第一章
是非题       下列各题的叙述是否正确？正确的在题后括号内画“Ö”，错误的画“´”
1 在定温定压下，CO2由饱和液体转变为饱和蒸气，因温度不变， CO2的热力学能和焓也不变。´
2 25℃时H2(g)的标准摩尔燃烧焓等于25℃时H2O(g)的标准摩尔生成焓。（´）
3 稳定态单质的DfHmy(800K)=0 。  (Ö )
4 dU=nCv,mdT公式对一定量的理想气体的任何pVT过程都适用。 (Ö    )
5 系统处于热力学平衡态时，其所有的宏观性质都不随时间而变。（Ö  ）
6 若系统的所有宏观性质均不随时间而变，则该系统一定处于平衡态。（´  ）
7 隔离系统的热力学能是守恒的。（Ö ）
8隔离系统的熵是守恒的。（´  ）
9 一定量理想气体的熵只是温度的函数。（´  ）
10 绝热过程都是定熵过程。（´  ）
11 一个系统从始态到终态，只有进行可逆过程才有熵变。（´ ）
12 系统从同一始态出发，经绝热不可逆过程到达的终态，若经绝热可逆过程，则一定达不到此终态。（Ö ）
13 热力学第二定律的克劳修斯说法是：热从低温物体传到高温物体是不可能的。´
14 系统经历一个不可逆循环过程，其熵变> 0。（´  ）
15 系统由状态1经定温、定压过程变化到状态2，非体积功W’<0，且有W’>DG和DG <0，则此状态变化一定能发生。（Ö）     
16绝热不可逆膨胀过程中DS >0，则其相反的过程即绝热不可逆压缩过程中DS <0。(´)
17 临界温度是气体加压液化所允许的最高温度。(  Ö   )
选择题   选择正确答案的编号，填在各题后的括号内：
1 理想气体定温自由膨胀过程为（D  ）
     (A)        Q>0   (B) DU<0  (C) W<0   (D) D H=0
2 已知反应H2(g)+(1/2)O2(g)==H2O(g)的标准摩尔焓[变]为DrHmy(T)，下列说法中不正确的是（  B   ）
(A)DrHmy(T)是H2(g)的标准摩尔生成焓
(B) DrHmy(T)是H2O(g)的标准摩尔燃烧焓
(C) DrHmy(T)是 负值。
(D) DrHmy(T)与反应的DrUmy(T)在量值上不等
3 对于只做膨胀功的封闭系统的(¶A/¶T)V值是：（B）
(A)大于零 (B) 小于零　(C)　等于零 (D)不确定
4 对封闭系统来说，当过程的始态和终态确定后，下列各项中没有确定的值是：A
(A)      Q   (B)Q+W   (C) W(Q=0)     (D) Q(W =0)
5 pVg=常数（ g＝Cp,m/CV,m)的适用条件是（　C）
(A)绝热过程　(B)理想气体绝热过程 (C)理想气体绝热可逆过程 (D) 绝热可逆过程
６当理想气体反抗一定的压力作绝热膨胀时，则 (D  )
(A)焓总是不变　　(B)热力学能总是增加(C)焓总是增加　　(D)热力学能总是减少
7 在隔离系统内（C）
(A)热力学能守恒，焓守恒　(B)热力学能不一定守恒，焓守恒
(C)热力学能守恒，焓不一定守恒(D)热力学能、焓均不一定守恒
8 从同一始态出发，理想气体经可逆和不可逆两种绝热过程（B ）
(A)    可以到达同一终态 (B)不可能到达同一终态
 (C)可以到达同一终态 ，但给环境留下不同影响
9 从热力学四个基本过程可导出 =（B ）




