第一章
1、水的物质的量为：
223232324
24
24
,
,,
20
0.026760
0.89
0.95
0.890.020.026
101.3250.9596.350.02
0.02137
0.890.020.026
101.3250.02137 2.165H O C H Cl C H Cl C H Cl C H C H C H x x p p x kPa x p p x kPa =
===++=?=?===++=?=?=总总根据道尔顿分压定律得：
2、解：在300K 时，水的蒸气压为3.567kPa ，所以此时容器内存在水蒸气，容器内始终存在有水，因此始终存在有水蒸气。 在两个过程中，有：
12112212
1212122121101.325373.15126.03300
n n p V p V T T V V p p p T p kPa T T T =∴
==?∴
=?===
3、① 针对理想气体，存在有PVm=RT ，则：
3
8.314(273.1540)
6833.40.381106833.45066.3%100%34.9%
5066.3m RT P kPa V E -?+=
==?-=?= ② 对于CO 2 ，查表得:
162431
1
234323.657100.42310)()8.314313.15 3.657105167.560.381100.42310(0.38110)5167.565066.3
%100% 2.0%
5066.3
m m
m m a Pa m mol b m mol a
P V b RT
V RT a p kPa
V b V E --------=??=?+-=??∴=-=-=-?-??-=
?=（
4、① 对于理想气体，存在：
31
3
8.314273.15
56.04053010
56.070.3%100%20.3%
70.3
m RT V cm mol P E --?=
==??-=?=
② 若为范得华气体，则查表得：
3398,126.15273.15 2.165126.154053011.928
3398
r r Pc KPa Tc K
T T Tc P P Pc ===
=====
根据上述对比参数，查双参数普遍化因子图得：Z=1.305，则：
311.3058.314273.15
73.14053073.170.3%100%4%
70.3
m ZRT V cm mol p E -??=
==?-=?= 5、解：查表得：
5080154.75273.1525 1.93154.7520270
45080
C C r C r C p kPa T K
T T T p p p ==+====
== 根据上述对比参数，查双参数普遍化压缩因子图，可得Z=0.95
33
20270104010323211.00.958.314298.15
PV m kg ZRT -???=?=?=??
6、解：该气体为理想气体，所以存在：
2
2
2
11
3311
11.48.314
1.40.420.80.4
253.31102001020.798.314(273.1520)
20.820.79p m V m p m V m
V m V m V m V m T V m T T V m c c R
C c c c R c R c mol K c dT
PV PV nRT n mol
RT c dT dT ????--?????-?-==?-=?=?=
=???=?===?+==???1
1
1
T T T 而该气体恒容下，W=0，U=n U=n 20.7920.8(8020)25.925.9kJ
U Q W Q U kJ
??-==+?==根据热力学第一定律，
7、解：奈燃烧的方程式为
1082227104C H O CO H O +=+
c
m H χ 0 0 0
3110800010
128
10
12811010
()401.727 5.1510128128
c m
c m c m Q x H mol Q
H H C H Q kJ kJ mol -∴=+--=-?∴=
-???=-
?=-?=-?
?参加反应的奈共有
存在等式
8、解： 25℃ P
ｏ
0H ?=
m 由生成热的表值查出：
251
(1)285.841
(2)(37.6625.125.13)(25)119.235(25)
4
C
r m T
r m p H kJ mol H C dT T T -?=-??=
∑?=+?+?-=-?
燃烧反应是瞬间完成的，所以可以看成是绝热反应，
所以存在：119.235(25)285.8400119.235(25)285.8402422T T T C ο--=?-=?=
12
32222222122112111
11
4(273.152422)101.325104
34(273.1525)4305.312pV nRT V V n RT n RT n RT n p T
p n RT V V n T p kPa
==?+??∴=====?+=
9、状态函数的基本特征为：函数的性质只决定于它现在所处的状态，而与其过去的历史无关。
热力学研究中采用的极重要的状态函数法的基础是：根据状态函数性质的改变多少只取决于体系的开始与终了状态，而与变化时所经历的途径无关。
10、当某一理想气体试样的真空容器中发生可逆恒温膨胀时，?U=0 ，因为U 为状态函数，它的改变量只取决于体系的开始与终了状态，当?T=0时，?U=0。
而Q=W ≠0因为Q 与W 都是与变化过程有关的物理量，是过程函数，而非状态函数，当体系与环境发生相互作用时，而且?U=0的情况下，根据热力学第一定律，Q=W=2
1
ln
V nRT V 11、可逆过程具有如下特点：
① 可逆过程是以无限小的变化方式进行的，整个过程由无穷多个近平衡态所构成； ② 用同样的方式、沿相同的途径使体系返回原态后，体系和环境都完全恢复原来的状态； ③ 就体积功而言，在等温可逆膨胀过程中体系对环境作最大功，在等温可逆压缩过程中，环境对体系作最小功。
在下列过程中，只有⑴过程为可逆过程，⑵⑶⑷过程均为不可逆过程。
12、虽然有H=U+PV 成立，但?H=?U+?PV ，其中，?PV 的值可能大于零，也有可能小于零，所以并不能从H=U+PV 就得出?H 一定大于?U 的结论。
13、答：在公式2
1
v U=n C T m T dT ??
中，v C m ?已经包含了等容的条件，因此在运用该公式
时，不必限制在等容条件下；而在2
1
H=n C T p m T dT ??
中，C p m ?也已经包含了等压的条件，因
此不必限制在等压的条件下。
在发生了相变化、化学变化或做了非体积功的情况下，以上两个公式不能应用。 14、答：对于任意体系，有：
(
)()()()()()()()p V p V p V
p p V
H U C C T T
U pV U
T T U V U p T T T
??-=-???+?=-?????=+-???
,,(
)()()()(
)()()()()()0,()p V T p p V T p p T p T p p V p V p m V m U U U V T T V T U V V U V C C p p V T T V T U V nR V T p
C C
C C nR R C C R
n n
????=+??????????
?-=+=+????????
???==??∴-=?-=?-=根据复合函数的偏微商公式：
带入上式，可得：对于理想气体，存在
15、解：在以P 、V 为坐标的图中作出绝热可逆曲线和等温可逆曲线，由于绝热可逆过
程用方程pV K γ
=（常数）描述，等温可逆用方程PV=n RT 描写，可以证明绝热可逆曲线的
斜率大于等温可逆曲线的斜率：
22112()0)()0()1T T T T P V nRT P nRT PV P V V V V V V K P K V PV P V V V V V V C P P C V V γγγγγγγγγ--??
????--????
====-??????????????
????????????--====-??????????????
