第二章-热力学第一定律--题加答案
第二章热力学第一定律练习题及答案
第一章热力学第一定律练习题一、判断题（说法对否）：1.当系统的状态一定时，所有的状态函数都有一定的数值。
当系统的状态发生变化时，所有的状态函数的数值也随之发生变化。
2.在101.325kPa、100℃下有lmol的水和水蒸气共存的系统，该系统的状态完全确定。
3.一定量的理想气体，当热力学能与温度确定之后，则所有的状态函数也完全确定。
4.系统温度升高则一定从环境吸热，系统温度不变就不与环境换热。
5.从同一始态经不同的过程到达同一终态，则Q和W的值一般不同，Q + W的值一般也不相同。
6.因Q P = ΔH，Q V = ΔU，所以Q P与Q V都是状态函数。
7．体积是广度性质的状态函数；在有过剩NaCl(s) 存在的饱和水溶液中，当温度、压力一定时；系统的体积与系统中水和NaCl的总量成正比。
8．封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。
9．在101.325kPa下，1mol l00℃的水恒温蒸发为100℃的水蒸气。
若水蒸气可视为理想气体，那么由于过程等温，所以该过程ΔU = 0。
10.一个系统经历了一个无限小的过程，则此过程是可逆过程。
11．1mol水在l01.325kPa下由25℃升温至120℃，其ΔH= ∑C P,m d T。
12．因焓是温度、压力的函数，即H = f(T,p)，所以在恒温、恒压下发生相变时，由于d T = 0，d p = 0，故可得ΔH = 0。
13．因Q p = ΔH，Q V = ΔU，所以Q p - Q V = ΔH - ΔU = Δ(p V) = -W。
14．卡诺循环是可逆循环，当系统经一个卡诺循环后，不仅系统复原了，环境也会复原。
15．若一个过程中每一步都无限接近平衡态，则此过程一定是可逆过程。
16．(?U/?V)T = 0 的气体一定是理想气体。
17．一定量的理想气体由0℃、200kPa的始态反抗恒定外压(p环= 100kPa) 绝热膨胀达平衡，则末态温度不变。
物理化学第四版 第二章热力学第一定律习题(答案)
p外
(
nRT2 p2
nRT1 ) p1
nCV ,m (T2
T1)
T2 174.8K
U 5.40 kJ, H -9.0 kJ , w 5.40kJ
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例3. 试求下列过程的U和H：
A(蒸气) n = 2mol T1 = 400K p1 = 50.663kPa
A(液体) n = 2mol T2 = 350K p2 = 101.325kPa
⑥ 任何绝热过程
W=ΔU
2020/4/12
4
（ⅱ）热量Q的计算：
QV= ∫nCV,mdT= ΔU Qp = ∫nCp,mdT= ΔH
相变热 Qp = ΔH （定温、定压）
ΔvapHm(T) ΔfusHm(T) …
2020/4/12
5
1.试写出实际气体的范德华方程
。
2.封闭系统的热力学第一定律的数学表达式为
= H + nRT =－79 kJ + 2 8.314 400 103 kJ
2020/4/12
=－72.35 kJ
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例4：求反应CH3COOH(g)
CH4(g)+CO2(g)在
1000K时的标准摩尔反应焓 r H m，已知数据如下表：
物质
CH3COOH(g)
f
H
m
(298K
)
kJ.mol -1
He(g)
n= 4.403mol
T1=273K p1=1.0×106 Pa
V1=0.01m3
(1) Q = 0,可逆
(2) Q = 0 p外= p2
He(e)
n=4.403mol
T2=? P2=1.0×105Pa
第二章-第一定律习题及解答
（1）在空气压力为100 kPa时，体积胀大1dm3；
（2）在空气压力为100 kPa时，膨胀到气体压力也是100 kPa；
（3）等温可逆膨胀到气体压力为100 kPa。
解（1）属于等外压膨胀过程
W1=-p环ΔV=-100kPa×1dm3=-100J
（2）也是等外压膨胀过程
W2=-p环（V2-V1）=-nRT(1-p2/p1)
=-10mol×8.314J·K-1·mol-1×300K(1-100/1000)
=-22448J
（3）等温可逆膨胀过程
W3=-nRTln(p1/p2)
=-10mol×8.314J·K-1·mol-1×300K×ln(1000/100)
=-57431J
4.在291K和pӨ压力下，1mol Zn(s)溶于足量稀盐酸中，置换出1mol H2并放热152kJ。若以Zn和盐酸为体系，求该反应所作的功及体系内能的变化。
解Zn(s)＋2HCl(aq) = ZnCl2(aq)＋H2(g)
W = -pΔV = -p(V2－V1)≈-pV(H2) = -nRT
= -(1mol)×(8.314J·K-1·mol-1)×(291K)
= -2.42kJ
ΔU= Q+W = (-152-2.42)kJ =-154.4kJ
5.在298K时，有2mol N2(g)，始态体积为15dm3，保持温度不变，经下列三个过程膨胀到终态体积为50 dm3，计算各过程的ΔU、ΔH、W和Q的值。设气体为理想气体。
=-5966J，
Q3=-W3=5966J。
7.理想气体等温可逆膨胀，体积从V1胀大到10V1，对外作了41.85kJ的功，体系的起始压力为202.65kPa。
《物理化学》第二章热力学第一定律练习题(含答案)
《物理化学》第二章热力学第一定律练习题(含答案)第二章练习1，填入1，根据系统与环境之间的能量和物质交换，系统可分为，，2，强度性质显示了体系的特征，与物质的量无关。
容量属性体现了系统的特征，它与物质的数量有关，具有性别。
3年，热力学平衡态同时达到四种平衡，即，，，4，系统状态改变称为进程常见的过程有、、、和，5.从统计热力学的观点来看，功的微观本质是热的微观本质6，每种气体的真空膨胀功w = 0.7，在绝热钢瓶内的化学反应△ u = 0.8，焓定义为2.真或假:1。
当系统的状态不变时，所有状态函数都有一定的值(√) 2。
当系统的状态改变时，所有状态函数的值也相应地改变。
(χ) 3。
因为=δH和=δU，所以和都是状态函数(χ)4，密闭系统在恒压过程中吸收的热量等于系统的焓(χ)误差只有当封闭系统不做非膨胀功等压过程δH = QP5且状态被给定时，状态函数才有固定值；在状态函数被确定之后，状态也被确定(√) 6。
热力学过程中的W值由具体过程(√)7和1摩尔理想气体从同一初始状态经过不同的循环路径后返回初始状态决定，其热力学能量保持不变(√) 3。
单一主题1。
系统中的以下几组物理量都是状态函数:(C) A，T，P，V，Q B，M，W，P，H C，T，P，V，N，D，T，P，U，W2，对于内能是系统的单值函数的概念，误解是(C)系统A处于某一状态，某一内能B对应于某一状态，内能只能有一个值，不能有两个以上的值c的状态改变，内部能量也必须随着对应于内部能量值的d而改变。
可以有多种状态3以下语句不具有状态函数的特征:(d)当系统A的状态确定后状态函数值也确定时，状态函数值的变化值只由系统C的恒定状态通过循环过程来确定。
