一、热力学第一定律
一、热力学第一定律(349题)
一、选择题 ( 共117 题 ) 1. 2 分 (0001)
对于理想气体的内能有下述四种理解： (1) 状态一定，内能也一定 (2) 对应于某一状态的内能是可以直接测定的 (3) 对应于某一状态，内能只有一个数值，不可能有两个或两个以上的数值 (4) 状态改变时，内能一定跟着改变
其中正确的是： ( ) (A) (1),(2) (B) (3),(4) (C) (2),(4) (D) (1),(3) 2. 2 分 (0002)
下面陈述中，正确的是： ( ) (A) 虽然Q和W是过程量，但由于QV =ΔU，Qp=ΔH，而U和H是状态函数，所以
QV和Qp是状态函数
(B) 热量是由于温度差而传递的能量，它总是倾向于从含热量较多的高温物体流向含热
量较少的低温物体
(C) 封闭体系与环境之间交换能量的形式非功即热 (D) 两物体之间只有存在温差，才可传递能量，反过来体系与环境间发生热量传递后,
必然要引起体系温度变化
3. 1 分 (0003)
在 SI单位中，压力的单位是： ( ) (A) atm (B) kg×m-2 (C) Pa (D) mmHg 4. 5 分 (0005)
现有两个微分式： dZ1=Y(3X2+Y2)dX+X(X2+2Y2)dY dZ2=Y(3X2+Y)dX+X(X2+2Y)dY 式中dZ2代表体系的热力学量，Y,Z是独立变量。若分别沿Y=X与Y=X 2途径从始态X=0,Y=0 至终态X=1,Y=1 积分,可以证明dZ2为全微分的应是： ( ) (A) dZ1 (B) dZ2 (C) dZ1和dZ2 (D) 都不是 5. 1 分 (0006)
物质的量为n的纯理想气体，若该气体的哪一组物理量确定之后，其它状态函数方有
定值。 ( ) (A) p (B) V (C) T,U (D) T, p 6. 2 分 (0008)
(1) 体系的同一状态能否具有不同的体积？ (2) 体系的不同状态能否具有相同的体积？ (3) 体系的状态改变了，是否其所有的状态函数都要发生变化？ (4) 体系的某一状态函数改变了，是否其状态必定发生变化？ 7. 2 分 (0013)
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一、热力学第一定律
如图，在绝热盛水容器中，浸有电阻丝，通以电流一段时间，如以电阻丝为体系,则上述过程的Q、W和体系的ΔU值的符号为： ( ) (A) W = 0, Q < 0, ΔU < 0 (B) W < 0, Q < 0, ΔU > 0 (C) W = 0, Q > 0, ΔU > 0
(D) W < 0, Q = 0, ΔU > 0
8. 2 分 (0017)
下述说法哪一个正确? (A) 热是体系中微观粒子平均平动能的量度 (B) 温度是体系所储存热量的量度 (C) 温度是体系中微观粒子平均能量的量度 (D) 温度是体系中微观粒子平均平动能的量度 9. 2 分 (0030)
\压强\即物理化学中通常称为\压力\的物理量,其量纲应该是什么? （ ） (A) 动量 (B) 力 (C) 动能 (D) 加速度 面积·时间 面积·时间 面积·时间 面积·质量 10. 2 分 (0063)
一体系如图，隔板两边均充满空气(视为理想气体)，只是两边压力不等，已知p右
(D) ΔU = 0 , Q ＝W ≠ 0
11. 2 分 (0065)
有一高压钢筒，打开活塞后气体喷出筒外，当筒内压力与筒外压力相等时关闭活塞，此时筒内温度将： ( )
(A) 不变 (B) 升高 (C) 降低 (D) 无法判定 12. 2 分 (0066)
有一容器四壁导热，上部有一可移动的活塞，在该容器中同时放入锌块和盐酸，发生化学反应后活塞将上移一定距离，若以锌和盐酸为体系则: ( ) (A) Q < 0 , W = 0 , ΔrU < 0 (B) Q = 0 , W > 0 , ΔrU < 0 (C) Q < 0 , W > 0 , ΔrU = 0
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一、热力学第一定律
(D) Q < 0 , W > 0 , ΔrU < 0 13. 2 分 (0067)
1 mol 373 K，p?下的水经下列两个不同过程变成373 K，p?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
14. 1 分 (0068)
有一真空绝热瓶子，通过阀门和大气隔离，当阀门打开时，大气(视为理想气体)进入瓶
内，此时瓶内气体的温度将： ( )
(A) 升高 (B) 降低 (C) 不变 (D) 不定 15. 2 分 (0070)
苯在一个刚性的绝热容器中燃烧，则：
C6H6(l) + (15/2)O2(g) 6CO2+ 3H2O(g) (A) ΔU = 0 , ΔH < 0 , Q = 0 (B) ΔU = 0 , ΔH > 0 , W = 0 (C) ΔU = 0 , ΔH = 0 , Q = 0 (D) ΔU≠0 , ΔH≠0 , Q = 0 16. 1 分 (0071) 恒容下，一定量的理想气体，当温度升高时内能将: ( )
(A) 降低
(B) 增加 (C) 不变
(D) 增加、减少不能确定
17. 2 分 (0074)
在一绝热箱中装有水，水中通一电阻丝，由蓄电池供电，通电后水及电阻丝的温度均略
有升高，今以水和电阻丝为体系，其余为环境，则有： ( ) (A) Q < 0 , W = 0 , ΔU < 0 (B) Q = 0 , W < 0 , ΔU > 0 (C) Q > 0 , W = 0 , ΔU > 0 (D) Q < 0 , W = 0 , ΔU > 0 18. 1 分 (0078)
对于孤立体系中发生的实际过程，下列关系中不正确的是： ( )
(A) W = 0 (B) Q = 0 (C) ΔU= 0 (D) ΔH = 0 19. 2 分 (0081)
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 20. 2 分 (0082)
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) TB>TC (B) TC>TD
(C) TB>TD (D) TD >TC
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一、热力学第一定律
21. 2 分 (0083)
下图为某气体的p-V图。图中为恒温可逆变化,对外做功为WAB; A→C为绝热可逆变化,对外做功为WAC; A→D为多方不可逆变化,对外做功为WAD。B,D,C态的体积相等。问下述关系哪个正确? ( ) (A) WAB>WAC (B) WAD>WAC
(C) WAB>WAD (D) WAC>WAD
22. 2 分 (0084)
理想气体在恒定外压p?下,从10 dm3膨胀到16 dm3,同时吸热126 J。计算此气体的ΔU。
( ) (A) -284 J (B) 842 J (C) -482 J (D) 482 J 23. 2 分 (0085)
在体系温度恒定的变化中,体系与环境之间: ( )
(A) 一定产生热交换
(B) 一定不产生热交换 (B) 不一定产生热交换
(D) 温度恒定与热交换无关 24. 2 分 (0086)
某绝热封闭体系在接受了环境所做的功之后,其温度: ( )
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一、热力学第一定律
(A) 一定升高
(B) 一定降低 (C) 一定不变
(D) 不一定改变 25. 2 分 (0087)
若一气体的方程为pVm=RT+?p (?>0 常数),则: ( )
(A) (?U?U)T=0 (B) ()V=0 ?V?p?U?U)V=0 (D) ()p=0 ?T?T(C) (26. 2 分 (0088)
体系的状态改变了,其内能值: ( )
(A) 必定改变
(B) 必定不变 (C) 不一定改变
(D) 状态与内能无关 27. 2 分 (0090)
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 (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 28. 2 分 (0091)
在一定T，p下,汽化焓ΔvapH,熔化焓ΔfusH和升华焓ΔsubH的关系为： ( )
(A) ΔsubH＞ΔvapH
(B) ΔsubH＞ΔfusH (C) ΔsubH=ΔvapH+ΔfusH
(D) ΔvapH＞ΔsubH
上述各式中,哪一个错误? 29. 2 分 (0111)
一可逆热机与另一不可逆热机在其他条件都相同时,燃烧等量的燃料,则可逆热机牵引的
列车行走的距离: ( )
(A) 较长 (B) 较短 (C) 一样 (D) 不一定 30. 2 分 (0112)
一可逆热机与另一不可逆热机在其他条件都相同时, 燃烧等量的燃料, 则可逆热机拖动的列车运行的速度: ( )
(A) 较快 (B) 较慢 (C) 一样 (D) 不一定 31. 2 分 (0194)
某气体在恒压升温和恒容升温过程中（无非体积功）所吸收的热量相同，试比较恒压过
程体系升高的温度dTp与恒容过程体系升高的温度dTV的大小。 ( )
(A) dTp> dTV (B) dTp = dTV (C) dTp< dTV (D) dTp?dTV 32. 2 分 (0117)
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一、热力学第一定律
压力为106 Pa的2 m3范德华气体进行绝热自由膨胀,直至体系压力达到5×105 Pa时为 止。此变化中,该气体做功为多少? ( )
(A) 2×106 J (B) 106 J (C) 105 J (D) 0 J 33. 2 分 (0118)
下述哪一种说法正确? 完成同一过程 ( ) (A) 经任意可逆途经所做功一定比经任意不可逆途经做功多 (B) 经不同的可逆途经所做的功都一样多 (C) 经不同的不可逆途经所做的功都一样多 (D) 经任意可逆途经所做功不一定比经任意不可逆途经做功多 34. 2 分 (0119)
下述说法哪一个错误? ( ) (A) 封闭体系的状态与其状态图上的点一一对应 (B) 封闭体系的状态即是其平衡态 (C) 封闭体系的任一变化与其状态图上的实线一一对应 (D) 封闭体系的任一可逆变化途径都可在其状态图上表示为实线 35. 2 分 (0121)
下列条件哪一个错误? ( ) 理论上使公式ΔHp = Qp成立的条件是:
(A) 封闭体系 (B) 只做体积功
(C) 恒压可逆 (D) 等压不可逆 36. 2 分 (0123)
体系的压力p(体系)与环境的压力p(环境)有何关系? ( )
(A) 相等
(B) 无关系 (C) p(体系)>p(环境)
(D) 可逆变化途径中p(体系)=p(环境) 37. 2 分 (0124)
封闭体系中,有一个状态函数保持恒定的变化途径是什么途径? ( )
(A) 一定是可逆途径 (B) 一定是不可逆途径 (C) 不一定是可逆途径 (D) 体系没有产生变化 38. 1 分 (0141)
凡是在孤立体系中进行的变化，其ΔU和ΔH的值一定是： ( ) (A) ΔU > 0 , ΔH > 0 (B) ΔU = 0 , ΔH = 0 (C) ΔU < 0 , ΔH < 0 (D) ΔU = 0 , ΔH大于、小于或等于零不确定 39. 1 分 (0143)
“ 封闭体系恒压过程中体系吸收的热量Qp等于其焓的增量ΔH ”，这种说法：( ) (A) 正确 (B) 需增加无非体积功的条件 (C) 需加可逆过程的条件 (D) 需加可逆过程与无非体积功的条件 40. 2 分 (0146)
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： ( )
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一、热力学第一定律
(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 41. 2 分 (0149)
在非等压过程中加热某体系, 使其温度从T1升至T2, 吸热Q, 则此过程的焓增量ΔH 为： ( )
(A) ΔH=Q
(B) ΔH=0 (C) ΔH=U+(pV)
(D) ΔH等于别的值 42. 2 分 (0153)
恒压下,无相变的单组分封闭体系的焓值随温度的升高而: (A) 增加 (B) 减少 (C) 不变 (D) 43. 1 分 (0154)
当体系传热给环境之后,其焓值: (A) 必定减少
(B) 必定增加 (C) 必定不变
(D) 都不一定 44. 2 分 (0155)
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 45. 2 分 (0156)
下述哪一种说法正确? 因为ΔHp = 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, ΔU不一定为零
46. 2 分 (0157)
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 47. 2 分 (0158)
当体系将热量传递给环境之后,体系的焓： (A) 必定减少
(B) 必定增加 (C) 必定不变
(D) 不一定改变 48. 2 分 (0161)
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( ) 不一定 ( ) ( ) ( ) ( ) ( )
一、热力学第一定律
将某理想气体从温度T1加热到T2。若此变化为非恒压过程,则其焓变ΔH应为何值? ( )
(A) ΔH=0
(B) ΔH=Cp(T2-T1) (C) ΔH不存在
(D) ΔH等于其它值 49. 5 分 (0162)
始态完全相同(p1,V1,T1)的一个理想气体体系和另一个范德华气体体系,分别进行绝热恒
外压(p0)膨胀。当膨胀相同体积之后, ( ) (A) 范德华气体的内能减少量比理想气体多 (B) 范德华气体的终态温度比理想气体低 (C) 范德华气体所做的功比理想气体少 (D) 范德华气体的焓变与理想气体的焓变相等 上述哪一种说法正确? 50. 2 分 (0182)
下列的过程可应用公式ΔH=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) 273.15 K，p?下液态水结成冰的过程 (D) 恒容下加热实际气体 51. 2 分 (0183)
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) 电解 CuSO4水溶液 (D) 气体从 (298 K,101 325 Pa) 可逆变化到 (373 K,10 132.5 Pa) 52. 2 分 (0184)
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) 53. 2 分 (0186)
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) H1> H2
(B) H1= H2 (C) H1< H2 (D) H1?H2
54. 2 分 (0202)
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一、热力学第一定律
一个纯物质的膨胀系数?=
1?V1()p=×1 m3·K-1(T为绝对温度),则该物质的摩尔恒V?TV压热容Cp将： ( )
(A) 与体积V无关
(B) 与压力p无关 (C) 与温度T无关
(D) 与V,p,T均有关 55. 2 分 (0236)
下列诸过程可应用公式 dU = (Cp- nR)dT进行计算的是： ( ) (A) 实际气体等压可逆冷却 (B) 恒容搅拌某液体以升高温度 (C) 理想气体绝热可逆膨胀 (D) 量热弹中的燃烧过程 56. 2 分 (0237)
对于一定量的理想气体，下列过程不可能发生的是： (A) 恒温下绝热膨胀
(B) 恒压下绝热膨胀 (C) 吸热而温度不变
(D) 吸热，同时体积又缩小 57. 2 分 (0238)
对于一定量的理想气体，下列过程可能发生的是： (1) 对外作功，同时放热 (2) 体积不变，而温度上升，并且是绝热过程，无非体积功 (3) 恒压下绝热膨胀 (4) 恒温下绝热膨胀 (A) (1),(4) (B) (2),(3) (C) (3),(4) (D) (1),(2) 58. 2 分 (0239)
已知有下列一组公式可用于理想气体绝热过程功的计算： (1) W=CV (T1-T2) (2) [1/(? -1)](p1V1-p2V2) (3) [p1V1/(? -1)][1-(V1/V2)?-L] (4) [p1V1/(? -1)][1-(p2/p1)(1 - ?)/?] (5) [p1V1/(? -1)][1-(p2V2/p1V1)]
(6) [R/(? -1)](T1-T2) 但这些公式只适于绝热可逆过程的是： (A) (1), (2) (B) (3), (4) (C) (5), (6) (D) (4), (5) 59. 2 分 (0241)
理想气体卡诺循环的图为下列四种情况中的哪一种? - 9 -
( )
( )
( ) ( )
一、热力学第一定律
60. 1 分 (0242)
对于理想气体，下述结论中正确的是： ( )
(A) (?H/?T)V = 0 (?H/?V)T = 0 (B) (?H/?T)p= 0 (?H/?p)T = 0 (C) (?H/?T)p= 0 (?H/?V)T = 0 (D) (?H/?V)T = 0 (?H/?p)T = 0 61. 2 分 (0243)
1mol单原子分子理想气体，从273 K，202.65 kPa, 经pT=常数的可逆途径压缩到405.3 kPa的终态，该气体的ΔU为： ( ) (A) 1702 J (B) -406.8 J (C) 406.8 J (D) -1702 J 62. 1 分 (0244)
1mol 理想气体经历可逆绝热过程，功的计算式有下列几种，其中哪一个是错误的? ( )
(A) CV(T1-T2)
(B) Cp(T2-T1) (C) (p1V1- p2V2)/(γ-1)
(D) R(T1-T2)/( γ-1)
63. 2 分 (0245)
在 100℃ 和 25℃ 之间工作的热机，其最大效率为： ( ) (A) 100 % (B) 75 % (C) 25 % (D) 20 % 64. 1 分 (0248)
理想气体从同一始态(p1,V1) 出发，经等温可逆压缩或绝热可逆压缩，使其终态均达到体积为V2，此二过程做的功的绝对值应是： ( )
(A) 恒温功大于绝热功
(B) 恒温功等于绝热功 (C) 恒温功小于绝热功
(D) 无法确定关系
65. 1 分 (0261)
对于封闭体系，在指定始终态间的绝热可逆途径可以有： ( ) (A) 一条 (B) 二条 (C) 三条 (D) 三条以上
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一、热力学第一定律
66. 2 分 (0263)
1 mol单原子分子理想气体，从始态p1= 202 650 Pa，T1= 273 K沿着p/V=常数的途径可逆变化到终态为p2=405 300 Pa 则ΔH为: ( )
(A) 17.02 kJ
(B) -10.21 kJ (C) -17.02 kJ
(D) 10.21 kJ
67. 1 分 (0265)
1 mol单原子分子理想气体，当其经历一循环过程后，作功W= 400 J，则该过程的热量
Q为： ( ) (A) 0 (B) 因未指明是可逆过程，无法确定 (C) 400 J (D) -400 J 68. 2 分 (0267)
体系经历一个正的卡诺循环后，试判断下列哪一种说法是错误的？ ( ) (A) 体系本身没有任何变化 (B) 再沿反方向经历一个可逆的卡诺循环，最后体系和环境都没有任何变化 (C) 体系复原了，但环境并未复原 (D) 体系和环境都没有任何变化 69. 2 分 (0278)
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) [p2V2/(1-?)](1/V2?-1-1/V1?-1)
γ(D) (p2V2-p1V1)/(1-?)
