热力学第一定律练习题1
二、填空题
1. 封闭系统由某一始态出发，经历一循环过程，此过程的_____U ?=；_____H ?=；Q 与W 的关系是______________________，但Q 与W 的数值________________________，因为_________________________。
2. 状态函数在数学上的主要特征是________________________________。
3. 系统的宏观性质可分为___________________________________，凡与系统物质的量成正比的物理量均称为___________________________。
4. 在300K 的常压下，2mol 的某固体物质完全升华过程的体积功_________e
W =。
5. 某化学反应：A(l) + (g) → C(g)在500K 恒容条件下进行，反应进度为1mol 时放热10kJ ，若反应在同样温度恒容条件下进行，反应进度为1mol 时放热_____________________。
6. 已知水在100℃的摩尔蒸发焓40.668ap m H ν?=kJ·mol -1，1mol 水蒸气在100℃、条件下凝结为液体水，此过程的_______Q
=；_____W =；_____U ?=；_____H ?=。
7. 一定量单原子理想气体经历某过程的()20pV ?=kJ ，则此过程的_____U ?=；_____H ?=。 8. 一定量理想气体，恒压下体积工随温度的变化率____________e p
W T δ?
?
= ????。 9. 封闭系统过程的H U ?=?的条件：(1) 对于理想气体单纯pVT 变化过程，其条件是_____________________；(2)对于有理想气体参加的化学反应，其条件是______________________________________。
10. 压力恒定为100kPa 下的一定量单原子理想气体，其_____________p
H V ???= ?
???kPa 。
11. 体积恒定为2dm 3的一定量双原子理想气体，其_______________V
U p ???= ????m 3。 12. 化学反应的标准摩尔反应焓随温度的变化率θ
r m
d _______d H T
?=；在一定的温度范围内标准摩尔反应焓与温
度无关的条件是__________________。
13. 系统内部及系统与环境之间，在____________________________________过程中，称为可逆过程。 14. 在一个体积恒定为2m 3，'0W
=的绝热反应器中，
发生某化学反应使系统温度升高1200℃，压力增加300kPa ，此过程的_____U ?=；_____H ?=。
15. 在一定温度下,c f m
m H H θ
θ?=?石墨
______________；2,()c m H g f m H H θθ
?=?_____________。 16. 在25℃时乙烷C 2H 6(g)的c m c m H U θθ
?-?=______________________。
17. 要确定甲烷燃烧能达到的最高火焰温度，所需要的热力学基础数据是__________________________________。 18. 一定量理想气体经节流膨胀过程，______J T
μ-=；_____H ?=；_____U ?=；流动功_____W =。
三、单项选择题
1. 一定量的某种气体，在确定该系统的状态时，只需要说明系统的【 】。
A.
p B. V C. ,T U D. ,T p
2. 在一定压力和一定温度范围内，液体的摩尔蒸发焓随温度的变化率vap m p
H T ????
????【 】
。 A. > 0 B. < 0 C. = 0 D. 无法确定
3. 一定量的某种理想气体从同一始态111,
,T p V 出发，经绝热可逆过程膨胀至222,,T p V ，和反抗恒外压2p 绝
热膨胀至'
'
22,T V ，则'
2T 【 】2T ，在数值上IR W 【 】R W 。
A. >, >
B. <, >
C. >, <
D. <, <
4. 某液体物质在恒温恒压下蒸发为蒸气，过程的U ?【 】。
A. > 0
B. = 0
C. < 0
D. 无法确定
5. 真实气体经历自由膨胀过程，系统的U ?【 】，系统的温度变化T ?【 】。
A. = 0，= 0
B. ≠0， = 0
C. = 0， ≠ 0
D. ≠0， ≠0
6. 甲烷燃烧反应：CH 4(g) + 2O 2(g)
CO 2(g) + 2H 2O(l)，在以下不同条件下进行（气相视为理想气体）：
(1) 25℃，常压条件下反应，其过程的Q 【 】；W 【 】；U ?【 】；H ?【 】。
(2) 25℃，恒容条件下反应，其过程的Q 【 】；W 【 】；U ?【 】；H ?【 】。
(3) 在绝热密闭刚性容器中反应，终态温度升高，压力增大，其过程的U ?【 】；H ?【 】。 (4) 在绝热恒压条件下反应，终态温度升高，体积增大，其过程的W 【 】；U ?【 】；H ?【 】。 7. 在一保温良好、门窗紧闭的房间内，若将电冰箱门打开，不断向冰箱供给电能，室内的温度将【 】。
A. 逐渐降低
B. 逐渐升高
C. 不变
D. 无法确定
8. 在一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N 2(g)，N 2(g)可视为理想气体，今抽去
隔板，则此过程的U ?【 】；H ?【 】。
A. > 0
B. = 0
C. < 0
D. 无法确定
9. 下列各摩尔反应焓中，属于摩尔生成焓的是【 】。
A. 2H 2(g) + O 2(g) 2H 2O(g)
B. CO(g) +1/2O 2(g) CO 2(g)
C. H 2(g) + 1/2O 2(g) H 2O(l)
D. 4C(石墨） + 3H 2(g) C 2H 2(g) + C 2H 4(g)
10. 已知25℃时，金刚石的标准摩尔生成焓 1.90f m H θ
?=kJ·
mol -1，石墨的标准摩尔燃烧焓393.51c m H θ
?=-kJ·
mol -1，则金刚石的标准摩尔燃烧焓c m H θ
?=【 】。 A. －·mol -1 B. －·mol -1 C. －·mol -1 D. 无法确定 11. 若要通过节流膨胀达到制冷效果，则需要求J T μ-【 】。 A.> 0 B. = 0 C. < 0 D. 无法确定
12. 某状态下的空气经节流膨胀过程的()0pV ?>，J T μ-【 】。
A.> 0
B. = 0
C. < 0
D. 无法确定
二、填空题
1. 在高温热源和低温热源之间的卡诺循环，其热温熵之和Q1/T1+Q2/T2=_____。循环过程的热机效率=___________。
2. 任一不可逆循环过程的热温熵总和，可表示为不可逆
????
??T Q δ（ ）0.
3. 在绝热密闭刚性容器中发生某一化学反应，此过程的sys S ?（ ）0；amb S ?（ ）0.
4. 某一系统在与环境300K 大热源接触下经历一不可逆循环过程，系统从环境得到10kJ 的功，则系统与环境交换的
热Q=___________;sys S ?=___________;amb S ?=___________.
5. 下列变化过程中，系统的状态函数改变量G S H U ????,,,何者为零。
(1) 一定量理想气体自由膨胀过程。_________________________________________________。 (2) 一定量真实气体绝热可逆膨胀过程。__________________________________________________。 (3) 一定量水在0℃，条件下结冰。____________________________________________。
(4) 实际气体节流膨胀过程。____________________________________________________________。
6. 一定量理想气体与300K 大热源接触做等温膨胀，吸热Q=600kJ ，对外所做功为可逆功的40%，则系统的熵变
S ?=________。
7. 1mol 过饱和蒸气A(g)在恒温恒压下凝结为A(l)，要计算过程的熵变S ?，首先需要设计___________。
8. 在恒定温度、压力的条件下，比较同样质量的纯铁与碳钢的熵值,)(纯铁S _______。碳钢)(S
9. 热力学第三定律用公式表示为：S m *
___________=____________.
10. 根据热力学基本方程，任一化学反应的dG=-SdT+Vdp 可知，任一化学的
1.
r
m r p G ???? ?????=______________________________； 2.p
m p G ?
???
?????r =_______________________________； 3.p
m r T V ???
?????=________________________________。
11. 11. 任一化学反应的???
? ???Θ
dT S d m r =__________，因此在一定温度范围内化学反应的θ
m r S ?不随温度而变化的
条件是_____________________。
12. 一定量理想气体，恒温条件下熵随体积的变化率T
V S ???
????=__________；一定量范德华气体，恒温条件下随体积的变化率T
V S ???
????=______________。 13. 已知25℃时Hg(l)的
510482.1-?=m V 3
m ·
1
-mol ，恒压热膨胀系数
1
41082.11--?=??? ????=
K T V V p
V α。在恒温25℃时，将1molHg(l)由100kPa 加压到1100kPa ，假设此过程汞的体积变化可忽略不计，则此过程的=?S
______________。
14. 乙醇液体在常压、正常沸点温度下蒸发为乙醇蒸气，过程的H ?与S ?的关系是__________________；H ?与
Q
的关系是_____________，计算所需要的热力学基楚数据：________________或者_____________和
___________________。
15. 已知在汞的熔点－℃附近，液体汞的密度小于固体汞的密度，因为此汞的熔点岁外压增大而________，所依据的公式形式为_______________________。
三、单项选择题
1. 在隔离系统中发生的【 】过程，系统的熵变S ?=0。
A. 任何
B. 循环
C. 可逆
D. 无法确定
2. 在25℃时，θ
m f G ?（石墨）【 】，θ
m f G ?（金刚石）【 】。
A. > 0
B. = 0
C. < 0
D. 无法确定
3. 具有相同状态V T n ,,的氧气与氮气，在维持恒温恒容条件下混合，此过程系统的熵变S ?=【 】。
A. 0
B. R ln2
C. -nR ln2
D. 2ln nR
4. 在，－5℃条件下过冷水结冰，则此过程H ?【 】；S ?【 】；G ?【 】；amb S ?【 】。
A. > 0
B. = 0
C. < 0
D. 无法确定
5. 在真空密闭的容器中1mol100℃，的液体水完全蒸发为等温、等压下的水蒸气，此过程的H ?【 】；S ?【 】；A ?【 】
；G ?【 】。 A. > 0 B. = 0 C. < 0 D. 无法确定
6. 封闭系统中，在恒温恒压条件下发生某一化学反应，反应进度1=ξ
mol ，则反应系统的m r S ?=【 】。
A.
T
H m
r ? B.
T
Q m p , C.
T
G H m
r m r ?-? D. 无法确定
7. 在绝热密闭刚性容器中发生某一化学反应，系统终态温度升高，压力增大，则此过程的U ?【 】；H ?【 】；S ?【 】
；amb S ?【 】 A. > 0 B. = 0 C. < 0 D. 无法确定
8. 在一带活塞的绝热气缸中发生某一化学反应，系统终太温度升高，体积增大，则此过程的W 【 】；H ?【 】；S ?【 】；G ?【 】。
A. > 0
B. = 0
C. < 0
D. 无法确定
9. 若已知某化学反应的0,??m p r C ，则该反应的θ
m r S ?随温度升该而【 】。
A. 增大
B. 减小
C. 不变
D. 无法确定
10. 对于理想气体，下列偏微分中，数值小于零的是【 】。
A.p
S H ???
