本文格式為Word版，下載可任意編輯——第1章化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)習(xí)題解答（一）第1章化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)（一）一、選擇題（均為單項(xiàng)選擇題，將正確選項(xiàng)填在各題后的括號內(nèi)）1.系統(tǒng)的以下各組物理量中都是狀態(tài)函數(shù)的是（C）A.T,P,V,QB.m,Vm,Cp,ΔVC.T,P,V,nD.T,P,U,W原因：A中T,P,V是，Q不是，是過程量；B中Vm,Cp是，m不是，ΔV是狀態(tài)函數(shù)的變化，D中T,P,U是，W不是2.熱力學(xué)能是系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù)，若某一系統(tǒng)從一始態(tài)出發(fā)經(jīng)一循環(huán)過程又回到始態(tài)，則系統(tǒng)熱力學(xué)能的增量是（A）A．ΔU=0B.ΔU＞0C.ΔU＜0U2=U1，U2—U1=03.對于封閉系統(tǒng)來說，當(dāng)過程的始終態(tài)確定后，以下各項(xiàng)中（A）無確定值。A.QB.Q+WC.W(當(dāng)Q=0時)D.Q(當(dāng)W=0時)Q是過程量，即使始終態(tài)一致，但過程不同時，Q也可能不同。根據(jù)熱力學(xué)第一定律，ΔU=Q+W，當(dāng)過程的始終態(tài)確定后，ΔU有確定值，即因此Q+W有確定值，因此，B、C、D都有確定值。4.焓是系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù)，定義為H?U?pV，若系統(tǒng)發(fā)生狀態(tài)變化時，則焓的變化為?H??U??(pV)，式中?(pV)的含義是（B）。A.?(pV)??p?VB.?(pV)=p2V2－p1V1C.?(pV)?p?V?V?p5.B的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓［變］為?cHm(B,?,298.15K)??200kJ?mol，則B燃燒時的反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓［變］?rHm(298.15K)為（A）。A.－200kJ?molB.0C.200kJ?molD.40kJ?mol根據(jù)定義，物質(zhì)燃燒（指完全燃燒）時反應(yīng)的焓變就是該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓。6.已知CH3COOH（l），CO2（g），H2O（l）的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓［變］??fHm(298.15K)/kJ?mol?1分別為－484.5，－393.5，－285.8，則CH3COOH（l）的標(biāo)準(zhǔn)??1摩爾燃燒焓［變］?cHm(l,298.15K)/(kJ?mol)為（D）。?1?1?1??1?A.－484.5B.0C.－194.8D.－874.1根據(jù)反應(yīng)CH3COOH(l)?2O2(g)?2CO2(g)?2H2O(l)，該反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓就是CH3COOH（l）的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓［變］，而

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??rHm(298.15K)?2?(?393.5kJ?mol?1)?2?(?285.8kJ?mol?1)?(?484.5kJ?mol?1)??874.1kJ?mol?17.關(guān)于熱力學(xué)其次定律，以下說法不正確的是（D）A.其次類永動機(jī)是不可能制造出來的B.把熱從低溫物體傳到高溫物體，不引起其他變化是不可能的C.一切實(shí)際過程都是熱力學(xué)不可逆過程D.功可以全部轉(zhuǎn)化為熱，但熱一定不能全部轉(zhuǎn)化為功這是有條件的，即在不引起環(huán)境改變的前提下（不留下痕跡）二、填空題（在以下各小題中畫有“____〞處填上答案）1.物理量Q（熱量）、T（熱力學(xué)溫度）、V（系統(tǒng)體積）、W（功），其中屬于狀態(tài)函數(shù)的是T、V；與過程有關(guān)的量是Q、W；狀態(tài)函數(shù)中屬于廣度量的是V；屬于強(qiáng)度量的是T。2.QV??UV的應(yīng)用條件是恒容；W/=0；封閉系統(tǒng)。3.已知反應(yīng)（i）CO（g）+H2O(g)?CO2(g)?H2(g)??1?rHm(298.15K)??41.2kJ?mol（(ii)CH4g）+2H2O(g)?CO2(g)?4H2(g)??1?rHm(298.15K)?165.0kJ?mol?H2O(g)?CO(g)?3H2(g)的?rHm(298.15K)為206.2kJ﹒mol-1。則反應(yīng)（iii）CH（4g）反應(yīng)（iii）=反應(yīng)(ii)—反應(yīng)（i）??cHmC2H6(g)及H2(g)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓4.已知298.15K時C2H（、［變］（298.15K）4g）分別為-1411?kJ?mol?1，-1560kJ?mol?1及-285.8kJ?mol?1，則?(298.15K)為-136.8kJ﹒C2H（?H2(g)?C2H6(g)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓［變］?rHm4g）mol-1。