状态函数值是常数。
D态函数的可加性为4。
在下面的描述中正确的是(a)A物体的温度越高，它的内能越大，B物体的温度越高，它包含的热量越多。
当系统温度升高时，一定是它吸收了热量。
当系统温度恒定时，解释它既不吸热也不放热。
第二章 热力学第一定律自测题
第二章热力学第一定律自测题与答案. I选择题1.物质的量为n的纯理想气体，该气体的下列物理量中，其值确定后，其他状态函数方有定值打得是（d）。
（a）p(b)V (c)T,U (d)T,p2.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，此时瓶内气体的温度将（a）。
（a）升高（b）降低(c)不变(d)不确定3.公式∆H=Q p适用于下列过程中的（b）。
（a）理想气体从1013.25 kPa反抗很定的外压101.325 kPa膨胀（b）273 K，1013.25 kPa下冰融化成水（c）298 K，下电解CuSO4水溶液（d）气体从状态I等温可逆变化到状态II4.可逆机的效率为η，冷冻机的冷冻系数为β，则β和η的数值满足（d）。
（a）η<1，β<1 （a）η<1，β<1（a）η<1，β>1 （a）η<1，β可能小于、等于或大于15.对于一定量的理想气体，有可能发生的过程是（a）。
（1）对外做功且放出热量（2）很容绝热升温、无非膨胀功（3）恒压绝热膨胀（4）恒温绝热膨胀（a）（1），（4）（b）（2），（3）（c）（3），（4）（d）（1），（2）6.实际气体经节流膨胀后，(d)。
（a）Q<0,∆H=0,∆p<0（a）Q=0,∆H=0,∆T<0（a）Q=0,∆H<0,∆p<0（a）Q=0,∆H=0,∆p<07.某气体的状态方程为pV m=RT+bp（b为大于零的常数）。
此气体向真空绝热膨胀后的温度将（a）。
（a）升高（b）降低(c)不变(d)不确定8.根据定义：等压膨胀系数1=pVV Tα∂⎛⎫⎪∂⎝⎭，等容压力系数1=Vpp Tβ∂⎛⎫⎪∂⎝⎭，等温压缩系数1=TVV pκ⎛⎫∂⎪∂⎝⎭。
,,αβκ三者间的关系为（d）。
（a）α⋅β=p⋅κ（b）α⋅β⋅κ=1（c）α⋅κ=β/p（d）α=p⋅β⋅κ9.van der waals 气体经Joule实验后（绝热向真空膨胀），气体的温度将（b）。
第二章热力学第一定律__题加的答案解析
第二章热力学第一定律1. 始态为25 °C，200 kPa的5 mol某理想气体，经途径a，b两不同途径到达相同的末态。
途经a先经绝热膨胀到-28.47 °C，100 kPa，步骤的功；再恒容加热到压力200 kPa的末态，步骤的热。
途径b为恒压加热过程。
求途径b的及。
（天大2.5题）解：先确定系统的始、末态对于途径b，其功为根据热力学第一定律2. 2 mol某理想气体，。
由始态100 kPa，50 dm3，先恒容加热使压力增大到200 dm3，再恒压冷却使体积缩小至25 dm3。
求整个过程的。
（天大2.10题）解：过程图示如下由于，则，对有理想气体和只是温度的函数该途径只涉及恒容和恒压过程，因此计算功是方便的根据热力学第一定律3. 单原子理想气体A与双原子理想气体B的混合物共5 mol，摩尔分数，始态温度，压力。
今该混合气体绝热反抗恒外压膨胀到平衡态。
求末态温度及过程的。
（天大2.18题）解：过程图示如下分析：因为是绝热过程，过程热力学能的变化等于系统与环境间以功的形势所交换的能量。
因此，单原子分子，双原子分子由于对理想气体U和H均只是温度的函数，所以4. 1.00mol（单原子分子）理想气体，由10.1kPa、300K按下列两种不同的途径压缩到25.3kPa、300K，试计算并比较两途径的Q、W、ΔU及ΔH。
(1）等压冷却，然后经过等容加热；（2）等容加热，然后经过等压冷却。
解：C p,m=2.5R, C V,m=1.5R（1）10.1kPa、300K 10.1kPa、119.8 25.3kPa、300K0.2470dm30.09858 dm30.09858 dm3Q=Q1+Q2=1.00×2.5R×(119.8-300)+ 1.00×1.5R×(300-119.8)=-3745+2247=-1499(J)W=W1+W2=-10.1×103×(0.09858-0.2470)+0=1499(J)ΔU=Q+W=0ΔH=ΔU+Δ(pV)=0+25.3×0.09858-10.1×0.2470=0（2）10.1kPa、300K 25.3kPa、751.6 25.3kPa、300K0.2470dm30.2470dm30.09858 dm3Q=Q1+Q2=1.00×1.5R×(751.6-300)+ 1.00×2.5R×(300-751.6)=5632-9387=-3755(J)W=W1+W2=0-25.3×103×(0.09858-0.2470) =3755(J)ΔU=Q+W=0ΔH=ΔU+Δ(pV)=0+25.3×0.09858-10.1×0.2470=0计算结果表明，Q、W与途径有关，而ΔU、ΔH与途径无关。
(完整版)第二章热力学第一定律习题
第二章热力学第一定律选择题1. 热力学第一定律厶U=Q+W只适用于(A) 单纯状态变化(B) 相变化(C) 化学变化(D) 封闭物系的任何变化答案：D2. 关于热和功, 下面的说法中, 不正确的是(A) 功和热只出现于系统状态变化的过程中, 只存在于系统和环境间的界面上(B) 只有在封闭系统发生的过程中, 功和热才有明确的意义(C) 功和热不是能量, 而是能量传递的两种形式, 可称之为被交换的能量(D) 在封闭系统中发生的过程中, 如果内能不变, 则功和热对系统的影响必互相抵消答案：B3. 关于焓的性质, 下列说法中正确的是(A) 焓是系统内含的热能, 所以常称它为热焓(B) 焓是能量, 它遵守热力学第一定律(C) 系统的焓值等于内能加体积功(D) 焓的增量只与系统的始末态有关答案：D。
因焓是状态函数。
4. 涉及焓的下列说法中正确的是(A) 单质的焓值均等于零(B) 在等温过程中焓变为零(C) 在绝热可逆过程中焓变为零(D) 化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化答案：D。
因为焓变厶HM U+A (pV)，可以看出若△ (pV) V 0则厶H VA Uo5. 下列哪个封闭体系的内能和焓仅是温度的函数(A) 理想溶液(B) 稀溶液(C) 所有气体(D) 理想气体答案：D6. 与物质的生成热有关的下列表述中不正确的是(A) 标准状态下单质的生成热都规定为零(B) 化合物的生成热一定不为零(C) 很多物质的生成热都不能用实验直接测量(D) 通常所使用的物质的标准生成热数据实际上都是相对值答案：A。
按规定，标准态下最稳定单质的生成热为零。
7. dU=CvdT及dUm=Cv,md■适用的条件完整地说应当是(A) 等容过程(B) 无化学反应和相变的等容过程(C) 组成不变的均相系统的等容过程(D) 无化学反应和相变且不做非体积功的任何等容过程及无反应和相变而且系统内能只与温度有关的非等容过程答案：D8．下列过程中, 系统内能变化不为零的是(A) 不可逆循环过程(B) 可逆循环过程(C) 两种理想气体的混合过程(D) 纯液体的真空蒸发过程答案：0因液体分子与气体分子之间的相互作用力是不同的故内能不同。
