1、第1章 熱力學第一定律(一) 填空題1. 在一絕熱容器中盛有水，將一電阻絲浸入其中，接上電源一段時間（見下左圖）當選擇不同系統時,討論Q和W的值大于零、小于零還是等于零。 系統電源電阻絲水電源+電阻絲水+ 電阻絲水+電阻絲+電源QWDU參考答案系統電源電阻絲水電源+電阻絲水+ 電阻絲水+電阻絲+電源Q=<><=W<>=>=DU<>><>=2. 298K時，反應CH3CHO(g) = CH4(g) + CO(g)的反應熱 DrHm0 = -16.74kJ×mol-1，若反應恒壓的熱容DrCp,m= 16.74 J

2、5;mol-1×K-1，則在溫度為時，反應熱將為零。（設：DrCp,m與溫度無關）。3. 對理想氣體的純PVT變化，公式dU=nCV,mdT適用于 過程；而真實氣體的純PVT變化，公式dU=nCV,mdT適用于 過程。4. 物理量Q、W、U、H、V、T、p屬于狀態函數的有 ；屬于途徑函數的有 。狀態函數中屬于強度性質的 ；屬于容量性質的有 。5. 已知反應 C(S)+O2®CO2 DrHm 00 若該反應在恒容、絕熱條件下進行，則U 于零、T 于零、H 于零；若該反應在恒容、恒溫條件下進行,則U 于零、T 于零、H 于零。（O2、CO2可按理想氣體處理）等， 大 ，大， 小

3、 ， 等 ， 小6.7. 理想氣體絕熱向真空膨脹過程，下列變量T、V、P、W、Q、U、H中等于零的 有： 。8. 1mol理想氣體從相同的始態(p1、T1、V1)，分別經過絕熱可逆膨脹至終態(p2、T2、V2)和經絕熱不可逆膨脹至終態()則(填大于、小于或等于)。9. 某化學在恒壓、絕熱只做膨脹功的條件下進行，系統溫度由T1升高至T2，則此過程H 零，如果這一反應在恒溫（T1）恒壓和只做膨脹功的條件下進行，則其H < 于零。10范德華氣體在壓力不太大時，有且定壓摩爾熱容為CP,m、則此氣體的焦湯系數J-T = ，此氣體節流膨脹后H 0。11 1mol單原子理想氣體（CV,m=1.5R）經

4、一不可逆變化，H =831.4J，則溫度變化為T = ，內能變化為U = 。12. 已知298K時H20(l)、H20(g)和C02(g)的標準摩爾生成焓分別為-285.83、 241.82和-393.51kJ×mol-1，那么C(石墨)、H2 (g)、02(g)、H20(l)、H20(g)和C02(g)的標準摩爾燃燒焓分別為 。 13.某理想氣體反應 2A+BA2B，對nA:nB=2:1的混合氣體在某溫度下有4molA氣體、molB氣體反應，生成mol A2B氣體，對應的反應進度x為 。141mol理想氣體經恒壓加熱溫度升高1，則該過程的功為W= 。15 1mol理想氣體經恒溫膨脹

5、、恒容加熱和恒壓冷卻三步完成一個循環回到始態，此過程氣體吸熱20.0Kj。則U = ，H = ，W = 。參考答案：1.系統電源電阻絲水電源+電阻絲水+ 電阻絲水+電阻絲+電源Q=<><=W<>=>=DU<>><>=2. 1298K 3. 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. < 9 =10400K 498.8J11-393.51 KJ×mol-1、-285.83 KJ×

6、mol-1、 0、0、-44.01 KJ×mol-1、0 122 2 213-8.314J140 0 -20.0kJ（二） 選擇題1、 某化學反應在恒容、絕熱、無其它功的條件下進行，體系的溫度由T1升至T2，此過程系統內能的變化U（ ）；若這一反應在恒溫T1、恒容、無其它功的條件下進行，系統內能的變化U（ ）。A大于零 B.等于零C.小于零 D.不能確定2、 封閉系統經任意循環過程，則：AQ=0 BW=0CQ+W=0 D以上均不對3、 水在可逆相變過程中：AU=0 H=0 Bp=0 T=0CU=0 T=0 D以上均不對4、 氣體經節流膨脹過程：AQ>0 H=0 p<0 B

7、Q=0 H=0 p<0 CQ=0 H>0 p<0 DQ=0 H=0 p>05、 若要通過節流膨脹達到制冷的目的，則焦耳湯姆生系數為：A BC D與J-T取值無關6、 由于H=U+Pv，系統發生變化時H=U+(pV)，式中(pV)的意思是：A(pV)=pV B(pV)=p2V2- p1V1C(pV)= pV-Vp D(pV)= pV+Vp d表示微分關系，因為H、U、p、V等為系統的狀態函數，具有全微分性質，所以dH=dU+d(pV)=dU+pdV+Vdp正確，但是表示的宏觀可見的該變量，必須用微分式積分，不能簡單的只是將d化為三角。所以H=U+(pV)=U+pV+Vp中

