(zhì)的是()(A)溫度(B)密度(C)壓力(D)體積13.1-4-2-2以下性質(zhì)為強(qiáng)度性質(zhì)的是()(A)內(nèi)能(B)溫度(C)體積(D)焓14. 1-4-2-3下列不符合熱力學(xué)平衡狀態(tài)含義的敘述是()(A)系統(tǒng)內(nèi)各部分之間及系統(tǒng)與環(huán)境間有不平衡作用力存在(B)系統(tǒng)內(nèi)部各處溫
4、度相同,且不隨時(shí)間變化(C) 當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生并達(dá)到平衡時(shí),系統(tǒng)的物質(zhì)組成不隨時(shí)間變化(D) 系統(tǒng)內(nèi)相數(shù)及各相組成不隨時(shí)間變化15. 1-4-2-3有關(guān)狀態(tài)函數(shù)的描述不正確的是()(A) 狀態(tài)一定,值一定;(B)在數(shù)學(xué)上有全微分的性質(zhì);(C)其循環(huán)積分等于零;(D)所有狀態(tài)函數(shù)的絕對(duì)值都無(wú)法確定。16. 1-4-2-9理想氣體等溫膨脹,環(huán)境將熱傳給系統(tǒng),則系統(tǒng)的()(A) A H <0,A U >0(B) A H >0,A U <0(C) A H <0,A U <0(D) A H =0, A U =0#)(B)等壓過(guò)程,A H=0(D)恒容過(guò)程,A H
5、=0(A) PV Y =常數(shù)(B) dU= - S W20. 1-4-2-3系統(tǒng)經(jīng)歷一循環(huán)過(guò)程以后,有(A)系統(tǒng)和環(huán)境復(fù)原了(C)系統(tǒng)和環(huán)境均未復(fù)原21. 1-4-2-5下列敘述正確的是()(C) dU= CvdT(D) PVm=RT)(B) 系統(tǒng)復(fù)原了,環(huán)境未復(fù)原(D) 系統(tǒng)復(fù)原了,環(huán)境不確定17. 1-4-2-6下列表示式中正確的是(A) 等壓過(guò)程,A H=A U + P V(C)等壓過(guò)程,A H = A U + V P18. 1-4-2-14在絕熱鋼彈中,發(fā)生一個(gè)放熱的分子數(shù)增加的化學(xué)反應(yīng),則()(A) Q>0,W>0,A U >0(B) Q=0,W=0,A U >
6、;0(C) Q=0,W=0,A U =0(D) Q<0,W>0,A U <0佃.1-4-2-9某理想氣體發(fā)生一絕熱不可逆過(guò)程,下列關(guān)系式不成立的是()(A)等溫可逆過(guò)程,環(huán)境對(duì)體系作最大功(B)等溫可逆過(guò)程,體系對(duì)環(huán)境作最小功(C) 等溫不可逆膨脹過(guò)程中,不可逆程度越大,體系所作的功越少(D) 等溫不可逆壓縮時(shí),不可逆程度越大,環(huán)境作的功越少22. 1-4-2-8當(dāng)體系向環(huán)境傳遞熱量時(shí),體系內(nèi)能將()(A)增加 (B)減少 (C)不變 (D)無(wú)一定規(guī)律23. 1-4-2-9下列判斷正確的是()(A) 1P0下,273.2K的水結(jié)冰,因溫度不變,故(C) 理想氣體等溫膨脹,體積
7、增大,內(nèi)能增加,(D) Zn與H2SO4 (稀)生成氫氣的反應(yīng)始終在 U =0(B)理想氣體等溫膨脹過(guò)程, U >0298K下進(jìn)行,故 U =0 U =024. 1-4-2-8熱力學(xué)第一定律以(A)理想氣體可逆過(guò)程dU= :Q-PdV表達(dá)時(shí),使用條件為(B)封閉體系只作膨脹功的過(guò)程(C)理想氣體,等壓過(guò)程25. 1-4-2-9理想氣體的焓是(D)封閉體系,等壓過(guò)程)(A) V的函數(shù)(B) P的函數(shù)(C) T的函數(shù)(D) m的函數(shù)26. 1-4-2-9 1mol理想氣體由同一始態(tài)出發(fā),分別經(jīng)(1 )等溫可逆壓縮,(2)絕熱壓縮到與(1 )相同壓力的狀態(tài),以 H 1 和 H 2分別表示(1)
