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1、第二一、选择题1. 某系统恒压时功的表示式是:A. RTAnB. nRTln（yjV）2. 焓的定义式H=U+pV中的p代表：A. 系统的总压力C. 外压3. 某理想气体的Cp/Cv = 1.40,它是：A. 单原子分子气体C. 三原子分子气体4. 非理想气体在绝热条件下向真空膨胀A.Q= 0B.W= 0章 热力学第一定律C. P(V2-V1)D. -np(V2-V1)B.系统中各组分的分压D. 100kPaB. 双原子分子气体D. 四原子分子气体下述中正确的是：C. AU = 0D. AH = 05. 某系统经不可逆循环，下列描述错误的是：A.Q= 0B.ACp= 0C.AU= 0D.AH=
2、 06. 两种理想气体在绝热钢性容器中经化学反应后系统温度升高、压力增大，则A.AU= 0，AH= 0B.AU 0，AH 0C. AU = 0，AH 丰 0D. AU 0，AH Cu（s）B. H O(s)- 273K,101.3kPa T H O(l)22D. 理想气体等温可逆膨胀13.反应的计量方程为H2(g)+Cl2(g) = 2HCl(g), 5mol H2(g)与4molCl2(g)混合发生反应，最后生成2mol HCl(g),贝y该反应进度g为：A. 1molB. 2molC. 4molD. 5mol 14.在298K时，石墨的标准生成焓A H （C，石墨）的值：f mA. 大于零
3、B. 等于零C. 小于零D. 无法确定15. 某气体的状态方程为 pVm=RT+bp（b 是大于零的常数），则下列结论正确的是：A. 其焓H只是温度T的函数B. 其热力学能U只是温度T的函数C. 其热力学能和焓都是温度T的函数D. 其热力学能和焓不仅与温度T有关，还与气体的体积Vm或压力p有关二、填空题1. lmol双原子理想气体的H/QT)p = K-i。2. 欲测定有机物燃烧热Q，一般使反应在氧弹中进行，实测得热效应为QV。所用公式Q=QV+A(nRT)中的T为的温度。3. 内外压力相差无限小的膨胀和压缩过程就是过程。这种膨胀过程中系统做功，压缩过程中环境对系统做功(填“最小”或“最大”)
4、。4. 气体液化的必要条件是它的温度必须低于某一温度，这一温度称。5. 把打气时气筒内的空气视作系统，假设气筒、橡皮管和轮胎等均不导热，则该过程Q0，W0。三、问答题1. 试用有关数学原理，证明：(1) (dU/dp) = C (dT/dp) (2) dU/dV) = C (dT/dV) -p。V VVp pp2. 证明：C-CV = - p/QT)vH/Qp)T-V。3. 求证在理想气体图上任一点处，绝热可逆线的斜率的绝对值大于恒温可逆线的斜率的绝对值。4. 某气体状态方程式为pVm=RT +ap(a为正数)，证明该气体经节流膨胀后温度必然上升。5. 证明：Cp-CV = - p/QT)VH
5、/Qp)T-V6. 试证明对lmol van der Waals气体的来说，其恒温可逆膨胀功为V - bW 二 RT ln maV - bm,2m,1m,l四、计算题1. 在100C, p下，lmol水(1)可逆蒸发，A H e =40.7kJmol-1, (2)向真空蒸发为蒸气，假设蒸气为vap m理想气体，液体水的体积可忽略不计，求：Q、W、AU和AH2. 设某单原子理想气体从始态273K、1000 kPa、10dm3,分别经(1)等温可逆绝热可逆(3)绝热不可逆膨 胀到压力为100kPa的终态，试计算各过程的Q、W、AU和AH。3. 碳化钨WC在弹式量热计中燃烧，反应式为WC(s)+2.
