第一章课后练习题一、选择题(共10题20分)1.2分理想气体卡诺循环的图为下列四种情况中的哪一种?()2.一定量的理想气体从同一始态出发,分别经(1)等温压缩,(2)绝热压缩到具有相同压力的终态,以H1,H2分别表示两个终态的焓值,则有:()(A)H1H2(B)H1=H2(C)H1H2(D)H1…H23.下列的过程可应用公式H=Q进行计算的是:()(A)不做非体积功,终态压力相同但中间压力有变化的过程(B)不做非体积功,一直保持体积不变的过程(C)273.15K,p下液态水结成冰的过程(D)恒容下加热实际气体4.下图为某气体的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)TBTC(B)TCTD(C)TBTD(D)TDTC5.非理想气体进行绝热自由膨胀时,下述答案中哪一个错误?(D)(A)Q=0(B)W=0(C)U=0(D)H=06.已知:Zn(s)+(1/2)O2ZnOcHm=351.5kJ·mol-1Hg(l)+(1/2)O2HgOcHm=90.8kJ·mol-1因此Zn+HgOZnO+Hg的rHm是:()(A)442.2kJ·mol-1(B)260.7kJ·mol-1(C)-62.3kJ·mol-1(D)-442.2kJ·mol-17.下述哪一种说法正确?()因为Hp=Qp,所以:(A)恒压过程中,焓不再是状态函数(B)恒压过程中,体系与环境无功的交换(C)恒压过程中,焓变不能量度体系对外所做的功(D)恒压过程中,U不一定为零8.在一个密闭绝热的房间里放置一台电冰箱,将冰箱门打开,并接通电源使其工作,过一段时间之后,室内的平均气温将如何变化?()(A)升高(B)降低(C)不变(D)不一定9.计算化学反应的热效应,下述说法哪些正确?()(1)在同一算式中必须用同一参比态的热效应数据(2)在同一算式中可用不同参比态的热效应数据(3)在不同算式中可用不同参比态的热效应数据(4)在不同算式中必须用同一参比态的热效应数据(A)1,3(B)2,4(C)1,4(D)2,310.下述说法中,哪一个错误?()(A)体系放出的热量一定等于环境吸收的热量(B)体系温度的降低值一定等于环境温度的升高值第1页(共3页)(C)热力学平衡时体系的温度与环境的温度相等(D)若体系1与体系2分别与环境达成热平衡,则此两体系的温度相同11.理想气体卡诺循环A→B→C→D→A(其中A→B为恒温可逆膨胀过程),当以H-T图表示时,应为()12.对于理想气体,焦尔—汤姆逊系数μJ-T()A.大于0B.小于0C.等于0D.不能确定13.1mol理想气体,在TK时经一恒温可逆膨胀过程,则系统()A.ΔU0B.ΔS=0C.ΔS0D.ΔS014.1mol液苯,在其标准沸点下蒸发,则(B)保持不变:(A)内能(B)汽化热(C)体积(D)熵15.在绝热箱中放置一隔板,左右两部分分别通入温度不同,压力不同的同种气体,抽去隔板,以气体为系统,则(C)A.Q=0,W0,ΔU0B.Q0,W=0,ΔU0C.Q=0,W=0,ΔU=0D.Q0,W0,ΔU=016.1mol水在373K,101325Pa下变成水蒸气,所做可逆功为W1,在319K,101325Pa下变成水蒸气,所做可逆功为W2,两者关系正确的是()A.W1=W2B.W1W2C.W1W2D.无确定关系17.对于理想气体,焦尔—汤姆逊系数μJ-T()A.大于0B.小于0C.等于0D.不能确定二、填空题(共10题20分)11.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H一定_________U,因为___________。12.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)U____0(C)H____0(D)Q____013.已知反应2H2(g)+O2(g)2H2O(l)在298K时恒容反应热QV=-564$kJ·mol-1,则H2(g)在298K时标准摩尔燃烧焓cHm=_______kJ·mol-1。14.10mol单原子理想气体,在恒外压0.987p下由400K,2p等温膨胀至0.987p,物体对环境作功kJ。15.某理想气体,等温(25℃)可逆地从1.5dm3膨胀到10dm3时,吸热9414.5J,则此气体的物质的量为摩尔。16.热力学封闭体系与环境之间的界面所起的作用为:(1);(2)。17.如图。两条等温线的温度分别为Ta,Tb。1mol理想气体经过路径1231的WI与经过路径4564的WII大小关系是。18.某化学反应在恒压、绝热和只做膨胀功的条件下进行,系统的温度由T1升高至T2,则此过程的焓变零;如果这一反应在恒温T1、恒压和只做膨胀功的条件下进行,则其焓变零。19.在一绝热刚性容器中进行某一化学反应,该体系的内能变化为______,焓变化为_______。20.已知298K时,FeO(s)、CO2、Fe2O3(s)、CO(g)的标准生成热(单位KJ·mol-1),分别为-226.5、-393.51、-821.32、-110.54,则反应Fe2O3(s)+CO(G)=2FeO(s)+CO2(g)的RHm(298K)_______________。21.nmol理想气体恒容下由T1升温至T2,相同量的该气体恒压下由T1升温至T2,则两个过程热量和内能的关系为:QVQP,△UV△UP。(,,=)三、计算题(共4题30分)21.10分p及25℃时,将(a)1molCaO,(b)1molCaCO3溶于1mol·dm-3的HCl溶液中,放热分别为:(a)193.3kJ,(b)15.02kJ。现若将1kg25℃的CaCO3变为885℃的CaO和CO2,需多少热量(885℃是p下CaCO3的分解温度)?