物化,第1章 热力学第一定律---补充练习题
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物化热力学第一定律答案思考题解答1.在298.15K,p时,下列反应分别于烧杯中和在原电池中对外放电来实现,并分别称为途径a和b,过程的热及焓变分别用Q和ΔH表示Ha,QaZn()+CuSO4(aq)则以下结论能成立的是()A.ΔHa=ΔHbB.Qa=QbC.ΔHb=QbD.ΔHa<Qa解答:答案为A。
焓H是状态函数,两个过程的始终态一样,所以状态函数的变化量一样。
2.对于理想气体,Q可写成下式:Q=CVdT+(明δQ 不是全微分,而QTnRTV)dV,其中CV只是T的函数,试证Hb,QbCu()+ZnSO4(aq)是全微分。
解答:状态函数在数学上是单值连续函数,具有全微分性质。
具有全微分性质的函数显示下述特性:设函数Zf(某,y),则ZZdZd某dyMd某Ndy某yy某特性(1):循环积分等于零,即dZ0表示该函数是单值的,Z仅决定于始、终态,而与积分途径无关。
特性(2):具有对易关系,即MNy某y某这是全微分的充要条件,可以用于检验某函数是否是全微分性质,某物理量是否为状态函数。
(1)QCVdT((理想气体:CVnRTV)dVnRT/VnR)0,而0TVTVV上述两式不等,不符合对易关系,因此,Q不具全微分性质,Q不是状态函数。
QTCVnRdTdVTV(2)理想气体:CV/T0,VTnR/V0TV上述两式相等,符合对易关系。
因此,QT具有全微分性质。
3.在101.325kPa和373.15K条件下,1mol水定温蒸发为水蒸气,假设水蒸气为理想气体,因为系统的温度不变,所以U=0,Qp=CpdT=0。
这一结论是否正确,为什么?解答:不正确,这两个公式都不适合包含相变的过程。
4.试证明理想气体绝热过程的功可用下式表示:Wp2V2p1V11其中CpCV解答:绝热过程,Q0WUCV(T2T1)CV(p2V2pV)11nRCV(pV22pV)1CpCV1p2V2p1V15.如下图所示,AB为定温可逆过程,AC为绝热可逆过程。
热力学第一定律习题少量热力学第一定律的选择题和问答题,适合学习《物理化学》课程的学生一、填空题1、系统的性质分为__________和_____________。
2、在一个绝热箱内装有浓H2SO4和水,开始时中间用隔膜分开,然后弄破隔膜,使浓H2SO4和水混合。
若以浓H2SO4和水为系统,则W_______0,Q______0,U______0。
3、一理想气体反抗外压100kPa作等温膨胀,则W______0 ,______0 。
4、系统在等容条件下从环境中吸收热量全部用来增加系统的__________。
5、在273.15K和101.325kPa大气压力下,将1mol固态冰融化为水,则其W____0,Q_____0,U______0,H______0二、选择题1、下列叙述中不属于状态函数特征的是A 系统变化时,状态函数的改变值只由系统的始、终态决定B 系统状态确定后,状态函数的值也确定C 状态函数均有加和性D 经循环过程,状态函数的值不变2、某一化学反应,在恒压的条件下,放出的热量为250kJ, H 值应该是定3、理想气体向真空膨胀,其体积从V1增大到V2,则体系做功为A W=0B W0C W0D W=nRTln A H=-250kJ B H=250kJC H 250kJD 不能确V2 V14、一封闭体系,当状态从A到B发生变化时,经历两条任意的不同途径,则A Q1=Q2,W1=W2 C U=0B Q1+W1= Q2+W2 D Q1=-W1,Q2=-W25、理想气体的Cp,m与Cv,m之间的关系是的关系三、判断题1、状态函数改变后,状态一定改变;A Cp,mCv,m B Cp,m Cv,m C Cp,m=Cv,m D 两者之间无一定少量热力学第一定律的选择题和问答题,适合学习《物理化学》课程的学生2、一个绝热的刚性容器一定是个孤立系统;3、孤立系统内发生的一切变化过程,其ΔU必定为零;4、一定量的理想气体反抗一大气压作绝热膨胀,则ΔH Qp 0;5、理想气体绝热变化过程中W可逆CV T,W不可逆CV T,所以;W可逆W不可逆四、问答题1、一隔板将一刚性绝热容器分为左右两侧,左室气体的压力大于右室气体的压力。
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. d U = nC V,m d T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f H(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( = C p,m/C V,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) +12O2(g) ==== H2O(g)的标准摩尔反应焓为r H(T),下列说法中不正确的是:()。