????=
>>??绝热绝热绝热绝热T 绝热
（由于增加压力体积要缩小，两条曲线的斜率均为负值，而且
，所以有（）（）
即绝热可逆曲线比等温可逆曲线更陡一些，两条曲线相交于一点，如图所示：
由于dV 2V 1od 的面积大于CV 2V 1o 的面积，即绝热可逆压缩过程体系做功的绝对值大于等温可逆压缩过程做功的绝对值，即等温可逆压缩过程做的功较大。
16、答：我们在说：理想气体的内能只是温度的函数的时候，是针对理想气体的变温过程而言，不能适用于有相变发生的过程。在相变过程中，虽然体系的温度保持不变，但体系的内能是要改变的。比如题目中101325P а和373K 时，1摩尔水恒温蒸发为蒸气，内能要改变37.55KJ ，即373K1摩尔的水的水蒸气要比373K1摩尔水的内能大37.55KJ 。
17、在计算化学反应热效应的时候，由于热是过程函数，因此，只有将热效应与特定过程相联系，使热效应表达为体系某种状态函数的变化。
在恒压过程中，p r Q H =?
即化学反映的热效应等于该反映体系的焓变化。而焓属于状态函数，，它的数值只取决于始终态，从而p Q 也决定于始终态。
18、答：,0p m C ?>只能说明()0r m P
H T T ????
>
????成立，而温度变化并不一定是大于零，
因此不能说明反应焓r m H ?一定大于零。
19、① 在空气中膨胀了2升，则功为
33121()101.32510210202.65W p V V J -=--=-???=-
② 在恒定外压下膨胀，所做的功为：
2
1
1131223
233258.314300
12.31013.2510
58.314300123101.32510101.32510(12312.3)1011.217V V pV nRT nRT V l p nRT V l p W pdV kJ
-=??∴=
==???=
==?=-=-??-?=-?
③ 恒温可逆膨胀所做的功为：
3
13
21013.2510ln 58.314300ln 28.716101.32510p W nRT kJ p ?=-=-???=-?
20、① 向真空膨胀，作功W=0
② 在外压恒定的情况下膨胀，所做的功为：
22a 313322128.314(273.15100)
62.04710010()6210(10025)104653nRT pV nRT p kp p W p V V J
--??+=?=
==?=--=-??-?=-
③ 恒温可逆膨胀所做的功为：
3
233
110010ln 28.314(273.15100)ln 86022510
V W nRT J V --?=-=-??+=-? 21、在外压恒定的情况下所做的功为：
3321()202.6510(2010)102026.5W p V V J -=--=-??-?=-
根据热力学第一定律，U=Q+W 可以得出：
U=Q+W=1255+（-2026.5）=-771.5J
22、① 根据理想气体方程，可以得出参加反映的气体的量为
100
502
n mol =
= 在恒温可逆压缩情况下，所做的功为
3
113
2101.32510ln 508.314(273.1525)ln 199.374506.62510p W nRT kJ p ?=-=-??+=?
② 当气体在恒定外压下膨胀时，根据理想气体方程可得：
1131223
233221508.314(273.1525) 1.223101.32510508.314(273.1525)
0.245506.62510()101.32510(0.245 1.223)1099.103e nRT V l p nRT V l p W p V V kJ
-??+===???+=
==?=-=??-?=-则所做的功为：
23、根据理想气体方程有
33
11133
22212
3312221202.65101010243.7518.314
2026.510110243.7518.3140()2026.510(110)1018.2p V T K
nR p V T K
nR T T U W W W p V V kJ U Q W Q W ---???===????===?∴=?==+==--=-??-?=?=+=-总虽然不是等温过程，但是始终态的温度相同，所以恒容过程不做功，所以
W 根据热力学第一定律可得212221112211221333318.2()()()202.6510101002026.5101100
kJ
H H H U p V U p V U p V p V p V p V --=-?=-=+-+=?+-=-=???-???=
24、解：
2
1
573
372,273
322733212121322733(26.7842.6810146.410)11
26.78()42.6810()146.410()
2311
26.78(573273)42.6810(573273)146.410(573273)
23
12.63T p m T H H C T T dT
T T T T T T kJ
------??==
+?-?=-+??--??-=-+??--??-=??
的计算：
2
2
2
2
1
1
1
1
,,,,,,,21()()
126308.314(573273)10.14p m V m V m p m T T T T V m p m p m T T T T U C C R C C R
U C dT C R dT C dT RdT H R T T kJ
?-=∴=-∴?==-=-=?--=-?-=????的计算：
恒压过程存在12.36p Q H kJ =?=
W 的计算：
由热力学第一定律可得：10.1412.63 2.49U Q W W U Q kJ ?=+?=?-=-=-
25、解：理想气体恒温膨胀过程，T 2=T 1，所以存在
U H ?=?=
对于理想气体而言
633
11112226263210.510210100.110()0.110(102)108000800p V p V p V V dm
p W p V V J U Q W
U Q W J
--???=?===?=--=-??-?=-?=+?=∴=-=恒定外压下的功为：
26、解
① 恒容加热过程存在0V ?=
因此，W=0
2
1
2
1
,21,,,2133
()8.314(600298)376622
3522
55
()8.314(600298)627722
T V V m T p m V m T p m T Q W
Q U C dT R T T J C C R R R R
H C dT R T T J ?=+=?==
-=??-==+=+=∴?==
-=??-=??根据热力学第一定律U 对于理想气体
② 恒压加热过程也就是恒定外压过程。此时体系的C p,m 和 C V,m 的值与上相同。因此存在：
2
1
2
1
,21,2133
()8.314(600298)376622
55
()8.314(600298)627722
376662772511T V m T T p p m T U C dT R T T J Q H C dT R T T J U Q W W U Q J
?==
-=??-==?==
-=??-=?=+?=?-=-=-?? 27、解
① 可逆膨胀过程的功的计算为：
3
132607.910ln 18.314298ln 4439101.32510p W nRT J
p ?=-=-???=-????由于是恒温过程，
所以U=0，H=0
根据热力学第一定律U=Q+W
Q=-W=4439J
② 外压恒定过程中，根据理想气体方程，我们可以计算出V 1、V 2：
3
13
13
23
2332118.314298 4.08607.910
18.314298
24.45101.32510
()101.32510(24.45 4.08)1020652065nRT V dm p nRT V dm p W p V V J U Q W Q W J
-??===???=
==?=--=-??-?=-?=+=-=根据热力学第一定律 28、解：① 在可逆绝热膨胀过程中，根据理想气体状态方程可得
231131,,11331 1.66721323322218.3142984.08607.951052 1.66732607.9510() 4.08()12101.32510101.325101210145.518.31403p m V m T nRT V dm p R C C R p V V dm p p V T K nR Q dT γγ-??==?===?==?=????===?=??=?1V ，m T 绝热过程中，根据热力学第一定律U=Q+W
W=U=C 221213()8.314(145.5298)19022255()8.314(145.5298)317022T R T T J H dT R T T J -=??-=-?==-=??-=-?1p ，m T C
2
31131,,1
1
331 1.667213
2332218.3142984.08607.95105
2
1.667
32
607.9510() 4.08()12101.32510101.325101210145.518.31403p m V m T nRT V dm p R C C R p V V dm p p V T K nR Q dT γ
γ-??==?===?==?=????=
==?=??=?1V ，m T 绝热过程中，根据热力学第一定律U=Q+W W=U=C 2
21213()8.314(145.5298)19022255()8.314(145.5298)317022T R T T J H dT R T T J -=??-=-?==-=??-=-?1
p ，m T C ② 在不可逆绝热膨胀过程中，根据ΔU=W 可得
21
,21221
33
21,21,2,,,21,()()3101.32510 4.081018.31429821995()18.3142
03
()18.314(199298)12352(V m V m V m
V m p m
V m p m nRT nRT nC T T p p p p V nC p V nC T K
n R C nC Q U Q W W U nC T T J
H nC --=-?
