发布时间 : 星期三 文章热力学定律习题（修改版）更新完毕开始阅读42a2080b4a7302768e99395e
第二章 热力学第一定律习题
一、选择题
1.对于理想气体的内能有下述四种理解： 其中正确的是：( ) (1) 状态一定，内能也一定 (2) 对应于某一状态的内能是可以直接测定的 (3) 对应于某一状态，内能只有一个数值，不可能有两个或两个以上的数值 (4) 状态改变时，内能一定跟着改变
(A) (1),(2) (B) (3),(4) (C) (2),(4) (D) (1),(3) 2.下面陈述中，正确的是： ( ) (A) 虽然Q和W是过程量，但由于QV =ΔU，Qp=ΔH，而U和H是状态函数，所以QV和Qp是状态函数 (B) 热量是由于温度差而传递的能量，它总是倾向于从含热量较多的高温物体流向含热量较少的低温物体 (C) 封闭系统与环境之间交换能量的形式非功即热
(D) 两物体之间只有存在温差，才可传递能量，反过来系统与环境间发生热量传递后, 必然要引起体系温度变化 3.物质的量为n的纯理想气体，若该气体的哪一组物理量确定之后，其它状态函数方有定值。
(A) p (B) V (C) T,U (D) T, p 4.如图，在绝热盛水容器中，浸有电阻丝，通以电流一段时间，如以电阻丝为系统,则上述过程的Q、W和系统的ΔU值的符号为：( )
(A) W = 0, Q < 0, ΔU < 0 (B) W < 0, Q < 0, ΔU > 0 (C) W = 0, Q > 0, ΔU > 0 (D) W < 0, Q = 0, ΔU > 0 5.下述说法哪一个正确? ( )
(A) 热是系统中微观粒子平均平动能的量度 (B) 温度是系统所储存热量的量度 (C) 温度是系统中微观粒子平均能量的量度 (D) 温度是系统中微观粒子平均平动能的量度 6.有一高压钢筒，打开活塞后气体喷出筒外，当筒内压力与筒外压力相等时关闭活塞，此时筒内温度将：( )
(A) 不变 (B) 升高 (C) 降低 (D) 无法判定 7.有一容器四壁导热，上部有一可移动的活塞，在该容器中同时放入锌块和盐酸，发生化学反应后活塞将上移一定距离，若以锌和盐酸为体系则: ( )
(A) Q < 0 , W = 0 , ΔrU < 0 (B) Q = 0 , W > 0 , ΔrU < 0 (C) Q < 0 , W > 0 , ΔrU = 0 (D) Q < 0 , W > 0 , ΔrU < 0 8.1 mol 373 K，p?下的水经下列两个不同过程变成373 K，p?下的水气， (1) 等温等压可逆蒸发 (2) 真空蒸发，这两个过程中功和热的关系为： ( )
(A) W1> W2 Q1> Q2 (B) W1< W2 Q1< Q2 (C) W1= W2 Q1= Q2 (D) W1> W2 Q1< Q2 9.有一真空绝热瓶子，通过阀门和大气隔离，当阀门打开时，大气(视为理想气体)进入瓶内，此时瓶内气体的温度将： ( )
(A) 升高 (B) 降低 (C) 不变 (D) 不定 10.对于孤立系统中发生的实际过程，下列关系中不正确的是： ( )
(A) W = 0 (B) Q = 0 (C) ΔU= 0 (D) ΔH = 0 11.理想气体在恒定外压p?下,从10 dm3膨胀到16 dm3,同时吸热126 J。计算此气体的ΔU。
(A) -284 J (B) 842 J (C) -482 J (D) 482 J 12. 恒压下,无相变的单组分封闭系统的焓值随温度的升高而: ( )
(A) 增加 (B) 减少 (C) 不变 (D) 不一定
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13.下述哪一种说法正确? ( ) 因为ΔHp = Qp,所以： (A) 恒压过程中,焓不再是状态函数 (B) 恒压过程中,系统与环境无功的交换 (C) 恒压过程中,焓变不能量度系统对外所做的功 (D) 恒压过程中, ΔU不一定为零 14.将某理想气体从温度T1加热到T2。若此变化为非恒压过程,则其焓变ΔH应为何值? (A) ΔH=0 (B) ΔH=Cp(T2-T1) (C) ΔH不存在 (D) ΔH等于其它值 15.始态完全相同(p1,V1,T1)的一个理想气体体系和另一个范德华气体系统,分别进行绝热恒外压(p0)膨胀。当膨胀相同体积之后, ( )
(A) 范德华气体的内能减少量比理想气体多 (B) 范德华气体的终态温度比理想气体低 (C) 范德华气体所做的功比理想气体少 (D) 范德华气体的焓变与理想气体的焓变相等 上述哪一种说法正确?