70. 2 分 (0279)
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 71. 2 分 (0297)
一容器的容积为V1=162.4 m3,内有压力为94 430 Pa,温度为288.65 K的空气。当把容器加热至Tx时,从容器中逸出气体在压力为92 834 Pa,温度为289.15 K下,占体积114.3 m3；求Tx= ? （ ） (A) 1038.15 K (B) 948.15 K (C) 849.15 K (D) 840.15 K 72. 2 分 (0299)
在两个气球中分别装有理想气体A和B,已知两者的温度和密度都相等,并测得A气球中
的压力是B气球的1.3754倍,若A的相对分子质量为32,求B的相对分子质量。 （ ）
(A) 24 (B) 34 (C) 44 (D) 54
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一、热力学第一定律
73. 2 分 (0300)
下述哪一种说法正确? ( ) (A) 理想气体的焦耳-汤姆孙系数?不一定为零 (B) 非理想气体的焦耳-汤姆孙系数?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?为零的p,T值只有一组 74. 2 分 (0302)
某理想气体从同一始态(p1,V1,T1)出发,分别经恒温可逆压缩和绝热可逆压缩至同一体积V2,若环境所做功的绝对值分别为WT和WA,问WT和WA的关系如何? ( )
(A) WT>WA
(B) WT (D) WT和WA无确定关系 75. 2 分 (0303) 某理想气体从同一始态(p1,V1,T1)出发,分别经恒温可逆压缩和绝热可逆压缩至同一压力p2,若环境所做功的绝对值分别为WT和WA,问WT和WA的关系如何? ( ) (A) WT>WA (B) WT (D) WT和WA无确定关系 76. 2 分 (0304) 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 77. 1 分 (0346) 实际气体经绝热自由膨胀后，体系的温度将： ( ) (A) 不变 (B) 增大 (C) 减少 (D) 不能确定 78. 2 分 (0349) 某定量均相纯流体从298 K,10p?恒温压缩时,总物系的焓增加,则该物系从 298 K,10p?节流膨胀到邻近某一状态时,物系的温度必将： ( ) (A) 升高 (B) 降低 (C) 不变 (D) 不能确定 79. 1 分 (0351) 范德华气体的 (?U/?V)T等于： ( ) (A) na/V (B) n2a/V (C) n2a/V 2 (D) n2a2/V 2 80. 2 分 (0352) 实际气体绝热恒外压膨胀时,其温度将 ( ) (A) 升高 (B) 降低 (C) 不变 (D) 不确定 81. 2 分 (0353) 下述说法哪一种不正确? ( ) - 12 - 一、热力学第一定律 (A) 理想气体经绝热自由膨胀后,其内能变化为零 (B) 非理想气体经绝热自由膨胀后,其内能变化不一定为零 (C) 非理想气体经绝热膨胀后,其温度一定降低 (D) 非理想气体经一不可逆循环,其内能变化为零 82. 1 分 (0385) 当以5 mol H2气与4 mol Cl2气混合，最后生成2 mol HCl气。若以下式为基本单元，则反应进度ξ应是： ( ) H2(g) + Cl2(g)???2HCl(g) (A) 1 mol (B) 2 mol (C) 4 mol (D) 5 mol 83. 1 分 (0386) 0 若以B代表化学反应中任一组分，nB和 nB分别表示任一组分 B 在ξ= 0 及反应进度 为ξ时的物质的量，则定义反应进度为： ( ) 0(A) ξ= nB- nB 0(B) ξ= nB-nB 0(C) ξ=(nB-nB)/νB 0(D) ξ= (nB-nB)/ νB 84. 2 分 (0392) 某化学反应在恒压、绝热和只作体积功的条件下进行，体系的温度由T1升高到T2, 则此过程的焓变ΔH： ( ) (A) 小于零 (B) 等于零 (C) 大于零 (D) 不能确定 85. 2 分 (0393) ?CaO (s) + CO2(g)； ΔrHm=179.5 kJ· 反应 (1) CaCO3(s)??mol-1 ?CH3CHO (g)； ΔrHm=-107.2 kJ·反应 (2) C2H2(g) + H2O (l)??mol-1 ?C2H5OH (l)； ΔrHm=-44.08 kJ·反应 (3) C2H4(g) + H2O (l)??mol-1 ?CO2(g) + 2SO2(g)； ΔrHm=-897.6 kJ·反应 (4) CS2(l) + 3O2(g)??mol-1 其中热效应 │Qp│>│QV│ 的反应是： ( ) (A) (1),(4) (B) (1),(2) (C) (1),(3) (D) (4),(3) 86. 2 分 (0400) 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。 公式 Qp=QV+ΔnRT 中的T为： ( ) (A) 氧弹中的最高燃烧温度 (B) 氧弹所浸泡的水之温度 - 13 - 一、热力学第一定律 (C) 外水套中之水温 (D) 298.15 K 87. 2 分 (0401) 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。 公式 Qp=QV+ΔnRT 中的Δn为: ( ) (A) 生成物与反应物总物质的量之差 (B) 生成物与反应物中气相物质的量之差 (C) 生成物与反应物中凝聚相物质的量之差 (D) 生成物与反应物的总热容差 88. 2 分 (0402) 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) p? (D) 实验室大气压力 89. 2 分 (0422) ?ZnO ΔcHm=351.5 kJ· 已知：Zn(s)+(1/2)O2??mol-1 ?HgO ΔcHm= 90.8 kJ· Hg(l)+(1/2)O2??mol-1 ?ZnO+Hg 的ΔrHm是： ( ) 因此 Zn+HgO?? (A) 442.2 kJ·mol-1 (B) 260.7 kJ·mol-1 (C) -62.3 kJ·mol-1 (D) -442.2 kJ·mol-1 90. 2 分 (0424) 斜方硫的燃烧热等于 ( ) (A) SO2(g)的生成热 (B) SO3(g)的生成热 (C) 单斜硫的燃烧热 (D) 零 91. 2 分 (0425) 下述说法,何者正确? ( ) (A) 水的生成热即是氧气的燃烧热 (B) 水蒸气的生成热即是氧气的燃烧热 (C) 水的生成热即是氢气的燃烧热 (D) 水蒸气的生成热即是氢气的燃烧热 92. 2 分 (0426) 石墨的燃烧热 ( ) (A) 等于CO生成热 (B) 等于CO2生成热 (C) 等于金刚石燃烧热 (D) 等于零 93. 2 分 (0427) 一恒压反应体系,若产物与反应物的?Cp>0,则此反应 ( ) (A) 吸热 (B) 放热 - 14 - 一、热力学第一定律 (C) 无热效应 (D) 吸放热不能肯定 94. 1 分 (0451) 298 K时，石墨的标准摩尔生成焓ΔfH$m： ( ) (A) 大于零 (B) 小于零 (C) 等于零 (D) 不能确定 95. 2 分 (0455) 如图所示，对下图的叙述不正确的是： ( ) (A) 曲线上任一点均表示对应浓度时积分溶解热的大小 (B) ΔH1表示无限稀释积分溶解热 (C) ΔH2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对HCl的微分溶解热 96. 2 分 (0458) 已知 H2(g,298 K) + (1/2)O2 (g, 298 K) = H2O (g, 298 K)????? (1) ΔrH $mol-1 m(1) = -241.8 kJ· H2(g, 298 K) = 2H (g, 298 K) ????? (2) ΔrH $mol-1 m(2) = 436.0 kJ· O2(g, 298 K) = O (g, 298 K) ????? (3) ΔrH m(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 97. 2 分 (0459) 石墨(C)和金刚石(C)在 25℃, 101 325 Pa下的标准燃烧焓分别为-393.4 kJ·mol-1和-395.3 - 15 - $一、热力学第一定律 kJ·mol-1，则金刚石的标准生成焓ΔfH$m(金刚石, 298 K)为： ( ) (A) -393.4 kJ·mol-1 (B) -395.3 kJ·mol-1 (C) -1.9 kJ·mol-1 (D) 1.9 kJ·mol-1 98. 1 分 (0460) 如用键焓估算 298K Se2Cl2(g) 的标准摩尔生成焓，应根据下列生成反应 中的( )式计算为正确。 (A) 2Se (g) + 2Cl (g) = Se2Cl2(g) 的ΔrHm (B) 2Se (s) + Cl2(g) = Se2Cl2(g) 的ΔrHm (C) 2Se (g) + Cl2(g) = Se2Cl2(g) 的ΔrHm (D) 2Se (s) + 2Cl (g) = Se2Cl2(g) 的ΔrHm 99. 2 分 (0462) 人在室内休息时，大约每天要吃 0.2 kg 的酐酪（摄取的能量约为 4000 kJ）。假定这些能量全部不储存在体内，为了维持体温不变，这些能量全部变为热使汗水蒸发。已知水的汽化热为 44 kJ·mol-1，则每天需喝水： ( ) (A) 0.5 kg (B) 1.0 kg (C) 1.6 kg (D) 3.0 kg 100. 1 分 (0463) 戊烷的标准摩尔燃烧焓是 -3520 kJ·mol-1,CO2(g) 和 H2O(l) 的标准摩尔生成焓分别是 -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-1 101. 1 分 (0472) 凝固热在数值上与下列哪一种热相等： ( ) (A) 升华热 (B) 溶解热 (C) 汽化热 (D) 熔化热 102. 1 分 (0476) 已知 1mol HCl的无限稀释溶液与 1mol NaOH 的无限稀释溶液在恒温恒压下完全反应，热效应ΔrH m=-55.9 kJ·mol-1，则 1mol HNO3的无限稀释溶液与 1mol KOH的无限稀释 $$溶液在恒温恒压下完全反应的热效应ΔrH m为： ( ) (A) > -55.9 kJ·mol-1 (B) < -55.9 kJ·mol-1 (C) = -55.9 kJ·mol-1 (D) 不能确定 103. 2 分 (0477) 完全燃烧 8 dm3乙炔需多少体积的空气? ( ) (A) 20 dm3 (B) 120 dm3 (C) 100 dm3 (D) 4 dm3 104. 1 分 (0478) ?CO2(g) 的反应热为ΔrH m，下列哪种说法是错误的? 在p?下，C(石墨) + O2?? ( ) (A) ΔrH m是CO2(g)的标准生成热 - 16 - $$一、热力学第一定律 $(B) ΔrH $m=ΔrU m (C) ΔrH $m是石墨的燃烧热 $(D) ΔrU $m<ΔrH m 105. 2 分 (0483) 标准离子生成焓取H+的摩尔生成焓为零,即 ΔfHm(H+,∞,aq)=0。在此规定下,H2的 摩尔生成焓ΔfHm(H2,g)为何值? ( ) (A) 为零 (B) 大于零 (C) 小于零 (D) 不定 106. 2 分 (0484) 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) 2,3 107. 2 分 (0485) 氧气的燃烧热应为何值? ( ) (A) 大于零 (B) 小于零 (C) 等于零 (D) 不确定 108. 2 分 (0486) Cl2(g)的燃烧热为何值? ( ) (A) HCl(g)的生成热 (B) HClO3的生成热 (C) HClO4的生成热 (D) Cl2(g)生成盐酸水溶液的热效应 109. 5 分 (0499) 10℃时,苯甲酸在水中的溶解度S1=0.207,30℃时为S2=0.426。每摩尔苯甲酸的平均 溶解热为： ( ) (A) 6400 J (B) 12 000 J (C) 25 100 J (D) 36 740 J 110. 2 分 (0507) 计算298 K下，CO(g)和CH3OH(g)的标准生成焓，并计算反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)的标准焓变。已知如下燃烧焓数据： ΔcHm(298 K)(CH3OH(g))=-763.9 kJ·mol-1 (1) ΔcHm(298 K)(C(s))=-393.5 kJ·mol-1 (2) ΔcHm(298 K)(H2(g))=-285.8 kJ·mol-1 (3) ΔcHm(298 K)(CO(g))=-283.0 kJ·mol-1 (4) 111. 5 分 (0543) 已知： C2H6(g,25℃) + (7/2)O2(g,25℃) = 2CO2(g,25℃) + 3H2O(g,25℃) - 17 - $$$$一、热力学第一定律 ΔrUm= -1099 kJ·mol-1 CV, m/J·K-1·mol-1：C2H6 33.47；H2O 25.94；O2 20.08；CO2 23.85 若反应物的初始温度为25℃，当 0.1 mol 乙烷与 1 mol O2在完全绝热的弹式量热计中爆炸后的最高温度应为多少（CV与T无关）。 ( ) (A) 341 K (B) 4566 K (C) 4591 K (D) 4318 K 112. 1 分 (0571) 对于独立粒子系集： dU =∑nidεi + ∑εidni，上式中第一项的物理意义是：( ) (A) 热 (B) 能级变化 (C) 功 (D) 无确定意义 113. 