???+???++====+??=?=+=?=-=???-=-?=绝热过程，根据热力学第一定律可得215
)18.314(199298)20582
T T J
-=???-=-
29、解：结合题意，我们可以得出
212
16
11622
2
21
121222
,21,,,0.21010.4102144273.151092.6455
()8.314(1092.6273.15)17.02225722
72T V m T p m V m T p m T k p kV kV kV pV nRT p kV V T nRT T T K V T C dT R T T kJ C C R R R R H C dT R =?=??===?===?==?==?===-=??-==+=+=∴?==??根据和可以得出2
2
1
12122
21221217
()8.314(1092.6273.15)23.852()211
()()
8.314(1092.6273.15) 3.40622217.0V V V V T T kJ k p dV kV dV V V p pV nRT k kV nRT
V
nRT nRT k W nR T T kJ k
k U Q W U W -=??-==-?=-?=--===∴=--=--=-??-=-?=+=?-=??根据理想气体方程和可得根据热力学第一定律可得2( 3.406)20.43
kJ --=
12161162222
1121222,21,,,0.21010.410214
4273.151092.6455()8.314(1092.6273.15)17.022*******T
V m T p m V m
T p m T p k p kV V
p kV p kV pV nRT p kV V T kV nRT T T K V T U C dT R T T kJ C R R R R H C dT R =?=??===?===?==?==?=?==-=??-==+=+=∴?==??根据和可以得出
2211212221221217()
8.314(1092.6273.15)23.852()211()()8.314(1092.6273.15) 3.40622217.0V V V V T T kJ k W p dV kV dV V V p pV nRT k kV nRT V nRT nRT k W nR T T kJ k k U Q W Q U W -=??-==-?=-?=--====--=--=-??-=-?=+=?-=??根据理想气体方程和可得根据热力学第一定律可得2(3.406)20.43kJ --=
30、解：
ΔU
1ΔH 1
过程1
ΔU 2ΔH 2
过程2
过程1的功的计算为：
113
11()18.314(273.15100)301240.6710301237.57140.67g l p W p V V W pVg nRT J
U Q W kJ Q kJ
=--≈-=-=-??+=-?=+=?-=?==1因为液态水的体积忽略不计，所以
由热力学第一定律可得
由于过程为恒压过程，所以存在H
对于过程2而言，由于是恒温过程，所以存在
2,2,0
0V m p m U C dT H C dT ?==?==??
因此，存在：
121237.57037.5740.67040.67U U U kJ
H H H kJ
?=?+?=+=?=?+?=+=
31、解：
① 苯甲酸燃烧过程中，量热计吸收的热量=苯甲酸燃烧放出的热量，因此，有以下等式成立
1,1
,,1.247122.05
11485 2.87
3226.151.247122.05
3226.15V m V m V m V m w n M C T nQ C T Q kJ mol n
W U Q kJ mol --=
=
???=-???=-=-=-??==-?量热计，量热计恒容过程=0,根据热力学第一定律可得：
② 在恒压下燃烧时，根据H Q pV ?=?+?可得：
,,,,11
3226.15()8.314(273.1525)3227.392
p m p m V m V m Q H Q p V Q n RT kJ mol -=?=+??=+??=-+-??+=-?
32、解：
()()P P
V V P V p V H Q U Q Q Q p V
H U H U p V p V V RT n n RT n
?=?==+?????-?=??=?-=-=?生成物反应物生成物反应物在恒压情况下，存在在恒容情况下，存在因此，存在由此可以得出恒压热效应与恒容热效应之间的差距为：
① 根据反应方程式，可以的出气态生成物与反应物物质的量之差为：
(12)(12)0
0n H U ?=+-+=∴?-?=
② 根据反应方程式，可以得出气态生成物与反应物物质的量之差：
101
18.314298.152478.8n H U n RT J ?=-=∴?-?=?=??=
③ 根据反应方程式，可以得出气态生成物与反应物物质的量之差：
2(31)2(2)8.314298.154957.6n H U n RT J
?=-+=-∴?-?=??=-??=-
33、解：
根据乙醇的燃烧反应方程式 25222()3()2()3()C H OH l O g CO g H O l +==+ 可得：
f m H
? x 0 -393.51 -285.85
1
125252393.513285.8501366.91277.66,298)277.66C m f m f m f m H H H x x kJ mol
C H OH H C H OH l K kJ mol
γγ--∴?=∑??-∑??=?-+?---=-?=-?∴?-?生成物反应物
（）（）的标准生成焓（，的值为
34、解：
该反应的方程式为：612625222C H O C H OH l CO →+（）（g ） 因此，燃烧1mol 的葡萄糖将会生成2mol 的乙醇；
若忽略各物质的熔解热和稀释热，则生成2mol 乙醇的恒压热效应为：
612625()(,)
(2820)2(1366.7)86.6C m C m H H C H O n H C H OH l kJ
?=?-??=--?-=-
则生成1mol 乙醇的的热效应为86.6
43.32
Q kJ -==-
故放热43.3кJ 。
热一定律总结 一、 通用公式 ΔU = Q + W 绝热： Q = 0，ΔU = W 恒容(W ’=0)：W = 0，ΔU = Q V 恒压(W ’=0)：W =-p ΔV =-Δ(pV )，ΔU = Q -Δ(pV ) → ΔH = Q p 恒容+绝热(W ’=0) ：ΔU = 0 恒压+绝热(W ’=0) ：ΔH = 0 焓的定义式：H = U + pV → ΔH = ΔU + Δ(pV ) 典型例题：3.11思考题第3题，第4题。 二、 理想气体的单纯pVT 变化 恒温：ΔU = ΔH = 0 变温： 或 或 如恒容，ΔU = Q ，否则不一定相等。如恒压，ΔH = Q ，否则不一定相等。 C p , m – C V , m = R 双原子理想气体：C p , m = 7R /2, C V , m = 5R /2 单原子理想气体：C p , m = 5R /2, C V , m = 3R /2 典型例题：3.18思考题第2,3,4题 书2.18、2.19 三、 凝聚态物质的ΔU 和ΔH 只和温度有关 或 典型例题：书2.15 ΔU = n C V , m d T T 2 T 1 ∫ ΔH = n C p, m d T T 2 T 1 ∫ ΔU = nC V , m (T 2-T 1) ΔH = nC p, m (T 2-T 1) ΔU ≈ ΔH = n C p, m d T T 2 T 1 ∫ ΔU ≈ ΔH = nC p, m (T 2-T 1)
