第一章热力学第一定律
一、判断题(正确请用字母A表示，错误的请用字母C表示，填在机读卡上)
1、热量是由于温差而传递的能量，它总是倾向于从含热量较多的物体流向含热量较少的物体。
2、恒容条件下，一定量的理想气体，温度升高时，内能将增加。
3、等温等压条件下，一定量的水变成水蒸汽(视为理想气体)，U = 0。
4、理想气体向真空膨胀，体积增加一倍，则W = nRT ln(V2/V1) = nRT ln2。
5、理想气体向真空绝热膨胀，d U＝ 0 、d T＝ 0，而实际气体节流膨胀过程的d H＝ 0、d T 0。
6、任何化学反应的Qp总是大于Qv。
7、常温下臭氧的摩尔等压热容C p,m为4R。
8、在p压力下，C(石墨)＋O2(g) CO2(g)的反应热为r H m，则r U < r H m。
9、反应N2(g)＋O2(g) 2NO 的热效应为r H m，这就是N2(g)的燃烧热，也是NO(g)生成热的2倍。
10、热力学第一定律的数学表达式ΔU =Q - W只适用于封闭系统和孤立系统。
11、不同物质在相同温度下都处于标准状态时，它们的同一热力学函数值（如U、H、G、S等）都应相同。
12、绝热反应的热效应不为零。
13、反应进度的数值与化学反应方程书写形式没有关系。
14、若一过程是可逆过程，则过程中的每一步都是可逆的。
15、化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化。
二、单选题
1、如图，在绝热盛水容器中，浸入电阻丝，通电一段时间，通电后水及电阻丝的温度均略有升高，今以
电阻丝为体系有：( )
A. W=0，Q<0，U<0
B. W>0，Q <0，U>0
C. W >0，Q >0，U>0
D. W <0，Q =0，U >0 2、
如图，用隔板将刚性绝热壁容器分成两半，两边充入压力不等的空气(视为理想气体)，
已知p右> p左，将隔板抽去后: ( )
A. Q＝0, W ＝0, U ＝0
B. Q＝0, W <0, U >0
C. Q >0, W <0, U >0
D. U ＝0, Q＝W0
3、对于理想气体，下列关系中哪个是不正确的：( )
A. (U/T)V＝0
B. (U/V)T＝0
C. (H/p)T＝0
D. (U/p)T＝0
4、凡是在孤立体系中进行的变化，其U 和H 的值一定是：( )
A. U >0, H >0
B. U ＝0, H＝0
C. U <0, H <0
D. U ＝0，H 大于、小于或等于零不能确定。
5、有一高压钢筒，打开活塞后气体喷出筒外，当筒内压力与筒外压力相等时关闭活塞，此时筒内温度将:
( ) (气体可视为理想气体)
A.不变
B. 升高
C. 降低
D. 无法确定
6、H＝Q p此式适用于哪一个过程: ( )
A.理想气体从101325Pa反抗恒定的膨胀到
B.在0℃、101325Pa下，冰融化成水
C.电解CuSO4的水溶液
D.气体从(298K，101325Pa)可逆变化到(373K， )
7、在一个密闭绝热的房间里放置一台电冰箱，将冰箱门打开，并接通电源使其工作，过一段时间之后，
室内的平均气温将如何变化：（）
A．升高 B.降低 C.不变 D.不一定
8、某化学反应在恒压、绝热和只作体积功的条件下进行，体系温度由T1升高到T2，则此过程的焓变H:( )
A.小于零
B.大于零
C.等于零
D.不能确定
9、理想气体在常温恒定外压p下从10dm3膨胀到16dm3, 同时吸热126J。计算此气体的U。( )
A. -284J
B. 842J
C. -482J
D. 482J
10、在体系温度恒定的变化过程中，体系与环境之间：( )
A.一定产生热交换
B.一定不产生热交换
C.不一定产生热交换
D. 温度恒定与热交换无关
11、某绝热封闭体系在接受了环境所做的功后，其温度：( )
A. 一定升高
B. 一定降低
C. 一定不变
D. 不一定改变
12、体系的状态改变了，其内能值：( )
A. 必定改变
B. 必定不变
C. 不一定改变
D. 状态与内能无关
13、在一定T、p下，气化焓vap H, 熔化焓fus H 和升华焓sub H 的关系：( )
A.sub H =vap H
B. vap H > fus H
C.sub H = vap H +fus H
D. vap H > sub H
14、一可逆热机与一不可逆热机在其它条件都相同时, 燃烧等量的燃料, 则可逆热机牵引的列车行走的距
离:( )
A. 较长
B. 较短
C. 一样
D. 不一定
15、对于理想气体的热力学能有下述4种理解：
（1）状态一定，热力学能也一定；（2）对应于某一状态的热力学能是可以直接测定的；（3）对应于某一状态的热力学能只有一个数值，不可能有两个或两个以上的数值；（4）状态改变时，热力学能一定跟着改变。其中都正确的是：（）
A．（1），（2） B.（3），（4） C.（2），（4） D.（1），（3）
16、封闭体系中，有一个状态函数保持恒定的变化途径是什么途径？( )
A.一定是可逆途径
B.一定是不可逆途径
C.不一定是可逆途径
D.体系没有产生变化
17、同一温度与相同压力下，同一气体物质的恒压摩尔热容Cp与恒容摩尔热容Cv之间存在的关系为：( )
A. Cp< Cv>Cv C. Cp=Cv D. 难以比较
18、某理想气体的C p/C V=,则该气体为几原子分子气体？( )
A.单原子分子气体
B.双原子分子气体
C.三原子分子气体
D.四原子分子气体
19、实际气体绝热恒外压膨胀时，其温度将：( )
A.升高
B.降低
C.不变
D.不确定
20、下述说法何者正确：( )
A.水的生成热即是氧气的燃烧热
B.水蒸汽的生成热即是氧气的燃烧热
C.水的生成热即是氢气的燃烧热
D.水蒸汽的生成热即是氢气的燃烧热 21、 一恒压反应体系，若产物与反应物的ΔC p >0,则此反应:( )
A.吸热
B.放热
C.无热效应
D.吸放热不能肯定 22、完全燃烧4dm 3
乙炔气，需要同样压力和温度下的氧气：( )
3 C
23、 将某理想气体从温度T 1加热到T 2。若此变化为非恒压过程，则其焓变ΔH 应为何值？( ) A.ΔH =0
B.ΔH =C p (T 2-T 1)
C.ΔH 不存在
D.ΔH 等于其它值 24、热力学状态和热力学状态函数的关系为( )
A ． 状态一定，状态函数就单值的确定
B ． 状态函数一定，状态就单一的确定
C ． A 、B 都对
D ． A 、B 都不对
25、热力学公式21U C ()v T T ?-＝适用于( )
A ． 理想气体绝热可逆过程
B ． 理想气体绝热不可逆过程
C ． 理想气体绝热膨胀
D ． 理想气体绝热可逆膨胀与绝热不可逆膨胀
26、戊烷的燃烧热是，CO 2和H 2O(l)的生成焓分别是和，则戊烷的生成焓是( )
A ．－1211
B ．－2839
C ．＋171
D ．－171
E ．2839 27、在SI 单位中，压力的单位是( )
A ．atm
B ．kg/m 2
C ．Pa
D ．mmHg
28、1mol 单原子理想气体，在300K 时绝热压缩到500K ，则其焓变H 约为：（）
A ．4157J
B ．596J
C ．1255J
D ．994J
29、化学反应在只做体积功的定温定压条件下，若从反应物开始进行，则此过程为( )
A ． 是绝热可逆过程
B ． 是热力学不可逆过程
C ． 是否可逆不能确定
D ． 是不能进行的过程
30、下列物理量中哪些不是广延量( )
A ．V
B ．H
C ．Q
D ．T 31、下列物理量哪些是强度量( )
A ．U
B ．H
C ．Q
D ．T 32、一摩尔理想气体经过恒压过程，则( )
A ．p H Q ?<
B ．p H Q ?>
C ．p H Q ?=
D ．不能确定 33、由焦耳实验的结果，理想气体定义的另一种表述形式( )
A ．0V H T ???= ????
