第二章 热力学第一定律 (一) 填空题 1. 在一绝热容器中盛有水，将一电阻丝浸入其中，接上电源一段时间（见下左图）当选择不同系统时,讨论Q和W的值大于零、小于零还是等于零。

系统 电源 电阻丝 水 电源+电阻丝 水+ 电阻丝 水+电阻丝+电源 Q W U

参考答案

2. 298K时，反应CH3CHO(g) = CH4(g) + CO(g)的反应热 rHm0 = mol-1，若反应恒压的热容rCp,m= Jmol-1K-1，则在温度为 时，反应热将为零。（设：rCp,m与温度无关）。 3. 对理想气体的纯PVT变化，公式dU=nCV,mdT适用于 过程；而真实气体的纯PVT变化，公式dU=nCV,mdT适用于 过程。 4. 物理量Q、W、U、H、V、T、p属于状态函数的有 ；属于途径函数的有 。状态函数中属于强度性质的 ；属于容量性质的有 。 5. 已知反应 C(S)+O2CO2 rHm 0＜0 若该反应在恒容、绝热条件下进行，则ΔU 于零、ΔT 于零、ΔH 于零；若该反应在恒容、恒温条件下进行,则ΔU 于零、ΔT 于零、ΔH 于零。（O2、CO2可按理想气体处理） 6. 理想气体绝热向真空膨胀过程，下列变量ΔT、ΔV、ΔP、W、Q、ΔU、ΔH中等于零的 有： 。 7. 1mol理想气体从相同的始态(p1、T1、V1)，分别经过绝热可逆膨胀至终态(p2、T2、V2)和经绝

热不可逆膨胀至终态('2'22VTp、、)则’‘，2222VVTT(填大于、小于或等于)。 8. 某化学在恒压、绝热只做膨胀功的条件下进行，系统温度由T1升高至T2，则此过程ΔH

零，如果这一反应在恒温（T1）恒压和只做膨胀功的条件下进行，则其ΔH 于零。

9．范德华气体在压力不太大时，有bRTaVTVTmpm2)(且定压摩尔热容为CP,m、则此气体的焦——汤系数μJ-T = ，此气体节流膨胀后ΔH 0。 10． 1mol单原子理想气体（CV,m=）经一不可逆变化，ΔH =，则温度变化为ΔT = ，内能变化为ΔU = 。 11. 已知298K时H20(l)、H20(g)和C02(g)的标准摩尔生成焓分别为、 –和mol-1，那么C(石墨)、H2 (g)、02(g)、H20(l)、H20(g)和C02(g)的标准摩尔燃烧焓分别为 。

系统 电源 电阻丝 水 电源+电阻丝 水+ 电阻丝 水+电阻丝+电源 Q = < > < = = W < > = = > = U < > > < > = 12.某理想气体反应 2A+B＝A2B，对nA:nB=2:1的混合气体在某温度下有4molA气体、 molB气体反应，生成 mol A2B气体，对应的反应进度为 。 13．1mol理想气体经恒压加热温度升高1℃，则该过程的功为W= 。 14． 1mol理想气体经恒温膨胀、恒容加热和恒压冷却三步完成一个循环回到始态，此过程气体吸热。则ΔU = ，ΔH = ，W = 。

参考答案： 1.

2. 1298K 3. 任意 恒容 4. U、H、V、T、P ， Q、W ， T、p ， U、H、V 5. 等， 大 ，大， 小 ， 等 ， 小 6. ΔT、W、Q、ΔU、ΔH 7. < < 8. = <

9．)2(1,bRTaCmpTJ = 10．40．0K 11． KJmol-1、 KJmol-1、 0、0、 KJmol-1、0 12．2 2 2 13． 14．0 0

（二） 选择题 1、 某化学反应在恒容、绝热、无其它功的条件下进行，体系的温度由T1升至T2，此过程系统内能的变化ΔU（ ）；若这一反应在恒温T1、恒容、无其它功的条件下进行，系统内能的变化ΔU（ ）。 A．大于零 B.等于零 C.小于零 D.不能确定 2、 封闭系统经任意循环过程，则： A．Q=0 B．W=0 C．Q+W=0 D．以上均不对 3、 水在可逆相变过程中： A．ΔU=0 ΔH=0 B．Δp=0 ΔT=0 C．ΔU=0 ΔT=0 D．以上均不对

系统 电源 电阻丝 水 电源+电阻丝 水+ 电阻丝 水+电阻丝+电源 Q = < > < = = W < > = = > = U < > > < > = 4、 气体经节流膨胀过程： A．Q>0 ΔH=0 Δp<0 B．Q=0 ΔH=0 Δp<0 C．Q=0 ΔH>0 Δp<0 D．Q=0 ΔH=0 Δp>0 5、 若要通过节流膨胀达到制冷的目的，则焦耳—汤姆生系数为：