???? B. s p H ???? ???? C. T p G ????
???? D. T
p S ????
???? 11.下列关系式中，适用于理想气体的是【 】。 A.
m V C V V T
,-=?
??
???? B. m V S
C P V T ,-=?
??
???? C.
V nR V T S -=???
???? D. R V T S
-=???
???? 12. 状态方程为
)0(>+=b bp RT pV m 的真实气体和理想气体各1mol ，并军从同一始态111,,V p T 出发，经绝
热可逆膨胀到腥同的2V 时，则两系统的过程U ?(真实气体)（ ）U ?（理想气体）；S ?（真实气体）（ ）S ?（理想气体）。
A. >
B. =
C. <
D. 无法确定
13. 加压的液态氨NH(l)通过节流阀而迅速征伐为气态氨NH(g)，则此过程的U ?【 】；H ?【 】；S ?【 】。
A. > 0
B. = 0
C. < 0
D. 无法确定
二、填空题
1. 已知二组分溶液中溶剂A 的摩尔质量为A M ，溶质B 的质量摩尔浓度为B b ，则B 的摩尔分数
B X =_______.
2. 在温度T 的理想稀溶液中，若已知溶质B 的质量摩尔浓度为B b ，则B 的化学势B b ,μ=___________；若溶质B 的浓度
用物质的量浓度B c 来表示，则B 的化学势B c ,μ=________；溶剂A 的化学势可表示为A μ______.
3. 在常温真实溶液中，溶质B 的化学势可表示为??
? ??+=θθ
γμμb b RT B B B B
b ln ,，其中B 的标准态为温度T 、压力
kPa p p 100==θ下,=θ
b b B
_________,B γ=___________同时又遵循亨利定律的假想态。
4. 恒温恒压下的一切相变化必然朝着化学势_____________的方向自动进行。
5. 298K 时，A 和B 两种气体溶解在某种溶剂中的亨利系数分别为A k 和B k ，且A k >B k 。当气相中两气体的分压B
A P P =时，则在1mol 该溶剂中溶解的A 的物质的量_______
B 的物质的量。
6. 在25℃时，A 和B 两种气体均能溶于水形成稀溶液，且不解离、不缔合。若它们在水中溶解度的亨利系数
B c A c k k ,,2=，
且测得两种气体同时在水中溶解达平衡时两者的平衡分压满足B A P P 2=。则A 和B 在水中的浓度A c 与B c 间的关系为B
A c c =___________.
7. 在一定的温度与压力下，理想稀溶液中挥发性溶质B 的化学势B μ(溶质)与平衡气相中B 的化学势)(g B μ的关系是
___________；)(g B μ的表达式是)(g B μ=_________________.
8. 在温度T 时，某纯液体的蒸气压为11371Pa 。当不挥发性溶质溶于该液体时，溶液的蒸气压为5333Pa 。假设蒸气为理想气体，则该溶液中溶剂的活度A a =_____，活度因子
A f =______。
9. 在300K 时，某组成为72.0=B
x 的溶液上方B 的蒸气压是纯B 的饱和蒸气压的60%，则该溶液中B 的B 的活度为_____，
活度因子为_____________。同温度下从此大量溶液中取出1mol 纯B 的(溶液组成可视为不变)，则过程的G ?的变化为
_____________J ·mol 。
10.在一完全密闭的透明恒温箱中放有两个体积相同的杯子。往A ，B 杯中分别倒入1/3体积的纯水和蔗
糖水溶液，并置于该恒温箱中。假设恒温箱很小，有少量水蒸发时就可达到饱和。那么经足够长时间后，两杯中的现象为：A 杯中___________，B 杯中__________。
三、多项选择题
1. 由水(1)与乙醇(2)组成的二组分溶液，下列各偏导数中不是乙醇化学势的有【 】；不是偏摩尔量的有【 】。
1
,,2n p S n H ???? ????.1,,2n p T n G ???? ???? C.1,,2n V T n A ???? ???? D.1,,2n p T n U ???? ????
2. 在某一温度下，由纯A 与纯B 形成理想液态混合物。已知*
*B A p p <，当气液两相平衡，气相组成B y 总是【 】液
相组成B x 。
A. >
B. <
C. =
D. 无法确定 3. 在kPa p K T
0.102,300==的外压下，质量摩尔浓度11002.0-?=kg mol b 的蔗糖水溶液的渗透压为
121002.0,-?=kg mol b II 的KCl 水溶液的渗透压为2II ，则必然存在2II 【 】1II 的关系。
A. >
B. <
C. =
D. 无法确定
4.在的压力下将蔗糖稀溶液缓慢降温时会析出纯水。相对于纯水而言，加入蔗糖将会出现：蒸气压【 】；沸点【 】；凝固点【 】。
A.升高
B. 降低
C. 不变
D. 无一定变化规律
5.在恒温恒压下，理想液态混合物混合过程的m mix V ?【 】；m mix H ?【 】；m mix S ?【 】；m mix G ?【 】；m mix U ?【 】；m mix A ?【 】。
A. >
B. <
C. =
D. 无法确定
6.在T,P 及组成一定的真实溶液中，溶质的化学势可表示为:B B B a RT ln +=θ
μμ.当采用不同的标准态
(,...,,1θθc c b b x B B B
===)时，上式中的θ
μB 【 】；B a 【 】；B μ【 】。
A.变化
B. 不变
C. 变大
D. 变小
填空题。
1.在T,p 及组成一定的条件下，反应B v B
∑=
0的θm r G ?与反应进度ξ，θK ，m r m r p
S H J
??,,及化学势B μ之
间的定量关系式为θ
m r G ?=________=________=_______=________. 2.温度为T 的某抽空容器中，)(34S HCO NH 发生下列分解反应：
)(34S HCO NH = )()()(223g O H g CO g NH ++
反应达到平衡时，气体的总压力为Kpa 60，则此反应的标准平衡常数θ
k =____________. 3.温度为T 的某抽空容器中，反应)(3)(3g B s B =达平衡时总压力为60kPa ，则此反应的标准平衡常数θk =________.
4.某反应的
θm
r H ?与T 的关系为8314
.0/14.83)/(1-=??-K T mol J H m r θ
，则此反应的
dT K d /ln θ=_______.
5.已知反应)(2)
(2g B g B =的θ
m r G ?与T 的关系为
θ
m
r G ?= RT K
T RT RK 55)ln(10100.83+-? 则次反应的θ
m r H ?与T 之间的函数关系为θm r H ?=_____;θm r S ?与T 之间的函数关系为θ
m r S ?=_______；θK ln 与T 之
间的函数关系为θK ln
=_______。若T=1000K ，p=200kPa ，则题给反应的标准平衡常数θk 和)(2g B 的平衡转化率α
分别θ
k =_______，α=________.
6.在一定的温度范围内，某反应的标准平衡常数的关系为B K T A K +=)//(ln
θ，其中A 和B 的量纲均为一。则此
温度范围内，反应的θ
m r H ?=________，θ
m r S ?=_______,θ
m r G ?=_______,m p r C ,?=_________. 7.已知1000K 时反应： （1）)()(2
1
)(22g CO g O g CO =+
的θ1K =1010659.1?； （2）)(2)()(2g CO g CO s C =+的θ
2K =； 则此温度下反应（3）)()(2
1)(2g CO g O s C =+
的θ3K =________. 8. 时，水蒸气的标准摩尔生成吉布斯函数
12572.228),(-?-=?mol kJ g O H G m f θ.在同样温度下，反应
)()(2)(2222g O g H g O H +=的标准平衡常数θk =_________.
9. 在T =600K ，总压p=
5
103?Pa 下，反应
)
(2)()(g C g B g A =+达平衡时，各气体的物质的量之比
1//==C B B A n n n n ,则此反应的m r G ?=________,θ
m r G ?=________;θk =__________.。
10. 在T= ，V=
3dm 的抽空容器中装有过量的)(4s HS NH ，发生分解反应)()()(234g S H g NH s HS NH +=，
平衡压力为kPa 30.45。
（1）此反应θ
k =___________；
（2）平衡时)(3g NH 的物质的量)(31NH n =_________; ( 3) 若向上述平衡系统中通入)(2g N ，使)(2g N 的分压kPa N p 20)(2=；此时系统的总压
p=_______;)(32NH n =______________. 11. 在T=，p=200kPa 下，反应
)()()(235g Cl g PCl g PCl +=的标准平衡常数θ
k =，
)(5g PCl 的平衡转化率
367.01=α。若向上述平衡系统通入的)(2g N （)(2g N 不参加反应），达到新平衡时，)(5g PCl 的平衡转化率2α=________.。)(3g PCl 的摩尔分数)(3PCl y =________________。
12. 在T=360K 下，反应
)
(2)(2g B g B =在低压下可视为理想气体反应，其
1246
=θK 。若反应在
kPa p 4105.1?=的高压下进行，则应按真实气体处理，已知此时的()
eq
B
vB
eq B
??,0.2=∏为平衡时任一组分B 的逸度因子。则同温度的高压下此反应的标准平衡常数)(高压θ
K =_________，)(2g B 的平衡转化率α=_________。
单项选择题
1.恒温恒压下化学反应达到平衡时，θ
m r G ?=( ),m r G ?=（ ），B
B
v μ
∑=（ ） 。
A. >0
B.=0
C.<0
D.无法确定
2.某化学反应)(3)()(2g D s B g A =+在一定温度条件下达到平衡，则各物质的化学势之间应满足的关系是（ ） A. 0)()(2)(=--s g g B A D μμμ B.0)(2)(3=-g g A D μμ
C.