（完整版）《物理化学》第二章热力学第一定律练习题（含答案）
（完整版）《物理化学》第⼆章热⼒学第⼀定律练习题（含答案）第⼆章练习题⼀、填空题1、根据体系和环境之间能量和物质的交换情况，可将体系分成、、。
2、强度性质表现体系的特征，与物质的数量⽆关。
容量性质表现体系的特征，与物质的数量有关，具有性。
3、热⼒学平衡状态同时达到四种平衡，分别是、、、。
4、体系状态发⽣变化的称为过程。
常见的过程有、、、、。
5、从统计热⼒学观点看，功的微观本质是，热的微观本质是。
6、⽓体各真空膨胀膨胀功W= 07、在绝热钢瓶中化学反应△U= 08、焓的定义式为。
⼆、判断题（说法对否）：1、当体系的状态⼀定时，所有的状态函数都有⼀定的数值。
（√）2、当体系的状态发⽣变化时，所有的状态函数的数值也随之发⽣变化。
（χ）3．因= ΔH， = ΔU，所以与都是状态函数。
（χ）4、封闭系统在压⼒恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。
（χ）错。
只有封闭系统不做⾮膨胀功等压过程ΔH=Q P5、状态给定后，状态函数就有定值；状态函数确定后，状态也就确定了。
（√）6、热⼒学过程中W的值应由具体过程决定( √ )7、1mol理想⽓体从同⼀始态经过不同的循环途径后回到初始状态，其热⼒学能不变。
( √ )三、单选题1、体系的下列各组物理量中都是状态函数的是（ C ）A 、T、P、V、QB 、m、W、P、HC、T、P、V、n、D、T、P、U、W2、对于内能是体系的单值函数概念，错误理解是（ C ）A体系处于⼀定的状态，具有⼀定的内能B对应于某⼀状态，内能只能有⼀数值不能有两个以上的数值C状态发⽣变化，内能也⼀定跟着变化D对应于⼀个内能值，可以有多个状态3下列叙述中不具有状态函数特征的是（D ）A体系状态确定后，状态函数的值也确定B体系变化时，状态函数的改变值只由体系的始终态决定C经循环过程，状态函数的值不变D状态函数均有加和性4、下列叙述中正确的是（ A ）A物体温度越⾼，说明其内能越⼤B物体温度越⾼，说明其所含热量越多C凡体系温度升⾼，就肯定是它吸收了热D凡体系温度不变，说明它既不吸热也不放热5、下列哪⼀种说法错误（ D ）A焓是定义的⼀种具有能量量纲的热⼒学量B只有在某些特定条件下，焓变△H才与体系吸热相等C焓是状态函数D焓是体系能与环境能进⾏热交换的能量6、热⼒学第⼀定律仅适⽤于什么途径（A）A同⼀过程的任何途径B同⼀过程的可逆途径C同⼀过程的不可逆途径D不同过程的任何途径7. 如图，将CuSO4⽔溶液置于绝热箱中,插⼊两个铜电极，以蓄电池为电源进⾏电解，可以看作封闭系统的是（A）(A) 绝热箱中所有物质； (B) 两个铜电极；(C) 蓄电池和铜电极；(D) CuSO4⽔溶液。
第二章 热力学第一定律
第二章热力学第一定律思考题1设有一电炉丝浸于水中,接上电源,通过电流一段时间.如果按下列几种情况作为系统，试问ΔU，Q，W为正为负还是为零?(1）以电炉丝为系统；（2）以电炉丝和水为系统;（3）以电炉丝、水、电源及其它一切有影响的部分为系统。
2设有一装置如图所示,（1）将隔板抽去以后，以空气为系统时，ΔU,Q，W为正为负还是为零？(2）如右方小室亦有空气，不过压力较左方小，将隔板抽去以后，以所有空气为系统时，ΔU，Q，W为正为负还是为零？作业题1 （1）如果一系统从环境接受了160J的功，内能增加了200J，试问系统将吸收或是放出多少热？(2)一系统在膨胀过程中，对环境做了10 540J的功，同时吸收了27 110J的热，试问系统的内能变化为若干？[答案：（1）吸收40J；（2) 16 570J］2在一礼堂中有950人在开会，每个人平均每小时向周围散发出4．2xl05J的热量,如果以礼堂中的空气和椅子等为系统，则在开会时的开始20分钟内系统内能增加了多少?如果以礼堂中的空气、人和其它所有的东西为系统，则其ΔU＝？[答案：1.3×l08J;0］3一蓄电池其端电压为12V，在输出电流为10A下工作2小时，这时蓄电池的内能减少了1 265 000J，试求算此过程中蓄电池将吸收还是放出多少热？[答案:放热401000J］4 体积为4。
10dm3的理想气体作定温膨胀，其压力从106Pa降低到105Pa,计算此过程所能作出的最大功为若干?[答案：9441J]5 在25℃下,将50gN2作定温可逆压缩，从105Pa压级到2×106Pa，试计算此过程的功。
如果被压缩了的气体反抗恒定外压105Pa作定温膨胀到原来的状态，问此膨胀过程的功又为若干？［答案：–1。
33×104J；4.20×103J]6 计算1mol理想气体在下列四个过程中所作的体积功.已知始态体积为25dm3终态体积为100dm3；始态及终态温度均为100℃。
热力学第一定律
第二章热力学第一定律练习题一、选择题1. 恒容下，一定量的理想气体，当温度升高时内能将( )(A) 降低(B) 增加(C) 不变(D) 增加、减少不能确定2. 在一刚性的绝热箱中，隔板两边均充满空气，(视为理想气体)，只是两边压力不等，已知P右< P左，则将隔板抽去后应有：( )(A) Q = 0 W = 0 △U = 0 (B) Q = 0 W < 0 △U > 0(C) Q > 0 W < 0 △U > 0 (D) △U = 0 , Q ＝ W ≠ 03. 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4. 封闭体系从 A 态变 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:⑴△U可逆> △U不可逆⑵׀W可逆׀>׀W不可逆׀⑶Q可逆 > Q不可逆⑷ ( Q可逆 - W可逆) > ( Q不可逆 - W不可逆)正确的是( )(A) (1),(2) (B) (2),(3) (C) (3),(4) (D) (1),(4)5. 1mol 单原子理想气体从 298K，202.65kPa 经历①等温②绝热③等压三条途径可逆膨胀使体积增加到原来的 2 倍，所作的功分别为W1,W2,W3，三者的关系绝对值是: ( )(A) ׀W1׀>׀W2׀>׀W3׀(B) ׀W2׀> ׀W1׀> ׀W3׀(C) ׀W3׀> ׀W2׀>׀W1׀(D) ׀W3׀> ׀W1׀>׀W2׀6. 凡是在孤立体系中进行的变化，其△U 和△H 的值一定是: ( )(A) △U > 0 , △H > 0 (B) △U = 0 , △H = 0(C) △U < 0 , △H < 0 (D) △U = 0 , △H 大于、小于或等于零不确定7. 对于下列的四种表述(1) 因为△H = Q p，所以只有等压过程才有△H(2) 因为△H = Q p，所以Q p也具有状态焓数的性质(3) 公式△H = Q p 只适用于封闭体系(4) 对于封闭体系经历一个不作其它功的等压过程，其热量只决定于体系的始态和终态。
《物理化学》第二章-热力学第一定律练习题(含标准答案)
《物理化学》第二章-热力学第一定律练习题(含答案)————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：第二章练习题一、填空题1、根据体系和环境之间能量和物质的交换情况，可将体系分成、、。
2、强度性质表现体系的特征，与物质的数量无关。
