大学物理化学1-热力学第一定律课后习题及答案
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
2020/4/12
14
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) …
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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
16
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
物理化学第一章 习题及答案
第一章 热力学第一定律一、 填空题1、一定温度、压力下，在容器中进行如下反应：Zn(s)+2HCl(aq)= ZnCl 2(aq)+H 2(g)若按质量守恒定律，则反应系统为 系统；若将系统与环境的分界面设在容器中液体的表面上，则反应系统为 系统。
2、所谓状态是指系统所有性质的 。
而平衡态则是指系统的状态 的情况。
系统处于平衡态的四个条件分别是系统内必须达到 平衡、 平衡、 平衡和 平衡。
3、下列各公式的适用条件分别为：U=f(T)和H=f(T)适用于 ；Q v =△U 适用于 ；Q p =△H 适用于 ； △U=dT nC 12T T m ,v ⎰适用于 ； △H=dT nC 21T T m ,P ⎰适用于 ； Q p =Q V +△n g RT 适用于 ；PV r=常数适用于 。
4、按标准摩尔生成焓与标准摩尔燃烧焓的定义，在C （石墨）、CO （g ）和CO 2(g)之间， 的标准摩尔生成焓正好等于 的标准摩尔燃烧焓。
标准摩尔生成焓为零的是 ，因为它是 。
标准摩尔燃烧焓为零的是 ，因为它是 。
5、在节流膨胀过程中，系统的各状态函数中，只有 的值不改变。
理想气体经节流膨胀后，它的 不改变，即它的节流膨胀系数μ= 。
这是因为它的焓 。
6、化学反应热会随反应温度改变而改变的原因是 ；基尔霍夫公式可直接使用的条件是 。
7、在 、不做非体积功的条件下，系统焓的增加值 系统吸收的热量。
8、由标准状态下元素的 完全反应生成1mol 纯物质的焓变叫做物质的 。
9、某化学反应在恒压、绝热和只做膨胀功的条件下进行, 系统温度由T 1升高到T 2，则此过程的焓变 零；若此反应在恒温（T 1）、恒压和只做膨胀功的条件下进行，则其焓变 零。
10、实际气体的μ=0P T H〈⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂,经节流膨胀后该气体的温度将 。
11、公式Q P =ΔH 的适用条件是 。
12、若某化学反应，只做体积功且满足等容或等压条件，则反应的热效应只由 决定，而与 无关。
大学物理化学1-热力学第一定律课后习题及答案
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，CO2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) +12O2(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：（）。
大学物理化学1-热力学第一定律课后习题及答案
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，CO2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) +12O2(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：（）。
《物理化学》课后习题答案(天津大学第四版)
因此，由标准摩尔生成焓
由标准摩尔燃烧焓
2.37 已知25 °C甲酸甲脂（HCOOCH3, l）的标准摩尔燃烧焓 为 ，甲酸（HCOOH, l）、甲醇（CH3OH, l）、水 （H2O, l）及二氧化碳（CO2, 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（HCOOCH3, l）的标准摩尔生成焓
2.14 容积为27 m3的绝热容器中有一小加热器件，器壁上有一小孔与 100 kPa的大气相通，以维持容器内空气的压力恒定。今利用加热器 件使器内的空气由0 °C加热至20 °C，问需供给容器内的空气多少 热量。已知空气的 假设空气为理想气体，加热过程中容器内空气的温度均匀。 解：在该问题中，容器内的空气的压力恒定，但物质量随温度 而改变
-46.11
NO2(g) 33.18
90.25
HNO3(l) -174.10
-241.818
Fe2O3(s) -824.2