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. d U = nC V,m d T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∆f H(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. pVγ = 常数(γ = C p,m/C V,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) +12O2(g) ==== H2O(g)的标准摩尔反应焓为∆r H(T),下列说法中不正确的是:()。
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. d U = nC V,m d T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∆f H(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. pVγ = 常数(γ = C p,m/C V,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) +12O2(g) ==== H2O(g)的标准摩尔反应焓为∆r H(T),下列说法中不正确的是:()。
南京⼤学《物理化学》练习第⼀章热⼒学第⼀定律及其应⽤第⼀章热⼒学第⼀定律及其应⽤返回上⼀页1. 如果⼀个体重为70kg的⼈能将40g巧克⼒的燃烧热(628 kJ) 完全转变为垂直位移所要作的功,那么这点热量可⽀持他爬多少⾼度?2. 在291K和下,1 mol Zn(s)溶于⾜量稀盐酸中,置换出1 mol H2并放热152 。
Zn和盐酸为体系,求该反应所作的功及体系内能的变化。
kJ若以3.理想⽓体等温可逆膨胀,体积从V1胀⼤到10V1,对外作了41.85 kJ的功,体系的起始压⼒为202.65 kPa。
(1)求V1。
(2)若⽓体的量为2 mol ,试求体系的温度。
4.在及423K时,将1 mol NH3等温压缩到体积等于10 dm3, 求最少需作多少功?(1)假定是理想⽓体。
(2)假定服从于范德华⽅程式。
已知范⽒常数a=0.417 Pa·m6·mol-2, b=3.71×m3/mol.5.已知在373K和时,1 kg H2O(l)的体积为1.043 dm3,1 kg⽔⽓的体积为。
1 mol H2O(l),在373 K和外压为时1677 dm3,⽔的=40.63 kJ/mol 当完全蒸发成⽔蒸⽓时,求(1)蒸发过程中体系对环境所作的功。
(2)假定液态⽔的体积忽略⽽不计,试求蒸发过程中的功,并计算所得结果的百分误差。
(3)假定把蒸汽看作理想⽓体,且略去液态⽔的体积,求体系所作的功。
(4)求(1)中变化的和。
(5)解释何故蒸发热⼤于体系所作的功?6.在273.16K 和时,1 mol的冰熔化为⽔,计算过程中的功。
已知在该情况下冰和⽔的密度分别为917 kg·m-3和1000 kg·m-3。
7.10mol的⽓体(设为理想⽓体),压⼒为1013.25 kPa,温度为300 K,分别求出等温时下列过程的功:(1)在空⽓中(压⼒为)体积胀⼤1 dm3。
(2)在空⽓中膨胀到⽓体压⼒也是。
物理化学-第⼀章热⼒学第⼀定律及其应⽤练习题-140第⼀章热⼒学第⼀定律及其应⽤练习题⼀、热⼒学第⼀定律基础1、任⼀循环过程,若系统经历的变化有⼏步,则(C)Q+W=0 (D) Q=W>0请选择答案:A B C D2、⼀理想⽓体系统,压⼒由5p?⼀步等温膨胀⾄p?,做功W1,交换热Q1,再由p?⼀步压缩⾄5 p?,做功W2,交换热Q2,则不正确的是:A.Q1+Q2=-W1-W2B.|W1|>|W2|C.|W1|=|W2|D.|Q1|<|Q2|请选择答案:A B C D(提⽰:|? V|相同,反抗的外压不同。
?U1=0,?U2=0)3、?U=Q+W适⽤于:A.各种系统的热⼒学过程。
B.开放系统和封闭系统的热⼒学过程。
C.封闭系统和孤⽴系统的热⼒学过程。
D.孤⽴系统和开放系统的热⼒学过程。
