热力学第一定律试题

热力学第一定律试题
（一）填空题（每题2分）
1．1-1-1-9 理想气体等温可逆膨胀过程，ΔU 0，ΔH0，Q 0，W 0。

(填>、=、<)
2．1-1-1-11 气体分子数增加的反应，在恒容无非体积功的条件下，ΔU ΔH，ΔH Q，ΔU Q，W 0。

(填>、=、<)
3．1-1-1-9 将热量Q传给一定量的理想气体，（1）若体积不变，则这热量转变为；（2）若温度不变，则这热量转变为；（3）若压力不变，则这热量转变为。

4．1-1-1-9 在一个绝热箱内装有浓硫酸和水，开始中间用隔膜分开，然后弄破隔膜，使水和浓硫酸混合，以水和浓硫酸为体系，则Q 0，W 0，ΔU 0。

(填>、=、<)
5．1-1-1-13 1mol液态苯在298K时置于恒容氧弹中完全燃烧，生成水和二氧化碳气体，同时放热3264KJ·mol-1。

则其等压燃烧热为。

6．1-1-1-13 反应C(石墨) + O2 CO2(g)的ΔH，是CO2(g)的热，是C(石墨)的热。

7．1-1-1-9 有3molH2(可视为理想气体)，由298K加热到423K，则此过程的ΔU为。

8．1-1-1-9 1mol双原子理想气体，从温度300K绝热压缩到500K，则焓变为。

9. 1-1-1-3 体系经历不可逆循环后，ΔU 0，ΔH0。

（二）选择题（每题1分）
10．1-4-2-1 有一敞口容器中放有水溶液，如果以此溶液为体系，则为：（）
(A) 孤立体系(B) 封闭体系(C) 敞开体系(D) 绝热体系
11．1-4-2-1把一杯水放在刚性绝热箱内，若以箱内热水及空气为体系，则该体系为：（）
(A) 敞开体系(B) 封闭体系(C)孤立体系(D)绝热体系
12．1-4-2-2 以下性质为容量性质的是（）
(A) 温度(B) 密度(C) 压力(D) 体积
13．1-4-2-2 以下性质为强度性质的是（）
(A) 内能(B) 温度(C) 体积(D) 焓
14．1-4-2-3下列不符合热力学平衡状态含义的叙述是（）
(A) 系统内各部分之间及系统与环境间有不平衡作用力存在(B) 系统内部各处温度相同，且不随时间变化
(C) 当系统内有化学反应发生并达到平衡时，系统的物质组成不随时间变化
(D) 系统内相数及各相组成不随时间变化
15．1-4-2-3 有关状态函数的描述不正确的是（）
(A) 状态一定，值一定；(B) 在数学上有全微分的性质；
(C) 其循环积分等于零；(D) 所有状态函数的绝对值都无法确定。

