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物理化学第一章练习题答案

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热力学第一定律练习题
一、选择题
1. 下列叙述中不具有状态函数特征的是（ ）
(A) 体系状态确定后，状态函数的值也确定
(B) 体系变化时，状态函数的改变值只由体系的始终态决定
(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，不具有可逆过程特征的是（ ）
(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，每一小步体系与环境均能复原
(C) 过程的始态与终态必定相同 (D) 过程中，若做功则做最大功，若耗功则耗最小功

3. 下列叙述中正确的是（ ）
(A) 物体温度越高，说明其内能越大 (B) 物体温度越高，说明所含热量越多
(C) 凡体系温度升高，就肯定是它吸收了热 (D) 凡体系温度不变，说明它既不吸热也不放热
4. 下列四种理想气体物质的量相等，若都以温度为T1恒容加热到T2，则吸热量最少的气体是（ ）
(A) He (B) H2 (C) CO2 (D) SO3

5. 将H2（g）与O2（g）以2：1的比例在绝热刚性密闭容器中完全反应，则该过程中应有 （ ）
A) △T＝0 (B) △p＝0 (C) △U＝0 (D) △H＝0

6. 下列关于焓的描述中，正确的是（ ）
(A) 因为△H＝Qp，所以焓就是恒压热 (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△H＝ △U＋ △(pV)，所以任何过程都有△H＞0的结论

7. 理想气体卡诺循环的图为下列四种情况中的哪几种?

8. 下述哪一种说法错误?
(A) 焓是定义的一种具有能量量纲的热力学量 (B) 只有在某些特定条件下,焓变ΔH才与体系吸热相等
(C) 焓是状态函数 (D) 焓是体系能与环境能进行热交换的能量
9. 1 mol 373 K，pq下的水经两个不同过程变成373 K，pq下的水气：(1) 等温等压可逆蒸发，(2) 真空蒸发。
这两个过程中功和热的关系为：
(A) －W1> W2 Q1> Q2 (B) W1< W2 Q1< Q2 (C) W1= W2 Q1= Q2 (D) W1> W2 Q1< Q2
10. 已知：Zn(s)+(1/2)O2®ZnO，ΔcHm=351.5 kJ·mol-1；Hg(l)+(1/2)O2®HgO，ΔcHm= 90.8 kJ·mol-1。因此，Zn+HgO®ZnO+Hg的ΔrHm是：
(A) 442.2 kJ·mol-1 (B) 260.7 kJ·mol-1 (C) -62.3 kJ·mol-1 (D) -442.2 kJ·mol-1
11. ΔH=Qp , 此式适用于下列那个过程：
(A) 理想气体从1 013 250 Pa反抗恒定的外压101 325 Pa膨胀到101 325 Pa
(B) 0℃, 101 325 Pa 下冰融化成水
(C) 气体从 (298 K,101 325 Pa) 可逆变化到 (373 K,10 132.5 Pa)
(D) 电解 CuSO4水溶液

