《热力学第一定律》练习题1Word版
二、填空题
1. 封闭系统由某一始态出发，经历一循环过程，此过程的_____U ?=；_____H ?=；Q 与W 的关系是______________________，但Q 与W 的数值________________________，因为_________________________。
2. 状态函数在数学上的主要特征是________________________________。
3. 系统的宏观性质可分为___________________________________，凡与系统物质的量成正比的物理量均称为___________________________。
4. 在300K 的常压下，2mol 的某固体物质完全升华过程的体积功_________e
W =。
5. 某化学反应：A(l) + 0.5B(g) → C(g)在500K 恒容条件下进行，反应进度为1mol 时放热10kJ ，若反应在同样温度恒容条件下进行，反应进度为1mol 时放热_____________________。
6. 已知水在100℃的摩尔蒸发焓40.668ap m H ν?=kJ·mol -1
，1mol 水蒸气在100℃、101.325kPa 条件下凝结为液体水，此过程的_______Q
=；_____W =；_____U ?=；_____H ?=。
7. 一定量单原子理想气体经历某过程的()20pV ?=kJ ，则此过程的_____U ?=；_____H ?=。 8. 一定量理想气体，恒压下体积工随温度的变化率____________e p
W T δ?
?
= ????。 9. 封闭系统过程的H U ?=?的条件：(1) 对于理想气体单纯pVT 变化过程，其条件是_____________________；(2)对于有理想气体参加的化学反应，其条件是______________________________________。
10. 压力恒定为100kPa 下的一定量单原子理想气体，其_____________p
H V ???= ?
???kPa 。
11. 体积恒定为2dm 3
的一定量双原子理想气体，其_______________V
U p ???= ????m 3
。 12. 化学反应的标准摩尔反应焓随温度的变化率θ
r m
d _______d H T
?=；
在一定的温度范围内标准摩尔反应焓与温度无关的条件是__________________。
13. 系统内部及系统与环境之间，在____________________________________过程中，称为可逆过程。 14. 在一个体积恒定为2m 3
，'0W
=的绝热反应器中，
发生某化学反应使系统温度升高1200℃，压力增加300kPa ，此过程的_____U ?=；_____H ?=。
15. 在一定温度下,c f m
m H H θ
θ?=?石墨
______________；2,()c m H g f m H H θθ
?=?_____________。
16. 在25℃时乙烷C 2H 6(g)的c m c m H U θθ
?-?=______________________。
17. 要确定甲烷燃烧能达到的最高火焰温度，所需要的热力学基础数据是__________________________________。 18. 一定量理想气体经节流膨胀过程，______J T
μ-=；_____H ?=；_____U ?=；流动功_____W =。
三、单项选择题
1. 一定量的某种气体，在确定该系统的状态时，只需要说明系统的【 】。
A.
p B. V C. ,T U D. ,T p
2. 在一定压力和一定温度范围内，液体的摩尔蒸发焓随温度的变化率vap m p
H T ???? ????【 】
。 A. > 0 B. < 0 C. = 0 D. 无法确定
3. 一定量的某种理想气体从同一始态111,
,T p V 出发，经绝热可逆过程膨胀至222,,T p V ，和反抗恒外压2p 绝
热膨胀至'
'
22,T V ，则'
2T 【 】2T ，在数值上IR W 【 】R W 。
A. >, >
B. <, >
C. >, <
D. <, <
4. 某液体物质在恒温恒压下蒸发为蒸气，过程的U ?【 】。
A. > 0
B. = 0
C. < 0
D. 无法确定
5. 真实气体经历自由膨胀过程，系统的U ?【 】，系统的温度变化T ?【 】。
A. = 0，= 0
B. ≠0， = 0
C. = 0， ≠ 0
D. ≠0， ≠0
6. 甲烷燃烧反应：CH 4(g) + 2O 2(g)
CO 2(g) + 2H 2O(l)，在以下不同条件下进行（气相视为理想气体）：
