物理化学
中学化学竞赛试题资源库——物理化学
A组
1．核磁共振（NMR）技术已广泛应用于复杂分子结构的测定和医学诊断等高科技领域。已知只有质子数或中子数为奇数的原子核有NMR现象。试判断下列哪组原子均可产生NMR现象
A18O 31P119Sn
B 27Al 19F 12C
C 元素周期表中ⅤA族所有元素的原子
D 元素周期表中第1周期所有元素的原子
2．为了控制温室效应。各国科学家提出了不少方法和设想。有人根据液态CO2密度大于海水密度的事实，设想将CO2液化后，送入深海海底。以减小大气中CO2的浓度。为使CO2液化，可采用的措施是
A减压、升温 B 增压、升温 C 减压、降温 D 增压、降温
3．在一杯透明的液体中加入一小颗固体，整杯液体完全转变成固体，则原液体和析出的固体分别可能是
A过饱和溶液，不带结晶水的晶体 B 饱和溶液，带结晶水的晶体
C 过饱和溶液，带结晶水的晶体
D －10℃的过冷水，冰
4．取少量固体NH
Cl放在石棉网上，把两条充分润湿的pH试纸粘贴在玻璃容器内表
4
面，将容器罩盖在药品上，加热药品，则pH试纸颜色的变化是
A变蓝绿色 B 变红色 C 蓝绿→黄色→红色 D 红色→黄色→蓝色5．使用微波可以使许多化学反应大为加速，以致出现了微波化学这一学科分支。微波加速反应的奥秘可能是它能使极性溶剂迅速升温，反应可选用的溶剂是A丁烷 B 甲醇 C 四氯化碳 D 水
6．一些分子很长的有机物晶体，分子在晶体中排列如图A所示，当温度升高时因热运动而失去周期性排列状态，如图B和C所示这时晶体已融成液体，但仍具有各向异性当温度继续升高，分子热运动更加剧烈，最终成为各向同性的液体，如图D。请指出下图中属于液晶的是
A B C D
7．利用储能介质储存太阳能的原理是：白天在太阳照射下某种固定盐熔化（实为盐溶于自身的结晶水）吸收热量，晚间熔盐释放出相应能量，从而使室温得以调节。已知几种盐的熔点及熔化时能量改变值如下表。下列说法正确的是
A22
B 可选用Na2SO4·10H2O和Na2HPO4·12H2O
C 最好选用Na2SO4·10H2O，它更为经济
D 以上皆不宜选用
8．在空气中对某一样品进行红外分析，对样品的红外光谱有干扰的气是。
9．下表列举常见的温室气体。
由此可见，温室效应中起主要作用是
10．下图所示在长方体密封箱内，正中的P为
一个可以左右无摩擦滑动的半透膜，A室与B室空
间相同，A室内充满2mol/L的蔗糖溶液，B室内充
满1mol/L的蔗糖溶液。分析说明：
（1）实验开始后，P向方向移动，原
因是。
（2）P移到箱外标记（等分数字）数字附近即可停止。
（3）P停止后的A、B两室蔗糖溶液的浓度各是mol/L。
11．被称为“魔棒”的荧光棒已成为节日之夜青少年的喜爱之物，其发光原理是利用过氧化氢氧化草酸酯产生能量，该能量被传递给荧光物质后便发出荧光。回答下列问题：（1）有人说，发光的魔摔不能凑近石油气之类的可燃性气体，否则会导致爆炸，是否正确？说明理由。
（2）通过挤压，使过氧化氢与草酸酯混合反应，导致魔棒发光，一段时间后，光的亮度降低，此时，把魔棒往手心上敲打几下，亮度会重新增大，原因是什么？（提示：草酸酯是一种有较高粘度的有机化合物）
（3）在设计魔棒时，其连续发光的能力在8～12h，如果在发光中途，把它放入冰箱的冷冻室中，发光便会停止或基本停止。把魔棒从冷冻室中取出静止一会儿，它又会连续发光，原因是什么？
B组
12．右图所示是压力流假说模型。
其中A、B均为半透膜性的，水能透过，
糖分子不能透过的空心球，以U型玻璃
管连通，A球内充以有色的浓庶糖溶液，
B球和U型管中均充以清水。试分析U
型管内液体流动原因。结合上述实验，分析植物韧皮部液流白天快、夜间慢的原因。
13．下图所示是大气中红外光透射率的光谱特性（横坐标是波长，纵坐标是能穿透大气的程度）。
（1）试说明大气中的CO2吸收红外线的能力与频率的关系？
（2）大气对红外线的吸收会产生什么效果？什么因素加剧形成这一效果？加剧的后果是什么？
（3）除CO2气体外，CH4、N2O、氟里昂也是温室气体，请再举两例温室气体。说明温室气体分子有何特点。
（4）利用实验室常用药品和仪器，设计一个实验装置，证明较高浓度的CO2对阳光中的红外线有高吸收率（画出图示，简述实验原理和方法）。
14．右图是四面体底面的一个横截
面，三角形三个顶点分别代表M、A和
B的纯组分每条边则表示两种组分的相
互递变，但总浓度各点均相同为10。
（1）第6点上组分的浓度［M］是
______，［A］，第20点上的组
分浓度是［M］＝，［A］，
［B］。
（2）利用这种三组分的图形我们可
以进行某些实验研究，如分光光度法，
在固定［M］＋［A］十［B］的恒定情
况下，不断改变相应组分浓度，就可获
得一系列相应的吸光度值，将这些吸光度值联结起来后的同心圆的圆心坐落在第6点上，表明此时形成配合物的组成为，若同心圆圆心落在第8点上，表明配合物的组成是，若同心圆的圆心落在第34，35和42点之间时，则配合物的组成是。
15．位于美国北卡罗来纳州正东约600km海上的百慕大群岛，四周是辽阔的海洋，气候温和，四季如春，具有蓝天绿水，白鸥飞翔，花香四溢的秀丽风景然。而在神秘的“百慕大三角海区”，却有一连串飞机与轮船的离奇失踪案。已有数以百计的船只和飞机失事，数以千计的人丧生。最近英国地质学家、利兹大学的克雷纳尔教授提出了新观点，认为造成该海域沉船或坠机的元凶是海底存在的一种“甲烷水合物”。请回答：
（1）甲烷水合物的通式。它的晶体属什么类型。原子间和分子间的作用力是什么？
（2）下图是甲烷水合
物的相平衡图，图中两条
曲线X 和Y 分别代表相应
水与冰的临界线和水合物
与气体的临界线，Z 为临
界点。请回答
A 、
B 、
C 和
D 区域中
的组分，A ，B ，
C ，
D ，Z 点的组
分 。
16．在一定温度下，NaCl 的饱和溶液中加入 KCl 后，NaCl 的溶解度要降低。当KCl 加到一定数量后，会得到NaCl 和KCl 同时饱和的溶液。
在 KCl 的饱和溶液中，加入NaCl ，KCl 的溶解度也要降低，最后也得到同时为 KCl 和 NaCl 所饱和的溶液，这种溶解度变化的关系，可以从等边三角形坐标表示的图形中反映出来。
等边三角形坐标（见图1）可以表示出三种物质的任何质量百分组成。三角形顶点A 、
B 、
C 分别代表三种纯物质，三条边线表示任何两种物质混合物的百分组成，三角形内各点表示三种物质混合物的百分组成。例如图1中的P 点表示 A 20％，B 10％，C 70％。
在一次实验中，分析五个饱和溶液的组成，得如下的结果（以质量百分率表示）： 请在等边三角形坐标图（图2）上标出上表中各点的位置，再将各点连成曲线。连结 AF 和 BF 。 回答下列问题
（1）D 、E 两点分别表示什么？
（2）F 点表示什么？
（3）DF 和E F 曲线分别表示什么？
（4）如果NaCl 、KCl 、H 2O 三种物质
混合物的百分组成在 CDFE 区域内，则该混
合物处于什么状态？
（5）如果混合物的百分组成在 ADF 区
域内，则该混合物处于什么状态？
（6）如果混合物的百分组成在BEF 区域
内，则该混合物处于什么状态？
17．测定分子量的常用方法之一是凝固点
下降法。例如水是常用的溶剂，当水中溶解了某种不挥发的溶质时，水的凝固点（即冰点）即会下降，海水在0℃时不会结冰就是这个原因。凝固点下降的程度与溶质的分子数有关，而与溶质是何种物质无关。当溶剂的量确定时，凝固点的降低值与溶质的分子数成正比。已知10.0g 樟脑中溶解0.412g 萘，凝固点下降了13℃。某种由C 、H 、O 组成的有机物2.30g 溶于15.6 g 樟脑中，凝固点下降了49.5℃。如果把3.667g 该有机物完全燃烧，生成 9.236g CO 2和1.634g H 2O ，求该物质的分子式（已知萘的相对分子质量为：128）
18．已知可以通过凝固点降低法来测定溶质的分子量。今有0.900g乙酸溶解在500g 水中所得的溶液，其凝固点为－0.588℃，另有2.32g乙酸溶解在100g苯中，所得溶液的凝固点较纯苯降低了0.970℃（已知：K g（水）＝1.86K·kg/mol，K g（苯）＝5.12K·kg/mol）（1）分别计算乙酸在水中和苯中的摩尔质量。
（2）比较计算结果，预测或假设两者不同的原因。
19．（1）0.900g HAc溶解在50.0g水中所形成的溶液，其凝固点为－0.558℃。2.32g HAc 溶解在100g苯中所形成的溶液，其凝固点较纯苯降低了0.970℃。试分别计算HAc在水中和苯中的摩尔质量，并解释在水和苯中醋酸的摩尔质量为什么不相同。已知：水和苯的凝固点降低常数K f分别为1.86和5.12K·kg·mol－1。
（2）在100g水中溶入摩尔质量110.1g·mol－1的不挥发性溶质2.220g，沸点升高了0.105℃，若再加入摩尔质量未知的另一种不挥发性溶质2.160克，沸点又升高了0.107℃试计算：
①水的沸点升高常数K b，未知物的摩尔质量M2和水的摩尔蒸发热△H；
②该溶液在298K时蒸气压（设该溶液为理想溶液）。
