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物理化学讲义上册

河西学院

讲义

2011 ～2012 学年第 2 学期

课程名称物理化学Ⅰ

授课教师曹成

职称讲师

教师所在单位化学化工学院

绪论

§ 0.1 物理化学的建立与发展

十八世纪开始萌芽：从燃素说到能量守恒与转化定律。俄国科学家罗蒙诺索夫最早使用“物理化学”这一术语。

十九世纪中叶形成：1887年俄国科学家W.Ostwald（1853～1932）和荷兰科学家J.H.van’t Hoff （1852～1911）合办了第一本“物理化学杂志”（德文）。

二十世纪迅速发展: 新测试手段和新的数据处理方法不断涌现，形成了许多新的分支学科，如：热化学、化学热力学、电化学、溶液化学、胶体化学、表面化学、化学动力学、催化作用、量子化学和结构化学等。

近代化学的发展趋势和特点:

(1) 从宏观到微观: 单用宏观的研究方法是不够的，只有深入到微观，研究分子、原子层次的运动规律，才能掌握化学变化的本质和结构与物性的关系。

(2) 从体相到表相:在多相体系中，化学反应总是在表相上进行，随着测试手段的进步，了解表相反应的实际过程，推动表面化学和多相催化的发展。

(3) 从静态到动态: 热力学的研究方法是典型的从静态判断动态，利用几个热力学函数，在特定条件下判断变化的方向。20世纪六十年代以来激光技术和分子束技术的出现可真正研究化学反应的动态问题。在此基础上发展起来的分子反应动力学已成为目前非常活跃的学科。

(4) 从定性到定量: 随着计算机技术的飞速发展，大大缩短了数据处理的时间，并可进行人工模拟和自动记录，使许多以前只能做定性研究的课题现在可进行定量监测。

(5) 从单一学科到边缘学科: 化学学科与其他学科以及化学内部更进一步相互渗透、相互结合，形成了许多极具生命力的交叉科学，如生物化学、地球化学、天体化学、计算化学、金属有机化学、物理有机化学等。

(6) 从平衡态的研究到非平衡态的研究: 经典热力学只研究平衡态和封闭体系或孤立体系，然而对处于非平衡态的开放体系的研究更具有实际意义，自1960年以来，逐渐形成了非平衡态热力学这个学科分支。

§ 0.2 物理化学的目的和内容

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，从而探求化学变化中具有普遍性的基本规律。在实验方法上主要采用物理学中的方法。

目的?物理化学主要是为了解决生产实际和科学实验中向化学提出的理论问题，揭示化学变化的本质，更好地驾驭化学，使之为生产实际服务。

研究内容：

（1）化学变化的方向和限度问题

（2）化学反应的速率和机理问题

（3）物质的结构与其性能之间的关系问题

§ 0.3 物理化学的研究方法

（1）遵循“实践—理论—实践”的认识过程，分别采用归纳法和演绎法，即从众多实验事实概括到一般，再从一般推理到个别的思维过程。

（2）综合应用微观与宏观的研究方法，主要有：热力学方法、统计力学方法和量子力学方法。

热力学方法：

以众多质点组成的宏观体系作为研究对象，以两个经典热力学定律为基础，用一系列热力学函数及其变量，描述体系从始态到终态的宏观变化，而不涉及变化的细节。经典热力学方法只适用于平衡体系。

统计力学方法：

用概率规律计算出体系内部大量质点微观运动的平均结果，从而解释宏观现象并能计算一些热力学的宏观性质。

量子力学方法：

用量子力学的基本方程（E.Schrodinger方程）求解组成体系的微观粒子之间的相互作用及其规律，从而指示物性与结构之间的关系。

§ 0.4 物理化学课程的学习方法

(1) 注意逻辑推理的思维方法，反复体会感性认识和理性认识的相互关系。

(2) 抓住每章重点，自己动手推导公式，注意公式的适用条件。并注意章节间的联系。

(3)多做习题，学会解题方法。很多东西只有通过解题才能学到，不会解题，就不可能掌握物理化学。

(4) 课前自学，听课记笔记，课后复习，勤于思考，培养自学和独立工作的能力。

参考书

（1）孙德坤等编，《物理化学学习指导》，高等教育出版社，2007年。

（2）五所师范院校合编，《物理化学》（第三版），上、下册，高等教育出版社，1992年。（3）印永嘉等编，《物理化学简明教程》（第三版），高等教育出版社，1990年。

（4）胡英等编，《物理化学》（第三版），上、下册，高等教育出版社，1989年。

第二章热力学第一定律

§ 2.1 热力学概论

一、热力学的基本内容

1. 研究热、功和其他形式能量之间的相互转换及其转换过程中所遵循的规律（热力学第一定律）；

2. 研究各种物理变化和化学变化过程中所发生的能量效应；

3. 研究化学变化的方向和限度（热力学第二定律）；

4. 研究低温现象，阐明规定熵的数值（热力学第三定律）；

5. 热力学第零定律——为温度建立了严格的科学定义。

二、热力学的方法和局限性

1、热力学方法

（1）研究对象是大数量分子的集合体，研究宏观性质，所得结论具有统计意义。

（2）只考虑变化前后的净结果，不考虑物质的微观结构和反应机理。

（3）能判断变化能否发生以及进行到什么程度，但不考虑变化所需要的时间。

2、局限性

不知道反应的机理、速率和微观性质，只讲可能性，不讲现实性。

§ 2.2 热平衡和热力学第零定律

一、温度的概念

“温度”一词在日常生活中是经常遇到的，但要给它一个很确切的定义，似乎又并不容易。

在历史上，“温度”和“热”这两个不同的概念曾一度被混淆过。第一个明确区分的是J.Black。温度的概念起源于人们对冷热的感觉，它代表物体冷热的程度（现在知道这就是组成物质的大量粒子的无规则运动的强弱程度）。

在热力学中，我们从热平衡来定义温度：

当两个体系彼此处于热平衡时，它们必定有一个共同的热力学性质，这个决定体系热平衡的热力学性质被定义为温度。

二、热平衡定律与热力学第零定律

测量温度的依据是热平衡定律。当两个物体 A 和 B 分别与第三个物体C处于热平衡时，则 A 和 B 之间也必定彼此处于热平衡。这是一个客观存在的经验，称为热平衡定律。