B ．0T H p ???= ????
C ．0T
U p ???= ???? D ．0V U T ???
= ????
34、当5molH2(g)与4molCl2(g)混合，最后生成2molHCl(g)。若以下式为基本单元：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g),则反应进度应是：（）
mol
35、298K时，石墨的标准生成焓f Hm: ( )
A.大于零
B. 小于零
C. 等于零
D.不能确定。
36、根据IUPAC的建议，封闭物系热力学第一定律的数学表达式为U=Q+W，这与我国习惯通用的U=Q-W
不同，这是因为：（）
A．对功的正负号的取值规定不同 B. 对热的正负号的取值规定不同
C. 对功和热的正负号的取值规定不同
D. 对物系与环境的划定方法不同
37、下述说法，哪一个正确：（）
A．水的生成焓即是氧气的燃烧焓 B.水蒸气的生成焓即是氧气的燃烧焓
C．水的生成焓即是氢气的燃烧焓 D.水蒸气的生成焓即是氢气的燃烧焓
38、人在室内休息时，大约每天要吃0.2kg的酐酪（摄取的能量约为4000kJ）。假定这些能量全部不储存
在体内，为了维持体温不变，这些能量全部变为热汗水蒸发。已知水的汽化热为, 则每天需喝水：（） A．0.5kg B. 1.0kg C.1.6kg D 3.0kg
39、预测定有机物燃烧热Qp，一般使反应在氧弹中进行，实测得热效应为Qv，公式Qp=Qv+nRT中的n
为：（）
A．生成物与反应物总的物质的量之差 B. 生成物与反应物中气相物质的量之差
C. 生成物与反应物中凝聚相物质的量之差
D. 生成物与反应物总热容之差
40、当理想气体反抗一定的压力作绝热膨胀时，则( )
A.焓总是不变
B. 内能总是增加
C. 焓总是增加
D. 内能总是减少
41.下述哪一种说法错误?
A.焓是定义的一种具有能量量纲的热力学量
B.只有在某些特定条件下，焓变ΔH才与体系吸热相等
C. 焓是状态函数
D.焓是体系能与环境能进行热交换的能量
42.实际气体绝热恒外压膨胀时，其温度将
(A) 升高(B) 降低(C) 不变 (D) 不确定
mol理想气体由同一始态出发，分别经 (1)等温可逆；(2)绝热可逆两个过程压缩到达相同压力的终态，以H1和H2分别表示(1)和(2)过程终态的焓值，则：
(A) H1 > H2 ； (B) H1 < H2 ； (C) H1 = H2 ； (D) 上述三者都对
第二章热力学第二定律
一、是非题
1、任意体系经一循环过程则其U，H，S，G， F 均为零，此结论对吗？
2、可逆机的效率最高，用可逆机去牵引火车，可加快速度。
3、凡是S > 0的过程都是不可逆过程。
4、体系由平衡态A变到平衡态B，不可逆过程的熵变一定大于可逆过程的熵变，对吗？
5、熵增加原理就是隔离体系的熵永远增加，对吗？
6、自然界发生的过程一定是不可逆过程。
7、不可逆过程一定是自发过程。
8、熵增加的过程一定是自发过程。
9、绝热可逆过程的S = 0，绝热不可逆膨胀过程的S > 0，绝热不可逆压缩过程的S < 0。
10、为了计算绝热不可逆过程的熵变，可以在始末态之间设计一条绝热可逆途径来计算。
11、由于系统经循环过程后回到始态，S = 0，所以一定是一个可逆循环过程。
12、平衡态熵最大。
13、在任意一可逆过程中S = 0，不可逆过程中S > 0。
14、理想气体经等温膨胀后，由于U = 0，所以吸的热全部转化为功，这与热力学第二定律不矛盾。
15、自发过程的熵变S > 0。
16、相变过程的熵变可由S =H/T计算。
17、当系统向环境传热时(Q < 0)，系统的熵一定减少。
18、一切物质蒸发时，摩尔熵都增大。
19、冰在0℃，标准大气压下转变为液态水，其熵变S =H/T >0，所以该过程为自发过程。
20、自发过程的方向就是系统混乱度增加的方向。
21、吉布斯函数减小的过程一定是自发过程。
22、在等温、等压下，吉布斯函数变化大于零的化学变化都不能进行。
23、系统由V1膨胀到V2，其中经过可逆途径时做的功最多。
24、过冷水结冰过程是在恒温、恒压、不做其他功的条件下进行的，由基本方程可得G = 0。
25、理想气体等温自由膨胀时，对环境没有做功，所以 -pdV = 0，此过程温度不变，U = 0，代入热力
学基本方程dU = TdS - pdV，因而可得dS = 0，为恒熵过程。
二、单选题
1、理想气体绝热向真空膨胀，则（）
A. S = 0，W = 0
B. H = 0，U = 0
C. G = 0，H = 0
D. U =0，G =0
2、对于孤立体系中发生的实际过程，下式中不正确的是（）
A. W = 0
B. Q = 0
C. S > 0
D. H = 0
3、理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程,则（）
A. 可以从同一始态出发达到同一终态。
B. 不可以达到同一终态。
C. 不能确定以上A、B中哪一种正确。
D. 可以达到同一终态，视绝热膨胀还是绝热压缩而定。
4、求任一不可逆绝热过程的熵变S，可以通过以下哪个途径求得？（）
A. 始终态相同的可逆绝热过程。
B. 始终态相同的可逆恒温过程。
C. 始终态相同的可逆非绝热过程。
D. B 和C 均可。
5、在绝热恒容的系统中，H 2和Cl 2反应化合成HCl 。在此过程中下列各状态函数的变化值哪个为零？ A.
r H m
B.
r U m
C.
r S m
D.
r G m
6、将氧气分装在同一气缸的两个气室内，其中左气室内氧气状态为p 1=，V 1=2dm 3
,T 1=;右气室内状态为
p 2=,V 2=1dm 3,T 2=；现将气室中间的隔板抽掉，使两部分气体充分混合。此过程中氧气的熵变为： ( )
A. S >0
B. S <0
C.
S =0 D. 都不一定
7、1mol 理想气体向真空膨胀，若其体积增加到原来的10倍，则体系、环境和孤立体系的熵变分别为：
A.19.14J ·K -1
, ·K -1
, 0 ·K -1
, 0 0, ·K -1
D. 0 , 0 , 0
8、1mol Ag(s)在等容下由加热到。已知在该温度区间内Ag(s)的C v,m =·K -1
·mol -1
则其熵变为：( )
B. ·K -1
C. ·K -1
D. ·K -1
9、理想气体的物质的量为n ，从始态A(p 1,V 1,T 1)变到状态B(p 2,V 2,T 2),其熵变的计算公式可用：( )
A.2
1
21ln(/)(/)T p T S nR p p C dT T ?=+? B.2
1
12ln(/)(/)T p T S nR p p C dT T ?=-?
C.21
21ln(/)(/)T V T S nR V V C dT T ?=+? D.2
1
21ln(/)(/)T V T S nR V V C dT T ?=-?
10、理想气体经历等温可逆过程，其熵变的计算公式是：( )
A.
S =nRT ln(p 1/p 2) B. S =nRT ln(V 2/V 1) C.
S =nR ln(p 2/p 1) D.S =nR ln(V 2/V 1)
11、固体碘化银(AgI)有α和β两种晶型，这两种晶型的平衡转化温度为,由α型转
化为β型时，转化热等于6462J ·mol -1
,由α型转化为β型时的熵变S 应为：( ) A. B. C. － D. －
12、298K, p 下，双原子理想气体的体积V 1=,经等温自由膨胀到2V 1，其过程的
S
为：( )
A. 11.53J ·K -1
B. ·K -1
C. ·K -1
D. 0
13、在标准压力下，90℃的液态水气化为90℃的水蒸汽，体系的熵变为：( )
A.S 体 >0
B. S 体 <0
C.