-285.830 CO(g) -110.525
(1) (2) (3)
2.35 应用附录中有关物资的热化学数据，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； (2) 应用25 °C的标准摩尔燃烧焓数据。 解：查表知
可由
表出（Kirchhoff公式）
设甲烷的物质量为1 mol，则 最后得到
，
，
，
第三章 热力学第二定律
3.1 卡诺热机在 的高温热源和 的低温热源间工作。 求（1） 热机效率 ； （2） 当向环境作功 时，系统从高温热源吸收的热 及 向低温热源放出的热 。
化学工业出版社物理化学答案 热力学第一定律
第2章 热力学第一定律习题答案1. 1mol 水蒸气在100℃，101.325 kPa 下全部凝结成液态水，求过程的功，假设：相对于水蒸气的体积，液态水的体积可以忽略不计。
解：此过程为恒压，由体积功的定义式可得)(g l V V p V p W −−=∆−=≈g pV 假设水蒸气为理想气体，则kJ J nRT pV W g 102.3)15.373314.81(=××===2. 系统由A 态变化到B 态，沿途径Ⅰ放热J 100，环境对系统做功J 50，问：(1) 由A 态沿途径Ⅱ到B 态，系统做功J 80，则过程的热量2Q 为多少？(2) 如果系统再由B 态沿途径Ⅲ回到A 态，环境对系统做功J 50，则过程热量3Q 是多少？ 解：途径Ⅰ：J 1001−=Q ，J 501=W根据热力学第一定律，系统热力学能的变化为J 505010011AB −=+−=+=∆J J W Q U(1)对途径Ⅱ：J 802−=W根据热力学第一定律有22AB W Q U +=∆，所以J 30)80(502AB 2=−−−=−∆=J J W U Q(2)对途径Ⅲ：J 503=W因该过程是途径Ⅰ的逆过程，故J 50AB BA =∆−=∆U U由33W Q U BA +=∆得J 050503BA 3=−=−∆=J J W U Q3. 计算1mol 理想气体在下列四个过程中所做的体积功。
已知始态体积为25dm 3，末态体积为100dm 3，始态及末态温度均为100℃。
（1）恒温可逆膨胀； （2）向真空膨胀；（3）在外压恒定为气体终态的压力下膨胀；（4）先在外压恒定为体积等于50dm 3时气体的平衡压力下膨胀，当膨胀到50dm 3（此时温度仍为100℃）以后，再在外压等于100dm 3时气体的平衡压力下膨胀。
试比较这四个过程的功。
比较的结果说明什么？解：（1）121ln d d 2121V V nRT V V nRTV p W V V V V −=−=−=∫∫kJ J 102.310025ln15.373314.81(=×××=（2） 因为0=amb p ，所以∫=−=2102V V amb dV p W（3）()∫−−=−=211223V V amb V V p dV p W )1()(21122−=−−=V V nRT V V V nRTkJ J 327.2)]110025(15.373314.81[−=−×××= （4）()∫−−−−=−=21)'(''d 2214V V amb V V p V V p V p W)1()1(2''1−+−=V V nRT V V nRTJ )]2100505025(15.373314.81[−+×××= kJ 102.3−=显然，1W ＞4W ＞3W ＞2W 。
物理化学习题及答案
物理化学习题及答案第一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：B2．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。
3．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。
4．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：D5．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。
6．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：D7．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。
物理化学热一习题
答案：（B）
19 在绝热钢瓶中氢气与氧气化合生成水，试判断该
过程的Q，W， △U和△H 的正负号。
绝热钢瓶相当于一个隔离系统，既绝热又恒容，所以Q＝0， W＝0， △U＝0。 以后凡是碰到绝热刚性容器中发生反应（不做非膨胀功）， 不管它放热还是吸热，气体分子数增加还是减少，这三个物 理量都等于零，隔离系统内能量守恒。
23（1）因为可逆热机的效率最高，可逆热机 的效率可以大于等于1吗？