由于它的重要性，并因它是热力学第一和第二定律之后确立的，但在逻辑上却应放在这两个定律之前，故 R.H.Fowler 称之为热力学第零定律。

三、热力学第零定律的实质

指出温度这个状态函数的存在，它非但给出温度的概念，而且给出了比较温度的方法。

在比较各个物体的温度时，不需要将各物体直接接触，只需将一个作为标准的第三系统分别与各个物体相接触达到热平衡，这个作为标准的第三系统就是温度计。

§ 2.3 热力学的一些基本概念

一、体系（System）与环境（surroundings）

在科学研究时必须先确定研究对象，把一部分物质与其余分开，这种分离可以是实际的，也可以是想象的。这种被划定的研究对象称为体系，亦称为物系或系统。

与体系密切相关、有相互作用或影响所能及的部分称为环境。

根据体系与环境之间的关系，把体系分为三类：

（1）敞开体系（open system）体系与环境之间既有物质交换，又有能量交换。

（2）封闭体系（closed system）体系与环境之间无物质交换，但有能量交换。

（3）孤立体系（isolated system）

体系与环境之间既无物质交换，又无能量交换，故又称为隔离体系。有时把封闭体系和体系影响所及的环境一起作为孤立体系来考虑。

注意！

绝对的隔离系统不存在！

隔离系统：外界作用小到可以忽略的系统

环境对隔离系统中发生的任何变化不会有影响。

封闭系统是我们学习的主要对象

热力学很多关系式除有特殊注明外只适用于封闭系统。

二、系统的性质

用宏观可测性质来描述体系的热力学状态，故这些性质又称为热力学变量。可分为两类：

1. 广度性质（extensive properties）

又称为容量性质，它的数值与体系的物质的量成正比，如体积、质量、熵等。这种性质有加和性，在数学上是一次齐函数。

2.强度性质（intensive properties）

它的数值取决于体系自身的特点，与体系的数量无关，不具有加和性，如温度、压力等。它在数学上是零次齐函数。指定了物质的量的容量性质即成为强度性质，如摩尔热容。

三、热力学平衡态

当体系的诸性质不随时间而改变，则体系就处于热力学平衡态，它包括下列几个平衡：

1. 热平衡（thermal equilibrium）体系各部分温度相等。

2. 力学平衡（mechanical equilibrium）体系各部的压力都相等，边界不再移动。如有刚壁存在，虽双方压力不等，但也能保持力学平衡。

3. 相平衡（phase equilibrium）多相共存时，各相的组成和数量不随时间而改变。

4. 化学平衡（chemical equilibrium ）反应体系中各物的数量不再随时间而改变。

四、状态函数

体系的一些性质，其数值仅取决于体系所处的状态，而与体系的历史无关；它的变化值仅取决于体系的始态和终态，而与变化的途径无关。具有这种特性的物理量称为状态函数

（state function）。

状态函数的特性可描述为：异途同归，值变相等；周而复始，数值还原。

状态函数在数学上具有全微分的性质。

五、状态方程（state equation ）

体系状态函数之间的定量关系式称为状态方程（state equation ）。

对于一定量的单组分均匀体系，状态函数T,p,V 之间有一定量的联系。经验证明，只有两个是独立的，它们的函数关系可表示为：T=f（p,V）p=f（T,V）V=f（p,T）例如，理想气体的状态方程可表示为：pV=nRT

六、过程与途径

1. 过程( procedure )系统发生的变化

如一定量气体加热后发生如下变化：

( p1,V1,T1) ( p2,V2,T2) 为一过程

2. 途径（path）系统由始态变化到终态所经历的过程的总和。如图：

中间态

一定量的气体状态变化:始态（1）→终态（2）可通过两个途径。途径1 ：过程c 途径2 ：过程 a + 过程b

3. 过程的分类

（1）恒温过程即d T = 0；整个过程中，系统的温度保持恒定

等（定）温过程:始态温度（T1）= 终态温度（T2）= 环境温度（T ex）

即T1=T2=T ex，过程中温度可不恒定

（2）恒压过程即d p = 0 整个过程中，系统的压力保持恒定。

等（定）压过程:始、终态与环境压力相等，即p1 = p2 = p ex （3）恒容过程即d V = 0 整个过程中，系统体积保持不变。

（4）绝热过程即：d Q=0

系统与环境无热交换。对那些变化极快的过程，如爆炸，快速燃烧，体系与环境来不及发生热交换，那个瞬间可近似作为绝热过程处理。

（5）循环过程系统经历一系列变化后又回到始态的过程。

ΔX=0 X : 任意状态函数系统经历一循环过程后全部状态函数的改变值均为零。

（6）恒外压过程：p外=常数

系统在体积膨胀的过程中所反抗的环境压力是一常数。

(7) 向真空膨胀过程（自由膨胀）：p外=0

若选气体为系统，膨胀时环境压力为零。

七、热和功

1. 热：体系与环境之间因温差而传递的能量称为热，用符号Q表示。Q的取号：体系吸热，Q>0；体系放热，Q<0 。

2. 功：体系与环境之间传递的除热以外的其它能量都称为功，用符号W表示。功可分为膨胀功和非膨胀功两大类。W的取号：

环境对体系作功，W>0；体系对环境作功，W<0 。

Q和W都不是状态函数，其数值与变化途径有关。

§ 2.4 热力学第一定律

一、热功当量

焦耳（Joule）和迈耶(Mayer)自1840年起，历经20多年，用各种实验求证热和功的转换关系，得到的结果是一致的。即： 1 cal = 4.1840 J

这就是著名的热功当量，为能量守恒原理提供了科学的实验证明。

二、能量守恒定律

到1850年，科学界公认能量守恒定律是自然界的普遍规律之一。能量守恒与转化定律可表述为：自然界的一切物质都具有能量，能量有各种不同形式，能够从一种形式转化为另一种形式，但在转化过程中，能量的总值不变。

三、热力学能

热力学能（thermodynamic energy）以前称为内能（internal energy）,它是指体系内部能量的总和，包括分子运动的平动能、分子内的转动能、振动能、电子能、核能以及各种粒子之间的相互作用位能等。

热力学能是状态函数，用符号U 表示，它的绝对值无法测定，只能求出它的变化值。四、热力学第一定律文字表示

是能量守恒与转化定律在热现象领域内所具有的特殊形式，说明热力学能、热和功之间可以相互转化，但总的能量不变。

也可以表述为：第一类永动机是不可能制成的。第一定律是人类经验的总结。第一类永动机（first kind of perpetual motion mechine)

一种既不靠外界提供能量，本身也不减少能量，却可以不断对外作功的机器称为第一类永动机，它显然与能量守恒定律矛盾。

历史上曾一度热衷于制造这种机器，均以失败告终，也就证明了能量守恒定律的正确性。五、热力学第一定律数学表示式 ΔU = Q + W

对微小变化： d U =δQ +δW

因为热力学能是状态函数，数学上具有全微分性质，微小变化可用d U 表示；Q 和W 不是状态函数，微小变化用δ表示，以示区别。

以前也用ΔU = Q - W 表示，两种表达式完全等效，只是W 的取号不同。用该式表示的W 的取号为：环境对体系作功， W <0 ；体系对环境作功， W >0 。

§ 2.5 准静态过程与可逆过程

一、功与过程

（一）膨胀过程设在定温下，一定量理想气体在活塞筒中克服外压 ,经4种不同途径，体积从V 1膨胀到V 2所作的功。

1. 自由膨胀（free expansion ） e,1e δd W p V =?=

2. 等外压膨胀（p e 保持不变）

e,2e 21()

W p V V =??体系所作的功如阴影面积所示。

3. 多次等外压膨胀

(1) 克服外压为，体积从膨胀到； (2) 克服外压为，体积从膨胀到； (3) 克服外压为，体积从膨胀到。所作的功等于3次作功的加和。可见，外压差距越小，膨胀次数越多，做的功也越多

4. 外压比内压小一个无穷小的值

外压相当于一杯水，水不断蒸发，这样的膨胀过程是无限缓慢的，每一步都接近于平衡态。所作的功为：

这种过程近似地可看作可逆过程，所作的功最大。

（二）压缩过程: 定温下，一定量理想气体将体积从压缩到，有如下三种途径：

1. 一次等外压压缩

在外压为下，一次从压缩到，环境对体系所作的功（即体系得到的功）为：

'p 1V 'V "p 'V "V 2p "V V 2e,31'(')

W p V V =??"("')p V V ??22(")p V V ??e,4e d W p V i (d )d =?∑p p V =??∑21i d V V p V =?∫21

d V V nRT V V =?∫12ln V nRT V =2V V 1

1p 2V V 1',1112()

e W p V V =??

多次等外压压缩

体系从压缩到第二步：用的压力将体系从第三步：用的压力将体系从 3.可逆压缩

的水气慢慢在杯中凝聚，使压力缓慢增加，恢复到原状，所作的功为：

2. 第一步：用的压力将"

p 2V "V 压缩到；'p "'V V 压缩到

整个过程所作的功为三步加和。如果将蒸发掉

则体系和环境都能恢复到原状。1p 'V '"() W p V V =??''

()"",12e p V V ??()'11p V V ??1

',3d V e i V W p ∫V =?2

ln V nRT =1V 1V

功与过程小结：P75图2.3

从以上的膨胀与压缩过程看出，功与变化的途径有关。虽然始终态相同，但途径不同，所作的功也大不相同。显然，可逆膨胀，体系对环境作最大功；可逆压缩，环境对体系作最小功。

二、准静态过程（guasistatic process）

在过程进行的每一瞬间，体系都接近于平衡状态，整个过程可以看成是由一系列极接近平衡的状态所构成，这种过程称为准静态过程。

准静态过程是一种理想过程，实际上是办不到的。上例无限缓慢地压缩和无限缓慢地膨胀过程可近似看作为准静态过程。

三、可逆过程（reversible process）

体系经过某一过程从状态（1）变到状态（2）之后，如果能使体系和环境都恢复到原来的状态而未留下任何永久性的变化，则该过程称为热力学可逆过程。否则为不可逆过程。

上述准静态膨胀过程若没有因摩擦等因素造成能量的耗散，可看作是一种可逆过程。过程中的每一步都接近于平衡态，可以向相反的方向进行，从始态到终态，再从终态回到始态，体系和环境都能恢复原状。

§ 2.6 焓（enthalpy）

1. 焓的定义式：

H = U + pV

2. 为什么要定义焓？

为了使用方便，因为在等压、不作非膨胀功的条件下，焓变等于等压热效应。容易测定，从而可求其它热力学函数的变化值

即 Qp =D H 或 d Qp =d H （封闭系统，等压，W ' = 0） 3. 焓是状态函数定义式中焓由状态函数组成。

.注意：焓不是能量虽然具有能量的单位，但不遵守能量守恒定律。

§ 2.7 热容（heat capacity ）

对于组成不变的均相封闭体系，不考虑非膨胀功，设体系吸热Q ，温度从T 1 升高到T 2，则：

1. 平均热容 21

C T T =

?定义

单位 1K J ??