(1) 25℃，常压条件下反应，其过程的Q 【 】；W 【 】；U ?【 】；H ?【 】。
(2) 25℃，恒容条件下反应，其过程的Q 【 】；W 【 】；U ?【 】；H ?【 】。
(3) 在绝热密闭刚性容器中反应，终态温度升高，压力增大，其过程的U ?【 】；H ?【 】。 (4) 在绝热恒压条件下反应，终态温度升高，体积增大，其过程的W 【 】；U ?【 】；H ?【 】。 7. 在一保温良好、门窗紧闭的房间内，若将电冰箱门打开，不断向冰箱供给电能，室内的温度将【 】。
A. 逐渐降低
B. 逐渐升高
C. 不变
D. 无法确定
8. 在一体积恒定的绝热箱中有一绝热隔板，其两侧放有,,
n T p 皆不相同的N 2
(g)，N 2
(g)可视为理想气体，今抽
去隔板，则此过程的U ?【 】；H ?【 】。
A. > 0
B. = 0
C. < 0
D. 无法确定
9. 下列各摩尔反应焓中，属于摩尔生成焓的是【 】。
A. 2H 2(g) + O 2(g) 2H 2O(g)
B. CO(g) +1/2O 2(g) CO 2(g)
C. H 2(g) + 1/2O 2(g) H 2O(l)
D. 4C(石墨） + 3H 2(g) C 2H 2(g) + C 2H 4(g)
10. 已知25℃时，金刚石的标准摩尔生成焓 1.90f m H θ?=kJ·mol -1
，石墨的标准摩尔燃烧焓
393.51c m H θ
?=-kJ·mol -1
，则金刚石的标准摩尔燃烧焓c m H θ?=【 】
。 A. －391.61k J·mol -1 B. －393.51kJ·mol -1 C. －395.41kJ·mol -1
D. 无法确定 11. 若要通过节流膨胀达到制冷效果，则需要求J T μ-【 】。 A.> 0 B. = 0 C. < 0 D. 无法确定
12. 某状态下的空气经节流膨胀过程的()0pV ?>，J T μ-【 】。
A.> 0
B. = 0
C. < 0
D. 无法确定
二、填空题
1. 在高温热源和低温热源之间的卡诺循环，其热温熵之和Q1/T1+Q2/T2=_____。循环过程的热机效率=___________。
2. 任一不可逆循环过程的热温熵总和，可表示为
不可逆
????
??T Q δ（ ）0.
3. 在绝热密闭刚性容器中发生某一化学反应，此过程的sys S ?（ ）0；amb S ?（ ）0.
4. 某一系统在与环境300K 大热源接触下经历一不可逆循环过程，系统从环境得到10kJ 的功，则系统与环境交换的
热Q=___________;
sys S ?=___________;amb S ?=___________.
5. 下列变化过程中，系统的状态函数改变量G S H U ????,,,何者为零。
(1) 一定量理想气体自由膨胀过程。_________________________________________________。 (2) 一定量真实气体绝热可逆膨胀过程。__________________________________________________。 (3) 一定量水在0℃，101.325kPa 条件下结冰。____________________________________________。 (4) 实际气体节流膨胀过程。____________________________________________________________。
6. 一定量理想气体与300K 大热源接触做等温膨胀，吸热Q=600kJ ，对外所做功为可逆功的40%，则系统的熵变S ?=________。
7. 1mol 过饱和蒸气A(g)在恒温恒压下凝结为A(l)，要计算过程的熵变S ?，首先需要设计___________。
8. 在恒定温度、压力的条件下，比较同样质量的纯铁与碳钢的熵值,)(纯铁S _______。碳钢)(S
9. 热力学第三定律用公式表示为：S m *
___________=____________.
10. 根据热力学基本方程，任一化学反应的dG=-SdT+Vdp 可知，任一化学的
1. r
m r p G ?
???
?????=______________________________； 2.p
m p G ????
?????r =_______________________________； 3.p
m r T V ???
?????=________________________________。
11. 11. 任一化学反应的???
?
???Θ
dT S d m r =__________，
因此在一定温度范围内化学反应的θ
m r S ?不随温度而变化
的条件是_____________________。
12. 一定量理想气体，恒温条件下熵随体积的变化率T
V S ???