16.下列宏观过程：(1) p?, 273 K 下冰融化为水 (2) 电流通过金属发热 (3) 往车胎内打气 (4) 水在 101 325 Pa, 373 K 下蒸发 可看作可逆过程的是： (A) (1),(4) (B) (2),(3) (C) (1),(3) (D) (2),(4) 17. 封闭系统从 A 态变为 B 态，可以沿两条等温途径：甲）可逆途径；乙）不可逆途径，
则下列关系式：正确的是： ( ) ⑴ ΔU可逆> ΔU不可逆 ⑵ W可逆 > W不可逆 ⑶ Q可逆 > Q不可逆 ⑷ ( Q可逆 - W可逆) > ( Q不可逆 - W不可逆)
(A) (1),(2) (B) (2),(3) (C) (3),(4) (D) (1),(4) 18.对于一定量的理想气体，下列过程可能发生的是： ( )
(1) 对外作功，同时放热 (2) 体积不变，而温度上升，并且是绝热过程，无非体积功
(3) 恒压下绝热膨胀 (4) 恒温下绝热膨胀 (A) (1),(4) (B) (2),(3) (C) (3),(4) (D) (1),(2) 19.对于理想气体，下述结论中正确的是： ( )
(A) (?H/?T)V = 0 (?H/?V)T = 0 (B) (?H/?T)p= 0 (?H/?p)T = 0 (C) (?H/?T)p= 0 (?H/?V)T = 0 (D) (?H/?V)T = 0 (?H/?p)T = 0 20.在 100℃ 和 25℃ 之间工作的热机，其最大效率为： ( )
(A) 100 % (B) 75 % (C) 25 % (D) 20 % 21.下述哪一种说法正确? ( )
(A) 理想气体的焦耳-汤姆孙系数?不一定为零 (B) 非理想气体的焦耳-汤姆孙系数?一定不为零 (C) 理想气体不能用作电冰箱的工作介质
(D) 使非理想气体的焦耳-汤姆孙系数?为零的p,T值只有一组 22.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 23.某绝热封闭系统在接受了环境所做的功之后,其温度: ( )
(A) 一定升高 (B) 一定降低 (C) 一定不变 (D) 不一定改变 24.系统的状态改变了,其内能值: ( )
(A) 必定改变 (B) 必定不变 (C) 不一定改变 (D) 状态与内能无关 25.下述哪一种说法正确? 完成同一过程 ( )
(A) 经任意可逆途经所做功一定比经任意不可逆途经做功多
(B) 经不同的可逆途经所做的功都一样多 (C) 经不同的不可逆途经所做的功都一样多 (D) 经任意可逆途经所做功不一定比经任意不可逆途经做功多 26.凡是在孤立系统中进行的变化，其ΔU和ΔH的值一定是：( )
2
(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 27.下面叙述中不正确的是： ( ) (A) 对于理想气体，Cp, m 与CV, m 之差一定是R
(B) 对于实际气体，若吸收相同的热量，则系统在恒容过程中的温度升高值一 定大于恒压过程 (C) 对于实际气体，若吸收相同的热量，则系统在恒容过程中的内能改变一定 小于恒压过程 (D) 对于单原子晶体，当温度足够高时，CV, m 约为 3R
28.某化学反应在恒压、绝热和只作体积功的条件下进行，系统的温度由T1升高到T2, 则此过程的焓变ΔH： ( )
(A) 小于零 (B) 等于零 (C) 大于零 (D) 不能确定 29.当以5 mol H2气与4 mol Cl2气混合，最后生成2 mol HCl气。若以下式为基本单元，则
?2HCl(g) ( ) 反应进度ξ应是： H2(g) + Cl2(g)??(A) 1 mol (B) 2 mol (C) 4 mol (D) 5 mol
30.石墨(C)和金刚石(C)在 25℃, 101 325 Pa下的标准燃烧焓分别为-393.4 kJ·mol-1和-395.3 kJ·mol-1，则金刚石的标准生成焓ΔfH$m(金刚石, 298 K)为： ( )
(A) -393.4 kJ·mol-1 (B) -395.3 kJ·mol-1 (C) -1.9 kJ·mol-1 (D) 1.9 kJ·mol-1 32.若一气体的方程为pVm=RT+?p (?>0 常数),则: ( ) (A) (?U?U?U?U)T=0 (B) ()V=0 (D) ()p=0 )V=0 (C) (?V?T?T?p31.下图为某气体的p-V图。图中A→B为恒温可逆变化, A→C为绝热可逆变化, A→D为多
方不可逆变化。B,C,D态的体积相等。问下述各关系中哪一个错误?