四、可逆相变（一定温度T 和对应的p 下的相变，是恒压过程） ΔU ≈ ΔH –ΔnRT (Δn ：气体摩尔数的变化量。如凝聚态物质之间相变，如熔化、凝固、转晶等，则Δn = 0，ΔU ≈ ΔH 。 101.325 kPa 及其对应温度下的相变可以查表。 其它温度下的相变要设计状态函数 不管是理想气体或凝聚态物质，ΔH 1和ΔH 3均仅为温度的函数，可以直接用C p,m 计算。 或 典型例题：3.18作业题第3题 五、化学反应焓的计算 其他温度：状态函数法 Δ H m (T ) = ΔH 1 +Δ H m (T 0) + ΔH 3 α β β α Δ H m (T ) α β ΔH 1 ΔH 3 Δ H m (T 0) α β 可逆相变 298.15 K: ΔH = Q p = n Δ H m α β Δr H m ? =Δf H ?(生) – Δf H ?(反) = y Δf H m ?(Y) + z Δf H m ?(Z) – a Δf H m ?(A) – b Δf H m ?(B) Δr H m ? =Δc H ?(反) – Δc H ?(生) = a Δc H m ?(A) + b Δc H m ?(B) –y Δc H m ?(Y) – z Δc H m ?(Z) ΔH = nC p, m (T 2-T 1) ΔH = n C p, m d T T 2 T 1 ∫
第一章热力学第一定律练习题 一、判断题（说法对否）： 1.当系统的状态一定时，所有的状态函数都有一定的数值。当系统的状态发生 变化时，所有的状态函数的数值也随之发生变化。 2.在101.325kPa、100℃下有lmol的水和水蒸气共存的系统，该系统的状态 完全确定。 3.一定量的理想气体，当热力学能与温度确定之后，则所有的状态函数也完 全确定。 4.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。 5.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。 6.因Q P = ΔH，Q V = ΔU，所以Q P与Q V都是状态函数。 7．体积是广度性质的状态函数；在有过剩NaCl(s) 存在的饱和水溶液中，当温度、压力一定时；系统的体积与系统中水和NaCl的总量成正比。8．封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。 9．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。 10.一个系统经历了一个无限小的过程，则此过程是可逆过程。 11．1mol水在l01.325kPa下由25℃升温至120℃，其ΔH= ∑C P,m d T。12．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d T = 0，d p = 0，故可得ΔH = 0。 13．因Q p = ΔH，Q V = ΔU，所以Q p - Q V = ΔH - ΔU = Δ(p V) = -W。14．卡诺循环是可逆循环，当系统经一个卡诺循环后，不仅系统复原了，环境也会复原。 15．若一个过程中每一步都无限接近平衡态，则此过程一定是可逆过程。16．(?U/?V)T = 0 的气体一定是理想气体。 17．一定量的理想气体由0℃、200kPa的始态反抗恒定外压(p环= 100kPa) 绝热膨胀达平衡，则末态温度不变。 18．当系统向环境传热(Q < 0)时，系统的热力学能一定减少。
第二章热力学第一定律 思考题 1设有一电炉丝浸于水中，接上电源，通过电流一段时间。如果按下列几种情况作为系统，试问 A U ， Q，W为正为负还是为零？ (1) 以电炉丝为系统； (2 )以电炉丝和水为系统； (3)以电炉丝、水、电源及其它一切有影响的部分为系统。 2设有一装置如图所示，(1)将隔板抽去以后，以空气为系统时，AJ, Q, W为正为负还是为零？(2) 如右方小室亦有空气，不过压力较左方小，将隔板抽去以后，以所有空气为系统时，A U, Q , W为正为负还是为零？ 作业题 1 (1)如果一系统从环境接受了160J的功，内能增加了200J，试问系统将吸收或是放出多少热？(2)一系统在膨胀过程中，对环境做了10 540J的功，同时吸收了27 110J的热，试问系统的内能变化为若干？ [答案：⑴吸收40J; (2) 16 570J] 2在一礼堂中有950人在开会，每个人平均每小时向周围散发出4. 2xl05J的热量，如果以礼堂中的 空气和椅子等为系统，则在开会时的开始20分钟内系统内能增加了多少？如果以礼堂中的空气、人和其它所有的东西为系统，则其AU = ? [答案:1.3 M08J;0] 3 一蓄电池其端电压为12V,在输出电流为10A下工作2小时，这时蓄电池的内能减少了 1 265 000J,试求算此过程中蓄电池将吸收还是放岀多少热？ [答案：放热401000J] 4体积为4.10dm3的理想气体作定温膨胀，其压力从106Pa降低到105Pa计算此过程所能作出的最大 功为若干？ [答案：9441J] 5在25C下，将50gN2作定温可逆压缩，从105Pa压级到2X106Pa，试计算此过程的功。如果被压缩了的气体反抗恒定外压105Pa作定温膨胀到原来的状态，问此膨胀过程的功又为若干？ [答案：-.33 X04J; 4.20 X03J] 6计算1mol理想气体在下列四个过程中所作的体积功。已知始态体积为25dm3终态体积为100dm3; 始态及终态温度均为100 Co (1) 向真空膨胀； (2) 在外压恒定为气体终态的压力下膨胀； (3) 先在外压恒定为体积等于50dm3时气体的平衡压力下膨胀，当膨胀到50dm3(此时温度仍为100C) 以后，再在外压等于100 dm3时气体的平衡压力下膨胀； (4) 定温可逆膨胀。 试比较这四个过程的功。比较的结果说明了什么问题？ [答案:0; 2326J; 310l J; 4299J] 习