容量性质表现体系的特征，与物质的数量有关，具有性。
3、热力学平衡状态同时达到四种平衡，分别是、、、。
4、体系状态发生变化的称为过程。
常见的过程有、、、、。
5、从统计热力学观点看，功的微观本质是，热的微观本质是。
6、气体各真空膨胀膨胀功W= 07、在绝热钢瓶中化学反应△U= 08、焓的定义式为。
二、判断题（说法对否）：1、当体系的状态一定时，所有的状态函数都有一定的数值。
（√）2、当体系的状态发生变化时，所有的状态函数的数值也随之发生变化。
（χ）3．因= ΔH， = ΔU，所以与都是状态函数。
（χ）4、封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。
（χ）错。
只有封闭系统不做非膨胀功等压过程ΔH=Q P5、状态给定后，状态函数就有定值；状态函数确定后，状态也就确定了。
（√）6、热力学过程中W的值应由具体过程决定( √ )7、1mol理想气体从同一始态经过不同的循环途径后回到初始状态，其热力学能不变。
( √ )三、单选题1、体系的下列各组物理量中都是状态函数的是（ C ）A 、T、P、V、QB 、m、W、P、HC、T、P、V、n、D、T、P、U、W2、对于内能是体系的单值函数概念，错误理解是（ C ）A体系处于一定的状态，具有一定的内能B对应于某一状态，内能只能有一数值不能有两个以上的数值C状态发生变化，内能也一定跟着变化D对应于一个内能值，可以有多个状态3下列叙述中不具有状态函数特征的是（D ）A体系状态确定后，状态函数的值也确定B体系变化时，状态函数的改变值只由体系的始终态决定C经循环过程，状态函数的值不变D状态函数均有加和性4、下列叙述中正确的是（ A ）A物体温度越高，说明其内能越大B物体温度越高，说明其所含热量越多C凡体系温度升高，就肯定是它吸收了热D凡体系温度不变，说明它既不吸热也不放热5、下列哪一种说法错误（ D ）A焓是定义的一种具有能量量纲的热力学量B只有在某些特定条件下，焓变△H才与体系吸热相等C焓是状态函数D焓是体系能与环境能进行热交换的能量6、热力学第一定律仅适用于什么途径（A）A同一过程的任何途径B同一过程的可逆途径C同一过程的不可逆途径D不同过程的任何途径7. 如图，将CuSO4水溶液置于绝热箱中,插入两个铜电极，以蓄电池为电源进行电解，可以看作封闭系统的是（A）(A) 绝热箱中所有物质； (B) 两个铜电极；(C) 蓄电池和铜电极；(D) CuSO4水溶液。
第二章热力学第一定律练习题及答案
第一章热力学第一定律练习题一、判断题（说法对否）：1.当系统的状态一定时，所有的状态函数都有一定的数值。
当系统的状态发生变化时，所有的状态函数的数值也随之发生变化。
2.在101.325kPa、100℃下有lmol的水和水蒸气共存的系统，该系统的状态完全确定。
3.一定量的理想气体，当热力学能与温度确定之后，则所有的状态函数也完全确定。
4.系统温度升高则一定从环境吸热，系统温度不变就不与环境换热。
5.从同一始态经不同的过程到达同一终态，则Q和W的值一般不同，Q + W的值一般也不相同。
6.因Q P= ΔH，Q V= ΔU，所以Q P与Q V都是状态函数。
7．体积是广度性质的状态函数；在有过剩NaCl(s) 存在的饱和水溶液中，当温度、压力一定时；系统的体积与系统中水和NaCl的总量成正比。
8．封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。
9．在101.325kPa下，1mol l00℃的水恒温蒸发为100℃的水蒸气。
若水蒸气可视为理想气体，那么由于过程等温，所以该过程ΔU = 0。
10.一个系统经历了一个无限小的过程，则此过程是可逆过程。
11．1mol水在l01.325kPa下由25℃升温至120℃，其ΔH= ∑C P,m d T。
12．因焓是温度、压力的函数，即H = f(T,p)，所以在恒温、恒压下发生相变时，由于d T = 0，d p = 0，故可得ΔH = 0。
13．因Q p = ΔH，Q V = ΔU，所以Q p - Q V = ΔH - ΔU = Δ(p V) = -W。
14．卡诺循环是可逆循环，当系统经一个卡诺循环后，不仅系统复原了，环境也会复原。
15．若一个过程中每一步都无限接近平衡态，则此过程一定是可逆过程。
16．(∂U/∂V)T = 0 的气体一定是理想气体。
17．一定量的理想气体由0℃、200kPa的始态反抗恒定外压(p环= 100kPa) 绝热膨胀达平衡，则末态温度不变。
第二章 热学第一定律-附答案
第二章热力学第一定律――附答案引用参考资料（1）天津大学物理化学习题解答（第五版）；（2）江南大学课件附带习题中选择题和填空题部分；（3）2001－山东大学－物理化学中的术语概念及练习；一、填空题1. 理想气体向真空膨胀过程, 下列变量中等于零的有: 。
2. 双原子理想气体经加热内能变化为，则其焓变为。
3. 在以绝热箱中置一绝热隔板，将向分成两部分，分别装有温度，压力都不同的两种气体，将隔板抽走室气体混合，若以气体为系统，则此过程。
=、=、=4. 绝热刚壁容器内发生CH4+2O2=CO2+2H2O的燃烧反应,系统的Q ___ 0 ; W ___ 0 ; ∆U ___ 0 ; ∆H ___ 0 ＝＝＝<=+∆=∆∆UpH∆VpV5. 某循环过程Q = 5 kJ, 则∆U + 2W + 3 ∆(pV) = __________. -10kJ6. 298K时, S的标准燃烧焓为－296.8 kJ×mol－1, 298K时反应的标准摩尔反应焓∆r H m = ________ kJ×mol－1 . 148.47. 已知的, 则的。
-285.848. 某均相化学反应在恒压，绝热非体积功为零的条件下进行，系统的温度由升高到则此过程的；如果此反应是在恒温，恒压，不作非体积功的条件下进行，则。
=、<9. 25 ℃ 的液体苯在弹式量热计中完全燃烧 , 放热则反应的 。
-6528 、－653510．系统的宏观性质可以分为（ ），凡与系统物质的量成正比的物理量皆称为（ ）。
广度量和强度量；广度量11．在300K 的常压下，2mol 的某固体物质完全升华过程的体积功W=( ).。
-4.99kJ ()kJ 99.4-J 300314.82-g =⨯⨯-==-=∆-=nRT pV V p W12．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压条件下进行，反应进度为1mol 时放热（ ）。
第 二 章 热力学第一定律练习题及解答
第 二 章 热力学第一定律一、思考题1. 判断下列说法是否正确，并简述判断的依据（1）状态给定后,状态函数就有定值,状态函数固定后，状态也就固定了。
答：是对的。
因为状态函数是状态的单值函数。
(2）状态改变后,状态函数一定都改变.答：是错的。
因为只要有一个状态函数变了，状态也就变了，但并不是所有的状态函数都得变.（3）因为ΔU=Q V ，ΔH=Q p ，所以Q V ,Q p 是特定条件下的状态函数？ 这种说法对吗？答：是错的.∆U ，∆H 本身不是状态函数，仅是状态函数的变量，只有在特定条件下与Q V ，Q p 的数值相等，所以Q V ，Q p 不是状态函数。
(4）根据热力学第一定律，因为能量不会无中生有,所以一个系统如要对外做功，必须从外界吸收热量.答:是错的。