8、和(2)過(guò)程焓變值,則(A) HZ H2(B) H1< H2(C) H1= H 2(D)缺少條件,難以判斷27. 1-4-2-9對(duì)于理想氣體,用等壓熱容Cp計(jì)算 H的適用范圍為(A)只適用于無(wú)相變、無(wú)化學(xué)變化的等壓變溫過(guò)程(C)適用于無(wú)相變、無(wú)化學(xué)變化的任意過(guò)程28. 1-4-2-6下列說(shuō)法正確的是()(A)因 H=Qp,所以只有等壓過(guò)程才有 H(C) H =Qp只適用于等壓不作非體積功的封閉體系(B) 只適用于無(wú)相變、無(wú)化學(xué)變化的等容變溫過(guò)程(D)以上答案均不正確(B) H=Qp,所以Qp也是狀態(tài)函數(shù)(D) H =Qp適用于任何體系29. 1-4-2-6對(duì)于理想氣體,用等容熱容Cv計(jì)算
9、 U的適用范圍為()(A)只適用于無(wú)相變、無(wú)化學(xué)變化的等壓變溫過(guò)程(B)只適用于無(wú)相變、無(wú)化學(xué)變化的等容變溫過(guò)程(C) 適用于無(wú)相變、無(wú)化學(xué)變化的任意過(guò)程(D)以上答案均不正確30. 1-4-2-6下列說(shuō)法正確的是()(A)因=U=Qv,所以只有等容過(guò)程才有 -U (B) lU=Qv,所以Qv也是狀態(tài)函數(shù) (C) lU=Qv適用于任何體系(D) 體系中無(wú)相變、無(wú)化學(xué)變化的變溫過(guò)程,無(wú)論等容或等壓,均可用=U= CVdT計(jì)算=U31. 1-4-2-11 對(duì)于 2H2 +O2 =2H2O反應(yīng),反應(yīng)進(jìn)度 =1mol 表示()(A)A有1mol水生成(B)完成了一個(gè)單位的化學(xué)反應(yīng)(C) 完成了兩個(gè)單位
10、的化學(xué)反應(yīng)(D)指單位時(shí)間內(nèi)生成了1mol水32. 1-4-2-11對(duì)于反應(yīng)進(jìn)度,下面表述正確的是()(A)反應(yīng)進(jìn)度與反應(yīng)方程式的寫(xiě)法有無(wú)關(guān)(B)對(duì)于指定反應(yīng),反應(yīng)進(jìn)度與物質(zhì)的選擇有關(guān)(C)反應(yīng)進(jìn)度與反應(yīng)完成的程度有關(guān)(D)反應(yīng)進(jìn)度與物質(zhì)的量具有相同的量綱33. 1-4-2-12有關(guān)蓋斯定律的說(shuō)法,不正確的是()(A)它是熱力學(xué)第一定律的直接結(jié)果( B)它的內(nèi)容表明化學(xué)反應(yīng)的Qp或Qv是狀態(tài)函數(shù)(C) 用它進(jìn)行熱化學(xué)計(jì)算必須具有等容或等壓、無(wú)非體積功條件(D) 用它使熱化學(xué)方程式進(jìn)行線(xiàn)性組合,可以計(jì)算某些無(wú)法測(cè)定的反應(yīng)熱34. 1-4-2-14基爾霍夫定律的基本內(nèi)容闡述了化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)與()
11、(A)壓力的關(guān)系(B)體積的關(guān)系 (C)溫度的關(guān)系 (D)熱容的關(guān)系35. 1-4-2-13燃燒熱的定義是1mol物質(zhì)完全燃燒的熱效應(yīng),那麼對(duì)甲烷來(lái)說(shuō)被氧化成()(A)液態(tài)水、二氧化碳?xì)怏w(B)水蒸氣、二氧化碳?xì)怏w(C)冰、二氧化碳?xì)怏w(D)液態(tài)水、一氧化碳?xì)怏w36. 1-4-2-13 H 2的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒熱與下列那一物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成熱相等(A) H 2O (g)(B) H2O (I)(C) H2O (s)(D)都不是37. 1-4-2-9某理想氣體恒壓作功的表示式是()(A) -P (V 2- Vi)(B) -nP ( V 2- Vi)( C) -nRTIn(V 2/V1)(D) -RT .
12、:n38. 1-4-2-9過(guò)程方程式 PV y = K只能適用于()(A)等溫過(guò)程(B)絕熱過(guò)程(C)絕熱可逆過(guò)程(D)等壓過(guò)程539. 1-4-2-10 1mol液態(tài)水在373K和1.013X 10 Pa下蒸發(fā),其內(nèi)能為 38281J,則焓變?yōu)?)(A) 41382J(B) 41840J(C) 35180J(D) 38740J(三) 簡(jiǎn)答題(每題2分)40. 1-6-3-1根據(jù)道爾頓分壓定律P=S Pb可見(jiàn),壓力具有加和性,屬于容量性質(zhì)。此結(jié)論正確嗎?為什 麼?41. 1-6-3-9氣缸內(nèi)有一定量理想氣體,反抗一定外壓絕熱膨脹,則Qp= :H=0 ,此結(jié)論對(duì)嗎?為什麼?42. 1-6-3-6
13、指出公式,AH =Qp, . :U = Qv的適用條件?43. 1-6-3-3狀態(tài)函數(shù)的特點(diǎn)是什麼?44. 1-6-3-8在一個(gè)絕熱箱內(nèi)有一隔板將絕熱箱分為A、B兩部分,問(wèn)(1)若A內(nèi)有氣體,B為真空,當(dāng)隔板抽出后,Q、W、厶U變化如何? ( 2)若A、B內(nèi)都有氣體,但壓力不等,當(dāng)隔板抽出后,Q、W、厶U又將如何變化?(四) 計(jì)算題(每題8分)45. 1-6-3-9在壓力為1.013X 105Pa下,一定量理想氣體由10dm3膨脹到16dm3,并吸熱700J,求W與厶U?5一46. 1-6-3-9今有0.4mol的氮?dú)?,假設(shè)為理想氣體,在 1.013X 10 Pa下加熱,使其溫度有298K升至
14、368K,加 熱時(shí)保持體積不變,求過(guò)程的 Q、W、厶U、.汨。已知:Cv, m=20.92J K-1 mol-1, CR m=29.29J -K-1 -mol-1。5一47. 1-6-3-9今有0.4mol的氮?dú)?,假設(shè)為理想氣體,在 1.013X 10 Pa下加熱,使其溫度有298K升至368K,加 熱時(shí)保持壓力不變。求過(guò)程的 Q、W、二U、二H。已知:Cv, m=20.92J -K-1 -mol-1, Cp m=29.29J -K-1 -mol-1。48 . 1-6-3-13已知:甲烷氣體的等壓摩爾燃燒熱為 -8.9 X 105J mol-1,氫氣的等壓摩爾燃燒熱為-2.86 X 105J
15、mol-1,碳(石墨)的等壓摩爾燃燒熱為-3.93X 105 jmol-1。求甲烷的等壓摩爾生成熱?49. 1-6-3-10計(jì)算373.2K, 1P°時(shí),1mol水蒸發(fā)時(shí)的.U。已知:水的蒸發(fā)熱為40.67KJ mol-1,假設(shè)水蒸氣為理想氣體,并由于 Vm,g>>Vm,l,液體水的體積可忽略不計(jì)。50 . 1-6-3-9在273.2K和1013.25Kpa時(shí),取10.00dm3的單原子理想氣體。等溫可逆膨脹到最終壓力為 101.325Kpa。計(jì)算過(guò)程的 Q、W、.:U、.:H。51.1-6-4-9在273.2K和1013.25Kpa時(shí),取10.00dm3的單原子理想氣體
16、。絕熱可逆膨脹到最終壓力為101.325Kpa。計(jì)算過(guò)程的 Q、W、:U、.:H。4Q =0,不是Qp =0,絕熱膨脹后,熱力學(xué)第一定律答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)1. .:U =0,:H =0, Q>0 ,W<02. U < . :H,:H >Q, :U =Q , W =03. (1)內(nèi)能;(2)體積功;(3)焓4. Q=0 ; W=0 ;:U =05.-3268KJmol-16.生成熱;燃燒熱7. 7.79KJ& 5.82KJ9 .U=0 ;.:H =0。(二)選擇題(每題1 分)10. C 11.C 12. D13.B14. A 15. D16.D17. A18. C1
17、9.A20.D21 . C22.D23. B24.B25. C26 . B27.C28. C29. C30.D31 .B32. D 33.B34. C35.A36. B37. A38. C39. A(三)簡(jiǎn)答題(每題2分)(一)填空題(每題2分)某物理量的數(shù)值與體系中物質(zhì)的數(shù)量成正比,而在B組分單獨(dú)占有與混合氣體相同體積時(shí)所具有的壓P=2 Pb不屬40.不正確。因?yàn)榧雍托允侵竿粺崃W(xué)平衡體系中, 道爾頓分壓定律中分壓 Pb的物理意義是指在同一溫度下 力,總壓P與分壓Pb不是同一熱力學(xué)平衡體系中的物理量,且與物質(zhì)的數(shù)量不成正比。所以, 于具有加和性,壓力為強(qiáng)度性質(zhì)。41 不正確。這只是一個(gè)抗恒
18、外壓過(guò)程,不是等壓過(guò)程,且絕熱膨脹時(shí), P2<Pi,T2<Ti,理想氣體的焓是溫度的函數(shù),所以.汨<0。42. AH=Qp適用條件:封閉體系、無(wú)非體積功的等壓過(guò)程; .U = Qv適用條件:封閉體系、無(wú)非體積功的等容過(guò)程;43. 體系有確定的狀態(tài), 狀態(tài)函數(shù)就有定值; 體系狀態(tài)改變時(shí),狀態(tài)函數(shù)改變值取決于體系的始態(tài)、終態(tài); 體系恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài),狀態(tài)函數(shù)也恢復(fù)到原值。需注意的是,一個(gè)指定的狀態(tài)有確定的狀態(tài)函數(shù)值,但是不同狀態(tài)允許有某一狀態(tài)函數(shù)值相同。44. ( 1) Q=0 , W=0 , :U=0 ; (2) Q=0, W=0 , . U=0 =0。(四)計(jì)算題(每題8分)5
19、#45.解:W = -P外 V2-V -1.013 10516 10-10 10 U-608J(3分)Q =700J(2分)U =Q W =700 -608 =92J(3分)46. 解:等容過(guò)程 W =°(2分)AU =QV = f nC/,mdT = nCV,m(T2 久)=0.4 漢 20.92漢(368 298)= 585.8J (4分)T11 1H = f nCP,mdT = nCP,m(T2)=0.4 漢 29.29漢(368 298)= 820.1J(2分)T11 147. 解:等壓過(guò)程W 二-P外 V2 -y -nRT2 -T-0.4 8.314 368 -2981=-
20、232.8J住分)=QP =nCP,mdT = nCP,m(T2 % )= 0.4 漢 29.29江(368 298)= 820.1J (4分)T11 1U =Q W =820.1 -232.8 =587.3J(2分)48.解:Hm,f (出0,1 ) = AH m,C (H 2,g )= -2.86 "05J(1分)6也Hm,f (CO2,g )=AHm,C(C,石墨)=.93x105 J moL(1分)CO2 (g) + 2H2O (l)的熱效應(yīng)為CH4( g)的燃燒熱,即:51也H m = AH m,c(CH 4, g )= -8.9x10 J mol反應(yīng) CH4 (g)+202 (g)(2分)因?yàn)椋?Hm =2.:Hm,f H2OJ:Hm,f CO?, g - 2 : Hm,f °2,g : Hm,f CH 4,g所以:也 Hm,f (CH4,g ) = 2 也 Hm,f(H
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