10 对封闭的单组分均相系统，且W’=0时，   的值应是（B ）
(A)<0  (B)>0  (C) =0  (D)无法判断
11 1mol理想气体（1）经定温自由膨胀使体积增加1倍；（2）经定温可逆膨胀使体积增加1倍；（3）经绝热自由膨胀使体积增加1倍；（4）经绝热可逆膨胀使体积增加1倍。在下列结论中何者正确？（D ）
(A)DS1= DS2= DS3= DS4 (B)DS1= DS2， DS3= DS4=0
(C)DS1= DS4， DS2= DS3 (D)DS1= DS2= DS3， DS4=0
12   373.15K和py下，水的摩尔汽化焓为40.7kJ•mol-1，1mol水的体积为18.8cm3，1mol水蒸气的体积为30 200cm3，1mol水蒸发为水蒸气的D U为（C ）。
(A)45.2kJ•mol-1              (B)40.7kJ•mol-1(C)37.6kJ•mol-1                (D)52.5kJ•mol-1
13 戊烷的标准摩尔燃烧焓为-3 520kJ•mol-1，CO2(g)和H2O(l)的标准摩尔生成焓分别为-395kJ•mol-1和-286kJ•mol-1，则戊烷的标准摩尔生成焓为（:D  ）
(A)2 839kJ•mol-1              (B)-2 839kJ•mol-1 (C)171kJ•mol-1                (D)-171kJ•mol-1
填空题   在题的“             ”处填上答案
1 一定量的理想气体由同一始态压缩至同一压力p，定温压缩过程的终态体积为V，可逆绝热压缩过程的终态体积V’，
则V’  >   V。（选择填> 、= 、< ）
2 已知 DfHmy(CH3OH,l,298K)= -238.57kJ•mol-1DfHmy(CO,g,298K)= -110.525kJ•mol-1
则反应CO(g)+2H2(g)==CH3OH(l)的DrHmy(298K)=    -128.0kJ•mol-1       ，DrUmy(298K)=     -120.6kJ•mol-1    。
3  25 ℃ C2H4(g)的DcHmy= -1 410.97kJ•mol-1 ；CO2(g)的DfHmy= -393.51kJ•mol-1 ，H2O(l)的DfHmy= -285.85kJ•mol-1；则C2H4(g)的DfHmy=    52.25kJ•mol-1    。
4 焦耳-汤姆孙系数         ，mJ-T>0表示节流膨胀后温度    低于
节流膨胀前温度。（第二空选答高于、低于或等于）
5 理想气体在定温条件下向真空膨胀，DU  =   0, DH  =  0,DS  >  0。（填>, <, =）
6 热力学第三定律的普朗克说法的数学表达式为   S*(0 K, 完美晶体)=0   。
7 1mol 理想气体由同一始态开始分别经可逆绝热膨胀（Ⅰ）与不可逆绝热膨胀（Ⅱ）至相同终态温度，则DUⅠ   =   DU Ⅱ，DSⅠ <  DS Ⅱ。（选择填>, <, =）
8 1 mol理想气体从 p1=0.5 MPa 节流膨胀到 p2=0.1 MPa时的熵变为
D S=13.38J.K-1     。
9 使一过程的D S=0，应满足的条件是  绝热可逆过程   循环过程  。
 10 在隔离系统中发生某剧烈化学反应，使系统的温度及压力皆明显升高，则该系统的D S   >0； D U   =0；DH    >0  ； D A      <0   。（选填>0, =0, <0或无法确定）
11等式 适用于   理想气体
12 298 K下的体积为2dm3的刚性绝热容器内装了 1 mol的 O2(g)和 2 mol 的H2(g)，发生反应生成液态水。该过程的D U  ＝  0 .
13 有个学生对理想气体的某个公式记得不太清楚了，他只模糊记得的是   。你认为，这个公式的正确表达式中，x应为 p.
 14 理想气体从某一始态出发，经绝热可逆压缩或定温可逆压缩到同一固定的体积，哪种过程所需的功大     绝热可逆压缩  。 
1-1-1. 298 K时，将0.05 kg的N2由0.1 MPa定温可逆压缩到2 MPa，试计算此过程的功。如果被压缩了的气体在反抗外压力为0.1 MPa下做定温膨胀再回到原来状态，问此过程的功又是多少？
解：n = 50 g / 28 g•mol-1 = 1.79 mol
 