20．离于液体是常温下呈液态的离子化合物，已知品种几十种，是一类“绿色溶剂”。据2002年4月的一篇报道，最近有人进行了用离子液体溶解木浆纤维素的实验，结果如下表所示：向溶解了纤维素的离子液体添加约1.0%（质量）的水，纤维素会从离子液体中析出而再生；再生纤维素跟原料纤维素的聚合度相近；纤维素分子是葡萄糖（C6H12O6）的缩合高分子，可粗略地表示如下图，它们以平行成束的高级结构形成纤维；葡萄糖缩合不改变葡萄糖环的结构；纤维素溶于离子溶液又从离子液体中析出，基本结构不变。
n＝400～1000
表中[C4min]Cl是1－（正）丁基－3－甲基咪唑正一价离子的代号，“咪唑”的结构如右上图所示。
回答如下问题：
（1）在下面的方框中画出以[C4min]＋为代号的离子的结构式。
（2）符号[C6min]＋和[C8min]＋里的C6和C8代表什么？答：和。
（3）根据上表所示在相同条件下纤维素溶于离子液体的差异可见，纤维素溶于离子液体的主要原因是纤维素分子与离子液体中的之间形成了键；纤维素在[C4min]Cl、[C4min]Br、[C4min][BF4]中的溶解性下降可用来解释，而纤维素在[C4min]Cl、[C6min]Cl和[C8min]Cl中溶解度下降是由于的摩尔分数。
（4）在离子液体中加入水会使纤维素在离子液体里的溶解度下降，可解释为：。
（5）假设在[C4min]Cl里溶解了25%的聚合度n＝500的纤维素，试估算，向该体系添加1.0%（质量）的水，占整个体系的摩尔分数多少？假设添水后纤维素全部析出，析出的纤维素的摩尔分数多大？
C组
21．右图为水－苯酚的T－x图，横坐标为苯酚的质量百分含量，
纵坐标为温度，曲线ACB表示不同温度下水与苯酚恰好达到互溶时
的组成。请回答：
（1）指出点C，曲线AC、BC，曲线ACB与横坐标围成的部分
分别表示的含义。
（2）50℃时，50mL试管内盛有2mL的液态苯酚，现逐滴滴加
蒸馏水，并摇匀，叙述可观察到的现象。（已知液态苯酚的密度为1.07g/cm3，熔点42℃）（3）如果在50℃时，将6g苯酚与14g水混合，系统分为两层，计算上下两层溶液的质量。（已知点a、b的横坐标分别为12、60）
22．将一种盐溶于水中时，会使水的冰点降低，
究竟冰点降低多少，与盐在溶液中的浓度有关。如
果将此溶液降温，则在零度以下某个温度，将析出
纯冰。但当盐在水中的浓度比较大时，在将溶液冷
却的过程中析出的固体不是冰而是盐，这时该溶液
称为盐的饱和溶液，盐在水中的浓度称为“溶解
度”，溶解度的大小与温度有关。右图所示为不同
浓度的CaCl2溶液冷却析出晶体时所对应温度的
曲线图。
（1）指出区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ内各物质组成
（说明是何种固体或溶液是否饱和）；
（2）指出曲线AB、BC分别具体表示的含义；
（3）点B在坐标如何，有何意义；
（4）273K时，60g浓度为10%的CaCl2溶液持续降温，何时析出晶体，计算最多可析出单一晶体的质量。（只需保留整数）
（5）根据右上图分析，如何提纯粗盐CaCl2，得到CaCl2·6H2O晶体。
（6）CaCl2溶液可用作冷冻剂，当CaCl2·6H2O晶体与冰以何比例（质量比）混合时，冷却效果最好。
（7）在大雪纷飞的北方国家，对CaCl2有很大的需求量，你认为CaCl2在这些国家有何用途？
23．A和B两种物质互相溶解的关系如图1所示，横坐标表示体系的总组成，纵坐标为温度，由下至上，温度逐渐升高。T1时a是B在A中的饱和溶液的组成，b是A在B 中的饱和溶液的组成（T2时相应为c、d）。T3为临界温度，此时A和B完全互溶。图中曲线内为两相，曲线外为一相（不饱和液）。某些物质如H2O和(C2H5)3N，C3H5(OH)3和间－CH3C6H4NH2有低的临界温度（见示意图2）。请根据上述事实，回答下列问题：
图1 图2
（1）解释图1中T3存在的原因。
（2）说明图2所示的两对物质存在低的临界温度的原因。
（3）描述图2所示的两对物质的互溶过程。
24．室温离子液体是一类可广泛用
于有机合成、无机及高分子合成的优质
溶剂，其典型组成是含氮有机阳离子和
无机阴离子。美国匹茨堡大学首次报道
了室温离子用于酶催化反应。在离子液
体中用一种叫做Thermolysin的蛋白水
解酶催化两种氨基酸的衍生物合成了人
造甜味素阿斯巴糖的前体（如图1所
示）。
离子液体还可用于电化学的潜在溶
剂，如用作电池的电解质。Robert Engel
研究小组新合成出一类水溶性非水离子
液体LIPs（如图2）。LIPs 可以在相对
温和的条件下制备，相对无反应活性，高电导，安全
易得，为绿色化学提供了一种值得尝试的介质。
回答下列问题：
（1）化合物在酸性条件下完全水解的最终产物
是：
（2）命名化合物Ⅱ____________________
（3）写出化合物Ⅲ可能的结构简式：
（4）在合成Ⅲ的过程中，Thermolysin的作用是
_________，lonic liquid的化学式是，作用
是。
（5）图1中离子液体的阳离子的两个N 原子杂化类型是否一样 __（分别指出），阴离子的空间构型与Na 3AlF 6中阴离子构型是否相同， ；理由是____ _________ _____。分别再确定它们中心原子的杂化类型 和阴离子的空间构型 。
（6）LIPs 是否为电解质？_________，理由是____________ 。
（7）举出两种与LIPs 存在某些相似性而水溶性却相反的磷酸盐： 。 25．1,5－二（2－羧基苯）－3
－苯甲（简写BCPF ）的结构简式如右所示，是新近合成的Cu 2＋的良好显色剂。已知它
与Cu 2＋形成的配合物的最大吸收波长为560nm 。配合物溶液的
吸光度值A 与配合物的浓度c （配合物）成正比，即A ＝kc （配合物）。为确定BCPF 与Cu 2＋配合物的组成、稳定性以及溶液pH
值对配合物稳定性的影响，实验得到下面两条曲线：
曲线1：溶液吸光度A 随Cu 2＋总浓度c (Cu 2＋)和BCPF 总浓度c (BCPF)变化的曲线：各溶液的pH 值相同，改变c (Cu 2＋)和c (BCPF)，且使c (Cu 2＋)＋c (BCPF)＝2.0×10－4mol/L ，测定各吸光度值。以吸光度A 对Cu 2＋总浓度c (Cu 2＋)、BCPF 总浓度c (BCPF)作图。
曲线2：配制一系列c (Cu 2＋)、c (BCPF)相同而pH 值不同的该配合物溶液, 测定各溶液的pH 值与在560nm 的吸光度值的关系，以A 对pH 作图。
曲线1 曲线2
请回答：
（1）确定在配合物中Cu 2＋与BCPF 的物质的量之比（摩尔比），给出判定依据。
（2）说明pH 值对该配合物稳定性的影响，分析其原因。
（3）计算曲线1的实验条件下该配合物的表观稳定常数K 稳。
26．某酸碱指示剂的酸式（HIn ）在600nm 处有最大吸收，440nm 处稍有吸收，其碱式（In ）在440nm 处有最大吸收，而在600nm 处稍有吸收。配制浓度为1.00×10－3mol/L 的该指示剂溶液，分别在pH ＝1.00和pH ＝12.00的缓冲溶液中，用1cm 比色皿测得吸光度如下：
pH 1.00 12 00
A 600 1.460 0.050
A 440 0.073 0.780
现有同样浓度的该指示剂溶液，将其pH 调节至6.00，在相同条件下测得A 6。00＝0.700，A 400＝0.300。试计算
（1）该指示剂的酸式（HIn ）及碱式（In －）在600nm 和440nm 处的摩尔吸光系数 C N N H N N
COOH COOH
（2）该指示剂的理论变色点的pH 值。
27．在强烈搅拌下的1－己烯的苯溶液用KMnO 4水溶液氧化。发现当使用酸性的氧化剂溶液时，反应速度明显大于使用中性和碱性的氧化剂溶液。向反应混合物中加入催化量的三正辛胺硫酸氢盐，极大地加速了在酸性溶液中的氧化过程，而在碱性溶液中对氧化速度几乎无影响。
（1）写出1－己烯的苯溶液与KMnO 4水溶液反应的化学反应方程式，解释所述的动力学过程。
（2）预测在催化剂（三正辛胺硫酸氢盐）的存在下，用中性KMnO 4溶液氧化已烯时反应速度变化的特性。
28．纳米粒子是指粒径为1～100nm 的超细微粒，由于表面效应和体积效应，纳米粒子常有奇特的光、电、磁、热性质，可开发为新型功能材料。
人工制造纳米材料的历史至少可以追溯到一千多年前。中国古代铜镜表面的防锈层，经实验证实为氧化锡纳米粒子构成的薄膜。
分散质微粒的直径大小在1-100nm 之间的分散系叫做胶体。胶体化学法是制备纳米粒子的重要方法之一，其关键是“促进成核、控制生长”。用该法制备纳米Cr 2O 3的过程如下：
CrCl 3溶液????→?氨水（去杂质）Cr 2O 3·xH 2O 沉淀???→?适量稀盐酸Cr 2O 3·xH 2O 水溶胶
??→?*BBS ????→?有机溶剂萃取Cr 2O 3有机溶胶??→?分离??→?热处理纳米Cr 2O 3
* DBS ——十二烷基苯磺酸钠
回答下列问题：
（1）加稀盐酸起什么作用？盐酸加多了或加少了将会怎样影响Cr 2O 3的产率？
（2）为什么形成Cr 2O 3水溶胶可以阻止粒子长大？
（3）用示意图描绘Cr 2O 3胶粒加DBS 所得产物的结构特征。
