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第二章 热力学第一定律主要内容1.热力学基本概念和术语（1）系统和环境：系统——热力学研究的对象。
系统与系统之外的周围部分存在边界。
环境——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。
根据系统与环境之间发生物质的质量与能量的传递情况，系统分为三类： (Ⅰ)敞开系统——系统与环境之间通过界面既有物质的质量传递也有能量的传递。
(Ⅱ)封闭系统——系统与环境之间通过界面只有能量的传递，而无物质的质量传递。
(Ⅲ)隔离系统——系统与环境之间既无物质的质量传递亦无能量的传递。
（2）系统的宏观性质：热力学系统是大量分子、原子、离子等微观粒子组成的宏观集合体。
这个集合体所表现出来的集体行为，如G A S H U T V p ,,,,,,,等叫热力学系统的宏观性质(或简称热力学性质)。
宏观性质分为两类：(Ⅰ)强度性质——与系统中所含物质的量无关，无加和性(如T p ,等)； (Ⅱ)广度性质——与系统中所含物质的量有关，有加和性(如H U V ,,等)。
而强度性质另一种广度性质一种广度性质= n V V =m 如，等V m =ρ（3）相的定义：相的定义是：系统中物理性质及化学性质完全相同的均匀的部分。
（4）系统的状态和状态函数：系统的状态是指系统所处的样子。
热力学中采用系统的宏观性质来描述系统的状态，所以系统的宏观性质也称为系统的状态函数。
(Ⅰ) 当系统的状态变化时，状态函数的改变量只决定于系统的始态和终态，而与变化的过程或途径无关。
即系统变化时其状态函数的改变量＝系统终态的函数值－系统始态的函数值。
(Ⅱ) 状态函数的微分为全微分，全微分的积分与积分途径无关。
即：2121X X X dX X X ∆==-⎰y yX x x X X x y d d d ⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=（5）热力学平衡态：系统在一定环境条件下，经足够长的时间，其各部分可观测到的宏观性质都不随时间而变，此后将系统隔离，系统的宏观性质仍不改变，此时系统所处的状态叫热力学平衡态。
第二章热力学第一定律——习题一、填空题1. 理想气体向真空膨胀过程, 下列变量中等于零的有: 。
2. 双原子理想气体经加热内能变化为，则其焓变为。
3. 在以绝热箱中置一绝热隔板，将向分成两部分，分别装有温度，压力都不同的两种气体，将隔板抽走室气体混合，若以气体为系统，则此过程。
4. 绝热刚壁容器内发生CH4+2O2=CO2+2H2O的燃烧反应,系统的Q ___ 0 ; W ___ 0 ;∆U ___ 0 ; ∆H ___ 05. 某循环过程Q = 5 kJ, 则∆U + 2W + 3 ∆(pV) = __________.6. 298K时, S的标准燃烧焓为－296.8 kJ⋅mol－1, 298K时反应的标准摩尔反应焓∆r H m= ________ kJ⋅mol－1 .7. 已知的, 则的。
8. 某均相化学反应在恒压，绝热非体积功为零的条件下进行，系统的温度由升高到则此过程的；如果此反应是在恒温，恒压，不作非体积功的条件下进行，则。
9. 25 ℃的液体苯在弹式量热计中完全燃烧, 放热则反应的。
10．系统的宏观性质可以分为（），凡与系统物质的量成正比的物理量皆称为（）。
11．在300K的常压下，2mol的某固体物质完全升华过程的体积功W=( ).。
12．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10KJ,若反应在同样温度恒压条件下进行，反应进度为1mol 时放热（ ）。
13. 已知水在100 o C 的摩尔蒸发焓 l mol kJ H m 1vap 668.40-⋅=∆，1mol 水蒸气在100C o、101、325kPa 条件下凝结为液体水，此过程的Q=（ ）；W= ( ); U ∆= ( ); H ∆= ( )。
14. 一定量单原子理想气体经历某过程的()kJ 20=∆pV ，则此过程的=∆U （ ）；=∆H （ ）。
15. 一定量理想气体，恒压下体积功随温度的变化率 PT W ⎪⎭⎫⎝⎛δδ =（ ）。
16. 在一个体积恒定为2m 3， ，W =0的绝热反应器中，发生某化学反应使系统温度升高12000C ，压力增加300kPa,此过程的 U ∆=（ ）； H ∆=（ ）。