4、第⼀个确定功和热相互转换的定量关系的科学家是:A ⽡特B 卡诺C 焦⽿D 迈尔5、在⼀绝热恒容容器中盛有⽔,⽔中放有电阻丝,由容器外的蓄电池给电阻丝供电,若以⽔为系统,则下⾯的关系中正确的是:(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=06、⽤电阻丝加热烧杯中的⽔,若以⽔中的电阻丝为系统,则下⾯的关系中正确的是:(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>07、⼀电冰箱的压缩机⼯作时,若冰箱为系统,则下⾯的关系中正确的是:(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>08、电解稀H2SO4⽔溶液时,若以此溶液及电解产物为系统则下⾯的关系中正确的是:(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>09、2 mol理想⽓体,在温度T时,由压⼒2p?⼀次膨胀到p?,系统所做的功为:A.W=-4RTB.W=-2RTC.W=-1/2(RT)D.W=-RT(提⽰:W=- p?(V2-V1)=- p?V1=- p?*nRT/(2p?) = -0.5nRT = -RT10、4 mol理想⽓体N2(g),由温度T绝热压缩⾄温度1.5T,则环境所做的功为:A.W=4RTB.W=3RTC.W=5RTD.W=10RT请选择答案:11、在温度T和压⼒p?下反应 CH3CH2OH(g)=C2H4(g)+H2O(g)的反应进度为2mol,若⽓体作理想⽓体处理,则功A. W=2RTB. W=-2RTC. W=RTD. W=-RT请选择答案:12、54g H2O(g)在温度T和压⼒p?下凝结成H2O(l)时,则过程中的功为:A. W=3RTB. W=-3RTC. W=2RTD. W=-2RT请选择答案:13、2mol理想⽓体在温度T,由体积V可逆变⾄2V,则过程中的功为:A.W=nRTln2B.W=-nRTln2C.W=RTD.W=-RT(提⽰:W=-nRTln(V2/V1)=-nRTln2)14、⼀理想⽓体系统,由体积V1变为V2(V1>V2),温度不变,分别经历⼀步,两步,三步和⽆限多步四条途径,相应的功为W1,W2,W3和W n,则下⾯的关系中正确的是:A.W1B. W1=W2=W3=W n,C.W1>W2>W3>W n C. W115、2mol理想⽓体Ar由温度T经⽆限慢且⽆耗散效应的绝热过程达到体积1.5V,温度1.5T,该过程中的功约为:A. W=-3RTB. W=-2RTC. W=-RTD. W=-6RT请选择答案:16、n mol理想⽓体,经绝热过程由温度T1、体积V1和压⼒P1变⾄体积0.8V1,压⼒2.5P1,该⽓体的C p,m与C v,m之⽐为1.4,该过程中的功约为:A. W= nR(T1-T2)B. W= nR(T2-T1)C. W=5nR1 D. W=2.5nRT1请选择答案:17、44g⼲冰在压⼒p?和温度T下,全部变为⽓体,该过程中的功约为:A.W=-RTB.W=-2RTC.W=RTD.W=3RT(提⽰:W=- p?(V2-V1)≈ - p?V2=-RT)18、Carnot循环由等温可逆膨胀、绝热可逆膨胀、等温可逆压缩和绝热可逆压缩4个连续的步骤构成,各步的功⽤W1,W2,W3和W4表⽰,则下⾯的关系中正确的是:(A)W1< W2< W3< W4 (B) W1< W2< W4< W3(C)W1> W2> W3> W4 (D)W1> W2> W4 > W319 n mol理想⽓体,由体积V1和压⼒P1⾃由膨胀致体积2V1,压⼒0.5P1,该过程中的功约为:A. W=-0.5nRTB.W=-nRTC. W=0D.W=-2nRT请选择答案:20、⼀理想⽓体,初态压⼒100kpa,体积10dm3,绝热指数为1.4,经绝热可逆膨胀⾄5dm3,终态压⼒为:(A)2.639P1(B)2P1(C)1.319P1(D)0.758P121、⼀理想⽓体,若由同⼀始态A(P1,V1)分别经可逆等温膨胀和绝热可逆膨胀⾄终态B(P2,V2)与C(P2',V2),前⼀过程的功W1,后⼀过程的功W2,再由B态和C态经可逆等温压缩和绝热可逆压缩⾄原态A, 前⼀过程的功W3,后⼀过程的功W4,则: (A)W1> W2> W3> W4 (B) W3< W4< W2< W1(C)W1> W3> W2> W4 (D)W3> W4> W2 > W122、1mol理想⽓体,由温度T和压⼒P1可逆等温膨胀⾄0.25P1,过程中的功为:(A)W=-3RT (B)W=-RTln4(C)W=-RT (D)W=RTln423、n mol理想⽓体,经绝热过程由P1,V1,T1变为P2,V2,T2,若P2=4P1,V2=0.5V1,则A.T1/T2=2B.T1/T2=0.25C.T1/T2=0.5D.T1/T2=4(提⽰:P1V1/T1=P2V2/T2,T1/T2=P1V1/P2V2=P1V1/4*0.5P1V1=0.5) 24、在温度T和压⼒P?下,反应 NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) 的进度为1mol时,过程中的功为:(A)W=- RT (B)W=2RT(C)W= RT (D)W=-2RT25、在373.15K和压⼒p?