最新大学物理化学1-热力学第一定律课后习题及答案说课讲解

热力学第一定律课后习题

一、是非题

下列各题中的叙述是否正确？正确的在题后括号内画“√”，错误的画“⨯”。

1.在定温定压下，CO

2

由饱和液体转变为饱和蒸气，因温度不变，CO2的热力学能和焓也不变。( )

2. d U = nC V,m d T这个公式对一定量的理想气体的任何pVT过程均适用。( )

3. 一个系统从始态到终态，只有进行可逆过程才有熵变。( )

4. 25℃时H2(g)的标准摩尔燃烧焓等于25℃时H2O(g)的标准摩尔生成焓。( )

5. 稳定态单质的∆f H(800 K) = 0。( )

二、选择题

选择正确答案的编号，填在各题后的括号内：

1. 理想气体定温自由膨胀过程为：（）。

（A）Q > 0；（B）∆U < 0；（C）W <0；（D）∆H = 0。

2. 对封闭系统来说，当过程的始态和终态确定后，下列各项中没有确定的值的是：( )。

( A ) Q；( B ) Q＋W；(C ) W( Q = 0 )；( D ) Q( W = 0 )。

3. pVγ = 常数(γ = C p,m/C V,m)适用的条件是：( )

(A)绝热过程；( B)理想气体绝热过程；

( C )理想气体绝热可逆过程；(D)绝热可逆过程。

4. 在隔离系统内：( )。

( A ) 热力学能守恒，焓守恒；( B ) 热力学能不一定守恒，焓守恒；

(C ) 热力学能守恒，焓不一定守恒；( D) 热力学能、焓均不一定守恒。

5. 从同一始态出发，理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程：( )。

( A )可以到达同一终态；( B )不可能到达同一终态；

( C )可以到达同一终态，但给环境留下不同影响。

6. 当理想气体反抗一定的压力作绝热膨胀时，则：( )。

( A )焓总是不变；(B )热力学能总是增加；

( C )焓总是增加；(D )热力学能总是减少。

7. 已知反应H2(g) +1

2

O2(g) ==== H2O(g)的标准摩尔反应焓为∆r H(T)，下列说法中不

正确的是：（）。

（A）∆r H(T)是H2O(g)的标准摩尔生成焓；

（B）∆r H(T)是H2O(g)的标准摩尔燃烧焓；

（C）∆r H(T)是负值；

（D）∆r H(T)与反应的∆r U数值不等。

三、计算题

习题1

10 mol理想气体由25℃，1.0 MPa膨胀到25℃，0.1 MPa，设过程为：

( 1 )自由膨胀；

( 2 )对抗恒外压力0.1 MPa 膨胀；

( 3 )定温可逆膨胀。试计算三种膨胀过程中系统对环境作的功。

习题2

298 K 时，将0.05 kg 的N 2由0.1 MP a 定温可逆压缩到2 MPa ，试计算此过程的功。如果被

压缩了的气体在反抗外压力为0.1 MPa 下做定温膨胀再回到原来状态，问此过程的功又是多

少？

习题3

某理想气体，其C V ,m = 20 J·K -1·mol -1，现有该气体10 mol 处于283 K ，采取下列不同途径

升温至566 K 。试计算各个过程的Q ，W ，∆U ，∆H ，并比较之。

( 1 )体积保持不变；

( 2 )系统与环境无热交换；

( 3 )压力保持不变。

习题4

试求下列过程的∆U 和∆H ：

已知液体A 的正常沸点为350 K ，此时的汽化焓：∆Vap m 蒸气的平均定压摩

尔热容C p ,m = 30 J·K -1·mol -1 。（蒸气视为理想气体）

习题5

根据下列数据，求乙烯C 2H 4(g)的标准摩尔生成焓与标准摩尔燃烧焓：

（1）C 2H 4(g) + H 2(g) == C 2H 6(g) ， ∆r H m , l = －137 kJ·mol -1 ；

（2）C 2H 6(g) + (7/2)O 2(g) == 2CO 2(g) + 3H 2O(l) ，∆r H m , 2 = －1560 kJ·mol -1 ；

（3）C(石墨) + O 2(g) == CO 2(g) ， ∆r H m , 3 = －393.5 kJ·mol -1 ；

（4）H 2(g) + （1/2）O 2(g) == H 2O(l) ， ∆r H m , 4 = －285.8 kJ·mol -1 。

习题6

求下列反应在393 K 的反应的∆r H m (393 K) ：

C 2H 5OH(g) + HCl(g) == C 2H 5Cl(g) + H 2O(g)

已知：

习题7

已知反应CH 3COOH(l)+C 2H 5OH(l)= CH 3COOC 2H 5(l)+H 2O(l)

∆r H m (298.15K)=-9.20kJ.mol -1

CH 3COOH(l)的∆c H m (298.15K)= -874.54kJ.mol -1

C 2H 5OH(l)的∆c H m (298.15K)= -1366kJ.mol -1

CO 2(g)的∆f H m (298.15K)= -393.51kJ.mol -1

H 2O(l)的∆f H m Θ(298.15K)= -285.83kJ.mol -1

求算Δf H m (CH 3COOC 2H 5,l,298.15K)=？

热力学第一定律课后习题答案

一、是非题

1. ⨯ 2 √ 3. ⨯ 4 ⨯ 5√

二、选择题

1.(D)

2.(A)

3.(C)

4.(C)

5.(B)

6.(D) 7(B)

三、计算题

习题1

[题解] 体积功的计算公式 W = －⎰p su d V

( 1 ) W = 0 （p su =0）

( 2 ) W = －p su ∆V = －p su nRT (1/p 1 －1/p 2)

= －0.1 MPa ×10 mol ×8.314 J·mol -1·K -1×298.15 K ×(1/0.1MPa －1/1.0MPa)

= －22.30 kJ

( 3 ) W = －nRT ln( V 2 / V 1 ) = nRT ln(p 2 / p 1) = －57.05 kJ

[导引]由计算结果可知，虽然三个过程的初终态相同，但不同过程中的功不相等。这是因为

Ｗ不是状态函数，其值与过程有关。

习题2

[题解] n = 50 g / 28 g·mol -1 = 1.79 mol

定温可逆压缩

若反抗外压力0.1 Mpa ，

[导引]封闭系统由一个过程从始态（A ）到达终态（B ），再由另一个过程从终态（B ）回到同

一个始态（A ），整个循环过程状态函数的改变量应为零；本题中，系统经历两个不同途径

组成的循环过程由始态经过终态又回到同一个始态，功的加和不为零，说明功是过程量，其

112112MPa ln =1.79 mol 8.314 J mol K 298 Kln 0.1MPa 13.29kJ p W nRT p --==×··×kJ

21.4)MPa

21MPa 1.01(K 298K mol J 314.8mol 79.1Pa 101.0)()(1162

2su 22su 2-=-⨯⨯⨯⨯⨯-=-'-=-'-=--··p nRT p nRT p V V p W