根据热力学第一定律U Q W ∆=+，它不仅说明热力学能（ΔU ）、热（Q ）和功（W ）之间可以转化,有表述了它们转化是的定量关系，即能量守恒定律。
所以功的转化形式不仅有热，也可转化为热力学能系.（5）在等压下,用机械搅拌某绝热容器中的液体,是液体的温度上升，这时ΔH=Q p =0答：是错的。
这虽然是一个等压过程，而此过程存在机械功，即W f ≠0，所以ΔH≠Q p 。
（6)某一化学反应在烧杯中进行，热效应为Q 1，焓变为ΔH 1.如将化学反应安排成反应相同的可逆电池,使化学反应和电池反应的始态和终态形同，这时热效应为Q 2，焓变为ΔH 2，则ΔH 1=ΔH 2。
答：是对的。
Q 是非状态函数，由于经过的途径不同，则Q 值不同，焓(H ）是状态函数，只要始终态相同，不考虑所经过的过程，则两焓变值∆H 1和∆H 2相等。
2 . 回答下列问题,并说明原因(1)可逆热机的效率最高,在其它条件相同的前提下，用可逆热机去牵引货车，能否使火车的速度加快？答？不能.热机效率hQ W -=η是指从高温热源所吸收的热最大的转换成对环境所做的功。
但可逆热机循环一周是一个缓慢的过程，所需时间是无限长.又由v F tW P ⨯==可推出v 无限小。
第二章热力学第一定律习题和答案
第二章热力学第一定律一选择题1.某绝热体系在接受了环境所做的功之后，其温度（） AA.一定升高B.一定降低C.一定不变D.不一定改变2.当体系将热量传递给环境后，体系的焓（） DA.必定减少B.必定增加C.没有变化D.不一定改变3．热力学状态和热力学状态函数的关系为（） BA.状态函数一定，状态就单一的确定B.状态一定，状态函数就单值的确定C .A、B 都对 D. A、B 都不对4.系统的状态函数，定义为H=U+pV 若系统发生状态变化时，则焓的变化为△H=△U+△(pV)，式中△(pV)的意思是（） BA. △(pV) = △P△VB.△(pV) = p2V2-p1V1C. △(pV) = p△V+V△p5.在一个密闭绝热的房间里放置一台电冰箱，将冰箱门打开，接通电源使冰箱工作，过一段时间后，室内的平均气温将如何变化？（）A.升高B.降低C.不变D.先升后降 A6.分子数增加的放热化学反应在一绝热钢瓶中进行，则（） DA. B.C. D.7.1mol 单原子理想气体，从p1=202650Pa，T1=273K 经p/T＝常数的途径加热使压力增加到p2=405300Pa，则体系做的功为（） CA.大于零B.小于零C.零D.无法确定8. 氧气的燃烧热应为何值（） DA.大于零B.小于零C.等于零D.不存在9.下述说法中，哪一个正确？（） BA.水蒸气的生成热即是氢气的燃烧热B.水的生成热即是氢气的燃烧热C.水的生成热即是氧气的燃烧热D.水蒸气的生成热即是氧气的燃烧热9．298K 及101325Pa 条件下，1mol 过冷水蒸气变成1mol 的液态水则ΔG 为 ( )A.ΔG < 0B.ΔG > 0C.ΔG = 0D.不一定 A10.关于焓,下述说法不正确的是（） AA.△H=Q 适用于封闭体系等压只做功的过程B.对于常压下的凝聚相，过程△H≈△UC.对理想气体的恒容过程△H=△U+V△PD 对于任何体系等压只做体积功的过程△H=△U-W11.将某理想气体从温度T1加热到T2,若此变化为非恒容途径，则其热力学能的变化△U 应（） BA.= 0B.= Cv(T2-T1)C.不存在D.等于其他值12.对于封闭体系，当过程的始终态确定后，下列值中不能确定的是（）A.恒容、无其它功过程的QB.可逆过程的WC.任意过程的Q+WD.绝热过程的W D13.化学反应在只做体积功的定温定压条件下，若从反应物开始进进行反应，由此过程为（） CA.是热力学可逆过程B.是热力学不可逆过程C.是否过逆不能确定 C.是不能进行的过程14．下面陈述中，正确的是（） C A．虽然Q 和W 是过程量，但由于Q v=△U,Q p=△H，而U 和H 是状态函数，所以Q v 和Q p 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, 必然要引起系统温度变化15.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。
(完整版)第二章热力学第一定律习题
第二章热力学第一定律选择题1．热力学第一定律ΔU=Q+W 只适用于(A) 单纯状态变化 (B) 相变化(C) 化学变化 (D) 封闭物系的任何变化答案：D2．关于热和功, 下面的说法中, 不正确的是(A) 功和热只出现于系统状态变化的过程中, 只存在于系统和环境间的界面上(B) 只有在封闭系统发生的过程中, 功和热才有明确的意义(C) 功和热不是能量, 而是能量传递的两种形式, 可称之为被交换的能量(D) 在封闭系统中发生的过程中, 如果内能不变, 则功和热对系统的影响必互相抵消答案：B3．关于焓的性质, 下列说法中正确的是(A) 焓是系统内含的热能, 所以常称它为热焓(B) 焓是能量, 它遵守热力学第一定律(C) 系统的焓值等于内能加体积功(D) 焓的增量只与系统的始末态有关答案：D。
因焓是状态函数。
4．涉及焓的下列说法中正确的是(A) 单质的焓值均等于零(B) 在等温过程中焓变为零(C) 在绝热可逆过程中焓变为零(D) 化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化答案：D。
因为焓变ΔH=ΔU+Δ(pV)，可以看出若Δ(pV)＜0则ΔH＜ΔU。
5．下列哪个封闭体系的内能和焓仅是温度的函数(A) 理想溶液 (B) 稀溶液 (C) 所有气体 (D) 理想气体答案：D6．与物质的生成热有关的下列表述中不正确的是(A) 标准状态下单质的生成热都规定为零(B) 化合物的生成热一定不为零(C) 很多物质的生成热都不能用实验直接测量(D) 通常所使用的物质的标准生成热数据实际上都是相对值答案：A。
按规定，标准态下最稳定单质的生成热为零。
7．dU=CvdT及dUm=Cv,mdT适用的条件完整地说应当是(A) 等容过程(B)无化学反应和相变的等容过程(C) 组成不变的均相系统的等容过程(D) 无化学反应和相变且不做非体积功的任何等容过程及无反应和相变而且系统内能只与温度有关的非等容过程答案：D8．下列过程中, 系统内能变化不为零的是(A) 不可逆循环过程 (B) 可逆循环过程(C) 两种理想气体的混合过程 (D) 纯液体的真空蒸发过程答案：D 。
第二章 热力学第一定律
第二章热力学第一定律一．判断题1、理想气体的内能U与p和V均无关，所以U与pV也无关。
（）2、对于同一热力学体系，其在p~V图上的两条绝热可逆过程线绝不可能相交。
（）3、因为Q V= ∆U，Q p = ∆H，而∆U和∆H是状态函数的增量，所以Q V和Q p也只取决于系统的始末态，与过程的具体途径无关。
（）4、理想气体恒温膨胀过程中∆U = 0，Q = -W，即膨胀过程中系统所吸收的热全部变成了膨胀功，这是热力学第一定律的必然结果，但却违反了热力学第二定律。