6、5O2(g) WO3 (s)+CO2(g)在300K时测得QV =-1192kJ，已知C和W的燃烧热分别为-393.5kJmol-1和-837.5 kJmol-1，求该反应的 AH 和 WC 的生成热。4. 某理想气体CV =5R/2。今有该气体5mol在恒压下温度降低50*。求过程的W、Q、AU和AH。V,m5. 4mol某理想气体，C =7R/2。由始态100kPa、100dm3，先恒压加热使体积增大到150 dm3,再恒容加p,m热压力增大到150 kPa，求过程的W、Q、AU和AH。6. 单原子理想A与双原子理想B的混合物共5mol，摩尔分数yB=0.4,始态温度为400K，压力为20
7、0 kPa。今该混合气绝热反抗恒外压100 kPa膨胀到平衡态。求终态温度及过程的W、AU和AHo7. 25oC下密闭恒容的容器中有10g固体萘在过量的O2(g)中完全燃烧成CO2和H2O。过程放热401.727 kJ。 求：(1)燃烧过程的反应进度， 固体萘的AU，(3)固体萘的AH。c mc m8. 氢气与过量50%的空气混合物置于密闭恒容的容器中，始态温度25oC、压力100kPa。将氢气点燃，反 应瞬间完成后，求系统所达到的最高温度和最大压力。空气组成按y(O2，g) =0.21, y(N2，g) =0.79计算。水 蒸气的标准摩尔生成焓见附录。各气体的平均摩尔定容热容(J-mol-1
8、-K-1)分别为：O2，25.1； N2，25.1； H2O， 37.66。假设气体适用理想气体状态方程。第二章 热力学第一定律参考答案A7 A7 ） ） ）DABABB CABAACCBC（ （ （ （ 答 答 答 答 答 答 答 答 答 答 答 答 答 答 答 012345 1234567891111111.2.3.4.5.答答答答答29.1 (R7/2xl=3.5R)外水套中之水 准静态；最大，最小 临界温度=，三、问答题1. 答(dU/dp)V=(dU/dT) (dT/dp)VV=C (dT/dp)VV(2) 因为 U=H-pV 所以(dU/dV) = (dH/dV) -ppp二(dH
9、/dT) (dT/dV) -p 二 C (dT/dV) -ppppp2. 答C -C =(dH/dT) - (dU/dT)p VpV=(dH/dT) - d(H-pV)/dTpV =(dH/dT) - (dH/dT) + V(dp/dV) (1)pVVH=f(T，p)dH=(dH/dT) dT+(dH/dp) dppT(dH /dT ) = (dH /dT ) + (H /p ) d T(2)VpTV将(2)式代入(1)式，得C-C=(dH/dT)-(dH/dT)-(dH/dp)(dp/dT)+V(dp/dTp VppTVV= -(dp/dT ) (dH/dp ) -V VT因为r = C/C
10、Vp,m V,m对于理想气体而C= CV +R 即CP CVp,m V,mP,m V,m所以 r 1 即：理想气体绝热线的斜率大于等温线的斜率。曲线的斜率为4.答r= (dT/dp) =-(1/C )(dH/dp) =-(1/C )V-T(dV/dT) _HpTppV=(RT/p)+a(dV /0T ) =R /pp= -(1/C )(RT/p +a -RT/p) = _a/C 0pp卩=(dT/dp) =-(1/C ) v- (RT/p)Hp5.答C -C =(dH/dT) -(dU/dT)p VpV=(dH/dT) -d(H-pV)/dTpV=(dH/dT) -(dH/dT) + V (d
11、p/dV )pV(1)H=f(T,p)dH=(0H/0T) dT + (0H/dp) dppT(2)(dH /0T )二(刃 /0 ) + (HVp将(2)式代入(1)式，得C -C=(dH/dT)-(dH/dT)-(dH/dp)(dp/dT)p VppTV= -(dp/dT ) (dH/dp ) -V VT6.答1mol van der Waals气体的状态方程为(p + a)(V - b) = RT V2 mmRT ap = V b - VTmm在恒温可逆膨胀中W = J p dV = J pdV = J (- )dV外V - b V 2V - b二 RT In m2V - bm,1a (
12、VLm,21Vm,1四、计算题1. 解(1) AH = Q = 40.7kJW = -peAV = - p V = -RT = -3.1kJAU=Q+W=(40.7-3.1)kgJ = 37.6kJ(2) 始终态相同AH = 40.7kJAU = 37.6kJW= 0Q =AU = 37.6kJ2. 解(1) J理想气体等温可逆膨胀 AU = 0AH = 0n=p1V1/(RT)=1000X10/(8.314X273)=4.41(mol)W = -1nR1T1ln(1V2/V1) = -nRT1ln(p1/p2)=-4.41X8.314X2731n10 = -23.05 (kJ) Q = -W = 23.05 kJ(2)绝热可逆膨胀Q= 0单原子理想气体：y = C / C = 5/3p,m v,m(T2/T1)y= (p1/p2)1-y(T2/273)5/3 = (1000/100)1- 5/3求得：T2 = 108.7KW = AU = nCv,m(T2-T)=4.41X3/2R(108.7-273)= -9159(J) AH = nC (T -T )