（4）为什么有机溶剂可以把“氧化铬”萃取出来？萃取的目的是什么？
（5）DBS 直接排入水体会给环境造成何种影响（举1～2点）？已知DBS 能够进行生物降解，其降解的最终产物是什么？
参考答案（99）
1 C
2 D
3 C
4 C
5B、D
6B、C
7B、C
8 H2O CO2
9 CO2其含量最大（即浓度最大）
10 （1）P由A向B方向滑动A室的蔗糖溶液浓度大于B室，因此水分子由B室向A
室扩散的速度快、数量多，使A室溶液逐渐增多而B室溶液逐渐减少
（2）数字8附近
（3）1.5mol/L
11（1）不正确。因为是“冷光”而不是明火。
（2）由于粘度大；反应物不易充分混合，敲打是促进混合，从而促进反应。
（3）低温使氧化反应变得十分缓慢，恢复常温时反应又加速进行。
12 由于渗透作用，清水进入A球，从而使A球中糖水体积陆续加大，因而从连接其间的
U型管流向充满清水的B球。
如果把这个装置扩大成一连串的半透性球，互以玻璃管相连，第一个球内充满糖液。
其余各球都充满清水，一同放于清水中，第一个球中产生的压力可以把糖液压入第二个球，同理第二个球内糖的含量增加了，又把糖液压入第三个球，在整个系统中形成一个糖浓度的梯度。如果不断给第一个球补充浓蔗糖液，同时不断从最后一球取走流过来的含蔗糖液体，而换以清水，蔗糖液就不断从第一个球顺序向后面各球流入。这一模型中的液流可以比作筛管的运输，叶制造糖，糖经过筛管“装载”端的运输而进入筛管。生长点以及根等贮存器官需要糖，糖从筛管“释放”端通过主动运输而流出。
这样就造成了一个梯度，只要叶不断供应蔗糖，根等器官组织随时收存蔗糖、筛管又随时从周围组织获得所需的水，筛管中的这一运输流就不断流动。
所以，白日光照时，蔗糖不断产生，液流应该快；夜晚光合作用停止液流应该慢。
13（1）1.1×1014Hz，7.1×1013Hz，1.9×1013Hz左右时对红外线的吸收能力最强。
（2）会使大气温度升高；CO2过多排放会加剧这一效果；加剧的后果是使地球平均气温上升，地球两极冰雪融化，海平面上升，以及一系列生态环境问题。
（3）H2O、O3多原子分子，每个分子至少有3个原子理想气体的摩尔热容量与分子中原子数有关，原子数多，摩尔热容量大（单原子约1.5R，双原子约2.5R，三原子约3.5R）
（4），取两个完全相同的广口瓶，瓶口加塞子，
塞子打孔，恰能插入一玻璃管。以CaCO3和HCl反应制取CO2，收集在瓶内，另一个瓶则为空气。玻璃管口滴入数滴石蕊（有颜色易观察），形成一段液柱，并倾斜玻璃管使其进入中部，然后将玻璃管分别插入两瓶内，如右图所示。同时放在阳光中照射，一段时间后，石蕊液柱向盛空气处移动，表明盛CO2瓶温度升高快（气体受热膨胀）。
证明CO2对红外线有高吸收率。
14提示：M、A、B三种组分联成的三角形构成一张三元相图，每个顶点是纯组分c
，例
如c 0＝10。每条边线上[M]＋[A]＝[M]＋[B]＝[M]＋[C]＝c 0＝10，在三角形内部任一点的组成均由M 、A 和B 组成，每一组分的比例可由该点对每种组分的顶点之对边作平行线加以推定，利用这种图形，再结合分光光度法，或电导法等可以求算体系中配合物的组成。
（1）第6点[M]＝5，[A]＝5，第20组分浓度[M]＝8，[A]＝1，[B]＝1。
（2）第6点上配合物组成为MA ；第8点上配合物组成为MA 2；第34、35和42点间的组成为[M]︰[A]︰[B]＝1︰1︰1，即有MAB 配合物存在。
15 （1）通式是CH 4·Nh 2O ；分子晶体，原子问是共价键结合，水分子间是氢键结合，
CH 4分子包含于水的晶体笼中。
（2）A ：甲烷水合物＋冰；B ：甲烷气体＋冰；C ：甲烷水合物＋水；D ：甲烷气体＋水；E ：甲烷水合物＋冰＋甲烷气体＋水
16 表中各点在等边三角形坐标图中的位置如右图
（1）D ：该温度下NaCl 在水中的饱和浓度； E ：该温度下 KCl 在水中的饱和浓度。
（2）F ：该温度下水中NaCl 和KCl 同时饱和的浓度。
（3）DF ：KCl 存在时NaCl 饱和浓度曲线； EF ：NaCl 存在时KCl 的饱和浓度曲线。
（4）不饱和状态。
（5）固体NaCl 和含KCl 的NaCl 饱和溶液共存。
（6）固体KCl 和含NaCl 的KCl 饱和溶液共存。
17 C 7H 6O 2 18 （1）在水中：60.3g/mol 在苯中；122g/mol
（2）由计算结果可知：在水中乙酸以CH 3COOH
形式存在，在苯中以如下形式存在：
19 （1）HAc 在水中和苯中的摩尔质量分别为60.122 g ·mol －1。计算结果表明，HAc 在苯
中发生了分子缔合。（2）①水的沸点升高常数K b ＝0.521K ·kg ·mol －1，未知物的摩尔质量M 2＝105g ／mol ，水的摩尔蒸发热△H ＝3.94kPa 。②3.91kPa 。
20 （1）N N CH 2CH 2CH 2CH 3CH 3
+
（2）己基 辛基（1分）
（3）阴离子（或负离子） 氢 Cl －、Br －、BF 4－结合氢的能力下降 Cl － 降低
（4）水与离子液体中的阴离子形成氢键的能力更强
（5）溶解于离子液体中的纤维素的摩尔质量为：
6×12＋10＋5×16)×1000＝1.62×105（g/mol ）
离子液体的摩尔质量为：8×12＋15＋14×2＋35.5＝96＋15＋28＋35.5＝175（g/mol ） 水的摩尔分数为：1.0/18/(1.0/18＋75/175＋25/1.62×105)＝0.12
析出的纤维素的摩尔分数为：(25/162000)/(1.0/18＋75/175＋25/1.62×105)＝3.2×10－4 21 （1）C 点表示水与苯酚能以任意比互溶的最低温度；AC 表示苯酚在水中的溶解度曲
线；BC 表示水在苯酚中的溶解度曲线；ABC 内部分表示水与苯酚不能互溶，溶液分
为两层。（2）试管内先不出现浑浊；然后出现浑浊，溶液分为两层；上层溶液体积不断增大，下层溶液体积不断减小；最后溶液又变澄清。（3）上层浓度12%，质量
12.5g 下层浓度60%，质量7.5g。
22 （1）Ⅰ：饱和CaCl2溶液和冰；Ⅱ：不饱和CaCl2溶液；Ⅲ：饱和CaCl2溶液和CaCl2·6H2O；
Ⅳ：冰和CaCl2·6H2O （2）AB：水的冰点（凝固点）线BC：CaCl2在水中的溶解度曲线（3）坐标（30，218）E点能同时存在冰、固体CaCl2·6H2O和饱和CaCl2溶液；CaCl2溶液所能存在的最低温度（冰和CaCl2·6H2O升温时共同熔化的温度，即“最低共熔点”）（4）256K 40g （5）将粗盐溶于水，加热蒸发浓缩，冷却析出晶体，母液中再加粗盐，重复操作。（6）1︰0.69（或1.45︰1）（7）将CaCl2撒在冰雪覆盖的道路上，促其融化（降低冰点）。
23 （1）物质的溶解度通常随着温度的升高而增大，所以在一定的温度下，A和B两种物
质能达到完全互溶。
（2）某些物质如H2O和(C2H5)3N，C3H5(OH)3和间－CH3C6H4NH2存在低的临界温度的原因是它们在较低温度能形成分子间氢键，然而，随着温度的升高，分子间氢键破裂，所以溶解度反而减小。
（3）H
O
H
N
C2H5
C2H5
C2H5
+O H
H
C2H5
C2H5
C2H5
N
CH2
CH
2
OH
OH
OH
NH2CH3
CH2
CH
2
O
OH
OH
H
H
H
CH3
CH2 CH
2
OH
OH
OH
CH3
NH2
+
24 （1）－CH2OH、CO2、HOOCCH2CH(NH2)COOH
（2）苯丙氨酸甲酯（或α–氨基–β–苯基丙酸甲酯）
（3）有两种结构（略）（Ⅱ的氨基与Ⅰ的两个羧基分别反应）
（4）催化剂C8H15N2PF6溶剂
（5）不一样，左侧一个sp3，右侧一个sp2相同价电子数和原子数都相同——等电子体sp3d2正八面体
（6）是电解质；水溶液或熔融状态能导电；
（7）Ca3(PO4)2；Ba3(PO4)2
25（1）n(Cu2+)︰n(BCPF)＝1︰1 原因：曲线1延长线交点在c(Cu2+)︰c(BCPF)＝1︰1处，此处为配合物最大浓度处，即两者浓度比正好为其化学计量比。
（2）由曲线2可知在pH＝6时，配合物最稳定；pH＜6，配体浓度降低，配合物解离；
pH＞6，因Cu2+ 水解效应，使游离Cu2+离子浓度降低，导致配合物解离；
（3）由配位平衡：（L代表BCPF）CuL Cu2＋＋L K
稳
＝[Cu2+L]/[Cu2+][L]＝c(1－α)/(c2·α2)＝(1－α)/(c·α2 ) α＝(A0－A)/A0＝(0.35－0.32)/0.35＝0.085 K稳＝(1－
0.085)/[1.0×10－4×(0.085)2]＝1.3×106
26 （1）pH＝1.00时，ε600＝1.460×103L·mol－1·cm－1ε440＝73L·mol－1·cm－1
pH＝12.00时，ε600＝50L·mol－1·cm－1ε440＝780L·mol－1·cm－1
（2）理论变色点时pH＝pK a＝6.14
27（1）3CH
3
