第一章__热力学第一定律及热化学

第一章 热力学第一定律及热化学

一．判断题：正确划(√)，错误划(×)

( ) 1．凡是系统的温度升高时，就一定吸热，而温度不变时，则系统既不吸热，

也不放热。

( ) 2．对于一定量的气体，温度一定，热力学能就一定。

( ) 3．状态一定，焓值就一定，状态变化了，焓也一定变。

( ) 4．W = (p 2V 2 – p 1V 1)/(γ- 1)，此公式是在绝热可逆条件下推出的，所以此公

式只能在绝热条件下使用。

( ) 5．ΔH = ΔU + Δ(pV )适用于封闭体系中任何过程的ΔH 的计算。

( ) 6．1摩尔乙醇在定温下变为蒸气，假定为理想气体，因该过程温度未变，

故ΔU = 0，ΔH = 0。

( ) 7．因为定压热容大于定容热容，所以化学反应的定压热效应必定大于化学

反应的定容热效应。

( ) 8．标准状态下，反应：CH

2OH(g)＋O 2 (g)

CO 2(g)＋2H 2O(g) r m H θ? =-393kJ ·mol -1，此r m H θ?值就是甲醇的燃烧热。

( ) 9．标准状况下，C(金刚石)＋O 2→CO 2(g)的反应热，既是金刚石的燃烧热，

也是的CO 2生成热。

( ) 10．在标准压力和298K 下，某电池反应放出的热量为350kJ ·mol -1，则该

反应的ΔH （298）=-350 kJ ·mol -1。

( ) 11．化学反应的反应进度的单位是mol ，其值与反应方程式的写法有关。

( ) 12．对于某化学反应，若已知反应的ΔC p >0，则反应的ΔH 随温度升高而

减少。

( ) 13．对含有放射性物质蜕变反应的热效应，不能用下列公式计算： r m H θ?=[(Σνf m H θ?)p －(Σνf m H θ?)r ]，(下角标p 表示产物，r 表示反应物)。

( ) 14．1mol 单原子理想气体(C v ·m = 3R/2)，温度从300K 绝热压缩到500K ，

则其焓变ΔH 为500R 。

( )15．对于反应 3H 2(g)＋N 2(g) → 2NH 3(g)，当其中N 2因反应消耗了0.3 mol

时，反应进度ξ(mol)为0.3。

二、选择题：

( ) 1．H 2和Cl 2在绝热刚性容器中生成HCl(g)，则状态函数改变值为零的是：

(A)ΔT (B)ΔC

(C)ΔU(D)ΔH

( ) 2．在25℃、101325Pa时，下列反应分别于烧杯中和在原电池中对外放电来实现，并分别称为途径a和b，过程的热及焓变分别用Q和ΔH表示

则以下结论能成立的是

(A) ΔH a =ΔH b(B) Q a = Q b

(C) ΔH b = Q b(D)ΔH a〈Q a

( ) 3．理想气体由压力为101325Pa受恒外压102325Pa绝热压缩至平衡终态，则

(A) Q = 0，W = 0，ΔU >0，ΔH>0

(B) Q = 0，W>0，ΔU >0，ΔH< 0

(C) Q = 0，W> 0，ΔU >0，ΔH >0

(D) Q = 0，W< 0，ΔU< 0，ΔH< 0

( ) 4．已知反应B→A和B→C所对应的等压反应热分别为ΔH2和ΔH3，则反应A→C的ΔH1为

(A) ΔH1 = ΔH2 + ΔH3

(B) ΔH1 = ΔH2 - ΔH3

(C) ΔH1 = ΔH3 –ΔH2

(D) ΔH1 = -ΔH2 - ΔH3

( ) 5．有一真空绝热瓶子，通过阀门和大气相隔，当阀门打开时，大气(视为理想气体)进入瓶内，此时瓶内气体温度将

(A)升高(B)降低(C)不变(D)不确定

( ) 6．公式ΔH = Q p适用于下列过程中的

(A) 理想气体从101.325Kpa反抗恒定外压10.1325Kpa膨胀

(B) 273K、101.325KPa下，冰融化成水

(C) 298K、101.325KPa下，电解CuSO4水溶液

(D) 气体从状态Ⅰ等温可逆变化到状态Ⅱ

( ) 7．实际气体经节流膨胀后

(A) Q = 0，ΔH= 0，Δp>0

(B) Q = 0，ΔH= 0，ΔT<0

(C) Q = 0，ΔH<0，Δp<0

(D) Q = 0，ΔH= 0，Δp<0

( ) 8．范氏气体经Joule 实验后(绝热向真空膨胀)气体的温度将

(A)上升 (B)下降 (C)不变 (D)不确定

( ) 9．1mol, 373 K, θp 下的水经下列两个不同过程，到373 K, θp 下的水汽(1)

