第一章热力学第一定律练习题(包括答案). 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/5/17 19:35:28星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

1.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) CuSO4水溶液。 2.体系的下列各组物理量中都是状态函数的是:

(A) T,p,V,Q ; (B) P,Vm,Cp,W; (C) T,p,V,H ; (D) T,p,U,W。 3.x为状态函数,下列表述中不正确的是:

(A) dx 为全微分 ; (B) 当状态确定,x的值确定 ; (C) ?x = ∫dx 的积分与路经无关,只与始终态有关; (D) 当体系状态变化,x值一定变化 。

4.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。

5.理想气体向真空膨胀,当一部分气体进入真空容器后,余下的气体继续膨胀所做的体积功:

(A) W> 0 ; (B) W = 0 ; (C) W < 0 ; (D) 无法计算。 6.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 。

7.对于封闭体系来说,当过程的始态与终态确定后,下列各项中哪一个无确定值:

(A) Q ; (B) Q + W ; (C) W (当Q = 0 时) ; (D) Q (当W = 0 时) 。 8.下述说法中,哪一种不正确:

(A) 焓是体系能与环境进行交换的能量 ;

(B) 焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量;

(C) 焓是体系状态函数; (D) 焓只有在某些特定条件下,才与体系吸热相等。

9.在等压下,进行一个反应 A + B→C,若已知热效应?rHm > 0,则该反应一定是:

(A) 吸热反应; (B) 放热反应; (C) 温度升高; (D) 无法确定。 10.一定量的单原子理想气体,从 A 态变化到 B 态,变化过程不知道,但若 A 态

与 B 态两点的压强、体积和温度都已确定,那就可以求出:

(A) 气体膨胀所做的功; (B) 气体内能的变化; (C) 气体分子的质量; (D) 热容的大小。

3

11.某高压容器中盛有的气体可能是O2、Ar、CO2、NH3中一种,在298K时由5dm绝热可逆膨胀到6dm3,温度降低21K,则容器中的气体是:

(A) O2 ; (B) CO2 ; (C) NH3 ; (D)Ar。 12.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Cp不是状态函数; (D) 恒容热容CV不是状态函数。 13.热力学第一定律仅适用于什么途径:

(A) 封闭体系的任何途径; (B)封闭体系的可逆途径; (C) 封闭体系的不可逆途径; (D) 任何体系的任何途径。

14.如图所示,QA→B→C = a (J)、WA→B→C = b (J)、QC→A = c (J) ,那么WA→C等于多少:

(A) a- b + c ; (B) -(a + b + c) ; (C) a + b - c ; (D) a + b + c 。 15.如图所示,理想气体由状态1变化到状态2,则该过程的:

(A) T2 < T1 ,W < 0,Q < 0 ; (B) T2 > T1 ,W < 0,Q > 0 ; (C) T2 < T1 ,W > 0,Q < 0 ; (D) T2 > T1 ,W > 0,Q > 0 。 16.非理想气体的节流膨胀过程中,下列哪一种描述是正确的:

(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 。 17.一种实际气体,其状态为pVm = RT + αp(α < 0),该气体经节流膨胀后:

(A) 温度升高; (B) 温度下降; (C) 温度不变; (D) 不能确定温度如何变化。

18.1 mol H2(为理想气体)由始态298K、p?被绝热可逆地压缩到5dm3,那么终态温度T2 与内能变化?U分别是:

(A) 562K,0 kJ ; (B) 275K,-5.49 kJ ; (C) 275K,5.49kJ ; (D) 562K,5.49 kJ 。

19.n mol理想气体由同一始态出发,分别经 (1)等温可逆压缩;(2)绝热可逆压缩,压缩到达相同压力的终态,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) 上述三者都对。

20.如图,A→B和A→C均为理想气体变化过程,若B、C在同一条绝热线上,那么?UAB与?UAC的关系是:

(A) ?UAB > ?UAC; (B) ?UAB< UAC; (C) ?UAB = ?UAC; (D) 无法比较两者大小。

21.理想气体从同一始态(p1,V1,T1)出发,分别经恒温可逆压缩(T)、绝热可逆压缩(i)

到终态体积为V2时,环境对体系所做功的绝对值比较:

(A) WT > Wi ; (B) WT < Wi ; (C) WT = Wi; (D) 无确定关系。

22.一定量的理想气体,经如图所示的循环过程, A→B为等温过程,B→C等压

过程,C→A为绝热过程,那么曲边梯形ACca的面积表示的功等于: (A) B→C的内能变化; (B) A→B的内能变化; (C) C→A的内能变化; (D) C→B的内能变化。 23.范德华气体绝热向真空膨胀后,气体的温度将:

(A) 不变; (B) 升高; (C) 降低; (D) 不能确定。

24.某气体的状态方程服从p(Vm-b) = RT,其中b为常数,则??U?Vm?T 为:

(A) 大于零; (B) 小于零; (C) 等于零; (D) 不能确定。

25.反应 C(石墨) + ?O2(g)→CO(g),?H(298K) < 0,若将此反应放于一个恒容绝热容器中进行,则体系:

(A) ?T < 0,?U < 0,?H < 0 ; (B) ?T > 0,?U = 0,?H > 0 ; (C) ?T > 0,?U > 0,?H > 0 ; (D) ?T > 0,?U = 0,?H = 0。

26.已知反应B→A,B→C的等压反应热分别为?H1与?H2,那么A→C的?H3与它们的关系是:

(A) ?H3 = ?H1 + ?H2 ; (B) ?H3 = ?H1 - ?H2 ; (C) ?H3 = ?H2 - ?H1 ; (D) ?H3 = 2?H1 - ?H2 。

θθ27.反应C(金钢石) + ?O2(g)=CO(g)的热效应为?rHm,问此?rHm值为: (A) CO(g)的生成热; (B) C(金钢石)的燃烧热; (C) 碳的燃烧热; 28.下列各式中,不能称为基尔霍夫定律公式的是:

???H???H?(A) ?rm???rCp; (B) ???Cp ;

?T?T??p??p(C) ?rUm?T2???rUm?T1??