温度变化很小

2. 比热容：

规定物质的数量为1 g （或1 kg ）的热容。

它的单位是或。

3. 摩尔热容Cm ：

规定物质的数量为1 mol 的热容。单位为：

4. 等压热容Cp ：

11J K g ????kg

11J K ????mol 11J K ????()d p p

Q H

T T

δ?C =

=?d p p H Q C Δ==T

∫

(d V V V Q U

C T T δ?=

=?5. 等容热容Cv ： (d V V V Q U C T T

δ?=

6. 热容与温度的关系：

热容与温度的函数关系因物质、物态和温度区间的不同而有不同的形式。例如，气体的等压摩尔热容与T 的关系有如下经验式：

2,m p C a bT cT =+++???

,m '''p C a b T c T ??=+++???

或

式中a , b , c , a’, ...是经验常数，由各种物质本身的特性决定，可从热力学数据表中查找。

§ 2.8 热力学第一定律对理想气体的应用

1. Gay-Lussac-Joule 实验(理想气体的U 和H ）盖?吕萨克1807年，焦耳在1843年分别做了如下实验：

将两个容量相等的容器，放在水浴中，左球充满气体，右球为真空（如图所示）。打开活塞，气体由左球冲入右球，达平衡（如图所示）

水浴温度没有变化，即Q =0；由于体系的体积取两个球的总和，所以体系没有对外做功，

W =0；根据热力学第一定律得该过程的。

U Δ=

Gay-Lussac-Joule 实验—结论

前述：对于定量的纯物质，热力学能U 由P ，V ，T 中的任意两个独立变量来确定：设热力学能可写成 U =f （T ，V ），微分得 T V U U

dU = (

)dV + ()dT V T

????

焦耳实验结果：d T =0，d U =0，d V ≠0 T V U U 0= (

)dV + ()dT V T

????

d T =0，d V ≠0

T U ()=0 V ??同理，若内能写成U = f （T ，p ） T U

(

)=0 P

常温常压时的气体可视为理想气体

故：理想气体的内能仅是温度的函数，与体积或压力无关，即U =f （T ）

对于理想气体，在等温条件下PV=常数，即d(PV)=0，所以根据焓的定义可证理想气体的焓也仅为温度的函数。

即又因为

故：理想气体的Cv ，Cp 也仅为温度的函数。

本节小结：从盖?吕萨克—焦耳实验得到理想气体的热力学能和焓仅是温度的函数，用数学表示为：

即：在恒温时，改变体积或压力，理想气体的热力学能和焓保持不变。且理想气体的Cv,Cp 也仅为温度的函数。

2. 理想气体的Cp 与Cv 之差气体的Cp 恒大于Cv ：

因为等容过程中，升高温度，体系所吸的热全部用来增加热力学能；而等压过程中，所

()

H H T =()T 0

H V

?=?(

T H

?=?(

)V V

U C T ?=?(

)p p H C T

?=?(T U V ?=?0(

0 T U

p ?=?()

U U T = (T 0H V ?=?(0

p ?=? ()

H H T =

吸的热除增加热力学能外，还要多吸一点热量用来对外做膨胀功，所以气体的Cp 恒大于Cv 。

V C C nR

?=对于理想气体：（下面证明） C C ,m ,m p V R ?=一般封闭体系Cp 与Cv 之差

(

)(p p V V H U

C C T T

???=???()

()( p V U PV U H T T ?+?=???（代入定义式）

（1） ()(()p

V U p T

U T

??=+?????下面需要证明 ?(

)p U

=??

书P454附录：根据复合函数的偏微商公式可证 (,), (,)

U U T V V V T p ==证明设： d (

)d (d V T U U

U T T V ??=+??V d ()d (d p T V V

V T T p ??=+??p

代入表达式得： d V d (

)d ()[()d ()d p V T U U V V

U T T T V T p

????=++????]T p

重排，将项分开，得：

d ,d p T d ()()d [()()(]d T T V T p U V U U V U p V p T V T

?????=++????? T

=()d [()()()]d T V T U U U V p p T p T V T

????++????

因为也是的函数 U T p ,(,)U U T p =d (

)d (d T p U U

U p p T

??=+?? T

对照的两种表达式，得：

d U （2式） ()()()()p V T p U U U V T T V T

????=+????

将（2式）代入（1式）得： (

)()()p p p V T U V V C C p V T T

????=+??? [(

)]()T p U V

p V T

??=+??

()/p V nR p T

?=?对理想气体，所以

3. 热过程方程式和过程的功绝热过程

在绝热过程中，体系与环境间无热的交换，但可以有功的交换。根据热力学第一定律：

这时，若体系对外作功（功为负），热力学能下降，体系温度必然降低，反之，则体系温度升高。因此绝热压缩，使体系温度升高，而绝热膨胀，可获得低温。

（1）绝热过程方程式

理想气体在绝热可逆过程中，三者遵循的关系式称为绝热过程方程式。热力学第一定律：d U = δQ +δW 绝热: δQ =0 记思路引进条件！ d U =δW

理想气体pVT 变化: 可逆时:

p 环 =

p =nRT / V d U = nCv ,md T δW = -pdV=-(nRT / V)dV nCV ,m d T = -(nRT / V ) d V ，C V ,m 为常数时积分 C V ,m ln(T 2 / T 1) =R ln (V 1 / V 2) T 2 / T 1 = (V 1 / V 2)R / C V ,m 引入绝热指数理想气体C p .m -C V .m = R γ =C p ,m /C V ,m R /C V .m =γ-1

p V C C nR

?=d U Q W =δ+δ = 0W Q δδ=（因为）

,,p V T ()0, T U

V ?=?

T2 / T1 = (V1 / V2) γ-1

适用：理想气体绝热可逆过程。不适用：绝热不可逆过程！

（2）绝热可逆过程的膨胀功

理想气体等温可逆膨胀所作的功显然会大于绝热可逆膨胀所作的功，这在P-V-T三维图上看得更清楚。

在P-V-T三维图上，黄色的是等压面；兰色的是等温面；红色的是等容面

体系从A点等温可逆膨胀到B点，AB线下的面积就是等温可逆膨胀所作的功。

如果同样从A点出发，作绝热可逆膨胀，使终态体积相同，则到达C点，AC线下的面积就是绝热可逆膨胀所作的功。

显然，AC线下的面积小于AB线下的面积，C点的温度、压力也低于B点的温度、压力。

（3）两种功的投影图

从两种可逆膨胀曲面在PV面上的投影图看出：

同样从A 点出发，达到相同的终态体积，等温可逆过程所作的功（AB 线下面积）大于绝热可逆过程所作的功（AC 线下面积）。

()T p p

V V ?=?

?AB 线斜率：

AC 线斜率：

(

)S p p V

因为绝热过程靠消耗热力学能作功，要达到相同终态体积，温度和压力必定比B 点低。（4）绝热功的求算

（a ）理想气体绝热可逆过程的功

因为所以

（b ）绝热状态变化过程的功

因为计算过程中未引入其它限制条件，所以该公式适用于定组成封闭体系的一般绝热过程，不一定是理想气体，也不一定是可逆过程。

P86例1、例2

§ 2.9 卡诺循环（Carnot cycle ）

1824 年，法国工程师 N.L.S.Carnot(1796~1832)设计了一个循环，以理想气体为工作物

V γ

?=??1

γ>2

d V V W p V =?∫

=d V

V K V V γ

∫

()

pV K γ=1121

=11

()(1)K V V γγγ???