S 体 =0 D. 难以确定
14、在下，385K 的水变为同温下的水蒸汽。对于该变化过程，下列各式中哪个正确：( ) A.S 体+S 环 > 0 B. S 体+S 环 < 0 C.
S 体+S 环 = 0 D. S 体+S 环的值无法确定
15、在标准压力p 和时，冰变为水，体系的熵变S 体应：( )
A. 大于零
B. 小于零
C. 等于零
D. 无法确定 16、对于封闭体系，下列各组状态函数之间的关系中正确的是：（） A ．A>U
17、理想气体在恒温条件下，经恒外压压缩至某一压力，此变化中体系的熵变S 体及环境的熵变S 环应为：
A. S 体 > 0,
S 环 < 0 B. S 体 < 0,S 环 > 0
C. S 体 > 0, S 环 = 0
D. S 体 < 0,S 环 = 0
18、理想气体在绝热条件下，经恒外压压缩至稳定，此变化中的体系熵变S 体及环境熵
S 环应为：( )
A.S 体 > 0, S 环 < 0
B. S 体 < 0,S 环 > 0
C.
S 体 > 0, S 环 = 0 D. S 体 < 0, S 环 = 0
19、在下，110℃的水变为110℃水蒸气，吸热Q p，在该相变过程中下列哪个关系式不成立？
A. S体 > 0
B. S环不确定
C. S体+S环 > 0
D. G体< 0
20、一个由气相变为凝聚相的化学反应在恒温恒容下自发进行，问下列各组答案中哪一个是正确的：( )
A.S体> 0, S环 < 0
B. S体 < 0, S环 > 0
C. S体 < 0, S环 = 0
D. S体> 0, S环= 0
21、在常温下，-10摄氏度的过冷水变为-10摄氏度的冰，则：（）
A.G<0, H>0
B. G<0, H<0
C. G=0, H<0
D. G>0, H>0
22、263K的过冷水凝结成263K的冰，则：( )
A.S < 0
B. S > 0
C. S = 0
D. 无法确定
23、从多孔硅胶的强烈吸水性能说明在多孔硅胶吸水过程中，自由水分子与吸附在硅胶表面的水分子比较，两者化学势的高低如何？( )
A. 前者高
B. 前者低
C. 相等
D. 不可比较
24、在300K时，2mol某理想气体的吉布斯自由能G与赫姆霍兹自由能F的差值为：( )
A. G－F=
B. G－F=
C. G－F=
D. G－F=
25、理想气体从状态I经自由膨胀到状态II，可用哪个热力学判据来判断该过程的自发性？( )
A.H
B.G
C.S隔离
D.U
26、理想气体从状态p1,V1,T等温膨胀到p2,V2,T，此过程的A与G 的关系为 ( )
A. A >G
B. A C. A =G D.无确定关系 27、1mol水在、下，向真空蒸发为水蒸气，该过程一定是：（） A. G<0, A<0 B. G=0, A<0 C. G=0, A=0 D. G<0, A>0 28、在标准压力p下，的水变为同温下的蒸汽，吸热Q p。对于该相变过程，以下哪个关系式不能成立？( ) A.G < 0 B.H = Q p C.S ise < 0 D. S ise > 0 29、理想气体进行绝热自由膨胀，下列各组答案中正确的是：（） A. S>0, U=0 B. S<0, U<0 C. S=0, U=0 D. S=0, U<0 30、在下列状态变化中，哪些可以应用公式 d U =T d S - p d V ? ( ) A．O2气体缓慢膨胀,始终保持化学平衡NO2 NO + (1/2)O2 气体以一定速度膨胀，解离出来的NO + (1/2)O2总是低于平衡组成 气体在不解离为SO2 + (1/2)O2的条件下膨胀 D.水在-10℃时等温结冰 31、下述说法中哪一个正确？当温度恒定时：( ) A.增加压力有利于液体变为固体 B.增加压力不利于液体变为固体 C.增加压力不一定有利于液体变为固体 D.增加压力与液体变为固体无关 32、用130℃的水蒸汽（蒸汽压）与1200℃的焦炭反应生成水煤气： C + H2O → CO + H2，如果通入的水蒸汽反应掉70%，问反应后混合气体中CO的分压是多少？ 设总压不变。( ) A. B. C. D. 33、下列四个偏微商中哪个不是化学势？( ) A. B. C. D. 34、 下列四个偏微商中哪个是化学势？( ) A. B. C. D. 35、 在α，β两种相中均含有A 和B 两种物质，当达到平衡时，下列种哪情况是正确的：( ) A.μA α = μB α B.μA α = μA β C.μA α =μB β D. μA β = μB β 36、 下列公式中哪个是偏摩尔量的集合公式？( ) A. B. C. D. 37、在,2p 时，水的化学势与冰的化学势之间的关系如何：( ) A. 前者高 B. 前者低 C. 相等 D. 不可比较 38、 关于偏摩尔量，下列叙述中不正确的是：( ) A.偏摩尔量是状态函数，其值与物质的数量无关 B.在多组分多相体系中不存在偏摩尔量 C.体系的强度性质没有偏摩尔量 D.偏摩尔量的值只能大于或等于零 39、 热力学第三定律可以表示为：( ) A.在0K 时，任何晶体的熵等于零 B.在0K 时，任何纯物质的完整晶体的熵等于零 C.在0℃时，任何晶体的熵等于零 D.在0℃时，任何完整晶体的熵等于零 40、1mol 理想气体等温恒外压膨胀使体系增大10倍，则体系的熵变值( ) A ． B ．-1 C D ．、理想气体与温度为T 的大热源接触，做等温膨胀吸热Q ，而所做的功是变到相同状态最 大功的20%，则体系的熵变为（ ） A ．5Q S T ?＝ B ．Q S T ?＝ C ．5Q S T ?＝ D ．Q S T ?＝- 42、100℃、条件下，1mol 液态水的熵值比同温同压下水气的熵值（ ） A ．大 B ．小 C ．相等 D ．不能确定 43、100℃、条件下，1mol 液态水的化学势比同温同压下水气的化学势（ ） A ．大 B ．小 C ．相等 D ．不能确定 44、下列过程哪一种是等熵过程（ ） A ． 1mol 某液体在正常沸点下发生相变 B ． 1mol 氢气经一恒温可逆过程 C ． 1mol 氮气经一绝热可逆膨胀或压缩过程 D ． 1mol 氧气经一恒温不可逆过程 45、H 2(g)和O 2(g)在绝热的钢瓶中反应全部生成液态水，体积温度升高了，则（ ） A ．0r m H ?= B ．0r m G ?= C ．0 r m S ?= D ．0r m U ?= 46、对于封闭体系，下列各组状态函数之间的关系中正确的是：（） A. A>U B. A C. G D. H 47、无水乙醇在正常沸点的气化，则该过程中（ ） A ．0H ?= B ．0G ?= C ．0S ?= D ．0U ?= 48、某体系从始态到状态其 G 不等于零的是（ ） A ． 定温定容，W ＝0的不可逆过程 B ． 定温定压，W ′＝0的可逆过程 C ． 任何纯物质的正常相变过程 D ． 任何物质B 为体系的任意循环过程 第三章 化学平衡 一、判断题 1．反应的吉布斯函数变就是反应产物与反应物之间的吉布斯函数的差值。 2．在恒定的温度和压力条件下，某化学反应的 r G m 就是在一定量的系统中进行1mol 的化学反应时产物与 反应物之间的吉布斯函数的差值。 3．因为r G m = -RTlnK ，所以 r G m 是平衡状态时的吉布斯函数变化。 4． r G m 是反应进度的函数。 5．在等温等压条件下，r G m >0的反应一定不能进行。 6． r G m 的大小表示了反应系统处于该反应进度时反应的趋势。 7．任何一个化学反应都可以用r G m 来判断其反应进行的方向。 8．在等温、等压、W ’= 0的条件下，系统总是向着吉布斯函数减小的方向进行。若某化学反应在给定条 件下 r G m < 0，则反应物将完全变成产物，反应将进行到底。 9．在等温、等压不作非体积功的条件下，反应的 r G m < 0时，若值越小，自发进行反应的趋势也越强， 反应进行得越快。 10．某化学反应的 r G m 若大于零，则K 一定小于1。 11．理想气体反应 A + B = 2C ，当pA = pB = pC 时，r G m 的大小就决定了反应进行方向。 12．