(D) 全不是。

?T2T1?rCVdT (D)

?rHm?T2???rHm?T1????rCpdT。

T1T229.计算“反应热效应”时,为了简化运算,常假定反应热效应与温度无关,其实质是:

(A) 状态函数之值与历史无关 ; (B) 物质的热容与状态无关 ; (C) 物质的热容与温度无关; (D) 反应前后体系的热容不变。

30.如图某循环过程:A→B是绝热不可逆过程;B→C是绝热可逆过程;C→A是恒温可逆过程,问在C→A过程中体系与环境交换的热QC-A:

(A) QC-A > 0 ; (B) QC-A < 0 ; (C) QC-A = 0 ; (D) 不能确定。

1. A; 2. C; 3. D; 4. C; 5. B; 6. C; 7. A; 8. A; 9. D; 10.B; 11.A; 12.A; 13.A; 14.D; 15.B; 16.A; 17.B; 18.D; 19.B; 20.A; 21.B; 22.A; 23.C; 24.C; 25.B; 26.C; 27.D; 28.B; 29.D; 30.B。

说明:

1、铜电极电解时被氧化或表面上有铜原子析出,有物质交换;CuSO4水溶液电解时也物质交换;

因此只有”绝热箱中所有物质”才是封闭体系。 2、Q、W不是状态函数。

3、状态函数X,不是状态变化时,所有状态函数都变化的,例如等温过程,温度T就不变。

4、U是状态函数,不是所有状态变化,内能U都变化的,例如理想气体等温过程,内能U就不变化。 5、本题应选理想气体与真空共同作体系,体系内部变化对环境无影响,W=0。

6、绝热,钢瓶体积不变,体积功为零,又无非体积功,Q = 0,W = 0,?U = 0;也可以看成孤立体系。 7、Q+W=?U ,当 Q = 0 时,W=ΔU,当W = 0 时,Q=ΔU; Q 与过程有关,无定值。 8、焓不是体系的能量,它是辅助函数,没有明确的物理意义。

9、?rHm > 0 是热效应大于零,指等温等压、无非体积功条件下吸热,没有这个条件,则反应吸热、

放热、温度是否改变就无法确定。

10、理想气体的内能是温度单值函数,始终态温度确定,则气体内能的变化可确定。

??1??1TV?TV112211、用理想气体绝热可逆方程式计算,,

??1T1?V2????TV 2?1? γ=1.4 双原子分子O2

12、CP、CV 是状态函数,而一般热容C 与途径有关,不是状态函数。 13、对于有物质交换的体系不适用,封闭体系任何途径都适用。

14、QABC+QCA+WABC+WCA=ΔU=0 a +c +b +WCA=0 WAC=-WCA=a+b+c 15、1――2,体系做功,温度升高, T2 > T1 ,W < 0,Q > 0 ; 16、节流膨胀是绝热、等焓,并压力降低。Q = 0,?H = 0,?p < 0 ; 17、该气体是钢球模型气体(分子有体积,分子之间无作用力),α>0 ,其焦耳-汤姆逊系数小于零,节流膨

胀后温度升高。若α< 0, 情况相反,温度降低。

18、不用计算,绝热压缩,温度升高,内能增大,只有(D)符合要求。 19、等温压缩、绝热压缩到相同压力(或相同体积),绝热压缩体系温度升高,理想气体温度高则焓大。 20、B、C在同一条绝热线上,B到C是绝热膨胀,温度下降,因此A到B温度改变值对于A到C的温度改变值,

因此?UAB > ?UAC

21、等温压缩、绝热压缩到相同的体积,绝热压缩比等温压缩环境作的功多。

22、ΔUBA=ΔUBC+ΔUCA ΔUBA=0 ΔUBC+ΔUCA =0 ΔUBC=-ΔUCA=ΔUAC ,A 到C 是绝热过程,

ΔUAC=WAC 曲边梯形ACca的面积表示是WAC的功,等于ΔUBC。

23、范德华气体分子之间有吸引力,体积增大,分子之间势能增大,在总内能不变条件下,分子动能降低,温度降低。

24、该气体是钢球模型气体(分子有体积,分子之间无作用力),PVm=RT+bP,其内能也仅是温度的函数,

??U?Vm?T=0 因此

25、这是绝热恒容体系,内能不变,反应使其温度升高,压力增大,焓增大。 26、这是简单热化学方程式计算,(3)=(2)-(1)。

27、C(金刚石)不是稳定单值,因此不是CO生成热,产物是CO,也不是碳的燃烧热,也不是金刚石燃烧热。

??H????Cp?T?p28、?是无非体积功时,C的定义式。不是基尔霍夫定律公式。

P

?6?298???298?21?51???129、由基尔霍夫定律的微分式可知,ΔCP=0。 30、C到A是等温压缩,体系放热。