下,36g H2O(g)变为H2O(l),若已知H2O(l)的⽓化热为40.66kJ/mol,则下⾯的关系中正确的是: (A) H= (81320+2RT)J (B)Q=(81320+2RT)J(C)?U=(-81320+2RT)J (D)?U=(-81320-2RT)J26、若反应H2(g)+(1/2)O2(g)=H2O(g)在孤⽴系统中进⾏,则下⾯的关系中不正确的是:(A)? U=0 (B)W=0(C)? H=0 (D)Q=0(提⽰:?H=?U+?(PV)=?U+V?P,?P≠0)27、2mol理想⽓体N2定容升温,T2=1.25T1,则下⾯关系中正确的是:(A)?U=(3/4)×T1R (B)?H=(5/4)×T1R (C)Q=(7/4)×T1R (D)H=(7/4)×T1R28、4mol理想⽓体K r,等压降温,T2=(4/5)×T1,则下⾯关系中正确的是:(A)? U=-(6/5)×T1R (B)=-2T1R(C)?H=-(14/5)×T1R (D)Q=-(5/6)×T1R29、若某化学反应A(s)+M2N(aq)=AN(aq)+M2(g)在等温等压下于电池中进⾏,做电功150kJ,体积功2.5kJ,放热120kJ,则下⾯关系中正确的是:(A)?r H m=-120kJ (B)W=152.5kJ(C)?U=-272.5kJ (D)Q=?r H m=-120kJ(提⽰:?U=Q+W=-120-152.5=-272.5)30、2mol双原⼦分⼦理想⽓体,在温度T下反抗压⼒p?由体积V1膨胀⾄2V1,下⾯的关系中正确的是:(A)?H m>0 (B)?U>0(C)?U=W (D)Q=RT31、2mol理想⽓体H2(g),经绝热压缩后,体积和压⼒由P1V1变为2P1V1,下⾯的关系中正确的是:(A)?H=5RT1(B)?U=2.5RT1(C)?U=5RT1 (D)?H=7RT132、当⽓体由节流膨胀⽽降温时,下⾯的说法中不正确的是:(A)等焓过程(B)绝热不可逆过程(C)多孔塞两边压⼒恒定不变(D)温度随压⼒的变化率⼩于零33、对节流膨胀,下⾯的说法中正确的是:A.节流系数⼤于零,发⽣加热效应。
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. d U = nC V,m d T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∆f H(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. pVγ = 常数(γ = C p,m/C V,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) +12O2(g) ==== H2O(g)的标准摩尔反应焓为∆r H(T),下列说法中不正确的是:()。
热力学第一定律习题及答案热力学第一定律习题一、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 <0B. W <0,Q <0,U >0C. W <0,Q <0,U >0D. W <0,Q =0,U >02) 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 =0B. Q=0, W <0, U >0C. Q >0, W <0, U >0D. U =0, Q=W03)对于理想气体,下列关系中哪个是不正确的:( )A. (U/T)V=0B. (U/V)T=0C. (H/p)T=0D. (U/p)T=04)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 >0B. U =0, H=0C. U <0, H <0D. 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 < 0B. Q=0, H <0, p >0C. Q=0, H =0, p <0D. Q <0, H =0, p <06)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反抗恒定的膨胀到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, )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。
