第2章 热力学第一定律

思考题：

1.对一定量的理想气体，下列单纯PVT过程是否可能：

① 等温下绝热膨胀。

② 等压下绝热压缩。

③ 体积不变，而温度上升，且过程绝热。

④ 吸热而温度不变。

⑤ 温度不变，且压力不变。

2.在一个带有无摩擦、无质量的绝热活塞的绝热气缸内充入一定量的气体。气缸内壁绕有电阻丝，活塞上方施以一恒定压力，并与缸内气体成平衡状态，如图所示。现通入一微小电流，使气体缓慢膨胀。此过程为一等压过程，故Qp=ΔH，该系统为一绝热系统，则Qp=0，所以此过程的ΔH=0。此结论对否？

3.已知下述反应的：

①  C(石墨) + 0.5 O2(g) == CO(g)      

②  CO+ 0.5 O2(g) == CO2(g)          

③  H2(g) + 0.5 O2(g) == H2O(g)        

④  2H2(g) + O2(g) == 2H2O(l)         

(i)  ，，，是否分别是CO(g) ，CO2(g) ，H2O(g)， H2O(l)的？

(ii)，，是否分别是C(石墨)，CO2(g)，H2(g)的？

4.什么情况下，一个化学反应的不随温度变化？

选择题：

1.绝热水箱中装有水，水中绕有电阻丝，由蓄电池供给电流。假设电池放电过程中无热效应，通电后电阻丝和水的温度皆有升高。

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 E. Q<0，W=0，ΔU<0

① 以电池为系统，水和电阻丝为环境，上述正确的是

② 以电阻丝为系统，水和电池为环境，上述正确的是

③ 以水为系统，电阻丝和电池为环境，上述正确的是

④ 以水和电阻丝为系统，电池为环境，上述正确的是

⑤ 以电池和电阻丝为系统，水为环境，上述正确的是

2.使公式成立的条件是

A 开放体系，只作膨胀功，P体=P外=常数

B封闭体系，可作任何功，P体=P外=常数

C封闭体系，只作有用功，P体=P外=常数

D封闭体系，只作膨胀功，P体=P外=常数

E封闭体系，只作膨胀功，P始=P终=P外=常数

3.根据热力学第一定律，关于封闭体系的描述正确的是

A. 吸热Q是状态函数   B. 对外做功W是状态函数

C. Q-W是状态函数     D. 热力学能U是状态函数

4.下列说法，哪一种不正确？

A. 焓只有在特定条件下，才与系统吸热相等

B. 焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量

C. 焓是状态函数

D. 焓是体系可以与环境进行热交换的能量

5.下列说法正确的是

A. 热容C不是状态函数

B. 热容C与途径无关

C. 恒压热容Cp不是状态函数

D. 恒容热容Cv不是状态函数

6.某体系经历一不可逆循环后，下列说法错误的是

A. Q=0   B. W=0  C. ΔU=0  D. ΔCp=0  E. ΔCv=0  F. ΔH=0

7.公式ΔU=Q+W适用于什么体系

A. 开放体系   B. 封闭体系  C. 孤立体系

8.下列说法正确的是

A. 理想气体经历绝热自由膨胀后，其热力学能变化为零；

B. 非理想气体经历绝热自由膨胀后，其热力学能变化不一定为零；

C. 非理想气体经历绝热自由膨胀后，其温度不一定降低。

9.下列说法正确的是

A. 完成同一过程，只能有一条不可逆途径；

B. 不可逆途径是指经该途径所产生的体系变化及环境变化均不能复原；

C. 不可逆途径是指经该途径所产生的体系变化可以复原，而环境变化不能复原；

D．不可逆途径是指经该途径所产生的体系变化不能复原，而环境变化可以复原。

下列说法正确的是

A. 完成同一过程，只能有一条可逆途径；

B. 可逆途径是指经该途径所产生的体系变化及环境变化均可复原；

C. 在可逆途径的每一微小变化中，强度因素不一定都相差得非常小；

D．可逆途径不一定进行得非常缓慢。

10.某绝热体系在接受了环境所作的功后，其温度