(A) TB>TC (B) TC>TD (C) TB>TD (D) TD >TC
DCDADAAAADCACDDABADBCBDCDDCBADAB 二、填空题
1.10 mol单原子理想气体,在恒外压0.987p?下由400 K,2p?等温膨胀至0.987p?,物体对环境作功 16.85 kJ。 2.5 mol单原子理想气体的(?H/?T)V = 103.9 J·K-1
3.某气体在等温可逆膨胀过程中，服从状态方程pVm=RT+Bp+Cp2，其可逆功的表示式为 。[答]W?V2V12?p12) pdVm= -RT ln(p2/p1) + (c/2)(p24.如图。两条等温线的温度分别为Ta，Tb。1mol理想气体经过路径1231的W?I与经过路径
4564的WII大小关系是 WI =WII 。
5.某理想气体，等温(25℃)可逆地从1.5 dm3膨胀到10 dm3时，吸热9414.5 J，则此气体的物质的量为 2 摩尔。
6.从统计热力学观点看，功的微观本质是 _________________________________ 。
3
热的微观本质是 _________________________________ 。
7.氢气可看作理想气体，设 H2为刚性分子，电子处于基态，其CV, m = __ 5/2R __ ，
Cp, m = ___7/2R __ ，以气体常数R表示。
8.在一绝热刚性容器中进行某一化学反应，该系统的内能变化为 _0__ ，焓变化为 ____p2V2-p1V1 __ 。
9.已知反应2 H2(g) + O2(g)??mol-1，则 H2(g)?2 H2O(l)在298 K时恒容反应热QV =-564 kJ·在298 K时标准摩尔燃烧焓ΔcH$mol-1。 m= ____285.7 ___kJ·
三、计算题
1.将两种不同气体分别装在同一气缸的两个气室内。两气室之间有隔板隔开。左气室中气体的状态为：V1=2 m3，T1=273 K，p1=101.3 kPa；右气室中气体的状态为：V2=3 m3，T2=303 K，p2=3×101.3 kPa。现将隔板抽掉，使两气体混合。若以整个气缸中的气体为系统的话，则此过程中做功W为多少?传热Q为多少?内能改变量ΔU为多少? (整个气缸是绝热的) 2.(1) 体积功的积分表达式应如何准确表达? [答] ⑴ WV =(2) 什么条件下可写成 WV =
?V2V1p外dV
?V2V1pdV ？ ⑵ 可逆变化途径中
3.二氧化碳的标准摩尔生成焓与温度的函数关系如下：
-425-1
ΔfH$mol-1 m(T)= {-391 120 - 2.523T/K - 2.824×10(T/K)- 4.188×10(T/K) } J·
试求该反应的ΔCp与温度的函数关系
$[答] ?Cp,m?(??fHm/?T)p ={-2.523-5.648×10-4 (T/K)+4.188×105 (T/K)-2} J·K-1·mol-1 4.已知氢的Cp, m={29.07-0.836×10-3(T/K)+20.1×10-7(T/K)2} J·K-1·mol-1，
(1) 求恒压下1 mol 氢的温度从 300 K 上升到 1000 K 时需要多少热量？ (2) 若在恒容下需要多少热量？ (3) 求在这个温度范围内氢的平均恒压摩尔热容。 [答] (1) Qp??H?
?T2T1mol-1 (2) QV =ΔU=ΔH-RΔT=14 800 J·mol-1 Cp,mdT=20 620 J·
(3) Cp,m=ΔH/(T2-T1)=29.45 J·K-1·mol-1
5.设一礼堂容积为10000 m3,室温为10℃,压力为p?。今欲将温度升至20℃,需供给多少热量(空气平均摩尔质量29 g·mol,Cp, m=29.3 J·K·mol)。Q?-1
-1
-1
?T2T1(pV/R)Cp,mdlnT=1.24×105 kJ
6.在一绝热保温瓶中，将100g 0°C的冰和100g 50°C的水混合在一起，最后平衡时温度为多少？其中有多少克水？（冰的熔化热Δ
$fusHm=333.46 J·g-1，水的平均比热Cp=4.184 J·K-1·g-1。）
[答] 设平衡时温度为T，有x克冰变为水
100 g 0 °C冰溶化成水需Q1=33 346 J；100 g 50 °C水变为0 °C水需Q2=-20 902 J 由于Q1 > Q2，最后温度只能是0 °C（冰水混合物） x?33346.?100?50?4184. 得x=62.736 故最后水的质量为(100+62.736)g=162.736 g
7.1mol单原子分子理想气体，始态为202 650 Pa，11.2 dm3，经 pT=常数的可逆过程压缩到
终态为 405 300 Pa，求：(1) 终态的体积和温度；(2) ΔU和ΔH； (3) 所作的功。 [答] (1) T1=p1V1/(nR)=273 K, T2=p1T1/p2=136.5 K V2=nRT2/p2=2.8 dm3
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