二、填空题 1. 封闭系统由某一始态出发，经历一循环过程，此过程的_____U ?=；_____H ?=；Q 与W 的关系是______________________，但Q 与W 的数值________________________，因为_________________________。 2. 状态函数在数学上的主要特征是________________________________。 3. 系统的宏观性质可分为___________________________________，凡与系统物质的量成正比的物理量均称为___________________________。 4. 在300K 的常压下，2mol 的某固体物质完全升华过程的体积功_________e W =。 5. 某化学反应：A(l) + 0.5B(g) → C(g)在500K 恒容条件下进行，反应进度为1mol 时放热10k J ，若反应在同样温度恒容条件下进行，反应进度为1mol 时放热_____________________。 6. 已知水在100℃的摩尔蒸发焓40.668ap m H ν?=kJ·mol -1，1mol 水蒸气在100℃、101.325kPa 条件下凝结为液体水，此过程的_______Q =；_____W =；_____U ?=；_____H ?=。 7. 一定量单原子理想气体经历某过程的()20pV ?=k J ，则此过程的_____U ?=；_____H ?=。 8. 一定量理想气体，恒压下体积工随温度的变化率____________e p W T δ? ? = ????。 9. 封闭系统过程的H U ?=?的条件：(1) 对于理想气体单纯pVT 变化过程，其条件是_____________________；(2)对于有理想气体参加的化学反应，其条件是______________________________________。 10. 压力恒定为100kPa 下的一定量单原子理想气体，其_____________p H V ???= ? ???kP a 。 11. 体积恒定为2dm 3的一定量双原子理想气体，其_______________V U p ???= ????m 3 。 12. 化学反应的标准摩尔反应焓随温度的变化率θ r m d _______d H T ?=；在一定的温度范围内标准摩尔反应焓与温 度无关的条件是__________________。 13. 系统内部及系统与环境之间，在____________________________________过程中，称为可逆过程。 14. 在一个体积恒定为2m 3 ，'0W =的绝热反应器中， 发生某化学反应使系统温度升高1200℃，压力增加300kP a ，此过程的_____U ?=；_____H ?=。 15. 在一定温度下,c f m m H H θ θ?=?石墨 ______________；2,()c m H g f m H H θθ ?=?_____________。 16. 在25℃时乙烷C 2H 6(g)的c m c m H U θθ ?-?=______________________。
第一章 热力学第一定律练习题 一、判断题（说法对否）： 1．道尔顿分压定律，对理想气体和实际混合气体来说关系式PB=Nb(RT/V)都成立。 2．在两个封闭的容器中，装有同一种理想气体，压力、体积相同，那么温度也相同。 3．物质的温度越高，则热量越多；天气预报：今天很热。其热的概念与热力学相同。 4．恒压过程也就是恒外压过程，恒外压过程也就是恒过程。 5．实际气体在恒温膨胀时所做的功等于所吸收的热。 6．凡是温度升高的过程体系一定吸热；而恒温过程体系不吸热也不放热。 7．当系统的状态一定时，所有的状态函数都有一定的数值。当系统的状态发生变化时， 所有的状态函数的数值也随之发生变化。 8．体积是广度性质的状态函数；在有过剩NaCl(s) 存在的饱和水溶液中，当温度、压力 一定时；系统的体积与系统中水和NaCl 的总量成正比。 9．在101.325kPa 、100℃下有lmol 的水和水蒸气共存的系统，该系统的状态完全确定。 10．一定量的理想气体，当热力学能与温度确定之后，则所有的状态函数也完全确定。 11．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。 12．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。 13．因Q P = ΔH ，Q V = ΔU ，所以Q P 与Q V 都是状态函数。 14．封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。 15．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。 16．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。 17．1mol ，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 。 18．1mol 水在l01.325kPa 下由25℃升温至120℃，其ΔH = ∑C P ,m d T 。 19．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 d T = 0，d p = 0，故可得ΔH = 0。 20．因Q p = ΔH ，Q V = ΔU ，所以Q p - Q V = ΔH - ΔU = Δ(p V) = -W 。 21．卡诺循环是可逆循环，当系统经一个卡诺循环后，不仅系统复原了，环境也会复原。 22．一个系统经历了一个无限小的过程，则此过程是可逆过程。 23．若一个过程中每一步都无限接近平衡态，则此过程一定是可逆过程。 24．若一个过程是可逆过程，则该过程中的每一步都是可逆的。 25．1mol 理想气体经绝热不可逆过程由p 1、V 1变到p 2、V 2， 则系统所做的功为 V p C C V p V p W =--=γγ，11122。 26．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。 27．(?U /?V )T = 0 的气体一定是理想气体。 28．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。 29．若规定温度T 时，处于标准态的稳定态单质的标准摩尔生成焓为零，那么该温度下
第二章热力学第一定律 一、思考题 1.判断下列说法是否正确，并简述判断的依据 (1)状态给定后，状态函数就有定值，状态函数固定后，状态也就固定了。 答：是对的。因为状态函数是状态的单值函数。 (2)状态改变后，状态函数一定都改变。 答：是错的。因为只要有一个状态函数变了，状态也就变了，但并不是所有的状态函数都得 变。 (3)因为△ U=Q V，△ H=Q，所以Q V，Q p是特定条件下的状态函数？这种说法对吗？答：是错的。AU，JH本身不是状态函数，仅是状态函数的变量，只有在特定条件下与Q V，Q p 的数值相等，所以Q V，Q p不是状态函数。 (4)根据热力学第一定律，因为能量不会无中生有，所以一个系统如要对外做功，必须从外界吸收热量。 答：是错的。根据热力学第一定律A U =Q +W，它不仅说明热力学能(△□、热(Q)和 功(W、之间可以转化，有表述了它们转化是的定量关系，即能量守恒定律。所以功的转化形式不仅有热，也可转化为热力学能系。 (5、在等压下，用机械搅拌某绝热容器中的液体，是液体的温度上升，这时△ H=q=O 答：是错的。这虽然是一个等压过程，而此过程存在机械功，即W f MQ所以△ H MQ。 (6、某一化学反应在烧杯中进行，热效应为Q i,焓变为AH。如将化学反应安排成反应相 同的可逆电池，使化学反应和电池反应的始态和终态形同，这时热效应为Q2,焓变为AH， 则AH|= AH2° 答：是对的。Q是非状态函数，由于经过的途径不同，则Q值不同，焓(H、是状态函数， 只要始终态相同，不考虑所经过的过程，则两焓变值：Hi和?汨2相等。 2.回答下列问题，并说明原因 (1、可逆热机的效率最高，在其它条件相同的前提下，用可逆热机去牵引货车，能否使火车的速度加快？ 答？不能。热机效率W是指从高温热源所吸收的热最大的转换成对环境所做的功。 Q h