A. 一定升高   B. 一定降低  C. 一定不变   D. 不一定改变

11.恒压下，单组分体系的焓值随温度的升高而

A.升高   B.降低  C.不变   D. 不一定

12.理想气体从同一始态（p1，V1，T1）出发，分别经恒温可逆压缩和绝热可逆压缩，环境所做功的绝对值分别为WT和WA，若压缩至同一终态体积V2，则

A. WT > WA   B. WT < WA    C. WT = WA   D. WT和WA关系无法确定

  若压缩至同一压力，上述正确的是

13.如图所示某气体的P~V图。A→B为恒温可逆变化，对外做功WAB；A→C为绝热可逆变化，对外做功WAC；A→D为多方不可逆变化，对外做功WAD。B、C、D体积相等，下列说法正确的是：

   A. WAB > WAC   B. WAD > WAC  

   C. WAB > WAD   D. WAC > WAD

   本题中，终点温度TB、TC和TD之间的关系为

   A. TB > TC     B. TC > TD  

   C. TB > TD    D. TD > TC

14. 某理想气体从温度T1加热到T2，若此变化为非恒压途径，则其焓变ΔH为

   A. ΔH=0   B. ΔH=Cp(T2-T1)   C. ΔH不存在   D. ΔH为其他值

   本题中QP为何值？

   A. QP=0   B. QP=Cp(T2-T1)   C. QP不存在   D. QP为其他值

15.某理想气体进行等温自由膨胀，其热力学能变化ΔU为

A. ΔU>0 B. ΔU<0  C. ΔU =0   D. 不确定

本题中ΔH为何值？

A. ΔH>0   B. ΔH<0  C. ΔH =0   D. 不确定

若该理想气体进行绝热自由膨胀，则ΔU和ΔH为何值？

16.恒温下，压力为106Pa的1 m3理想气体抵抗恒外压5×105 Pa膨胀，直至平衡。此变化中该气体做功为多少？

   A. 2×106 Pa·m3   B. 106 Pa·m3  C. 105 Pa·m3   D. 0

   本题中理想气体自由膨胀，直至体系压力达到5×105 Pa为止。该变化中，气体做功为何值？

17.下列说法正确的是

A. 水的生成热即是氢气的燃烧热

B. 水蒸汽的生成热即是氢气的燃烧热  

C. 水的生成热即是氧气的燃烧热  

D. 水蒸汽的生成热即是氧气的燃烧热

   氧气的燃烧热为

A. 大于零   B. 小于零    C. 等于零    D. 不存在

18.标准离子生成热取氢离子的摩尔生成热为零，那么此规定下，氢气的摩尔生成热为何值？

A. 为零   B. 不为零  C. 视条件而定

19.测定有机物的燃烧热Qp，一般在氧弹中进行，所测得的热效应为Qv。由公式ΔH=ΔU+ΔnRT=ΔU+pΔV，得到Qp=Qv+ΔnRT。式中p为

A. 氧弹中氧气压力    B. 1.01×102kPa   C. 实验室大气压

20.对反应物和生成物都是理想气体的化学反应，其ΔH和ΔU的关系为

A. ΔH>ΔU  B. ΔH<ΔU  C. ΔH=ΔU   D. 不能确定

21. 元素Cl的燃烧热为何值？

A. HClO的生成热     B. HClO4的生成热  

C. HCl的生成热       D. Cl生成HCl水溶液的热效应

元素S的燃烧热与哪种物质的标准生成热相等？

A. SO     B. SO2    C. SO3     D. H2SO4

22.公式适用于什么变化

A. 任何气体的绝热变化       B. 理想气体的任何绝热变化  

C. 理想气体的任何可逆变化   D. 理想气体的绝热可逆变化

公式适用于什么变化

A. 任何气体的绝热变化       B. 理想气体的任何绝热变化  

C. 理想气体的任何可逆变化   D. 理想气体的绝热可逆变化

23.在一个绝热的刚壁容器中，发生化学反应使系统的温度和压力都升高，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