????=__________；一定量范德华气体，恒温条件下随体积的变化率T
V S ???
????=______________。 13. 已知25℃时Hg(l)的
510482.1-?=m V 3
m ·
1
-mol ，恒压热膨胀系数
1
41082.11--?=??? ????=
K T V V p
V α。在恒温25℃时，将1molHg(l)由100kPa 加压到1100kPa ，假设此过程汞的体积变化可忽略不计，则此过程的=?S
______________。
14. 乙醇液体在常压、正常沸点温度下蒸发为乙醇蒸气，过程的H ?与S ?的关系是__________________；H ?与
Q
的关系是_____________，计算所需要的热力学基楚数据：________________或者_____________和
___________________。
15. 已知在汞的熔点－38.87℃附近，液体汞的密度小于固体汞的密度，因为此汞的熔点岁外压增大而________，所依据的公式形式为_______________________。
三、单项选择题
1. 在隔离系统中发生的【 】过程，系统的熵变S ?=0。
A. 任何
B. 循环
C. 可逆
D. 无法确定
2. 在25℃时，θ
m f G ?（石墨）【 】，θ
m f G ?（金刚石）【 】。
A. > 0
B. = 0
C. < 0
D. 无法确定
3. 具有相同状态V T n ,,的氧气与氮气，在维持恒温恒容条件下混合，此过程系统的熵变S ?=【 】。
A. 0
B. R ln2
C. -nR ln2
D. 2ln nR
4. 在101.325kPa ，－5℃条件下过冷水结冰，则此过程H ?【 】；S ?【 】；G ?【 】；.amb S ?【 】。
A. > 0
B. = 0
C. < 0
D. 无法确定
5. 在真空密闭的容器中1mol100℃，101.325kPa 的液体水完全蒸发为等温、等压下的水蒸气，此过程的H ?【 】；S ?【 】
；A ?【 】；G ?【 】。 A. > 0 B. = 0 C. < 0 D. 无法确定
6. 封闭系统中，在恒温恒压条件下发生某一化学反应，反应进度1=ξ
mol ，则反应系统的m r S ?=【 】。
A.
T
H m
r ? B.
T
Q m p , C.
T
G H m
r m r ?-? D. 无法确定
7. 在绝热密闭刚性容器中发生某一化学反应，系统终态温度升高，压力增大，则此过程的U ?【 】；H ?【 】；S ?【 】
；amb S ?【 】 A. > 0 B. = 0 C. < 0 D. 无法确定
8. 在一带活塞的绝热气缸中发生某一化学反应，系统终太温度升高，体积增大，则此过程的W 【 】；H ?【 】；S ?【 】；G ?【 】。
A. > 0
B. = 0
C. < 0
D. 无法确定
9. 若已知某化学反应的0,??m p r C ，则该反应的θ
m r S ?随温度升该而【 】。
A. 增大
B. 减小
C. 不变
D. 无法确定
10. 对于理想气体，下列偏微分中，数值小于零的是【 】。
A.p
S H ???
???? B. s
p H ????
???? C. T
p G ????
???? D. T
p S ????
????
11.下列关系式中，适用于理想气体的是【 】。 A. m V C V V T
,-
=???
???? B. m V S
C P V T ,-
=???
????
C. V nR V T S -
=???
???? D. R
V T S
-=???
????
12. 状态方程为
)0(>+=b bp RT pV m 的真实气体和理想气体各1mol ，并军从同一始态111,,V p T 出发，经绝
热可逆膨胀到腥同的2V 时，则两系统的过程U ?(真实气体)（ ）U ?（理想气体）；S ?（真实气体）（ ）S ?（理想气体）。
A. >
B. =
C. <
D. 无法确定
13. 加压的液态氨NH 3(l)通过节流阀而迅速征伐为气态氨NH 3(g)，则此过程的U ?【 】；H ?【 】；S ?【 】。
A. > 0
B. = 0
C. < 0
D. 无法确定
二、填空题
1. 已知二组分溶液中溶剂A 的摩尔质量为A M ，溶质B 的质量摩尔浓度为B b ，则B 的摩尔分数
B X =_______.