( )二．选择题1、2000K时反应CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)的K p为 6.443,则在同温度下反应为2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)的K p应为（）A、1/6.443B、(6.443)1/2 C.、(1/6.443)2 D.、1/(6.443)1/22、A和B能形成理想溶液。
已知在100℃时纯液体A的饱和蒸汽压为133.3kPa, 纯液体B 的饱和蒸汽压为66.7 kPa, 当A和B的二元溶液中A的摩尔分数为0.5时，与溶液平衡的蒸气中A的摩尔分数是（）A、1B、0.75C、0.667D、0.53、理想气体的真空自由膨胀，哪个函数不变（）A。
、ΔS=0 B、V=0 C、ΔG=0 D、ΔH=04、一体积的氢气在0℃，101.3kPa下等温膨胀至原来体积的3倍，其内能变化是多少？(设氢气是理想气体) （）A、0.4JB、0JC、6JD、0.04J5、已知反应CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)的ΔH，下列说法中何者不正确（）A.、ΔH是CO2(g)的生成热B.、ΔH是CO(g)的燃烧热C、ΔH是负值D、ΔH与反应ΔU的数值不等6、已知下列反应的平衡常数：（）H2(g) + S(s)= H2S(g) K1 ;S(s) + O2(g) = SO2(g) K2;则反应H2S(g) + O2(g)= H2(g) + SO2(g) 的平衡常数为A、K2/K1B、K1—K2 C.、K1×K2D、K1/K27、对于N2和H2混合气体的绝热可逆压缩(没有生产NH3)，则（）A.、ΔU=0 B 、 ΔH=0 C 、 ΔS=0 D 、 ΔG=08.、298K 时反应Zn+Fe 2+=Zn 2++Fe 的E 0为0.323V ，则其平衡常数为（ ）A 、 2.89×105 B.、8.34×1010 C 、 5.53×104 D 、 2.35×1029、将H 2O(l)变成同温同压的H 2O(g),则体系的( )A 、内能不变B 、内能可能减少,也可能增加C 、内能增大D 、内能减少10、今有①T ②P ③U ④U m ⑤H ⑥H m ⑦Cp ⑧Cpm,对于理想气体上述量中随物质的量而改变的量有( )A.、①②③ B 、②④⑥ C 、③⑤⑦ D 、③④11、有关CO 2(g)的标准生成热△f H m 有以下说法①C(金刚石)+O 2(g) → CO 2(g) △r H m =△f Hm②CO(g)+0.5O 22(g) △r H m =△f H m③C(无定形)+O 2(g) → CO 2(g) △r H m =△f H m④C(石墨)+O 2(g) →CO 2(g) △r H m =△fH⑤CO(g)+0.5O 2(g) → CO 2(g) C(石墨)+0.5O 2(g)→ CO(g)可通过此二式的标准反应热效应,计算出CO 2(g)的△f Hm ,其中正确的是( )A 、①②B 、②③C 、④⑤D 、③④ 12 、查得298K 时Fe 3O 4，Fe 2O 3，FeO 的标准生成自由能分别为-1014,-741,-257(KJ.mol -1)则在298K101.3KPa 的空气中最稳定的物质是（ ）A.、Fe 3O 4B.、Fe 2O 3 C 、FeO D 、无法判断13、理想气体经历绝热不可逆过程从状态1（P 1，V 1，T 1）变化到状态2（P 2，V 2，T 2），所做的功为 （ ）A 、P 2 V 2 - P 1 V 1B 、P 2（V 2 - V 1）C 、[])/1/1()1/(111222----γγγγV V V P D 、(P 2 V 2 - P 1 V 1)/(1-γ)14、在458K －475K 间，反应：2C 2H 5OH （g)=CH 3COOC 2H 5(g)+2H 2(g)的平衡常数与T 的关系为lgKp=-2100/T+4.66,已知△ f H m (C 2H 5OH,g,473K)=-235.34KJ.mol -1,则 △ f H m (CH 3COOC 2H 5,g,473K)等于：( )A 、－4.305×105J.mol -1B 、-1.951×105J.mol -1 o oC 、5.109×105J.mol -1D 、 2.756×105J.mol -115、反应C(s)+2H 2(g)→CH 4(g)在873K 时△r H m =-85 kJ ⋅mol -1，为获得CH 4的更大平衡产率，问温度和压力怎样选择？( )A 、降低温度，减少压力B 、升高温度，减少压力C 、升高温度，增加压力D 、降低温度，增加压力16、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等于：( )A 、1.8 molB 、0.9 molC 、0.6 molD 、0.3 mol17、物质能以液体形式存在的最高温度是：( )A 、沸腾温度T bB 、临界温度T cC 、对比温度T rD 、熔融温度T m18、自发过程（即天然过程）的基本特征是 （ ）A 、系统能够对外界作功B 、过程进行时不需要外界作功C 、过程发生后, 系统和环境不可能同时恢复原态D 、系统和环境间一定有功和热的交换19、下列说法不正确的是 （ ）A 、热力学和统计热力学的研究对象都是大量粒子的集合体;B 、热力学和统计热力学的研究方法都是宏观的方法;C 、1900年，普朗克提出了量子论，引入了能量量子化的概念;D 、吉布斯创立了统计系综的方法，建立了系综理论;20、关于粒子配分函数的概念，不正确的说法是 ( )A 、分函数是无量纲量;B 、配分函数是对体系中所有粒子的所有可能状态的玻兹曼因子求和，故又称状态和;C 、配分函数中任意两项之比等于在该两能级上最概然分布的粒子数之比;D 、配分函数中任意一项与配分函数本身的比值等于粒子分配在该任意能级上的分数;21、对于O 2和N 2混合气体的可逆绝热压缩过程 ( )A 、0=∆UB 、0=∆FC 、0=∆SD 、0=∆G22、1mol 物质A 与1mol 物质B 形成的理想溶液（即理想液态混合物），在压力p 下达气－液两相平衡，已知**B A p p >，则 （ ）A 、A A y x =B 、B A y y =C 、A A y x <D 、A A y x >23、100g 的2Cl 与一定量的8S 按反应式628SCl 8Cl 24S =+反应，当2Cl 全部转变成6SCl 时的反应进度ξ （单位：mo1）是 （ ）A 、0.0587B 、0.470C 、0.587D 、0.04724、在2000K 时反应)(CO )(1/2O CO(g)22g g =+的标准平衡常数（θK ）为6.443，则在同温度下反应)(O C O (g )2)(CO 222gg +=的标准平衡常数为 （ ）A 、443.6/1B 、443.6C 、2)443.6/1(D 、443.6/125反应)(CH )(2H C(s)42g g →+在873K 时185-⋅-=∆mol kJ H m r θ，为提高CH 4的平衡产率，温度和压力应如何选择 （ ）A 、降低温度，减少压力B 、升高温度，减少压力C 、升高温度，增加压力D 、降低温度，增加压力26、在配制理想溶液（即理想液态混合物）时，下列效应正确的是 （ ）A 、∆H mix = 0B 、∆S mix = 0C 、∆G mix > 0D 、∆V mix < 027、 