标准平衡常数的数值不仅与方程式的写法有关，而且还与标准态的选择有关。 13．因 K=f(T)，所以对于理想气体的化学反应；当温度一定时，其平衡组成也一定。 14．若已知某气相生成反应的平衡组成，则能求得产物的 r G m 。 15．温度T 时，若K= l ，说明这个反应在此温度，压力为100kPa 的条件下已达到平衡。 16．一个已达平衡的化学反应，只有当标准平衡常数改变时，平衡才会移动。 二、单选题 1. 在等温等压下，当反应的 r G m = 5kJ ·mol -1时，该反应能否进行?（ ） A. 能正向自发进行 B. 能逆向自发进行 C. 不能判断 D. 不能进行 2. 已知反应 2NH 3 = N 2 + 3H 2，在等温条件下，标准平衡常数为，那么，在此条件下， 氨的合成反应1/2 N 2 + 3/2 H 2 = NH 3 的标准常数为：（ ） A. 4 B. 0.5 C. 2 D. 1 3、反应 2C(s) + O2(g) 2CO(g)，其r G m(J·mol-1) = -232600 - K，若温度升 高，则：（） A. r G m变负，反应更完全 B. K p变大，反应更完全 C. K p变小，反应更不完全 D. K p不变，反应无变化 4、理想气体化学反应时，应该用哪个关系式?（） A. r G m = - RTln K n B. r G m = - RTln K p C. r G m = - RTln K x D. r G m = - RTln K c 5、对于气相反应，当体系总压力p变化时（） A. 对K c无影响 B. 对K n无影响 C. 对K p无影响 D. 对K c、K n、K p均无影响 6. 理想气体反应CO(g)+2H2(g) = CH3OH(g)的r G m与温度T的关系为：r G m = -21660+，若要使反应的平衡常数K p >1，则应控制的反应温度： ( ) A. 必须低于409.3℃ B.必须高于 C.必须低于 D. 必须等于 7.某化学反应在298K时的标准吉布斯自由能变化为负值，则该温度时反应的K p将是：( ) = 0 B. K p< 0 C. K p > 1 D. 0 < K p < 1 8. 25℃时水的饱和蒸气压为, 此时液态水的标准生成吉布斯自由能f G m为－ ·mol－1，则水蒸气的标准生成吉布斯自由能为： ( ) A. －·mol－1 B. －·mol－1 C. －·mol－1 D. －·mol－1 9. 在一定温度和压力下，对于一个化学反应，能用以判断其反应方向的是： ( ) A. r G m B. K p C. r G m D. r H m 10. 某温度时，NH4Cl(s)分解压力是p ,则分解反应的平衡常数K p为： ( ) A. 1 B. 1/2 C. 1/4 D. 1/8 11. 在1100℃时，发生下列反应： (1) C(s)+2S(s)=CS2(g) K1 = (2) Cu2S(s)+H2(g)=2Cu(s)+H2S(g) K2 = 10-3 (3) 2H2S(g)=2H2(g)+2S(s) K3 = 10－2 则1100℃时反应 C(s)+2Cu2S(s)=4Cu(s)+CS2(g)的K为: ( ) A. 10－8 B. 10－5 C. ×10－5 D. 10－8 12. 反应CH3COOH(l)+C2H5OH(l)=CH3COOC2H5(l)+H2O(l)在25℃平衡常数K c为，今以 CH3COOH及C2H5OH各1 mol混合进行反应，则达平衡常数最大产率为： ( ) A. % B. % C. % D. % 13. 某实际气体反应在温度为500K，压力为 102kPa下的平衡常数K p=2，则该反应在500K，下反应的平衡常数K p为：( ) A. 2 B. >2 C. <2 D. 2 14. 900℃时氧化铜在密闭的抽空容器中分解，反应为：2CuO(s)= Cu2O(s)+1/2O2(g) ,测得 平衡时氧气的压力为 ,则其平衡常数 K为： ( ) A. B. 0.128 C. D. 15. 在温度为T，压力为p时，反应3O2(g)=2O3(g)的K p与K x的比值为： ( ) A. RT B. p C. (RT)-1 D. p-1 16.对于理想气体间的反应，以各种形式表示的平衡常数中，其值与温度和压力皆有关系的 是： ( ) A. K a B. K c C. K p D. K x 17. 已知445℃时, Ag2O(s)的分解压力为20974kPa,则此时分解反应 Ag2O(s)=2Ag(s)+1/2O2(g)的r G m： ( ) A. ·mol-1 B. kJ·mol-1 C. － kJ·mol-1 D. － kJ·mol-1 18. 反应2NO+O2=2N2O的DrHmf为负值，当此反应达平衡时，若要使其向产物的方向移动， 可以：（） A.升温、加压 B.升温、降压 C.降温、加压 D.升温、加入惰性气体 19. 对反应 CO(g) + H2O(g) = H2 + CO2(g) ： ( ) A. K p = 1 B. K p = K c C.. K p > K c D. K p < K c 20.气相反应A+B=2L+M，在25℃下和恒定容器内进行，最初A和B各为，而没 有L和M，平衡时A和B均为1/3，则该反应的K c /(mol·dm-3)为： A. 4.31 10-3 B. 8 C. D. 16 21. H2S气体通入较多的NH3(g),可以有两种反应发生(气体当理性气体) (1) NH3(g)+ H2S(g)=NH4HS(g) r G m1 , r G m1，K p1，K p1 (2) NH3(g)+ H2S(g)=NH4HS(s) r G m2 , r G m2，K p2，K p2 下述结论正确的是： ( ) A. r G m1r G m2 ，r G m1r G m2，K p1 K p2，K p1 K p2 B. r G m1 = r G m2 ，r G m1r G m2，K p1 K p2，K p1K p2 C. r G m1 =r G m2 ，r G m1= r G m2，K p1 K p2，K p1K p2 D. r G m1r G m2，r G m1r G m2，K p1 K p2，K p1 = K p2 22.在298K时，气相反应H2 +I2 = 2HI的r G m=－16778J·mol-1，则反应的平衡常数K p为： ( ) A. 2.0 1012 B. 106 C. 873 D. 23.一定温度和压力下，化学反应吉布斯自由能r G m =(G/)T, p, n i与标准化学反应吉布斯 自由能r G 相等的条件是： ( ) A. 反应体系处于平衡 B. 反应体系的压力为p C. 反应可进行到底 D. 参与反应的各物质均处于标准态 24.已知反应 3O2(g) = 2O3(g) 在25℃时r H m J·mol-1，则对该反应有利的条件是： ( ) A. 升温升压 B. 升温降压 C. 降温升压 D. 降温降压 25.加入惰性气体对哪一个反应能增大其平衡转化率？ ( ) A. C6H5C2H5(g) = C6H5C2H3(g) + H2(g) B. CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2(g) C. 3/2 H2(g) + 1/2 N2(g) = NH3(g) D. CH3COOH(l) + C2H5OH(l) = H2O(l) + C2H5COOH3(l) 26.某放热反应在T=800K，压力p下进行，达平衡后产物的百分含量是50%，若反应在T=200K， 压力p下进行，平衡时产物的百分含量将： ( ) A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 不能确定 27.理想气体反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)，若起始原料CO与H2的分子比为1:2，平衡时CO 的转化率为，平衡常数为K p ,则： ( ) A. 与P无关 B. H2的转化率是2 C. K p= [ (3－2 )2] / [4(1－ )3p2] D. K p与p2成反比 28.