2 分 (0572) 高温下臭氧的摩尔等压热容Cp, m 为： ( ) (A) 6R (B) 6.5R (C) 7R (D) 7.5R 114. 2 分 (0573) 298 K 时，1mol 理想气体的平动能近似为： ( ) (A) 600 J·mol-1 (B) 1250 J·mol-1 (C) 2500 J·mol-1 (D) 3719 J·mol-1 115. 2 分 (0574) 下面叙述中不正确的是： ( ) (A) 对于理想气体，Cp, m 与CV, m 之差一定是R (B) 对于实际气体，若吸收相同的热量，则体系在恒容过程中的温度升高值一 定大于恒压过程 (C) 对于实际气体，若吸收相同的热量，则体系在恒容过程中的内能改变一定 小于恒压过程 (D) 对于单原子晶体，当温度足够高时，CV, m 约为 3R 116. 1 分 (0576) 从统计热力学的观点看，该图表示： ( ) (A) 体系吸热 (B) 体系放热 (C) 体系对环境作功 (D) 环境对体系作功 117. 1 分 (0578) 从统计热力学的观点看，对理想气体封闭体系在Wf =0、体积不变的情况下吸热 - 18 - 一、热力学第一定律 时体系中粒子： ( ) (A) 能级提高，且各能级上的粒子分布数发生变化 (B) 能级提高，但各能级上的粒子分布数不变 (C) 能级不变，但能级上的粒子分布数发生变化 (D) 能级不变，且各能级上的粒子分布数不变 二、填空题 ( 共24 题 ) 1. 2 分 (0021) 热力学封闭体系与环境之间的界面所起的作用为： (1) ；(2) 。 2. 10 分 (0076) 在一绝热箱中装有水，接联电阻丝，由蓄电池供应电流。试问在下列情况下，其Q, W, ΔU的值是大于零、小于零、还是等于零? (*表示通电后电阻丝及水温皆有升高，但假设电池在放电时无热效应) 3. 2 分 (0079) 10 mol单原子理想气体,在恒外压0.987p?下由400 K,2p?等温膨胀至0.987p?,物体对环境作功 kJ。 4. 1 分 (0080) IUPAC推荐的符号为：系统接受功为正,则热力学第一定律的数学表达式(封闭体系)为dU= , 系统膨胀功表示为 。 5. 2 分 (0093) 敞开体系的热力学第一定律表达式为 ;其适用条件是 。 6. 1 分 (0148) 5 mol单原子理想气体的(?H/?T)V = J·K-1。 7. 2 分 (0159) 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。 8. 2 分 (0257) 10 mol单原子分子理想气体的 (?H/?T)V = J·K-1 。 9. 2 分 (0258) 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。 10. 1 分 (0274) 选择“＞”，“＜”，“＝”中的一个填入下列空格： 理想气体恒温可逆压缩，ΔU 0，ΔH 0。 11. 2 分 (0285) - 19 - 一、热力学第一定律 某理想气体，等温(25℃)可逆地从1.5 dm3膨胀到10 dm3时，吸热9414.5 J，则此气体的物质的量为 摩尔。 12. 5 分 (0328) 某气体在等温可逆膨胀过程中，服从状态方程pVm=RT+Bp+Cp2，其可逆功的表示式为 。 13. 2 分 (0338) 实际气体符合理想气体行为的条件是在 温度时，该气体的[?(pV)/?p]T, p?0的值应等于 。 14. 2 分 (0381) 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 _______ 。 15. 2 分 (0382) 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 ____________ 。 16. 2 分 (0384) 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) ΔH____ 0 (D) Q____ 0 17. 2 分 (0387) 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。 18. 2 分 (0388) ?2 H2O(l)在298 K时恒容反应热QV =-564 kJ· 已知反应2 H2(g) + O2(g)??mol-1，则 H2(g)在298 K时标准摩尔燃烧焓ΔcH$mol-1。 m= _______kJ·19. 5 分 (0404) ?CO2(g)的ΔrH $ 反应 C(s)+O2(g) ??若此反应在恒容绝热器中进行,则该m(298 K)<0。 体系的ΔT 零, ΔU 零,ΔH 零。 20. 2 分 (0479) 已知 (1) 2Al(s) + 6HCl(aq) = 2AlCl3(aq) + 3H2(g) ΔrH m,1(298 K) = -1003 kJ·mol-1 $ (2) H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) ΔrH m,2(298 K) = -184.1 kJ·mol-1 $ (3) HCl(g) + nH2O = HCl(aq) ΔrH m,3(298 K) = -72.45 kJ·mol-1 $ (4) AlCl3(s) + nH2O = AlCl3(aq) - 20 - 一、热力学第一定律 ΔrH $mol-1 m,4(298 K) = -321.5 kJ· 则无水AlCl3在298 K的标准摩尔生成焓为 。 21. 2 分 (0481) 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≈2.5 kJ) 22. 1 分 (0514) 当一个化学反应的 等于零时，该反应的热效应就不受温度影响。 23. 2 分 (0577) 从统计热力学观点看，功的微观本质是 _________________________________ 。 热的微观本质是 _________________________________ 。 24. 2 分 (0581) 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 = ____________ ，以气体常数R表示。 三、计算题 ( 共145题 ) 1. 10 分 (0191) 今有 A,B,C 三种液体，其温度分别为 303 K, 293 K, 283 K。在恒压下，若将等质量的 A 与 B 混合,混合后终态温度为 299 K; 若将A与C等质量混合,则终态温度为 298 K。试求 B与C 等质量混合的终态温度。(设所有混合过程均无热的损失) 2. 5 分 (0034) 充入计量管的原料气为5%的丁烷和95%的氩的混合气(摩尔分数)。今在体积为0.04m3的钢瓶中配制此种混合气(298 K)。将瓶抽空后先充入丁烷使压力达到p?,然后充入氩气。试求： (1) 要使混合气体的浓度达到要求应充入多少千克氩气? (2) 最后瓶中的压力为多少p?? (设丁烷和氩气均为理想气体) 3. 5 分 (0035) 500 K时,在体积为5 dm3的高压釜中进行苯的加氢反应。要求釜中苯的压力为40 p?。已知苯蒸气的范德华常数a=9.447 p?dm6·mol-2,b=0.08547 dm3·mol-1,试用范德华方程计算需要向釜中加入多少摩尔的苯? 4. 5 分 (0072) 某理想气体从初始态p1=106 Pa，体积为V1恒温可逆膨胀到5V1，体系做功为1.0 kJ，求： (1) 初始态的体积V1 ； (2) 若过程是在298 K下进行，则该气体物质的量为多少。 5. 10 分 (0073) (1) 将100℃和101 325 Pa 的 1g 水在恒外压 (0.5×101 325 Pa) 下恒温汽化为水蒸气,然后将此水蒸气慢慢加压(近似看作可逆地)变为 100℃ 和 101 325 Pa 的水蒸气。求此过程的Q, W和该体系的ΔU, ΔH。(100℃，101325Pa下水的汽化热为2259.4 J·g-1) (2) 将100℃和101 325 Pa的1g水突然放到100℃的恒温真空箱中，液态水很快蒸发为水蒸气并充满整个真空箱，测得其压力为101 325 Pa。求此过程的Q, W和体系的ΔU , ΔH。(水蒸气可视为理想气体) 6. 5 分 (0077) 一橡皮带其内能U=f(T,L)，L是带的长度。对于某一特种橡皮来说, (?U/?L)T = 1/L2，且(?U/?T)L =CL = 常数。 一条被拉长的橡皮带，长度为L1，令其在绝热和不做任何功的情况 下突然缩短到L2时,其温度变化了吗 ? 说明理由。 - 21 - 一、热力学第一定律 7. 5 分 (0089) 一个人每天通过新陈代谢作用放出10 460 kJ热量。 (1) 如果人是绝热体系,且其热容相当于70 kg水,那么一天内体温可上升到多少度? (2) 实际上人是开放体系。为保持体温的恒定,其热量散失主要靠水分的挥发。假设 37℃时水的汽化热为2405.8 J·g-1,那么为保持体温恒定,一天之内一个人要蒸发掉多少水分? (设水的比热为4.184 J·g-1·K-1) 8. 10 分 (0192) 有一绝热真空钢瓶体积为V0，从输气管向它充空气（空气可视为理想气体），输气管中气体的压力为p0，温度为T0，由于气体量很大，且不断提供气体，所以在充气时输入气管 中的气体的压力、温度保持不变，当钢瓶中气体压力为p0时，问钢瓶中气体温度为多少？ 9. 5 分 (0115) 室温下,200 dm3的钢瓶内充有50p?的N2气,向压力为p?的大气中放出一部分N2气后,钢瓶中剩余气体压力为40p?,后又可逆地放出N2气至钢瓶气体压力为30p?,该气体可作为理想气体处理,求整个过程中体系所做的功。 10. 5 分 (0193) 已知氢的Cp, m={29.07-0.836×10-3(T/K)+20.1×10-7(T/K)2} J·K-1·mol-1， (1) 求恒压下1 mol 氢的温度从 300 K 上升到 1000 K 时需要多少热量？ (2) 若在恒容下需要多少热量？ (3) 求在这个温度范围内氢的平均恒压摩尔热容。 11. 2 分 (0181) 二氧化碳的标准摩尔生成焓与温度的函数关系如下： -425-1 ΔfH$mol-1 m(T)= {-391 120 - 2.523T/K - 2.824×10(T/K)- 4.188×10(T/K) } J· 试求该反应的ΔCp与温度的函数关系 12. 5 分 (0188) 试计算 1mol CO2(理想气体)经过下列过程从 0℃ 升到 300℃ 所需要的热量。 (1) 在等压下 (2) 在等容下 已知：Cp, m(CO2)={26.78+42.68×10-3T/K-146.4×10-7(T/K)2}J·K-1·mol-1 13. 5 分 (0189) 下面是表示摩尔热容与温度的函数关系的一些经验式： Cp ,m(C)=[4.60+20.08×10-3(T/K)-5.02×10-6(T/K)2] J·K-1·mol-1 Cp, m(O2)=[26.19+11.49×10-3(T/K)-3.22×10-6(T/K)2] J·K-1·mol-1 Cp, m(CO)=[27.61+5.02×10-3(T/K)] J·K-1·mol-1 试计算在什么温度下时下列反应与温度无关。 C(s) + (1/2)O2= CO(g) 14. 5 分 (0190) 容积为27 m3的绝热容器中有一小加热器，器壁上有一小孔与大气相通。在p?的外压下缓慢地将容器内空气从273.14K加热至 293.15 K，问需供给容器内空气多少热量? 设空气为理想气体，CV, m=20.40 J·K-1·mol-1。 15. 2 分 (0198) 一个绝热圆筒上有一个无摩擦无质量的绝热活塞，其内有理想气体，圆筒内壁绕有电炉丝。当通电时气体就慢慢膨胀，这是个恒压过程，请分别： (1) 选理想气体为体系 (2) 选理想气体和电阻丝为体系 讨论该过程的Q和体系的ΔH是大于零、等于零、或小于零? - 22 - 一、热力学第一定律 16. 5 分 (0199) 1mol 单原子分子理想气体，沿着p/V=常数 的可逆途径变到终态，试计算沿该途径变化时气体的热容。 17. 10 分 (0200) 在27℃,压力为1.013×105 Pa下,氨以u=41cm3·s-1的流速流过一绝热管,管内用R'=100 ?电热丝加热,电流为I=0.05A,氨气离开管口处的温度为31.09℃,试计算Cp, m, CV, m。假定氨气为理想气体。 18. 5 分 (0201) 设一礼堂容积为10000 m3,室温为10℃,压力为p?。今欲将温度升至20℃,需供给多少热量(空气平均摩尔质量29 g·mol-1,Cp, m=29.3 J·K-1·mol-1)。 19. 10 分 (0204) 从如下数据，计算冰在-50 °C的标准升华热。 冰的平均热容：1.975 J·K-1·g-1 水的平均热容：4.185 J·K-1·g-1 水蒸气的平均热容：1.860 J·K-1·g-1 冰在0°C时熔化热：333.5 J·g-1 水在100 °C时的蒸发热：2255 J·g-1 20. 5 分 (0205) 在一绝热保温瓶中，将100 g 0 °C的冰和100 g 50 °C的水混合在一起，最后平衡时温度为多少？其中有多少克水？ （冰的熔化热Δ $fusHm=333.46 J·g-1，水的平均比热Cp=4.184 J·K-1·g-1。） 21. 10 分 (0223) 1mol单原子分子理想气体，始态为202 650 Pa，11.2 dm3，经 pT=常数的可逆过程压缩到终态为 405 300 Pa，求： (1) 终态的体积和温度； (2) ΔU和ΔH； (3) 所作的功。 22. 10 分 (0224) 如图所示，1mol理想气体的始态为T1, p1，终态为T2, p2。设第一次过程沿ABC进 行，第二次过程沿AC进行。试求算两次过程中所作的功。(过程均为可逆) 23. 5 分 (0225) 一个绝热容器原处于真空状态，用针在容器上刺一微小孔隙，使298 K, 101 325 Pa的空气缓缓进入，直到压力达平衡，求此时容器内的空气温度。(空气可视为双原子理想气体) 24. 