热力学第一定律 思考题

热力学第一定律 思考题
一、思考题
1-1 在一绝热容器中盛有水，其中浸有电热丝，通电加热。

将不同对象看做系统，则上述加热过程的Q 或W 大于、小于还是等于零？(ⅰ)以电热丝为系统；(ⅱ)以水为系统；(ⅲ)以容器内所有物质为系统；(ⅳ)将容器内物质以及电源和其他一切有影响的物质看做整个系统。

1-2 ① 使某一封闭系统由某一指定的始态变到某一指定的终态。

Q 、W 、Q +W 、ΔU 中哪些量确定，哪些量不能确定？为什么？② 若在绝热条件下，使系统由某一指定的始态变到某一指定的终态，那么上述各变量是否完全确定？为什么？ 1-3 一定量101 325Pa 、100o C 的水变成同温、同压下的水气，若视水气为理想气体，因过程的温度不变，则该过程的ΔU =0，ΔH =0，此结论对不对？为什么？ 1-4 摩尔定压热容C p , m 或摩尔定容热容C V , m 是不是状态函数？
1-5 “r m ()H T V Θ是在温度T 、压力p Θ下进行反应的标准摩尔反应焓”这种说法对
吗？
1-6 标准摩尔燃烧焓定义为：“在标准态及温度T 下，1mol B 完全氧化生成指定产物的焓变”这个定义对吗？有哪些不妥之处？
1-7 一理想气体系统自某一始态出发，分别进行恒温可逆膨胀和不可逆膨胀，能否达到同一终态？若自某一始态出发，分别进行可逆的绝热膨胀和不可逆的绝热膨胀，能否达到同一终态？为什么？
二、是非题、选择题、填空题
(一)是非题(下述各题中的说法是否正确？正确的在题后括号内画“√”，错误的画“×”)
1-1 隔离系统的热力学能是守恒的。

( ) 1-2 1 mol 、100℃、101.325 kPa 下水变成同温同压下的水蒸气，该过程ΔU =0。

( ) 1-3 m H f Θ(C ，金刚石，298.15K)= 0。

( ) 1-4 298.15K 时，H 2(g)的标准摩尔燃烧焓与H 2O(l)的标准摩尔生成焓在量值上相等。

( )
1-5 反应221
CO(g)+O (g)CO (g)2
→的标准摩尔反应焓r m ()∆H T Θ即是CO 2的标准
摩尔生成焓m ()∆H T Θf 。

( )
1-6 由同一始态出发，系统经历一个绝热不可逆过程所能达到的终态与经历一个绝热可逆过程所能达到的终态是不相同的。

( ) (二) 选择题(选择正确答案的编号，填在各题题后的括号内)
1-1 热力学能是系统的状态函数，若某一系统从一始态出发经一循环过程又回到始态，则系统热力学能的增量是( )。

A. ΔU =0
B. ΔU ＞0
C. ΔU ＜0
1-2 焓是系统的状态函数，定义为def
H U pV +，若系统发生状态变化时，焓的变化为ΔH =ΔU +Δ(pV )，式中Δ(pV )的含义是( )。

A. Δ(pV )=Δp ΔV
B. Δ(pV )=p 2V 2 - p 1V 1
C. Δ(pV )=p ΔV +V Δp
1-3 1 mol 理想气体从111p V T 、、分别经(Ⅰ)绝热可逆膨胀到222p V T 、、 ；(Ⅱ)绝
热恒外压膨胀到22222p V T p p =，，，若′′′′
，则( )。

A. 2222,T T V V ==′′
B. 2222,T T V V ><′′
C. 2222,T T V V >>′′
1-4 某B 的标准摩尔燃烧焓为1c m (B β298.15)200kJ mol -∆=-⋅H K ，，
Θ，则该B 燃烧时的标准摩尔反应焓r m (298.15K)∆H Θ为( ) 。

A ． - 200 kJ ∙mol -1 B. 0 C. 200 kJ ∙mol -1 D. 40 kJ ∙mol -1 1-5 已知
CH 3COOH(l)、CO 2(g)、H 2O(l)的标准摩尔生成焓
1
f m (298.15K)/(kJ mol )-∆⋅H Θ分别为- 484.5，-393.5，-285.8，则CH 3COOH(l)的标准摩尔燃烧焓1c m (1,298.15K)/(kJ mol )-∆⋅H Θ为( )。

A. - 484.5
B. 0
C. -194.8
D. 194.8
1-6 以下三个反应中的r m H V Θ( )可称为CO 2(g)的标准摩尔生成焓f m H V Θ(CO 2，
g ，T )。

A. C(石墨) + O 2(g) → CO 2(g) r m H V Θ(T ) p Θ p Θ p Θ
B. C(石墨) + O 2(g) → CO 2(g) r m H V Θ(T ) 总压力为p Θ
C ．221
CO(g)+O (g)CO (g)2
→ r m H V Θ(T )
p Θ p Θ p Θ
(三)填空题(在以下各小题中画有“ ”处或表格中填上答案)
1-1 物理量Q (热量)、T (热力学温度)、V (系统体积)、W (功)，其中属于状态函数的是 ；与过程有关的量是 ；状态函数中属于广度量的是 ；属于强度量的是 。

1-2 物质的体胀系数α和压缩系数κ定义如下：
11,p T
V V V T V p ακ⎛⎫
∂∂⎛⎫=
=- ⎪ ⎪
∂∂⎝⎭⎝⎭ 则理想气体的α= ，κ= 。

1-3 V V Q U =V 应用条件是 ；p 。

1-4 焦耳 – 汤姆生系数def
J-T μ ，J-T 0μ>表示节流膨胀后温度
节流膨胀前温度。

1-5 若已知H 2O(g)及CO(g)在298.15K 时的标准摩尔生成焓f m (198.15K)∆H Θ分别为 -242 kJ ∙mol -1及 -111 kJ ∙mol -1，则H 2O(g) + C(石墨)→H 2(g) + CO(g)的标准摩尔反应焓为 。

1-6 已知反应
(ⅰ)-1
222r m CO(g)+H O(g)CO (g)+H (g)(298.15 K)= - 41.2kJ mol H →⋅V ，
Θ
(ⅱ)1
4222r m CH (g)+2H O(g)CO (g)+4H (g)(298.15K)165.0kJ mol H -→=⋅V ，
Θ
则 (ⅲ)422CH (g)+H O(g)CO(g)+3H (g)→反应的r m (298.15K)H V Θ为 。

1-7 已知298.15K 时C 2H 4(g)、C 2H 6(g)及H 2(g)的标准摩尔燃烧焓c m (298.15K)∆H Θ分别为-1411 kJ ∙mol -1、-1560 kJ ∙mol -1及-285.8 kJ ∙mol -1，则C 2H 4(g)+ H 2(g)→C 2H 6(g)反应的标准摩尔反应焓r m (298.15K)∆H Θ是 。