0)()(2)(3=+-s g g B A D μμμ D. 0)()(2)(3=--s g g B A D μμμ
3.在T=600K 的温度下，理想气体反应25
.0),()()()1(1==+θ
K g D g B g A ；则反应
______)()()()2(2=+=θ
K g B g A g D 的;_______),(2)(2)(2)3(3
==+θK g D g B g A . B. C. D
4. 300K 下，某抽空容器中通入A,B 和C 三种理想气体，使
kPa
p p p C B A 100===。已知反应
)()(2)(g C g B g A =+在300K 时的θk =1。则上述条件下，反应（ ）。 A.向左进行； B.向右进行； C.处于平衡状态； D.无法确定。 5.已知下列反应的标准平衡常数与温度的关系为 （1）
;43.5)//(3134ln ),(2)()(1-==+K T K g C g B g A θ
（2）;02.6)//(1638ln ),()()(2--==+K T K g B g D g C θ
（3）
;)//(ln ),()()(3B K T A K g C g D g A +==+θ
式中，A 和B 的量纲为一，则A=（ ），B=（ ）。 A. A=4772,B= =1496，B= =-4772，B= =-542，B= 。 时
，
反
应
)
()(4)(222g O s Ag s O Ag +=的
θ
m
r G ?=
1
-?mol kJ ，同样温度下
=?),(2s O Ag G m f θ( );),(s Ag G m f θ
?=（ ）
。 。
7.已知300 - 400 K 范围内，某化学反应的标准平衡常数与温度的关系为.365.26)//(7.3444ln -=K T K θ在此温
度内，升高温度θK （ ），θ
m r H ?（ ）。
A.变大，变小；
B.变小，不变；
C.变大，不变；
D.变小变小。 8.在温度T 时，某化学反应的0,0>?
θ
m r m r S H ，则该反应的标准平衡常数θK （ ）1 ，且随温度升高而
（ ）。
A.大于，变小；
B.小于，不变；
C.大于，不变；
D.小于，变大。 9.在T=380K ，总压P=下，反应)(5256g H C H C =
)(3256g H C H C + )(2g H 达到平衡。此时，向反应系统中加入
一定量的惰性组分)(2g O H ，则标准平衡常数θ
K （ ），)(5256g H C H C 的平衡转化率α（ ），
)(3256g H C H C 的摩尔分数y()(3256g H C H C )（ ）。
A.增大；
B.减小；
C.不变；
D.无法确定。
10.温度恒定为400K ，在一个带活塞的气缸中存在下列反应：
)()()(g C g B g A =+
平衡时体积为V ，压力为P,C 气体的物质的量为)(0C n 。
（1）在恒温恒压下，向上述平衡系统中通入惰性气体D （g ），使系统的体积变大，达到新的平衡时C(g)的物质的量)(1C n ，则)(0C n （ ）);(1C n
（2）将通入惰性气体后的平衡系统，恒温压缩到原来的体积V ，达到平衡态时C （g ）的物质的量为)(2C n 。则)(2C n （ ）)();(21C n C n （ ）)(0C n 。
A.>;
B. = ;
C. <;
D.无法确定。
填空题
下，多组分多相平衡系统中有C （石墨），)(g CO ，2CO （g ），及)(2g O 共存，物之间存在下列化学平衡： ）（）（石墨g CO g O C 22)(=+ ）（）
（石墨g CO g O C =+22
1
)( )()(2
1
)(22g CO g O g CO =+
）（）
（石墨g CO g CO C 2)(2=+ 则此平衡系统的组分数C=（ ）；组数P=（ ）；自由度数F=（ ）。
2.在180℃下，将过量的)(34s HCO NH 放入真空密闭容器内，)(34s HCO NH 发生下列分解反应： )()()()
(22334g O H g CO g NH s HCO NH ++=
达平衡后，系统的C=（ ）；P=（ ）；F=（ ）。
3.若在题2中已达平衡的系统中加入)(2g CO ，当系统达到新平衡时，系统的C=（ ）；P=（ ）；F=（ ）。
4.真空密闭容器中放入过量的)(4s I NH 与)(4s Cl NH ，发生以下分解反应： )()()(34g HCl g NH s Cl NH +=
)()()
(34g HI g NH s I NH +=
达平衡后，系统的C=（ ）；P=（ ）；F=（ ）。 5.水蒸气通过灼热的C （石墨）发生下列反应：
）
（）（石墨g H g CO C g O H 22)()(+=+ 此平衡系统组分数C=（ ）；相数P=（ ）；自由度数F=（ ）。这说明生成的)(),(2g H g CO 再气
相中的摩尔分数与（ ）有关。
6.由A （l ），B （l ）形成的二组分液态完全互溶的气-液平衡系统中，在外压一定的条件下，向系统中加入B （l ）后系统的沸点下降，则该组分在平衡气相中的组分
B y （ ）其在液相中的组成B x 。
7.A(l)与B （l ）形成理想液态混合物。温度T 下，纯A （l ）的饱和蒸汽压为
A p ，纯
B （l ）和饱和蒸汽压为*5A B p p =。
在同样的温度下，将A （l ）与B （l ）混合形成气-液平衡系统，测得其总压为*
2A p ，此平衡系统中B 的摩尔分数=
B y （ ）。（填入具体数值）
8.温度T 下，A,B 两组分液态完全互溶，其饱和蒸气压分别为
**B A p p 和，且*A p >*
B p 。在A,B 组成的气-液平衡系统中，
当系统组成B x >时，向系统中加入B （l ）会使系统压力增大；反之，当系统组成B x <时，向系统中加入B （l ）则系统压力降低，则该系统具有（ ）恒沸点。 9.某物质液态蒸汽压与温度的关系为
,38.24/3063lg
1+-=K
T Pa p 固态的蒸汽压与温度的关系为
92.27/3754
lg
+-=K
T Pa P S ，则该物质的三相点对应的温度T=（ ）
，压力P=( ),该物质也太的摩尔蒸发焓m vap H ?=（ ）
。 10.若组分A,B 形成凝聚系统时，生成
)(2s B A ，AB （s ）和)(3s AB 三种化合物。则系统形成最低共熔点最多的相图为
（ ），形成最低共熔点最少的相图为（ ）。（示意画出所要求的相图） 单项选择题
1.将过量的)(3s NaHCO 放入一真空密闭容器中，50℃时发生下列分解反应： )()()()
(222323g O H g CO s CO Na s NaHCO ++=
系统达到平衡后，其组分数C=（ ）；自由度数F=( 0.
,2; ,1; ,0; ,1.
2.向题1中已达到平衡的系统中加入2CO （g ），系统达到新平衡后，组分数C=（ ）；自由度数F=（ ）。 ,2; ,1; ,0; ,1.
3.温度T 下，)()()
(23g CO s CaO s CaCO +=，平衡系统的压力为P ，若向钙平衡系统中加入)(2g CO ，达到新
平衡时系统的压力将（ ）。
A.增大；
B.减小；
C.不变；
D.增大或变小。 4.已知)(4s CuSO 和O H 2能形成三种水合物 ：
)()()(2424s O H CuSO g O H s CuSO ?=+
)(3)(2)(24224s O H CuSO g O H s O H CuSO ?=+? )(5)(2)(324224s O H CuSO g O H s O H CuSO ?=+? 在下，与)(2g O H 平衡共存的盐最多有（ ）种。 ; ; ; . 5.冰的熔点随压力的增大而（ ）。
A .升高 B.降低 C.不变 D.不确定
6.A,B 两种液体组成也太完全互溶的气—液平衡系统，已知A 的沸点低于B 的沸点。在一定的温度下，向平衡系统中加入B （l ），测得系统的压力增大，说明此系统（ ）。
A. 一定具有最大的偏差；
B.移动具有最大的负偏差；
C.可能具有最大正偏差也可能具有最大负偏差;
D.无法判断。 7.在318K 下，丙酮（A ）和氯仿（B ）组成液态混合物的气-液平衡状态，测得
B X =时气相中的丙酮的平衡分压
kPa P A 77.26=，已知同温度下丙酮的饱和蒸汽压kPa P A
063.43*
=，则次液态混合物为（ ）。 A. 理想液态混合物 B.对丙酮产生正偏差 C.对丙酮产生负偏差 D.无法判断系统的特征
8.温度T 下，A （l ）与B （l ）形成理想液态混合物的气-液平衡系统，已知在该温度下，A(l)与B(l)的饱和蒸汽压之比
5/1/*
*=B A P P 。若该气-液平衡系统的气相组成B y =，则平衡液相的组成B x =（ ）。
9. 两种液体可形成理想液态混合物，已知A 的沸点低于B 的沸点。现在体积分别为21V V 和的真空密闭容器中，分别放有组成为2,1,B B x x 和的液态混合物，且2,1,B B x x <,设某温度下两
容器均处于气-液平衡且压力相等，则容器1中气相组成1，B y （ ）容器2中的气相组成2,B y ，容器1中气相量与液
相量之比1,1
,l g n n <（ ）容器2中的气相量与液相量之比2,12,/n n g 。
A.大于
B.小于
C.等于
D.可能大于也可能小于
10.祖坟A(s)与B （s ）组成的凝聚系统，可以形成四种化合物；B A 2（稳定），AB （稳定），2AB （不稳定），3AB （稳定）。则该相图中有（ ）个最低共熔点和（ ）条三相线。 ，3 ，4 ，4 ，5 填空题
1.用两个铂电极溶解KOH 水溶液，当析出1MOL 氢气和氧气时，通过的电荷量是（ ）1
-mol C ?。
2.无限稀释的HCl ，KCl 和NaCl 三种溶液，在相同温度，相同浓度，相同电场强度下，溶液中的-
Cl 的迁移速率（ ），迁移数为（ ）。
℃时，在一电导池中盛以电导率1-141.0m S ?=κ的KCl 溶液，测得其电阻为525Ω，换成弄股为3
002.0-?dm mol 的
O H NH 23?溶液，测得电阻为2035Ω，则O H NH 23?摩尔电导率m Λ（O H NH 23?）=（
）
1-2mol m S ??。
℃下纯水的电导率1-6
-2105.5m S O H ??=）
（κ，同样温度下HCl ，NaOH 和NaCl 的极限摩尔电导率分别为
1-24-1096.425mol m S HCl m ???=Λ∞）
（，
1-24-1-24-1039.126l 1008.248mol m S NaC mol m S NaOH m m ???=Λ???=Λ∞∞）
（，）（。则纯水的解离度α
=（ ）。
℃时，b （NaOH ）=1
-kg ?的水溶液±γ=，则NaOH 的整体活度a （NaOH ）=（ ）；阴阳离子的平均活度±a =（ ）。 6.某3LaCl 溶液的离子平均质量摩尔浓度1x 228.0-?=kg mol b ，此溶液的离子强度I=（ ）。
7.已知25时
4
2SO Ag 饱和水溶液的电导率
1
-427598.0m S SO Ag ?=）（κ，配置溶液所用水的电导率
1
-4-2106.1m S O H ??=）（κ。离子极限摩尔电导率
）（）和（2
4*2
1-∞+ΛΛSO Ag m
m 分别为
124109.61--???mol m S 和124-100.80-???mol m S 。此温度下42SO Ag 的活度积SP K =（ ）。
8.原电池 Ag （s ）∣AgCl(s)∣HCl(a)∣2Cl (g,p)∣pt 的电池反应应可写成以下两种方式：
)1(),1()1)(()(2
1
)(2E G s AgCl g Cl s Ag m r ?=+
)2(),2()2)((2)
()(22E G s AgCl g Cl s Ag m r ?=+
则)1(m r G ?（ ）)2(m r G ?，E(1)( )E(2). 9.通过测定原电池电动势的方法来获取)(s AgCl 的标准摩尔生成吉布斯函数θ
m
f G ?，需设计原电池来实现。设计的原电池为（ ）。 10.在一定的温度下，为使电池
Pt ∣2H (g,p1)∣+
H (a)∣2H (g,p2)∣Pt
的电动势E 为正值，则必须使氢电极中)(2g H 的分压p1（ ）p2。
11.原电池和电解池极化的结果，都将使阳极的电极电势（ ），阴极的电极电势（ ）。从而随着电流密度增加，电解池消耗的能量（ ），原电池对外所做电功（ ）。 单项选择题。
1.用同一电导池分别测定浓度为3
1.0-?dm
mol 和3
0.1-?dm
mol 的不同电解质（单类型相同）溶液的电导，测得电
阻分别为1000Ω和250Ω，则两种电解质溶液的摩尔电导率之比为（ ）。 比1 比25 比1 比40 2.柯尔劳师公式c A m m
-Λ=Λθ适用于（ ）
A.弱电解质
B.强电解质
C.无限稀溶液
D.强电解质稀溶液 3.在25℃无限稀释的水溶液中，摩尔电导率最大的正离子是（ ） A. +
Na B.