10 分 (0228) 一热力学隔离体系如下图所示。设活塞在水平方向移动没有摩擦，活塞两边室内含有理想气体各为20 dm3，温度均为 298 K，压力为p?，逐步加热气缸左边气体直到右边压力为 202.650 kPa，假定CV, m= 20.92 J·K-1·mol-1，Cp, m/CV, m= 1.4，计算： (1) 气缸右边的压缩气体做了多少功? (2) 压缩后右边气体终态温度为多少? (3) 活塞左边的气体的终态温度为多少? (4) 膨胀气体贡献了多少热量? - 23 - 一、热力学第一定律 25. 10 分 (0230) 在 25℃，将某一氢气球置于体积为 5 dm3、内含空气 6 g的密闭容器中，气球放入后容器内压力为 121 590 Pa，然后非常缓慢地将空气从容器中抽出。当抽出的空气量达5 g时， 容器内的气球炸破。试求： (1) 在抽气过程中，气球内的氢气做了多少功? (2) 人们在压力为 101 325 Pa 的大气中给气球充气时，对气球做了多少功? 设平衡时气球内、外的温度、压力均相等。空气的平均摩尔质量为M=29×10-3 kg·mol-1。 26. 10 分 (0231) 一卧式气缸内有一无摩擦、不导热的活塞，活塞两侧各有54 dm3，101 325 Pa，273 K的单原子分子理想气体。左端气体通过吸热升温使压力极缓慢地增加，直到活塞把右侧气体压缩到769 057 Pa为止。试计算出左侧气体需吸收多少热量才可完成以上的变化。 27. 5 分 (0232) 一气体服从 pV=nRT 状态方程式， Cp, m=(29.4+8.40×10-3T/K) J·K-1·mol-1 (1) 计算 CV, m； (2) 已知 1mol 该气体的p1=2026.5 kPa，V1=2.00 dm3， p2=506.625 kPa， V2=8.00 dm3，请据此设计一绝热过程； (3) 计算 (2) 过程的ΔU和ΔH 28. 5 分 (0234) 带有旋塞的容器中有 25℃，121 323 Pa的气体，打开旋塞后气体自容器中冲出，待器内压力降至101 325 Pa时关闭旋塞，然后加热容器使气体温度恢复到25℃，此时压力升高至1 013 991 Pa。设气体为理想气体，第一过程为绝热可逆过程，求该气体的Cp, m值。 29. 5 分 (0235) 某气体置于一个很大的装有旋塞和压力表的厚壁玻璃瓶中。瓶中气体初始压力为151 988 Pa，温度为T1。然后在绝热可逆条件下打开旋塞让瓶中气体逸出，直至瓶中气体压力为 101 325 Pa，关闭旋塞使瓶中气体回至初始温度T1时，气体压力为119 158 Pa，假设该气体具有理想气体性质，试计算该气体的? =Cp/CV。 30. 10 分 (0249) 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。 - 24 - 一、热力学第一定律 31. 5 分 (0250) 1 mol单原子分子理想气体，初始状态为25℃，101 325 Pa经历ΔU = 0的可逆变化后，体积为初始状态的2倍。请计算Q,W和ΔH。 32. 5 分 (0251) 某高压容器中含有未知气体，可能是氮气或氩气。今在25℃时取出一些样品，从5 dm3 绝热可逆膨胀到6 dm3，温度降低了21℃，问能否判断容器中是何种气体？假设单原子分子气体的CV, m =(3/2)R ，双原子分子气体的CV, m =(5/2)R。 33. 5 分 (0252) 25℃时，活塞桶中放有100 g N2，当外压为3039.75 kPa 时处于平衡，若压力骤减到1013.25 kPa,气体绝热膨胀,试计算终态体系的T, ΔU, ΔH。假定N2是理想气体，且 CV,m (N2)=20.71 J·K-1·mol-1。 34. 10 分 (0253) 1 mol单原子分子理想气体，始态为p1=202 650 Pa，T1=273 K，沿可逆途径p/TV=a(常数)至终态，压力增加一倍，计算V1,V2,T2, ΔU, ΔH, Q, W及该气体沿此途径的热容C。 35. 5 分 (0255) 298 K时，5×10-3 m3的理想气体绝热可逆膨胀到6×10-3 m3，这时温度为278 K。试求该气体的CV, m 和Cp, m 。 36. 5 分 (0262) 一致冷机的工作效率为理想效率的50%，室温为298 K，计算把1 kg水冻成冰所需的能量及这个过程排放入室内的热量，冰的熔化热是 334 J·mol-1。 37. 5 分 (0343) 1 mol N2气在300 K，p?下被等温压缩到500p?,试计算ΔH值，已知气体常数 a0= 135.8 kPa·dm6·mol-2，b0= 0.039 dm3·mol-1，焦耳-汤姆孙系数?J-T =[(2a0/RT)-b0]/Cp, m ， Cp, m = 20.92 J·K-1·mol-1。 38. 5 分 (0268) 一辆汽车的轮胎在开始行驶时的压力为280 kPa。经过3 h高速行驶以后，轮胎压力达到320 kPa，计算轮胎的内能变化是多少？已知空气的 CV, m =20.88 J·K-1·mol-1，轮胎内体积保持不变为 57.0 dm3。（视空气为理想气体） 39. 5 分 (0269) 用搅拌器对 1 mol 理想气体作搅拌功 41.84 J，并使其温度恒压地升高 1 K，若此气体Cp, m =29.28 J·K-1·mol-1，求Q，W，ΔU和ΔH。 40. 5 分 (0291) - 25 - 一、热力学第一定律 (1) 将0℃ 0.1 kg水冷冻（环境温度 25℃）所需取出的热量与 (2) 将某物体从1 K（环境温度）冷却到10-5 K 时取出的热量相同，假定过程是可逆的,求环境至少作多少功。（冰的熔化焓为ΔfusHm= 6.01 kJ·mol-1） 41. 5 分 (0294) 一座办公楼用热泵维持其温度为293.15 K，而室外的温度为283.15 K，热泵的功由热机提供，该热机在1273.15 K燃烧原料，在293.15 K环境下工作，计算此系统的效率因子(也 就是提供给办公楼的热量与热机燃烧放出热量之比)。假定热泵和热机具有理想的效率。 42. 5 分 (0296) 某工程用黄色火药TNT(三硝基甲苯)爆破,所用药柱直径为3 cm,高为20 cm,质量为200 g, 药柱紧塞石眼底部,试估算此药柱在爆破瞬间所产生的最高压力。(TNT的爆炸热为69.87 kJ·mol-1,爆炸所达最高温度为3000℃) 43. 15 分 (0306) 1 mol单原子分子理想气体,始态p1=2p?,T1=273 K。沿可逆途径p/V=常数至终态p2=4p?。计算此途径的Q,W及气体沿此途径的摩尔热容Cm。假定Cm与T无关,CV, m=(3/2)R。 44. 15 分 (0295) 在293 K的房间里有一只电冰箱,试问：(1)若使250 g,273 K的水在冰箱里结冰所需的功为多少?若电冰箱的功率为100W,那么250 g水全部结冰需要多少时间?(2)若放入250g,20℃的水,那么在冰箱里结成273 K的冰需要多少功?(3)若放入的是298 K的水,那么冷却到293 K需要多少功?已知水的凝固热为-6010 J·mol-1,水的平均热容为4.184 J·K-1·g-1。 45. 10 分 (0312) 某单原子分子理想气体从T1=298 K，p1?5p$的初态。(a)经绝热可逆膨胀；(b)经绝热恒外压膨胀到达终态压力p2?p$。计算各途径的终态温度T2，及Q,W, ΔU ，ΔH 。 46. 5 分 (0313) 1 mol某单原子分子理想气体，始态：T1=298 K，p1?5p$，膨胀至终态压力p2?5p$。(a)恒温可逆膨胀；(b)恒外压p外?p$膨胀（等温）。试计算上述二变化途径到终态时，各自的终态温度T2,Q,W,?U,?H。 47. 5 分 (0314) 计算理想气体绝热可逆变化的?H的表达式。 48. 5 分 (0315) 根据能量均分原理计算下列理想气体的CV，m： (1)O3(g) (2)Xe(g) (3)HCl(g) (4) C2H2(g) 49. 5 分 (0322) 一气体的状态方程式是 pV=nRT +?p，?只是T的函数。 (1)设在恒压下将气体自T1加热到T2，求W可逆.； (2)设膨胀时温度不变，求W。 50. 10 分 (0324) 试计算一氧化碳25℃和40 530 kPa时焦耳-汤姆孙系数的值，已知(T/V)(?V/?T)p= 0.984， Vm= 76.25×10-3 dm3·mol-1，Cp, m = 37.28 J·K-1·mol-1。 51. 10 分 (0326) 已知某气体的状态方程及摩尔恒压热容为：pVm=RT+?p，Cp, m =a+bT+CT2，其中?,a,b,c 均为常数。若该气体在绝热节流膨胀中状态由T1, p1变化到T2, p2,求终态的压力p2，其中T1, - 26 - 一、热力学第一定律 p1,T2为已知。 52. 10 分 (0334) (1) 已知? = (1/Cp)[T(?Vm/?T)p-Vm]，若氧气(O2)服从范德华方程式：(p+a/Vm2)(Vm-b)=RT , 试导出?的表达式。 (2) 导出反转温度T(反)的表达式。若O2的摩尔体积为 0.2 dm3·mol-1，设 a = 136 kPa·dm6·mol-2，b= 0.03183 dm3·mol-1，试计算反转温度T(反)。 53. 5 分 (0335) 某一固体遵守状态方程V=V0-Ap+BT，并且它的内能是U=CT-BpT ，式中A,B,C是常数，求它的热容量CV和Cp。 54. 5 分 (0340) 某实际气体状态方程pVm=RT-aVm，a为大于零的常数，此气体经绝热向真空膨胀后，气体温度如何变化？为什么？ 55. 5 分 (0350) 已知CO2的焦耳-汤姆孙系数?J-T =1.07×10-2 K·kPa-1,CO2的Cp, m =36.61 J·K-1·mol-1。求在298 K时将50g CO2由101.325 kPa等温压缩到1013.25 kPa时的ΔH。 56. 10 分 (0356) CO2气通过一节流孔由50 p?向p?膨胀,其温度由原来的25℃下降到-39℃。已知CO2的范德华系数a=0.3637 Pa·m6·mol-2,b=4.3×10-5 m3·mol-1。 (1) 计算?J-T ； (2) 估算CO2气的反转温度； (3) 已知CO2的沸点为-78.5℃,当25℃的CO2经过一步节流膨胀欲使其温度下降至其正常沸点,试问起始压力为若干p? (终态压力为p?)。(设?J-T为常数) 57. 10 分 (0357) 某气体的状态方程为(p+a/Vm2)Vm=RT,式中a为常数。试求出1 mol该气体从(p1,V1,T)状态可逆变至(p2,V2,T)状态时的W,Q,ΔU, ΔH。 58. 10 分 (0358) 若某物质的焦耳-汤姆孙系数?和Cp均为常数,证明该体系H=CpT-?Cpp+常数。 59. 15 分 (0359) 某物质的焦耳-汤姆孙系数?和Cp均仅为温度的函数而与压力无关,证明?Cp之积必为常数,且有焓H=?(T)-?Cpp,式中?(T)为温度的函数。 60. 10 分 (0360) 0.5 mol氮气(理想气体)经下列三步可逆变化回复到原态： A) 从2 p?,5 dm3在恒温T1下压缩至1dm3 B) 恒压可逆膨胀至5 dm3,同时温度T1变至T2 C) 恒容下冷却至始态T1,2 p?,5 dm3 试计算: (1) T1,T2； (2) 途径2变化中各步的ΔU,Q,W, ΔH； (3) 经此循环的?U总, ΔH总,Q总,W总。 61. 15 分 (0361) ?U?p?Ua)T?T()V?p，导出范德华气体有()T?2。若1 mol CO2服从?V?T?VV33 范德华气体方程，从5 dm膨胀到25 dm，计算在焦耳膨胀实验中温度的变化?T。已知 (1)已知(CV=28.1 J·K-1·mol-1，α=0.364 Pa·m6·mol-2 - 27 - 一、热力学第一定律 (2)由于焦–汤系数是T,p的函数，证明如果Cp被证明为常数（即与T,p无关），则焦耳–汤姆孙膨胀的温度变化为?T??p2p1?(T,p)dp。 62. 2 分 (0389) 一个理想气体混合物在 300 K下发生化学反应，气体的总量增加 0.27 mol，如果 ΔrU=9.4 kJ，ΔrH=？ 63. 5 分 (0390) 在298 K和101 325 Pa下，0.1 kg锌在敞开的烧杯中与稀硫酸反应，如果把放出的氢气视为理想气体，计算这一过程中所做的功。如果该反应在一个封闭刚性容器中进行，做功为若干？ Zn 的摩尔质量为65.37×10-3 kg·mol-1。 64. 5 分 (0398) 1000℃时，一氧化碳和水蒸气的生成热为-111和244 kJ·mol-1,求算： (1) 反应：H2O(g)+C(石墨)═CO(g)+H2(g)的ΔrHm (2) 在1000℃下使空气和水蒸气通过大量焦炭,若使温度保持不变,空气和水蒸气的体积比应多少?假设在与氧的反应中所产生的热量容许有20%的损耗(辐射等) 65. 5 分 (0399) 在某炼钢炉中放入含C为3％的生铁104 kg, 通入空气并加热使其中的C燃烧除去。 (1) 设有 1/5 的C燃烧成CO2, 4/5 的C燃烧成为CO,问理论上需通入27℃,101.3 kPa的空气多少升(设空气组成为(体积分数)：O2 21％, N2 79％)； (2) 试求炉气中各气体的分压力。 66. 5 分 (0403) 棕榈酸氧化反应： CH3(CH2)14COOH(s)+24O2(g)=17CO2(g)+16H2O(l) ΔrH$mol-1, 计算 m(298 K)为-9958 kJ· (1) ΔrU $m (298 K)； (2) 计算上述条件下1 mol棕榈酸氧化时所做的功。 67. 5 分 (0423) 从下列数据计算无水氯化铝的生成焓： (1) 2Al(s)+6HCl(aq)=Al2Cl6(aq)+3H2(g) ΔrHm(1)=-1007 kJ·mol-1 (2) H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔrHm(2)=-184.8 kJ·mol-1 (3) HCl(g)+aq=HCl(aq) ΔrHm(3)=-72.73 kJ·mol-1 (4) Al2Cl6(s)+aq=Al2Cl6(aq) ΔrHm(4)=-645.5 kJ·mol-1 68. 