（2）可逆热机的效率最高，在其它条件相同的 情况下，可逆热机带动的机车速度最快吗？
答：不能。如果ηR＞1,则违背热力学第 一定律。如果ηR=1,则违背热力学第二 定律。
答：不对，热力学不讨论速度问题。可逆过 程的特点之一就是变化过程无限缓慢，因此 在其它条件相同的情况下，可逆热机带动的 机车速度最慢。但它所带动的机车所运行的 距离应是最长的。
21 有一个封闭系统，若经历了一个Q＝0，W＝0， △U＝0的过程，则系统的状态并未改变，这样说对 不对？
答，不对，状态函数变化值为零并不意味着状态未 变。 热和功是伴随状态变化的两种能量交换方式，但也 有的状态变化不一定有热和功的交换。 例如，理想气体向真空膨胀，或在绝热钢瓶中发生 了化学反应等，这些 过程的 Q＝0，W＝0， △U＝0 ，但系统的状态明 显改变了。
但是焓的变化就不一定了，因为焓是定义出来的函数，它不 遵守能量守恒定律， 氢氧化合生成水，虽然放出一点热量，但由于气体分子数的 减少，钢瓶内压力下降， 根据焓的定义， △H ＝ △U+ △（PV）＝V △P，由于压力 下降所以△H 小于零。 若钢瓶内是氢气与氯气化合成氯化氢，因为气体分子数不变， 放热反应，体积不变，由于温度升高，压力也升高，所以焓 是增加的。
上题还可以如此问： 有人认为孤立体系状态改变时，内能是守恒量， 而焓不是守恒量，请对此加以评论并举例说明。
物理化学课后答案热力学第一定律
物理化学课后答案热⼒学第⼀定律物理化学课后答案热⼒学第⼀定律公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]第⼆章热⼒学第⼀定律【复习题】【1】判断下列说法是否正确。
（1）状态给定后，状态函数就有⼀定的值，反之亦然。
（2）状态函数改变后，状态⼀定改变。
（3）状态改变后，状态函数⼀定都改变。
（4）因为△U=Q v , △H =Q p ，所以Q v ，Q p 是特定条件下的状态函数。
（5）恒温过程⼀定是可逆过程。
（6）汽缸内有⼀定量的理想⽓体，反抗⼀定外压做绝热膨胀，则△H= Q p =0。
（7）根据热⼒学第⼀定律，因为能量不能⽆中⽣有，所以⼀个系统若要对外做功，必须从外界吸收热量。
（8）系统从状态Ⅰ变化到状态Ⅱ，若△T=0，则Q=0，⽆热量交换。
（9）在等压下，机械搅拌绝热容器中的液体，使其温度上升，则△H =Q p = 0。
（10）理想⽓体绝热变化过程中，W=△U，即W R =△U=C V △T，W IR =△U=C V △T，所以W R =W IR 。
（11）有⼀个封闭系统，当始态和终态确定后；（a ）若经历⼀个绝热过程，则功有定值；（b ）若经历⼀个等容过程，则Q 有定值（设不做⾮膨胀⼒）；（c ）若经历⼀个等温过程，则热⼒学能有定值；（d ）若经历⼀个多⽅过程，则热和功的代数和有定值。
（12）某⼀化学反应在烧杯中进⾏，放热Q 1，焓变为△H 1，若安排成可逆电池，使终态和终态都相同，这时放热Q 2，焓变为△H 2，则△H 1=△H 2。
【答】（1）正确，因为状态函数是体系的单质函数，体系确定后，体系的⼀系列状态函数就确定。
相反如果体系的⼀系列状态函数确定后，体系的状态也就被惟⼀确定。
（2）正确，根据状态函数的单值性，当体系的某⼀状态函数改变了，则状态函数必定发⽣改变。
（3）不正确，因为状态改变后，有些状态函数不⼀定改变，例如理想⽓体的等温变化，内能就不变。
（4）不正确，ΔH＝Qp ，只说明Qp 等于状态函数H 的变化值 ΔH，仅是数值上相等，并不意味着Qp 具有状态函数的性质。
物理化学-第一章-热力学第一定律-习题精选全文
273.15K
Q p1T1 p2T2
T2
p1T1 p2
2101.325 273.15 4 101.325
136.6K
V2
nRT2 p2
2.80dm3
2. U nCVmT 1.70kJ
H nCpmT 2.84kJ
3. QT C
p
Q pV RT CR p
p2 CR V
p CR V
(2)
9．反响CO〔g〕+1/2O2〔g〕→CO2〔g〕的 △rHmθ，以下说法何者是不正确的？
〔1〕△rHmθ是CO2〔g〕的标准摩尔生成焓 〔2〕△rHmθ是CO〔g〕的标准摩尔燃烧焓 〔3〕△rHmθ是负值 〔4〕△rHmθ与△rUmθ值不等
(1)
三.填空
1．在一绝热箱中置一绝热隔板，将箱分成两 局部。分别装有温度压力都不同的两种气 体。将隔板抽走使气体混合，假设以气体 为系统，那么Q0=〔 〕；W0=〔 〕； △U=〔 0 〕。
四 计算
1．1mol单原子理想气体，始态 2×101.325kPa，11.2dm3，经pT=常数的 可逆过程，压缩到终态为4×101.325kPa， Cvm=3/2R，求：
〔1〕终态的体积和温度； 〔2〕△U和△H； 〔3〕所作的功。
1.