??1122V p V K γ

==p 2211=

1p V p V W γ??21()

nR T T γ?=

?21 (()

V C T T ?W U =Δ2

d T V T C T =∫V C T = 设与无关）

(物理化学)练习题

(物理化学)练习题【一】填空题〔每空0.5分，共10分〕 1.理想气体自由膨胀过程中W _______0，Q _______0，?U _______0，?H _______0(填“＞”、“＜”、“=”)。 2.对非理想气体的循环过程，以下函数W 、Q 、?S 等于零的为。 3.在通常情况下，关于单组分系统能平衡共存的最多相数为___________。 4.理想液体混合物的混合性质为?mix H ______0、Δmix S _______0、Δmix V ________0Δ mix G ________0。(填“＞” 、“＜”、“=”) 5.有一个化学反应，在低温下可自发进行，随温度的升高，自发倾向降低，该反应?S ______0，?H ______0。(填“＞”、“＜”、“=”) 6.一级反应的半衰期的表达式为=2/1t 。 7.写出单组分热力学差不多关系式d G =、 d H =、d F =。 8.某温度时，连串反应R →M →P 的k 1和k 2分别为0.012和0.004min -1，M 浓度达到最大值的时间t max 为。 9.在测量电池电动势时，使用盐桥的目的是为了。 10.物理量Q 、W 、U 、H 、V 、T 、P 属于状态函数的为，状态函数中属于强度性质的有。【二】选择题〔每题1分，共10分〕 1.工作在100℃和50℃的两大热源间的卡诺热机，其效率为〔〕。 A.13%B.25%C.75%D.50% 2.0.1mol.kg -1Na Cl 水溶液的离子强度是〔〕mol.kg -1 A.0.1B.0.2C.0.3D.1.2 3.封闭系统中任意绝热可逆过程的熵变?S 〔〕。 A.>0B.<0C.=0；D.无法确定 4.假设反应速率常数k 的量纲为mol ·dm -3·h -1，那么该反应为〔〕 A.三级反应B.二级反应C.一级反应D.零级反应 5.298K 时，0.05moldm -3糖水的渗透压为π1，0.05moldm -3食盐水的渗透压为π2，那么π1与π2的关系为()。 A.π1>π2 B.π1<π2 C.π1=π2 D.无确定关系 6.关于一个简单化学反应来说，在其它条件相同时，以下说法正确的选项是() A.?r S 越小，反应速率越快B.?r H 越小，反应速率越快 C.?r G 越小，反应速率越快D.活化能越小，反应速率越快 7.电解质溶液的摩尔电导率Λm () A.随浓度降低而增加 B.随浓度降低而减小 C.不随浓度变化 D.随浓度的变化不确定 8.理想气体向真空膨胀时() A.?U =0 B.?U >0 C.?U <0 D.无法判断 9.封闭体系经任意循环过程，那么〔〕 A.Q =0B.W =0C.Q +W =0D.不能判断

物理化学上册的答案_第五版上册

气体pVT 性质 1. 1-1物质的体膨胀系数V α与等温压缩系数T κ的定义如下：试导出理想气体的V α、T κ与压力、温度的关系？解：对于理想气体，pV=nRT 1-2 气柜内有121.6kPa 、27℃的氯乙烯（C 2H 3Cl ）气体300m 3，若以每小时90kg 的流量输往使用车间，试问贮存的气体能用多少小时？解：设氯乙烯为理想气体，气柜内氯乙烯的物质的量为每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为 133153.144145 .621090109032-?=?=?=h mol M v Cl H C n/v=（14618.623÷1441.153）=10.144小时 1-3 0℃、101.325kPa 的条件常称为气体的标准状况。试求甲烷在标准状况下的密度。解：33714.015 .273314.81016101325444--?=???=?=?=m kg M RT p M V n CH CH CH ρ 1-4 一抽成真空的球形容器，质量为25.0000g 。充以4℃水之后，总质量为125.0000g 。若改用充以25℃、13.33kPa 的某碳氢化合物气体，则总质量为25.0163g 。试估算该气体的摩尔质量。解：先求容器的容积33)(0000.1001 0000.100000.250000.1252cm cm V l O H ==-=ρ n=m/M=pV/RT 1-5 两个体积均为V 的玻璃球泡之间用细管连接，泡内密封着标准状况条件下的空气。若将其中一个球加热到100℃，另一个球则维持0℃，忽略连接管中气体体积，试求该容器内空气的压力。

解：方法一：在题目所给出的条件下，气体的量不变。并且设玻璃泡的体积不随温度而变化，则始态为 )/(2,2,1i i i i RT V p n n n =+= 终态（f ）时 ??? ? ??+=???? ??+=+=f f f f f f f f f f T T T T R V p T V T V R p n n n ,2,1,1,2,2,1,2,1 1-6 0℃时氯甲烷（CH 3Cl ）气体的密度ρ随压力的变化如下。试作ρ/p —p 图，用外推法求氯甲烷的相对分子质量。解：将数据处理如下： P/kPa 101.325 67.550 50.663 33.775 25.331 (ρ/p)/ （g ·dm -3·kPa ） 0.02277 0.02260 0.02250 0.02242 0.02237 作(ρ/p)对p 图当p →0时，(ρ/p)=0.02225，则氯甲烷的相对分子质量为 1-7 今有20℃的乙烷-丁烷混合气体，充入一抽真空的200 cm 3容器中，直至压力达101.325kPa ，测得容器中混合气体的质量为0.3879g 。试求该混合气体中两种组分的摩尔分数及分压力。解：设A 为乙烷，B 为丁烷。 B A B B A A y y mol g M y M y n m M 123.580694.30 867.46008315 .03897.01+=?==+==- （1） 1=+B A y y （2）联立方程（1）与（2）求解得401.0,599.0==B B y y

物理化学期末考试题库(上下册)

一化学热力学基础 1-1 判断题 1、可逆的化学反应就是可逆过程。（×） 2、Q 和W 不是体系的性质，与过程有关，所以Q+W 也由过程决定。（×） 3、焓的定义式H=U+pV 是在定压条件下推导出来的，所以只有定压过程才有焓变。（×） 4、焓的增加量ΔH 等于该过程中体系从环境吸收的热量。（×） 5、一个绝热过程Q=0，但体系的ΔT 不一定为零。（√） 6、对于一个定量的理想气体，温度一定，热力学能和焓也随之确定。（√） 7、某理想气体从始态经定温和定容两个过程达终态，这两个过程Q 、 W 、ΔU 及ΔH 是相等的。（×） 8、任何物质的熵值是不可能为负值或零的。（×） 9、功可以全部转化为热，但热不能全部转化为功。（×） 10、不可逆过程的熵变是不可求的。（×） 11、任意过程中的热效应与温度相除，可以得到该过程的熵变。（×） 12、在孤立体系中，一自发过程由A B,但体系永远回不到原来状态。（√） 13、绝热过程Q=0，而T Q dS δ=,所以dS=0。（×） 14、可以用一过程的熵变与热温商的大小关系判断其自发性。（√）

15、绝热过程Q=0，而ΔH=Q ，因此ΔH=0。（×） 16、按克劳修斯不等式，热是不可能从低温热源传给高温热源的。（×） 17、在一绝热体系中，水向真空蒸发为水蒸气（以水和水蒸气为体系），该过程W>0，ΔU>0。（×） 18、体系经过一不可逆循环过程，其体S ?>0。（×） 19、对于气态物质，C p -C V =nR 。（×） 20、在一绝热体系中有一隔板，两边分别是空气和真空，抽去隔板，空气向真空膨胀，此时Q=0，所以ΔS=0。（×） 21、高温物体所含的热量比低温物体的多，因此热从高温物体自动流向低温物体。（×） 22、处于两相平衡的1molH 2O （l ）和1molH 2O （g ），由于两相物质的温度和压力相等，因此在相变过程中ΔU=0，ΔH=0。（×） 23、在标准压力下加热某物质，温度由T 1上升到T 2，则该物质吸收的热量为?=2 1 T T p dT C Q ，在此条件下应存在ΔH=Q 的关系。（√） 24、带有绝热活塞（无摩擦、无质量）的一个绝热气缸装有理想气体，内壁有电炉丝，将电阻丝通电后，气体慢慢膨胀。因为是一个恒压过程Q p =ΔH ，又因为是绝热体系Q p =0，所以ΔH=0。（×） 25、体系从状态I 变化到状态Ⅱ，若ΔT=0，则Q=0，无热量交换。（×） 26、公式Vdp SdT dG +-=只适用于可逆过程。（ × ） 27、某一体系达到平衡时，熵最大，自由能最小。