封闭体系，当状态从Ⅰ到Ⅱ发生变化时经历二条任意的不同途径，则 （ ）A 、21Q Q =B 、21W W =C 、2211W Q W Q +=+D 、0=∆U28、热力学第一定律ΔU=Q+W 只适用于（）(A) 单纯状态变化(B) 相变化(C) 化学变化(D) 封闭物系的任何变化29、关于热和功, 下面的说法中, 不正确的是（）(A) 功和热只出现于系统状态变化的过程中, 只存在于系统和环境间的界面上(B) 只有在封闭系统发生的过程中, 功和热才有明确的意义(C) 功和热不是能量, 而是能量传递的两种形式, 可称之为被交换的能量(D) 在封闭系统中发生的过程中, 如果内能不变, 则功和热对系统的影响必互相抵消30、关于焓的性质, 下列说法中正确的是（）(A) 焓是系统内含的热能, 所以常称它为热焓(B) 焓是能量, 它遵守热力学第一定律(C) 系统的焓值等于内能加体积功(D) 焓的增量只与系统的始末态有关31、涉及焓的下列说法中正确的是（）(A) 单质的焓值均等于零(B) 在等温过程中焓变为零(C) 在绝热可逆过程中焓变为零(D) 化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化32、下列哪个封闭体系的内能和焓仅是温度的函数（）(A) 理想溶液(B) 稀溶液(C) 所有气体(D) 理想气体33、与物质的生成热有关的下列表述中不正确的是（）(A) 标准状态下单质的生成热都规定为零(B) 化合物的生成热一定不为零(C) 很多物质的生成热都不能用实验直接测量(D) 通常所使用的物质的标准生成热数据实际上都是相对值34、dU=CvdT及dUm=Cv,mdT 适用的条件完整地说应当是（）(A) 等容过程(B)无化学反应和相变的等容过程(C) 组成不变的均相系统的等容过程(D) 无化学反应和相变且不做非体积功的任何等容过程及无反应和相变而且系统内能只与温度有关的非等容过程35、下列过程中, 系统内能变化不为零的是（）(A) 不可逆循环过程(B) 可逆循环过程(C) 两种理想气体的混合过程(D) 纯液体的真空蒸发过程36、第一类永动机不能制造成功的原因是（）(A) 能量不能创造也不能消灭(B) 实际过程中功的损失无法避免(C) 能量传递的形式只有热和功(D) 热不能全部转换成功37、盖斯定律包含了两个重要问题, 即（）(A) 热力学第一定律和热力学第三定律(B) 热力学第一定律及热的基本性质(C) 热力学第三定律及热的基本性质(D) 热力学第一定律及状态函数的基本特征38．当某化学反应ΔrCp,m＜0,则该过程的随温度升高而（）(A) 下降(B) 升高(C) 不变(D) 无规律39、在下面涉及盖斯定律的表述中, 不正确的是（）(A) 对在等温等压且不做非体积功的条件下, 发生的各个化学反应过程和相变过程, 可使用盖斯定律(B) 对在等温等容且不做功的条件下, 发生的各个化学反应过程, 可使用盖斯定律(C) 同一物质在盖斯定律涉及的几个反应中都出现时, 只要无溶解等现象, 相态不同也可加减(D) 利用盖斯定律求某个反应的热效应时可引入一些别的反应,设想一些中间步骤, 无论实际反应是否按这些中间步骤进行都可以40、下面的说法符合热力学第一定律的是（）(A) 在一完全绝热且边界为刚性的密闭容器中发生化学反应时,其内能一定变化(B) 在无功过程中, 内能变化等于过程热, 这表明内能增量不一定与热力学过程无关(C) 封闭系统在指定的两个平衡态之间经历绝热变化时, 系统所做的功与途径无关(D) 气体在绝热膨胀或绝热压缩过程中, 其内能的变化值与过程完成的方式无关41、关于热平衡, 下列说法中正确的是（）(A) 系统处于热平衡时, 系统的温度一定等于环境的温度(B) 并不是所有热力学平衡系统都必须满足热平衡的条件(C) 若系统A与B成热平衡, B与C成热平衡, 则A与C直接接触时也一定成热平衡(D) 在等温过程中系统始终处于热平衡42、对于功, 下面的说法中不正确的是（）(A) 在系统对环境做功或环境对系统做功时, 环境中一定会留下某种痕迹(B) 功的量值与系统的始末态有关(C) 无论做什么功都伴随着系统中某种物质微粒的定向运动(D) 广义功=广义力³广义位移。
第二章 热力学第一定律--题加答案
第二章热力学第一定律1. 始态为25 °C，200 kPa的5 mol某理想气体，经途径a，b两不同途径到达相同的末态。
途经a先经绝热膨胀到-28.47 °C，100 kPa，步骤的功；再恒容加热到压力200 kPa的末态，步骤的热。
途径b为恒压加热过程。
求途径b的及。
（天大2.5题）解：先确定系统的始、末态对于途径b，其功为根据热力学第一定律2. 2 mol某理想气体，。
由始态100 kPa，50 dm3，先恒容加热使压力增大到200 dm3，再恒压冷却使体积缩小至25 dm3。
求整个过程的。
（天大2.10题）解：过程图示如下由于，则，对有理想气体和只是温度的函数该途径只涉及恒容和恒压过程，因此计算功是方便的根据热力学第一定律3. 单原子理想气体A与双原子理想气体B的混合物共5 mol，摩尔分数，始态温度，压力。
今该混合气体绝热反抗恒外压膨胀到平衡态。
求末态温度及过程的。
（天大2.18题）解：过程图示如下分析：因为是绝热过程，过程热力学能的变化等于系统与环境间以功的形势所交换的能量。
因此，单原子分子，双原子分子由于对理想气体U和H均只是温度的函数，所以4. 1.00mol（单原子分子）理想气体，由10.1kPa、300K按下列两种不同的途径压缩到25.3kPa、300K，试计算并比较两途径的Q、W、ΔU及ΔH。
(1）等压冷却，然后经过等容加热；（2）等容加热，然后经过等压冷却。
解：C p,m=2.5R, C V,m=1.5R（1）10.1kPa、300K 10.1kPa、119.8 25.3kPa、300K0.2470dm30.09858 dm30.09858 dm3Q=Q1+Q2=1.00×2.5R×(119.8-300)+ 1.00×1.5R×(300-119.8)=-3745+2247=-1499(J)W=W1+W2=-10.1×103×(0.09858-0.2470)+0=1499(J)ΔU=Q+W=0ΔH=ΔU+Δ(pV)=0+25.3×0.09858-10.1×0.2470=0（2）10.1kPa、300K 25.3kPa、751.6 25.3kPa、300K0.2470dm30.2470dm30.09858 dm3Q=Q1+Q2=1.00×1.5R×(751.6-300)+ 1.00×2.5R×(300-751.6)=5632-9387=-3755(J)W=W1+W2=0-25.3×103×(0.09858-0.2470) =3755(J)ΔU=Q+W=0ΔH=ΔU+Δ(pV)=0+25.3×0.09858-10.1×0.2470=0计算结果表明，Q、W与途径有关，而ΔU、ΔH与途径无关。
物理化学-第二章-热力学第一定律-经典习题及答案
。由始态 100 kPa，50 dm3，先恒容加热使
压力体积增大到 150 dm3，再恒压冷却使体积缩小至 25 dm3。求整个过程的
。
解：过程图示如下
n = 2mol
n = 2mol
n = 2mol
理想气体
理想气体
T1 = ?
恒容 → T2 = ?
理想气体 恒压 → T3 = ?