A．0HTJpT B．0HTJpT

C．0HTJpT D．与μJ-T取值无关 6、 由于H=U+Pv，系统发生变化时ΔH=ΔU+Δ(pV)，式中Δ(pV)的意思是： A．Δ(pV)=ΔpΔV B．Δ(pV)=p2V2- p1V1 C．Δ(pV)= pΔV-VΔp D．Δ(pV)= pΔV+VΔp 7．对理想气体下列公式中不正确的是：

A．0TVU B．0TpU

C．0TVH D．以上都不对 8. 公式ΔH=QP的条件是 A．不做非体积功的恒压过程 B．恒外压过程 C．外压等于体系压力的可逆过程 D．恒温恒压的化学变化过程 9．2C（墨）+O2（g）→2CO(g)的反应热△rHm0等于 A．△cHm0（石墨） B．2 △fHm0（CO） C．2△cHm0（石墨） D．△fHm0 (CO) 10. 对理想气体

A．1TPH B．1HPT

C．0TPU D．0Z 11．某理想气体从同一始态),,(111TVP出发分别经（1）绝热可逆压缩；（2）绝热不可逆压缩达到同一终态温度T2，则过程的功： A．21WW B．21WW

C．21WW D．无确定关系与21WW

12．始态完全相同),,(111TVP的一个理想气体系统和一个范德华气体系统，分别进行绝热恒外压)(0P膨胀，当膨胀了相同体积2V之后，下述哪一种说法正确。 A．范德华总体的内能减少量比理想气体多； B．范德华总体的终态温度比理想气体低； C．范德华总体的所做的功比理想气体少； D．理想气体的内能减少量比范德华气体多。 13．对状态函数的描述，哪一点是不确切的 A．它是状态的单值函数，状态一定它就有唯一确定的值； B．状态函数的改变值只取决于过程的始终态，与过程进行的途径无关； C．状态函数的组合仍然是状态函数； D．热力学中很多状态函数的绝对值不能测定，但其变化值却可以直接或间接测定的。 14．理想气体经历如图所示A→B→C→A的循环过程。A→B为恒温可逆过程，B→C为恒压过程，C→A为绝热可逆过程。对于其中B→C过程的ΔBCU，当用图上阴影面积来表示时对应的图为： A B C D

15．某液态混合物由状态A变化到状态B，经历两条不同的途径，其热、功、内能变化、焓变化分别为Q1、W1、Δu1、ΔH1和Q2、W2、Δu2、ΔH2则：

A 2211WQWQ B 2211WUWU

C 2211QHQH D 2211HUHU

参考答案： 1．B、C 2．C 3．B 4．B 5．B 6．B 7．D 8．A 9．B 10．C 11．C 12．B 13．C 14．C 15．D

三、讨论习题 1. 100℃,的水蒸气100dm3,等温可逆压缩至，并在下继续压缩至10dm3为止，(1)试计算此过程的Q，W，ΔU，ΔH。已知100℃，,水的蒸发热

（2） 若使终态物系恒温100℃，反抗外压，使其恢复到始态，求此过程中的Q，W，ΔU，

A B C 等温可逆压缩 可逆相变 ΔH。 （3） 若使终态物系恒温100℃向真空蒸发，并使其恢复至始态，求Q，W，ΔU，ΔH。 解： (1)

ΔU1 ΔH1 ΔU2 ΔH2 ΔU1＝0，ΔH1＝0

JJppVpppnRTVVnRTpdVWQVV3511]325.101663.50ln100663.50[lnlnln211121122111＝＝

第一步T,n不变，对理想气体： 1122VpVp 33250]325.101663.50100[dmdmV

第二步是相变过程，冷凝成水的物质的量为: molmolRTVpRTVpnnn306.115.373314.810325.10110066.50332221 ΔH2=104J=104J Q2=ΔH2=104J W2=-p2ΔV=-[(10-50)]J=[40]J=4052J ΔU2=Q2+W2=[-53020+4052]J=-48968J 所以得： ΔU=ΔU1+ΔU2=-48968J ΔH=ΔH1+ΔH2=-53020J Q=Q1+Q2=(-3511-53020)J=-56531J W=（3511+4052）J=7563J （2）解：此过程的始态与终态正好是（1）问中的始态与终态的颠倒，所以： ΔU=(U1-U3)=-(U3-U1)=48968J ΔH=(H1-H3)=-(H3-H1)=53020J W＝-p外ΔV= (100-10)J=-4559J Q=ΔU-W=(48968+4559)J=53527 J (3) 解：此过程的始态、终态与（2）问相同 ΔU=48968 J ΔH=53020 J W=-p外ΔV=0 J Q=U=48968 J

2. 64g O2在,25℃时，绝热膨胀至，计算Q，W，ΔU，ΔH，已知：双原子分子Cp,m=,Cv,m=。 (1) 若此过程可逆地进行；

100℃ 100dm3 n1(g) 100℃ V2 n1(g) 100℃ 10dm3 n2(g)