+221Cu C. +331
La D. +H
4.水溶液中，平均离子活度因子与离子活度因子的关系为（ ）。 A.3
12
)
(-+±
=γγγ B.2
1)
(-γγγ+±= C.2
1
2
)
(-+±=γγγ D.3
1
-)
(γγγ+±=
5.相同质量摩尔浓度的下列电解质溶液，离子平均活度因子最小的是（ ） A.4ZnSO B.2CaCl
6.温度T 时，3
421)(5.0SO Al kg mol b 的-?=的离子平均活度因子
75
.0=±γ则
3
4)(SO Al 的活度a
（
34)(SO Al ）=（ ）。
7. 电池 Pt ∣++
Cu Cu
，2┆┆Cu Cu +2和电池 Pt ∣++Cu Cu ，2┆┆Cu Cu +的电池反应均可以
写成Cu Cu Cu
+=++
22，则一定温度下，两电池的θm r G ?（ ），θ
E （ ）。
A.不同；
B.相同；
C.可能相同也可能不同；
D.无法确定。
8.恒温，恒压下， 某原电池可逆放电时的反应热为m r Q ,。同样温度，压力下反应在巨大刚性容器中进行时，系统与环境交换的热为m Q ，则m r Q ,（ ）m Q 。 A.> B.< C.= D. >或<
9.电解金属盐的水溶液时，阴极上，（ ）的反应优先进行。 A.标准电极电势最高； B.标准电极电势最低 C.极化电极电势最高； D.极化电极电势最低。 填空题。
1.液体表面层中的分子总受到一个指向（ ）的力。，而表面张力则是（ ）方向上的力。
2.将洁净的毛细管垂直插入水中时，水柱将在毛细管中（ ），管中水的饱和蒸汽压比相同温度下水的饱和蒸汽压值更（ ）。
3.水滴呈球状是因为（ ）。
4.分散在大气中的小液滴和小气泡，或者毛细血管中的凸液面和凹液面，所产生的附加压力的方向均指向于( ）。
5..如图10-1所示，设管中液体对毛细血管完全润湿，当加热管中水柱的右端时，则水柱将向（ ）移动
6.常见的四种亚稳态是（ ），其产生的原因皆与（ ）有关，可以通过（ ）的方法来避免产生不利的亚稳态。
7.固体对气体的吸附分为物理吸附和化学吸附，这两种吸附最本质上的差别为（ ）。 8.朗缪尔吸附等温式为θθ
，bp
bp
+=
1的物理意义是（ ），影响b 的因素有（ ）。
9.在一定的T ，p 下，向纯水中加入少量表面活性剂，表面活性剂在溶液表面层中的浓度将（ ）其在溶液本体的浓度，此时溶液的表面张力（ ）纯水的表面张力。
10.在20℃下，水-汞，乙醚-汞，乙醚-水三种界面的界面张力分别为3751
-m mN ?,3791
-m mN ?和1
-m mN ?，则水滴在乙醚-汞界面上的铺展系数S=（ ）1
-m N ?。 单项选择题。
1.弯曲液面上的附加压力（ ）。
A.一定小于零；
B.一定大于零；
C.一定小于零；
D.不确定。
2.在一定的T,p 下，将一个大水滴分散为很多个小水滴，基本不变的性质为（ ）。 A.表面吉布斯函数； B.饱和蒸汽压； C.弯曲液面下的附加压力； D.表面张力。
3.一个能被水湿润的玻璃毛细管垂直插入25℃和75℃的水中，则不同温度的水中，毛细管内液面上升的高度（ ）。 A.相同； ℃水中较高； ℃水中较高； D.无法确定。
4.一定温度下，分散在气体中的小液滴，半径越小则饱和蒸汽压（ ）。 A.越大； B.越小； C.越接近于100kPa ； D.不变化。
5.一定温度下，液体形成不同的分散体系时将具有不同的饱和蒸汽压。分别以P 平，P 凹，P 凸表示形成平液面，凹液面和凸液面时对应的饱和蒸汽压，则（ ）。 A.P 平>P 凹>P 凸； 凹>P 平>P 凸； 凸>P 平>P 凹； 凸>P 凹>P 平。
6.朗缪尔提出的吸附理论及推导的吸附等温式（ ）。
A.只能用于物理吸附；
B.只能用于化学吸附；
C.适用于单分子层吸附；
D.适用于任何物理和化学吸附。 7.在一定T,p 下，气体在固体表面发生吸附，过程的熵变S ?（ ）0，焓变H ?（ ）0. A.> B.= C.< D.无法判断。
8.亲水性固体表面与水接触时，不同界面张力的关系为（ ）。 A.s sl
γγ
<， B.sl s γγ< C.sl s γγ= D.l s γγ<
9.固体表面不能被液体湿润时，其相应的接触角是（ ）。 A.o 0=θ
B.o 90>θ
C.o 90<θ
D.可为任意角。
10.某物质B 在溶液表面吸附达到平衡，则B 在表面的化学势与其溶液内部的化学势相比，有（ ）。 A.)(内（表）B B μμ>
B.（内）（表）B B μμ< （内）（表）B B μμ=.难以确定。
11.向液体中加入表面活性剂物质后（ ）。 A.d γ/dc
C.，正吸附0/>dc d γ
C.，负吸附0/ 12.下列物质在水中产生正吸附的是（ ）。 A.氢氧化钠 。 B.蔗糖 C. 食盐 D.油酸钠（十八烯酸钠）。 第二章 热力学第一定律 (一) 填空题 1. 在一绝热容器中盛有水，将一电阻丝浸入其中，接上电源一段时间（见下左图）当选择 不同系统时,讨论Q 和W 的值大于零、小于零还是等于零。 系统 电源 电阻丝 水 电源+电阻丝 水+ 电阻丝 水+电阻丝+电源 Q W U 参考答案 2. 298K 时，反应CH 3CHO(g) = CH 4(g) + CO(g)的反应热 r H m 0 = mol -1，若反应恒压的热容r C p,m = Jmol -1K -1，则在温度为 时，反应热将为零。（设：r C p,m 与温度无关）。 3. 对理想气体的纯PVT 变化，公式dU=nC V,m dT 适用于 过程；而真实气体 的纯PVT 变化，公式dU=nC V,m dT 适用于 过程。 4. 物理量Q 、W 、U 、H 、V 、T 、p 属于状态函数的有 ；属于途 径函数的有 。状态函数中属于强度性质 的 ；属于容量性质的有 。 5. 已知反应 C(S)+O 2CO 2 r H m 0＜0 若该反应在恒容、绝热条件下进行，则ΔU 于 零、ΔT 于零、ΔH 于零；若该反应在恒容、恒温条件下进行,则ΔU 于零、 ΔT 于零、ΔH 于零。（O 2、CO 2可按理想气体处理） 6. 理想气体绝热向真空膨胀过程，下列变量ΔT 、ΔV 、ΔP 、W 、Q 、ΔU 、ΔH 中等于零的 有： 。 7. 1mol 理想气体从相同的始态(p 1、T 1、V 1)，分别经过绝热可逆膨胀至终态(p 2、T 2、V 2)和经绝 热不可逆膨胀至终态('2'22V T p 、、)则’‘，2222 V V T T (填大于、小于或等 于)。 8. 某化学在恒压、绝热只做膨胀功的条件下进行，系统温度由T 1升高至T 2，则此过程ΔH 零，如果这一反应在恒温（T 1）恒压和只做膨胀功的条件下进行，则其ΔH 于零。 9．范德华气体在压力不太大时，有b RT a V T V T m p m -=-??2)(且定压摩尔热容为C P,m 、则此气体的焦——汤系数μJ-T = ，此气体节流膨胀后ΔH 0。 10． 1mol 单原子理想气体（C V,m =）经一不可逆变化，ΔH =，则温度变化为ΔT = ，内能变化为ΔU = 。 11. 已知298K 时H 20(l)、H 20(g)和C02(g)的标准摩尔生成焓分别为、 –和mol -1，那么C(石墨)、H 2 (g)、02(g)、H 20(l)、H 20(g)和C02(g)的标准摩尔燃烧焓分别 为 。 系统 电源 电阻丝 水 电源+电阻丝 水+ 电阻丝 水+电阻丝+电源 Q = < > < = = W < > = = > = U < > > < > = 热力学第一定律练习题及答案参考 一、判断题（说法对否）： 1．道尔顿分压定律，对理想气体和实际混合气体来说关系式PB=Nb(RT/V)都成立。 2．在两个封闭的容器中，装有同一种理想气体，压力、体积相同，那么温度也相同。 3．物质的温度越高，则热量越多；天气预报：今天很热。其热的概念与热力学相同。 4．恒压过程也就是恒外压过程，恒外压过程也就是恒过程。 5．实际气体在恒温膨胀时所做的功等于所吸收的热。 6．凡是温度升高的过程体系一定吸热；而恒温过程体系不吸热也不放热。 7．当系统的状态一定时，所有的状态函数都有一定的数值。当系统的状态发生变化时， 所有的状态函数的数值也随之发生变化。 8．体积是广度性质的状态函数；在有过剩NaCl(s) 存在的饱和水溶液中，当温度、压力 一定时；系统的体积与系统中水和NaCl 的总量成正比。 9．在101.325kPa 、100℃下有lmol 的水和水蒸气共存的系统，该系统的状态完全确定。 10．一定量的理想气体，当热力学能与温度确定之后，则所有的状态函数也完全确定。 11．系统温度升高则一定从环境吸热，系统温度不变就不与环境换热。 12．从同一始态经不同的过程到达同一终态，则Q 和W 的值一般不同，Q + W 的值一般也不相同。 13．因Q P = ΔH ，Q V = ΔU ，所以Q P 与Q V 都是状态函数。 14．封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。 15．对于一定量的理想气体，当温度一定时热力学能与焓的值一定，其差值也一定。 16．在101.325kPa 下，1mol l00℃的水恒温蒸发为100℃的水蒸气。若水蒸气可视为理想 气体，那么由于过程等温，所以该过程ΔU = 0。 17．1mol ，80.1℃、101.325kPa 的液态苯向真空蒸发为80.1℃、101.325kPa 的气态苯。已 知该过程的焓变为30.87kJ ，所以此过程的Q = 30.87kJ 。 18．1mol 水在l01.325kPa 下由25℃升温至120℃，其ΔH = ∑C P ,m d T 。 19．因焓是温度、压力的函数，即H = f (T ,p )，所以在恒温、恒压下发生相变时，由于 d T = 0，d p = 0，故可得ΔH = 0。 20．