T1
p1V1 nR
2 101.325 11.2 1 8.314
〔1〕B→C过程的△U2； 〔2〕B→C过程的Q2。
U U1 U2 U3 0 U1 0
U2 U3 W3
(2) B→C过程的Q2
∵△U=0, Q=-W(ABC围起的面积) ∵Q=Q1+Q2+Q3, Q3=0 ∴Q2=Q-Q1 Q1 (AB线下面的面积)
物理化学热力学第一定律习题答案
物理化学热力学第一定律习题答案第二章热力学第一定律2-1 1mol 理想气体于恒定压力下升温「C,试求过程中气体与环境交换的功 W 解：体系压力保持恒定进行升温，即有P 外=P ，即反抗恒定外压进行膨胀，W P amb (V 2 M) pV 2 pV t nRT 2 nR 「 nR T 8.314J2-2系统由相同的始态经过不同途径达到相同的末态。
若途径a 的Q a =2.078kJ,W a = -4.157kJ;而途径 b 的 Q b = -0.692kJ 。
求 W b 。
解：应用状态函数法。
因两条途径的始末态相同，故有△U b ，则 Q a W a Q b W b2-4某理想气体C V,m 1.5R 。
今有该气体5 mol 在恒容下温度升高50C ，求过程的W ，Q ,A H 和厶U 。
所以有，W b Q a W a Q2.078 4.157 0.6921.387kJ2-3 4mol 某理想气体,温度升高20C ，求厶H -△ U 的值。
解：方法一:T 20KU T n C p,m dTT 20Kn (Cp,mCV,m )dT方法二：可以用T 20KTn C V,m dT_ T 20KT r-p,m-v,m ；二T n RdT nR(T4 8.314 20 665.16J20K T)△ H=A U+A (PV)进行计算。
8.3145 50 5196J 5.196kJ根据热力学第一定律，：W=0故有Q=A U=3.118kJ 2-5某理想气体C V m 2.5R 。
今有该气体5 mol 在恒压下温度降低50C ，求过程的W ，Q ,A H 和厶U 。
解：恒容：W=0T 50KUT nC v,m dT nCV,m(T 50K T)nCV ,m 50K 5 38.3145 5023118J3.118kJT 50KT nC p,m dTH nC p,m (T 50K T) n(C V,m R) 50K H 7.275kJ U Q 5.196kJ( 7.725kJ) 2.079kJC Pm 7R 。
第二章热力学第一定律-附答案
第⼆章热⼒学第⼀定律-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 ＝＝＝<+==VH?ppVU5. 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-附答案
（A）V1 V2
（B）V1 V2
（C）V1 V2
（D） 无法确定
答案：C（因绝热过程无法从环境吸热，则同样温度下压力较低，体积较小。） 16. 始态(p1,T1)完全相同的一个理想气体体系和另一个范德华气体体系，分别进行绝热恒
答案：B。 H Q p 成立的条件是恒压、W' 0 。
13. 某化学反应在恒压、绝热和只作体积功的条件下进行，体系温度由 T1 升高 T2 ，则此过
程的焓变 H :
（A）小于零 （B）大于零
（C）等于零 （D）不能确定
答案：C。因恒压、不做其它功， H Q p ，又因绝热故 H 0 。
14. 体系的状态改变了，其内能值： （A）必定改变 (B) 必定不变 (C) 不一定改变 (D) 状态与内能无关 答案：C。例如，理想气体恒温下体积发生变化其内能不变。
二、选择题
1． 热力学第一定律中的 W 是指______ C A. 体积功 B. 非体积功 C. 各种形式功之和
D. 机械功
2． 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：D
3．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
C. T2 ' T2 ,V2 ' V2
答案：C
D. T2 ' T2 ,V2 ' V2
22.分子数增加的放热化学反应在一绝热钢瓶中进行,则( )
(完整版)物理化学热力学第一定律习题答案..