CH2CH2CH2CH＝CH2＋10KMnO＝3CH3CH2CH2CHCOOK＋3K2CO3＋KOH ＋10MnO4＋4H2O 在酸性溶液中有CO2↑，C4H9COOH和盐生成，苯和乙烯不溶于水，反应是在两极的界面上进行的，这就需要强烈搅拌，在酸性介质中有可能形成HmnO4与Mn2O7，Mn2O7是非电解质，易进入有机相，而使反应加速。
（2）三正辛胺的单极性正离子与负离子配对形成中性粒子而转入有机层。这种正离子又能将HSO4－交换为MnO4－，从而加速有机物中的反应，随着反应的进行，正离子转变为三辛胺。但在酸性溶液中，它又重新形成铁盐而被溶解，放在酸性溶液里，三正辛胺起催化的作用。而在碱性溶液中由于生成不溶于水的中性胺，未观察到有催化作用。在中性溶液中，起初反应加速，但随着碱的积累（见反应式）反应变慢。
28（1）①将表面Cr
O3·xH2O溶解产生Cr3＋，使胶粒带正电荷②多加：溶解产生大量
2
的Cr3＋，溶胶少，Cr2O3产率低。③少加：产生的Cr3＋太少，在胶核上难以形成保护层，得不到稳定的胶体，最终产率低。
（2）①Cr2O3·xH2O胶粒带正电荷，产生静电排斥。②胶粒带电形成的水化膜，可阻止粒子在碰撞中聚结变大。
（3）Cr2O3·xH2O/Cr3＋/
（4）①带电胶粒被DBS包覆后带上了憎水基。②通过相转移，消除了无机离子的干扰。
（5）①降解中消耗水中的O2，使水质变坏；它易形成泡沫覆盖于水面，使水中的溶解氧减少；危及水生生物及鱼类的生存等。②最终产物为CO2＋Na2SO4
物理化学专业-物化下册样卷1
一．单选题(30分) 1． 1mol ·kg －1 K 4Fe(CN)6溶液的离子强度为 (A) 10 mol ·kg －1 (B) 7 mol ·kg －1 (C) 4 mol ·kg －1 (D) 15 mol ·kg －1 2． 恒温、恒压下可逆电池放电过程 ： (A) △H ＝Q R (B) △H ＜Q R (C) △H ＞Q R (D) △H 、Q R 关系不定 3．电解金属盐的水溶液时，在阴极上 ： (A) 还原电势愈正的粒子愈容易析出 (B) 还原电势与其超电势之代数和愈正的粒子愈容易析出 (C) 还原电势愈负的粒子愈容易析出 (D) 还原电势与其超电势之和愈负的粒子愈容易析出 4．下列4组组成不同的混合溶液，当Pb(s)插入各组溶液时，金属Sn 有可能被置换出来的是： 已知 O ?(Sn 2＋，Sn)＝－0.136V ， O ?(Pb 2＋，Pb)＝－0.126V. (A) a (Sn 2＋)＝1.0， a (Pb 2＋)＝1.0 (B) a (Sn 2＋)＝0.1， a (Pb 2＋)＝1.0 (C) a (Sn 2＋)＝1.0， a (Pb 2＋)＝0.1 (D) a (Sn 2＋)＝0.5， a (Pb 2＋)＝0.5 5． 放射性 Pb 201的半衰期为 8h ，1g 放射性 Pb 201在 24h 后还剩下： (A) 1/8 g (B) 1/4 g (C) 1/3 g (D) 1/2 g 6．两个活化能不相同的反应，如 E 2＞E 1，且都在相同的升温度区间内升温，则： (A) dlnk 2/dT ＞dlnk 1/dT (B) dlnk 1/dT ＞dlnk 2/dT (C) dlnk 2/dT ＝dlnk 1/dT (D) 不能确定 7．对于水溶液中的反应 [Co(NH 3)5Br]2+＋OH －→[Co(NH 3)5OH]2+＋Br － 如果增加离子强度，此反应的速率将： (A) 不变 (B) 降低 (C) 达到爆炸极限 (D) 增大 8．热力学函数与分子配分函数的关系式对于定域粒子体系和离域粒子体系都相同的是： (A) G ，A ，S (B) U ，H ，S (C) U ，H ，C V (D) A ，G ，C V 9． 二元溶液及其溶剂的比表面自由能分别为γ和γ0，已知溶液的表面超量Γ2＜0，则γ与γ0之间的关系符合以下哪种？ (A) γ＞γ0 (B) γ＝γ0 (C) γ＜γ0 (D) 不能确定 10． 一定体积的水，当聚成一个大水球或分散成许多水滴时，同温度下，两种状态相比，以下性质保持不变的有： (A) 表面能 (B) 表面张力 (C) 比表面 (D) 液面下的附加压力
(完整版)物理化学界面现象知识点
279 界面现象 1. 表面张力、表面功及表面吉布斯函数 表面张力γ：引起液体或固体表面收缩的单位长度上的力，单位为N·m -1。 表面功：'δ/d r s W A ，使系统增加单位表面所需的可逆功，单位为J·m -2。 表面吉布斯函数：B ,,()(/)s T p n G A α??，恒温恒压下系统增加单位表面时所增加的吉布斯 函数，单位为J·m -2。 表面吉布斯函数的广义定义： B()B()B()B(),,,,,,,,( )()()()S V n S p n T V n T p n s s s s U H A G A A A A ααααγ????====???? ',r s T p s W dA dG dA γδ== 表面张力是从力的角度描述系统表面的某强度性质，而表面功及表面吉布斯函数则是从能量角度和热力学角度描述系统表面的某一性质。三者虽为不同的物理量，但它们的数值及量纲等同的，均可化为N·m -1。 在一定温度、压力下，若系统有多个界面，其总界面吉布斯函数： s i i s i G A γ=∑ 2. 弯曲液面的附加压力、拉普拉斯方程 附加压力：Δp =p 内-p 外 拉普拉斯方程：2p r γ?= 规定弯曲液面凹面一侧压力位p 内，凸面一侧压力位p 外；γ为表面张力；r 为弯曲液面的曲率半径，△p 一律取正值；附加压力方向总指向凹面曲率半径中心。 3. 毛细现象 毛细管内液体上升或下降的高度 2cos h r g γθρ= 式中：γ为表面张力；ρ为液体密度；g 为重力加速度；θ为接触角；r 为毛细管半径。当液体不能润湿管壁，θ>90°即0cos θ<时，h 为负值，表示管内凸液体下降的深度。 4. 微小液滴的饱和蒸汽压——开尔文公式
天然气物理化学性质
海底天然气物理化学性质 第一节海底天然气组成表示法 一、海底天然气组成 海底天然气是由多种可燃和不可燃的气体组成的混合气体。以低分子饱和烃类气体为主，并含有少量非烃类气体。在烃类气体中，甲烷（CH 4 ）占绝大部分， 乙烷（C 2H 6 ）、丙烷（C 3 H 8 ）、丁烷（C 4 H 10 ）和戊烷（C 5 H 12 ）含量不多，庚烷以上 （C 5+）烷烃含量极少。另外，所含的少量非烃类气体一般有氮气（N 2 ）、二氧化 碳（CO 2）、氢气（H 2 ）、硫化氢（H 2 S）和水汽（H 2 O）以及微量的惰性气体。 由于海底天然气是多种气态组分不同比例的混合物，所以也像石油那样，其物理性质变化很大，它的主要物理性质见下表。 海底天然气中主要成分的物理化学性质 名称分 子 式 相 对 分 子 质 量 密度 /Kg ·m-3 临界 温度 /℃ 临 界 压 力 /MP a 粘度 /KP a ·S 自 燃 点 / ℃ 可燃性 限 /% 热值 /KJ·m-3 (15.6℃， 常压) 气体 常数 / Kg· m· (Kg ·K)-1 低 限 高 限 全 热 值 净 热 值 甲烷CH 4 16. 043 0.71 6 -82. 5 4.6 4 0.01( 气) 6 4 5 5. 15. 372 62 334 94 52.8 4 乙烷C 2 H 6 30. 070 1.34 2 32.2 7 4.8 8 0.009( 气) 5 3 3. 2 12. 45 661 51 602 89 28.2 丙烷C 3 H 8 44. 097 1.96 7 96.8 1 4.2 6 0.125( 10℃) 5 1 2. 37 9.5 937 84 862 48 19.2 3 正丁烷n-C 4 H 10 58. 12 2.59 3 152. 01 3.8 0.174 4 9 1. 86 8.4 1 121 417 108 438 14.5 9 异丁烷i-C 4 H 10 58. 12 2.59 3 134. 98 3.6 5 0.194 1. 8 8.4 4 121 417 108 438 14.5 9 氨He 4.0 03 0.19 7 -267 .9 0.2 3 0.0184 211. 79 氮N 228. 02 1.25 -147 .13 3.3 9 0.017 30.2 6
09《物理化学》专业术语
第一批精品课程—— 《物理化学》精品课程系列资料（9）物理化学专业术语 生命与环境科学系分析化学-物理化学教研室 2011年3月
