2.热力学第一定律

第二章热力学第一定律概念理解
一、选择题
1. 下述对于理想气体的热力学能的四种理解，其中都正确的是：
(1) 状态一定，热力学能也一定；(2) 对应于某一状态的热力学能是可以直接测定的；
(3) 对应于某一状态，热力学能只有一个数值，不可能有两个或两个以上的数值；(4) 状态改变时，热力学能一定跟着改变。

(A) (1), (2) (B) (3), (4) (C) (2), (4) (D) (1), (3)
2. 有一处于室温的高压钢筒，打开活塞后气体喷出筒外，当筒内压力与筒外压力相等时关闭活塞，此时筒内温度：
(A) 等于室温 (B) 高于室温 (C) 低于室温 (D) 无法判断
3. 373K、标准压力下，1mol水，经下列两个不同过程蒸发为373K、标准压力下的水汽：(1) 等温、等压可逆蒸发；(2) 真空蒸发。

这两个过程中功和热(绝对值)的关系为：
(A) W1 > W2, Q1 > Q2 (B) W1< W2, Q1 <Q2 (C) W1= W2, Q1 =Q2 (D) W1> W2, Q1 <Q2
4. 在一个密闭绝热的房间里放置一台电冰箱，将冰箱门打开，并接通电源使其工作，过一段时间之后，室内的平均气温将如何变化？
(A) 升高 (B) 降低 (C) 不变 (D) 不一定
5. 凡是在孤立系统中进行的变化，其ΔU和ΔH的值一定是：
(A) ΔU >0,ΔH >0 (B) ΔU=0,ΔH= 0 (C) ΔU< 0,ΔH< 0 (D) ΔU =0,ΔH不确定
6. 某理想气体的C p/C V =1.40，则该气体为几原子分子气体？
(A) 单原子 (B) 双原子 (C) 三原子 (D) 四原子
7. 当5mol H2(g)与4mol Cl2(g)混合，最后生成2mol HCl(g)。

若以下式为基本单元：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)。

则反应进度应是：
(A) 1mol (B) 2mol (C) 4mol (D) 5mol
8. 欲测定有机物燃烧热Q p，使反应在氧弹中进行，实测得热效应为Q V，公式Q p=Q V+ΔnRT中的Δn为：
(A) 生成物与反应物总物质的量之差 (B) 生成物与反应物中气相物质的量之差
(C) 生成物与反应物中凝聚相物质的量之差 (D) 生成物与反应物的总热容差
9. 下述说法，哪一个正确？
(A) 水的生成焓即是氧气的燃烧焓 (B) 水蒸气的生成焓即是氧气的燃烧焓
(C) 水的生成焓即是氢气的燃烧焓 (D) 水蒸气的生成焓即是氢气的燃烧焓
10. 298K时，石墨的标准生成焓：
(A) 大于零 (B) 小于零 (C) 等于零 (D) 不能确定
11. 石墨和金刚石在298K、标准压力下的标准燃烧焓分别为-393.4kJ·mol-1和-395.3kJ·mol-1，则该温度下金刚石的标准摩尔生成焓为：
(A) – 393.4kJ·mol-1 (B) -395.3kJ·mol-1 (C) -1.9kJ·mol-1 (D) 1.9kJ·mol-1
12. 人在室内休息时，大约每天要吃0.2kg的酐酪（摄取的能量约为4000kJ）。

假定这些能量全部不储存在体内，为了维持体温不变，这些能量全部变为热使汗水蒸发。

已知水的汽化热为44kJ·mol-1，则每天需喝水多少？
(A) 0.5kg (B) 1.0kg (C) 1.6kg (D) 3.0kg
13. 对于封闭体系来说，当过程的始态与终态确定后，下列各项中哪一个无确定值：
(A) Q (B) Q + W (C) W (当Q = 0 时) (D) Q (当W = 0 时)
14. 在等压下，进行一个反应 A + B＝C，若∆r H m > 0，则该反应一定是：
(A) 吸热反应 (B) 放热反应 (C) 温度升高 (D) 无法确定
15. 一种实际气体，其状态方程为 pV m = RT + αp(α < 0)，该气体经节流膨胀后，温度将：
(A) 升高 (B) 下降 (C) 不变 (D) 不能确定
16. 范德华气体绝热向真空膨胀后，气体的温度将：
(A) 不变(B) 升高 (C) 降低(D) 不能确定
17. n mol理想气体由同一始态出发，分别经下列两个过程压缩到达相同压力的终态：(1)等温可逆；(2)绝热可逆。