在732K时反应NH4Cl(s) = NH3(g) + HCl(g)的r G m为－. mol-1，r H m为154kJ·mol-1， 则反应的r S m为： ( ) A. 239J·K-1·mol-1 B. ·K-1·mol-1 C. 182J·K-1·mol-1 D. ·K-1·mol-1 29.下列叙述中不正确的是：（） A．准平衡常数仅是温度的函数 B．催化剂不能改变平衡常数的大小 C．平衡常数发生变化，化学平衡必定发生移动，达到新的平衡 D．化学平衡发生新的移动，平衡常数必定发生变化 第四章相平衡 一、是非题 1、等温等容条件下，B在、两相中达平衡，有B = B。 2、二元体系两相平衡，平衡压力仅取决于平衡温度。 3、根据相律，单组分体系相图只能有唯一的一个三相共存点。 4、液态CO2在p压力下的任何温度，都是不稳定的。（CO2三相点压力为×p）。 5、在一个密封的钟罩内，一个烧杯盛有纯液体苯，另一烧杯盛有苯和甲苯溶液，长时间放置，最后两个 烧杯内溶液浓度相同。 6、适当选定温度、压力，正交硫、单斜硫、液态硫和气态硫可以同时平衡共存。 7、苯～二甘醇、苯～正已烷为完全互溶，正已烷～二甘醇为部分互溶，用二甘醇萃取正已烷中的苯，实 际上得不到纯净的苯。 8、只要两组分的蒸汽压不同，利用简单蒸馏总能分离得到两纯组分。 9、在一个给定的系统中，物种数可以因分析问题的角度的不同而不同，但独立组分数是一个确定的数。 10、单组分系统的物种数一定等于1。 11、自由度就是可以独立变化的变量。 12、相图中的点都是代表系统状态的点。 13、恒定压力下，根据相律得出某一系统的f = l，则该系统的温度就有一个唯一确定的值。 14、单组分系统的相图中两相平衡线都可以用克拉贝龙方程定量描述。 15、根据二元液系的p～x图可以准确地判断该系统的液相是否是理想液体混合物。 16、在相图中总可以利用杠杆规则计算两相平衡时两相的相对的量。 17、杠杆规则只适用于T～x图的两相平衡区。 二、单选题 1.体系中含有H2O、H2SO4·4H2O、H2SO4·2H2O、H2SO4·H2O、H2SO4 ，其组分数K为：（） A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 2.在410 K，Ag2O(s)部分分解成Ag(s)和O2(g)，此平衡体系的自由度为：（） A. 0 B. 1 C. 2 D. －1 3.某平衡体系含有NaCl(s)、KBr(s)、K+(aq)、Na+(aq)、Br－(aq)、Cl－(aq)、H2O，其自由 度为：（） A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 4.一个水溶液包含n个溶质，该溶液通过一半透膜与纯水相平衡，半透膜仅允许溶剂水分子 通过，此体系的自由度为：（） A. n B. n－1 C. n＋1 D. n＋2 5.绝热条件下，的NaCl加入的碎冰中，体系的温度将如何变化? （） A. 不变 B. 降低 C. 升高 D. 不能确定 6. CuSO4 与水可生成CuSO4·H2O, CuSO4·3H2O , CuSO4·5H2O三种水合物，则在一定压力下和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.如图所示，物系处于容器内，容器中间的半透膜AB只允许O2通过，当物系建立平衡时， 则物系中存在的相为： ( ) A. 1气相，1固相 B. 1气相，2固相 C. 1气相，3固相 D. 2气相，2固相 O2(g) Ag2O(s) Ag(s) O2(g) CCl4(g) 8.如上题插图，当达渗透平衡时，该体系的自由度为： ( )(注：无化学反应) A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 9. CaCO3(s), CaO(s), BaCO3(s), BaO(s)及CO2(g)构成的平衡物系，其组分数为： ( ) A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 10.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 11.三相点是： ( ) A. 某一温度，超过此温度，液相就不能存在 B. 通常发现在很靠近正常沸点的某一温度 C. 液体的蒸气压等于25℃时的蒸气压三倍数值时的温度 D. 固体、液体和气体可以平衡共存时的温度和压力 12.某一固体在25℃和p压力下升华，这意味着： ( ) A. 固体比液体密度大些 B. 三相点的压力大于p C. 固体比液体密度小些 D. 三相点的压力小于p 13.碘的三相点处在115℃和12kPa上，这意味着液态碘： ( ) A. 比固态碘密度大 B. 在115℃以上不能存在 C. 在p压力下不能存在 D. 不能有低于12kPa的蒸气压 的临界温度是124K，室温下想要液化 N2,就必须： ( ) A. 在恒温下增加压力 B. 在恒温下降低压力 C. 在恒压下升高温度 D. 在恒压下降低温度 15.当克劳修斯-克拉贝龙方程应用于凝聚相转变为蒸气时，则： ( ) A. p 必随T 之升高而降低 B. p 必不随T 而变 C. p必随T之升高而变大 D. p随T之升高可变大或减少 16.水的三相点附近，其蒸发热和熔化热分别为和·mol-1。则在三相点附近冰 的升华热约为： ( ) A. kJ·mol-1 B. kJ·mol-1 C. kJ·mol-1 D. kJ·mol-1 17.在0℃到100℃的范围内液态水的蒸气压p与T的关系为：lg(p/Pa)= -2265k/T +, 某高原地区的气压只有59995Pa，则该地区水的沸点为： ( ) A. B. C. 358.2℃ D. 373K 18.相图与相律之间的关系是：（） A.相图由实验结果绘制得出，相图不能违背相律 B．相图由相律推导而出 C．相图由实验结果绘制得出，与相律无关 D．相图决定相律 19．两组分理想溶液，在任何浓度下，其蒸气压：（） A．恒大于任一纯组分的蒸气压 B．恒小于任一纯组分的蒸气压 C．与溶液的组成无关 D．介于两个纯组分的蒸气压之间 20.液体A与B形成蒸气压正偏差很大的溶液，在精馏塔中精馏时，塔釜得到的是：（） A．恒沸混合物 B.纯A C. 纯B D.纯A或纯B 第五章电化学 第一部分电解质溶液 一、是非题 1、溶质在全部浓度范围内服从Henry定律的二元溶液必为理想溶液。 2、多组分溶液，溶剂服从Raoult定律，各溶质必服从Henry定律。 3、在298K时，浓度均为的KCl,CaCl2和LaCl3三种电解质水溶液中，离子平均活度系数最大的是LaCl3。 4、溶液的化学势等于溶液中各组分化学势之和。 5、的BaCl2水溶液，其离子强度I= 。 6、对于纯组分，化学势等于其吉布斯函数。 7、离子的摩尔电导率与其价态有关。 8、水溶液的蒸气压一定小于同温度下纯水的饱和蒸气压。 9、由于离子在电场作用下可以定向移动，所以测定电解质溶液的电导率时要用直流电桥。 10、理想稀溶液中溶剂分子与溶质分子之间只有非常小的作用力，以至可以忽略不计。 11、在非理想溶液中，浓度大的组分的活度也大，活度因子也越大。 12、在一定温度和较小浓度情况下，增大弱电解质溶液的浓度，则该弱电解质的电导率增加，摩尔电导率 减小。 13、电解质溶液中各离子迁移数之和为1。 14、电解池通过lF电量时，可以使1mol物质电解。 15、无限稀电解质溶液的摩尔电导率可以看成是正、负离子无限稀摩尔电导率之和，这一规律只适用于强 电解质。 16、德拜—休克尔公式适用于强电解质。 二、单选题 1.下列溶液中哪个溶液的摩尔电导最大： A. 0.1M KCl水溶液； B. 0.001M HCl水溶液； C. 0.001M KOH水溶液； D. 0.001M KCl水溶液。 2．对于混合电解质溶液，下列表征导电性的量中哪个不具有加和性： A. 电导； B. 电导率； C. 摩尔电导率； D. 极限摩尔电导。 