（为必须掌握的重点内容；为理解性的内容） 第零章 序 论 物理化学：物理化学从研究化学现象和物理现象之间的相互 联系入手，探求化学变化中具有普遍性的基本规律的学科。 第一章 气体 理想气体(ideal gas ，perfect gas)：在任何情况下都严格遵守气体三定律的气体。 理想气体状态方程(The perfect gas equation)pV nRT =。 适用于理想气体，对低压下的实际气体也可近似使用。 理想气态方程的衍生式：m RT nRT m p RT RT V V MV M ρ====；式 中 p 、V 、T 、n 单位分别为 Pa 、m 3、K 、mol ；R=·mol －1·K －1，V m 为 气体摩尔体积，单位为 m 3·mol －1，ρ为密度单位 kg·m －3，M 为分子量。此式适用与理想气或近似地适用于低压气。p 是气体扩散的推动力（体积膨胀）。 道尔顿定律(Dalton’s Law )：B B p p =∑， 定义：各种气体的分压之和 等于总压。适用于理想气体混合物。式中 为组分B 在与混合气体具有相同的温度、体积的条件下单独存在的压力。 阿马加定律(Amagart’s law )：B B V V *=∑各种气体的分体积 之和等于总体积。适用于理想气体混合物。式中 为组分B 在与混 合气体具有相同的温度、体积的条件下单独存在的体积。 饱和蒸气(suturated vapor)：处于气液平衡时的气体。 饱和蒸气压(suturated vapor pressure)：在一定温度下， 与液体成平衡的饱和蒸气具有的压力，简称蒸汽压(vapor pressure)。 沸点(boiling point)：当液体饱和蒸气压与外界压力相等 时，液体沸腾，相应的温度为液体的沸点。 kPa 下的沸点叫正常沸点(normal boiling point)，100 kPa 下的沸点叫标准沸点(standard boiling point)。T 是热量分散的推动力（热传导）。 正常沸点(normal boiling point)： kPa 外压下的沸点。 相对湿度(relative humidity)：大气中水蒸气的压力达到 其饱和蒸气压时的情况，称为相对湿度为100%。 临界温度(critical temperature)：使气体能够液化所允许 的最高温度。 范德华方程(van der Waals Equation)： 2(/)()m m nRT p a V V b =+-。适用于压力在几个MPa 以下的实际气体， 式中a ，b 为气体性质所决定的常数。
物理化学测验-相平衡
物理化学测验（四） 一、选择题。在题后括号内，填上正确答案代号。 1、硫酸与水可形成H2SO4?H2O(s)，H2SO4?2H2O(s)，H2SO4?4H2O(s)三种水合物，问在101325 Pa的压力下，能与硫酸水溶液及冰平衡共存的硫酸水合物最多可有多少种？( ) (1) 3种；(2) 2种；(3) 1种；(4) 不可能有硫酸水合物与之平衡共存。 2、组分A(高沸点)与组分B(低沸点)形成完全互溶的二组分系统，在一定温度下，向纯B 中加入少量的A，系统蒸气压力增大，则此系统为：( )。 （1）有最高恒沸点的系统； （2）不具有恒沸点的系统； （3）具有最低恒沸点的系统。 3、设反应a A(g ) == y Y(g) + z Z(g),在101.325 kPa、300 K下，A的转化率是600 K的2倍，而且在300 K下系统压力为101 325 Pa的转化率是2×101 325 Pa的2 倍，故可推断该反应（）。 （1）平衡常数与温度，压力成反比； （2）是一个体积增加的吸热反应； （3）是一个体积增加的放热反应； （4）平衡常数与温度成在正比，与压力成反比。 4、某反应A(s) == Y(g) + Z(g)的?r G与温度的关系为?r G= (－45 000＋110 T/K) J ·mol -1，在标准压力下, 要防止该反应发生，温度必须：( ) 。 (1) 高于136 ℃； (2) 低于184 ℃； (3) 高于184 ℃； (4) 低于136 ℃； (5) 高于136 ℃而低于184 ℃。 5、将固体NH4HCO3(s) 放入真空容器中，等温在400 K，NH4HCO3按下式分解并达到平衡：NH4HCO3(s) === NH3(g) + H2O(g) + CO2(g) 系统的组分数C和自由度数?为：( )。 (１)Ｃ＝２，?＝１； (２)Ｃ＝２，?＝２； (３)Ｃ＝１，?＝０； (４)Ｃ＝３，?＝２。 6、已知等温反应 ①CH4(g) == C(s) + 2H2(g) ②CO(g) + 2H2(g) == CH3OH(g) 若提高系统总压力，则平衡移动方向为（）。 （1）①向左，②向右； （2）①向右，②向左； （3）①和②都向右。 二、计算题。请计算下列各题。 ( 本大题7分) 在323 K时，下列反应中NaHCO3(s)和CuSO4-5H2O(s)的分解压力分别为4 000 Pa和6052 Pa： 反应①2NaHCO3(s) ==Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g)
傅献彩_物理化学主要公式及使用条件总结
第一章 气体的pVT 关系 1. 理想气体状态方程式 nRT RT M m pV ==)/( 或 RT n V p pV ==)/(m 式中p ，V ，T 及n 单位分别为Pa ，m 3，K 及mol 。 m /V V n =称为气体的摩尔体积，其单位为m 3 · mol -1。 R =8.314510 J · mol -1 · K -1，称为摩尔气体常数。 此式适用于理想气体，近似地适用于低压的真实气体。 2. 气体混合物 （1） 组成 摩尔分数 y B (或x B ) = ∑A A B /n n 体积分数 / y B m,B B * =V ?∑* A V y A m,A 式中∑A A n 为混合气体总的物质的量。A m,* V 表示在一定T ，p 下纯气体A 的摩尔体积。∑*A A m,A V y 为在一定T ，p 下混合之前各纯组分体积的总和。 （2） 摩尔质量 ∑∑∑===B B B B B B B mix //n M n m M y M 式中 ∑=B B m m 为混合气体的总质量，∑=B B n n 为混合气体总的物质的量。 上述各式适用于任意的气体混合物。 （3） V V p p n n y ///B B B B * === 式中pB 为气体B ，在混合的T ，V 条件下，单独存在时所产生的压力，称为B 的分压力。*B V 为B 气体在混合气体的T ，p 下，单独存在时所占的体积。 3. 道尔顿定律 p B = y B p ，∑=B B p p 适用于任意气体。 V RT n p /B B = 适用于理想气体 4. 阿马加分体积定律 V RT n V /B B =* 此式只适用于理想气体。 5. 范德华方程 RT b V V a p =-+))(/(m 2m n R T nb V V an p =-+))(/(22
界面物理化学习题
选 择 题 1. 在相同的温度及压力下，把一定体积的水分散成许多小水滴经这一变化过程，以下性质保持不变 的是（ d ） （a ）总表面能 （b ）比表面 （ c ）液面下的附加压力 （ d ）表面张力 2. 直径为 1×10 -2 m 的球形肥皂泡所受的附加压力为（已知表面张力为 ?m -1 ）（ d ） （a ）5 Pa （b ）10 Pa （c ）15 Pa （d ）20 Pa 思路：因为肥皂泡有内、外两个表面，内面的附加压力是负值，外面的附加压力是正值，故 4 p s ，答案选 d 。 R' 4. 298K 时，苯蒸汽在石墨上的吸附符合 Langmuir 吸附等温式， 在苯蒸汽压力为 40Pa 时，覆盖率 θ=， 当 θ =时，苯蒸汽的平衡压力为（ b ） （a ）400 Pa （b ）760 Pa （c ）1000 Pa （ d ） 200 Pa 思路： Langmuir 公式 1 ap 将已知条件的压强和覆盖率代入公式， 计算得到 a 的值，然后根据新的覆盖度和 a ，计算出平衡压力。 答案为 b 。（要求能够自己推导 Langmuir 公式） 5. 在 298K 时，已知 A 液的表面张力是 B 液的一半，其密度是 B 液的两倍。如果 A ， B 液分别用相同 的毛细管产生大小相同的气泡时， A 液的最大气泡压力差等于 B 液的（ a ） （a ）倍 （b ）1倍 （c ）2倍 （d ）4 倍 2 思路： p s ，代入该公式计算比值，答案选 a 。 s R' 6. 将一毛细管插入水中，毛细管中水面上升 5cm ，在 3cm 处将毛细管折断，这时毛细管上端（ c ） （a ）水从上端溢出 （b ）水面呈凸面 （c ）水面呈凹形弯月面 （ d ）水面呈水平面 思路：液体具有流动性， Yang-Laplace 公式中的半径是可以变化的，不可能出现“井喷”的情况。 7. 用同一滴管分别滴下 1cm 3 的 NaOH 水溶液、水、乙醇水溶液，各自的滴数多少的次序为（ c ） （a ）三者一样多 （b ）水 ＞乙醇水溶液 ＞NaOH 水溶液 （c ）乙醇水溶液 ＞水 ＞NaOH 水溶液 （d ）NaOH 水溶液 ＞水＞乙醇水溶液 思路：乙醇对水而言是表面活性剂， NaOH 对水而言是非表面活性3. 已知水溶解某物质以后，其表面张力 γ0 为纯水的表面张力， 式中 A ， γ 与溶质的活度 a 呈如下关系： B 为常 数，则溶液表面过剩 Γ2为（ c ） a ） Aa RT 1 Ba b ） ABa RT 1 Ba c ） ABa RT 1 Ba d ） Ba RT 1 Ba 思路： ad RT da RT A B 1 Ba ABa ，答案选 c 。 RT 1 Ba
物理化学主要公式