物理化学的心得体会

物理化学心得体会经过对物理化学的学习，感觉很系统，很科学，我对这门课程有了进一步的了解与熟悉。物理化学的研究内容是：热力学、动力学、和电化学等，它是化学中的数学、哲学，学好它必须用心、用脑，无论是用眼睛看，用口读，或者用手抄写，都是作为辅助用脑的手段，关键还在于用脑子去想。学习物理化学应该有自己的方法：一、勤于思考，十分重视教科书，把其原理、公式、概念、应用一一认真思考，不粗枝大叶，且眼手并用，不放过细节，如数学运算。对抽象的概念如熵领悟其物理意义，不妨采用形象化的理解。适当地与同学老师交流、讨论，在交流中摒弃错误。二、勤于应用，在学习阶段要有意识地应用原理去解释客观事物，去做好每一道习题，与做物化实验一样，“应用”对加深对原理的理解有神奇的功效，有许多难点是通过解题才真正明白的。做习题不在于多，而在于精。对于典型的题做完后一定要总结和讨论，力求多一点“觉悟”。三、勤于对比与总结，这里有纵横二个方面，就纵向来说，一个概念原理总是经历提出、论证、应用、扩展等过程，并在课程中多次出现，进行总结定会给你豁然开朗的感觉。就横向来说，一定存在相关的原理，其间一定有内在的联系，如熵增原理、Gibbs自由能减少原理、平衡态稳定性等，通过对比对其相互关系、应用条件等定会有更深的理解，又如把许多相似的公式列出对比也能从相似与差别中感受其意义与功能。在课堂上做笔记，课下进行总结，并随时记下自己学习中的问题及感悟，书本上的、课堂上的物化都不属于自己，只有经历刻苦学习转化为自己的“觉悟”才是终身有用的。第二、三章是热力学部分的核心与精华，在学习和领会本章内容中，有几个问题要作些说明以下几点：1. 热力学方法在由实践归纳得出的普遍规律的基础上进行演绎推论的一种方法。热力学中的归纳，是从特殊到一般的过程，也是从现象到本质的过程。拿第二定律来说，人们用各种方法制造第二类永动机，但都失败了，因而归纳出一般结论，第二类永动机是造不出来的，换句话说，功变为热是不可逆过程。第二定律抓住了所有宏观过程的本质，即不可逆性。热力学的整个体系，就是在几个基本定律的基础上，通过循环和可逆过程的帮助，由演绎得出的大量推论所构成。有些推论与基本定律一样具有普遍性，有些则结合了一定的条件，因而带有特殊性。例如从第二定律出发，根据可逆过程的特性，证明了卡诺定理，并得出热力学温标，然后导出了克劳修斯不等式，最终得出了熵和普遍的可逆性判据。以后又导出一些特殊条件下的可逆性判据。这个漫长的演绎推理过程，具有极强的逻辑性，是热力学

物理化学第五版课后习题答案

第十章界面现象 10－1 请回答下列问题： (1) 常见的亚稳定状态有哪些？为什么产生亚稳态？如何防止亚稳态的产生？ (2) 在一个封闭的钟罩内，有大小不等的两个球形液滴，问长时间放置后，会出现什么现象？ (3) 下雨时，液滴落在水面上形成一个大气泡，试说明气泡的形状和理由？ (4) 物理吸附与化学吸附最本质的区别是什么？ (5) 在一定温度、压力下，为什么物理吸附都是放热过程？答：(1) 常见的亚稳态有：过饱和蒸汽、过热液体、过冷液体、过饱和溶液。产生这些状态的原因就是新相难以生成，要想防止这些亚稳状态的产生，只需向体系中预先加入新相的种子。 (2) 一断时间后，大液滴会越来越大，小液滴会越来越小，最终大液滴将小液滴“吃掉”，根据开尔文公式，对于半径大于零的小液滴而言，半径愈小，相对应的饱和蒸汽压愈大，反之亦然，所以当大液滴蒸发达到饱和时，小液滴仍未达到饱和，继续蒸发，所以液滴会愈来愈小，而蒸汽会在大液滴上凝结，最终出现“大的愈大，小的愈小”的情况。 (3) 气泡为半球形，因为雨滴在降落的过程中，可以看作是恒温恒压过程，为了达到稳定状态而存在，小气泡就会使表面吉布斯函数处于最低，而此时只有通过减小表面积达到，球形的表面积最小，所以最终呈现为球形。 (4) 最本质区别是分子之间的作用力不同。物理吸附是固体表面分子与气体分子间的作用力为范德华力，而化学吸附是固体表面分子与气体分子的作用力为化学键。 (5) 由于物理吸附过程是自发进行的，所以ΔG＜0，而ΔS＜0，由ΔG=ΔH－TΔS，得 ΔH＜0，即反应为放热反应。

10－2 在293.15K 及101.325kPa 下，把半径为1×10－3m 的汞滴分散成半径为1×10－9m 的汞滴，试求此过程系统表面吉布斯函数变(ΔG )为多少？已知293.15K 时汞的表面张力为0.4865 N ·m －1。解： 3143r π＝N×3243r π N ＝3 132 r r ΔG ＝2 1 A A dA γ?＝ (A 2－A 1)＝4·( N 2 2 r －21 r )＝4 ·(3 12 r r －21r ) ＝4× ×(339 (110)110 --??－10－6) ＝5.9062 J 10－3 计算时373.15K 时，下列情况下弯曲液面承受的附加压力。已知时水的表面张力为58.91×10－3 N ·m －1 (1) 水中存在的半径为0.1μm 的小气泡；kPa (2) 空气中存在的半径为0.1μm 的小液滴； (3) 空气中存在的半径为0.1μm 的小气泡；解：(1) Δp ＝2r γ＝36 258.91100.110--???＝1.178×103 kPa (2) Δp ＝2r γ ＝36 258.91100.110--???＝1.178×103 kPa (3) Δp ＝4r γ＝36 458.91100.110--???＝2.356×103 kPa 10－4 在293.15K 时，将直径为0.1nm 的玻璃毛细管插入乙醇中。问需要在管内加多大的压力才能防止液面上升？若不加压力，平衡后毛细管内液面的高度为多少？已知该温度下乙醇的表面张力为22.3×10－3 N ·m －1，密度为789.4 kg ·m －3，重力加速度为9.8 m ·s －2。设乙醇能很好地润湿玻璃。