物理化学第01章习题热力学第一定律练习题选择题:1、某系统恒压过程时功的表示式为()[A] p(V2―V1) [B] np(V2―V1)[C] nRT㏑(V2/V1) [D] RT△n2、若恒容不做非体积功的情况下,3mol理想气体自273K升温到283K吸热Q1,若2mol该气体同样自273K 升温到283K,吸热Q2,则()[A] Q1>Q2[B] Q l[D] 无法比较Q l和Q2的相对大小3、若恒压下不做非体积功的氯,自73K变化到83K吸热为Q1,而自373K变化到383K吸热为Q2,则[A] Q1>Q2[B] Q l[D] 无法比较Q l和Q2的相对大小4、焓的定义式中H=U+pV,式中的p代表()[A] 系统的总压力 [B] 系统中各组分的分压[C] 100kPa [D] 外压5、非理想气体在绝热条件下,向真空膨胀后,下述答案中不正确的是( )[A] Q=0 [B] △U=0 [C] W=0 [D]△H=06、工厂在钢瓶充N2或CO2时,检验充满与否的标志是( )[A] N2、CO2均以压力 [B] N2、CO2均以重量[C] N2以压力,CO2以重量 [D]N2以重量,CO2以压力7、l mol理想气体由同—始态出发,分别经(1)等温可逆压缩;(2)绝热可逆压缩到达与(1)相同压力的终态,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] 缺少条件,难以比较8、热力学第一定律选择△U=Q+W形式,压缩功应为正值,则上题的功()[A] W1>W2[B] W1﹤W2[C] W1=W2[D] 缺少条件,难以比较9、1mol理想气体由压力100kPa经恒外压1000kPa压缩至平衡的终态,则()[A] Q=0,W>0,△U>0,△H<0[B] Q﹤0,W﹤0,△U=0,△H﹥0[C] Q﹥0,W=0,△U﹤0,△H=0[D] 上述三种答案都不对10、某气体状态方程为pV=RT+bp(b>0),1mol该气体经等温等压压缩后,其热力学能变化为( )[A] △U>0 [B] △U﹤0 [C] △U=0 [D] 该过程本身不能实现11、某气体状态方程为pV=RT+bp(b>0),1mol该气体经绝热向真空膨胀,温度变化为( )[A] 上升 [B] 下降 [C] 不变 [D] 先升后降12、某系统经不可逆循环后,下列答案中不正确的是()[A] Q=0 [B] △U=0 [C] △H=0 [D] △C P=013、A、B两种理想气体在绝热钢性容器中进行化学反应后,系统温度升高,压力增大,其热力学能和焓的变化为()[A] △U=0,△H=0 [B] △U﹥0,△H﹥0[C] △U=0,△H≠0 [D] △U﹤0,△H﹤014、某理想气体进行绝热自由膨胀,其热力学能和焓的变化为[A] △U=0,△H=0 [B] △U﹥0,△H﹥0[C] △U=0,△H≠0 [D] △U﹤0,△H﹤015、某理想气体恒外压下进行绝热自由膨胀,其热力学能和焓的变化为()[A] △U=0,△H=0 [B] △U﹥0,△H﹥0[C] △U=0,△H≠0 [D] △U﹤0,△H﹤016、某理想气体在恒温条件下,自T1温度开始加热并进行了膨胀,此过程的热力学能和焓的变化为()[A] △U﹥0,△H﹥0 [B] △U﹤0,△H﹥0[C] △U=0,△H≠0 [D] 缺少条件,以上答案都不对17、某理想气体的γ=C P/C V=1.40,则该气体应为( )[A] 单原子分子气体 [B] 双原子分于气体[C] 三原子分子气体 [D] 四原子分子气体18、某化学反应在烧杯中进行,放热2000J,若设计在电池中进行,该系统作电功800 J,若两过程的始终态相同,而且不做体积功,电池中进行反应的Q为( )[A] -1200J [B] 1200J [C] -2800 J [D] 2800 J19、实际气体节流膨胀,其Q=0,△H=0,而且( )[A] △p﹥0,△T﹥0 [B]△p﹥0,△T﹤0[C] △p﹥0,△T=0 [D] △p﹤0,△T≠020、H2的标准摩尔燃烧焓与下列哪一物质的标准摩尔生成焓相等()[A] H20(g) [B] H20(1) [C] H20(s) [D] 都不是。
物理化学单元测验(一)一、选择题。
在题后括号内,填上正确答案代号。
1、对于理想气体,焦耳-汤姆孙系数μJ-T()。
(1)> 0;(2)< 0;(3)= 0;(4)不能确定。
2、在同一温度下,同一气体物质的摩尔定压热容C p,m与摩尔定容热容C V,m之间的关系为:( )。
( 1 )C p,m < C V,m;( 2 )C p,m > C V,m;( 3 )C p,m = C V,m;( 4 )难以比较。
3、公式∆H n C TpTT=⎰,m d12的适用条件是:( )。
( 1 )任何过程;( 2 )等压过程;( 3 )组成不变的等压过程;( 4 )均相的组成不变的等压过程。
4、当理想气体反抗一定的压力作绝热膨胀时,则:( )。
( 1 )焓总是不变;( 2 )热力学能总是增加;( 3 )焓总是增加;( 4 )热力学能总是减少。
5、25℃,下面的物质中标准摩尔生成焓不为零的是:()。