16．1-4-2-9 理想气体等温膨胀，环境将热传给系统，则系统的（）
(A)ΔH<0，ΔU>0 (B)ΔH>0，ΔU<0 (C)ΔH<0，ΔU<0 (D)ΔH=0，ΔU=0 17．1-4-2-6 下列表示式中正确的是（）
(A) 等压过程，ΔH=ΔU+ P∆V (B)等压过程，ΔH =0
(C) 等压过程，ΔH =ΔU + V∆P (D) 恒容过程，ΔH=0
18．1-4-2-14 在绝热钢弹中，发生一个放热的分子数增加的化学反应，则（）
(A) Q>0，W>0，ΔU >0 (B) Q=0，W=0，ΔU>0
(C) Q=0，W=0，ΔU =0 (D) Q<0，W>0，ΔU<0
19．1-4-2-9 某理想气体发生一绝热不可逆过程，下列关系式不成立的是（）
(A) PVγ=常数(B) dU= -δW (C) dU= C v dT （D）PV m=RT
20．1-4-2-3 系统经历一循环过程以后，有（）
(A) 系统和环境复原了(B) 系统复原了，环境未复原
(C) 系统和环境均未复原(D) 系统复原了，环境不确定
21．1-4-2-5 下列叙述正确的是（）
(A) 等温可逆过程，环境对体系作最大功 (B) 等温可逆过程，体系对环境作最小功
(C) 等温不可逆膨胀过程中，不可逆程度越大，体系所作的功越少
(D) 等温不可逆压缩时，不可逆程度越大，环境作的功越少
22．1-4-2-8 当体系向环境传递热量时，体系内能将（ ）
(A) 增加 (B) 减少 (C) 不变 (D) 无一定规律
23．1-4-2-9 下列判断正确的是（ ）
(A) 1P 0下，273.2K 的水结冰，因温度不变，故ΔU =0 (B) 理想气体等温膨胀过程，ΔU =0
(C) 理想气体等温膨胀，体积增大，内能增加，ΔU >0
(D) Zn 与H 2SO 4（稀）生成氢气的反应始终在298K 下进行，故ΔU =0
24．1-4-2-8 热力学第一定律以dU=δQ-PdV 表达时，使用条件为（ ）
(A) 理想气体可逆过程 (B)封闭体系只作膨胀功的过程
(C) 理想气体，等压过程 (D) 封闭体系，等压过程
25．1-4-2-9 理想气体的焓是（ ）
(A) V 的函数 (B) P 的函数 (C) T 的函数 (D) m 的函数
26．1-4-2-9 1mol 理想气体由同一始态出发，分别经（1）等温可逆压缩，（2）绝热压缩到与（1）相同压力的状态，以H ∆1和H ∆2分别表示（1）和（2）过程焓变值，则（ ）
(A)ΔH 1>ΔH 2 (B)ΔH 1<ΔH 2 (C) ΔH 1=ΔH 2 (D) 缺少条件，难以判断
27．1-4-2-9 对于理想气体，用等压热容C p 计算ΔH 的适用范围为（ ）
(A) 只适用于无相变、无化学变化的等压变温过程 (B) 只适用于无相变、无化学变化的等容变温过程
(C) 适用于无相变、无化学变化的任意过程 (D) 以上答案均不正确
28．1-4-2-6 下列说法正确的是（ ）
(A) 因ΔH=Q p ，所以只有等压过程才有ΔH (B) ΔH=Q p ，所以Q P 也是状态函数
(C)ΔH =Q p 只适用于等压不作非体积功的封闭体系 (D)ΔH =Q p 适用于任何体系
29．1-4-2-6 对于理想气体，用等容热容C V 计算ΔU 的适用范围为（ ）
(A) 只适用于无相变、无化学变化的等压变温过程 (B) 只适用于无相变、无化学变化的等容变温过程
(C) 适用于无相变、无化学变化的任意过程 (D) 以上答案均不正确
30．1-4-2-6下列说法正确的是（ ）
(A) 因∆U=Q V ，所以只有等容过程才有∆U (B) ∆U=Q V ，所以Q V 也是状态函数 (C) ∆U=Q V 适用于任何体系
(D) 体系中无相变、无化学变化的变温过程，无论等容或等压，均可用∆U=⎰C V dT 计算∆U
31．1-4-2-11 对于2H 2 +O 2 ==2H 2O 反应，反应进度ξ=1mol 表示（ ）
(A)A 有1mol 水生成 (B) 完成了一个单位的化学反应
(C) 完成了两个单位的化学反应 (D) 指单位时间内生成了1mol 水
32．1-4-2-11 对于反应进度，下面表述正确的是（ ）
(A) 反应进度与反应方程式的写法有无关 (B) 对于指定反应，反应进度与物质的选择有关
(C) 反应进度与反应完成的程度有关 (D) 反应进度与物质的量具有相同的量纲
33．1-4-2-12 有关盖斯定律的说法，不正确的是（ ）
(A) 它是热力学第一定律的直接结果 (B) 它的内容表明化学反应的Q P 或Q V 是状态函数
(C) 用它进行热化学计算必须具有等容或等压、无非体积功条件
(D) 用它使热化学方程式进行线性组合，可以计算某些无法测定的反应热
34．1-4-2-14 基尔霍夫定律的基本内容阐述了化学反应的热效应与（ ）
(A) 压力的关系 (B) 体积的关系 (C) 温度的关系 (D) 热容的关系
35．1-4-2-13 燃烧热的定义是1mol 物质完全燃烧的热效应，那麽对甲烷来说被氧化成( )
(A) 液态水、二氧化碳气体 (B) 水蒸气、二氧化碳气体
(C) 冰、二氧化碳气体 (D) 液态水、一氧化碳气体
36．1-4-2-13 H2的标准摩尔燃烧热与下列那一物质的标准生成热相等（）
(A) H2O（g）(B) H2O（l）(C) H2O（s）(D) 都不是
37．1-4-2-9某理想气体恒压作功的表示式是（）
(A) -P（V 2- V1）(B) -nP（V 2- V1） (C) -nRTln(V2/V1) (D) -RT∆n
38．1-4-2-9 过程方程式PVγ=K只能适用于（）
(A) 等温过程(B) 绝热过程 (C) 绝热可逆过程(D) 等压过程
39．1-4-2-10 1mol液态水在373K和1.013×105Pa下蒸发，其内能为38281J，则焓变为（）
(A) 41382J (B) 41840J (C) 35180J (D) 38740J
（三）简答题（每题2分）
40．1-6-3-1 根据道尔顿分压定律P=ΣP B 可见，压力具有加和性，属于容量性质。