《物理化学》下册期末考试试卷

化学专业《物理化学》下册期末考试试卷一、单项选择题（每小题2分，共30分） 1、0.001 mol ·kg -1 K 3[Fe(CN) 6] 水溶液的离子强度为：（） (A) 6.0×10-3 mol ·kg -1 (B) 5.0×10-3 mol ·kg -1 (C) 4.5×10-3 mol ·kg -1 (D) 3.0×10-3 mol ·kg -1 2、电导测定应用广泛，但下列问题中哪个是不能用电导测定来解决的（） (A)求难溶盐的溶解度 (B)求弱电解质的解离度 (C)求平均活度系数 (D)测电解质溶液的浓度 3、298 K 时， 0.005 mol ·kg -1 的 KCl 和 0.005 mol ·kg -1 的 NaAc 溶液的离子平均活度系数分别为 γ ±,1和 γ ±,2,则有 ( ) (A) γ ±,1= γ ±,2 (B) γ ±,1＞ γ ±,2 (C) γ ±,1＜ γ ±,2 (D) γ ±,1≥ γ ±,2 4、金属与溶液间电势差的大小和符号主要取决于: ( ) (A) 金属的表面性质 (B) 溶液中金属离子的浓度 (C)金属与溶液的接触面积 (D)金属的本性和溶液中原有的金属离子浓度 5、金属活性排在H 2之前的金属离子,如Na + 能优先H +在汞阴极上析出,这是由于：（） (A) φθ(Na +/ Na) < φ θ(H +/ H 2) (B) η (Na) < η (H 2) (C) φ (Na +/ Na) < φ (H +/ H 2) (D) H 2在汞上析出有很大的超电势, 以至于φ (Na +/Na) > φ (H +/H 2) 6、已知Λ ()K O H m 291,2∞=4.89×10-2-1 2 mol m S ??，此时(291K)纯水中的m (H +) =m (OH -) =7.8×10-8 mol ·kg -1 ，则该温度下纯水的电导率为（） (A)3.81×10-9 S ·m -1 （B ）3.81×10-6 S ·m -1 (C)7.63×10-9 S ·m -1 （D ）7.63×10-6 S ·m -1 7、基元反应体系aA + dD → gG 的速率表达式中，不正确的是：( ) (A) -d[A]/dt = k A [A]a [D]d ； (B) -d[D]/dt = k D [A]a [D]d ； (C) d[G]/dt = k G [G]g ； (D) d[G]/dt = k G [A]a [D]d 。 8、某反应速率常数k = 2.31 × 10-2mol -1·dm 3·s -1，反应起始浓度为1.0 mol ·dm -3，则其反应半衰期为： ( ) (A) 43.29 s ； (B) 15 s ； (C) 30 s ； (D) 21.65 s 。 9、反应A + B → C + D 的速率方程为r = k[A][B] ，则反应：( ) (A) 是二分子反应； (B) 是二级反应但不一定是二分子反应； (C) 不是二分子反应； (D) 是对A 、B 各为一级的二分子反应。 10、有关绝对反应速率理论的叙述中，不正确的是： ( ) (A) 反应分子组实际经历途径中每个状态的能量都是最低； (B) 势能垒是活化络合物分子在马鞍点的能量与反应物分子的能量之差； (C) 活化络合物在马鞍点的能量最高； (D) 反应分子组越过马鞍点后可能返回始态。 11、在低于室温的温度下，在固体表面上的气体吸附一般是什么形式：( ) (A) 形成表面化合物； (B) 化学吸附； (C) 液化； (D) 物理吸附。

物理化学上册练习题

练习题第一章《热力学第一定律》一. 选择题 1。等压过程是指：（ )。 A.系统的始态和终态压力相同的过程； B.系统对抗外压力恒定的过程; C.外压力时刻与系统压力相等的过程； D.外压力时刻与系统压力相等且等于常数的过程。 2。系统经某过程后,其焓变H = Q p ，则该过程是 ( ） . A.理想气体任何过程； B.理想气体等压过程； C 。真实气体等压过程; D 。封闭系统不作非体积功的等压过程. 3。下列说法中（ )是正确的。 A 。只有等压过程才有焓的概念; B 。系统的焓等于系统所含的热量； C.系统的焓等于系统在等压过程中吸收的热量; D 。在等压且不作非体积功的条件下，系统吸收的热在数值上等于焓的增量。 4。 2 1,m d T p T H nC T ?=?公式可用于计算：（）。 A 。真实气体的变温过程; B 。任意系统的可逆过程； C 。理想气体的绝热过程； D 。等压进行的化学反应。 5. 物质的量为n 的单原子理想气体等压升高温度，从T 1至T 2,U 等于：( )。 A 。 nC p ，m T ； B. nC V ，m T ； C 。 nR T ； D. nR ln （T 2 / T 1）。 U 可能不为零的过程为：（）。 A 。隔离系统中的各类变化； B 。等温等容过程； C 。理想气体等温过程； D.理想气体自由膨胀过程。 7. 理想气体等温自由膨胀过程为:（）。 A.Q 〉 0； B. 0U ?<； C. W 〈 0； D. 0H ?=。 8. 对于理想气体自由膨胀过程，下述提法正确的是：（）. A.系统和环境之间没有热和功的过程； B.系统的温度改变，内能变化值不为零； C 。系统的压力不变; D 。系统对外作功。 9。热力学能及焓同时守恒的过程为:( )。 A 。隔离系统中的各类变化; B 。等温等压过程; C.节流过程； D.理想气体自由膨胀过程 10.凡是在孤立体系中进行的变化，其U ?和H ? 的值一定是:（）。 A. 0U ?>, 0H ?>; B. 0U ?=, 0H ?=； C 。 0U ?<， 0H ?<； D. 0U ?=，H ?大于、小于或等于零不能确定。 11。已知反应H 2(g ） +12O 2 (g) == H 2O （g ）的标准摩尔反应焓为r m ()H T ?，下列说法中不正确的是：（）。 A 。r m ()H T ?是H 2O(g ）的标准摩尔生成焓； B.r m ()H T ?是H 2（g)的标准摩尔燃烧焓； C 。 r m ()H T ?是负值； D. r m ()H T ?与反应的r m ()U T ?数值不等。

物理化学(下)总结

《物理化学》(下) (南京大学第五版)总结第八章电解质溶液一、基本概念与定义 1. 离子迁移数t 电解质溶液导电时，溶液中的i 离子运载的电流I i 与总电流之比(即i 离子所承担的导电任务的分数)。 1i i i i i i i i Q I u t t Q I u = ===∑∑ 2. 离子电迁移率(离子淌度)u i ：单位电位梯度时离子的运动速率。 3. 电导与电导率电导G(Ω-1 )：电阻R 的倒数。a 电导率κ(Ω-1 ·m -1 )：电阻率ρ的倒数。电导池常数K cell ：K cell = L/A L: 电极之间的距离；A:电极的面积 4. 摩尔电导率Λm (S ·m 2 ·mol -1 ) 含1mol 电解质的溶液置于相距单位距离的2个平行电极之间的电导池所具有的电导。 m c κ Λ= 5.电解质的平均活度和平均活度因子对于任意价型的强电解质M ν+B ν- 平均活度因子 γ± =[ (γ+)ν+ (γ-)ν-] 1/(ν + + ν- ) a ± = m ±γ± m ± =[ (m +)ν+ (m -)ν-] 1/(ν + + ν- ) m + = ν+m ；m - = ν-m 电解质活度a = (a ±)( ν+ + ν- ) 6. 离子强度I 21 2i i i I m z = ∑ 7. 离子氛电解质溶液中环绕在某一离子B 周围电荷与B 相反、电荷数量与B 相等的异号离子构成的球体。 8. 基本摩尔单元发生1mol 电子转移电极反应的物质的量1/zM n+ + e → 1/z M 二、基本公式 1. Faraday 电解定律往电解池通电，在电极上发生化学反应的物质的量与通入的电量成正比。 Q = It = znF z ：电极反应M n+ + ze → M 中电子转移的计量数。

物理化学(天津大学第四版)上册答案完整版

一章气体的pVT关系 1.1 物质的体膨胀系数与等温压缩率的定义如下试推出理想气体的，与压力、温度的关系。解：根据理想气体方程 1.2 气柜内贮有121.6 kPa，27℃的氯乙烯（C2H3Cl）气体300 m3，若以每小时90 kg的流量输往使用车间，试问贮存的气体能用多少小时？解：假设气柜内所贮存的气体可全部送往使用车间。 1.3 0℃，101.325kPa的条件常称为气体的标准状况，试求甲烷在标准状况下的密度？解：将甲烷(M w=16g/mol)看成理想气体： PV=nRT , PV =mRT/ M w 甲烷在标准状况下的密度为=m/V= PM w/RT =101.32516/8.314273.15(kg/m3) =0.714 kg/m3 1.4 一抽成真空的球形容器，质量为25.0000g充以4℃水之后，总质量为125.0000g。若改充以25℃，13.33 kPa的某碳氢化合物气体，则总质量为 25.0163g。试估算该气体的摩尔质量。水的密度1g·cm3计算。解：球形容器的体积为V=（125-25）g/1 g.cm-3=100 cm3 将某碳氢化合物看成理想气体：PV=nRT , PV =mRT/ M w M w= mRT/ PV=(25.0163-25.0000)8.314300.15/(1333010010-6) M w =30.51(g/mol)

1.5 两个容积均为V 的玻璃球泡之间用细管连结，泡内密封着标准状态下的空气。若将其中的一个球加热到 100℃，另一个球则维持 0℃，忽略连接细管中气体体积，试求该容器内空气的压力。解：由题给条件知，（1）系统物质总量恒定；（2）两球中压力维持相同。标准状态：因此， 1.6 0℃时氯甲烷（CH 3Cl ）气体的密度ρ随压力的变化如下。试作p p -ρ 图，用外推法求氯甲烷的相对分子质量。