2. 在温度T 的理想稀溶液中，若已知溶质B 的质量摩尔浓度为B b ，则B 的化学势B b ,μ=___________；若溶质B 的浓度用
物质的量浓度B c 来表示，则B 的化学势B c ,μ=________；溶剂A 的化学势可表示为A μ______.
3. 在常温真实溶液中，溶质B 的化学势可表示为
??
?
??+=θθ
γμμb b RT B B B B b ln ,，其中B 的标准态为温度T 、压力kPa p p 100==θ下,=θ
b b B
_________,B γ=___________同时又遵循亨利定律的假想态。
4. 恒温恒压下的一切相变化必然朝着化学势_____________的方向自动进行。
5. 298K 时，A 和B 两种气体溶解在某种溶剂中的亨利系数分别为A k 和B k ，且A k >B k 。当气相中两气体的分压B
A P P =时，则在1mol 该溶剂中溶解的A 的物质的量_______
B 的物质的量。
6. 在25℃时，A 和B 两种气体均能溶于水形成稀溶液，且不解离、不缔合。若它们在水中溶解度的亨利系数B c A c k k ,,2=，
且测得两种气体同时在水中溶解达平衡时两者的平衡分压满足B A
P P 2=。则A 和B 在水中的浓度A c 与B c 间的关系为
B
A c c =___________.
7. 在一定的温度与压力下，理想稀溶液中挥发性溶质B 的化学势B μ(溶质)与平衡气相中B 的化学势)(g B μ的关系是
___________；)(g B μ的表达式是)(g B μ=_________________.
8. 在温度T 时，某纯液体的蒸气压为11371Pa 。当0.2mol 不挥发性溶质溶于0.8mol 该液体时，溶液的蒸气压为5333Pa 。假设蒸气为理想气体，则该溶液中溶剂的活度A a =_____
，活度因子
A f =______。
9. 在300K 时，某组成为72.0=B
x 的溶液上方B 的蒸气压是纯B 的饱和蒸气压的60%，则该溶液中B 的B 的活度为_____，
活度因子为_____________。同温度下从此大量溶液中取出1mol 纯B 的(溶液组成可视为不变)，则过程的G ?的变化
为_____________J ·mol -1。
10.在一完全密闭的透明恒温箱中放有两个体积相同的杯子。往A ，B 杯中分别倒入1/3体积的纯水和
蔗糖水溶液，并置于该恒温箱中。假设恒温箱很小，有少量水蒸发时就可达到饱和。那么经足够长时间后，两杯中的现象为：A 杯中___________，B 杯中__________。
三、多项选择题
1. 由水(1)与乙醇(2)组成的二组分溶液，下列各偏导数中不是乙醇化学势的有【 】；不是偏摩尔量的有【 】。
A.1
,,2n p S n H ????
???? B.1
,,2n p T n G ????
???? C.1
,,2n V T n A ???? ???? D.1
,,2n p T n U ???? ????