第二章 热力学第一定律2-1 1mol 理想气体于恒定压力下升温1℃，试求过程中气体与环境交换的功W 。
解：体系压力保持恒定进行升温，即有P 外=P ，即反抗恒定外压进行膨胀，JT nR nRT nRT pV pV V V p W amb 314.8)(121212-=∆-=+-=+-=--=2-2 系统由相同的始态经过不同途径达到相同的末态。
若途径a 的Q a =2.078kJ ，W a = -4.157kJ ；而途径b 的Q b = -0.692kJ 。
求W b 。
解：应用状态函数法。
因两条途径的始末态相同，故有△U a =△U b ，则 bb a a W Q W Q +=+所以有，kJQ W Q W b a a b 387.1692.0157.4078.2-=+-=-+=2-3 4mol 某理想气体，温度升高20℃，求△H -△U 的值。
解： 方法一： 665.16J208.3144 )20()( 2020,,20,20,=⨯⨯=-+==-=-=∆-∆⎰⎰⎰⎰++++T K T nR nRdT dT C C n dTnC dT nC U H K T TKT Tm V m p KT Tm V KT T m p 方法二：可以用△H=△U+△(PV)进行计算。
2-4 某理想气体。
今有该气体5 mol 在恒容下温度升高50℃，求过, 1.5V m C R =程的W ，Q ，△H 和△U 。
解：恒容：W=0；kJJ K nC T K T nC dT nC U m V m V K T Tm V 118.33118503145.823550 )50(,,50,==⨯⨯⨯=⨯=-+==∆⎰+kJJ KR C n T K T nC dT nC H m V m p KT Tm p 196.55196503145.8255 50)()50(,,50,==⨯⨯⨯=⨯+==-+==∆⎰+根据热力学第一定律，：W=0，故有Q=△U=3.118kJ2-5某理想气体。
物理化学课后习题与答案
逆过程。设气体的
Cv,m
＝
3 2
R
。试计算各个状态的压力
p
并填下表。
V/dm3•mol-1
44.8 C B
22.4 A
273
546
T/K
1
步骤
A B C
过程的名称
等容可逆 等温可逆 等压可逆
Q/J W/J △U/J
8. 一摩尔单原子理想气体，始态为 2×101.325kPa、11.2dm3，经 pT = 常数的可逆过程(即过
(1) 298K 时的“平衡常数”； (2) 正、逆反应的活化能； (3) 反应热；
(4) 若反应开始时只有 A，pA，0=105Pa，求总压达 1.5×105Pa 时所需时间（可忽略逆反应）。
8．有一反应，其速率正比于反应物浓度和一催化剂浓度。因催化剂浓度在反应过程中不变， 故表现为一级反应。某温度下，当催化剂浓度为 0.01 mol·dm-3 时，其速率常数为 5.8×10-6 s-1。 试问其真正的二级反应速率常数是多少？如果催化剂浓度为 0. 10 mol·dm-3，表现为一级反应
4. 固体 CO2 的饱和蒸汽压在 -103℃ 时等于 10.226kPa，在 -78.5℃ 时等于 101.325 kPa，求： （1）CO2 的升华热；（2）在 -90℃ 时 CO2 的饱和蒸汽压。
5. 设你体重为 50kg，穿一双冰鞋立于冰上，冰鞋面积为 2cm3，问温度需低于摄氏零下几 度，才使冰不熔化？已知冰的 ΔfusHm = 333.4kJ·kg-1，水的密度为 1000 kg·m3，冰的密度为 900kg·m3。
(2) 1mol 水在 100℃恒 温下于真 空容器中 全部蒸发 为蒸气， 而且蒸气 的压力恰 好为
[理学]物理化学答案——第一章-热力学第一定律
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第一章 热力学第一定律一、基本公式和基本概念 基本公式1. 功 'W W W δδδ=+体积，W 体积：体积功；'W ：非体积功 热力学中体积功为重要的概念： W p dV δ=-外体积 本书规定：系统对环境做功为负，相反为正。
如果p 外的变化是连续的，在有限的变化区间可积分上式求体积功d W p V =-⎰外在可逆过程中，可用系统的压力p 代替外压p 外，即p p =外 d W p V =-⎰一些特定条件下，体积功计算如下： 恒外压过程 W p V =-∆外 定容过程 d 0W p V =-=⎰外 理想气体定温可逆过程 212112lnln V V V p W pdV nRT nRT V p =-=-=-⎰理想气体自由膨胀(向真空膨胀)过程 0W = 2. 热力学第一定律 U Q W ∆=+ 3. 焓 H U pV ≡+焓是状态函数，容量性质，绝对值无法确定。