物理化学主要公式 第一章 气体的pVT 关系 1. 理想气体状态方程式 nRT RT M m pV ==)/( 或 RT n V p pV ==)/(m 式中p ，V ，T 及n 单位分别为Pa ，m 3，K 及mol 。 m /V V n =称为气体的摩尔体积，其单位为m 3 · mol -1。 R =8.314510 J · mol -1 · K -1，称为摩尔气体常数。 此式适用于理想气体，近似地适用于低压的真实气体。 2. 气体混合物 （1） 组成 摩尔分数 y B (或x B ) = ∑A A B /n n 体积分数 / y B m,B B * =V ?∑* A V y A m,A 式中∑A A n 为混合气体总的物质的量。A m,* V 表示在一定T ，p 下纯气体A 的摩尔体积。∑*A A m,A V y 为 在一定T ，p 下混合之前各纯组分体积的总和。 （2） 摩尔质量 ∑∑∑===B B B B B B B mix //n M n m M y M 式中 ∑=B B m m 为混合气体的总质量，∑=B B n n 为混合气体总的物质的量。上述各式适用于任意的 气体混合物。 （3） V V p p n n y ///B B B B * === 式中p B 为气体B ，在混合的T ，V 条件下，单独存在时所产生的压力，称为B 的分压力。* B V 为B 气体在混合气体的T ，p 下，单独存在时所占的体积。 3. 道尔顿定律
p B = y B p ，∑=B B p p 上式适用于任意气体。对于理想气体 V RT n p /B B = 4. 阿马加分体积定律 V RT n V /B B =* 此式只适用于理想气体。 5. 范德华方程 RT b V V a p =-+))(/(m 2m nRT nb V V an p =-+))(/(22 式中a 的单位为Pa · m 6 · mol -2，b 的单位为m 3 · mol -1，a 和b 皆为只与气体的种类有关的常数，称为范德华常数。 此式适用于最高压力为几个MPa 的中压范围内实际气体p ，V ，T ，n 的相互计算。 6. 维里方程 ......)///1(3m 2m m m ++++=V D V C V B RT pV 及 ......)1(3'2''m ++++=p D p C p B RT pV 上式中的B ，C ，D,…..及B‘，C‘，D‘….分别称为第二、第三、第四…维里系数，它们皆是与气体种类、温度有关的物理量。 适用的最高压力为1MPa 至2MPa ，高压下仍不能使用。 7. 压缩因子的定义 )/()/(m RT pV nRT pV Z == Z 的量纲为一。压缩因子图可用于查找在任意条件下实际气体的压缩因子。但计算结果常产生较大的误差，只适用于近似计算。 第二章 热力学第一定律 1. 热力学第一定律的数学表示式
物化水处理技术
改善物化污泥沉降性能的研究 摘要：物化污泥絮体细小沉降性差且机械脱水难度高。本实验利用生化污泥吸附性强、沉降性好的特点，选择适当比例与物化污泥进行混合微曝气，明显改善物化污泥沉降性，混合污泥的SV30从87％降至37％，并经中试验证，经过4小时曝气，污泥浓度明显下降，减容率为30％以上。 关键词：污泥沉降性；微曝气；减容减量 1．背景 绍兴水处理发展有限公司目前已建成投运一二三期工程，日处理水量为90万吨，处理工艺为”预处理一厌氧(水解酸化)一好氧”，其中日产生污泥约7万多吨，包括物化污泥、厌氧污泥和好氧污泥，以不同比例进入污泥处理系统，然后采用重力浓缩一浓缩池，机械脱水一带式压滤机，离心脱水机，来对污泥进行减容减量处置。物化污泥，沉降l生差，絮体细小，吸附性和粘性差，易造成浓缩池上清液大量带泥；这带来两个结果：1)由于沉降效果差，使相当比例的污 泥通过提升泵房回到水处理系统，增加了其处理负担；2)进机械脱水段污泥含水率居高不下，导致泥处理成本大幅度提高。如果能改善重力浓缩段污泥的沉降胜能，提高污泥浓度，那么对于提高污泥脱水设备的运行效率、稳定泥饼含水率、降低污泥脱水成本都有着十分重要的意义。为此，对物化污泥的性质、改善其沉降能等方面进行一些探讨和研究，很有必要。活性污泥具有良好的沉降陛和吸附眭。活性污泥中具有大量的微生物，而研究表明多种微生物能分泌一种具有粘性的高分子有机物，使细胞具有絮凝现象m。因此，可以考虑通过发挥活性污泥的絮凝特陛，将生化污泥掺入到物化污泥中，改善物化污泥的沉降性，并可通过适度的微曝气工艺，使微生物进入自身氧化阶段，来实现污泥减容减量的目的。本实验以小试结果为基础，在确定物化污泥和生化污泥的混合比例，微曝气时间，曝气量等因素的影响大小下，并通过中试试验放大考察该工艺的优缺点和具体参数要求。 2．材料与方法 2．1试验方案 研究分2个阶段：(1)小试阶段：研究物化污泥与生化污泥的比例(2：1或3：
各种物质物理化学参数使用手册
STANDARD ITS-90 THERMOCOUPLE TABLES The Instrument Society of America (ISA) has assigned standard letter designations to a number of thermocouple types having specified emf-temperature relations. These designations and the approximate metal compositions which meet the required relations, as well as the useful temperature ranges, are given below: Type B(Pt + 30% Rh) vs. (Pt + 6% Rh) 0 to 1820°C Type E(Ni + 10% Cr) vs. (Cu + 43% Ni)-270 to 1000°C Type J Fe vs. (Cu + 43% Ni)-210 to 1200°C Type K (Ni + 10% Cr) vs. (Ni + 2% Al + 2% Mn + 1% Si)-270 to 1372°C Type N (Ni + 14% Cr + 1.5% Si) vs. (Ni + 4.5% Si + 0. 1% Mg) -270 to 1300°C Type R(Pt + 13% Rh) vs. Pt-50 to 1768°C Type S (Pt + 10% Rh) vs. Pt -50 to 1768°C Type T Cu vs. (Cu + 43% Ni)-270 to 400°C The compositions are given in weight percent, and the positive leg is listed first. It should be emphasized that the standard letter designations do not imply a precise composition but rather that the specified emf-temperature relation is satisfied. The first set of tables below lists, for each thermocouple type, the emf as a function of temperature on the International Temperature Scale of 1990 (ITS-90). The coefficients in the equation used to generate the table are also given. The second set of tables gives the inverse relationships, i.e., the coefficients in the polynomial equation which expresses the temperature as a function of thermocouple emf. The accuracy of these equations is also stated. Further details and tables at closer intervals may be found in Reference 1. REFERENCES 1. Burns, G. W., Seroger, M. G., Strouse, G. F., Croarkin, M. C., and Guthrie, W.F., Temperature-Electromotive Force Reference Functions and Tables for the Letter-Designated Thermocouple Types Based on the ITS-90, Nat. Inst. Stand. Tech. (U.S.) Monogr. 175, 1993. 2. Schooley, J. F., Thermometry, CRC Press, Boca Raton, FL, 1986.