5 分 (0428) 求甲苯分解为CH3-和 $基时,C─C键的断裂能。已知: (1) ΔfH m(CH3Br,g)=-33.89 kJ·mol-1 (2) ΔfH m(C6H5CH3,g)=50.21 kJ·mol-1 $- 28 - 一、热力学第一定律 (3) ΔfH $mol-1 m(Br2,g)= 31.80 kJ· (4) ΔfH $mol-1 m(C6H5Br,g)=97.07 kJ· (5) C6H5Br(g)=C6H5-+Br ΔrH $mol-1 m(5)= 297.1 kJ· -1 (6) CH3Br(g)=CH3-+Br ΔrH $(6)= 276.1 kJ·mol m (7) 2Br=Br2(l) ΔrH $mol-1 m(7)=-188.3 kJ·69. 5 分 (0429) 已知： (1) Na(s)???mol-1 ?Na(g) ΔrHm(1)= 105.0 kJ· (2) Cl2(g)???mol-1 ?2Cl(g) ΔrHm(2)= 241.0 kJ· (3) 291K291K1291KCl2(g)+Na(s)???mol-1 ?NaCl ΔrHm(3)=-411.8 kJ·20K (4) Na(g)??mol-1 ?Na+(g)+eˉ ΔrHm(4)= 493.3 kJ· (5) Na+(g)+Cl-(g)??mol-1 ?NaCl(s) ΔrHm(5)= 766.1 kJ· (6) NaCl(s)(0 K)??NaCl(s)(291 K) ΔrHm(6)= 100.4 kJ·mol-1 (7) Na(g)(0 K)+Cl(g)(0 K)??Na(g)(291 K)+Cl(g)(291 K) ΔrHm(7)= 12.13 kJ·mol-1 求氯的电子亲合势,即：Cl+ eˉ???Cl-的-?U (0 K)之值 70. 5 分 (0430) 298 K时, ΔfH $mol-1, ΔfH $mol-1 m(Na2S,s)= -375.7 kJ·m(NaCl,s)=-411.0 kJ· ΔfH $mol-1, ΔfH $mol-1 m(HCl,g)=-92.3 kJ·m(H2S,s)= -20.2 kJ· 0K?HCl(aq) ΔrHm(1)=-73.8 kJ· HCl(g)+H2O??mol-1 ?H2S(aq) ΔrHm(2)=-19.2 kJ· H2S(g)+H2O??mol-1 ?NaCl(aq) ΔrHm(3)= 4.8 kJ· NaCl(s)+H2O??mol-1 试求下列反应的ΔrHm： Na2S(s)+2HCl(aq)= H2S(aq)+2NaCl(aq) 71. 2 分 (0431) 在p?,298 K下： ?CuSO4· (1) CuSO4(s)+800H2O(l)??800H2O ΔrHm(1)=-68.74 kJ·mol-1 - 29 - 一、热力学第一定律 (2) CuSO4·5H2O(s)+795H2O(l)??800H2O ?CuSO4· ΔrHm(2)= 10.13 kJ·mol-1 求CuSO4(s)的水合热ΔH3,即反应 (3) CuSO4(s)+5H2O(l)??5H2O的热效应。 ?CuSO4·72. 5 分 (0432) 18℃乙醇和乙酸的燃烧热分别为-1367.6 kJ·mol-1和-871.5 kJ·mol-1。它们溶在大量的水中分别放热11.21 kJ·mol-1和1.464 kJ·mol-1。试计算18℃时反应： C2H5OH(aq)+O2(g)???CH3COOH(aq)+H2O(l) 的ΔrHm。 73. 2 分 (0434) 求下列酯化反应的ΔrH $m(298 K)： (COOH)2(s)+2CH3OH(l)=(COOH3)2(s)+2H2O(l) 已知：ΔcH $mol-1 m((COOH)2,s)= -120.2 kJ· ΔcH $mol-1 m(CH3OH,l)=-726.5 kJ· -1 ΔcH $(CHOOCH,s)= -1678 kJ·mol 33m74. 2 分 (0435) 已知下列反应在p?和298 K时的反应热为： (1) CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) ΔrHm(1)=-870.3 kJ·mol-1 (2) C(s)+O2(l)=CO2(g) ΔrHm(2)=-393.5 kJ·mol-1 (3) H2(g)+ 1O2(g)=H2O(l) ΔrHm(3)=-285.8 kJ·mol-1 2试计算反应： (4) 2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l) 的ΔrH $m(298 K)。 75. 5 分 (0436) 已知p?,298 K时 εC—H= 413 kJ·mol-1, εC—C= 607 kJ·mol-1, εC —O= 463 kJ·mol-1 vapH m$ εC—C=348 kJ·mol-1, ε C—O= 351 kJ·mol-1，乙醇汽化焓汽化焓Δ $(乙醇)= 42 kJ·mol-1 估算反应：C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(l) 的ΔrH m(298 K)。 76. 2 分 (0437) 已知p?,298 K时： (1) (COOH)2(s)+ (2) CH3OH(l)+ 1$O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) ΔrH m(1)=-251.5 kJ·mol-1 23$O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔrH m(2)=-726.6 kJ·mol-1 27$ (3) (COOCH3)2(l)+O2(g)= 4CO2(g)+3H2O(l) ΔrH m(3)=-1677.8 kJ·mol-1 2- 30 - 一、热力学第一定律 试求反应： (4) (COOH)2(s)+2CH3OH(l)=(COOCH3)2(l)+2H2O(l) 的 ΔrHm(4)。 77. 2 分 (0438) 已知p?和298 K时： CH4(g)的生成焓为 C(石)+2H2(g)??mol-1 ?CH4(g) ΔfH $m(1)=-74.8 kJ· -1 石墨的原子化焓为 C(石)??(2)=717 kJ·mol ?C(g) ΔatH $m H2(g)的原子化焓为 1H2(g)??mol-1 ?H(g) ΔatH $m(3)=218 kJ·2 求C—C键的键焓值。 78. 5 分 (0439) 根据下列反应热,计算298 K时AgCl(s)的标准生成热。 p?,298 K时： (1) Ag2O(s)+2HCl(g)=2AgCl(s)+H2O(l) ΔrH $mol-1 m,1=-30.57 kJ· (2) H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔrH $mol-1 m,2= -324.9 kJ· (3) 2Ag(s)+(1/2)O2(g)=Ag2O(s) ΔrH $mol-1 m,3=-184.62 kJ· (4) 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔrH $mol-1 m,4=-571.68 kJ· 79. 2 分 (0440) 已知p?,298 K时,反应 (1) 2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔrH $mol-1 m,1(298 K)=-221.1 kJ· (2) 3Fe(s)+2O2(g)=Fe3O4(s) ΔrH mmol-1 2,(298 K)=-117.1 kJ· 求反应 (3)：Fe3O4(s)+4C(g)=3Fe(s)+4CO(g) 的ΔrH $m(298 K)。 80. 2 分 (0441) 已知甲醇的标准燃烧热为-726.6 kJ·mol-1,H2O(l)和CO的标准生成热分别为-285.8 kJ·mol-1和-395.5 kJ·mol-1。求甲醇的标准生成热。 81. 10 分 (0442) 重要的化工原料氯乙烯由如下反应制备： $?CH2═CHCl(g) C2H2(g)+HCl(g)??假设反应物进料配比按计量系数而定且反应可认为能进行到底。若要使反应釜温度保持在 25℃,则每消耗1kg HCl(g)须多少kg冷却水?设水的比热为4.184 J·g-1·K-1,进口水温为10℃, 各物质 ΔfHm(298 K)/kJ·mol-1分别为：CH2═CHCl(g) 35, C2H2(g) 227, HCl(g) -92。 82. 5 分 (0443) 已知下述反应在p?,25℃时的反应热: (1) (1/2)Cl2(g)+KI(aq)=KCl(aq)+(1/2)I2 ΔrHm(1)=-109.66 kJ·mol-1 $- 31 - 一、热力学第一定律 (2) (1/2)H2(g)+(1/2)Cl2(g)=HCl(g) ΔrHm(2)= -92.05 kJ·mol-1 (3) HCl(g)+(aq)=HCl(aq) ΔrHm(3)= -72.43 kJ·mol-1 (4) KOH(aq)+HCl(aq)=HCl(aq) ΔrHm(4)= -57.49 kJ·mol-1 (5) KOH(aq)+HI(aq)=KI(aq) ΔrHm(5)= -57.20 kJ·mol-1 (6) HI(g)+(aq)=HI(aq) ΔrHm(6)= -80.37 kJ·mol-1 求气态碘化氢的标准生成焓ΔfH$m(HI)。 83. 10 分 (0444) 已知CO(g)和H2O(g)的生成焓（标准态,298 K）各为-110.46 kJ·mol-1和-243.01 kJ·mol-1。 （1）计算工业化的水煤气反应H2O(g)+C(s)=CO(g)+H2(g)的ΔrH$m(298 K)； （2）将水蒸气通入1000 °C的焦炭中，若要维持温度不变，问进料中水蒸气与空气的体积比应为多少？（假定工业化生产中C(s)与O2(g)反应产生的热量中有20%散失，按298 K计算。） 84. 10 分 (0445) 氯乙烯可通过乙炔与氯化氢在氯化汞的催化下加成制取 2 C2H2(g)?HCl(g)????CH2??CHCl(g) HgCl假定反应物物质的量比为1 ︰ 1且反应进行完全。计算为使反应容器温度始终保持在25 °C时，每千克HCl反应所需的冷却水的量。设冷却水初始温度为10 °C。 （已知：ΔfHm(298 K)(CH2==CHCl,g)=35 KJ·mol-1 ΔfHm(298 K)(C2H2,g)=227 KJ·mol-1 ΔfHm(298 K)(HCl,g)=-92 KJ·mol-1 水的热容：75 J·K-1·mol-1） 85. 15 分 (0446) 为解决能源危机，有人提出用CaCO3制取C2H2作燃料。具体反应为： Δ （1）CaCO3(s)???CaO(s)+CO2(g) $$$ （2）CaO(s)+3C(s)???CaC2(s)+CO(g) （3）CaC2(s)+H2O(l)????CaO(s)+C2H2(g) 问：（a）1 mol C2H2完全燃烧可放出多少热量？ （b）制备1 mol C2H2需多少C(s)，这些碳燃烧可放热多少？ （c）为使反应（1）和（2）正常进行，须消耗多少热量？ 评论C2H2是否适合作燃料？已知有关物质的ΔfHm(298 K)/kJ·mol-1为: CaC2（s）：-60， CO2（g）：-393， H2O（l）：-285， C2H2（g）：227， CaO（s）：-635， CaCO3（s）：-1207， CO（g）：-111 86. 10 分 (0447) - 32 - $298KΔ一、热力学第一定律 已知：p$，298 K下 ΔcHm(C3H8)=-2220 kJ·mol-1 ΔfHm(H2O)=286.0 kJ·mol-1 ΔfHm(CO2)=-393.5 kJ·mol-1 分别计算（a）恒压下、（b）恒容下，由单质生成丙烷气体的生成焓。 87. 5 分 (0452) 0.500 g正庚烷放在弹式量热计中，燃烧后温度升高2.94 K。若量热计本身及其附件的热容量为8.177 kJ·K-1，计算298 K时正庚烷的摩尔燃烧焓（量热计的平均温度为 298 K）。正庚烷的摩尔质量为 0.1002 kg·mol-1。 88. 10 分 (0453) 已知：(a) 下列键焓ε数据 (b) 固体葡萄糖升华热近似为 800 kJ·kg (c) 1mol H2O(g) 凝聚成 H2O(l) 放热 43.99 kJ·mol-1 试求固体葡萄糖 C6H12O6的燃烧热。 89. 10 分 (0454) 称取0.727 g的 D-核糖C4H9O4CHO 放在一量热计中，用过量的 O2燃烧，量热计的温度由298 K升高0.910 K，用同一仪器再做一次实验，使0.858 g苯甲酸燃烧，升温1.940 K，计算该D-核糖的摩尔燃烧内能、摩尔燃烧焓及D-核糖的摩尔生成焓。已知苯甲酸的摩尔燃烧内能ΔcUm为-3251 kJ·mol-1，液态水和 CO2(g) 的摩尔生成焓分别为-285.8 kJ·mol-1和 -393.5 kJ·mol-1。 90. 10 分 (0456) 已知 298 K，p?时，CH3OH(l)和H2O(l)的汽化焓分别为37.99 kJ·mol-1和44.011 kJ·mol-1，还已知如下键能： -1 又已知氧原子的标准摩尔生成焓为 249.2 kJ·mol，试估算 CH3OH (l) 的标准燃烧焓。 91. 5 分 (0457) 在量热计中，用过量的盐酸中和浓度为0.935 mol·dm-3的氢氧化钠水溶液0.040 dm3时，贝克曼温度计的温度上升了0.695 K，装置和溶液的热容之和为 3050 J·K-1。求1 mol 氢氧化钠和盐酸中和时的恒压反应热，即中和热。 92. 