物理化学复习题

物理化学复习题一、填空题 1．1mol的某理想气体，从体积为V1的始态分别经绝热可逆膨胀过程和恒压膨胀过程到同一终态p2、V2、T2。则从数值上 W（绝热）W（恒压），Q（绝热）Q（恒压）。 2．当体系状态改变后，状态函数________改变（填一定或不一定），反之，状态函数改变后，体系状态_______改变（填一定或不一定）。 3．可逆循环的热温商之和等于，在工作于温度为 T1和T2之间的所有热机中，只有热机的效率最高。 4．若反应A(g) + 1/2B(g) = C(g)+1/2D(g)的K pθ=100，Δr G θ=50kJ mol-1，则相同温度下反应2A(g) + B(g) = 2C(g)+ m D(g)的K pθ= ，Δr G mθ= 。 5．气体经节流膨胀过程后，ΔH 0，Q 0，节流膨胀后，若体系的温度升高，则焦耳-汤姆逊系数μ 0。 6．对单组分相图, 最多相数为；最大的自由度数为 ,它们分别是等强度变量。 7．将一定量NaCl(s)溶于水中形成不饱和溶液，假设NaCl 完全电离，H2O(l) 可建立电离平衡，离子无水合反应，则系统

的S =______；R =______；R′=______；C =______； =______； f =______。 1、>，<； 2、不一定，一定； 3、0，可逆； 4、10000，100kJ?mol -1 ； 5、=，=，<； 6、3，2，温度、压力； 7、5，1，2，2，1，3。二、选择题 1. 下列公式中只适用于理想气体的是( ) A. ΔU=Q V B. W=nRTln(p 2/p 1 ) C. ΔU=dT C m ,V T T 21? D. ΔH=ΔU+p ΔV 2. ΔH 是体系的什么( ) A. 反应热 B. 吸收的热量 C. 焓的变化 D. 生成热 3. 固态的NH 4HS 放入一抽空的容器中，并达到化学平衡，其组分数、独立组分数、相数及自由度分别是( ) A. 1，1，1，2 B. 1，1，3，0 C. 3，1，2，1 D. 3，2，2，2 4. 下列各量称做化学势的是( ) A. i j n ,V ,S i )n (≠?μ? B. i j n ,V ,T i )n p (≠?? C. i j n ,p ,T i )n (≠?μ? D. i j n ,V ,S i )n U (≠?? 5. A 和B 能形成理想溶液。已知在100℃时纯液体A 的饱和蒸汽压为, 纯液体B 的饱和蒸汽压为 kPa, 当A 和B 的二元溶液中A 的摩尔分数为时，与溶液平衡的蒸气中A 的摩尔分数是( ) A. 1 B. 0.75 C. D. 6. 理想气体的真空自由膨胀，哪个函数不变( ) A. ΔS=0 B. V=0 C. ΔG=0 D. ΔH=0 7. A 、B 两组分的气液平衡T-x 图上，有一最低恒沸点，恒沸物组成为x A =。现有一组成为x A =的AB 液体混合物，将其精馏可得到( ) A. 纯A 和恒沸混合物 B. 纯B 和恒沸混合物 C. 只得恒沸混合物 D. 得纯A 和纯B 8. 实验测得浓度为·dm -3的HAc 溶液的电导率为·m -1，该溶液的

物理化学下册期末试卷(一)

一、判断题（每题1分，5题，共5分） 1. 化学反应的标准平衡常数K 与反应的压力无关。( ) 2. 金属导体的电阻随温度升高而增大，电解质溶液的电阻随温度升高而减少。( ) 3. 盐桥的作用是导通电流和减小液体接界电势。( ) 4. 原电池正极的电极电势为正值，负极的电极电势为负值。( ) 5. 对所有的化学反应，都可以指出它的反应级数。( ) 二、选择题（每题2分，18题，共36分） 1. 1000 K 时 ,CO (g) +O 2 (g) == CO 2(g ) 其K 1= 5.246×1012； C(s) + CO 2(g) == 2CO(g) 其K 2= 1.719×10 -5 则反应C(s) +O 2(g) == CO (g) 的K 3为：（）。 (1) 1.109×10-6 (2)1.036×10-10 (3) 9.018×107 (4)4.731×1020 2. 影响任意一个化学反应的标准平衡常数值的因素为：（）。 (1) 催化剂； (2) 温度； (3) 压力。 3. 对某些电解过程应用法拉第定律产生偏差的原因是：（）。 (1) 应用的温度范围不当； (2) 应用的浓度范围不当； (3) 电解过程不可逆； (4) 过程中有副反应发生。 4. 准确测量通过电解池的电量用银电量计或铜电量计，而不用电流表和计时器 (如秒表)，主要原因是：（）。 (1)电量计便宜；(2)电量计使用方便； (3)电解电流难于恒定；(4)物质质量的测准比较容易。 5. 在298.15 K 时，质量摩尔浓度为0.1 mol ·kg -1和0.01 mol ·kg -1HCl 溶液的液接电势为E J (1)；质量摩尔浓度为0.1 mol ·kg -1 和0.01 mol ·kg -1 KCl 溶液的液接电势为E J (2)，则有：（）。（1）E J (1)=E J (2)；（2）E J (1)>E J (2)；（3）E J (1)

物理化学复习题目

第七章电解质溶液 1. 按导体导电方式的不同而提出的第二类导体，其导电机理是：（A）电解质溶液中能导电的正负离子的定向迁移。（B）正负离子在电极上有氧化还原作用的产生（电子在电极上的得失）。 2. 按物体导电方式的不同而提出的第二类导体，对于它的特点的描述，那一点是不正确的？答案：A （A）其电阻随温度的升高而增大（B）其电阻随温度的升高而减小（C）其导电的原因是离子的存在（D）当电流通过时在电极上有化学反应发生 3. 描述电极上通过的电量与已发生电极反应的物质的量之间的关系是：答案：C

（A ）欧姆定律（B ）离子独立移动定律（C ）法拉第定律（D ）能斯特定律 4. 的Na 3PO 4水溶液的离子强度是： 21 0.62 i i I m Z = =∑ ；0.001m 的36K [Fe(CN)]的水溶液的离子强度是：21 0.0062 i i I m Z = =∑。 5. 用同一电导池分别测定浓度为和0.10.01的同种电解质溶液，其电阻分别为1000Ω和500Ω，则它们的摩尔电导之比为：答案：B （A ） 1:5 （B ） 5:1 （C ） 1:20 （D ） 20:1 122 211 5:1R c R c λλ== 6. 在25℃无限稀释的水溶液中，离子摩尔电导最大的是：答案：D （A ） La 3+ （B ） Mg 2+ （C ） NH +4 （D ） H + 7. 电解质溶液的摩尔电导可以看作是正负离子的摩尔电导之和，这一规律只适用于：（A ）强电解质（B ）弱电解质（C ）无限稀溶液（D ） m ＝1的溶液答案：C 8. 科尔劳施定律认为电解质溶液的摩尔电导与其浓度成线性关系为 )c 1(m m β-λ=λ∞。这一规律适用于：答案：B （A ）弱电解质（B ）强电解质的稀溶液（C ）无限稀溶液（D ）m ＝1的溶液 9. 0.1m 的CaCl 2水溶液其平均活度系数±γ＝，则离子平均活度为：答案：B

