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1、熱力學(xué)第一定律課后習(xí)題一、是非題下列各題中的敘述是否正確？正確的在題后括號(hào)內(nèi)畫“”，錯(cuò)誤的畫“”。1. 在定溫定壓下，CO2由飽和液體轉(zhuǎn)變?yōu)轱柡驼魵?，因溫度不變，CO2的熱力學(xué)能和焓也不變。 ( )2. dU = nCV,mdT這個(gè)公式對(duì)一定量的理想氣體的任何pVT過程均適用。( )3. 一個(gè)系統(tǒng)從始態(tài)到終態(tài)，只有進(jìn)行可逆過程才有熵變。 ( )4. 25時(shí)H2(g)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓等于25時(shí)H2O(g)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓。( )5. 穩(wěn)定態(tài)單質(zhì)的DfH(800 K) = 0。 ( )二、選擇題選擇正確答案的編號(hào)，填在各題后的括號(hào)內(nèi)：1. 理想氣體定溫自由膨脹過程為：（ ）。 （A）Q 0； （B

2、）DU 0； （C）W 0； （D）DH = 0。2. 對(duì)封閉系統(tǒng)來說，當(dāng)過程的始態(tài)和終態(tài)確定后，下列各項(xiàng)中沒有確定的值的是：( )。 ( A ) Q； ( B ) QW； (C ) W( Q = 0 )； ( D ) Q( W = 0 )。3. pVg = 常數(shù)(g = Cp,m/CV,m)適用的條件是：( ) (A)絕熱過程； ( B)理想氣體絕熱過程； ( C )理想氣體絕熱可逆過程； (D)絕熱可逆過程。4. 在隔離系統(tǒng)內(nèi)：( )。 ( A ) 熱力學(xué)能守恒，焓守恒； ( B ) 熱力學(xué)能不一定守恒，焓守恒； (C ) 熱力學(xué)能守恒，焓不一定守恒； ( D) 熱力學(xué)能、焓均不一定守恒。

3、5. 從同一始態(tài)出發(fā)，理想氣體經(jīng)可逆與不可逆兩種絕熱過程：( )。 ( A )可以到達(dá)同一終態(tài)； ( B )不可能到達(dá)同一終態(tài)； ( C )可以到達(dá)同一終態(tài)，但給環(huán)境留下不同影響。6. 當(dāng)理想氣體反抗一定的壓力作絕熱膨脹時(shí)，則：( )。 ( A )焓總是不變； (B )熱力學(xué)能總是增加； ( C )焓總是增加； (D )熱力學(xué)能總是減少。7. 已知反應(yīng)H2(g) +O2(g) = H2O(g)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓為DrH(T)，下列說法中不正確的是：（ ）。 （A）DrH(T)是H2O(g)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓； （B）DrH(T)是H2O(g)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓； （C）DrH(T)是負(fù)值； （D）D

4、rH(T)與反應(yīng)的DrU數(shù)值不等。三、計(jì)算題習(xí)題110 mol理想氣體由25，1.0 MPa膨脹到25，0.1 MPa，設(shè)過程為：( 1 )自由膨脹；( 2 )對(duì)抗恒外壓力0.1 MPa膨脹；( 3 )定溫可逆膨脹。試計(jì)算三種膨脹過程中系統(tǒng)對(duì)環(huán)境作的功。習(xí)題2298 K時(shí)，將0.05 kg的N2由0.1 MPa定溫可逆壓縮到2 MPa，試計(jì)算此過程的功。如果被壓縮了的氣體在反抗外壓力為0.1 MPa下做定溫膨脹再回到原來狀態(tài)，問此過程的功又是多少？習(xí)題3某理想氣體，其CV,m = 20 JK-1mol-1，現(xiàn)有該氣體10 mol處于283 K，采取下列不同途徑升溫至566 K。試計(jì)算各個(gè)過程的

5、Q，W，DU，DH，并比較之。 ( 1 )體積保持不變； ( 2 )系統(tǒng)與環(huán)境無熱交換； ( 3 )壓力保持不變。習(xí)題4試求下列過程的DU和DH：A(g) n = 2mol p1= 0.663kPaT1 = 400K A(l)n = 2molp2= 101.325kPaT2 = 350KDU=?DH=? 已知液體A的正常沸點(diǎn)為350 K，此時(shí)的汽化焓：DVapHm = 38 kJmol-1。A蒸氣的平均定壓摩爾熱容Cp,m= 30 JK-1mol-1 。（蒸氣視為理想氣體） 習(xí)題5根據(jù)下列數(shù)據(jù)，求乙烯C2H4(g)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓與標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓：（1）C2H4(g) + H2(g) = C2

6、H6(g) ， DrH m y, l = 137 kJmol-1 ；（2）C2H6(g) + (7/2)O2(g) = 2CO2(g) + 3H2O(l) ，DrH m y, 2 = 1560 kJmol-1 ；（3）C(石墨) + O2(g) = CO2(g) ， DrH m y, 3 = 393.5 kJmol-1 ；（4）H2(g) + （1/2）O2(g) = H2O(l) ， DrH m y, 4 = 285.8 kJmol-1 。 習(xí)題6求下列反應(yīng)在393 K 的反應(yīng)的DrHm y (393 K) ：C2H5OH(g) + HCl(g) = C2H5Cl(g) + H2O(g) 已