2. 在某一温度下，由纯A 与纯B 形成理想液态混合物。已知*
*B A p p <，当气液两相平衡，气相组成B y 总是【 】液
相组成B x 。
A. >
B. <
C. =
D. 无法确定 3. 在kPa p K T
0.102,300==的外压下，质量摩尔浓度11002.0-?=kg mol b 的蔗糖水溶液的渗透压为
121002.0,-?=kg mol b II 的KCl 水溶液的渗透压为2II ，则必然存在2II 【 】1II 的关系。
A. >
B. <
C. =
D. 无法确定
4.在101.325kPa 的压力下将蔗糖稀溶液缓慢降温时会析出纯水。相对于纯水而言，加入蔗糖将会出现：蒸气压【 】；沸点【 】；凝固点【 】。
A.升高
B. 降低
C. 不变
D. 无一定变化规律
5.在恒温恒压下，理想液态混合物混合过程的m mix V ?【 】；m mix H ?【 】；m mix S ?【 】；m mix G ?【 】；m mix U ?【 】；m mix A ?【 】。
A. >
B. <
C. =
D. 无法确定
6.在T,P 及组成一定的真实溶液中，溶质的化学势可表示为:B B B a RT ln +=θ
μμ.当采用不同的标准态
(,...,,1θθc c b b x B B B
===)时，上式中的θ
μB 【 】；B a 【 】；B μ【 】。
A.变化
B. 不变
C. 变大
D. 变小
5.2.1 填空题。
1.在T,p 及组成一定的条件下，反应B v B
∑=
0的θm r G ?与反应进度ξ，θK ，m r m r p
S H J
??,,及化学势B μ之
间的定量关系式为θ
m r G ?=________=________=_______=________. 2.温度为T 的某抽空容器中，)(34S HCO NH 发生下列分解反应： )(34S HCO NH = )()()(223g O H g CO g NH ++
反应达到平衡时，气体的总压力为Kpa 60，则此反应的标准平衡常数θ
k =____________. 3.温度为T 的某抽空容器中，反应)(3)(3g B s B =达平衡时总压力为60kPa ，则此反应的标准平衡常数θ
k =________.
4.某反应的
θ
m
r H ?与T 的关系为8314
.0/14.83)/(1-=??-K T mol J H m r θ
，则此反应的
dT K d /ln θ=_______.
5.已知反应)(2)
(2g B g B =的θ
m r G ?与T 的关系为
θm r G ?= RT K
T
RT RK 55)ln(1010
0.83
+-?
则次反应的θ
m r H ?与T 之间的函数关系为θ
m r H ?=_____;θ
m r S ?与T 之间的函数关系为θ
m r S ?=_______；θK ln 与T
之间的函数关系为θK ln
=_______。
若T=1000K ，p=200kPa ，则题给反应的标准平衡常数θ
k 和)(2g B 的平衡转化率α分别θ
k =_______，α=________.
6.在一定的温度范围内，某反应的标准平衡常数的关系为B K T A K +=)//(ln
θ，其中A 和B 的量纲均为一。则此
温度范围内，反应的θ
m r H ?=________，θ
m r S ?=_______,θ
m r G ?=_______,m p r C ,?=_________. 7.已知1000K 时反应： （1）)()(2
1
)(22g CO g O g CO =+
的θ1K =1010659.1?； （2）)(2)()(2g CO g CO s C =+的θ
2K =1.719； 则此温度下反应（3）)()(2
1)(2g CO g O s C =+
的θ3K =________. 8. 298.15K 时，水蒸气的标准摩尔生成吉布斯函数1
2572.228),(-?-=?mol
kJ g O H G m f θ
.在同样温度下，反应
)()(2)(2222g O g H g O H +=的标准平衡常数θk =_________.
9. 在T =600K ，总压p=
5
103?Pa 下，反应
)
(2)()(g C g B g A =+达平衡时，各气体的物质的量之比
1//==C B B A n n n n ,则此反应的
m r G ?=________,θ
m r G ?=________;θk =__________.。
10. 在T= 293.15K ，V=2.4
3
dm 的抽空容器中装有过量的
)
(4s HS NH ，发生分解反应
)()()(234g S H g NH s HS NH +=，平衡压力为kPa 30.45。
（1）此反应θ
k =___________；
（2）平衡时)(3g NH 的物质的量)(31NH n =_________; ( 3) 若向上述平衡系统中通入)(2g N ，使)(2g N 的分压kPa N p 20)(2=；此时系统的总压