12. 按下列路线循环一周，哪种情况的功W是小于零的：

13. 欲测定有机物燃烧热Qp, 一般使反应在氧弹中进行, 实测得热效应为QV。由公式得： Qp=QV+ΔnRT=QV+pΔV, 式中p应为何值？
(A) 氧弹中氧气压力 (B) 钢瓶中氧气压力
(C) pq (D) 实验室大气压力
14. 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、体积和体系的焓变必定是：
(A) T可逆 > T不可逆，V可逆 > V不可逆，ΔH可逆 > ΔH不可逆
(B) T可逆 < T不可逆，V可逆 < V不可逆，ΔH可逆 < ΔH不可逆
(C) T可逆 < T不可逆，V可逆 > V不可逆，ΔH可逆 < ΔH不可逆
(D) T可逆 < T不可逆，V可逆 < V不可逆，ΔH可逆 > ΔH不可逆
15. 下述哪一种说法正确?
(A) 理想气体的焦耳-汤姆孙系数m不一定为零 (B) 非理想气体的焦耳-汤姆孙系数m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-汤姆孙系数m为零的p,T值只有一组
16. 理想气体经历绝热不可逆过程从状态 1 (p1,V1,T1)变化到状态 2 (p2,V2,T2)，所做的功为：
(A) p2V2-p1V1 (B) p2(V2-V1) (C) [p2Vn2/(1-g)](1/V2g-1-1/V1g-1) (D) (p2V2-p1V1)/( g -1)
17. 已知 H2(g,298 K) + (1/2)O2 (g, 298 K) = H2O (g, 298 K)，ΔrHmq(1) = -241.8 kJ·mol-1; H2(g, 298 K) = 2H (g, 298 K), ΔrHmq(2) = 436.0 kJ·mol-1; O2(g, 298 K) = O (g, 298 K), ΔrHmq (3) = 247.7 kJ·mol-1。根据上述数据可获得H—O 键的平均键能εH—O约为：
(A) 925.5 kJ·mol-1 (B) 462.8 kJ·mol-1 (C) 120.9 kJ·mol-1 (D) 241.8 kJ·mol-1
18. 非理想气体进行绝热自由膨胀时, 下述答案中哪一个错误?
(A) Q=0 (B) W=0 (C) ΔU=0 (D) ΔH=0
19. 对于下列的四种表述：
(1) 因为ΔH=Qp，所以只有等压过程才有ΔH (2) 因为ΔH=Qp，所以Qp也具有状态焓数的性质
(3) 公式ΔH=Qp只适用于封闭体系
(4) 对于封闭体系经历一个不作其它功的等压过程，其热量只决定于体系的始态和终态
上述诸结论中正确的是： (A) (1) ，(4) (B) (3) ，(4) (C) (2) ，(3) (D) (1) ，(2)
20. 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，则：
(A) V1> V2 (B) V1< V2 (C) V1= V2 (D) 无法确定
21. 右图为某气体的p-V图。图中A→B为恒温可逆变化, A→C为绝热
可逆变化, A→D为多方不可逆变化。B,C,D态的体积相等。问下述
各关系中哪一个错误?
(A) TB>TC (B) TC>TD (C) TB>TD (D) TD >TC
22. 某理想气体的γ =Cp/CV =1.40, 则该气体为几原子分子气体?
(A) 单原子分子气体 (B) 双原子分子气体
(C) 三原子分子气体 (D) 四原子分子气体