3、在一定温度和较小的浓度情况下，增大强电解质溶液的浓度，则溶液的电导率κ与摩尔 电导Λm变化为： A. κ增大，Λm增大； B. κ增大，Λm减少； C. κ减少，Λm增大； D. κ减少，Λm减少。 4.在一定的温度下，当电解质溶液被冲稀时，其摩尔电导变化为： A. 强电解质溶液与弱电解质溶液都增大； B. 强电解质溶液与弱电解质溶液都减少； C. 强电解质溶液增大，弱电解质溶液减少； D. 强弱电解质溶液都不变。 5、影响离子极限摩尔电导率的是：①浓度、②溶剂、③温度、④电极间距、⑤离子电荷。 A. （1）（2）； B. （2）（3）； C. （3）（4）； D. （2）（3）（5）。 6、科尔劳施的电解质当量电导经验公式Λ = Λ∞ - Ac1/2，这规律适用于： A. 弱电解质溶液； B. 强电解质稀溶液； C. 无限稀溶液； D. 浓度为1mol·dm-3的溶液。 7、已知298K，?CuSO4、CuCl2、NaCl的极限摩尔电导率λ∞分别为a、b、c(单位为S·m2·mol-1)，那么 Λ∞(Na2SO4)是： A. c + a - b； B. 2a - b + 2c； C. 2c - 2a + b； D. 2a - b + c。 8、已知298K时，(NH4)2SO4、NaOH、Na2SO4的Λ∝分别为× 10-2、× 10-2、× 10-2 S·m2· mol-1，则NH4OH的Λ∝为： A. × 10-2； B. × 10-2； C. × 10-2； D. × 10-2。 9、相同温度下，无限稀时HCl、KCl、CdCl2三种溶液，下列说法中不正确的是： A. Cl-离子的淌度相同； B. Cl-离子的迁移数都相同； C. Cl-离子的摩尔电导率都相同； D. Cl-离子的迁移速率不一定相同。 10、某温度下，纯水的电导率κ= × 10-6S·m-1，已知该温度下，H+、OH-的摩尔电导率分别为×10-2与×10-2S·m2·mol-1，那么该水的K w是多少(单位是mol2·dm-6)： A. × 10-8； B. × 10-14； C. × 10-14； D. × 10-15。 11、不能用测定电解质溶液所得的电导来计算出的物理量是： A. 离子迁移数； B. 难溶盐溶解度； C. 弱电解质电离度； D. 电解质溶液浓度。 12、用同一电导池测定浓度为和·dm-3的同一电解质溶液的电阻，前者是后者的10倍，则两种浓度溶液 的摩尔电导率之比为： A. 1∶1 ； B. 2∶1 ； C. 5∶1 ； D. 10∶1 。 13、离子运动速度直接影响离子的迁移数，它们的关系是： A. 离子运动速度越大，迁移电量越多，迁移数越大； B. 同种离子运动速度是一定的，故在不同电解质溶液中，其迁移数相同； C. 在某种电解质溶液中，离子运动速度越大，迁移数越大； D. 离子迁移数与离子本性无关，只决定于外电场强度。 14、LiCl的极限摩尔电导率为× 10-4S·m2·mol-1，在其溶液里，25℃时阴离子的迁移数外推到无限稀 释时值为，则Li+离子的摩尔电导率λm(Li+)为(S·m2·mol-1)： A. × 10-4； B. × 10-4； C. × 10-2； D. × 10-2。 15、25℃时，浓度为0.1M KCl溶液中，K+离子迁移数为t(K+)，Cl-离子迁移数为t(Cl-)，这时t(K+) + t(Cl-) = 1，若在此溶液中加入等体积的0.1M NaCl，则t(K+) + t(Cl-)应为： A. 小于1 ； B. 大于1 ； C. 等于1 ； D. 等于1/2 。 16、以下说法中正确的是： A. 电解质的无限稀摩尔电导率都可以由Λm与c1/2作图外推到c1/2 = 0得到 B. 德拜—休克尔公式适用于强电解质； C．电解质溶液中各离子迁移数之和为1 ； D. 若a(CaF2) = ，则a(Ca2+) = ，a(F-) = 1 。 17、将AgCl溶于下列电解质溶液中，在哪个电解质溶液中溶解度最大： A. 0.1M NaNO3； B. 0.1M NaCl； C. 0.01M K2SO4； D. (NO3)2。 18、一种2－2型电解质，其浓度为2 × 10-3mol·kg-1，在298K时，正离子的活度系数为，该电解质的活 度为： A. × 10-6； B. × 10-9 ； C. × 10-3； D. 。 19、下列电解质溶液中，何者离子平均活度系数最大： A. 0.01M NaCl ； B. 0.01M CaCl2； C. 0.01M LaCl3； D. 0.02M LaCl3。 20、浓度为1mol·kg-1的CuSO4浓度的离子强度I1，浓度为1mol·kg-1的NaCl浓度的离子强 度I2，那么I1与I2的关系为： A. I1 = ?I2； B. I1 = I2 ； C. I1 = 4I2； D. I1 = 2I2。 第二部分原电池 一、是非题 1、电池A. Ag,AgCl|KCl(aq)|Hg2Cl2,Hg与电池B. Hg,Hg2Cl2|KCl(aq)|AgNO3(aq)|Ag的电池反应可逆。 2、恒温、恒压下，ΔG > 0的反应不能自发进行。 3、电池Zn|ZnCl2(aq)|AgCl(s)|Ag在25℃、p下可逆放电2F时放热 kJ，则该电池反应： Zn + 2AgCl(s) = ZnCl2 + 2Ag 的r G m (298K) = kJ·mol-1。 4、Zn2+ + 2e- = Zn ，E1，r G m (1)；?1/2Zn2++ e-—?1/2Zn，E2，r G m (2)。因E1= E2，所以有： r G m (1) = r G m (2) 。 5、Fe2+ + 2e- = Fe，E1，r G m (1) ；Fe3+ + e- = Fe2+，E2，r G m (2)；(1) + (2)，得：Fe3+ + 3e- = Fe，E3，r G m (3)。则：r G m (3) = r G m (1) + r G m (2)，E3=E1 + E2. 6、2H+ + 2e-——H2，E1与2H2O + 2e-—— H2 + 2OH-，E2，因它们都是氢电极反应，所以φ1= φ2。 7、对于电极Pt |Cl2(p)|Cl-其还原电极电势为： φ(Cl-/Cl2) = φ(Cl-/Cl2) - (RT/2F)ln{[p(Cl2) / [p（cl2）a2(Cl-)]] 。 8、对于电池 Pt|H2|H2SO4(aq)|O2|Pt ，其电池反应可表示为：H2(g) + O2(g) —H2O(l)，E1，r G m m (1) 或2H2(g) + O2(g) —2H2O(l)，E2，r G m (2)。因2r G m (1) = r G m (2)，所以2E1= E2。 9、电池(1) Ag|AgBr(s)|KBr(aq)|Br2|Pt ，电池(2) Ag|AgNO3(aq)||KBr(aq)|AgBr(s)|Ag的电池电动势 E1、E2都与Br-浓度无关。 10、对于电池Zn|ZnSO4(aq)||AgNO3(aq)|Ag，其中的盐桥可以用饱和KCl溶液。 二、单选题 1．下列说法不属于可逆电池特性的是： A. 电池放电与充电过程电流无限小； B. 电池的工作过程肯定为热力学可逆过程； C. 电池内的化学反应在正逆方向彼此相反； D. 电池所对应的化学反应Δr G m = 0 。 2．电池在下列三种情况：(1)I→0；(2)有一定电流；(3)短路。忽略电池内电阻，下列说法正确的： A. 电池电动势改变； B. 电池输出电压不变； C. 对外输出电能相同； D. 对外输出电功率相等。 3．下列电池中，哪个电池反应不可逆： A. Zn|Zn2+||Cu2+| Cu ； B. Zn|H2SO4| Cu ； C. Pt,H2(g)| HCl(aq)| AgCl,Ag ； D. Pb,PbSO4| H2SO4| PbSO4,PbO2。 4．电极①Pt,Cl2(g)|KCl(a1)与②Ag(s)，AgCl(s)|KCl(a2)，这两个电极的电极反应相界面有： A. （1） 3 个，（2） 3 个； B. （1） 1 个，（2） 2 个； C. （1） 2 个，（2） 1 个； D. （1） 2 个，（2） 2 个。 5．