p1 = 100kPa
解：环境对体系做最小的功，必然是一个可逆过程
（1）
n = 1mol
n = 1mol
理想气体 T1 = 300K p1 = p外
理想气体 恒温可逆压缩 → T2 = 300K
p2 = p外
V1 = 0.040m3
V2 = 0.010m3
∫ ∫ Wr = −
pdV = − V2 nRT dV = nRT ln V1
n = 5mol 理想气体
T3 = ? p3 = 200kPa V3 = V2
两种过程始终态相同，先确定系统的始、末态 由理想气体状态方程
V1
=
nRT1 p1
=
5×8.314× 298.15 200 ×103
=
0.06197m3
V3
= V2
=
nRT2 p2
=
5×8.314× 244.18 100 ×103
解：
CV ,m = 20.92J ⋅ mol−1 ⋅ K −1
n = 1mol
n = 1mol
n = 1mol
理想气体
理想气体
理想气体
恒温
恒容
T1 = 300.15K p1 = 101.325kPa
→ p外 = p2
T2 p2
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第二章热力学第一定律1. 始态为25 °C，200 kPa的5 mol某理想气体，经途径a，b两不同途径到达相同的末态。
途经a先经绝热膨胀到-28.47 °C，100 kPa，步骤的功；再恒容加热到压力200 kPa的末态，步骤的热。
途径b为恒压加热过程。
求途径b的及。
（天大2.5题）解：先确定系统的始、末态对于途径b，其功为根据热力学第一定律2. 2 mol某理想气体，。
由始态100 kPa，50 dm3，先恒容加热使压力增大到200 dm3，再恒压冷却使体积缩小至25 dm3。
求整个过程的。
（天大2.10题）解：过程图示如下由于，则，对有理想气体和只是温度的函数该途径只涉及恒容和恒压过程，因此计算功是方便的根据热力学第一定律3. 单原子理想气体A与双原子理想气体B的混合物共5 mol，摩尔分数，始态温度，压力。
今该混合气体绝热反抗恒外压膨胀到平衡态。
求末态温度及过程的。
（天大2.18题）解：过程图示如下分析：因为是绝热过程，过程热力学能的变化等于系统与环境间以功的形势所交换的能量。
因此，单原子分子，双原子分子由于对理想气体U和H均只是温度的函数，所以4. 1.00mol（单原子分子）理想气体，由10.1kPa、300K按下列两种不同的途径压缩到25.3kPa、300K，试计算并比较两途径的Q、W、ΔU及ΔH。
(1）等压冷却，然后经过等容加热；（2）等容加热，然后经过等压冷却。
解：C p,m=2.5R, C V,m=1.5R（1）10.1kPa、300K 10.1kPa、119.8 25.3kPa、300K0.2470dm30.09858 dm30.09858 dm3Q=Q1+Q2=1.00×2.5R×(119.8-300)+ 1.00×1.5R×(300-119.8)=-3745+2247=-1499(J)W=W1+W2=-10.1×103×(0.09858-0.2470)+0=1499(J)ΔU=Q+W=0ΔH=ΔU+Δ(pV)=0+25.3×0.09858-10.1×0.2470=0（2）10.1kPa、300K 25.3kPa、751.6 25.3kPa、300K0.2470dm30.2470dm30.09858 dm3Q=Q1+Q2=1.00×1.5R×(751.6-300)+ 1.00×2.5R×(300-751.6)=5632-9387=-3755(J)W=W1+W2=0-25.3×103×(0.09858-0.2470) =3755(J)ΔU=Q+W=0ΔH=ΔU+Δ(pV)=0+25.3×0.09858-10.1×0.2470=0计算结果表明，Q、W与途径有关，而ΔU、ΔH与途径无关。
5. 在一带活塞的绝热容器中有一固定的绝热隔板。
隔板靠活塞一侧为2 mol，0 °C的单原子理想气体A，压力与恒定的环境压力相等；隔板的另一侧为6 mol，100 °C的双原子理想气体B，其体积恒定。
今将绝热隔板的绝热层去掉使之变成导热板，求系统达平衡时的T及过程的。
解：过程图示如下显然，在过程中A为恒压，而B为恒容，因此同上题，先求功同样，由于汽缸绝热，根据热力学第一定律6.1mol 理想气体从300K，100kPa下等压加热到600K，求此过程的Q、W、∆U、∆H。
已知此理想气体C p,m=30.0 J·K－1·mol－1。
解W＝－p(V2-V1) = nR(T1-T2)=1×8.314×(300-600)= -2494.2J∆U= nC V,m (T2-T1)=1×(30.00-8.314)×(600-300)= 6506J∆H= nC p,m (T2-T1)=1×30.00×(600-300)= 9000JQ p= ∆H =9000J7. 5 mol双原子气体从始态300 K，200 kPa，先恒温可逆膨胀到压力为50 kPa，在绝热可逆压缩到末态压力200 kPa。
求末态温度T及整个过程的及。
解：过程图示如下要确定，只需对第二步应用绝热状态方程，对双原子气体因此由于理想气体的U和H只是温度的函数，整个过程由于第二步为绝热，计算热是方便的。
而第一步为恒温可逆8. 一水平放置的绝热恒容的圆筒中装有无摩擦的绝热理想活塞，活塞左、右两侧分别为50 dm3的单原子理想气体A和50 dm3的双原子理想气体B。
两气体均为0 °C，100 kPa。
A气体内部有一体积和热容均可忽略的电热丝。
现在经过通电缓慢加热左侧气体A，使推动活塞压缩右侧气体B到最终压力增至200 kPa。
求：（1）气体B的末态温度。
（2）气体B得到的功。
（3）气体A的末态温度。
（4）气体A从电热丝得到的热。
解：过程图示如下由于加热缓慢，B可看作经历了一个绝热可逆过程，因此功用热力学第一定律求解气体A的末态温度可用理想气体状态方程直接求解，将A与B的看作整体，W = 0，因此9. 在带活塞的绝热容器中有4.25 mol的某固态物质A及5 mol某单原子理想气体B，物质A的。
始态温度，压力。
今以气体B为系统，求经可逆膨胀到时，系统的及过程的。
解：过程图示如下将A和B共同看作系统，则该过程为绝热可逆过程。
作以下假设（1）固体B的体积不随温度变化；（2）对固体B，则从而对于气体B10. 已知水（H2O, l）在100 °C的饱和蒸气压，在此温度、压力下水的摩尔蒸发焓。
求在在100 °C，101.325 kPa下使1 kg水蒸气全部凝结成液体水时的。
设水蒸气适用理想气体状态方程式。
解：该过程为可逆相变11. 100 kPa下，冰（H2O, s）的熔点为0 °C。
在此条件下冰的摩尔融化热。
已知在-10 °C ~ 0 °C范围内过冷水（H2O, l）和冰的摩尔定压热容分别为和。
求在常压及-10 °C下过冷水结冰的摩尔凝固焓。
解：过程图示如下平衡相变点，因此12. 应用附录中有关物质在25 °C的标准摩尔生成焓的数据，计算下列反应在25 °C时的及。
（1）（2）（3）NH3(g) NO(g) H2O(g) H2O(l)-46.11 90.25 -241.818 -285.830NO2(g) HNO3(l) Fe2O3(s) CO(g)33.18 -174.10 -824.2 -110.525（1）（2）（3）13. 应用附录中有关物质的热化学数据，计算25 °C时反应的标准摩尔反应焓，要求： （1） 应用25 °C 的标准摩尔生成焓数据；()13f 07.379,-Θ⋅-=∆mol KJ l HCOOCH H m（2） 应用25 °C 的标准摩尔燃烧焓数据。
解： 查表知Compound0 因 此，由标准摩尔生成焓()()()()1mm 41.47366.238207.379830.2852-ΘΘ⋅-=-⨯--+-⨯=∆=∆∑mol KJ B H n H f BB 由标 准摩尔燃烧焓()(){}1mc m 52.47351.72625.979--ΘΘ⋅-=-⨯---=∆=∆∑mol KJ B H n H BB 14. 已知25 °C 甲酸甲脂（HCOOCH 3, l ）的标准摩尔燃烧焓为，甲酸（HCOOH, l ）、甲醇（CH 3OH, l ）、水（H 2O, l ）及二氧化碳（CO 2,g ）的标准摩尔生成焓分别为、、及。
应用这些数据求25 °C 时下列反应的标准摩尔反应焓。
解：显然要求出甲酸甲脂（HCOOCH 3, l ）的标准摩尔生成焓15. 对于化学反应应用附录中4种物质在25 °C 时的标准摩尔生成焓数据及摩尔定压热容与温度的函数关系式： （1） 将表示成温度的函数关系式（2） 求该反应在1000 °C 时的。
解：与温度的关系用Kirchhoff 公式表示()()⎰ΘΘΘ∆+∆=∆T T m p m m dT C T H T H 0,r 0r r ()()()()132612311132612311m p,m p,r 108605.17102619.69867.6310022.299.17172.13265.031049.14496.756831.7347.4316.2915.14537.2688.263--------------ΘΘ⋅⋅⨯+⋅⋅⨯-⋅⋅=⋅⋅⨯++-⨯-+⋅⋅⨯--+⨯+⋅⋅--+⨯==∆∑mol K J T mol K TJ mol K J mol K J T mol K TJ mol K J B C n C BB()()1m 0mr 103.20681.74818.241525.110-ΘΘ⋅=++-=∆=∆∑mol KJ B H n T H f BB 因 此，1000 K时，。