大学物理化学1-热力学第一定律课后习题集与答案解析

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. dU = nCV,mdT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?fH(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(? = Cp,m/CV,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) +正确的是：（ ）。

（A）?rH(T)是H2O(g)的标准摩尔生成焓；

（B）?rH(T)是H2O(g)的标准摩尔燃烧焓；

（C）?rH(T)是负值；

（D）?rH(T)与反应的?rU数值不等。

1O2(g) ==== H2O(g)的标准摩尔反应焓为?rH(T)，下列说法中不2

三、计算题

习题1

10 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2

298 K时，将0.05 kg的N2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CV,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：

A(g) A(l) ?U=? n = 2mol n = 2mol p1= 0.663kPa p2= 101.325kPa T1 = 400K T2 = 350K ? =? H

已知液体A的正常沸点为350 K，此时的汽化焓：?VapHm = 38 kJ·mol?1。A蒸气的平均定压摩尔热容Cp,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C2H4(g)的标准摩尔生成焓与标准摩尔燃烧焓： （1）C2H4(g) + H2(g) == C2H6(g) ， ?rH m ?, l = －137 kJ·mol?1 ；

（2）C2H6(g) + (7/2)O2(g) == 2CO2(g) + 3H2O(l) ，?rH m ?, 2 = －1560 kJ·mol?1 ； （3）C(石墨) + O2(g) == CO2(g) ， ?rH m ?, 3 = －393.5 kJ·mol?1 ； （4）H2(g) + （1/2）O2(g) == H2O(l) ， ?rH m ?, 4 = －285.8 kJ·mol?1 。 习题6

求下列反应在393 K 的反应的?rHm ? (393 K) ： C2H5OH(g) + HCl(g) == C2H5Cl(g) + H2O(g) 已知： 物质 ?f Hm ? (298 K) / kJ·mol?1

Cp, m / J·K?1·mol?1 13.07 +188.5×10-3(T / K) 30.00 +10.71×10-3(T / K) 19.07 +212.7×10-3(T / K) 26.53 +4.62×10-3(T / K) C2H5Cl(g) －105.0 H2O(g) －241.84 C2H5OH(g) －235.3 HCl(g) 习题7

－92.31 已知反应CH3COOH(l)+C2H5OH(l)= CH3COOC2H5(l)+H2O(l)