7、知： 物質(zhì)Df Hm y (298 K) / kJmol-1Cp, m / JK-1mol-1 C2H5Cl(g) 105.013.07 +188.510-3(T / K) H2O(g) 241.8430.00 +10.7110-3(T / K)C2H5OH(g)235.319.07 +212.710-3(T / K)HCl(g)92.3126.53 +4.6210-3(T / K)習(xí)題7已知反應(yīng)CH3COOH(l)+C2H5OH(l)= CH3COOC2H5(l)+H2O(l)DrH m y (298.15K)=-9.20kJ.mol-1CH3COOH(l)的DcH m y (298.15K

8、)= -874.54kJ.mol-1C2H5OH(l)的DcH m y (298.15K)= -1366kJ.mol-1CO2(g)的DfH m y (298.15K)= -393.51kJ.mol-1H2O(l)的DfHmQ(298.15K)= -285.83kJ.mol-1求算fH m y (CH3COOC2H5,l,298.15K)=？熱力學(xué)第一定律課后習(xí)題答案一、是非題1. 2 3. 4 5二、選擇題1.(D) 2.(A) 3.(C) 4.(C) 5.(B) 6.(D) 7(B) 三、計(jì)算題習(xí)題1題解 體積功的計(jì)算公式 W = psudV ( 1 ) W = 0 （psu=0） ( 2

9、 ) W = psuDV = psunRT (1/p1 1/p2)= 0.1 MPa10 mol8.314 Jmol-1K-1298.15 K(1/0.1MPa1/1.0MPa) = 22.30 kJ ( 3 ) W = nRTln( V2 / V1 ) = nRT ln(p2 / p1) = 57.05 kJ導(dǎo)引由計(jì)算結(jié)果可知，雖然三個(gè)過程的初終態(tài)相同，但不同過程中的功不相等。這是因?yàn)椴皇菭顟B(tài)函數(shù)，其值與過程有關(guān)。 習(xí)題2題解 n = 50 g / 28 gmol-1 = 1.79 mol定溫可逆壓縮若反抗外壓力0.1 Mpa， 導(dǎo)引封閉系統(tǒng)由一個(gè)過程從始態(tài)（A）到達(dá)終態(tài)（B），再由另一個(gè)過

10、程從終態(tài)（B）回到同一個(gè)始態(tài)（A），整個(gè)循環(huán)過程狀態(tài)函數(shù)的改變量應(yīng)為零；本題中，系統(tǒng)經(jīng)歷兩個(gè)不同途徑組成的循環(huán)過程由始態(tài)經(jīng)過終態(tài)又回到同一個(gè)始態(tài)，功的加和不為零，說明功是過程量，其值與過程有關(guān)。習(xí)題3題解 ( 1 )dV = 0，W = 0。QV = DU = nCV,m ( T2T1 ) = 10mol20 JK-1mol-1（566283 ） K = 56.6 kJDH = nCp,m ( T2T1 )= 10mol(208.314) JK-1mol-1（566283）K = 80.129 kJ ( 2 )Q = 0，DU2 = DU1 = 56.6 kJ，DH2 = DH1 = 80.1

11、29 kJW = DU2 = 56.6 kJ ( 3 )dp = 0，DU3 = DU1 = 56.6 kJQp = DH = 80.129 kJ 導(dǎo)引熱力學(xué)能U和焓H是狀態(tài)函數(shù)，只要系統(tǒng)變化前后的始、終態(tài)一定，則不論經(jīng)歷何種過程，其DU和DH一定。本題中雖然始終態(tài)不明確，但理想氣體的U和H都只是溫度的函數(shù)，即對(duì)理想氣體只要始終態(tài)溫度一定，則不同過程的DU和DH相同。而W和Q不是狀態(tài)函數(shù)，其值與過程有關(guān)，所以上述三個(gè)不同過程的W和Q分別不同。習(xí)題4 題解 設(shè)計(jì)變化途徑如下： A(g) n = 2mol p1=5 0.663kPaT1 = 400K A(l)n = 2molp2= 101.325

12、kPaT2 = 350KDU1=?DH1=?A(g) n = 2mol p2= 101.325kPaT2= 350KDU 2=？DH2=？DH1 = nCp,m( T2T1 ) = 2 mol 30 JK-1mol-1 ( 50 ) K =3.00 kJ DH2 = n DVapHm =2 mol 38 kJmol-1 =76 kJDH = DH1 + DH2 = (763.0 ) kJ =79 kJ DU = DU 1+DU 2= nCV,m( T2T1 )+DH2D( pV ) = nCV,m( T2T1 )+DH2+ nRT 2 2 mol (30 8.314)JK-1mol-1 ( 350400 ) K76 103J +2 mol 8.314JK-1mol-1 350 K=72.35 kJ 或DU = DHD( pV ) DH(pVg,1 )= DH + nRT1 =79 kJ + 2 8.314 400 10-3 kJ=72.35 kJ 導(dǎo)引本題的變化過程既包括pVT變化又包括相變化，兩種變化過程交織在一起，難以求出變化過程的DU和DH。為此將該變化過程分解為兩步，一步為單純的pVT變化，一步為單純的定溫定壓下的可逆相變化，從而利用狀態(tài)函數(shù)的改變量與過程無關(guān)的特性，求得DU = DU 1（pVT