10 分 (0464) 在 298.15 K 时，草酸的标准摩尔燃烧焓为 -251.9 kJ·mol-1，根据下表示计算： (1) 298.15 K 时，草酸的标准摩尔生成焓ΔfHm(298.15 K) (2) 318.15 K 时，草酸的标准摩尔生成焓ΔfHm(318.15 K) (3) 298.15 K 时，草酸燃烧时的内能变化ΔcUm(298.15 K) -1 ΔfHm(298.15 K)/kJ·mol-1 Cp(298.15 K)/J·K-1·mol-1 H2(g) 0 28.87 O2(g) 0 29.29 C(石墨) 0 8.79 H2O(l) -285.9 75.31 - 33 - $一、热力学第一定律 CO2(g) -393.5 37.24 (COOH)2(s) ? 97.91 93. 5 分 (0465) 25℃时，C2H5OH (l) 的标准摩尔燃烧焓为 -1367 kJ·mol-1，CO2(g) 和H2O(l) 的标准摩尔生成焓分别为 -393.5 和 -285.8 kJ·mol-1，求 25℃ 时，C2H5OH (l) 的标准摩尔生成焓。 94. 5 分 (0466) 0.5 mol25℃的液体苯在弹式量热计中完全燃烧成水和二氧化碳气体时，放出热量 1632 kJ，求该温度时液体苯的摩尔燃烧焓ΔcH$m。 95. 5 分 (0467) 已知 298K 时，CH4(g)，CO2(g)，H2O(l) 的标准生成热分别为 -74.8，-393.5，-285.8 kJ·mol-1，请求算298 K时CH4(g) 的标准燃烧热。 96. 5 分 (0469) 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298 K)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： -1 ΔfH$(HO,g)=-241.8 kJ·mol, 2m ΔfH$mol-1， m(CO,g)=-110.5 kJ· ΔfH$mol-1。假定燃烧反应的产物均为气体。 m(CO2,g)=-393.5 kJ· 97. 10 分 (0470) 在298.15 K时，使5.27 g的甲醇在弹式量热计中燃烧，放出119.50 kJ 的热量。已知：相对原子量： C 12.01, H 1.008, O 16 ΔfH$mol-1，ΔfH$mol-1 m(H2O,l)=-285.84 kJ·m(CO2,g)=- 393.51 kJ· (1) 计算燃烧甲醇的ΔcH$m； (2) 用H2O(l)和CO2(g)的标准摩尔生成热的数据计算CH3OH(l)的ΔfH$m； (3) 如果甲醇的汽化焓为 35.27 kJ·mol-1，计算 CH3OH(g) 的ΔfH$m。 98. 5 分 (0471) 用微量热计测得下述反应的ΔH m分别为： $??-D-葡萄糖(l)， ΔrH m,1=-1.16 kJ· (1) ?-D-葡萄糖(l)??mol-1 ??-D-葡萄糖(l)， Δ (2) ?-D-葡萄糖(s)????-D-葡萄糖(l)， Δ (3) ?-D-葡萄糖(s)??- 34 - $fusH m,2$=10.72 kJ·mol-1 $mol-1 fusH m,3=4.68 kJ· 一、热力学第一定律 请计算 ?-D-葡萄糖(s) 变为?-D-葡萄糖(s)的ΔrH $m。 99. 10 分 (0473) 用量热计测得乙醇(l),乙酸(l)和乙酸乙酯(l)的标准恒容摩尔燃烧热ΔcU$m(298 K)分别为：-1364.27，-871.50 和 -2251.73 kJ·mol-1。 (1) 计算在p?和298 K时，下列酯化反应的ΔrH $m(298 K)； C2H5OH (l) + CH3COOH (l) = CH3COOC2H5(l) + H2O (l) (2) 已知 CO2(g) 和 H2O (l)的标准摩尔生成焓ΔfH$m(298K)分别为 -393.51和 -285.84 kJ·mol-1，求 C2H5OH(l) 的摩尔标准生成焓。 100. 10 分 (0474) 已知乙酸乙酯的燃烧热为 2246 kJ·mol-1，298K 时下列各物的摩尔标准生成焓分别为： 298 K时H2O(l)的摩尔气化热等于43.93 kJ·mol-1，求下列反应在 298 K 时的ΔrH $ΔrU $m，m。CH3COOH(l) + C2H5OH(l) = CH3COOC2H5(l) + H2O(g) 101. 10 分 (0475) 某量热学实验如下进行：(1)在一封闭的绝热恒容量热器中，盛有初始温度为298.15 K、质量为1.298 g乙酸乙酯。在过量O2存在下燃烧后，量热器温度升高2.13 K；(2)然后让量热器冷却到 298.15 K；(3)再使电流强度为2.134 76 A的电流通过量热器中电阻为125.9 ?的加热线圈75.26 s，引起温度升高2.78 K，试求： (A) 步骤 (1) 中，整个实验装置的ΔrU (B) 步骤 (3) 中，整个实验装置的ΔrU (C) 由最初状态的反应物变成最终产物的ΔrU (D) 该反应 (CH3COOC2H5+ 5O2= 4CO2+ 4H2O) 在 298.15 K的ΔrUm 102. 5 分 (0487) 1 mol 18℃的HCl气体溶解在装有900 g的18℃的量热器中,使量器内的温度升至35℃(假设量热计与环境没有热交换)。已知量热计的热当量为 170 g水,溶液的比热为 3.77 J·K-1·g-1, 试计算18℃时1 mol HCl(g)溶解在900 g水中的溶解热。 103. 5 分 (0488) 在实验室量热实验中，将0.100 dm3,0.500 mol·dm-3的CH3COOH和0.100 dm3, 0.500 mol·dm-3的NaOH混合在一量热计中,温度从25℃升至27.55℃。量热计的有效热容为150.6 J·K-1, 0.250 mol·dm-3的CH3COONa溶液的比热为4.03 J·K-1·g-1,其密度为1.034 g·cm-3。试计算CH3COOH的摩尔中和热。 104. 2 分 (0489) 已知p?,298 K时： εC—C=348 kJ·mol-1 , εC—H= 413 kJ·mol-1 εC═C=607 kJ·mol-1 , εH—H= 436 kJ·mol-1 ?C2H4(g)+H2(g) 的ΔrH m(298 K)。 求反应CH3—CH3(g)??105. 5 分 (0490) - 35 - $一、热力学第一定律 求乙醇脱水制乙烯反应的ΔrH $m(298 K)。已知： εC—H= 413 kJ·mol-1, εC—C=345.6 kJ·mol-1 εC—O=357.7 kJ·mol-1, εC—C= 610.0 kJ·mol-1 εO—H= 462.8 kJ·mol-1 106. 5 分 (0491) 计算p?,298 K时丙炔的标准摩尔生成焓ΔfH $m(298 K)。已知： (1) C(s)=C(g) ΔatH $mol-1 m=718.38 kJ· (2) H2(g)=2H(g) ΔatH $mol-1 m=217.94 kJ· (3) ?(C—C)= 413 kJ·mol-1 (4) ?(C＝C)=345.6 kJ·mol-1 (5) ?(C≡C)=835.1 kJ·mol-1 107. 5 分 (0492) 试计算C—H键焓值 ?(C—H)。已知： (1) CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔrH $mol-1 m(1)=-890.36 kJ· (2) CO2(g)=C(s)+O2(g) ΔrH m(2)= 393.5 kJ·mol-1 (3) 2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) ΔrH $mol-1 m(3)= 571.7 kJ· $$ (4) 2H2(g)=4H(g) ΔrH $mol-1 m(4)= 871.57 kJ· (5) C(s)=C(g) ΔrH m(5)= 718.38 kJ·mol-1 108. 5 分 (0493) (1) 已知下列物质的燃烧热值为： ΔcH m(298 K)[H2(g)]=-241.8 kJ·mol-1 ΔcH m(298 K)[C6H6(g)]=-3168 kJ·mol-1 ΔcH m(298 K)[C6H12(g)]=-3689 kJ·mol-1 计算反应： C6H6(g)+3H2(g)=C6H12(g)的ΔrH m(298 K)。 (2) 已知各物质的摩尔热容为： Cp[C6H6(g)]=[11.7+0.247(T/K)] J·K-1·mol-1 Cp[C6H12(g)]=[10.9+0.401(T/K)] J·K-1·mol-1 Cp[H2(g)]=28.9 J·K-1·mol-1 求125℃时上述反应的ΔrH m。 109. 2 分 (0498) p?,298 K下,乙炔的燃烧热ΔcH m=-1300 kJ·mol-1,求它的生成热。 (已知：ΔfH m(CO2, 298 K)=-393.5 kJ·mol-1, ΔfH m(H2O,l, 298 K)=-285.8 kJ·mol-1)。 110. 5 分 (0494) - 36 - $$$$$$$$一、热力学第一定律 化肥厂造气工段中同时进行两个反应 (设压力恒定)： (1) C(s)+(1/2)O2(g)=CO(g) ΔrH$mol-1 m,1=-110.5 kJ· -1 (2) C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔrH $= 131.3 kJ·mol m,2 为使造气炉温保持恒定,问空气和水蒸气通入的体积比应是多少? (设造气过程中有10% 的热量散失;设空气中N2和O2体积比为80:20 ) 111. 15 分 (0495) 合成氨厂造气工段的气化炉中分别进行两个反应 (设压力恒定) (1) C(s)+(1/2)O2(g)=CO(g) ΔrHm,1=-110.5 kJ·mol-1 (2) C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔrHm,2= 131.3 kJ·mol-1 实际生产中除要考虑维持一定的炉温外,还需考虑合成工段所需的气体比例,即满足V(H2+CO):V(N2)=3:1。因此气化炉采取间歇式生产,在一段时间内只通入空气,进行反应(1),并放空;另一段时间内通入一定比例的空气+水蒸气使反应(1)和(2)同时进行。问: (A) 同时通入空气+水蒸气时,两者的体积比应为多少? (B) 只通空气的时间与同时通入空气与水蒸气的时间比例应为多少?(设通空气升温时 有10%热量损失，空气中N2与O2的体积比为4:1) 112. 10 分 (0496) 已知下述4个反应的热效应 (p?,298 K )： ?CO2(g) ΔrH $ (1)C(s)+O2(g)??mol-1 m,1(298 K)=-393.7 kJ· ?CO2(g) ΔrH$ (2)CO(g)+(1/2)O2(g)??mol-1 m,2(298 K)=-283.3 kJ·?C(g)+O(g) ΔrH $ (3) CO(g)??mol-1 m,3(298 K)=1090 kJ· -11?O(g) ΔrH $ (4)2O2(g)??(298 K)= 245.6 kJ·mol m,4 求下列三个反应的热效应: 1?CO(g) ΔrH $ (5)C(s)+2O2(g)??m,5(298 K)=? ?C(g) ΔrH m,6(298 K)=? (6) C(s)??$?C(g)+2O(g) ΔrH m,7(298 K)=? (7) CO2(g)??113. 5 分 (0497) 已知p?,298 K下, C(s),H2(g)和C6H6(l)的燃烧热分别为-393.3 kJ·mol-1,-285.8 kJ·mol-1和 $?C6H6(l)的热效应ΔrH$-3268 kJ·mol-1。求反应6C(s)+3H2(g) ??m。 114. 10 分 (0500) 1 mol H2SO4与n mol水在25℃混合的?H由下述经验方程给出： ΔH/kJ=-75.6n/(n+1.80) (n?20) 试计算n =10的溶液之微分溶解热及微分稀释热。 115. 10 分 (0501) HCl(g)和KCl(s)在p?,298 K的标准生成焓和在水中的标准解离焓值如下： ΔfHm(298 K)/kJ·mol-1 ΔdHm(298 K)/kJ·mol-1 HCl(g) -92.3 -75.1 KCl(s) -435.9 17.2 计算水合氯离子和水合钾离子的标准生成焓。 - 37 - $$一、热力学第一定律 116. 5 分 (0502) 已知298 K下, ΔfH$mol-1，ΔfH$mol-1， m[Na2S(s)]= -375.7 kJ·m[NaCl(s)]=-411.0 kJ· ΔfH$mol-1， ΔfH$mol-1。 m[HCl(g)]=-92.3 kJ·m[H2S(s)]=-20.2 kJ· 又 HCl(g)+(aq)???HCl(aq) Δ H2S(g)+(aq)???H2S(aq) Δ NaCl(s)+(aq)???NaCl(aq) Δ mol-1 solHm(1)=-73.8 kJ·mol-1 solHm(2)=-19.2 kJ·mol-1 solHm(3)= 4.8 kJ· 试求下述反应的ΔrH $m(298 K)：Na2S(s)+2HCl(aq)=H2S(aq)+2NaCl(aq)。 117. 10 分 (0503) 从以下数据计算甲烷中C—H键能,进而计算正戊烷中C—C键能。已知： C(s)的原子化焓为 713 kJ·mol-1 H2(g)的解离焓为 436.0 kJ·mol-1 CH4(g)的生成焓为 -75.0 kJ·mol-1 n-C5H12(g)生成焓为 -146.0 kJ·mol-1 118. 