各元素物理化学性质
各元素物理化学性质 序号符 号 中 文 读音 原子 量 外层 电子 常见化 合价 分类英文名英文名音标其它 1 H 氢轻 1 1s1 1、-1 主/非 /其 Hydrogen ['haidr?d??n] 最轻 2 He 氦害 4 1s2 主/非 /稀 Helium ['hi:li?m] 最难液化 3 Li 锂里7 2s1 1 主/碱Lithium ['liθi?m] 活泼 4 Be 铍皮9 2s2 2 主/碱 土 Beryllium [be'rili?m] 最轻碱土金属元素 5 B 硼朋10.8 2s2 2p1 3 主/类Boron ['b?:r?n] 硬度仅次于金刚石 的非金属元素 6 C 碳探12 2s2 2p2 2、4、-4 主/非 /其 Carbon ['kɑ:b?n] 沸点最高 7 N 氮蛋14 2s2 2p3 -3 1 2 3 4 5 主/非 /其 Nitrogen ['naitr?d??n] 空气中含量最多的 元素 8 O 氧养16 2s2 2p4 -2、-1、2 主/非 /其 Oxygen ['?ksid??n] 地壳中最多 9 F 氟福19 2s2 2p5 -1 主/非 /卤 Fluorine ['flu?ri:n] 最活泼非金属，不能 被氧化 10 Ne 氖乃20 2s2 2p6 主/非 /稀 Neon ['ni:?n] 稀有气体 11 Na 钠那23 3s1 1 主/碱Sodium ['s?udi?m] 活泼 12 Mg 镁每24 3s2 2 主/碱 土 Magnesium [mæɡ'ni:zi?m] 轻金属之一 13 Al 铝吕27 3s2 3p1 3 主/金 /其 Aluminum [,ælju'minj?m] 地壳里含量最多的 金属 14 Si 硅归28 3s2 3p2 4 主/类Silicon ['silik?n] 地壳中含量仅次于 氧 15 P 磷林31 3s2 3p3 -3、3、5 主/非 /其 Phosphorus ['f?sf?r?s] 白磷有剧毒 16 s 硫留32 3s2 3p4 -2、4、6 主/非 /其 Sulfur ['s?lf?] 质地柔软，轻。与氧 气燃烧形成有毒的 二氧化硫 17 Cl 氯绿35.5 3s2 3p5 -1、1、3、 5、7 主/非 /卤 Chlorine ['kl?:ri:n] 有毒活泼 18 Ar 氩亚40 3s2 3p6 主/非 /稀 Argon ['ɑ:ɡ?n] 稀有气体，在空气中 含量最多的稀有气 体 19 K 钾假39 4s1 1 主/碱Potassium [p?'tæsj?m] 活泼，与空气或水接触发生反应，只能储存在煤油中 20 Ca 钙盖40 4s2 2 主/碱 土 Calcium ['kælsi?m] 骨骼主要组成成分
物理化学常用术语及单位
1. 范围 本技术规范规定了有关湿度计量的常用术语和定义，是对《常用计量名词术语及其定义》（JJG1001—82）的重新修订。 2. 有关湿度计量的术语 2.1 水蒸气（Water vapour） 亦称水汽。水的气态，由水气化或冰升华而成。 2.2 湿度（Humidity） 气体中水蒸气的含量。 2.3 水分（Moisture） 液体或固体中水的含量。 2.4 干气(Dry gas ) 不含水蒸气的气体。 注：绝对不含水蒸气的干气是不存在的，所谓干气仅仅是相对的。 2.5 干空气（Dry air） 不含水蒸气的空气。 2.6 湿气（Wet gas） 干气和水蒸气组成的混合物。 2.7 湿空气（Wet air） 干空气和水蒸气组成的混合物。 2.8 饱和湿气（Saturated gas） 在一定温度下相对湿度为100%的湿气。 注：一定温度下的饱和湿气，露点值等于该温度值。 2.9 水蒸汽的吸收（Absorption of water vapour） 水分子通过渗透原理进入到物体的内部。
2.10 水蒸汽的吸附（Adsorption of water vapour） 水分子附着在物体的表面。 2.11水蒸汽的脱附（Desorption of water vapour） 水分子脱离物体表面或物体内部的过程，这是与水蒸汽的吸收或吸附相反的过程。 2.12 干燥剂（Desiccant） 用于吸收水蒸气的物质，一般分为物理吸收和化学吸收两种。 2.13 饱和器（Saturator） 能够使干气变为饱和湿气的装置。 注：温度在0℃以上时称为水饱和器，在0℃以下时称为冰饱和器。 2.14 质量混合比（Mixing ratio） 湿气中水蒸气的质量与干气的质量之比，亦称混合比。 注：湿度基准—重法湿度计，就是根据质量混合比的定义建立的。 （kg?kg-1） 2.15 绝对湿度（Absolute humidity ） 单位体积湿气中水蒸气的质量。 （kg?m-3） 2.16 相对湿度(Relative humidity） 湿气中水蒸气的摩尔分数与相同温度和压力条件下饱和水蒸气的摩尔分数之百分比，或者湿气中水蒸气的分压值与相同温度下饱和水蒸气压的比值。 （%RH） 2.17 水蒸气压力（Water vapour pressure） 湿气（体积为V，湿度为T）中的水蒸气于相同V、T条件下单独存在时的压力。亦称为水蒸气分压力。水蒸气压力用e表示。
基本物理量与物化参数的测定
6.基本物理量与物化参数的测定?????????????????????????????? 实验88 化学反应焓变的测定 实验概述 化学反应通常是在等压条件下进行的，此时化学反应的热效应叫做等压热效应Q p。在化学热力学中，则是用反应体系焓H的变化量△H来表示的，简称为焓变。为了有一个比较的统一标准，通常规定100kPa为标准态压力，记为p 。把体系中各固体、液体物质处于p 下的纯物质，气体则在p 下表现出理想气体性质的纯气体状态称为热力学标准态。在标准状态下化学反应的焓变称为化学反应的标准焓变，用△r H 表示，下标“r”表示一般的化学反应，上标“ ”表示标准状态。在实际工作中，许多重要的数据都是在298.15 K下测定的，通常用298.15 K下的化学反应的焓变，记为△r H (298.15K)。 本实验是测定固体物质锌粉和硫酸铜溶液中的铜离子发生置换反应的化学反应焓变： Zn(s) + CuSO4(aq)═ZnSO4(aq)+ Cu(s) △r H m (298.15K)=- 217 kJ?mol-1 这个热化学方程式是表示：在标准状态、298.15 K时，发生了一个单位的反应，即1 mol的Zn与1 mol的CuSO4发生置换反应生成1 mol的ZnSO4和1 mol的Cu，此时的化学反应的焓变△r H m (298.15K)称为298.15 K时的标准摩尔焓变。其单位为kJ?mol-1。 测定化学反应热效应的仪器称为量热计。对于一般溶液反应的摩尔焓变。可用图8.1.1所示的“保温杯式”量热计来测定。 图8.8.1 简易量热计示意图 在实验中，若忽略量热计的热容，则可根据已知溶液的比热容、溶液的密度、浓度、实验中所取溶液的体积和反应过程中(反应前和反应后)溶液的温度变化，求得上述化学反应的摩尔
物理化学第十章界面现象
第十章界面现象 10.1 界面张力 界面：两相的接触面。 五种界面：气—液、气—固、液—液、液—固、固—固界面。（一般常把与气体接触的界面称为表面，气—液界面=液体表面，气—固界面=固体表面。） 界面不是接触两相间的几何平面！界面有一定的厚度， 有时又称界面为界面相(层）。 特征：几个分子厚，结构与性质与两侧体相均不同 比表面积：αs=A s/m（单位：㎡·㎏-1） 对于一定量的物质而言，分散度越高，其表面积就越大，表面效应也就越明显，物质的分散度可用比表面积αs来表示。 与一般体系相比，小颗粒的分散体系有很大的表面积，它对系统性质的影响不可忽略。 1. 表面张力，比表面功及比表面吉布斯函数 物质表面层的分子与体相中分子所处的力场是不同的——所有表面现象的根本原因！ 表面的分子总是趋向移往内部，力图缩小表面积。液体表面如同一层绷紧了的富有弹性的橡皮膜。 称为表面张力：作用于单位界面长度上的紧缩力。单位：N/m, 方向：表面（平面、曲面）的切线方向 γ可理解为：增加单位表面时环境所需作的可逆功，称比表面功。单位：
J · m-2。 恒温恒压： 所以： γ等于恒温、恒压下系统可逆增加单位面积时，吉布斯函数的增加，所以，γ也称为比表面吉布斯函数或比表面能。单位J · m-2 表面张力、比表面功、比表面吉布斯函数三者的数值、量纲和符号等同，但物理意义不同，是从不同角度说明同一问题。(1J=1N·m故1J·m-2=1N·m-1，三者单位皆可化成N·m-1) 推论：所有界面——液体表面、固体表面、液-液界面、液-固界面等，由于界面层分子受力不对称，都存在界面张力。 2. 不同体系的热力学公式 对一般多组分体系，未考虑相界面面积时：