第一章热力学第一定律 一、单选题 1) 如图，在绝热盛水容器中，浸入电阻丝，通电一段时间，通电后水及电阻丝的温度均略有升高，今以电阻丝为体系有：( ) A.W =0，Q <0，?U <0 B.W <0，Q<0，?U >0 C.W<0，Q<0，?U >0 D.W<0，Q=0，?U>0 2) 如图，用隔板将刚性绝热壁容器分成两半，两边充入压力不等的空气(视为理想气体)，已 知p 右> p 左， 将隔板抽去后: ( ) A.Q＝0, W＝0, ?U＝0 B.Q＝0, W <0, ?U >0 C.Q >0, W <0, ?U >0 D.?U＝0, Q＝W≠0 3）对于理想气体，下列关系中哪个是不正确的：( ) A. (?U/?T)V＝0 B. (?U/?V)T＝0 C. (?H/?p)T＝0 D. (?U/?p)T＝0 4）凡是在孤立孤体系中进行的变化，其?U和?H的值一定是：( ) A.?U >0, ?H >0 B.?U＝0, ?H＝0 C.?U <0, ?H <0 D.?U＝0，?H大于、小于或等于零不能确定。 5）在实际气体的节流膨胀过程中，哪一组描述是正确的: ( ) 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 6）如图，叙述不正确的是：( ) A.曲线上任一点均表示对应浓度时积分溶解热大小 B.?H1表示无限稀释积分溶解热 C.?H2表示两浓度n1和n2之间的积分稀释热 D.曲线上任一点的斜率均表示对应浓度时HCl的微分溶解热 7）?H＝Q p此式适用于哪一个过程: ( ) A.理想气体从101325Pa反抗恒定的10132.5Pa膨胀到10132.5sPa B.在0℃、101325Pa下，冰融化成水 C.电解CuSO4的水溶液 D.气体从(298K，101325Pa)可逆变化到(373K，10132.5Pa ) 8) 一定量的理想气体，从同一初态分别经历等温可逆膨胀、绝热可逆膨胀到具有相同压力的终态，终态体积分别为V1、V2。( ) A.V1 < V2 B.V1 = V2 C.V1> V2 D.无法确定 9) 某化学反应在恒压、绝热和只作体积功的条件下进行，体系温度由T1升高到T2，则此过程的焓变?H:( )
高中物理-热力学第一定律 如图,一个质量为m 的T 形活塞在气缸内封闭一定量的理想气体,活塞体积可忽略不计,距气缸底部h 0处连接一U 形细管（管内气体的体积可忽略）。初始时,封闭气体温度为T 0,活塞距离气缸底部1.5h 0,两边水银柱存在高度差。已知水银密度为ρ,大气压强为p 0,气缸横截面积为S ,活塞竖直部分高为1.2h 0,重力加速度为g 。 （1）通过制冷装置缓慢降低气体温度,当温度为多少时两边水银面恰好相平？ （2）从开始至两水银面恰好相平的过程,若气体放出的热量为Q ,求气体内能的变化。 【参考答案】（1） （2）0.3h 0(p 0S +mg )–Q 【试题解析】（1）初态时,气体压强,体积V 1=1.5h 0S ,温度为T 0 要使两边水银面相平,气缸内气体的压强p 2=p 0,此时活塞下端一定与气缸底接触,V 2=1.2h 0 设此时温度为T ,由理想气体状态方程有 解得 （2）从开始至活塞竖直部分恰与气缸底接触,体积变小,气体压强不变,外界对气体做功,其后体积不变,外界对气体不做功,故外界对气体做的功W =p 1ΔV =()×0.3h 0S 由热力学第一定律有ΔU =W –Q =0.3h 0(p 0S +mg )–Q 【知识补给】 状态变化与内能变化 中学常见的状态变化主要有等温变化、等容变化、等压变化和绝热变化。 000455p ST p S mg +10mg p p S =+11220p V p V T T =000455p ST T p S mg =+0mg p S +
（1）等温变化：理想气体的内能等于分子动能,不变；一般气体的分子间距较大,分子间作用力为引力,体积增大,则分子势能增大,内能增大。 （2）等容变化：理想气体的内能随温度升高而增大；一般气体分子势能不变,温度升高时分子动能增大,内能增大；体积不变则外界对气体不做功,内能变化只与热传递有关。 （3）等压变化：理想气体的内能随温度升高而增大；一般气体温度升高时,分子平均速率增大,压强不变,则分子数密度应减小,即体积增大,分子势能和分子动能都增大,内能增大。（4）绝热变化：与外界无热交换,内能变化只与体积变化,即外界对气体做的功有关；理想气体的体积增大时,内能减小,温度降低,压强减小；一般气体的体积增大时,内能减小,分子势能增大,分子动能减小,温度降低,压强减小。 下列说法正确的是 A．物体的温度升高,物体内所有分子热运动的速率都增大 B．物体的温度升高,物体内分子的平均动能增大 C．物体吸收热量,其内能一定增加 D．物体放出热量,其内能一定减少 如图所示为密闭的气缸,外力推动活塞P压缩气体,对缸内气体做功800 J,同时气体向外界放热200 J,缸内气体的 A．温度升高,内能增加600 J B．温度升高,内能减少200 J C．温度降低,内能增加600 J D．温度降低,内能减少200 J 如图所示,一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A,其中A→B和C→D为等温过程,B→C为等压过程,D→A为等容过程。
第一章 热力学练习题参考答案 一、判断题解答： 1．错。对实际气体不适应。 2．错。数量不同，温度可能不同。 3．错。没有与环境交换能量，无热可言；天气预报的“热”不是热力学概念，它是指温度，天气很热，指气温很高。 4．错。恒压（等压）过程是体系压力不变并与外压相等，恒外压过程是指外压不变化，体系压力并不一定与外压相等。 5．错。一般吸收的热大于功的绝对值，多出部分增加分子势能（内能）。 6．错。例如理想气体绝热压缩，升温但不吸热；理想气体恒温膨胀，温度不变但吸热。 7．第一句话对，第二句话错，如理想气体的等温过程ΔU = 0，ΔH = 0，U 、H 不变。 8．错，两个独立变数可确定系统的状态只对组成一定的均相组成不变系统才成立。 9．错，理想气体U = f (T )，U 与T 不是独立的。描述一定量理想气体要两个独立变量。 10．第一个结论正确，第二个结论错，因Q+W ＝ΔU ，与途径无关。 11．错，Q V 、Q p 是过程变化的量、不是由状态决定的量，该式仅是数值相关而已。在一定条件下，可以利用ΔU ，ΔH 来计算Q V 、Q p ，但不能改变其本性。 12．错，(1)未说明该过程的非体积功W '是否为零； (2)若W ' = 0，该过程的热也只等于系统的焓变，而不是体系的焓。 13．对。因为理想气体热力学能、焓是温度的单值函数。 14．错，这是水的相变过程，不是理想气体的单纯状态变化，ΔU > 0。 15．错，该过程的p 环 = 0，不是恒压过程，也不是可逆相变，吸的热，增加体系的热力学能。吸的热少于30.87 kJ 。 16．错，在25℃到120℃中间，水发生相变，不能直接计算。 