10 分 (0504) 用以下数据计算甲苯的共振能ΔvHm(298 K)： C7H8(l)+9O2(g)=7CO2(g)+4H2O(l) ΔrHm,1=-3910 kJ·mol-1 C7H8(l)=C7H8(g) ΔrHm,2=38.1 kJ·mol-1 H2(g)=2H(g) ΔatHm,3= 436.0 kJ·mol-1 C(s)=C(g) Δ mol-1 subHm,4=715.0 kJ· H2(g)+(1/2)O2(g)=H2O(l) ΔrHm,5=-285.8 kJ·mol-1 C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔrHm,6=-393.5 kJ·mol-1 键能ε/kJ·mol-1 分别为： ε(C—H)=413.0, ε(C—C)=345.6, ε(C═C)=610.0 119. 10 分 (0505) p?,25℃时，乙烯腈(CH2═CH—CN)、石墨和氢气的燃烧热分别为-1758,-393和-285.9 kJ·mol-1；气态氰化氢和乙炔的生成焓分别为129.7和226.7 kJ·mol-1。已知p?下CH2═CH—CN的凝固点为-82℃,沸点为78.5℃,在25℃时其汽化热为32.84 kJ·mol-1。求25℃及 p?下,反应 ?CH2═CH—CN(g) 的ΔrH $C2H2(g)+HCN(g)??m(298 K)。 120. 5 分 (0506) 已知p?,25℃下： ΔfHm[AgCl(s)]=-127.03 kJ·mol-1 ΔfHm[Ag+(aq)]=105.90 kJ·mol-1 ΔfHm[Cl-(aq)]=-167.4 kJ·mol-1 $$$- 38 - 一、热力学第一定律 求反应：AgNO3(aq)+KCl(aq)???AgCl(s)+KNO3(aq) 的ΔrH $m。 121. 5 分 (0507) 计算298 K下，CO(g)和CH3OH(g)的标准生成焓，并计算反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)的标准焓变。已知如下燃烧焓数据： ΔcH$mol-1 (1) m(298 K)(CH3OH(g))=-763.9 kJ· ΔcH$mol-1 (2) m(298 K)(C(s))=-393.5 kJ· ΔcH$mol-1 (3) m(298 K)(H2(g))=-285.8 kJ· ΔcH$mol-1 (4) m(298 K)(CO(g))=-283.0 kJ· 122. 10 分 (0508) 氯化氢和氯化钾在298 K时的标准生成焓和在水中的标准解离焓数据如下： ΔfH$mol-1 ΔdH$mol-1 m(298 K)/kJ·m(298 K)/kJ· HCl(g) -92.3 -75.1 KCl(s) -435.9 17.2 计算水合Cl-离子和水合K+离子的标准生成焓。 123. 15 分 (0509) 由下列数据，计算甲苯的共振能。甲苯结构式 CH3。 ΔrHm(298 K)/kJ·mol-1 (1)C7H8(l)+9O2(g)=7CO2(g)+4H2O(l) ?3910 (2)C7H8(l)=C7H8(g) ?381. (3)H2(g)=2H(g) ?4360. (4)C(s)=C(g) ?7150. (5)H2(g)?1O2(g)?H2O(l) ?2858. 2(6)C(s)+O2(g)=CO2(g) ?3935. 键能/kJ·mol-1： ε(C—H)=4130. , ε(C—C)=3456. ， ε(C==C)=6100. 。 124. 10 分 (0510) 由如下数据，计算甲烷中C—H键的键能和正戊烷中的C—C键的键能(298 K)。 C(s)的原子化焓为713 kJ·mol-1 H2(g)的解离焓为436.0 kJ·mol-1 CH4(g)的生成焓为-75.0 kJ·mol-1 n-C5H12(g)生成焓为-146.0 kJ·mol-1 125. 10 分 (0511) p,298 K时，乙醇(l)的ΔcHm=-1366.9 kJ·mol-1, CO2(g)和H2O(l)的ΔfHm分别为-393.5和285.9 kJ·mol-1。 （1）写出乙醇燃烧反应以及CO2(g)，H2O(l)的生成反应的热化学方程式。 - 39 - $$$一、热力学第一定律 （2）计算C2H5OH(l)的标准摩尔生成热。 （3）若2.0 mol C2H5OH(l)在氧弹中燃烧，其热效应QV为多少？ 126. 5 分 (0512) 工业硫酸浓度为17.8 mol·kg-1，即1 mol H2SO4中含0.287 mol H2O，如将此硫酸稀释至3 mol·dm-3，所得溶液为400 g。计算25 °C时的稀释热。已知稀硫酸和浓硫酸的生成热分别为-882.8和-815.9 kJ·mol-1 (25 °C)。假定稀释过程是绝热的，溶液的温度将从25 °C升至多少？设溶液比热为4.2 kJ·K-1·g-1。 127. 10 分 (0512) 工业硫酸浓度为17.8 mol·kg-1，即1 mol H2SO4中含0.287 mol H2O，如将此硫酸稀释至3 mol·dm-3，所得溶液为400 g。计算25 °C时的稀释热。已知稀硫酸和浓硫酸的生成热分别为-882.8和-815.9 kJ·mol-1 (25 °C)。假定稀释过程是绝热的，溶液的温度将从25 °C升至多少？设溶液比热为4.2 kJ·K-1·g-1。 128. 5 分 (0513) (I)根据下列数据，计算反应 C2H4(g) + H2(g) = C2H6(g)在298 K时的反应热。 (1) C2H4(g) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 2H2O(g) ΔcH $mol-1 m,1=-1395 kJ· (2) C2H6(g) + (7/2)O2(g) = 2CO2(g) + 3H2O(g) ΔcH $mol-1 m,2=-1550 kJ· (3) H2(g) + (1/2)O2(g) = H2O(g) ΔcH $mol-1 m,3=-243 kJ· (II)已知在298 K至1000 K范围内，反应 C2H4(g) + H2(g) = C2H6(g)的平均热容变化为0.9 J·K-1·mol-1，结合题1的结果，计算该反应在1000 K下的反应热。 129. 10 分 (0517) (1) 利用以下数据,计算298 K时气态氯化氢的ΔfHm 。 NH3(aq)+HCl(aq)=NH4Cl(aq) ΔH1(298 K)=-50.4 kJ·mol-1 物质( 298 K) N H3(g) HCl(g) NH4Cl(g) ΔfHm/kJ·mol-1 -46.2 x -315 ΔsolHm/kJ·mol-1 -35.7 -73.5 16.4 (2) 利用(1)的结果和下列热方程式计算1000 K时气态HCl的生成焓。 已知：Cp(H2,g)/J·K-1·mol-1 =27.8+3.4×10-3 T/K Cp(Cl2,g)/J·K-1·mol-1=34.8+2.4×10-3 T/K Cp(HCl,g) /J·K-1·mol-1=28.1+3.5×10-3 T/K 130. 5 分 (0518) 计算下列反应在1000℃的恒压反应热。 C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) - 40 - 一、热力学第一定律 131. 5 分 (0519) 合成氨反应 N2(g)+3H2(g)???2NH3(g) 在298 K, p?时： ΔrH $m(298 K)=-92.38 kJ Cp, m(N2)=[26.98+5.912×10-3(T/K)-3.376×10-7(T/K)2] J·K-1·mol-1 Cp, m(H2)=[29.07-0.837×10-3(T/K)+20.12×10-7(T/K)2] J·K-1·mol-1 Cp, m(NH3)=[25.89+33.00×10-3(T/K)-30.46×10-7(T/K)2]J·K-1·mol-1 求上述反应的热效应ΔrHm(T)与温度T的关系式。 132. 5 分 (0520) 求反应 C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) 的反应热与温度的关系式。 133. 15 分 (0521) 在化肥厂的变换工段,主要进行如下反应: CO+H2O=CO2+H2 ,现有p?,400℃下组成 为CO 32%,H2 37%,CO2 8%,N2 23%的原料气与相当于6倍量的水蒸气一起通入变换塔。若设 反应在绝热条件下进行,出口气温度为500℃,求CO的变换率及出气口的气体组成。 已知各气体的平均摩尔定压热容Cp, m /J·K-1·mol-1为： CO H2 CO2 N2 H2O 29.8 29.2 43.8 29.7 34.9 CO2,CO,H2O三种气体在298 K的生成热分别为-393.5 kJ·mol-1,-110.5 kJ·mol-1和-241.8 kJ·mol-1。 134. 10 分 (0522) p?及25℃时，将(a)1 mol CaO,(b) 1 mol CaCO3溶于1mol·dm-3的HCl溶液中,放热分别为： (a)193.3 kJ, (b) 15.02 kJ。现若将1 kg 25℃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: 1.013 135. 10 分 (0523) 已知下列数据： ΔfHm[298 K,NH3(g)]=-46.2 kJ·mol-1 - 41 - $一、热力学第一定律 Cp(H2)=(29.1+0.002T/K) J·K-1·mol-1 Cp(N2)=(27.0+0.006T/K) J·K-1·mol-1 Cp(NH3)=(25.9+0.032T/K) J·K-1·mol-1 式中T为热力学温度。计算398 K时NH3(g)的生成焓ΔfH$m(398 K)和生成热力学能 ΔfU$m(398 K)。 136. 5 分 (0541) 某炸弹内盛有1 mol CO和0.5 mol O2，估计完全燃烧后的最高温度和压力各为多少。设起始温度T1=300 K，压力p1=101.325 kPa。300 K时反应： CO(g) + (1/2)O2(g) = CO2(g) 的QV =-281.58 kJ，CO2的CV, m/J·K-1·mol-1=20.96+0.0293(T/K)，并假定高温气体服从理想气体行为。 137. 10 分 (0542) 利用下列所给数据，计算甲烷在纯氧中完全绝热恒压燃烧，反应进度为 1mol 时火焰的温度，甲烷和氧气在25℃时按化学方程式的化学计量数比混合。 (1) CH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(g)； ΔcH(298 K)=-820 kJ·mol-1 (2) 物质 Cp/J·K-1·mol-1 CO2(g) 26.4 + 4.26×10-2T/K H2O(g) 32.4 + 0.21×10-2T/K 这里T为绝对温度。 138. 5 分 (0545) 求乙炔在理论量的空气中燃烧时的最高火焰温度。燃烧反应在p?下进行,乙炔和空气 的温度为25℃,设空气中O2和N2的组成分别为20%(体积分数)和80%,各物质摩尔热容与温 度的关系式为： Cp,CO2/J·K-1·mol-1=28.66+35.70×10-3(T/K) Cp,H2O(g)/J·K-1·mol-1=30.00+10.71×10-3(T/K) Cp,N2/J·K-1·mol-1=27.87+4.27×10-3(T/K) 各物质的生成焓 ΔfH$mol-1: m(298 K)/kJ· CO2:-393.5；H2O(g):-241.8；C2H2:226.8 139. 10 分 (0546) 木材在300℃可以着火。擦火柴时,必须使火柴头所发生的化学反应放出足够热量方能 点燃火柴杆。今用摩尔比为3∶11的Sb2S3与KClO3混合物作火柴头, 问能否将火柴点燃? 设木柴比热为1.75 J·g-1·K-1, 密度为0.5 g·cm-3; Sb2S3和KClO3的密度分别为4.6 g·cm-3和2.3 g·cm-3 。 各物质热容(J·K-1·mol-1)分别为：Sb2O5:118；KCl:51；SO2:40 ； 各物质生成 焓ΔfHm(298 K)/kJ·mol-1分别为：Sb2S3:972；KClO3:436；Sb2O3:175；KCl:391；SO2:297 木柴杆横断面积为2×2mm2,木柴头直径为3 mm,柴杆深入火柴头2.5 mm 140. 10 分 (0547) 在p?,298 K时,水煤气燃烧反应 H2(g)+CO(g)+O2(g)=H2O(g)+CO2(g) - 42 - $一、热力学第一定律 为使燃烧完全,加入了两倍空气(N2:O2=4:1(体积比))。问燃烧可能达到的最高火焰温 度为多少?已知： ΔfH$mol-1 m(H2O,g)=-241.8 kJ· Cp, m(H2O,g)=[29.99+10.71×10-3(T/K)] J·K-1·mol-1 ΔfH$mol-1 m(CO2,g)=-393.5 kJ· Cp, m(CO2,g)=[32.22+22.18×10-3(T/K)] J·K-1·mol-1 ΔfH$mol-1 m(CO,g)=-110.5 kJ· Cp, m(O2)=[34.6+1.01×10-3(T/K)] J·K-1·mol-1 Cp, m(N2,g)=[28.28+2.54×10-3(T/K)] J·K-1·mol-1 141. 5 分 (0548) 甲烷在空气中燃烧。设反应瞬间完成,则在p?,25℃条件下该反应完成时,反应中心区温度为多高?设空气中含O2 20%,含N2 80%(体积分数)。 Cp/J·K-1·mol-1分别为： CO2(g)：28.66+35.70×10-3(T/K) H2O(g)：30.00+10.71×10-3(T/K) N2(g)：27.87+4.27×10-3(T/K) -1 气体生成焓ΔfH$(298 K)/ kJ·mol分别为： m CH4(g):-74.85; CO2(g):-393.5; H2O(g):-241.8 142. 10 分 (0549) p?下,煅烧水泥的转炉是利用燃烧煤粉加热的。假设喷进转炉的煤粉掺有按燃烧反应 计量的空气,问转炉可能达到多高温度?