大学《物理化学》相平衡练习题(有答案)
相平衡练习题 1. 在定压下，NaCl 晶体和蔗糖晶体与它们的饱和混合水溶液平衡共存时，独立组分数C 和条件自由度F '：答a ； (a) C =3， F '=1 (b) C =3， F '=2 (c) C =4， F '=2 (d) C =4， F '=3 注意：如果上述题目改为：在定压下，NaCl 晶体和蔗糖晶体与它们的过饱和混合水溶液平衡共存时，相律还是否适用？ 2. 23Na CO 可形成三种水合盐，232232232Na CO H O, Na CO 7H O Na CO 10H O ???及，常压下将 23Na CO (s) 投入其水溶液中，待达三相平衡时，一相是23Na CO 水溶液，一相是23Na CO (s) ，则另一相是：答d ； （a ）冰 （b ）232Na CO 10H O(s)? （c ）232 Na CO 7H O (s)? （d ）232 Na CO H O (s)? 3. 假设A 、B 二组分混合物可以形成理想液态混合物，则下列叙述中不正确的是： （a ）A 、B 分子间的作用力很微弱 （b ）A 、B 都遵守拉乌尔定律 （c ）液态混合物的蒸气压介于A 、B 的蒸气压之间 （d ）可以用重复蒸馏的方法使A 、B 完全分离。 答a 4．自由度为零，意味着：答（c ） （a ）体系独立组分数C 等于相数 P （b ）体系的状态不变 （c ）确定体系相平衡所需的最少强度变量数为零 （d ）三相共存 5.在一定压力下，在液态混合物中增加某组分后，液体的沸点下降，则该组分在气相中的相对含量（ ）它在平衡液相中的相对含量。答a a.大于 b. 小于 c.等于 d. 不确定 6. BaCO 3(s)、BaO(s)、CO 2(g)三种物质处于化学平衡时，体系自由度F 是 答a a.0 b.1 c.2 d.4 7．在一定压力下，某二组分系统能形成最低恒沸物，该恒沸物的组成（c ） a.与系统组成有关 b.与温度有关 c.与压力有关，压力一定时为定值 d.恒定不变，是化合物 8. 在一定压力下，A 和B 能形成最低恒沸物C ，设恒沸物的组成为x ，则对组成为x B (x B >x)的混合物进行普通精馏，最后得到（c ） a. A 和B b. A 和C c. B 和C d.无法确定 例1在101.325 kPa 下，A~B 系统的相图如 图所示。由相图回答： （1）系统中x （A ）﹦0.68时：开始沸腾的温度约为 ℃，最初馏出物中B 的摩尔分数约 图16
物理化学上册相平衡练习及答案
物理化学相平衡1试卷 一、选择题( 共21题40分) 1. 2 分(2442)由CaCO3(s),CaO(s),BaCO3(s),BaO(s)及CO2(s)构成的平衡体系,其自由 度为： ( ) (A) f=2 (B) f=1 (C)f=0 (D) f=3 2. 2 分(2398)将N2,H2,NH3三种气体充进773 K,32 424 kPa的合成塔中，在有催化剂存 在的情况下，指出下列三种情况时该体系的独立组分数C(1),C(2),C(3)各为多少 (1) 进入塔之前 (2) 在塔内反应达平衡时 (3) 若只充入NH3气，待其平衡后 (A) 3，2，1 (B) 3，2，2 (C) 2，2，1 (D) 3，3，2 3. 2 分(2562)在373.15 K时，某有机液体A和B的蒸气压分别为p和3p，A 和B的某混合物为理想液体混合物，并在373.15 K，2p时沸腾，那么A在平衡蒸气相 中的摩尔分数是多少？ (A) 1/3 (B) 1/4 (C) 1/2 (D) 3/4 4. 2 分(2403)将AlCl3溶于水中全部水解，此体系的组分数C是： (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 5. 2 分(2740) 对二级相变而言，则 （A）? 相变H=0，? 相变 V<0（B）? 相变 H<0，? 相变 V=0 （C）? 相变H<0，? 相变 V<0（D）? 相变 H=0，? 相变 V=0 6. 2 分(2436)CuSO4与水可生成CuSO4?H2O,CuSO4?3H2O,CuSO4?5H2O三种水合物,则在一定压力下，与CuSO4水溶液及冰共存的含水盐有： (A) 3种 (B) 2种 (C) 1种 (D) 不可能有共存的含水盐 7. 2 分(2333) 在密闭容器中，让NH4Cl(s)分解达到平衡后，体系中的相数是： (A)1 (B)2 (C)3 (D) 4 8. 2 分(2440)CaCO3(s),CaO(s),BaCO3(s),BaO(s)及CO2(g)构成的一个平衡物系,其组分数为： (A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 5 9. 2 分(2739) 二级相变服从的基本方程为：（A）克拉贝龙方程（B）克拉贝龙—克劳修斯方程 （C）爱伦菲斯方程（D）以上三个方程均可用 10. 2 分(2565)p?时，A 液体与B液体在纯态时的饱和蒸气压分别为40 kPa和46.65 kPa，在此压力下，A和B 形成完全互溶的二元溶液。在x A= 0.5时，A和B 的平衡分压分别是13.33kPa和20 kPa，则此二元物系常压下的T-x图为下列哪个图： 11. 2 分(2396)硫酸与水可形成H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)、H2SO4·4H2O(s)三种水合物,问在 101 325 Pa 的压力下，能与硫酸水溶液及冰平衡共存的硫酸水合物最多可有多少种 (A) 3 种 (B) 2 种 (C) 1 种 (D) 不可能有硫酸水合物与之平衡共存。 12. 2 分(2399)某体系存在C(s),H2O(g),CO(g),CO2(g),H2(g) 五种物质，相互建立了下述三个平衡：H2O(g) + C(s)垐? 噲?H2(g) + CO(g) CO2(g) + H2(g)垐? 噲?H2O(g) + CO(g) CO2(g) + C(s)垐? 噲?2CO(g) 则该体系的独立组分数C为: (A) C=3 (B) C=2 (C) C=1 (D) C=4
物理化学第一章讲义
第一章气体的pVT 关系 §1.1 理想气体状态方程 §1.2 理想气体混合物 §1.3 真实气体的液化及临界参数 §1.4 真实气体状态方程 §1.5 对应状态原理及普遍化压缩因子图 教学重点及难点 教学重点1.理解理想气体模型、摩尔气体常数,掌握理想气体状态方程。 2.理解混合物的组成、理想气体状态方程对理想气体混合物的应用,掌握理想气体的分压定律和分体积定律。 3.了解气体的临界状态和气体的液化,理解液体的饱和蒸汽压。 4.了解真实气体的pV m - p图、范德华方程以及压缩因子和对应状态原理。 教学难点:1.理想气体的分压定律和分体积定律。 前言 宏观的物质可分成三种不同的聚集状态： 气态:气体则最为简单，最易用分子模型进行研究。 液态:液体的结构最复杂，对其认识还很不充分。 固态:结构较复杂，但粒子排布的规律性较强，对其研究已有了较大的进展。 当物质的量n确定后，其pVT 性质不可能同时独立取值，即三者之间存在着下式所示的函数关系：f（p,V, T）= 0也可表示为包含n在内的四变量函数式，即f（p,V,T,n）= 0这种函数关系称作状态方程。 §1-1 理想气体的状态方程 1.理想气体状态方程 （1）气体的基本实验定律: 波义尔定律:PV = 常数（n,T 恒定） 盖·吕萨克定律:V／T = 常数（n,p恒定） 阿伏加德罗定律:V／n＝常数（T,p恒定） ( 2 ) 理想气体状态方程 上述三经验定律相结合，可整理得理想气体状态方程:pV＝nRT (p: Pa（帕斯卡）V: m3(米3) T:K（开尔文） R（摩尔气体常数）: J·mol-1·K-1（焦·摩尔-1·开-1）) 因为摩尔体积V m = V／n,气体的物质的量n=m /M 理想气体状态方程又常采用下列两种形式：p V m＝RT、pV＝(m／M)RT 2．理想气体模型 (1)分子间力:分为相互吸引和相互排斥，按照兰纳德一琼斯的理 论：E=E吸引+E排斥=-A r6+B r12 由图可知: