物化,第1章熱力學(xué)第一定律---補(bǔ)充練習(xí)題

1、第二章熱力學(xué)第一定律（一）填空題1. 在一絕熱容器中盛有水，將一電阻絲浸入其中，接上電源一段時(shí)間（見(jiàn)下左圖）當(dāng)選擇 不同系統(tǒng)時(shí)，討論Q和W的值大于零、小于零還是等于零。電狙理系統(tǒng)電源電阻絲水電源+電 阻絲水+電阻 絲水+電阻 絲+電源QWU1#參考答案系統(tǒng)電源電阻絲水電源+ 電阻絲水+電阻絲水+電阻 絲+電源Q=<><=W<>=>=AU<>><>=2. 298K 時(shí)，反應(yīng) CH3CH0（g） = CH 4（g） + CO（g）的反應(yīng)熱 厶rHm° = -16.74kJ mol-1，若反應(yīng)恒壓的熱容ACp,m= 16.7

2、4 J mol-1 K-1，則在溫度為 時(shí)，反應(yīng)熱將為零。（設(shè)：壽Cp,m與溫度無(wú)關(guān)）。3. 對(duì)理想氣體的純 PVT變化，公式dU=nCv,mdT適用于過(guò)程；而真實(shí)氣體的純PVT變化，公式dU=nCV,mdT適用于過(guò)程。4. 物理量 Q、W、U、H、V、T、p屬于狀態(tài)函數(shù)的有 ;屬于途徑函數(shù)的有 。狀態(tài)函數(shù)中屬于強(qiáng)度性質(zhì)的；屬于容量性質(zhì)的有 。5. 已知反應(yīng)C（S）+O2 >CO2 - SrHm0若該反應(yīng)在恒容、絕熱條件下進(jìn)行，則 U_于零、 T于零、 H于零；若該反應(yīng)在恒容、恒溫條件下進(jìn)行，則 U于零、 T于零、 H于零。（02、CO2可按理想氣體處理）6. 理想氣體絕熱向真空膨脹過(guò)程

3、，下列變量 T、 V、 P、W、Q、 U、 H中等于零的有：。7. 1mol理想氣體從相同的始態(tài)（p1、T1、V1），分別經(jīng)過(guò)絕熱可逆膨脹至終態(tài)（p2、t2、v2）和經(jīng)絕熱不可逆膨脹至終態(tài)（P2、T2、V?）貝U T2T2 , V2V2 （填大于、小于或等于）。8. 某化學(xué)在恒壓、絕熱只做膨脹功的條件下進(jìn)行，系統(tǒng)溫度由T1升高至T2,則此過(guò)程 H零，如果這一反應(yīng)在恒溫（T1）恒壓和只做膨脹功的條件下進(jìn)行，則其 H于零。9.范德華氣體在壓力不太大時(shí)，有空-b且定壓摩爾熱容為RTCp,m、則此氣體的焦湯系數(shù) 卩J-T =，此氣體節(jié)流膨脹后 H 0。10. 1mol單原子理想氣體（Cv,m=1.5R

4、）經(jīng)一不可逆變化， H =831.4J,則溫度變化為 T =，內(nèi)能變化為 U =。11. 已知298K時(shí)H20（l）、H20（g）和C02（g）的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓分別為-285.83、-41.82和-393.51kJ mol-1，那么C（石墨）、出（g）、02（g）、出0（1）、出09）和C02（g）的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓分 別為。12. 某理想氣體反應(yīng) 2A+B = A2B，對(duì)nA：nB=2:1的混合氣體在某溫度下有 4molA氣體、molB氣體反應(yīng)，生成 mol A2B氣體，對(duì)應(yīng)的反應(yīng)進(jìn)度為。13. 1mol理想氣體經(jīng)恒壓加熱溫度升高1C,則該過(guò)程的功為 W=。14. 1mol理想氣體經(jīng)恒溫膨脹、

5、恒容加熱和恒壓冷卻三步完成一個(gè)循環(huán)回到始態(tài)，此過(guò)程氣體吸熱 20.0Kj。則 U =, H =, W=。參考答案:1.系統(tǒng)電源電阻絲水電源+ 電阻絲水+電阻絲水+電阻 絲+電源Q=<><=W<>=>=U<>><>=2. 1298K3.任意恒容4.U、H、V、T、P ,Q、 W , T、 p , U、 H、 V5.等，大，大，小，等，小6. T、W、Q、 U、 H7.< <8.= <1,2a 、9.Jj(b)=Cp,mRT10.40.0K498.8J11 111. -393.51 KJ mol、-285.83 K

6、J mol、0、0、-44.01 KJ mol、012. 2 2 213. -8.314J14. 00-20.0kJ(二) 選擇題1、某化學(xué)反應(yīng)在恒容、絕熱、無(wú)其它功的條件下進(jìn)行，體系的溫度由T1升至T2,此過(guò)程系統(tǒng)內(nèi)能的變化U( 統(tǒng)內(nèi)能的變化 U (A .大于零C.小于零);若這一反應(yīng)在恒溫恒容、無(wú)其它功的條件下進(jìn)行，系)。B.等于零D.不能確定2、封閉系統(tǒng)經(jīng)任意循環(huán)過(guò)程，則：A. Q=0B . W=0C. Q+W=0D .以上均不對(duì)3、水在可逆相變過(guò)程中：A . U=0 H=0B . p=0 T=0C. U=0 T=0D .以上均不對(duì)4、氣體經(jīng)節(jié)流膨脹過(guò)程:A. Q>0 H=0 p&

7、lt;0C. Q=0 H>0 p<0B . Q=0 H=0D . Q=0 H=0湯姆生系數(shù)為： p<0 p>0C.：0D .與卩J-T取值無(wú)關(guān)6、由于H=U+Pv，系統(tǒng)發(fā)生變化時(shí) H= U+ (pV)，式中 (pV)的意思是:A . (pV)= p VC. (pV)= p V-V p7. 對(duì)理想氣體下列公式中不正確的是:B . (pV)=p 2V2- piViD . (pV)= p V+V p:U=05、若要通過(guò)節(jié)流膨脹達(dá)到制冷的目的，則焦耳cH cC .1=0D.以上都不對(duì)g .丿T8. 公式 H=Qp的條件是A.不做非體積功的恒壓過(guò)程 C .外壓等于體系壓力的可逆過(guò)

8、程B .恒外壓過(guò)程D.恒溫恒壓的化學(xué)變化過(guò)程9 . 2C (墨)+02 (g)T 2CO(g)的反應(yīng)熱厶rHm0等于A . cHm° (石墨)B .2 fHm0 ( CO )C . 2 cHm0 (石墨)D . fH m0 (CO)10.對(duì)理想氣體(dH 1 .A- tr1B .1 A 13P丿Hc a丸D .z = 0“p人11.某理想氣體從同一始態(tài) (PVjTJ出發(fā)分別經(jīng)(1)絕熱可逆壓縮；(2)絕熱不可逆壓 縮達(dá)到同一終態(tài)溫度 T2,則過(guò)程的功：A . 她B .：她c . W =W4d . W與W2無(wú)確定關(guān)系412.始態(tài)完全相同（R,Vi,Ti）的一個(gè)理想氣體系統(tǒng)和一個(gè)范德華氣

9、體系統(tǒng),分別進(jìn)行絕熱恒外壓（Po）膨脹，當(dāng)膨脹了相同體積 V之后，下述哪一種說(shuō)法正確。A .范德華總體的內(nèi)能減少量比理想氣體多; B .范德華總體的終態(tài)溫度比理想氣體低； C.范德華總體的所做的功比理想氣體少；D .理想氣體的內(nèi)能減少量比范德華氣體多。13對(duì)狀態(tài)函數(shù)的描述，哪一點(diǎn)是不確切的？A .它是狀態(tài)的單值函數(shù)，狀態(tài)一定它就有唯一確定的值；B .狀態(tài)函數(shù)的改變值只取決于過(guò)程的始終態(tài)，與過(guò)程進(jìn)行的途徑無(wú)關(guān);C.狀態(tài)函數(shù)的組合仍然是狀態(tài)函數(shù)；D .熱力學(xué)中很多狀態(tài)函數(shù)的絕對(duì)值不能測(cè)定，但其變化值卻可以直接或間接測(cè)定的。14理想氣體經(jīng)歷如圖所示 程。A t B為恒溫可逆過(guò)程， 為絕熱可逆過(guò)程。對(duì)

10、于其中AtBtCtA的循環(huán)過(guò)B t C為恒壓過(guò)程，Ct ABt C過(guò)程的 bCU，當(dāng)用圖上陰影面積來(lái)表示時(shí)對(duì)應(yīng)的圖為:V/dn3V/dm15.某液態(tài)混合物由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B,經(jīng)歷兩條不同的途徑，其熱、功、內(nèi)能變化、焓變化分別為 u、 H1 和 Q2、V?、 U2、 H2 則:B U1 W = U2 -W2C =- H1 _ Q1- : H 2 - Q2D U - H - u2 - h25#參考答案:5. B6. B7. D8. A9. B10. C11. C12. B13. C14. C15. D1. B、C2. C3. B4. B三、討論習(xí)題1. 100C ,50.663kPa的水蒸氣10

