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。
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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?
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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?
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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。
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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)
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