理想气体的热力学能和焓只是温度的单值函数。
4. 热容 QC dTδ=(1)定压热容 ()pp p Q H C dTTδ∂==∂ 注意：()p p HC T∂=∂的适用条件为封闭系统，无非体积功的定压过程。
而对于理想气体无需定压条件。
(2) 定容热容 ()d VV V Q U C TTδ∂==∂ 同样，()V V UC T∂=∂的适用条件为封闭系统，无非体积功的定容过程。
对于理想气体来说，则无需定容条件。
任意系统：p V T pU V C C p V T ⎡⎤∂∂⎛⎫⎛⎫-=+⎪ ⎪⎢⎥∂∂⎝⎭⎝⎭⎣⎦ 理想气体：p V C C nR -= 摩尔热容与温度的经验公式2,p m C a bT cT =++ 2,''p m C a b T c T -=++5. 热定容热： d ;V V Q U Q U δ==∆ 条件为封闭系统无其他功的定容过程 定压热： d ;p p Q H Q H δ==∆ 条件为封闭系统无其他功的定压过程相变热： p H Q ∆= 条件为定温定压条件下系统的相变过程 6. 热力学第一定律在理想气体中的应用 (1) 理想气体,U ∆ H ∆的计算定温过程：0,U ∆= 0,H ∆= 2112ln ln V p Q W nRT nRT V p -==-=- 无化学变化、无相变的任意定温过程21,d T V m T U nC T ∆=⎰，21,d T p m T H nC T ∆=⎰(2) 理想气体绝热可逆过程方程绝热可逆过程方程：11pV TVp T γγγγ--===常数；常数；常数 (p VC C γ=)理想气体绝热功： 1211221()()1V W C T T p V p V γ=--=--- 理想气体绝热可逆或不可逆过程：21,0,d d T V m T Q U W p V nC T =∆==-=⎰外理想气体绝热可逆过程：2212,,,1121lnln ,lnln V m p m V m V T V pR C C C V T V p =-= 7. 热力学第一定律在化学变化中的应用 反应进度：(0)B B Bn n ξν-=mol(1) 化学反应热效应化学反应摩尔焓变：,B r m p m BHH H Q n νξ∆∆∆===∆∆ 当1mol ξ∆=时的定压热 化学反应摩尔热力学能变化：,B r m V m BUU U Q n νξ∆∆∆===∆∆ 当1mol ξ∆=时的定容热 (2) 化学反应的r m H ∆与r m U ∆的关系无气相物质参与的化学反应系统：,,,r m T r m T r m T H U pV U ∆=∆+∆≈∆ 有气相物质(理想气体)参与的化学反应系统：,,,,r m T r m T r m T B g H U pV U RT ν∆=∆+∆=∆+∑(3) 化学反应定压热效应的几种计算方法 利用标准摩尔生成焓值：(298.5)()r m Bf m B H K H B θθν∆=∆∑利用标准摩尔燃烧焓值：(298.5)()r m Bc m BH K H B θθν∆=-∆∑(4) 化学反应焓变与温度的关系---基尔霍夫方程2121,()()()d T r m r m Bp m T BH T H T C B T ν∆=∆+∑⎰基本概念1. 系统和环境热力学中，将研究的对象称为系统，是由大量微观粒子构成的宏观系统。
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-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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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，CO2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. pV = 常数( = 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) +12O2(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110 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2298 K 时，将0.05 kg 的N 2由0.1 MPa 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 H m = 38 kJ·mol 1。