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???rHm(298.15K)????B?cHm(B,?,298.15K)B??[?1560kJ?mol?1?(?1411kJ?mol?1?285.8kJ?mol?1)]??136.8kJ?mol?1三、是非題（下述各題中的說法是否正確？正確的在題后括號內(nèi)畫“√〞，錯誤的畫“×〞）1.隔離系統(tǒng)的熱力學(xué)能是守恒的。（√）2.100℃、101325Pa下，1mol水變成同溫同壓下的水蒸氣，該過程ΔU=0。（×）ΔG=0，但ΔU≠03.298.15K時，H2(g)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓［變］與H2O(l)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓［變］量值上相等。（√）H2(g)的燃燒反應(yīng)就是H2O(l)的生成反應(yīng)4.反應(yīng)CO(g)?1?（T）即是CO2(g)的O2(g)?CO2(g)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓［變］?rHm2?標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓［變］（T）。（×）?fHmCO（g）是化合物而不是單質(zhì)。四、計算題及證明（推導(dǎo)）題1.10mol理想氣體由25℃1.00MPa膨脹到25℃0.100MPa。設(shè)過程為：（i）向真空膨脹；（ii）對抗恒外壓0.100MPa膨脹，分別計算以上各過程的體積功。解：（i）由式WV??V2V1psudV知，當(dāng)psu=0時，WV=0（ii）psu?p2?0.100MPa?nRTnRT?p2WV??psu(V2?V1)??p2????nRT(1?)?p1?p1?p20.100MPa?1?1)??10mol?8.314J?mol?K?298.15K(1?1.00MPa=?22.31kJ2.氫氣從1.43dm33.04?10Pa，298.15K可逆絕熱膨脹到2.86dm3。氫氣的（i）求終態(tài)的溫度和壓力；（ii）求該過程的Cp,m?28.8J?K?1?mol?1，按理想氣體處理。53

Wv、Q、ΔU和ΔH。解：（i）由TV11??1?T2V2??1得T2?T1(V1??1)V2∵??Cp,mCV,m?Cp,mCp,m?R?28.8?1.428.8?8.314∴T2?298.15(1.431.4?1)?225K2.865?33T2pV225K?3.04?10Pa?1.43?10m511p2???1.14?10Pa?33TV298.15K?2.86?10m12pV3.04?105Pa?1.43?10?3m311（ii）n???0.175molRT18.314J?mol?1?K?1?298.15KQ=0WV??U?n(CV,m)(T2?T1)?n(Cp,m?R)(T2?T1)=0.175?(28.8?8.314)?(225?298.15)??262J?H?nCp,m(T2?T1)?0.175?28.8?(225?298.15)??368.6J3.100g液體苯在正常沸點(diǎn)80.2℃及101.325kPa下蒸發(fā)為苯蒸氣，已知苯的摩爾蒸發(fā)潛熱?vapHm?30.810kJ?mol?1，試求上述蒸發(fā)過程的Wv、Q、ΔU和ΔH。苯的摩爾質(zhì)量MC6H6?78。解：n?100g?1.28mol?178g?mol?1Qp??H?n?vapHm?1.28mol?30.810kJ?mol?39.44kJWV??nRT??1.28mol?8.314J?mol?1?K?1?(273.15?80.2)K=?3760J??3.760kJ?U?Qp?WV?35.68kJ4.根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓數(shù)據(jù)計算反應(yīng)：CaCO3(s)?CaO(s)?CO2(g)的???rHm(298.15K)和?rUm(298.15K)。4

解：CaCO3(s)?CaO(s)?CO2(g)?fH(B,?,298)?1206.87?635.6?393.51kJ?mol?1??rHm(298)??(?635.6?(?393.51)?(?1206.87)?=177.6kJ?mol?WV???1??BB(g)RT??1?8.314?298.15?2480J?mol?1?2.48kJ?mol?1???rUm?Q?W?Qp?WV??rHm?WV?177.76?2.48?175.28kJ?mol?15.（i）將2000kJ的熱供給鍋爐中的水讓其在100℃沸騰，在20℃的冷凝器中冷卻，其所能做的最大功和最少向冷凝器放熱各為多少？（ii）若利用過熱蒸氣使水在150℃煮沸，則其所能做的最大功和最少向冷凝器放熱又各為多少？解：（i）T1=373KT2=293KQ1=2000kJ由式（1—67）???WVT1?T2?(p47)得Q1T1T1?T2373?293??2000kJ???429kJT1373WV??Q1由式（1—67）???WVQ1?Q2?得Q1Q1?WV?Q1?Q2所以Q2??WV?Q1?[?(?429)?2000]??1571kJ（ii）T1=423KT2=293KWV??Q1T1?T2423?293??2000kJ???615kJT1423Q2??WV?Q1?[?(?615)?2000]??1385kJ5

6.有400J的熱量從300K的環(huán)境流入290K的系統(tǒng)，求其總熵變。解：?Ssy?QsyTsy?400J?1.379J?K?1290K?Ssu?Qsu?400J???1.333J?K?1Tsu300K?S??Ssy??Ssu?1.379?1.33?0.046J?K?17.1mol理想氣體由25℃1MPa膨脹到0.1MPa，假定過程分別為：（i）定溫可逆膨脹；（ii）向真空膨脹。計算各過程的熵變（?Ssy、?Ssu及?S）。解：（i）?S