练习题

一、思考题

1.区分下列基本概念，并举例说明。

（1）系统与环境；

（2）状态与状态函数；

（3）功和热；

（4）热和温度；

（5）热力学能和焓；

（6）标准摩尔反应焓与标准摩尔反应热力学能变；

（7）标准摩尔生成焓与标准摩尔燃烧焓；

（8）反应进度与化学计量系数；

（9）标准状态与标准状况。

2.状态函数的基本特征是什么？T、p、V、Q、m、σ、n中哪些是状态函数？哪些属于强度性质？哪些属于广延性质？

3.等量的气体自同一始态出发，分别经恒温可逆膨胀或恒温不可逆膨胀，达到相同的终态。由于可逆膨胀过程所做的功WR大于不可逆膨胀过程的功WIR，所以，QR>QIR。对吗？为什么？

4.下列说法是否正确，简要说明理由。

（1）单质的标准生成焓都为零；

（2）H2O（l）的标准摩尔生成焓等于H2（g）的标准燃烧焓；

（3）由于Qp=ΔH，H是状态函数，所以Qp也是状态函数；

（4）石墨和金刚石的燃烧热相等。

二、填空题

1.过程与途径的主要区别是：　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

2.在298K及101.325kPa下1.00dm3 等温可逆膨胀到2.00dm3，所做的体积功为　　　　　　　。

3.热力学第一定律与能量守恒定律的主要区别是　　　　　　　　。

4.热力学函数H的定义式为　　　　　　　　。

5.单原子理想气体系统恒容摩尔热容数值为：　　　　　　　　。

6.标准摩尔反应焓与摩尔蒸发焓两个物理量符号里都有一个m的下标，请分别解释其所代表的含义：　　　　　　　、　　　　　　　。

三、选择题

1.下列叙述中不属于状态函数特征的是　　　　。

①系统状态确定后，状态函数的值也确定

②系统变化时，状态函数的变量只由系统的始、终态确定

③经循环过程，状态函数值不变

④状态函数均具有加和性

2.下列叙述中不属于可逆过程特征的是　　　　。

①过程的每一步都接近平衡态，故进行缓慢

②系统按原方式返回原状时，环境也恢复原状

③过程的始、终态一定相同

④过程中，若做功则做最大功，若耗功则耗最小功

3.下列叙述中正确的是　　　　。

①系统的温度越高，其热力学能越大

②系统的温度越高，其热量越大

③凡系统的温度升高，一定是吸收了热

④凡系统的温度不变，一定是既不吸热也不放热

4.在下列关于焓的叙述中，正确的是　　　　。

①因为ΔH=Qp，所以焓就是恒压热

②气体的焓只是温度的函数

③理想气体系统的温度变化相同时，焓变为一定值，与过程无关

④任何过程的ΔH都是大于零的

5.下列关于标准摩尔生成焓的描述中，不正确的是　　　　。

①生成反应中的单质必须是稳定单质

②稳定单质标准摩尔生成焓定为零

③反应温度必须是298.15K

④生成反应中各物质的压力必须是100kPa

6.功的计算公式为W=nCV，m（T2-T1），下列过程中不能应用此式的是　　　　。

①理想气体的可逆绝热过程

②理想气体的可逆恒外压过程

③实际气体的绝热过程

④凝聚系统的绝热过程

四、计算题

1. 1mol理想气体恒压下升温1℃，其体积功是多少？

（-8.314J）

2.一定量的气体在30.4×105Pa的恒定外压作用下，体积缩小了1.2dm3，计算气体与环境交换的功。

（3.65kJ）

3.计算下列四个过程中1mol理想气体的膨胀功。已知气体的初态体积为25dm3，终态体积为100dm3。初终态的温度均为100℃。（1）可逆恒温膨胀；（2）向真空膨胀；（3）外压恒定为终态压力下的膨胀；（4）开始膨胀时，外压恒定为体积等于50dm3时的平衡压力，当膨胀到体积为50dm3时，再在体积为100dm3的平衡压力下膨胀到终态。试比较这四个过程功的数值，结果说明了什么？

（-4.299kJ，0，-2.326kJ，-3.10kJ）

4.现有1mol理想气体在202.65kPa、10dm3时恒容升温，使压力升至初压的10倍，再恒压压缩到体积为1dm3。求整个过程的Q、W、ΔU、ΔH。

（Q=-W=-18.2kJ，ΔU=ΔH=0）

5.已知CH4（g） 的恒压摩尔热容为Cp，m=22.34+48.12×10-3T［J/（mol·K）］。试计算2mol的CH4（g） 在恒定压力为100kPa下从25℃升温到其体积增加一倍时的ΔH和ΔU。

（ΔH=26.13kJ，ΔU=21.17kJ）

6.乙烯制冷机的进口条件为-101℃、1.196×105Pa，出口压力为19.25×105Pa。经 （1）恒温可逆压缩；（2）绝热可逆压缩。计算以上两过程每压缩1kg乙烯所消耗的功（γ=1.3）。

［（1）308.68kJ；（2）331.19kJ］

7.已知聚合反应2C3H6（g） C6H12（g） 在298.15K时的ΔrHm=49.03kJ/mol，求该反应在298.15K时的ΔrUm。

（51.51kJ/mol）

8.已知气态苯和液态苯在298.15K时的标准摩尔生成焓分别为82.93kJ/mol和49.03kJ/mol。求苯在298.15K时的标准摩尔汽化焓。

（33.9kJ/mol）

9. 25℃时乙苯（l）的标准摩尔生成焓ΔfH􀱉m=-18.60kJ/mol，苯乙烯（l）的标准摩尔燃烧焓ΔcH􀱉m=-4332.8kJ/mol。计算在25℃、100kPa时乙苯脱氢反应：

C6H5C2H5（l） C6H5C2H3（l）+H2（g）

的标准摩尔反应焓（其他热力学数据可查本书附录）。

（60kJ/mol）

10.计算反应CH3COOH（g） CH4（g）+CO2（g） 在727℃时的标准摩尔反应焓。已知该反应在25℃时的标准摩尔反应焓为-36.12kJ/mol，CH3COOH（g）、CH4（g） 与CO2（g）的平均摩尔恒压热容分别为66.5J/（mol·K）、35.309J/（mol·K） 与37.11J/（mol·K）。

（-31.964kJ/mol）

11.已知25℃、100kPa时的下列反应：

（1）C2H4（g）+3O2（g） 2CO2（g）+2H2O（g）　ΔH1=-136.8kJ/mol

（2） C2H6（g）+O2（g） 2CO2（g）+3H2O（g）　ΔH2=-1545kJ/mol

（3） H2（g）+O2（g） H2O（g）　ΔH3=-241.8kJ/mol

求乙烷脱氢反应在此条件下的反应焓。

（-1166.4kJ/mol）