因Q p = ΔH ，Q V = ΔU ，所以Q p - Q V = ΔH - ΔU = Δ(p V) = -W 。 21．卡诺循环是可逆循环，当系统经一个卡诺循环后，不仅系统复原了，环境也会复原。 22．一个系统经历了一个无限小的过程，则此过程是可逆过程。 23．若一个过程中每一步都无限接近平衡态，则此过程一定是可逆过程。 24．若一个过程是可逆过程，则该过程中的每一步都是可逆的。 25．1mol 理想气体经绝热不可逆过程由p 1、V 1变到p 2、V 2， 则系统所做的功为 V p C C V p V p W =--=γγ，1112 2 。 26．气体经绝热自由膨胀后，因Q = 0，W = 0，所以ΔU = 0，气体温度不变。 27．(?U /?V )T = 0 的气体一定是理想气体。 28．因理想气体的热力学能与体积压力无关，所以(?U /?p )V = 0，(?U /?V )p = 0。 热力学第一定律及其思考 摘要：在19世纪早期，不少人沉迷于一种神秘机械——第一类永动机的制造，因为这种设想中的机械可以使系统不断的经历状态变化后又回到原来状态，而不消耗系统的内能，同时又不需要外界提供任何能量，但却可以不断地对外界做功。在热力学第一定律提出之前，人们经过无数次尝试后，所有的种种企图最后都以失败而告终。直至热力学第一定律发现后，第一类永动机的神话才不攻自破。本文就这一伟大的应用于生产生活多方面的定律的建立过程、具体表述、及生活中的应用——热机，进行简单展开。 关键字：内能；热力学；效率；热机 1.热力学第一定律的产生 1.1历史渊源与科学背景 火的发明和利用是人类支配自然力的伟大开端,是人类文明进步的里程碑。18世纪中期,苏格兰科学家布莱克等人提出了热质说。这种理论认为,热是由一种特殊的没有重量的流体物质,即热质（热素）所组成,并用以较圆满地解释了诸如由热传导从而导致热平衡、相变潜热和量热学等热现象,因而这种学说为当时一些著名科学家所接受,成为十八世纪热力学占统治地位的理论。 十九世纪以来热之唯动说渐渐地为更多的人们所注意。特别是英国化学家和物理学家克鲁克斯（M.Crookes，1832—1919）,所做的风车叶轮旋转实验,证明了热的本质就是分子无规则运动的结论。热动说较好地解释了热质说无法解释的现象,如摩擦生热等。使人们对热的本质的认识大大地进了一步。戴维以冰块摩擦生热融化为例而写成的名为《论热、光及光的复合》的论文,为热功提供了有相当说服力的实例,激励着更多的人去探讨这一问题。 1.2热力学第一定律的建立过程 19世纪初，由于蒸汽机的进一步发展，迫切需要研究热和功的关系，对蒸汽机“出力”作出理论上的分析。所以热与机械功的相互转化得到了广泛的研究。1836年，俄国的赫斯：“不论用什么方式完成化合，由此发出的热总是恒定的”。1830年，法国萨迪·卡诺：“准确地说，它既不会创生也不会消灭，实际上，它只改变了它的形式”。这时能量转化与守恒思想的已经开始萌发，但卡诺的这一思想，在1878年才公开发表，此时热力学第一定律已建立了。 德国医生、物理学家迈尔在1841-1843年间提出了热与机械运动之间相互转化的观点，这是热力学第一定律的第一次提出。迈尔在一次驶往印度尼西亚的航行中，给生病的船员做手术时，发现血的颜色比温带地区的新鲜红亮，这引起了迈尔的沉思。他认为，食物中含有的化学能，可转化为热能，在热带情况下，机体中燃烧过程减慢，因而留下了较多的氧。迈尔的结论是：“因此力（能量）是不灭的，而是可转化的，不可称量的客体”。并在1841年、1842年撰文发表了他的观点，在1845年的论文中，更明确写道：“无不能生有，有不能变无。”“在死的或活的自然界中，这个力（能）永远处于循环和转化之中。” 焦耳设计了实验测定了电热当量和热功当量，用实验确定了热力学第一定律，补充了迈尔的论证。1845年，焦耳为测定机械功和热之间的转换关系，设计了“热功当量实验仪”，并反复改进，反复实验。1849年发表《论热功当量》，1878年发表《热功当量的新测定》，最后得到的数值为423.85公斤·米/千卡，焦耳测热功当量用了三十多年，实验了400多次， 第一章 热力学第一定律练习题 一、判断题（说法对否）： 1．道尔顿分压定律，对理想气体和实际混合气体来说关系式PB=Nb(RT/V)都成立。 2．在两个封闭的容器中，装有同一种理想气体，压力、体积相同，那么温度也相同。 3．物质的温度越高，则热量越多；天气预报：今天很热。其热的概念与热力学相同。 4．恒压过程也就是恒外压过程，恒外压过程也就是恒过程。 5．实际气体在恒温膨胀时所做的功等于所吸收的热。 6．凡是温度升高的过程体系一定吸热；而恒温过程体系不吸热也不放热。 7．当系统的状态一定时，所有的状态函数都有一定的数值。当系统的状态发生变化时， 所有的状态函数的数值也随之发生变化。 8．体积是广度性质的状态函数；在有过剩NaCl(s) 存在的饱和水溶液中，当温度、压力 一定时；系统的体积与系统中水和NaCl 的总量成正比。 9．在101.325kPa 、100℃下有lmol 的水和水蒸气共存的系统，该系统的状态完全确定。 10．一定量的理想气体，当热力学能与温度确定之后，则所有的状态函数也完全确定。 11．系统温度升高则一定从环境吸热，系统温度不变就不与环境换热。 12．从同一始态经不同的过程到达同一终态，则Q 和W 的值一般不同，Q + W 的值一般也 不相同。 13．因Q P = ΔH ，Q V = ΔU ，所以Q P 与Q V 都是状态函数。 14．封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。 15．对于一定量的理想气体，当温度一定时热力学能与焓的值一定，其差值也一定。 16．在101.325kPa 下，1mol l00℃的水恒温蒸发为100℃的水蒸气。若水蒸气可视为理想 气体，那么由于过程等温，所以该过程ΔU = 0。 17．1mol ，80.1℃、101.325kPa 的液态苯向真空蒸发为80.1℃、101.325kPa 的气态苯。已 知该过程的焓变为30.87kJ ，所以此过程的Q = 30.87kJ 。 18．1mol 水在l01.325kPa 下由25℃升温至120℃，其ΔH = ∑C P ,m d T 。 19．因焓是温度、压力的函数，即H = f (T ,p )，所以在恒温、恒压下发生相变时，由于 d T = 0，d p = 0，故可得ΔH = 0。 20．因Q p = ΔH ，Q V = ΔU ，所以Q p - Q V = ΔH - ΔU = Δ(p V) = -W 。 21．卡诺循环是可逆循环，当系统经一个卡诺循环后，不仅系统复原了，环境也会复原。 22．一个系统经历了一个无限小的过程，则此过程是可逆过程。 23．若一个过程中每一步都无限接近平衡态，则此过程一定是可逆过程。 24．若一个过程是可逆过程，则该过程中的每一步都是可逆的。 25．1mol 理想气体经绝热不可逆过程由p 1、V 1变到p 2、V 2， 则系统所做的功为 V p C C V p V p W =--=γγ，11122。 26．气体经绝热自由膨胀后，因Q = 0，W = 0，所以ΔU = 0，气体温度不变。 27．(?U /?V )T = 0 的气体一定是理想气体。 28．因理想气体的热力学能与体积压力无关，所以(?U /?p )V = 0，(?U /?V )p = 0。 29．若规定温度T 时，处于标准态的稳定态单质的标准摩尔生成焓为零，那么该温度下 热力学第一定律 功：δW ＝δW e ＋δW f （1）膨胀功 δW e ＝p 外dV 膨胀功为正，压缩功为负。 （2）非膨胀功δW f ＝xdy 非膨胀功为广义力乘以广义位移。如δW （机械功）＝fdL ，δW （电功）＝EdQ ，δW （表面功）＝rdA 。 热 Q ：体系吸热为正，放热为负。 热力学第一定律： △U ＝Q —W 焓 H ＝U ＋pV 理想气体的内能和焓只是温度的单值函数。 热容 C ＝δQ/dT （1）等压热容：C p ＝δQ p /dT ＝ （?H/?T ）p （2）等容热容：C v ＝δQ v /dT ＝ （?U/?T ）v 常温下单原子分子：C v ，m ＝C v ，m t ＝3R/2 常温下双原子分子：C v ，m ＝C v ，m t ＋C v ，m r ＝5R/2 等压热容与等容热容之差： （1）任意体系 C p —C v ＝[p ＋（?U/?V ）T ]（?V/?T ）p （2）理想气体 C p —C v ＝nR 理想气体绝热可逆过程方程： pV γ＝常数 TV γ-1＝常数 p 1-γT γ＝常数 γ＝C p / C v 理想气体绝热功：W ＝C v （T 1—T 2）＝1 1 －γ（p 1V 1—p 2V 2） 理想气体多方可逆过程：W ＝1 nR －δ（T 1—T 2） 热机效率：η＝ 2 1 2T T T － 冷冻系数：β＝－Q 1/W 可逆制冷机冷冻系数：β＝ 1 21 T T T － 焦汤系数： μ J －T ＝H p T ???? ????＝－()p T C p H ?? 实际气体的ΔH 和ΔU ： ΔU ＝dT T U V ??? ????＋dV V U T ??? ???? ΔH ＝dT T H P ??? ????＋dp p H T ? ??? ???? 化学反应的等压热效应与等容热效应的关系：Q p ＝Q V ＋ΔnRT 当反应进度 ξ＝1mol 时， Δr H m ＝Δr U m ＋∑B B γRT 化学反应热效应与温度的关系：()()()dT B C T H T H 2 1 T T m p B 1m r 2m r ? ∑??，＋＝γ 热力学第二定律 热力学第二定律 一、 自发反应-不可逆性（自发反应乃是热力学的不可逆过程） 一个自发反应发生之后，不可能使系统和环境都恢复到原来的状态而不留下任何影响，也就是说自发反应是有方向性的，是不可逆的。 二、 热力学第二定律 1. 