11、0dm，等溫可逆壓縮至 101.325kPa，并在101.325kPa下繼續(xù) 壓縮至10dm3為止，試計(jì)算此過(guò)程的 Q , W , U , H。已知100C, 101.325kPa,水的 蒸發(fā)熱 4.06 104j.mol1(2)(3)解：(2)(3)解:(1)若使終態(tài)物系恒溫 100C,反抗50.663kPa外壓，使其恢復(fù)到始態(tài)，求此過(guò)程中的Q,W, U, H。若使終態(tài)物系恒溫100C向真空蒸發(fā)，并使其恢復(fù)至始態(tài)，求Q, W, U, H。100 C 50.663kPa3100dm等溫可逆壓縮100C101.325kPaV2“(g)V2Q= -WA= pdV = nRTI n 竺=n RTI

12、nPV1V1p2麗3J351J0V2 二 PV|步T,n不變，對(duì)理想氣體:101.325第二步是相變過(guò)程，冷凝成水的物質(zhì)的量為可逆相變 U2二 pM InPP2100 C101.325kPadidm3(g)RT RT8.314 373.158.314 373.1544 H2=-1.306 4.06 10 J=-5.302 10 J4Q2=A H2=-5.302 10 JW2=-p2 V=-101.325 (10-50)J=40 101.325J=4052J U2=Q 2+W 2=-53020+4052J=-48968J所以得： U= U1+ U2=-48968J H= H 什 H2=-5302

13、0JQ=Q 什 Q2=(-3511-53020)J=-56531JW= (3511+4052) J=7563J(2)解：此過(guò)程的始態(tài)與終態(tài)正好是(1)問(wèn)中的始態(tài)與終態(tài)的顛倒，所以: U=(U 1-U3)=-(U 3-U1)=48968J H=(H 1-H3)=-(H 3-H1)=53020JW = -p 外厶 V=-50.663 (100-10)J=-4559JQ= U-W=(48968+4559)J=53527 J3)解：此過(guò)程的始態(tài)、終態(tài)與(2)問(wèn)相同 U=48968J H=53020JW=-p 外 V=0 JQ= ：U=48968 J64g,O2絕熱64g,O2101.325kPa50.

14、66kPa25 CT22. 64g O2在 101.325kPa,25C時(shí)，絕熱膨脹至 50.663kPa，計(jì)算 Q, W, U , H，已知: 雙原子分子 Cp,m=3.5R,Cv,m=2.5R。(1) 若此過(guò)程可逆地進(jìn)行；(2) 若此過(guò)程是反抗恒定的50.663kPa外壓的絕熱膨脹。(1)絕熱可逆進(jìn)行：Q= 0解：=3.5R =1 42.5R'T2 二1.4/廣50.663嚴(yán) <101.325；298.15K =244.59K U = n Cv(T2-T”=64 532 28.314 (24459 - 298.15) J7=-2226 JW=-2226J H= U+ (pV)

15、= U+nR T=-2226+2 8.314 (244.59-298.15)J=-3117J(2)絕熱不可逆膨脹：Q = 0nRT2nRTP2P1nCv(T2-T 1)=-p 外(V 2-V1 )=-p 外()5TaT1nR(T 2-T 1)=-p 外(V2-V 1)=-p 外()2P2pi52 (T2-T1)= -p 外(t_t,P2 P1#298.15K15(T2-298.15K)=-0.5 (互2'0.5T2=255.56K U=nCv(T2-T1)=2 8.314 (255.56-298.15)J=-1770 JW=-1770 J H= U+ (pV)= U+nR T=-1770+2 8.314 (255.56-298.15)J=-1770+2 8.314 (255.56-298.15)J=-2479 J此題結(jié)論：絕熱可逆過(guò)程與絕熱不可逆過(guò)程從同一始態(tài)出發(fā)不能一步到達(dá)同一終點(diǎn)。8#3.1mol單原子理想氣體從 300K、300Kpa的始態(tài)，沿TV =常數(shù)的途徑可逆膨脹到 終態(tài)，求該過(guò)程的 W、Q、 U和厶H。解： W= U=nCv,m(T2-T1), H=nCp,m(T2-T1)先求n =1molT1=300K由封閉系統(tǒng)300理想氣