二、选择题1． 热力学第一定律中的 W 是指______A. 体积功B. 非体积功C. 各种形式功之和D. 机械功2． 热力学第一定律ΔU=Q+W 只适用于 （ ）(A) 单纯状态变化 (B) 相变化(C) 化学变化 (D) 封闭物系的任何变化3．关于热和功, 下面的说法中, 不正确的是 （ ）(A) 功和热只出现于系统状态变化的过程中, 只存在于系统和环境间的界面上 (B) 只有在封闭系统发生的过程中, 功和热才有明确的意义(C) 功和热不是能量, 而是能量传递的两种形式, 可称之为被交换的能量(D) 在封闭系统中发生的过程中, 如果内能不变, 则功和热对系统的影响必互相抵消4．关于焓的性质, 下列说法中正确的是 （ ）(A) 焓是系统内含的热能, 所以常称它为热焓 (B) 焓是能量, 它遵守热力学第一定律 (C) 系统的焓值等于内能加体积功 (D) 焓的增量只与系统的始末态有关5． 涉及焓的下列说法中正确的是 （ ）(A) 单质的焓值均等于零 (B) 在等温过程中焓变为零 (C) 在绝热可逆过程中焓变为零(D) 化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化6．与物质的生成热有关的下列表述中不正确的是 （ ）(A) 标准状态下单质的生成热都规定为零 (B) 化合物的生成热一定不为零(C) 很多物质的生成热都不能用实验直接测量(D) 通常所使用的物质的标准生成热数据实际上都是相对值7．下列过程中, 系统内能变化不为零的是 （ ）(A) 不可逆循环过程 (B) 可逆循环过程(C) 两种理想气体的混合过程 (D) 纯液体的真空蒸发过程8．理想气体自由膨胀与范德华气体绝热自由膨胀的区别在于范德华气体经绝热自由膨胀后 （ ）(A) 0≠∆H (B)0=W (C) 0≠∆U (D)0=Q9. 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) 0,0,0<∆<=U Q W (B). 0,0,0>∆<>U Q W (C) 0,0,0>∆<<U Q W (D). 0,0,0>∆=<U Q W10. 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 ）0,0,0=∆==U Q W （B ）0,0,0>∆=<U Q W （C ）0,0,0>∆><U Q W （D ）0,0=∆≠=U Q W11. 在实际气体的节流膨胀过程中，哪一组描述是正确的: （ ）（A ）0,0,0<∆=∆>p H Q （B ）0,0,0>∆<∆=p H Q （C ）0,0,0<∆=∆=p H Q （D ）0,0,0<∆=∆<p H Q12. p Q H =∆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10132.5Pa （B ）在0℃、101325Pa 下，冰融化成水 （C ）电解CuSO 4的水溶液（D ）气体从(298K ，101325Pa)可逆变化到(373K ，10132.5Pa )13. 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1T 升高2T ，则此过程的焓变H ∆: （ ）（A ）小于零 （B ）大于零 （C ）等于零 （D ）不能确定14. 体系的状态改变了，其内能值： （ ）（A ）必定改变 (B) 必定不变 (C) 不一定改变 (D) 状态与内能无关15. 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V 1、V 2。
（ ）（A ）21V V < （B ）21V V = （C ）21V V > （D ） 无法确定16. 始态(p 1,V 1,T 1)完全相同的一个理想气体体系和另一个范德华气体体系，分别进行绝热恒外压(0p )膨胀。
当膨胀相同体积之后， （ ）(A)范德华气体的内能减少量比理想气体的多(B)范德华气体的终态温度比理想气体的低 (C)范德华气体所做的功比理想气体的少(D)范德华气体的焓变与理想气体的焓变相等 上述哪一种说法正确。
17.下述哪一种说法正确： （ ）（A ）理想气体的焦耳－汤姆逊系数μ不一定为零 （B ）非理想气体的焦耳－汤姆逊系数μ一定不为零（C ）理想气体不能用作电冰箱的工作介质（D ）使非理想气体的焦耳－汤姆逊系数μ为零的T p ,值只有一组18.理想气体从同一始态（111,,T V p ）出发分别经绝热可逆压缩；绝热不可逆压缩达到同一始态温度2T ,则过程的功 （ ） A.21W W > B. 21W W <C. 21W W =D. 1W 与2W 无确定关系19．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 1111,,,H U W Q ∆∆，和2222,,,H U W Q ∆∆则 （ ） A ．