(1)N2(g);(2)S(s , 单斜);(3)Br2(l);(4)I2(s)。
6、范德华气体经绝热自由膨胀后,气体的温度:( )。
( 1 )上升;( 2 )下降;( 3 )不变。
7、理想气体状态方程式实际上概括了三个实验定律,它们是:( )。
(1)玻意耳定律,分压定律和分体积定律;(2)玻意耳定律,盖·吕萨克定律和阿伏伽德罗定律;(3)玻意耳定律,盖·吕萨克定律和分压定律;(4)玻意耳定律,分体积定律和阿伏伽德罗定律。
8、某坚固容器容积100 dm3,于25℃,101.3 kPa下发生剧烈化学反应,容器内压力、温度分别升至5066 kPa和1000℃。
数日后,温度、压力降至初态(25℃和101.3 kPa),则下列说法中正确的为:()。
( 1 )该过程∆U = 0,∆H = 0( 2 )该过程∆H = 0,W≠0( 3 )该过程∆U = 0,Q≠0( 4 )该过程W = 0,Q≠09、H2和O2以2:1的摩尔比在绝热的钢瓶中反应生成H2O,在该过程中( )是正确的。
第一章 热力学定律思考题1. 设有一电炉丝浸入水槽中(见下图),接上电源,通以电流一段时间。
分别按下列几种情况作为体系,试问ΔU 、Q 、W 为正、为负,还是为零?①以水和电阻丝为体系; ②以水为体系; ③以电阻丝为体系; ④以电池为体系;⑤以电池、电阻丝为体系; ⑥以电池、电阻丝和水为体系。
答:该题答案列表如下。
2. 任一气体从同一始态出发分别经绝热可逆膨胀和绝热不可逆膨胀达到体积相同的终态,终态压力相同吗?答:不同。
膨胀到相同体积时,绝热可逆与绝热不可逆的终态温度和压力不同。
3. 熵是量度体系无序程度大小的物理量。
下列情况哪一种物质的摩尔熵值更大?(1)室温下纯铁与碳钢; (2)100℃的液态水与100℃的水蒸气; (3)同一温度下结晶完整的金属与有缺陷的金属;(4)1000℃的铁块与1600℃铁水。
答:温度相同的同一种物质,气、液、固态相比(例如水蒸气、液态水和冰相比),气态的微观状态数最大,固态的微观状态数最小,液态居中,因此,摩尔熵气态最大,液态次之,固态最小;同类物质,例如,氟、氯、溴、碘,分子量越大摩尔熵越大;分子结构越复杂熵越大;分子构象越丰富熵越大;同素异形体或同分异构体的摩尔熵也不相同。
(1)、(2)、(3)和(4)均是后者摩尔熵值大。
4. 小分子电解质的渗透压与非电解质的渗透压哪个大?为什么?电解质的稀溶液是否有依数性?其渗透压公式是怎样的?答:非电解质的渗透压大。
因为非电解质不能电离,通过半透膜的几率就小,这样就造成膜两侧的浓差增大,使渗透压增大。
小分子电解质的稀溶液有依数性,但不显著。
稀溶液以浓度代替活度,()RT RT 212c 1c 1c 2c +=∆=π,若c 1>>c 2,RT 1c 2=π;若c 2>>c 1,RT 1c =π,c 1、c 2分别为溶液一侧和溶剂一侧的浓度。
5. 下列物理量中,哪一组是广度性质的状态函数?(1). C p ,C v ,S ,H m (2). U m ,T ,P ,V m (3). V m ,H m ,μ,U (4). H ,V ,U ,G答:(4)组,即H ,V ,U ,G 是广度性质的状态函数。
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. d U = nC V,m d T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f H(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( = C p,m/C V,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) +12O2(g) ==== H2O(g)的标准摩尔反应焓为r H(T),下列说法中不正确的是:()。
第一章热力学第一定律答案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。
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bRTaVTVTmpm2)(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.0HTJpT B.0HTJpT
C.0HTJpT 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.0TVU B.0TpU
C.0TVH 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.1TPH B.1HPT
C.0TPU D.0Z 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)