热力学的两种说法： Clausius:不可能把热从低温物体传到高温物体，而不引起其它变化 Kelvin ：不可能从单一热源取出热使之完全变为功，而不发生其他的变化 2. 文字表述： 第二类永动机是不可能造成的（单一热源吸热，并将所吸收的热完全转化为功） 功 热 【功完全转化为热，热不完全转化为功】 （无条件，无痕迹，不引起环境的改变） 可逆性：系统和环境同时复原 3. 自发过程：（无需依靠消耗环境的作用就能自动进行的过程） 特征：（1）自发过程单方面趋于平衡；（2）均不可逆性；（3）对环境做功，可从自发过程获得可用功 三、 卡诺定理（在相同高温热源和低温热源之间工作的热机） ηη≤ηη （不可逆热机的效率小于可逆热机） 所有工作于同温热源与同温冷源之间的可逆机，其热机效率都相同，且与工作物质无关 四、 熵的概念 1. 在卡诺循环中，得到热效应与温度的商值加和等于零：ηηηη+η ηηη=η 任意可逆过程的热温商的值决定于始终状态，而与可逆途径无关 热温商具有状态函数的性质 ：周而复始 数值还原 从物理学概念，对任意一个循环过程，若一个物理量的改变值的总和为0，则该物理量为状态函数 2. 热温商：热量与温度的商 3. 熵：热力学状态函数 熵的变化值可用可逆过程的热温商值来衡量 ηη ：起始的商 ηη ：终态的熵 ηη=(ηηη)η （数值上相等） 4. 熵的性质： （1）熵是状态函数，是体系自身的性质 是系统的状态函数，是容量性质 （2）熵是一个广度性质的函数，总的熵的变化量等于各部分熵的变化量之和 （3）只有可逆过程的热温商之和等于熵变 （4）可逆过程热温商不是熵，只是过程中熵函数变化值的度量 （5）可用克劳修斯不等式来判别过程的可逆性 （6）在绝热过程中，若过程是可逆的，则系统的熵不变 （7）在任何一个隔离系统中，若进行了不可逆过程，系统的熵就要增大，所以在隔离系统中，一切能自动进行的过程都引起熵的增大。若系统已处于平衡状态，则其中的任何过程一定是可逆的。 五、克劳修斯不等式与熵增加原理 不可逆过程中，熵的变化量大于热温商 ηηη→η?(∑ηηηηηηη)η>0 1. 某一过程发生后，体系的热温商小于过程的熵变，过程有可能进行不可逆过程 2. 某一过程发生后，热温商等于熵变，则该过程是可逆过程 第一章热力学第一定律 一、单选题 1) 如图，在绝热盛水容器中，浸入电阻丝，通电一段时间，通电后水及电阻丝的温度均略有升高，今以电阻丝为体系有：( ) A.W =0，Q <0，?U <0 B.W <0，Q<0，?U >0 C.W<0，Q<0，?U >0 D.W<0，Q=0，?U>0 2) 如图，用隔板将刚性绝热壁容器分成两半，两边充入压力不等的空气(视为理想气体)，已 知p 右> p 左， 将隔板抽去后: ( ) A.Q＝0, W＝0, ?U＝0 B.Q＝0, W <0, ?U >0 C.Q >0, W <0, ?U >0 D.?U＝0, Q＝W≠0 3）对于理想气体，下列关系中哪个是不正确的：( ) A. (?U/?T)V＝0 B. (?U/?V)T＝0 C. (?H/?p)T＝0 D. (?U/?p)T＝0 4）凡是在孤立孤体系中进行的变化，其?U和?H的值一定是：( ) A.?U >0, ?H >0 B.?U＝0, ?H＝0 C.?U <0, ?H <0 D.?U＝0，?H大于、小于或等于零不能确定。 5）在实际气体的节流膨胀过程中，哪一组描述是正确的: ( ) 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 6）如图，叙述不正确的是：( ) A.曲线上任一点均表示对应浓度时积分溶解热大小 B.?H1表示无限稀释积分溶解热 C.?H2表示两浓度n1和n2之间的积分稀释热 D.曲线上任一点的斜率均表示对应浓度时HCl的微分溶解热 7）?H＝Q p此式适用于哪一个过程: ( ) A.理想气体从101325Pa反抗恒定的10132.5Pa膨胀到10132.5sPa B.在0℃、101325Pa下，冰融化成水 C.电解CuSO4的水溶液 D.气体从(298K，101325Pa)可逆变化到(373K，10132.5Pa ) 8) 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。( ) A.V1 < V2 B.V1 = V2 C.V1> V2 D.无法确定 9) 某化学反应在恒压、绝热和只作体积功的条件下进行，体系温度由T1升高到T2，则此过程的焓变?H:( ) 第2章 《热力学第一定律》练习题 一、思考题 1. 理想气体的绝热可逆和绝热不可逆过程的功，都可用公式V W C T =?计算，那两种过程所做的功是否一样 2. 在相同的温度和压力下，一定量氢气和氧气从四种不同的途径生成水：(1)氢气在氧气中燃烧，(2)爆鸣反应， (3)氢氧热爆炸，(4)氢氧燃料电池。在所有反应过程中，保持反应方程式的始态和终态都相同，请问这四种变化途径的热力学能和焓的变化值是否相同 3. 在298 K ， kPa 压力下，一杯水蒸发为同温、同压的气是一个不可逆过程，试将它设计成可逆过程。 二、填空题 1. 封闭系统由某一始态出发，经历一循环过程，此过程的_____U ?=；_____H ?=；Q 与W 的关系是______________________，但Q 与W 的数值________________________，因为_________________________。 2. 状态函数在数学上的主要特征是________________________________。 3. 系统的宏观性质可分为___________________________________，凡与系统物质的量成正比的物理量均称为___________________________。 4. 在300K 的常压下，2mol 的某固体物质完全升华过程的体积功_________e W =。 5. 某化学反应：A(l) + (g) → C(g)在500K 恒容条件下进行，反应进度为1mol 时放热10kJ ，若反应在同样温度恒容条件下进行，反应进度为1mol 时放热_____________________。 6. 已知水在100℃的摩尔蒸发焓40.668ap m H ν?=kJ·mol -1，1mol 水蒸气在100℃、条件下凝结为液体水，此过程的_______Q =；_____W =；_____U ?=；_____H ?=。 7. 一定量单原子理想气体经历某过程的()20pV ?=kJ ，则此过程的_____U ?=；_____H ?=。 8. 一定量理想气体，恒压下体积工随温度的变化率____________e p W T δ?? = ????。 9. 封闭系统过程的H U ?=?的条件：(1) 对于理想气体单纯pVT 变化过程，其条件是_____________________； (2)对于有理想气体参加的化学反应，其条件是______________________________________。 10. 压力恒定为100kPa 下的一定量单原子理想气体，其_____________p H V ???= ????kPa 。 11. 体积恒定为2dm 3的一定量双原子理想气体，其_______________V U p ???= ????m 3 。 第一章热力学第一定律练习题 一、判断题（说法对否）： 1.当系统的状态一定时，所有的状态函数都有一定的数值。当系统的状态发生 变化时，所有的状态函数的数值也随之发生变化。 2.在101.325kPa、100℃下有lmol的水和水蒸气共存的系统，该系统的状态 完全确定。 3.一定量的理想气体，当热力学能与温度确定之后，则所有的状态函数也完 全确定。 4.系统温度升高则一定从环境吸热，系统温度不变就不与环境换热。 5.从同一始态经不同的过程到达同一终态，则Q和W的值一般不同，Q + W 的值一般也不相同。 6.因Q P = ΔH，Q V = ΔU，所以Q P与Q V都是状态函数。 7．体积是广度性质的状态函数；在有过剩NaCl(s) 存在的饱和水溶液中，当温度、压力一定时；系统的体积与系统中水和NaCl的总量成正比。8．封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。 9．在101.325kPa下，1mol l00℃的水恒温蒸发为100℃的水蒸气。若水蒸气可视为理想气体，那么由于过程等温，所以该过程ΔU = 0。 10.一个系统经历了一个无限小的过程，则此过程是可逆过程。 11．1mol水在l01.325kPa下由25℃升温至120℃，其ΔH= ∑C P,m d T。12．因焓是温度、压力的函数，即H = f(T,p)，所以在恒温、恒压下发生相变时，由于d T = 0，d p = 0，故可得ΔH = 0。 13．因Q p = ΔH，Q V = ΔU，所以Q p - Q V = ΔH - ΔU = Δ(p V) = -W。14．卡诺循环是可逆循环，当系统经一个卡诺循环后，不仅系统复原了，环境也会复原。 15．若一个过程中每一步都无限接近平衡态，则此过程一定是可逆过程。16．(?U/?V)T = 0 的气体一定是理想气体。 17．一定量的理想气体由0℃、200kPa的始态反抗恒定外压(p环= 100kPa) 绝热膨胀达平衡，则末态温度不变。 18．当系统向环境传热(Q < 0)时，系统的热力学能一定减少。 热力学第一定律主要公式 1.?U 与?H 的计算 对封闭系统的任何过程 ?U=Q+W 2111()H U p V pV ?=?-- (1) 简单状态变化过程 1) 理想气体 等温过程 0T U ?= 0T H ?= 任意变温过程 ,21()V m U nC T T ?=- ,21()p m H nC T T ?=- 等容变温过程 H U V p ?=?+? (V U Q ?=) 等压变温过程 p U Q p V ?=-? ()p H Q ?