此结论正确吗？为什麽？
41．1-6-3-9 气缸内有一定量理想气体，反抗一定外压绝热膨胀，则Q P=∆H=0，此结论对吗？为什麽？42．1-6-3-6 指出公式，∆H =Q P，∆U = Q V的适用条件？
43．1-6-3-3 状态函数的特点是什麽？
44．1-6-3-8 在一个绝热箱内有一隔板将绝热箱分为A、B两部分，问（1）若A内有气体，B为真空，当隔板抽出后，Q、W、∆U变化如何？（2）若A、B内都有气体，但压力不等，当隔板抽出后，Q、W、∆U又将如何变化？
（四）计算题（每题8分）
45．1-6-3-9 在压力为1.013×105Pa下，一定量理想气体由10dm3膨胀到16dm3，并吸热700J，求W与∆U？46．1-6-3-9 今有0.4mol的氮气，假设为理想气体，在1.013×105Pa下加热，使其温度有298K升至368K，加热时保持体积不变，求过程的Q、W、∆U、∆H。

已知：C V，m=20.92J·K-1·mol-1，C P，m=29.29J·K-1·mol-1。

47．1-6-3-9 今有0.4mol的氮气，假设为理想气体，在1.013×105Pa下加热，使其温度有298K升至368K，加热时保持压力不变。

求过程的Q、W、∆U、∆H。

已知：C V，m=20.92J·K-1·mol-1，C P，m=29.29J·K-1·mol-1。

48．1-6-3-13 已知：甲烷气体的等压摩尔燃烧热为-8.9×105J·mol-1，氢气的等压摩尔燃烧热为-2.86×105 J·mol-1，碳（石墨）的等压摩尔燃烧热为-3.93×105 J·mol-1。

求甲烷的等压摩尔生成热？
49．1-6-3-10 计算373.2K，1P0时，1mol水蒸发时的∆U。

已知：水的蒸发热为40.67KJ·mol-1，假设水蒸气为理想气体，并由于V m，g>>V m，l，液体水的体积可忽略不计。

50．1-6-3-9 在273.2K和1013.25Kpa时，取10.00dm3的单原子理想气体。

等温可逆膨胀到最终压力为101.325Kpa。

计算过程的Q、W、∆U、∆H。

51.1-6-4-9 在273.2K和1013.25Kpa时，取10.00dm3的单原子理想气体。

绝热可逆膨胀到最终压力为101.325Kpa。

计算过程的Q、W、∆U、∆H。

热力学第一定律答案及评分标准
（一）填空题（每题2分）
1．∆U =0，∆H =0，Q>0， W <0 2．∆U <∆H ，∆H >Q ，∆U =Q ，W =0
3.（1）内能；（2）体积功;（3）焓 4．Q=0；W=0；∆U =0
5． -3268KJ·mol -1 6．生成热；燃烧热
7．7.79KJ 8．5.82KJ ９. ∆U =0；∆H =0。

（二）选择题（每题1分）
10． C 11． C 12． D 13． B 14． A 15． D 16． D 17． A 18． C 19．A 20．D
21．C 22．D 23．B 24．B 25．C 26．B 27．C 28．C 29．C 30．D 31．B
32．D 33．B 34．C 35．A 36．B 37．A 38．C 39．A
（三）简答题（每题2分）
40．不正确。