24.当理想气体反抗恒定的压力作绝热膨胀时，则

A. ΔH=0       B. ΔU>0  

C. ΔH>0      D. ΔU<0

25.若要通过节流膨胀达到制冷的效果，则节流操作应控制的必要条件是

A.     B.  

C.      D.无法确定

26. 一定温度和一定压力范围内，液体的摩尔蒸发焓随温度的变化率为

A. >0      B. <0      C. =0      D. 无法确定

27.一定量某种理想气体从同一始态T1、p1、V1出发，分别经绝热可逆过程膨胀至T2、p2、V2，和反抗恒外压p2绝热膨胀至T2’、V2’，那么T2与T2’、W（不可逆）与W（可逆）的关系为

A. >，>      B. <，>     C. >，<     D. <，<

28.真实气体经历自由膨胀，系统的ΔU与ΔT分别为

A. =0，=0      B. ≠0，=0      C. =0，≠0      D. ≠0，≠0

29.在一个体积恒定的绝热箱中有一绝热隔板，其两侧放有n、T、p皆不相同的氮气(视为理想气体)，抽去隔板，系统的ΔU与ΔH分别为

A. >0，>0      B. <0，<0      C. =0，=0      D. 无法确定

30.已知25℃时，金刚石的=1.90 kJ·mol-1，石墨的=－393.51 kJ·mol-1，则金刚石的为

A. －391.61 kJ·mol-1      B. －393.51 kJ·mol-1      

C. －395.41 kJ·mol-1      D. 无法确定

判断题

1.道尔顿分压定律可表示为，据此判断理想气体混合物的总压力具有加和性，因此p是广度性质 。

2.下列说法是否正确：

① 系统温度越高，所含热量越多。

② 系统温度越高，向外传递的热量越多。

③ 系统与环境之间没有热传递，则系统的温度必然恒定；反之系统温度恒定，则与环境间必然没有热传递。

④ 一个绝热的刚性容器一定是隔离系统。

⑤ 隔离系统内发生的任何变化过程，其ΔU必定为零，其ΔH也必定为零。

3.100℃，101.325 kPa下，一定量的水变成水蒸气，下列说法是否正确：

①，，因为dT=0，dp=0，所以dU=0。

②。

4.100℃，101.325 kPa下，一定量的水向真空蒸发成水蒸气，下列说法是否正确：    

① 假设水蒸气为理想气体，因为此过程为等温过程，所以ΔU=0。

② 此过程，由于向真空气化，，所以。

5.绝热定容的封闭系统必定为隔离系统。

6.一定量气体反抗一定的压力进行绝热膨胀时，其热力学能总是减少的。

7.2mol C2H5OH（l）等温下变为蒸汽，该过程温度未变，故。

8.等温过程的特征是系统与环境间无热传递。

9.可逆过程一定是循环过程。

填空题

1.已知某理想气体，则其热容比为           。

2.1mol理想气体由373 K，100 kPa分别经（I）等容过程和（II）等压过程冷却到273 K。则QV    Qp，WV    Wp，ΔU V    ΔU p，ΔH V    ΔH p。(填写>，<，=)

3.某理想气体，在300 K时该气体的。

4.某化学反应在等压、绝热和只做体积功的条件下进行，系统的温度由T1升高至T2，则此过程ΔH      0；如果这一反应在等温、等压和只做体积功的条件下进行，则此过程ΔH      0。

5.某化学反应 A(l) + 0.5 B(g) → C(g)，在500 K恒容条件下反应进度为 1 mol时放热 10 kJ，若反应在相同温度恒压条件下进行，反应进度为 1 mol时放热         kJ。

6.一定量单原子理想气体经历某过程的Δ（PV）=20 kJ，则此过程的

ΔU =       kJ，ΔH =       kJ。

7.一定量理想气体，恒压下体积功随温度的变化率         。

8.压力恒定为100 kPa下的一定量单原子理想气体，         kPa。

体积恒定为2 dm3的一定量双原子理想气体，         m3。

9.在一个体积恒定为2 m3，W’ = 0的绝热容器中，发生某化学反应使系统温度升高1200 ℃，压力增加300 kPa，此过程ΔU =       kJ，ΔH =       kJ。