= 绝热过程 ,21()V m U W nC T T ?==- ,21()p m H nC T T ?=- 2)实际气体van derWaals 气体等温过程 2 1 211U n a V V ?? ? ??? ?=- 2 22111 211()H U pV n a p V pV V V ?? ? ??? ?=?+?=-+- (2) 相变过程 等温等压相变过程 p tra H Q ?= (p Q 为相变潜热) p tra tra U Q p V ?=-? (3)无其她功的化学变化过程 绝热等容反应 0r U ?= 绝热等压反应 0r H ?= 等温等压反应 r p H Q ?= r r U H p V ?=?-? 等温等压凝聚相反应 r r U H ?≈? 等温等压理想气体相反应 ()r r U H n RT ?=?-? 或 r r B B H U RT ν?=?-∑ 由生成焓计算反应热效应 f ()(,)r m m B B H T H T B θθν?=?∑ 由燃烧焓计算反应热效应 c ()(,)r m m B B H T H T B θν?=-?∑ 由键焓估算反应热效应 ,,()(,(i m i i m i i i H T n H T n H ?=??∑∑反应物）-生成物） 式中:i n 为i 种键的个数;n i 为i 种键的键焓。 不同温度下反应热效应计算 2 1 21()()d T r m r m r p T H T H T C T ?=?+?? 2、体积功W 的计算 任意变化过程 W= d e p V -∑ 任意可逆过程 2 1 W= d V V p V -? 自由膨胀与恒容过程 W=0 恒外压过程 21()e W p V V =-- 等温等压→l g 相变过程(设蒸气为理想气体) 1()g g g W p V V pV n RT =--≈-=- 等温等压化学变化 ()W p V n RT =-?=? (理想气体反应) 0W ≈ (凝聚相反应) 理想气体等温可逆过程 第一章 热力学练习题参考答案 一、判断题解答： 1．错。对实际气体不适应。 2．错。数量不同，温度可能不同。 3．错。没有与环境交换能量，无热可言；天气预报的“热”不是热力学概念，它是指温度，天气很热，指气温很高。 4．错。恒压（等压）过程是体系压力不变并与外压相等，恒外压过程是指外压不变化，体系压力并不一定与外压相等。 5．错。一般吸收的热大于功的绝对值，多出部分增加分子势能（内能）。 6．错。例如理想气体绝热压缩，升温但不吸热；理想气体恒温膨胀，温度不变但吸热。 7．第一句话对，第二句话错，如理想气体的等温过程ΔU = 0，ΔH = 0，U 、H 不变。 8．错，两个独立变数可确定系统的状态只对组成一定的均相组成不变系统才成立。 9．错，理想气体U = f (T )，U 与T 不是独立的。描述一定量理想气体要两个独立变量。 10．第一个结论正确，第二个结论错，因Q+W ＝ΔU ，与途径无关。 11．错，Q V 、Q p 是过程变化的量、不是由状态决定的量，该式仅是数值相关而已。在一定条件下，可以利用ΔU ，ΔH 来计算Q V 、Q p ，但不能改变其本性。 12．错，(1)未说明该过程的非体积功W '是否为零； (2)若W ' = 0，该过程的热也只等于系统的焓变，而不是体系的焓。 13．对。因为理想气体热力学能、焓是温度的单值函数。 14．错，这是水的相变过程，不是理想气体的单纯状态变化，ΔU > 0。 15．错，该过程的p 环 = 0，不是恒压过程，也不是可逆相变，吸的热，增加体系的热力学能。吸的热少于30.87 kJ 。 16．错，在25℃到120℃中间，水发生相变，不能直接计算。 17．错，H = f (T ,p )只对组成不变的均相封闭系统成立，该题有相变。 18．错，Δ(pV )是状态函数的增量，与途径无关，不一定等于功。 19．错，环境并没有复原，卡诺循环不是原途径逆向返回的。 20．错，无限小过程不是可逆过程的充分条件。如有摩擦的谆静态过程。 21．错，若有摩擦力(广义)存在，有能量消耗则不可逆过程，只是准静态过程。 22．对。只有每一步都是可逆的才组成可逆过程。 23．对。() ()()12m ,121122n n 1T T C C C C T T R V p V p W V V V p -=--=--= γ。该公式对理想气体可逆、 不可逆过程都适用。 24．错，若是非理想气体的温度会变化的，如范德华气体。 25．错，该条件对服从pV m = RT + bp 的气体(钢球模型气体)也成立。 26．错，(?U /?V )p ≠(?U/?V )T ；(?U /?P )V ≠(?U/?V )T ，因此不等于零。 27．错，U = H －pV 。PV 不可能为零的。 28．错。CO 2在1000K 的标准摩尔生成焓可以由298K 标准摩尔生成焓计算出：由基尔霍夫定律得出的计算公式： 第 二 章 热力学第一定律 一、思考题 1. 判断下列说法是否正确，并简述判断的依据 （1）状态给定后，状态函数就有定值，状态函数固定后，状态也就固定了。 答：是对的。因为状态函数是状态的单值函数。 （2）状态改变后，状态函数一定都改变。 答：是错的。因为只要有一个状态函数变了，状态也就变了，但并不是所有的状态函数都得变。 （3）因为ΔU=Q V ，ΔH=Q p ，所以Q V ，Q p 是特定条件下的状态函数? 这种说法对吗？ 答：是错的。?U ，?H 本身不是状态函数，仅是状态函数的变量，只有在特定条件下与Q V ，Q p 的数值相等，所以Q V ，Q p 不是状态函数。 （4）根据热力学第一定律，因为能量不会无中生有，所以一个系统如要对外做功，必须从外界吸收热量。 答：是错的。根据热力学第一定律U Q W ?=+，它不仅说明热力学能（ΔU ）、热（Q ）和功（W ）之间可以转化，有表述了它们转化是的定量关系，即能量守恒定律。所以功的转化形式不仅有热，也可转化为热力学能系。 （5）在等压下，用机械搅拌某绝热容器中的液体，是液体的温度上升，这时ΔH=Q p =0 答：是错的。这虽然是一个等压过程，而此过程存在机械功，即W f ≠0，所以ΔH≠Q p 。 （6）某一化学反应在烧杯中进行，热效应为Q 1，焓变为ΔH 1。如将化学反应安排成反应相同的可逆电池，使化学反应和电池反应的始态和终态形同，这时热效应为Q 2，焓变为ΔH 2，则ΔH 1=ΔH 2。 答：是对的。Q 是非状态函数，由于经过的途径不同，则Q 值不同，焓（H ）是状态函数，只要始终态相同，不考虑所经过的过程，则两焓变值?H 1和?H 2相等。 2 . 回答下列问题，并说明原因 （1）可逆热机的效率最高，在其它条件相同的前提下，用可逆热机去牵引货车，能否使火车的速度加快？ 答？不能。热机效率h Q W -=η是指从高温热源所吸收的热最大的转换成对环境所做的功。 1．热力学第一定律 热力学第一定律的主要内容，就是能量守恒原理。能量可以在一物体与其他物体之间传递，可以从一种形式转化成另一种形式，但是不能无中生有，也不能自行消失。而不同形式的能量在相互转化时永远是数量相当的。这一原理，在现在看来似乎是顺理成章的，但他的建立却经历了许多失败和教训。一百多年前西方工业革命，发明了蒸汽机，人们对改进蒸汽机产生了浓厚的兴趣。总想造成不供能量或者少供能量而多做功的机器，曾兴起过制造“第一类永动机”的热潮。所谓第一类永动机就是不需供给热量，不需消耗燃料而能不断循环做工的机器。设计方案之多，但是成千上万份的设计中，没有一个能实现的。人们从这类经验中逐渐认识到，能量是不能无中生有的，自生自灭的。第一类永动机是不可能制成的，这就是能量守恒原理。到了1840年，由焦耳和迈尔作了大量试验，测量了热和功转换过程中，消耗多少功会得到多少热，证明了热和机械功的转换具有严格的不变的当量关系。想得到1J的机械功，一定要消耗0.239卡热，得到1卡热，一定要消耗4.184J的功，这就是著名的热功当量。1cal = 4.1840J 热功当量的测定试验，给能量守恒原理提供了科学依据，使这一原理得到了更为普遍的承认，牢牢的确立起来。至今，无论是微观世界中物质的运动，还是宏观世界中的物质变化都无一例外的符合能量守恒原理。把这一原理运用到宏观的热力学体系，就形成了热力学第一定律。2．热力学第二定律 能量守恒和转化定律就是热力学第一定律，或者说热力学第一定律是能量守恒和转化定律在热力学上的表现。它指明热是物质运动的一种形式，物质系统从外界吸收的热量等于这个能的增加量和它对外所作的功的总和。 也就是说想制造一种不消耗任何能量就能永远作功的机器，即“第一种永动机”，是不可能的。 人们继续研究热机效率问题，试图从单一热源吸取能量去制作会永远作功的机器，这种机器并不违背能量守恒定律，只需将热源降温而利用其能量推动机器不断运转。 这种机器就是“第二类永动机”。然而这种机器屡遭失败，不能成功，这就需要从理论上进一步探索。 前面说过，卡诺已经接近发现了热力学第一定律和热力学第二定律，但他受热质说的影响，不能把它们表述出来。 1850年，德国物理学家克劳胥斯在研究卡诺理论的基础上，提出“一个自行动作的机器，不可能把热从低温物体传到高温物体中去”。这就是热力学第二定律的“克劳胥斯表述”。1851年，英国物理学家威廉·汤姆生，即凯尔文勋爵也独立地从卡诺的工作中发现了热力学第二定律。 汤姆生，1824年生于英国贝尔发斯特城。父亲是皇家学院的数学教授，治学勤奋，对子女要求也很严格，1832年被聘到母校格拉斯哥大学任教，全家也迁往该城。 当这位新来的教授开始上第一堂课时，同学们发现教室多了两个漂亮的小男孩，也在津津有味地听着，他们就是8岁的汤姆生和他10岁的哥哥。 汤姆生10岁时，和哥哥正式进格拉斯哥大学预科学习，这可能是当时最小的大学生。汤姆生天资聪明，学习勤奋，表现出杰出的才能。15岁，他获得学校的物理学奖，第二年获天文学奖。17岁时，他在剑桥大学的数学杂志上发表了一篇论文，名震全校。 