因为加和性是指同一热力学平衡体系中，某物理量的数值与体系中物质的数量成正比，而在道尔顿分压定律中分压P B 的物理意义是指在同一温度下B 组分单独占有与混合气体相同体积时所具有的压力，总压P 与分压P B 不是同一热力学平衡体系中的物理量，且与物质的数量不成正比。

所以，P=ΣP B 不属于具有加和性，压力为强度性质。

41．不正确。

这只是一个抗恒外压过程，不是等压过程，且绝热膨胀时，Q =0，不是Q P =0，绝热膨胀后，P 2<P 1,T 2<T 1，理想气体的焓是温度的函数，所以∆H<0。

42．∆H=Q P 适用条件：封闭体系、无非体积功的等压过程；
∆U = Q V 适用条件：封闭体系、无非体积功的等容过程；
43．体系有确定的状态，状态函数就有定值；体系状态改变时，状态函数改变值取决于体系的始态、终态；体系恢复到原来状态，状态函数也恢复到原值。

需注意的是，一个指定的状态有确定的状态函数值，但是不同状态允许有某一状态函数值相同。

44.（1）Q=0，W=0，∆U=0 ；（2）Q =0，W=0，∆U=0=0。

（四）计算题（每题8分）
45．解：()()J V V P W 6081010101610013.133512-=⨯-⨯⨯⨯-=--=--外 (3分)
J Q 700= (2分)
J W Q U 92608700=-=+=∆ (3分)
46．解：等容过程0=W (2分)
()()⎰=-⨯⨯=-===∆2
18.58529836892.204.012,,T T m V m V V J T T nC dT nC Q U (4分) ()()⎰=-⨯⨯=-==∆2
11.82029836829.294.012,,T T m P m P J T T nC dT nC H (2分) 47．解：等压过程
()()()J
T T nR V V P W 8.232298368314.84.01212-=-⨯⨯-=--=--=外 (2分) ()()⎰=-⨯⨯=-===∆2
11.82029836829.294.012,,T T m P m P P J T T nC dT nC Q H (4分)
J W Q U 3.5878.2321.820=-=+=∆ (2分)
48．解：
()()152,2,1086.2,,-⋅⨯-=∆=∆mol J g H H l O H H C m f m (1分)
()()1
5,2,1093.3,,-⋅⨯-=∆=∆mol J C H g CO H C m f m 石墨 (1分) 反应CH 4 (g) + 2O 2 (g) === CO 2 (g) + 2H 2O (l)的热效应为CH 4（g ）的燃烧热，即： ()1
54,109.8,-⋅⨯-=∆=∆mol J g CH H H C m m (2分) 因为：
()()()()g CH H g O H g CO H l O H H H f m f m f m f m m ,,2,,24,2,2,2,∆-∆-∆+∆=∆ 所以：()()()()m f m f m f m f m H g O H g CO H l O H H g CH H ∆-∆-∆+∆=∆,2,,2,2,2,2,4, ()J
g CH H f m 45554,105.7109.801093.31086.22,⨯-=⨯+-⨯-⨯⨯-=∆ (4分)
49．解：该过程为等温等压可逆相变过程。

KJ Q 67.4067.401=⨯= (3分) ()J nRT PV V V P W g l g 31010.32.373314.81⨯-=⨯⨯-=-=-=--= (3分) KJ W Q U 57.3710.367.40=-=+=∆ (2分)
50．解：气体物质的量为：mol RT PV n 461.42.273314.810101025.10133
3=⨯⨯⨯⨯==- (2分)
0=∆U ，0=∆H (3分) KJ P P nRT W 33.23325.10125.1013ln 2.273314.8461.4ln 12-=⨯⨯⨯-=-= (2分) KJ W Q 33.23=-= (1分)
51．解：气体物质的量为：mol RT PV n 461.42.273314.810101025.10133
3=⨯⨯⨯⨯==- (1分)
绝热过程：0=Q
355.15.2==R R γ 3531121281.391010dm V P P V =⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=γ (2分) K nR V P T 8.108314.8461.41081.3910325.10133222=⨯⨯⨯⨯==- ()()J R T T nC U m V 91462.2738.1085.1461.412,-=-⨯⨯=-=∆ (2分)
()()J
R T T nC H m P 152432.2738.1085.2461.412,-=-⨯⨯=-=∆ (2分) J U W 9146-=∆= (1分)。