第反抗外压力0.1 Mpa，
 
1-1-2.   理想气体定温可逆膨胀，从V1至10V1，对外作功41.85 kJ，p1 = 202.6 kPa，求V1；又若气体为2 mol时，温度为多少？
解：W = nRTln( V1 / V2 ) = nRTln( V1 / 10V1 ) =－2.303nRT =－41850 J
nT = 2185.7 mol•K
V1 = nRT / p1 = ( 8.314×2185.7 / 202600 ) m3   = 0.0897 m3 = 89.7dm3
若   n = 2 mol，则 T = ( 2185.7 / 2 ) K = 1092.85 K
1-1-3. 求下列各过程的体积功：(视H2为理想气体)。
( 1 )5 mol H2由300 K，100 kPa定压下加热到800 K；
( 2 )5 mol H2由300 K，100 kPa定容下加热到800 K；
 ( 3 )5 mol H2由300 K，1.0 MPa定温可逆膨胀到1.0 kPa；
( 4 )5 mol H2由300 K，1.0 MPa自由膨胀到1.0 kPa。
解：( 1 )由式      ，对定压过程，则
 W = －psu ( V2－V1 ) = －psunR 
因为：p1 = p2 = psu 所以：W = －nR ( T2－T1 ）= －20.78 kJ   
( 2 )定容过程，即dV = 0，所以，W = 0。 
( 3 )对理想气体，定温可逆过程：W1 = －nRTln( p1 / p2 ) = －86.15 kJ
( 4 )理想气体自由膨胀，W = 0。
1-1-4. 10 mol的理想气体，压力1013 kPa，温度300 K，分别求出定温时下列过程的功：
( 1 )向真空中膨胀； ( 2 )在外压力101.3 kPa下体积胀大1 dm3；
 ( 3 )在外压力101.3 kPa下膨胀到该气体压力也是101.3 kPa；
( 4 )定温可逆膨胀至气体的压力为101.3 kPa。
解：( 1 ) W = 0 ( 因psu = 0 )         ( 2 ) W = －101.3×1 J = －101.3 J
( 3 ) W = －psu[ nRT( 1 / p2－1 / p1 ) ]
= [－101.3×10×8.314×300( 1 / 101.3－1 / 1013 )] J  = 22.45 kJ
( 4 ) W = nRTln( p2 / p1 )= [ 10×8.314×300ln( 101.3 / 1013 ) ] J = －57.43 kJ 
1-1-5. 10 mol理想气体由25℃，1.0 MPa膨胀到25℃，0.1 MPa，设过程为：( 1 )自由膨胀；( 2 )对抗恒外压力0.1 MPa膨胀；( 3 )定温可逆膨胀。试计算三种膨胀过程中系统对环境作的功。
解：( 1 ) W = 0
( 2 ) W = －psuDV = －psunRT (1/p2-1/p1)
=－0.1 MPa×10 mol×8.314 J•mol-1•K-1×298 K×(1/0.1MPa－1/1.0MPa) =－22.30 kJ
( 3 ) W = －nRTln( V2 / V1 ) = nRT lnp2 / p1 = －57.05 kJ
1-1-6.  计算2 mol理想气体在以下过程中所作的功：( 1 )25℃时，从10.0 dm3定温可逆膨胀到30.0 dm3；( 2 )使外压力保持为101.3 kPa，从10.0 dm3定温膨胀到30.0 dm3；( 3 )在气体压力与外压力保持恒定并相等的条件下，将气体加热，温度从T1 = 298 K升到T2，体积从10.0 dm3膨胀到30.0 dm3
解：( 1 )定温可逆过程，psu = p，
 W1 = －[ 2×8.314×298 ln(30.0 / 10.0) ] J = －5.44 kJ          
( 2 )恒外压力过程，psu = 101.3 kPa
W2 = －psu( V2－V1 ) = －101.3×( 30.0－10.0 )×10-3 kJ = －2.03 kJ
( 3 )定压过程，p = psu = C，
p1 = nRT / V = [(2×8.314×298 ) / ( 10.0×10-3 )] Pa= 4.96×105 Pa
W2 = －psu( V2－V1 ) = －4.96×105× ( 30.0－10.0 )×10-3 J  = －9.91 kJ
1-1-7. 计算：（1）1 mol水在100℃，101.3 kPa下汽化时的体积功。已知在100℃，101.3 kPa时水的比体积（1克水的体积）为1.043 ml•g-1，饱和水蒸气的比体积为1.677 ml•g-1；（2）忽略液体体积计算体积功；( 3 )把水蒸气看做理想气体，计算体积功。  ( 已知H2O的摩尔质量为18.02 g•mol-1。)
解：( 1 ) W = －psu( V2－V1 )=－101.3×[ (1.677－1.043)×18.02×10-3 ]J= －3059 J
( 2 ) W » －psuV2 = －101.3×103 ´ ( 1.677×18.02×10－6)  = －3061 J
(3)
 
W = －psu( V2－V1 ) » －101.3( 30.63－18.02×1.043×10-3 ) J  = －3101 J
或 W = －psu( V2－V1 ) » －psuV2 = －nRT = －1×8.314×373.15 J = －3102 J
1-1-8. 101.3 kPa下，冰在0℃的体积质量(密度)为0.9168×106 g•m-3，水在100℃时的体积质量（密度）为0.9584×106 g•m-3，试求将1 mol 0℃的冰变成100℃的水的过程的功及变成100℃的水气过程的功。设水气服从理想气体行为。H2O的摩尔质量为18.02 g•mol-1。
解：W = －psu[ V(水)－V(冰)]
 = [－101.3×103( 18.02 / 0.9584－18.02 / 0.9168 )×10-6 ]J= 0.0864 J
W = －psu[V(气)－V(冰) ]
=－101.3×103 [ 8.314×373/101.3×103－18.02 / ( 0.9168×106 ) ] J= －3099 J
1-1-9. 求100 g，25℃的饱和水蒸气定温可逆膨胀到0.101 kPa时的功。已知25℃时水的饱和蒸气压为3.17 kPa。设水蒸气符合理想气体行为.
（已知H2O的摩尔质量为18.02 g•mol-1。）
解：
1-1-10. 计算25℃时50 g铁溶解在盐酸中所做的功：（1）在密闭容器中，（2）在敞开的烧杯中。设外压力恒定，产生的H2视做理想气体，液体体积可忽略。(已知Fe的摩尔质量为55.8g•mol-1。)
解：Fe( s )＋2HCl( aq ) ® FeCl2( aq )＋H2( g )
（1）DV = 0，W = －psuDV = 0。
（2）H2反抗恒定的外压力作功：
W = －psu (V2－V1)=－psuV2 =－pV2=－nRT
=-50/55.8x8.314x298J=-2220
 

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