二、填空题
1. 10 mol单原子理想气体, 在恒外压0.987pq下由400 K, 2pq等温膨胀至0.987pq, 物体对环境作功 kJ。
2. 某理想气体等温(25℃)可逆地从1.5dm3膨胀到10dm3时, 吸热9414.5J, 则此气体的物质的量为 摩尔.
3. 在横线上填上 ＞、＜、＝或？（？代表不能确定）。氢气和氯气在绝热刚性容器中反应，则：(A) W____ 0; (B) ΔU____ 0; (C) Q____ 0。
4. 300 K时，0.125 mol正庚烷（液体）在弹式量热计中完全燃烧，放热 602 kJ，反应C7H16(l) + 11O2(g) = 7CO2(g) + 8H2O(l) 的ΔrUm= _____，ΔrHm = _____。(RT≈25 kJ)
5. 1 mol单原子分子理想气体，从p1=202 650 Pa，T1= 273 K在p/T=常数的条件下加热，使压力增加到p2= 405 300 Pa，则体系做的体积功W = J。
6. 从统计热力学观点看，功的微观本质是___________________。热的微观本质是____________________。
7. 300 K时，将2 mol Zn片溶于过量的稀硫酸中，若反应在敞口容器中进行时放热Qp，在封闭刚性容器中进行时放热QV，则QV -Qp= _______ J。
8. 热力学封闭体系与环境之间的界面所起的作用为：(1) ；(2) 。
9. 某化学反应在恒压、绝热和只做膨胀功的条件下进行, 系统的温度由T1升高至T2, 则此过程的焓变
零．
10. 对于任何宏观物质，其焓H一定 _______ 内能U (填上 ＞、＜、＝) ，因为 _________；对于等温理想气体反应，分子数增多的ΔH一定 _________ΔU，因为 ____________ 。
11. 氢气可看作理想气体，设 H2为刚性分子，电子处于基态，其CV, m =_____，Cp, m =______，以R表示。
12. 在一绝热刚性容器中进行某一化学反应，该体系的内能变化为 ______ ，焓变化为 _______ 。
13. 10 mol单原子分子理想气体的 (¶H/¶T)V = J·K-1 。
14. 已知反应2 H2(g) + O2(g) ®2 H2O(l)在298 K时恒容反应热QV =-564 kJ·mol-1，则 H2(g)在298 K时标准摩尔燃烧焓ΔcHmq= _______kJ·mol-1。
15. 已知： (1) 2Al(s) + 6HCl(aq) = 2AlCl3(aq) + 3H2(g), ΔrHqm,1 (298 K) = -1003 kJ·mol-1
(2) H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) ΔrHqm,2(298 K) = -184.1 kJ·mol-1
(3) HCl(g) + nH2O = HCl(aq) ΔrHqm,3 (298 K) = -72.45 kJ·mol-1
(4) AlCl3(s) + nH2O = AlCl3(aq) ΔrHqm,4 (298 K) = -321.5 kJ·mol-1
则无水AlCl3在298 K的标准摩尔生成焓为 。
三、计算题
1. 某种理想气体从始态(p1，V1，T1)经由 (1) 1A2；(2)1B2；
(3)1DC2 三种准静态过程 (quasi-static process) 变到终
态(p2，V2，T2)，如下图所示。试求各过程中体系所做
的功、体系吸的热及体系内能的增量ΔU的表达式。假
定其热容为一常数。

2.

3.

热力学第一定律答案
一、选择题
1. D 2. C 3. A 4. A 5. C 6. C 7. BC 8. D 9. A 10. B 11. B 12. B 13. D 14. B
15. C 16. D 17.B 18.D 19.B 20.A 21.B 22.B
二、填空题
1. －16.85 kJ 2. Q=－W=－nRTln(V2/V1)，n=2 mol 3. (A)=；(B)=；(C)=
4.ΔrUm=-4816 kJ·mol-1, ΔrHm=-4826 kJ·mol-1 5. W=0 J (因p/T=常数,当p2=2p1时,T2=2T1,V2=V1)
6.改变分子的能级；改变在分子能级上的分子数 7. QV -Qp=-ΔnRT= -4988 J
8. 1)隔开体系与环境; 2)体系与环境之间功和热的传递必须通过界面进行。 9. 等于
10.一定大于(因为H=U+pV)；一定大于；因为ΔH=ΔU+ (Δn)RT，而Δn为正。 11. 5/2R，7/2R
12. 0；p2V2-p1V1 13.=208 J·K-1
14. DrHmq=Qp=QV +ΔνRT ，DCHmq=1/2DrHmq=-285.7 kJ·mol-1
15. DfHmq (AlCl3,s)=-673.5 kJ·mol-1 [0.5×(1)+1.5×(2)-(4)+3×(3) Al(s)+(3/2)Cl2(g)=AlCl3(s)]
三、计算题
1. (1) Q1=CV (TA-T1)+Cp(T2-TA) W1=－p2(V2-V1) ΔU1=Q1＋W1=CV (T2-T1)
(2) Q2=ΔU2－W2=CV (T2-T1)+nRTln(V2/V1) W2=－nRTln(V2/V1) ΔU2=CV (T2-T1)
(3) W3=(p2V2-p1V1)/(1-γ)= CV(TC-T1) ΔU3=CV (T2-T1) Q3=ΔU3－W3=CV (T2-TC)
2.

Q3＝0，W3＝ΔU＝－5.474 kJ
3.

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