A 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：物质f H m(298 K) / kJ·mol 1 C p , m / J·K 1·mol 1C 2H 5Cl(g) －105.0 13.07 +188.5×10-3(T / K)H 2O(g) －241.84 30.00 +10.71×10-3(T / K)A(g) n = 2mol p 1= 0.663kPa T 1 = 400KA(l)n = 2molp 2= 101.325kPaT 2 = 350K ∆U =?∆H =?C 2H 5OH(g) －235.3 19.07 +212.7×10-3(T / K) HCl(g)－92.3126.53 +4.62×10-3(T / K)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 -1CH 3COOH(l)的c H m (298.15K)= -874.54kJ.mol -1C 2H 5OH(l)的c H m (298.15K)= -1366kJ.mol -1CO 2(g)的f H m (298.15K)= -393.51kJ.mol -1H 2O(l)的f H m (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. 45二、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 ， 112112MPaln =1.79 mol 8.314 J mol K 298 Kln 0.1MPa 13.29kJ pW nRT p --==×··×kJ21.4)MPa 21MPa 1.01(K 298K mol J 314.8mol 79.1Pa 101.0)()(11622su 22su 2-=-⨯⨯⨯⨯⨯-=-'-=-'-=--··p nRTp nRT p V V p W[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，其值与过程有关。
习题3[题解] ( 1 )d V = 0，W = 0。
Q V = U = nC V,m ( T 2－T 1 )= 10mol ×20 J·K 1·mol 1×（566－283 ） K = 56.6 kJ H = nC p,m ( T 2－T 1 )= 10mol ×(20＋8.314) J·K 1·mol 1×（566－283）K = 80.129 kJ ( 2 )Q = 0，U 2 = U 1 = 56.6 kJ ， H 2 = H 1 = 80.129 kJW = U 2 = 56.6 kJ( 3 )d p = 0，U 3 = U 1 = 56.6 kJ Q p = H = 80.129 kJ[导引]热力学能U 和焓H 是状态函数，只要系统变化前后的始、终态一定，则不论经历何种过程，其U 和H 一定。
本题中虽然始终态不明确，但理想气体的U 和H 都只是温度的函数，即对理想气体只要始终态温度一定，则不同过程的U 和H 相同。
而W 和Q 不是状态函数，其值与过程有关，所以上述三个不同过程的W 和Q 分别不同。
习题4[题解] 设计变化途径如下：H 1 = nC p ,m ( T 2－T 1 )= 2 mol 30 J·K 1·mol 1( －50 ) K =－3.00 kJH 2 = n Vap H m =－ 2 mol 38 kJ·mol 1 =－76 kJ H = H 1 + H 2 = (－76－3.0 ) kJ =－79 kJ U = U 1+U 2= nC V ,m ( T 2－T 1 )+H 2－( pV ) = nC V ,m ( T 2－T 1 )+H 2+ nRT 22 mol (30 －8.314)J·K 1·mol 1 ( 350－400 ) K －76 103J +2 mol8.314J·K 1·mol 1350 K=－72.35 kJ 或U = H －( pV ) H －(－pV g,1 ) = H + nRT 121212112d ()=()= 23.529 kJ VV W p V p V V nRT nRT nR T T =-=+=--⎰－－－A(g) n = 2mol p 1=5 0.663kPa T 1 = 400K A(l) n = 2mol p 2= 101.325kPa T 2 = 350K ∆U 1=? ∆H 1=? A(g)n = 2molp 2= 101.325kPaT 2= 350K∆U 2=？ ∆H 2=？=－79 kJ + 2 8.314 400 10 3kJ =－72.35 kJ[导引]本题的变化过程既包括pVT 变化又包括相变化，两种变化过程交织在一起，难以求出变化过程的U 和H 。