17．错，H = f (T ,p )只对组成不变的均相封闭系统成立，该题有相变。 18．错，Δ(pV )是状态函数的增量，与途径无关，不一定等于功。 19．错，环境并没有复原，卡诺循环不是原途径逆向返回的。 20．错，无限小过程不是可逆过程的充分条件。如有摩擦的谆静态过程。 21．错，若有摩擦力(广义)存在，有能量消耗则不可逆过程，只是准静态过程。 22．对。只有每一步都是可逆的才组成可逆过程。 23．对。() ()()12m ,121122n n 1T T C C C C T T R V p V p W V V V p -=--=--= γ。该公式对理想气体可逆、 不可逆过程都适用。 24．错，若是非理想气体的温度会变化的，如范德华气体。 25．错，该条件对服从pV m = RT + bp 的气体(钢球模型气体)也成立。 26．错，(?U /?V )p ≠(?U/?V )T ；(?U /?P )V ≠(?U/?V )T ，因此不等于零。 27．错，U = H －pV 。PV 不可能为零的。 28．错。CO 2在1000K 的标准摩尔生成焓可以由298K 标准摩尔生成焓计算出：由基尔霍夫定律得出的计算公式：
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，ΔＵ０，ΔH 0,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3２6 ４KJ·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+ PＶ（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) PＶm=RT
第一章 热力学第一定律 一、选择题 1．下述说法中，哪一种正确（ ） (A)热容C 不是状态函数； (B)热容C 与途径无关； (C)恒压热容C p 不是状态函数；(D)恒容热容C V 不是状态函数。 2．对于内能是体系状态的单值函数概念，错误理解是（ ） (A) 体系处于一定的状态，具有一定的内能； (B) 对应于某一状态，内能只能有一数值不能有两个以上的数值； (C) 状态发生变化，内能也一定跟着变化； (D) 对应于一个内能值，可以有多个状态。 3．某高压容器中盛有可能的气体是O 2 ,Ar, CO 2, NH 3中的一种，在298K 时由5dm3绝热可逆膨胀到6dm3，温度降低21K ，则容器中的气体（ ） (A) O 2 (B) Ar (C) CO 2 (D) NH 3 4．戊烷的标准摩尔燃烧焓为-3520kJ·mol -1，CO 2(g)和H 2O(l)标准摩尔生成焓分别为-395 kJ·mol -1和-286 kJ·mol -1，则戊烷的标准摩尔生成焓为（ ） (A) 2839 kJ·mol -1 (B) -2839 kJ·mol -1 (C) 171 kJ·mol -1 (D) -171 kJ·mol -1 5．已知反应)()(2 1)(222g O H g O g H =+的标准摩尔反应焓为)(T H m r θ ?，下列说法中不正确的是（ ）。 (A). )(T H m r θ?是H 2O(g)的标准摩尔生成焓 (B). )(T H m r θ ?是H 2O(g)的标准摩尔燃烧焓 (C). )(T H m r θ?是负值 (D). )(T H m r θ?与反应的θ m r U ?数值相等 6．在指定的条件下与物质数量无关的一组物理量是（ ） (A) T , P, n (B) U m , C p, C V (C) ΔH, ΔU, Δξ (D) V m , ΔH f,m (B), ΔH c,m (B) 7．实际气体的节流膨胀过程中，下列那一组的描述是正确的（ ） (A) Q=0 ΔH=0 ΔP< 0 ΔT≠0 (B) Q=0 ΔH<0 ΔP> 0 ΔT>0 (C) Q>0 ΔH=0 ΔP< 0 ΔT<0 (D) Q<0 ΔH=0 ΔP< 0 ΔT≠0 8．已知反应 H 2(g) + 1/2O 2(g) →H 2O(l)的热效应为ΔH ，下面说法中不正确的是（ ） (A) ΔH 是H 2O(l)的生成热 (B) ΔH 是H 2(g)的燃烧热 (C) ΔH 与反应 的ΔU 的数量不等 (D) ΔH 与ΔH θ数值相等 9．为判断某气体能否液化，需考察在该条件下的（ ） (A) μJ-T > 0 (B) μJ-T < 0 (C) μJ-T = 0 (D) 不必考虑μJ-T 的数值
第二章 热力学第一定律 一、 选择题 1、下列叙述中不具状态函数特征的是：（ ） (A)系统状态确定后，状态函数的值也确定 (B)系统变化时，状态函数的改变值只由系统的初终态决定 (C)经循环过程，状态函数的值不变 (D)状态函数均有加和性 2、下列叙述中，不具可逆过程特征的是：（ ） (A)过程的每一步都接近平衡态，故进行得无限缓慢 (B)沿原途径反向进行时，每一小步系统与环境均能复原 (C)过程的初态与终态必定相同 (D)过程中，若做功则做最大功，若耗功则耗最小功 3、如图，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) CuSO 4水溶液 5、在下列关于焓的描述中，正确的是（ ） (A)因为ΔＨ＝ＱＰ，所以焓是恒压热 (B)气体的焓只是温度的函数 (C)气体在节流膨胀中，它的焓不改变 (D)因为ΔＨ＝ΔＵ＋Δ（ＰＶ），所以任何过程都有ΔＨ>０的结 论 6、在标准压力下，1mol 石墨与氧气反应生成1mol 二氧化碳的 反应热为Δr H ，下列哪种说法是错误的? （ ） (A) ΔH 是CO2(g)的标准生成热 (B) ΔH =ΔU (C) ΔH 是石墨的燃烧热 (D) ΔU <ΔH 7、在标准状态下，反应C 2H 5OH （l ）+3O 2(g) →2CO 2(g)+3H 2O(g)的反应焓为Δr H m θ, ΔC p >0, 下列说法 中正确的是（ ） (A)Δr H m θ是C 2H 5OH （l ）的标准摩尔燃烧焓 (B)Δr H m θ〈０ (C)Δr H m θ＝Δr Ｕm θ (D)Δr H m θ不随温度变化而变化 8、下面关于标准摩尔生成焓的描述中，不正确的是（ ） (A)生成反应中的单质必须是稳定的相态单质 (B)稳态单质的标准摩尔生成焓被定为零 (C)生成反应的温度必须是298.15K (D)生成反应中各物质所达到的压力必须是100KPa 9、在一个绝热钢瓶中，发生一个放热的分子数增加的化学反应， 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 10、非理想气体进行绝热自由膨胀时,下述答案中哪一个是错误的? ( ) (A) Q =0 (B) W =0 (C) ΔU =0 (D) ΔH =0 11、下列表示式中正确的是 ( ) (A)恒压过程ΔH=ΔU+pΔV (B)恒压过程 ΔH=0 (C)恒压过程ΔH=ΔU+VΔp (D)恒容过程 ΔH=0 12、理想气体等温反抗恒外压膨胀，则 ( ) (A)Q>W (B)Q