定温可逆蒸发 (2)真空蒸发。这两个过程中功和热的关系为(比较绝对值大小)

(A) W 1 >W 2 Q 1 >Q 2

(B) W 1< W 2 Q 1

(C) W 1 = W 2 Q 1 = Q 2

(D) W 1>W 2 Q 1< Q 2

( ) 10．1mol 液态苯在298K 时置于弹式量热计中完全燃烧，生成水和CO 2气

体，同时放热3264 kJ ·mol -1，则其定压燃烧焓为

(A) 3268 kJ ·mol -1 (B) -3265 kJ ·mol -1

(C) 3264 kJ ·mol -1 (D) -3268 kJ ·mol -1

三、简答题：

1．1 mol 单原子理想气体始态为273 K 、θp ，经下列过程

(a) 定容升温1K (b) 定温压缩至体积缩减一半

(c) 定压升温10K (d) 绝热可逆压缩至体积减一半

上述四个过程哪一个终态压力最大？哪一个终态压力最小？哪一个终态温度最高？哪一个最低？

2．理想气体从相同始态分别绝热可逆膨胀和绝热不可逆膨胀到达相同的终态压力，则两者终态温度、体积及过程的焓变相同吗？

3．请证明对于理想气体m ()V p p C U

V R ???=?。

4．1 mol 单原子理想气体，从273 K 、2×θp 经pT =常数的可逆途径压缩至压力增加1倍的终态，则该过程的ΔU 为多少？

5．298 K 、θp 条件下的化学反应Zn(s) + H 2SO 4(aq)→ ZnSO 4(aq) + H 2(g)放热177.9 kJ ，则过程的ΔH 、ΔU 、W 、Q 为多少？

6．理想气体自由膨胀过程中，先进入真空容器的气体会对剩下的气体产生压力，而且随着进入容器的气体量增大，压力将增大，剩下气体膨胀反抗的压力会更大，为什么理想气体自由膨胀的体积功还是零。

7．对于理想气体，δQ 可写成下式 δQ = C V d T + )(V nRT

d V ，其中C V 只是

T 的函数，试证明δQ 不是全微分，而T Q

δ是全微分。

四．计算题

1．2 mol 双原子理想气体，始态为300 K ，101.325 kPa ，经下列各过程后压力降为原来一半，试求算各过程所做的功：

(1) 向等体积的真空膨胀

(2) 反抗恒外压0.5101.325 kPa ?定温膨胀

(3) 定温可逆膨胀

(4) 绝热可逆膨胀

(5) 绝热对抗恒外压0.5101.325 kPa ?膨胀

(6) 沿着0.5pV =常数的可逆多方过程

2. 1 mol 水在373 K , 101325 Pa 下全部蒸发为水蒸气，求该过程的,,,W Q U H ??。已知水的汽化热为-140.7 kJ m ol ?。(2)若1 mol 水在373 K , 101325 Pa 下向真空蒸发，成为同温、同压的水蒸气，结果如何？(水蒸气可视为理想气体)。

3． 已知298 K ，101.3 kPa 时，液态丙烯腈(CH 2=CH-CN)，石墨和H 2(g)的c m

H θ?分别为-1756.9，-392.9，-285.5 kJ ·mol -1，气态氰化氢和乙炔的f m H θ?分别为

129.6及226.6 kJ ·mol -1，在101.3 kPa 下，液态丙烯腈的沸点为351.7 K 。298 K 时其蒸发热为32.8 kJ ·mol -1，求298 K 及101.3 kPa 下反应C 2H 2(g) + HCN(g)

→CH 2=CH-CN(g)的θm r H ?。