此后几年中，汤姆生发表了一连串的研究论文，内容包括数学、热力学和电学。 1846年，年仅22岁的汤姆生击败30多位教师候选人，获得了格拉斯哥大学的教授职位。1847年6月，焦耳在牛津大学举行的学术会议上，阐明机械能可以定量地转化为热能，各种形式的能都可以相互转化。 汤姆生出席了这次会议，他也是传统的热质说的拥护者，认为能量不可能转化，准备反驳焦 热力学第一定律主要公式 １.U 与Ｈ得计算 对封闭系统得任何过程 U=Q+Ｗ (1) 简单状态变化过程 1) 理想气体 等温过程 任意变温过程 等容变温过程 () 等压变温过程 绝热过程 2)实际气体ｖａn derWa ａls 气体等温过程 222111211()H U pV n a p V pV V V ?? ? ????=?+?=-+- (2) 相变过程 等温等压相变过程 （3)无其她功得化学变化过程 绝热等容反应 绝热等压反应 等温等压反应 等温等压凝聚相反应 等温等压理想气体相反应 或 由生成焓计算反应热效应 由燃烧焓计算反应热效应 由键焓估算反应热效应 ,,()(,(i m i i m i i i H T n H T n H ?=??∑∑反应物）- 生成物） 式中:为种键得个数；为种键得键焓。 不同温度下反应热效应计算 2、体积功Ｗ得计算 任意变化过程 任意可逆过程 自由膨胀与恒容过程 W=0 恒外压过程 等温等压相变过程(设蒸气为理想气体) 等温等压化学变化 (理想气体反应） (凝聚相反应） 理想气体等温可逆过程 理想气体绝热过程 ,212122111()()()11 V m nR W U nC T T T T p V pV γγ=?=-= -=--- 理想气体多方可逆过程 van ｄｅr W ａal ｓ 气体等温可逆过程 3、Q 得计算 (1)简单状态变化过程 等压变温过程 等压变温过程 （2） 等温等压相变过程 Joule-Ｔｈｏｍson 系数 表示节流膨胀后温度升高。 表示节流膨胀后温度不变（理想气体得)，时得温度成为倒转温度; 表示节流膨胀后温度降低(常用于气体得液化)；表示节流膨胀后温度升高。 第一章 热力学第一定律 一、选择题 1．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C p 不是状态函数；(D)恒容热容C V 不是状态函数。 2．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。 3．某高压容器中盛有可能的气体是O 2 ,Ar, CO 2, NH 3中的一种，在298K 时由5dm3绝热可逆膨胀到6dm3，温度降低21K ，则容器中的气体（ ） (A) O 2 (B) Ar (C) CO 2 (D) NH 3 4．戊烷的标准摩尔燃烧焓为-3520kJ·mol -1，CO 2(g)和H 2O(l)标准摩尔生成焓分别为-395 kJ·mol -1和-286 kJ·mol -1，则戊烷的标准摩尔生成焓为（ ） (A) 2839 kJ·mol -1 (B) -2839 kJ·mol -1 (C) 171 kJ·mol -1 (D) -171 kJ·mol -1 5．已知反应)()(2 1)(222g O H g O g H =+的标准摩尔反应焓为)(T H m r θ ?，下列说法中不正确的是（ ）。 (A). )(T H m r θ?是H 2O(g)的标准摩尔生成焓 (B). )(T H m r θ ?是H 2O(g)的标准摩尔燃烧焓 (C). )(T H m r θ?是负值 (D). )(T H m r θ?与反应的θ m r U ?数值相等 6．在指定的条件下与物质数量无关的一组物理量是（ ） (A) T , P, n (B) U m , C p, C V (C) ΔH, ΔU, Δξ (D) V m , ΔH f,m (B), ΔH c,m (B) 7．实际气体的节流膨胀过程中，下列那一组的描述是正确的（ ） (A) Q=0 ΔH=0 ΔP< 0 ΔT≠0 (B) Q=0 ΔH<0 ΔP> 0 ΔT>0 (C) Q>0 ΔH=0 ΔP< 0 ΔT<0 (D) Q<0 ΔH=0 ΔP< 0 ΔT≠0 8．已知反应 H 2(g) + 1/2O 2(g) →H 2O(l)的热效应为ΔH ，下面说法中不正确的是（ ） (A) ΔH 是H 2O(l)的生成热 (B) ΔH 是H 2(g)的燃烧热 (C) ΔH 与反应 的ΔU 的数量不等 (D) ΔH 与ΔH θ数值相等 9．为判断某气体能否液化，需考察在该条件下的（ ） (A) μJ-T > 0 (B) μJ-T < 0 (C) μJ-T = 0 (D) 不必考虑μJ-T 的数值 第二章练习题 一、填空题 1、根据体系和环境之间能量和物质的交换情况，可将体系分成、、 。 2、强度性质表现体系的特征，与物质的数量无关。容量性质表现 体系的特征，与物质的数量有关，具有性。 3、热力学平衡状态同时达到四种平衡，分别是、、 、。 4、体系状态发生变化的称为过程。常见的过程有、 、、、。 5、从统计热力学观点看，功的微观本质是，热的微观本质是 。 6、气体各真空膨胀膨胀功W= 0 7、在绝热钢瓶中化学反应△U= 0 8、焓的定义式为。 二、判断题（说法对否）： 1、当体系的状态一定时，所有的状态函数都有一定的数值。（√） 2、当体系的状态发生变化时，所有的状态函数的数值也随之发生变化。（χ）3．因= ΔH， = ΔU，所以与都是状态函数。（χ） 4、封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。（χ） 错。只有封闭系统不做非膨胀功等压过程ΔH=Q P 5、状态给定后，状态函数就有定值；状态函数确定后，状态也就确定了。（√） 6、热力学过程中W的值应由具体过程决定( √ ) 7、1mol理想气体从同一始态经过不同的循环途径后回到初始状态，其热力学能 不变。( √ ) 三、单选题 1、体系的下列各组物理量中都是状态函数的是（ C ） A 、T、P、V、Q B 、m、W、P、H C、T、P、V、n、 D、T、P、U、W 2、对于内能是体系的单值函数概念，错误理解是（ C ） 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 3下列叙述中不具有状态函数特征的是（D ） 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 4、下列叙述中正确的是（ A ） A物体温度越高，说明其内能越大B物体温度越高，说明其所含热量越多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 5、下列哪一种说法错误（ D ） 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△H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 本章内容： 介绍有关热力学第一定律的一些基本概念，热、功、状态函数，热力学第一定律、热力学能和焓，明确准静态过程与可逆过程的意义，进一步介绍热化学。 第一节热力学概论 ?热力学研究的目的、内容 ?热力学的方法及局限性 ?热力学基本概念 一．热力学研究的目的和内容 目的：热力学是研究热和其它形式能量之间相互转换以及转换过程中所应遵循的规律的科学。内容：热力学第零定律、第一定律、第二定律和本世纪初建立的热力学第三定律。其中第一、第二定律是热力学的主要基础。 把热力学中最基本的原理用来研究化学现象和化学有关的物理现象，称为化学热力学。 化学热力学的主要内容是： 1.利用热力学第一定律解决化学变化的热效应问题； 2.利用热力学第二律解决指定的化学及物理变化实现的可能性、方向和限度问题，建 立相平衡、化学平衡理论； 3.利用热力学第三律可以从热力学的数据解决有关化学平衡的计算问题 二、热力学的方法及局限性 方法： 以热力学第一定律和第二定律为基础，演绎出有特定用途的状态函数，通过计算某变化过程的有关状态函数改变值，来解决这些过程的能量关系和自动进行的方向、限度。 而计算状态函数的改变只需要根据变化的始、终态的一些可通过实验测定的宏观性质，并不涉及物质结构和变化的细节。 优点： ?研究对象是大数量分子的集合体，研究宏观性质，所得结论具有统计意义。 ?只考虑变化前后的净结果，不考虑物质的微观结构和反应机理，简化了处理方法。局限性： 1.只考虑变化前后的净结果，只能对现象之间的联系作宏观的了解，而不能作微观的 说明或给出宏观性质的数据。 例如：热力学能给出蒸汽压和蒸发热之间的关系，但不能给出某液体的实际蒸汽压的数值是多少。 2.只讲可能性，不讲现实性，不知道反应的机理、速率。 三、热力学中的一些基本概念 1.系统与环境 系统：用热力学方法研究问题时，首先要确定研究的对象，将所研究的一部分物质或空间，从其余的物质或空间中划分出来，这种划定的研究对象叫体系或系统 (system)。 环境：系统以外与系统密切相关的其它部分称环境(surrounding 注意： 1.体系内可有一种或多种物质，可为单相或多相，其空间范围可以是固定或 随过程而变。 2.体系和环境之间有分界，这个分界可以是真实的，也可以是虚构的，既可 以是静止的也可以是运动的。 根据体系与环境的关系将体系区分为三种：物化,第1章 热力学第一定律---补充练习题
热力学第一定律练习题及答案参考
热力学第一定律及其思考
第一章热力学第一定律练习题
热力学第一定律
热力学第二定律 概念及公式总结
第一章 热力学第一定律
热力学第一定律练习题
第二章热力学第一定律练习题及答案
热力学第一定律主要公式
第一章热力学第一定律答案
第 二 章 热力学第一定律练习题及解答
热力学第一定律
热力学第一定律主要公式
第一章热力学第一定律
《物理化学》第二章热力学第一定律练习题(含答案)
热力学第一定律基本概念和重点总结