铅蓄电池放电时，正极发生的电极反应是： A. 2H+ + 2e——H2； B. Pb——Pb2+ + 2e； C. PbSO4 + 2e——Pb + SO42-； D. PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e——PbSO4 + 2H2O。 6．对于甘汞电极，下列叙述正确的是： A. 电极反应为 Hg22+ + 2e —— Hg ； B. 属于第一类电极； C. 电极电势较稳定，用作参比电极； D. 电极电势为φ(Hg2Cl2) = φ(Hg2Cl2) + (RT/2F)ln a(Cl - ) 。 7．电极 Pb2+ |Pb-Hg(a’) 和 Pb2+|Pb(s) 的电极电势和标准电极电势间的关系为： A. φ标准相同φ不同； B. φ标准不相同φ不同； C. φ标准和φ均相同； D. φ和φ均不同。 8．常用三种甘汞电极，即(1)饱和甘汞电极；(2)摩尔甘汞电极；(3)·dm-3甘汞电极。反应式为：Hg2Cl2(s)＋2e = 2Hg(1)＋2Cl-(aq)。25℃时三者的标准电极电位φ相比： A. φ1> φ2> φ3； B. φ2> φ1> φ3； C. φ3> φ2> φ1； D. φ1= φ2= φ3。 9．下列电池的电动势与氯离子活度无关的是： A. Zn| ZnCl2(aq)| Cl2(p),Pt ； B. Zn| ZnCl2(aq)| KCl (aq)| AgCl,Ag ； C. Ag,AgCl| KCl(aq)| Cl2(p),Pt ； D. Pt,H2( p)| HCl (aq)| Cl2(p),Pt 。 10．25℃时电池反应 H2(g) + ?O2(g) = H2O(l) 对应的电池标准电动势为E1，则反应2H2O(l) = 2H2(g) + O2(g) 所对应的电池的标准电动势E2是： A. E2 = - 2E1； B. E2 = 2E1； C. E2 = - E1； D. E2 = E1。 11．下列反应 AgCl(s) + I - — AgI(s) + Cl - 其可逆电池表达式为： A. AgI(s)|I - | Cl - | AgCl(s) ； B. AgI(s)|I - ||Cl - | AgCl(s) ； C. Ag(s),AgCl(s)|Cl - || I - | AgI(s),Ag(s) ； D. Ag(s),AgI(s)|I - ||Cl - | AgCl(s),Ag(s) 。 12．可以直接用来求Ag2SO4的溶度积的电池是： A. Pt|H2(p)|H2SO4(a)| Ag2SO4(s)|Ag ； B. Ag|AgNO3(a)||K2SO4(a)|PbSO4(s),Pb(s) ； C. Ag(s),Ag2SO4(s)|K2SO4(a)||HCl(a)|AgCl(s),Ag(s) ； D. Ag|AgNO3(a)||H2SO4(a)|Ag2SO4(s),Ag(s) 。 13．下列电池中能测定AgCl的f G m的是： A. Ag|AgCl(s)|KCl(aq)|Cl2(p)|Pt ； B. Ag|Ag+||Cl - |Cl2|Pt ； C. Ag|Ag+||Cl- |AgCl(s)|Ag ； D. Ag|AgCl|AgCl(s)|Ag 。14．下列电池中能测定AgI的溶度积K sp的是： A. Ag|AgI(s)|KI(aq)|I2； B. Ag|Ag+||I - |AgI(s)|Ag ； C. Ag|Ag+||I - |I2|Pt ； D. Ag|AgI|Pt 。 15．若某电池反应的热效应是负值，那么此电池进行可逆工作时，与环境交换的热： A. 放热； B. 吸热； C. 无热； D. 无法确定。 16．某电池反应的自由能变化Δr G m和焓变Δr H m的关系为： A. Δr H m = Δr G m ； B. Δr H m > Δr G m ； C. Δr H m < Δr G m ； D. 三种均可能。 17．某电池在标准状况下，放电过程中，当Q r = -200 J 时，其焓变ΔH为： A. ΔH = -200 J ； B. ΔH < -200 J ； C. ΔH = 0 ； D. ΔH > -200 J 。 18．原电池Pt,H2(p)|H2SO4(0.01m)|O2(p),Pt 在298K时，E = ，并已知H2O(l) 的生成热Δf H m = - kJ·mol-1，n = 2，那么该电池的温度系数是： A. × 10-4 V·K-1； B. × 10-3 V·K-1； C. × 10-3 V·K-1； D. × 10-4 V·K-1。 19．在恒温恒压条件下，以实际工作电压E’放电过程中，电池的反应热Q等于： A. ΔH - zFE’； B. ΔH + zFE’； C. TΔS； D. TΔS - zFE’。 20．恒温恒压下，电池在以下三种情况下放电：（1）电流趋近于零，（2）一定大小的工作电流，③短路。下列各式不正确的是： A. 在①下，Q R = TΔr S m = nFT(?E/?T)p； B. 在①下，Q R = Q P = Δr H m； C. 在②下，Q P = Δr H m - W’ = Δr H m + nFE’(E’为实际工作电压) ； D. 在③下，Q P = Δr H m。 21．25℃时，反应2H2S + SO2 = 3S↓ + 2H2O达到平衡时，其平衡常数为多少(已知25℃时，φ (S/H2S) = V，φ (SO2/S) = V)： A. × 1010； B. × 1020； C. × 1013； D. × 10-12。 22．已知电极电位：φ (Cl2/Cl-) = V，φ (Br2/Br-) = V，φ (I2/I-) = V，φ(Fe3+/Fe2+) = V，标准状态下，Fe与卤素组成电池，下面判断正确的是： A. Fe3+可氧化Cl-； B. Fe3+可氧化Br-； C. Fe3+可氧化I-； D. Fe3+不能氧化卤离子。 23．巳知下列两个电极反应的标准还原电势为：Cu2+ + 2e——Cu，φ= V；Cu+ + e Cu，φ= V，由此求算得Cu2+ + e——Cu+ 的φ等于： A. V ； B. V ； C. V ； D. V 。 24．已知298K时Hg2Cl2 + 2e——2Hg + 2Cl - ，φ1 = V ； AgCl + e—Ag + Cl - ， φ2= V。则当电池反应为：Hg2Cl2 + 2Ag——2AgCl + 2Hg 时，其电池的E为： A. - V ； B. - V ； C. V ； D. V 。 25．已知电池反应 Zn + 2AgCl = ZnCl2 + 2Ag 在25℃时的平衡常数K = 1032，ZnCl2浓度为·kg-1，下列叙述不正确的是： A. 原电池符号为 Zn(s)|ZnCl2 mol·kg-1)|AgCl(s),Ag ； B. 原电池符号为 Ag(s),AgCl(s)|ZnCl2 mol·kg-1)|Zn(s) ； C. 标准电池电动势E= ； D. 电池电动势E = 。 26．25℃时电极反应 Cu2+ + I - + e——CuI 和 Cu2+ + e——Cu+的标准电极电势分别为和，则CuI的溶度积K sp为： A. × 10-12 ； B. × 10-6 ； C. × 10-7 ； D. × 10-15。 27．下列电池中E最大的是： A. Pt|H2(p)|H+(a = 1)||H+(a = |H2(p)|Pt ； B. Pt|H2(2p)|H+(a = 1)||H+(a = 1)|H2(p)|Pt ； C. Pt|H2(p)|H+(a = 1)||H+(a = 1)|H2(p)|Pt ； D. Pt|H2(p)|H+(a = ||H+(a = 1)|H2(2p)|Pt 。 28．下列四组组成不同的混合溶液，当把金属铅分别插入各组溶液中组成电池，已知φ(Pb2+/Pb) = ，φ (Sn2+/Sn) = ，能从溶液中置换出金属锡的是： A. a(Sn2+) = ，a(Pb2+) = ； B. a(Sn2+) = ，a(Pb2+) = ； C. a(Sn2+) = ，a(Pb2+) = ； D. a(Sn2+) = ，a(Pb2+) = 。 