已知： ΔfH $mol-1; 空气中O2:N2=1:4 (体积比) m(CO2,298 K)=-393.5 kJ· Cp, m(CO2)=(26.65+42.26×10-3T/K-14.27×10-6(T/K)2) J·K-1·mol-1 Cp, m(N2)=(27.87+4.27×10-3T/K) J·K-1·mol-1 143. 15 分 (0550) 用接触法制H2SO4的过程中,由沸腾焙烧炉出来的气体经净化后,其组成为(体积分数)SO2 7% , O2 11%, N2 82%。进入第一段触媒层时,进口温度45℃,出口气体有70% SO2变为SO3,且触媒层绝热良好,试估算出口气体的温度。已知： SO2(g)+(1/2)O2(g)=SO3(g) ΔrH $mol-1 m(298 K)=-98.31 kJ· 各气体的Cp, m为：O2 31.3；N2 29.9；SO2 46.49；SO3 64.49 J·K-1·mol-1 144. 15 分 (0551) 为发射火箭,现有三种燃料可选：CH4+2O2,H2+(1/2)O2,N2H4+O2。 (1) 假设燃烧时无热量损失,分别计算各燃料燃烧时的火焰温度。 (2) 火箭发动机所能达到的最终速度,主要是通过火箭推进力公式 Isp=KCpT/M确定。T为排出气体的绝对温度, M为排出气体的平均分子量,Cp为排出气体的平均摩尔热容,K对一定的火箭为常数。问上述燃料中哪一种最理想? 已知298 K时各物质的ΔfHm/kJ·mol-1：CO2(g) –393；H2O(g) –242；CH4(g) –75；N2H4(g) - 43 - $一、热力学第一定律 +95。 各物质的摩尔定压热容Cp, m/J·K-1·mol-1：CO2(g) 37；H2O(g) 34；N2O(g) 38。 145. 10 分 (0552) 氧弹中盛有1 mol CO(g)和0.5 mol O2 (g)，起始状态为p$，300 K时，反应： CO(g)?1O2???CO2(g) 放热281.58 kJ 2CO2的CV,m=(20.96+0.0293T/K) J·K-1·mol-1。假定气体服从理想气体方程。计算终态时氧弹的温度及压力。 四、问答题 ( 共63题 ) 1. 2 分 (0004) 在盛水槽中放入一个盛水的封闭试管，加热盛水槽中的水（做为环境），使其达到沸点，试问试管中的水（体系）会不会沸腾，为什么？ 2. 5 分 (0007) 假设热力学函数Y是n1,n2,n3,?,nr（物质的量）的一次齐函数，证明在体系的组成(摩尔 分数)x1,x2,x3,...,xr-1不变的条件下，Ym=Y/n与n无关(n=n1+n2+ ? +nr)。 3. 2 分 (0009) 一个爆炸反应体系应看作是绝热体系还是孤立体系？ 4. 2 分 (0010) 一定量理想气体的内能U及焓H都是温度的函数。这能否说明，理想气体的状态仅用 一个变量——温度T即可确定？ 5. 1 分 (0011) 绝热恒容的封闭体系必为隔离体系。此结论对吗？ 6. 1 分 (0012) 凡是体系的温度有变化，则体系一定有吸热或放热现象。凡是温度不变，则体系就没有吸热放热现象。两结论对吗 ? 绝热的封闭体系就是孤立体系。对否？ 7. 2 分 (0015) \煤炭中储存着许多热量\这句话对不对?说明理由。 8. 2 分 (0195) 已知：? = (1/V)(?V/?T)p ? = (-1/V) (?V/?p)T 证明：(?U/?p)V =CV? /? 9. 1 分 (0019) 热力学体系与环境之间的界面是物质构成的,还是非物质界面? 10. 1 分 (0027) 真空空间可否选为热力学体系中的一部分? 11. 5 分 (0061) 由热力学第一定律?Q=dU+pdV，并且内能是状态函数，证明热不是状态函数。 （提示：即证明 ?Q 不是全微分） 12. 5 分 (0062) 试证明理想气体在可逆过程中的功?W=pdV不是一个全微分。 13. 2 分 (0064) 有人认为封闭体系“不作功也不吸热的过程ΔU=0，因而体系的状态未发生变化”，请对此加以评论并举例说明。 14. 2 分 (0069) - 44 - 一、热力学第一定律 将两种不同气体分别装在同一气缸的两个气室内。两气室之间有隔板隔开。左气室中气体的状态为：V1=2 m3，T1=273 K，p1=101.3 kPa；右气室中气体的状态为：V2=3 m3，T2=303 K，p2=3×101.3 kPa。现将隔板抽掉，使两气体混合。若以整个气缸中的气体为体系的话， 则此过程中做功W为多少?传热Q为多少?内能改变量ΔU为多少? (整个气缸是绝热的) 15. 2 分 (0075) 在等温等压条件下，一定量的水变成水蒸气(假定为理想气体), dU=(?U/?T)pdT+(?U/?p)Tdp，因等温过程dT=0，等压过程dp=0 ，所以dU=0, 此结论对吗 ? 为什么 ? 16. 1 分 (0113) 某体系从同一始态变化至同一终态,可设计若干种可逆过程及若干种不可逆过程,是否经过任意一种不可逆过程比经过任意一种可逆过程体系对环境所做的功都要少? 17. 1 分 (0116) 将半烧杯室温下的水在电炉上加热至沸腾,此为可逆过程还是不可逆过程? 18. 2 分 (0120) (1) 体积功的积分表达式应如何准确表达? (2) 什么条件下可写成 WV = ?V2V1pdV 19. 2 分 (0122) 一个体系经历一无限小变化,则此过程是否一定可逆? 20. 2 分 (0142) 有人认为，孤立体系状态改变时内能是守恒量，而焓不是守恒量，请对此加以评论并举例说明。 21. 2 分 (0144) 在 298.15K 时，1mol 的理想气体其内能U和焓H的绝对值无法知道，因此，此时U和H之间的差值也不可知，对吗？ 22. 2 分 (0147) 理想气体向真空绝热膨胀，dU=0，dT=0，而实际气体的节流膨胀过程dH=0，dT≠0。上述两结论对吗? 23. 2 分 (0150) 焓可以写成温度和压力的函数，即H=H(T,p), 因此： dH=(?H/?T)pdT+(?H/?p)Tdp 在一定外压下,单组分体系有一定的沸点,若在该沸点温度下液体变为气体,则按上式dT=0,dp=0。所以dH=0,但实际上,液体汽化时须吸收热量，即dH>0,为什么会出现这种矛盾的结论。 24. 2 分 (0160) 因为焓是温度和压力的函数：H=f(T,p),dH=(?H/?T)pdT+(?H/?p)Tdp在相变点,由于 dT=0,dp=0,故可逆相变时 dH=0 。此结论对否?说明理由。 25. 5 分 (0163) 27℃时,将100 g Zn溶于过量稀硫酸中。反应若分别在开口烧杯和密封容器中进行。哪种情况放热较多?多出多少? 26. 1 分 (0185) 常温下一定量气体的热容量Cp与CV哪个大？ 27. 2 分 (0196) 有人说，因为ΔU =QV，而内能是个状态函数，所以虽然Q不是状态函数，但QV是个 - 45 - 一、热力学第一定律 状态函数，此话对吗？请阐明理由。 28. 5 分 (0197) 一个绝热圆筒上有一个理想的(无摩擦无重量的)绝热活塞，其内有理想气体，内壁绕有电炉丝。当通电时气体就慢慢膨胀，因为这是个恒压过程，Qp=ΔH，又因为是绝热体系，所以ΔH=0，这个结论是否正确，为什么? 29. 1 分 (0221) dU=(?U/?T)VdT=CVdT只对理想气体的等容过程适用，此结论对吗? 30. 5 分 (0222) 证明对理想气体有： (?CV/?V)T = 0 ； (?Cp/?p)T = 0 31. 10 分 (0226) 1 mol 双原子分子理想气体，沿热容C=R (气体常数)途径可逆加热，请推导此过程的过程方程式。 32. 5 分 (0227) 证明: Cp-CV = - (?p/?T)V[(?H/?p)T -V] 33. 5 分 (0240) 一理想气体经下列不同可逆过程使体积增加一倍， (1) 等压过程 (2) 等温过程 (3) 绝热过程 请说明： (A) 哪一过程的终态温度最高 (B) 哪一过程对外做功最大 (C) 哪一过程吸收热量最多 34. 5 分 (0246) 某理想气体的CV, m /J·K-1·mol-1=25.52+8.2×10-3(T/K)，问： (1) Cp, m 和T的函数关系是什么？ (2) 一定量的此气体在300 K下，由p1=1.10325×103 kPa，V1=1dm3膨胀到p2=101.325 kPa，V2=10 dm3时，此过程的ΔU，ΔH是多少？ (3) 第 (2) 中的态变能否用绝热过程来实现？ 35. 2 分 (0247) 对于任何气体，(?U/?T)V =CV，(?H/?T)p=Cp，此话对吗? 36. 5 分 (0342) 推导 van der Waals 气体的恒温压缩系数? 和恒压膨胀系数? 的关系式，并从Euler 关系式 (?T/?p)V·(?p/?V)T·(?V/?T)p= -1 , 证明： nR?=? (V-nb)。 37. 5 分 (0272) 单原子分子理想气体的内能为(3/2)nRT+C (C为常数)，请由此导出理想气体的(?U/?V)T 和(?H/?V)T。 38. 5 分 (0273) 请说明下列公式适用条件： ΔH = Qp H = U + pV W体= ?V2V1pdV ΔUp= nCV, m(T2- T1) ΔH =ΔU + VΔp 39. 5 分 (0281) - 46 - 一、热力学第一定律 证明范德华气体 (p+a/V 2m)(Vm-b)=RT 的焦耳系数： (?T/?Vm)U =-a/V 2mCV, m 40. 10 分 (0282) 对理想气体，试证明 dV= (nR/p)dT-(nRT/p2)dp，并证明pdV不是某个函数的全微分。 41. 5 分 (0283) 试用有关数学原理，证明下列各关系式： (A) (?U/?V)p= Cp(?T/?V)p-p (B) (?U/?p)V = CV (?T/?p)V 42. 10 分 (0284) 试导出理想气体绝热可逆过程中功的表达式： (1) W=[p1V1/(?-1)][1- (p1/p2) ??1?] (2) W=[p2V2/(1-?)][1- (V2/V1)?-1] 43. 1 分 (0286) 理想气体由始态101 325 Pa出发在1 013 250 Pa恒定外压下绝热压缩至平衡态，则Q=0， W<0，ΔU>0，ΔH>0，此结论对吗？ 44. 1 分 (0287) ? 关系式 pV = 常数适用于理想气体的绝热过程。此话对吗？ 45. 2 分 (0289) 一个外有绝热层的橡皮球内充101 325 Pa的理想气体，突然将球投入真空中，球的体积增加了一倍。指出该过程中Q,W,?U和?H的值（用正、负号表示）。 46. 5 分 (0290) 试证明若某气体的 (?U/?V)T> 0，则该气体向真空绝热膨胀时，气体温度必然下降。 47. 5 分 (0292) 理想气体的 atto 循环由下面四个可逆步骤拼成： (1) 绝热可逆压缩 (2) 恒容升温 (3) 绝热可逆膨胀 (4) 恒容降温 试证明循环的效率为? =1-(V2/V1)?-1，其中? =Cp/CV。 48. 5 分 (0293) 试从热力学第一定律的原理出发，论证封闭体系不作非体积功的理想气体的恒压绝热过程不可能发生。 49. 2 分 (0307) 当理想气体冲入一真空绝热容器后,其温度将: ( ) (A) 升高 (B) 降低 (C) 不变 (D) 难以确定 50. 2 分 (0301) 理想气体若发生一多方可逆膨胀,pVn=C(γ>n>1),至终态压力为p0,则在p-V图上,p为纵坐标,V为横坐标，其终点位置在由同一始态出发的恒温可逆膨胀至相同压力 p0的终态位置的哪一方? 51. 5 分 (0321) - 47 - 一、热力学第一定律 某气体状态方程式为 pVm=RT +?p（?为正数），证明该气体经节流膨胀后温度必然上升。 52. 5 分 (0323) 单原子固体的状态方程可表示为pV+nG =BU，式中U是内能，B是常数，G是仅与摩 尔体积有关的函数，证明：B =?V/?CV 。(式中?为膨胀系数,?为压缩系数) 53. 10 分 (0325) 某实际气体的状态方程为pVm=RT+p(b-a/RT),b>0，在 Boyle 温度(TB)下,pVm=RTB,现设该 气体在始态TB, p1下进行节流膨胀,试确定终态时温度是否发生变化？ 54. 10 分 (0330) 某实际气体状态方程为pVm=RT+bp (b= 26.7 cm3·mol-1)， (1) 该气体在焦耳实验中温度如何变化？ (2) 该气体在焦耳-汤姆孙实验中温度如何变化？ 55. 5 分 (0331) 证明：?J-T = - (V/Cp)(?CV?J-?p+1) ?J为焦耳系数 ?J = (?T/?V)U ?为压缩系数 ? = -(1/V)(?V/?p)T 56. 5 分 (0337) 试证明焦耳-汤姆孙实验是不可逆过程。 57. 5 分 (0341) 某气体状态方程pVm=RT+Bp，式中B为常数。 (1) 证明该气体的内能只是温度的函数； (2) 证明该气体的焦耳-汤姆孙系数?J-T =-B/Cp。 58. 5 分 (0344) 某一定量气体遵循p(Vm-b)=RT 状态方程，式中b为常数，并设CV, m为常数， 证明： (1)U仅是T的函数 (2)? =Cp/CV =常数 59. 5 分 (0347) 证明，对纯实际气体有?J-T =-(V/Cp)[?CV?J-?p+1], 式中? = (-1/V)(?V/?p)T, ?J= (?T/?V)U。 60. 1 分 (0348) 理想气体的焦耳-汤姆孙系数?J-T一定等于零。此话对吗？ 61. 2 分 (0354) 用理想气体做J-T实验。因为气体通过小孔绝热膨胀,所以Q=0,W>0；故ΔU=Q-W=-W<0,即理想气体经J-T实验后内能减少。此结论对否?说明理由。 62. 10 分 (0355) 证明：对于盖·吕萨克定律(V/T=C)成立的气体，在焦耳-汤姆孙实验中温度不变。 63. 10 分 (0391) 判断以下各过程中Q,W,ΔU,ΔH是否为零？若不为零，能否判断是大于零还是小于零？ (1) 理想气体恒温可逆膨胀 (2) 理想气体节流膨胀 (3) 理想气体绝热、反抗恒外压膨胀 (4) 1mol 实际气体恒容升温 (5) 在绝热恒容器中，H2(g) 与 Cl2(g) 生成 HCl(g) (理想气体反应) - 48 -