已知各物质的平均比热为(单位:J·g-1·K-1):CaO:0.895;CaCO3:1.123;CO2:1.013第2页(共3页)23.制备水煤气的反应为:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)(主反应)(1)CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)(少量)(2)将此混合气体冷却至室温(假定为298K)即得水煤气,其中含CO(g),H2(g)及少量的CO2(g),水蒸气可忽略不计。问:如只发生第一个反应,那么将1dm3的水煤气燃烧放出的热量为多少?已知p,298K下各物质的标准生成焓数据为:$fHm(H2O,g)=-241.8kJ·mol-1,$fHm(CO,g)=-110.5kJ·mol-1,$fHm(CO2,g)=-393.5kJ·mol-1。假定燃烧反应的产物均为气体。24.5分计算下列反应在1000℃的恒压反应热。C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g)四、问答题(共3题20分)26.5分请说明下列公式适用条件:H=QpH=U+pVV2pdVW体=-V1Up=nCV,m(T2-T1)H=ΔU+Vp28.5mol理想气体,压力1013kPa,温度350k,分别求出等温时下列过程的功:(1)真空中膨胀;(2)在空气中(101.3kPa)体积胀大1dm3;(3)在空气中膨胀到该气体压力也是101.3kPa;(4)等温可逆膨胀至气体的压力为101.3kPa。第3页(共3页)29.273K,1.0MPa,0.01m3的He(g)经(1)绝热可逆过程;(2)绝热且外压恒定在100kPa的过程膨胀到末态压力为100kPa,分别求此二过程的Q,W,ΔU和ΔH。30.体系与环境的定义是什么?体系的分类?31.1mol单原子分子理想气体,始态为202650Pa,11.2dm3,经pT=常数的可逆过程压缩到终态为405300Pa,求:(1)终态的体积和温度;(2)U和H;(3)所作的功。32.2mol单原子理想气体从T1=300K,P1=5pθ的同一始态分别经(Ⅰ)绝热可逆和(Ⅱ)绝热不可逆(保持恒定外压P0=pθ)两种不同途径膨胀到P2=pθ的相应的终态。求两种途径的Q、W、ΔU、ΔH。参考答案一、选择题(共10题20分)1.(B)2.(C)3.(C)4.(B)5.(D)6.(B)7.(D)8.(A)9.(A)10.(B)二、填空题(共10题20分)11.[答]一定大于(因为H=U+pV);一定大于;因为H=ΔU+(Δn)RT,而n为正。12.[答](A)=;(B)=;(C)=;(D)=13.[答]H$cHm$=1/2H$-1rm=Qp=QV+ΔνRT,rm=-285.7kJ·mol14.[答]16.85kJ15.[答]Q=W=nRTln(V2/V1),n=2mol16.[答]1、隔开体系与环境;2、体系与环境之间功和热的传递必须通过界面进行。(2分)17.[答]WI=WII18.[答]等于(1分)小于(1分)19.[答]0;(Δn)gRT三、计算题(共4题30分)21.10分298K$[答](1)CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2rHm(1)=-15.02kJ·mol-1298K$(2)CaO+2HClCaCl2+H2OrHm(2)=-193.3kJ·mol-1298K$(3)(1)-(2)CaCO3CaO+CO2rHm(3)=178.3kJ·mol-125℃CaO+CO2(885℃)(3分)rHm$(4)rHm$(4)=(1000/100)×178.3+0.56×0.895×(885-25)+0.44×1.013×(885-25)22.10=2597kJ·mol-1(7分)分[答](1)T1=p1V1/(nR)=273K,T2=p1T1/p2=136.5K(1分)第4页(共3页)V2=nRT2/p2=2.8dm3(1分)(2)Um=CV,m(T2-T1)=-1703J·mol-1(2分)Hm=Cp,m(T2-T1)=-2839J·mol-1(2分)(3)W=VV2pdV,dV=(2R/p)dT(2分)1WTT22RdT(2分)1=-2270J·mol-123.5分[答]H2(l)+CO(g)+O2(g)H2O(g)+CO2(g)水煤气(1dm3)V(H2):V(CO)=1:1,其量为0.0409moln(H2)=n(CO)=(1/2)×0.409molrHm$=-10.7kJ·mol-124.5分[答]rH$m(298K)=fH$m(298K,CO2)-2ΔfH$m(298K,H2O,g)=90.1kJ·mol-1(1分)H=ΔU+Vp封闭体系,恒容过程28.解:(每问2.5分)(1)W=0(2)W=-101.3J(3)1122.45KJWP外nRTP1P2(4)WnRTlnP2P57.43KJWRTlnV21RTlnP15748JrV1P229.Q0Cp,m2.51.67T2T1(CV,m1.5(1分)1p1)108.8Kp2Cp=Δa+ΔbT+ΔcT2+Δc'T-2(2分)$1273KCpdT$rHm(1273K)=298K+ΔrHm(298K)=102.3kJ·mol-1(2分)四、问答题(共3题20分)25.10分[答]因为在Boyle温度时pVm=RTB,即pVm=RTB+p(b-a/RTB),其中p0则b-a/RTB=0,所以TB=a/Rb(2分)(T/p)H(H/p)T/(H/T)p=(1/Cp)(H/p)T(1/Cp)VT(V/T)p(3分)因为V=RT/p+b-a/RT,(V/T)pR/pa/RT2所以(T/p)H(1/Cp)(b2a/RT)(2分)将T=TB=a/Rb代入上式得,(T/p)Hb/Cp0故温度下