第 二 章 热力学第一定律 一、思考题 1. 判断下列说法是否正确，并简述判断的依据 （1）状态给定后，状态函数就有定值，状态函数固定后，状态也就固定了。 答：是对的。因为状态函数是状态的单值函数。 （2）状态改变后，状态函数一定都改变。 答：是错的。因为只要有一个状态函数变了，状态也就变了，但并不是所有的状态函数都得变。 （3）因为ΔU=Q V ，ΔH=Q p ，所以Q V ，Q p 是特定条件下的状态函数? 这种说法对吗？ 答：是错的。?U ，?H 本身不是状态函数，仅是状态函数的变量，只有在特定条件下与Q V ，Q p 的数值相等，所以Q V ，Q p 不是状态函数。 （4）根据热力学第一定律，因为能量不会无中生有，所以一个系统如要对外做功，必须从外界吸收热量。 答：是错的。根据热力学第一定律U Q W ?=+，它不仅说明热力学能（ΔU ）、热（Q ）和功（W ）之间可以转化，有表述了它们转化是的定量关系，即能量守恒定律。所以功的转化形式不仅有热，也可转化为热力学能系。 （5）在等压下，用机械搅拌某绝热容器中的液体，是液体的温度上升，这时ΔH=Q p =0 答：是错的。这虽然是一个等压过程，而此过程存在机械功，即W f ≠0，所以ΔH≠Q p 。 （6）某一化学反应在烧杯中进行，热效应为Q 1，焓变为ΔH 1。如将化学反应安排成反应相同的可逆电池，使化学反应和电池反应的始态和终态形同，这时热效应为Q 2，焓变为ΔH 2，则ΔH 1=ΔH 2。 答：是对的。Q 是非状态函数，由于经过的途径不同，则Q 值不同，焓（H ）是状态函数，只要始终态相同，不考虑所经过的过程，则两焓变值?H 1和?H 2相等。 2 . 回答下列问题，并说明原因 （1）可逆热机的效率最高，在其它条件相同的前提下，用可逆热机去牵引货车，能否使火车的速度加快？ 答？不能。热机效率h Q W -=η是指从高温热源所吸收的热最大的转换成对环境所做的功。
第一章 热力学第一定律练习题 一、判断题（说法对否）： 1．道尔顿分压定律，对理想气体和实际混合气体来说关系式PB=Nb(RT/V)都成立。 2．在两个封闭的容器中，装有同一种理想气体，压力、体积相同，那么温度也相同。 3．物质的温度越高，则热量越多；天气预报：今天很热。其热的概念与热力学相同。 4．恒压过程也就是恒外压过程，恒外压过程也就是恒过程。 5．实际气体在恒温膨胀时所做的功等于所吸收的热。 6．凡是温度升高的过程体系一定吸热；而恒温过程体系不吸热也不放热。 7．当系统的状态一定时，所有的状态函数都有一定的数值。当系统的状态发生变化时， 所有的状态函数的数值也随之发生变化。 8．体积是广度性质的状态函数；在有过剩NaCl(s) 存在的饱和水溶液中，当温度、压力 一定时；系统的体积与系统中水和NaCl 的总量成正比。 9．在101.325kPa 、100℃下有lmol 的水和水蒸气共存的系统，该系统的状态完全确定。 10．一定量的理想气体，当热力学能与温度确定之后，则所有的状态函数也完全确定。 11．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。 12．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。 13．因Q P = ΔH ，Q V = ΔU ，所以Q P 与Q V 都是状态函数。 14．封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。 15．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。 16．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。 17．1mol ，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 。 18．1mol 水在l01.325kPa 下由25℃升温至120℃，其ΔH = ∑C P ,m d T 。 19．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 d T = 0，d p = 0，故可得ΔH = 0。 20．因Q p = ΔH ，Q V = ΔU ，所以Q p - Q V = ΔH - ΔU = Δ(p V) = -W 。 21．卡诺循环是可逆循环，当系统经一个卡诺循环后，不仅系统复原了，环境也会复原。 22．一个系统经历了一个无限小的过程，则此过程是可逆过程。 23．若一个过程中每一步都无限接近平衡态，则此过程一定是可逆过程。 24．若一个过程是可逆过程，则该过程中的每一步都是可逆的。 25．1mol 理想气体经绝热不可逆过程由p 1、V 1变到p 2、V 2， 则系统所做的功为 V p C C V p V p W =--=γγ，11122。 26．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。 27．(?U /?V )T = 0 的气体一定是理想气体。 28．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。 29．若规定温度T 时，处于标准态的稳定态单质的标准摩尔生成焓为零，那么该温度下 稳定态单质的热力学能的规定值也为零。 30．已知CO 2在298.15K 时的m f H ?和0℃到1000℃的热容C p ,m ，则CO 2在1000K 时 的标准摩尔生成焓为m f H ?(1000K) = m f H ?(298.15K) + ∫C p ,m d T 。 31．一定量的理想气体由0℃、200kPa 的始态反抗恒定外压(p 环 = 100kPa)绝热膨胀达平衡，则末态温度不变。
第一章热力学第一定律 本章主要内容 1.1热力学概论 1.2热力学第一定律 1.3 可逆过程和最大功 1.4 焓 1.5 热容 1.6 热力学第一定律对理想气体的应用1.7实际气体 1.8热化学 1.9化学反应热效应的求算方法 1.10反应热与温度的关系——基尔霍夫定律
§1.1热力学概论 1.1.1热力学的研究对象 （1）研究热、功和其他形式能量之间的相互转换及其转换过程中所遵循的规律； （2）研究各种物理变化和化学变化过程中所发生的能量效应； （3）研究化学变化的方向和限度。 1.1.2 热力学的方法和局限性 热力学方法： 热力学在解决问题是使用严格的数理逻辑推理方法，其研究对象是大量质点的集合体，所观察的是宏观系统的平均行为，并不考虑个别分子或质点，所得结论具有统计意义。 优点：只须知道宏观系统变化的始终态及外部条件，无须知道物质的微观结构和变化的细节即可进行有关的定量计算。 局限性： （1）对所得的结论只知其然而不知所以然； （2）不能给出变化的实际过程，没有时间的概念，也不能推测实际进行的可能性。 （3）只能适应用于人们所了解的物质世界，而不能任意推广到整个宇宙。 1.1.3 几个基本概念： 1、系统与环境 系统（System）——把一部分物质与其余分开作为研究对象，这这种被划定的研究对象称为系统，亦称为物系或系统。 环境（surroundings）——与系统密切相关、有相互作用或影响所能及的部分称为环境。 （1）敞开系统（open system） -系统与环境之间既有物质交换，又有能量交换。 （2）封闭系统（closed system）-系统与环境之间无物质交换，但有能量交换。