以H1和H2分别表示(1)和
(2)过程终态的焓值，则：
(A) H1 > H2(B) H1 < H2 (C) H1 = H2 (D) 上述三者都对
18. 体系的下列各组物理量中都是状态函数的是：
(A) T，p，V，Q (B) m，V m，C，∆V (C) T，p，V，n (D) T，p，U，W
19. 一定量的单原子理想气体，从 A 态变化到 B 态，变化过程不知道，但若 A 态与 B 态两点的压强、体积和温度都已确定，那就可以求出：
(A) 气体膨胀所做的功 (B) 气体内能的变化 (C) 气体分子的质量 (D) 热容的大小
20. 下述说法中，哪一种不正确：
(A) 焓是体系能与环境进行交换的能量 (B) 焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量
(C) 焓是体系状态函数 (D) 焓只有在某些特定条件下，才与体系吸热相等
21. 如右图，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，可以看作封闭体系的
是：
(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
22. x为状态函数，下列表述中不正确的是：
(A) 当状态确定，x 的值确定 (B) dx为全微分
(C) 当体系状态变化，x值一定变化 (D) 积分∫dx与路经无关，只与始终态有关
23. 理想气体向真空膨胀，当一部分气体进入真空容器后，余下的气体继续膨胀所做的体积功：
(A) W > 0 (B) W = 0 (C) W < 0 (D) 无法计算
24. 在一个绝热钢瓶中，发生一个放热的分子数增加的气相化学反应，那么：
(A) Q > 0，W > 0，∆U > 0 (B) Q = 0，W = 0，∆U < 0
(C) Q = 0，W = 0，∆U = 0 (D) Q < 0，W > 0，∆U < 0
25. 某高压容器中盛有的气体可能是O2、Ar、CO2、NH3中一种，在298K时由5dm3 绝热可逆膨胀到6dm3，温度降低21K，视气体为理想气体，
则容器中的气体是：
(A) O2(B) CO2 (C) NH3 (D) Ar
26. 热力学第一定律仅适用于：
(A) 同一过程的可逆途径 (B) 同一过程的不可逆途径
(C) 同一过程的任何途径 (D) 不同过程的任何途径
27. 如右图所示，Q A→B→C =a (J)、W A→B→C = b (J)、Q C→A = c (J) ，那么 W C→A等于多少：
(A) a - b + c (B) -(a + b + c)
(C) a + b - c (D) a + b + c
28. 非理想气体的节流膨胀过程中，下列哪一种描述是正确的：
(A) Q = 0，∆H = 0，∆p < 0 (B) Q = 0，∆H < 0，∆p < 0
(C) Q > 0，∆H = 0，∆p < 0 (D) Q < 0，∆H = 0，∆p < 0
29. C(金钢石) + ½O2(g) = CO(g)的热效应为
r m ()
H T
∆，则此
r m ()
H T
∆值为：
(A) CO(g) 的生成热 (B) C(金钢石)的燃烧热
(C) 碳的燃烧热 (D) 全不是
30. 如右图所示，理想气体由状态1变化到状态2，则该过程的：
(A) T2 < T1，W < 0，Q < 0 (B) T2 > T1，W < 0，Q > 0
(C) T2 < T1，W > 0，Q < 0 (D) T2 > T1，W > 0，
Q > 0
p
p
二、判断题
31. 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。

32. 因Q p = ΔH，Q V = ΔU，所以Q p与Q V都是状态函数。

33. 封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。

34. 在101.325kPa下，1mol 373K的水恒温蒸发为373K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。

35. 一个系统经历了一个无限小的过程，则此过程是可逆过程；若一个过程是可逆过程，则该过程中的每一步都是可逆的。

36. 气体经绝热自由膨胀后，因Q = 0，W = 0，所以ΔU = 0，气体温度不变。

37. (∂U/∂V)T = 0 的气体一定是理想气体。

38. 因理想气体的热力学能与体积压力无关，所以(∂U/∂p)V = 0，(∂U/∂V)p = 0。

39. 在等压下，机械搅拌绝热容器中的液体，使其温度上升，则ΔH = Q p = 0。

40. 对于从同一始态出发的理想气体绝热变化过程，若是可逆过程W R= ΔU = nC V,mΔT，若是不可逆过程W IR= ΔU = nC V,mΔT，所以W R= W IR。

41. 当系统向环境传热(Q < 0)时，系统的热力学能一定减少。

42. 若规定温度T时，处于标准态的稳定单质的标准摩尔生成焓为零，那么该温度下稳定单质的热力学能的规定值也为零。

43. 1mol，80.1℃、101.325kPa的液态苯向真空蒸发为80.1℃、101.325kPa的气态苯。

已知该过程的焓变为30.87kJ，所以此过程的Q = 30.87kJ。

44. 1mol水在l01.325kPa下由25℃升温至120℃，其ΔH = ∑C p,m dT。

45. 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dT = 0，dp = 0，故可得ΔH = 0。

46. 因Q p = ΔH，Q V = ΔU，所以Q p - Q V = ΔH - ΔU = Δ(pV) = -W。

47. 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。

48. 对于一定量的理想气体，当温度一定时热力学能与焓的值一定，其差值也一定。

49. 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。

50. 已知CO 2在298.15K时的标准摩尔生成焓
f m (298K)
H
∆和0℃到1000℃的热容C p,m，则CO2在1000K时的标准摩尔生成焓为
1000K。