p=_______;)(32NH n =______________. 11. 在T=473.15K ，p=200kPa 下，反应)()()(235g Cl g PCl g PCl +=的标准平衡常数θk =0.312，)(5g PCl 的平
衡转化率367
.01
=α。若向上述平衡系统通入0.5mol 的)(2g N （)(2g N 不参加反应），达到新平衡时，)
(5g PCl 的平衡转化率2α=________.。)(3g PCl 的摩尔分数)(3PCl y =________________。
12. 在T=360K 下，反应
)
(2)(2g B g B =在低压下可视为理想气体反应，其
1246
=θK 。若反应在
kPa p 4105.1?=的高压下进行，则应按真实气体处理，已知此时的()
eq
B
vB
eq B
??,0.2=∏为平衡时任一组分B 的逸度因子。则同温度的高压下此反应的标准平衡常数
)(高压θK =_________，)
(2g B 的平衡转化率
α=_________。
5.2.2 单项选择题
1.恒温恒压下化学反应达到平衡时，θ
m r G ?=( ),m r G ?=（ ），B
B
v μ
∑=（ ） 。
A. >0
B.=0
C.<0
D.无法确定
2.某化学反应)(3)()(2g D s B g A =+在一定温度条件下达到平衡，则各物质的化学势之间应满足的关系是（ ）
A. 0)()(2)(=--s g g B A D μμμ
B.0)(2)(3=-g g A D μμ
C. 0)()(2)(3=+-s g g B A D μμμ
D. 0)()(2)(3=--s g g B A D μμμ 3.在T=600K 的温度下，理想气体反应
25
.0),()()()1(1==+θ
K g D g B g A ；则反应
______)()()()2(2=+=θ
K g B g A g D 的;_______),(2)(2)(2)3(3
==+θK g D g B g A . A.0.25 B. 0.0625 C. 4.0 D 0.50
4. 300K 下，某抽空容器中通入A,B 和C 三种理想气体，使
kPa
p p p C B A 100===。已知反应
)()(2)(g C g B g A =+在300K 时的θk =1。则上述条件下，反应（ ）。 A.向左进行； B.向右进行； C.处于平衡状态； D.无法确定。 5.已知下列反应的标准平衡常数与温度的关系为 （1）;43.5)//(3134ln ),(2)()(1-==+K T K g C g B g A θ
（2）;02.6)//(1638ln ),()()(2--==+K T K g B g D g C θ
（3）;)//(ln ),()
()(3B K T A K g C g D g A +==+θ
式中，A 和B 的量纲为一，则A=（ ），B=（ ）。
A. A=4772,B=0.95
B.A=1496，B=-11.45
C.A=-4772，B=-0.95
D.A=-542，B=17.45 。 6.298.15K 时，反应
)
()(4)(222g O s Ag s O Ag +=的
θ
m
r G ?=22.40
1
-?mol kJ ，同样温度下
=?),(2s O Ag G m f θ( );),(s Ag G m f θ
?=（ ）
。 A.11.20,11.20; B.-22.40,0; C.-11.20,11.20; D.-11.20,0。 7.已知300 - 400 K 范围内，某化学反应的标准平衡常数与温度的关系为.365.26)//(7.3444ln -=K T K θ在此
温度内，升高温度θK （ ），θ
m r H ?（ ）。
A.变大，变小；
B.变小，不变；
C.变大，不变；
D.变小变小。 8.在温度T 时，某化学反应的0,0>?
θ
m r m r S H ，则该反应的标准平衡常数θK （ ）1 ，且随温度升高而
（ ）。
A.大于，变小；
B.小于，不变；
C.大于，不变；
D.小于，变大。
9.在T=380K ，总压P=2.00kPa 下，反应)(5256g H C H C = )(3256g H C H C + )(2g H 达到平衡。此时，向反应系统中加入一定量的惰性组分)(2g O H ，则标准平衡常数θ
K （ ），)(5256g H C H C 的平衡转化率α（ ），
)(3256g H C H C 的摩尔分数y()(3256g H C H C )（ ）。
A.增大；
B.减小；
C.不变；
D.无法确定。
10.温度恒定为400K ，在一个带活塞的气缸中存在下列反应：
)()()(g C g B g A =+
平衡时体积为V ，压力为P,C 气体的物质的量为)(0C n 。
（1）在恒温恒压下，向上述平衡系统中通入惰性气体D （g ），使系统的体积变大，达到新的平衡时C(g)的物质的量)(1C n ，则)(0C n （ ）);(1C n
（2）将通入惰性气体后的平衡系统，恒温压缩到原来的体积V ，达到平衡态时C （g ）的物质的量为)
(2C n