8、H=U+(pV)正確，H=U+pV+Vp不正確。事實上應該是H=U+pdV+Vdp，如果變化過程等壓，那dp=0，上式化為H=U+pdV=U+pV；如果過程等容，那dV=0，上式化為，H=U+Vdp=U+Vp，這兩個式子在特定條件下是正確的。但H=U+pV+Vp不正確，實際上如果p、V同時變化，這個式子也沒法使用。7對理想氣體下列公式中不正確的是：A BC D以上都不對8. 公式H=QP的條件是 A不做非體積功的恒壓過程 B恒外壓過程 C外壓等于體系壓力的可逆過程 D恒溫恒壓的化學變化過程92C（墨）+O2（g）2CO(g)的反應熱rHm0等于 AcHm0（石墨） B2 fHm0（CO） C2

9、cHm0（石墨） DfHm0 (CO)10. 對理想氣體，正確的是 A B C D11某理想氣體從同一始態出發分別經（1）絕熱可逆壓縮；（2）絕熱不可逆壓縮達到同一終態溫度T2，則過程的功：A BC D12始態完全相同的一個理想氣體系統和一個范德華氣體系統，分別進行絕熱恒外壓膨脹，當膨脹了相同體積之后，下述哪一種說法正確。 A范德華總體的內能減少量比理想氣體多；B范德華總體的終態溫度比理想氣體低；P97C范德華總體的所做的功比理想氣體少；D理想氣體的內能減少量比范德華氣體多。13對狀態函數的描述，哪一點是不確切的？ A它是狀態的單值函數，狀態一定它就有唯一確定的值；B狀態函數的改變值只取決于過

10、程的始終態，與過程進行的途徑無關；C狀態函數的組合仍然是狀態函數；D熱力學中很多狀態函數的絕對值不能測定，但其變化值卻可以直接或間接測定的。CBA14理想氣體經歷如圖所示ABCA的循環過程。AB為恒溫可逆過程，BC為恒壓過程，CA為絕熱可逆過程。對于其中BC過程的BCU，當用圖上陰影面積來表示時對應的圖為： A B C D15某液態混合物由狀態A變化到狀態B，經歷兩條不同的途徑，其熱、功、內能變化、焓變化分別為Q1、W1、u1、H1和Q2、W2、u2、H2則：A BCD 參考答案： 1B、C 2C 3B 4B 5B 6B 7D 8A9B 10C 11C 12B 13C 14C 15D 三、討論

11、習題1. 100,50.663kPa的水蒸氣100dm3,等溫可逆壓縮至101.325kPa，并在101.325kPa下繼續壓縮至10dm3為止，(1)試計算此過程的Q，W，U，H。已知100，101.325kPa,水的蒸發熱4.06´104J.mol-1（2） 若使終態物系恒溫100，反抗50.663kPa外壓，使其恢復到始態，求此過程中的Q，W，U，H。（3） 若使終態物系恒溫100向真空蒸發，并使其恢復至始態，求Q，W，U，H。解：等溫可逆壓縮可逆相變100101.325kPa10dm3n2(g)T1=300KP1=300KPa100101.325kPaV2n1(g)T1=30

12、0KP1=300KPa10050.663kPa100dm3n1(g)T1=300KP1=300KPa(1) U1 H1 U2 H2 U10，H10第一步T,n不變，對理想氣體： 第二步是相變過程，冷凝成水的物質的量為:H2=-1.306´4.06´104J=-5.302´104JQ2=H2=-5.302´104JW2=-p2V=-101.325´(10-50)J=40´101.325J=4052JU2=Q2+W2=-53020+4052J=-48968J所以得：U=U1+U2=-48968JH=H1+H2=-53020JQ=Q1+Q2

13、=(-3511-53020)J=-56531JW=（3511+4052）J=7563J（2）解：此過程的始態與終態正好是（1）問中的始態與終態的顛倒，所以：U=(U1-U3)=-(U3-U1)=48968JH=(H1-H3)=-(H3-H1)=53020JW-p外V=-50.663 (100-10)J=-4559JQ=U-W=(48968+4559)J=53527 J(3) 解：此過程的始態、終態與（2）問相同U=48968 JH=53020 JW=-p外V=0 J Q=DU=48968 J2. 64g O2在101.325kPa,25時，絕熱膨脹至50.663kPa，計算Q，W，U，H，已知

14、：雙原子分子Cp,m=3.5R,Cv,m=2.5R。(1) 若此過程可逆地進行；(2) 若此過程是反抗恒定的50.663kPa外壓的絕熱膨脹。解：絕熱64g,O2 50.66kPaT264g,O2 101.325kPa25T1=300KP1=300KPa（1）絕熱可逆進行：Q0 U=nCv(T2-T1)=J =-2226 JW=-2226JH=U+(pV)=U+nRT=-2226+2´8.314´(244.59-298.15)J =-3117J(2)絕熱不可逆膨脹： Q0UWnCv(T2-T1)=-p外(V2-V1)=-p外()n´R(T2-T1)=-p外(V2-V1)=-p外()(T2-T1)= -p外()(T2-298.15K)=-0.5´()T2=255.56KU=nCv(T2-T1)=2´´8.314´(255.56-298.15)J=-1770 JW=-1770 JH=U+(pV)= U+nRT=-1770+2´8.314´(255.56-298.15)J =-1770+2´8.314´(255.56-298.15)J =-2479 J此題結論：絕熱可逆過