物理化学课程总结

物理化学期末总结在这一学期的学习中，我们主要学习到了物理化学中的电化学，量子力学，统计热力学，界面现象与化学动力学的一些基础知识，这其中我个人还有许多地方存在问题，包括一些基础概念，公式，还有解题思路，都有些欠缺。这更能说明这是一门需要我们用心才能学好的课程，在这里请允许我自我检讨一下：在这一学期的学习生活中，我并没有尽到一个好学生应尽的义务去认真负责的完成本学期的学习任务，导致在临近期末的时候脑海中实在搜刮不出一些讲得出口，拿得出手，上得了台面的知识与技巧，又实际上没有没什么可说的，没什么能说的出口的，可以说是虚度好一段大好时光。学习本如逆水行舟，不进则退。但学期末的总结也只能说是反省一下自我过失，谈不上后悔，和如果当初了......为了期末考试对于我来说我还是要好好复习。以弥补我在这个学期中对物理化学学习的不用功。但是，这学期的课程中有很多我感兴趣的部分知识点，仍然学了些可以总结的东西，比如电化学。电化学学习伊始，老师就提点了我们几点基本的学习要求：①理解原电池与电解池的异同点；理解电导‘电导率’摩尔电导率的定义及其应用。②掌握电解质的活度‘离子平均活度和离子平均活动系数的定义及计算。③掌握离子迁移数，离子电迁移率的定义了解迁移数的测定方法。掌握离子独立运动定律和德拜休克尔极限定律。④掌握电池反应和电极反应的能斯特方程，会利用能斯特方程计算电池电动势和电极电动势。⑤了解浓差电池的原理，了解液接电势的计算。⑥了解分解电压和极化的概念以及极化的结果。学习中我了解到电化学是研究化学能和电能相之间相互转化规律的科学。其中电解质的导电任务是由正，负离子共同承担，向阴，阳两极迁移的正负离子物质的量总和恰好等于通入溶液的总电量，等类似的基本概念。还学会了希托夫法测量离子迁移数的测定方法，电导定义，德拜休克极限公式和有关电池热力学方面的计算与测定。当然不能不提的还有电池的原设计，其中有氧化还原反应的，中和反应的，沉淀反应的以及浓差电池——扩散过程。窥一斑而见全豹，从本学期的电电化学的学习中，我更加深了了解物理化学这门课的含义：即物理化学是在物理和化学两大学科基础上发展起来的。它以丰富的化学现象和体系为对象，大量采纳物理学的理论成就与实验技术，探索、归纳和研究化学的基本规律和理论，构成化学科学的理论基础。也更加明白了问什么说“物理化学的水平在相当大程度上反映了化学发展的深度”。最后我想说的是物理化学是一门值得我们学生努力学习的一门课，它相对而言更难，更精，是我们化学专业领域的一块好工具，傻傻的我一开始并不清楚，只有失去才懂得追悔莫及。

温州大学化学专业物理化学(下)期末考试试卷G

温州大学期末考试试卷考试科目物理化学（下）考试成绩试卷类型 G 考试形式考试对象一、是非题（正确者打‘?’，错误者打‘×’。共10小题，每题1分） 1、质量作用定律是碰撞理论的直接结果。（） 2、过渡态理论中的“马鞍点”是势能面上的最高点。（） 3、绝对纯净的液态水可以过冷到0℃以下而不结冰。（） 4、对于电池：Ag m AgNO m AgNO Ag )()(2313，m 较小的一端是负极。（） 5、液体l 在固体s 表面发生铺展的必要条件是：γs-g ≥γs-l + γl-g （） 6、光化学反应的量子效率Φ不可能小于1。（） 7、弯曲液面产生的附加压力的方向总是指向该曲面的曲心。（） 8、高度分散的CaCO 3的分解压比块状CaCO 3的分解压大。（） 9、同温度下，小液滴的饱和蒸气压恒大于平面液的饱和蒸气压。（） 10、反应级数 n 不可能是负数。（）二、选择题（只有一个正确答案，多选得零分。共30题，每题2分） 1、在电导测量实验中, 应该采用的电源是：（） ①直流电源 ②交流电源 ③直流电源或交流电源 ④测固体电导用直流电源, 测溶液电导用交流电源 2、能证明科尔劳乌施经验式 ()1(c m m β-Λ=Λ∞)的理论是：（） ① 阿仑尼乌斯 (Arrhenius) 电离理论 ② 德拜－休克尔 (Debye-Huckel) 离子互吸理论学院-------------------------------------- 班级---------------------------------- 姓名------------------------------------- 学号------------------------------------- -----------------------------------------装--------------------------订---------------------------------线---------------------------------------

2014物理化学复习题(上)

第二章热力学第一定律一、单选题 1.一定量的理想气体，在绝热条件下，由始态反抗恒外压至终态，结果体系对外作了功。对体系，下列表示不正确的是（C ） A.U ?<0 B.H ?<0 C.W >0 D.p ?=0 2．如图，将CuSO 4水溶液置于绝热箱中，插入两个铜电极，以蓄电池为电源进行电解，可以看作封闭体系的是：（A ） (A)绝热箱中所有物质； (B)两个铜电极； (C)蓄电池和铜电极； (D) CuSO 4水溶液。 3．x 为状态函数，下列表述中不正确的是（D ） (A)dx 为全微分； (B) 当状态确定，x 的值确定； (C)?x = ∫dx 的积分与路经无关，只与始终态有关； (D) 当体系状态变化， x 值一定变化。 4.1mol 理想气体在恒容情况下，由T 1、P 1的状态变到T 2、P 2的状态，下列表达式不正确的是（A ） A.)T T (C H 12m ,p -=? B.Q H =? C.)T T (C Q 12m ,V -= D.)T T (R U H 12-==?? 5.关于热力学可逆过程，下列表述正确的是（A ） A.可逆过程中体系作最大功； B.可逆过程发生后，体系和环境一定同时复原； C.可逆过程中不一定无其它功；D 一般化学反应都是热力学可逆过程。 6．对标准态的理解下述正确的是（D ） A ．标准态就是273.15K 、101.325kPa 下的状态； B ．标准态就是不能实现的假想状态； C ．标准态就是活度等于1的状态； D ．标准态就是人为规定的某些特定状态。 7.1mol 理想气体在恒容情况下，由T 1、P 1的状态变到T 2、P 2的状态，下列表达式不正确的是（A ） A.)T T (C H 12m ,p -=? B.Q H =? C.)T T (C Q 12m ,V -= D.)T T (R U H 12-==?? 8..对封闭体系，下列公式的适用范围，正确的是（D ） A.dT nC dU m ,V =只适用理想气体的等容过程 s B.dT nC dH m ,p =适用气体的任何变温过程 C.V Q U =?适用作其它功的等容过程 D.p Q H =?适用有相变或化学变化而无其它功的等压过程

物理化学下册总结

第七章 1. 法拉第定律：Q ＝zFξ 2. 迁移数计算++++-+- = = ++I Q t I I Q Q 【例】用铜电极电解CuSO 4溶液,通电一定时间后测得银电量计中析出0.7512g 银，并测得阳极区溶液中CuSO 4质量增加0.3948g 。试求CuSO 4溶液中离子的迁移数t(Cu 2+)和t(SO 42－ )。（已知摩尔质量M (Ag) = 107.868 g·mol -1，M (CuSO 4) =159.604 g·mol -1。）解：电量计中析出银的物质的量即为通过总电量：n (电) =0.7512g/M(Ag)= 6.964×10－3 mol 阳极区对Cu 2+ 进行物料衡算：n (原) + n (电)－n (迁出) = n (后) n (迁出) = n (原) －n (后) + n (电) n (迁出) =-+0394812 07512.().()g C u S O g A g 4M M =-?+?-(...)0394821596046964103mol =2.017× 10－ 3 mol t (Cu 2+ ) = ()() n n 迁出电=??--201710 6 9641033 .. =0.2896 t (SO 42－ ) =1－t (Cu 2+) = 0.7164 3. 电导(G )：=1G /R ，电导率1l G A R =?=?cell s κK ，摩尔电导率：/m m V c κκΛ== 【例】已知25℃时 KCl 溶液的电导率为0.2768 S·m -1。一电导池中充以此溶液，在25 ℃时测得其电阻为453Ω。在同一电导池中装入同样体积的质量浓度为0.555g.dm -3的CaCl 2溶液，测得电阻为1050Ω。计算（1）电导池系数；（2）CaCl 2溶液的电导率；（3）CaCl 2溶液的摩尔电导率。解：（1）电导池系数为（2）CaCl 2溶液的电导率（3）CaCl 2溶液的摩尔电导 4. 离子独立运动定律∞ ∞ ∞ ++--=+m m m ,,ΛνΛνΛ 【例】已知25℃时0.05mol.dm -3CH 3COOH 溶液的电导率为3.8?10-2S.m -1。计算CH 3COOH 的解离度α及解离常数K θ。4 2 1 ()349.8210..,m H S m mol ∞ + --Λ=? 4213-(CH COO )40.910..m S m mol ∞--Λ=?

物理化学 讲义 上册

最新傅献彩《物理化学》_(下册)_期末总复习