2211W Q W Q -=- B.2211W U W U -∆=-∆C.2211Q H Q H -∆=-∆D.2211H U H U ∆-∆=∆-∆20．实际气体经不可逆循环，则 （ ）A ．0,0>∆=∆H U B. 0,0>∆>∆H U C. 0,0<∆=∆H U D. 0,0=∆=∆H U21.一定量的理想气体从p 1,V 1,T 1分别经 (1)绝热可逆膨胀到222,,T V p ;(2)经绝热恒外压膨胀到',','222T V p ，若'22p p =那么( )A.2222','V V T T ==B. 2222','V V T T <>C. 2222','V V T T >>D. 2222','V V T T ><22.分子数增加的放热化学反应在一绝热钢瓶中进行,则 ( ) A. 0,0,0>∆>>U Q W B. 0,0,0<∆=<U Q W C. 0,0,0=∆==U Q W D. 0,0,0=∆<>U Q W23. 对气体的绝热自由膨胀过程, 下述说法中不正确的是__ __ A. 若是理想气体, 内能不变 B. 若是真实气体, 内能可能变化 C. 若是理想气体, 温度不变 D. 若是真实气体, 温度可能变化24. 对于任意封闭系统中H 和U 的相对大小, 正确的答案是 ____ A. H > U B. H < U C. H = U D. 不能确定10 某理想气体进行绝热恒外压膨胀,则 ∆U____; ∆H _____. A. > 0 B. < 0 C. = 0 D. 不能确定25. 公式“ pV γ = 常数” 适用于____A. 任何气体的绝热过程B. 理想气体的绝热过程C. 理想气体的可逆过程D. 理想气体的绝热可逆过程26. 苯在一个刚性的绝热容器中燃烧，()()()g O H 3CO 6g O 215l H C 22246+=+，下列各关系式正确的是（ ）A. 0,0,0=<∆=∆Q H UB. 0,0,0=>∆=∆W H UC. 0,0,0==∆=∆Q H UD. 0,0,0<=<∆Q W U苯在刚性绝热容器中燃烧，压力增加，012>-≡∆V p V p H 。
27. Van der Waals 气体绝热向真空膨胀后，气体的温度 （ ） A ．升高 B. 降低 C. 不变 D. 不确定 28.已知：()()s Z nO O 21s Zn 2=+，1-m mol kJ 5.351⋅=∆ΘH r ；()()()s HgO g O 21s Hg 2=+，1-m mol kJ 8.90⋅=∆ΘH r ，因此()()()()s Hg s ZnO s HgO s Zn +=+的Θ∆mH r 是（ ） A ．442.2 1-mol kJ ⋅ B. 260.7 1-mol kJ ⋅ C. -62.3 1-mol kJ ⋅ D. -442.2 1-mol kJ ⋅29. 1mol 单原子理想气体，从273K 、202.65kPa ，经=pT 常数的可逆途径压缩到405.3 kPa 的终态，该过程的U ∆是（ ）A ．1702 J B. -406.8 J C. 406.8 J D.-1702 J30. 理想气体从相同始态分别经绝热可逆膨胀和绝热不可逆膨胀到达相同的压力，则其终态的温度，体积和系统的焓变必定是 （ ） A ．T （可逆）> T （不可逆），V （可逆）>V （不可逆），H ∆（可逆）>H ∆（不可逆） B ．T （可逆）< T （不可逆），V （可逆）<V （不可逆），H ∆（可逆）<H ∆（不可逆） C. T （可逆）< T （不可逆），V （可逆）>V （不可逆），H ∆（可逆）<H ∆（不可逆） D. T （可逆）< T （不可逆），V （可逆）<V （不可逆），H ∆（可逆）>H ∆（不可逆）31. p Q H =∆适用于下列哪个过程？ （ ）A ．理想气体从Pa 1017⨯反抗恒定的压力Pa 1015⨯膨胀到Pa 1015⨯B ．0℃、101325Pa 下冰融化成水C ．101325 Pa 下电解CuSO 4 水溶液D ．气体从298K 、101325Pa 可逆变化到373K 、10132.5Pa32. 某气体在恒压升温和恒容升温过程中（不做非体积功）所吸收的热量相同，比较恒压过程体系升高的温度()p dT 与恒容过程体系升高的温度()V dT 的大小 （ ）A ．()p dT >()V dT B. ()p dT =()V dT C. ()p dT <()V dT D. ()p dT ≥()V dT33. 一定量的气体从298K 、Θp 恒温压缩时，系统的焓增加，则该系统从298K 、Θp 节流膨胀到邻近某一状态时，系统的温度必将 （ ） A ．升高 B. 降低 C. 不变 D. 不能确定三、问答题1. 恒压与恒外压的关系是2．试写出4个不同类型的等焓过程。