29. 蓄电池在充电和放电时的反应正好相反，则其充电时正极和负极、阴极和阳极的关系为： A．正负极不变，阴阳极不变 B. 正负极不变，阴阳极正好相反 C. 正负极改变，阴阳极不变 D. 正负极改变，阴阳极正好相反。 30. 若算得电池反应的电动势为负值，表示此电池反应是： 第一章 气体的pVT 关系 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： 1 1T T p V p V V T V V ???? ????-=??? ????= κα 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 111 )/(11-=?=?=??? ????=??? ????= T T V V p nR V T p nRT V T V V p p V α 1211 )/(11-=?=?=???? ????-=???? ????- =p p V V p nRT V p p nRT V p V V T T T κ 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 mol RT pV n 623.1461815 .300314.8300 106.1213=???== 每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为 13 3153.144145 .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：33 714.015 .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 .250000.1252 cm cm V l O H == -= ρ n=m/M=pV/RT mol g pV RTm M ?=?-??== -31.3010 13330) 0000.250163.25(15.298314.84 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 《物理化学》课程教学大纲 参考书：天津大学主编，《物理化学》高等教育出版社，2010年5月第五版 王岩主编，《物理化学学指导》，大连海事大学出版社，2006年6月 于春玲主编，《物理化学解题指导》。大连理工大学出版社，2011年11月 开课单位：轻工与化学工程学院基础化学教学中心 简介： 物理化学课程是化工类专业重要理论基础课，其内容主要包括：化学热力学、统计热力学、化学动力学三大部分。其先行课要求学生学习高等数学、大学物理、无机化学、分析化学、有机化学。 物理化学是从化学变化和物理变化联系入手，采用数学的手段研究化学变化的规律的一门科学。研究方法多采取理想化方法，集抽象思维和形象思维，其实验是采用物理实验的方法。 化学热力学采用经典的热力学第一定律、热力学第二定律、热力学第三定律，从宏观上研究化学变化过程的规律，通过理论计算来判断化学反应的方向和限度（化学平的衡位置）、以及平衡状态时系统的相变化、界面变化、电化学变化、胶体化学变化的规律，同时，研究影响这些变化规律的因素（如：温度、压力、浓度、组成等等）。 统计热力学则从微观上，用统计学的方法，研究化学反应的变化规律。试图通过理论的计算热力学的状态函数。 化学动力学研究化学反应的速率和机理，以及影响化学反应速率的条件（如：温度、压力、浓度、组成、催化剂等等）。通过化学反应的条件控制化学反应的进行，通过化学反应机理的研究，确定化学反应的速率方程。 第一章气体的pVT性质 考核内容： 一、理想气体的状态方程 二、理想气体混合物 三、气体的液化及临界参数 四、真实气体状态方程 五．对应状态原理及普遍化压缩因子图 第二章热力学第一定律 考核内容： 一、热力学基本概念 二、热力学第一定律 三、恒容热、恒压热，焓 四、热容，恒容变温过程、恒压变温过程1．热容 物理化学实验（南京大学出版社）课后思考题总结——网络收集仅供参考液体饱和蒸汽压的测定----静态法 课内思考题： 1答：分情况，测定过程中溶剂挥发溶液的浓度发生变化，则不能测;但是对于难溶物的饱和溶液或者恒沸物等可以使用本方法测定。 2答：蒸汽温度越高相对的测量器具温度同样会升高从而改变测量器具的物理特性使测量器具内部金属硬度降低延展性增加等等从而使 测量值改变 燃烧热的测定 1实验中哪些是体系？哪些是环境？实验过程中有无热损耗？这些热损耗对实验结果有无影响？ 答：内桶和氧弹作为体系，而外桶作为环境。实验过程中有热损耗，有少量热量从内桶传到外桶，使得内桶水温比理论值低，而使得燃烧焓偏低。 2水桶中的水温为什么要选择比外筒水温低？低多少合适？为什么？答案：为了减少热损耗，因反应后体 系放热会使内筒的温度升高，使体系与环境的温度差保持较小程度，体系的热损耗也就最少。低1度左右合适，因这个质量的样品燃烧后，体系放热会使内筒的温度升高大概2度左右，这样反应前体系比环境低1 度，反应后体系比环境高1 度，使其温差最小，热损耗最小。 3找找总会有。（1）实验过程中搅拌太慢或太快；（2）引火丝和药片之间的距离; (3)药片没有干燥；（4）搅拌时有摩擦；（5）压片时或松或紧 应从以上方面考虑，实验过程中匀速搅拌，引火丝和药片之间的距离要小于5mm或接触，但不能碰到燃烧皿，记住药片一定要干燥，保证燃烧完全，搅拌式不能有摩擦，而且压片时，压力要适中等等。 T----X图 1蒸馏器中收集气相冷凝液的袋状部的大小对结果有何影响？ 答：若冷凝管下方的凹形贮槽体积过大，则会贮存过多的气相冷凝液，其贮量超过了热相平衡原理所对应的气相量，其组成不再对应平衡的气相组成，因此必然对相图的绘制产生影响。 2该实验中，测定工作曲线时折射仪的恒温温度与测 定样品时折射仪的恒温温度是否需要保持一致？为 什么？ 答：因溶液的折射率是温度的函数，温度不同，折射率不同，因此，二者的温度必须一致。 3过热现象对实验产生什么影响？如何在实验中尽可能避免？ 答：如果产生过热现象，会使液相线上移，相区变窄；可通过 加入沸石的方法消除，加入时，应少量多次，防止沸石失效。 成。另外，气相和液相取样量较多，也影响溶液的组成。 4本实验的误差主要来源有哪些？ 答：组成测量：(1)工作曲线；(2)过热现象、分馏效应；(3)取样量。 温度测量：(1)加热速度；(2)温度计校正。蔗糖水解速率常数的测定 1蔗糖的转化速率常数k 与哪些因素有关？ 答：温度、催化剂浓度。 2在测量蔗糖转化速率常数的，选用长的旋光管好？还是短的旋光管好？ 答：选用较长的旋光管好。根据公式〔α〕＝α×1000/Lc，在其它条件不变情况下，L越长，α越大，则α的相对测量误差越小。 3如何根据蔗糖、葡萄糖和果糟的比旋光度计算α0和α∞? 答：α0＝〔α蔗糖〕D t℃L[蔗糖]0/100 α∞＝〔α葡萄糖〕D t℃L[葡萄糖]∞/100＋〔α果糖〕D t℃L[果糖]∞/100 式中：[α蔗糖]D t℃，[α葡萄糖]D t℃，[α果糖]D t℃分别表示用钠黄光作光源在t℃时蔗糖、葡萄糖和果糖的比旋光度，L(用dm表示)为旋光管的长度，[蔗糖]0为反应液中蔗糖的初始浓度，[葡萄糖]∞和[果糖]∞表示葡萄糖和果糖在反应完成时的浓度。 设t＝20℃L=2 dm [蔗糖]0=10g/100mL 则： α0＝66.6×2×10/100＝13.32° α∞＝×2×10/100×（52.2-91.9）＝－3.94° 4、试分析本实验误差来源？怎样减少实验误差？ 答：温度、光源波长须恒定、蔗糖溶液要现用现配。 1、实验中，为什么用蒸馏水来校正旋光仪的零点？在 蔗糖转化反应过程中，所测的旋光度αt 是否需要零 点校正？为什么？ 答：(1)因水是溶剂且为非旋光性物质。 (2)不需，因作lg(αt-α∞)～t 图，不作零点校正，对计算反应速度常数无影响。 2、蔗糖溶液为什么可粗略配制？ 答：因该反应为(准)一级反应，而一级反应的速率常数、半衰期与起始浓度无关，只需测得dC/dt 即可。 4、试分析本实验误差来源？怎样减少实验误差？ 答：温度、光源波长须恒定、蔗糖溶液要现用现配。 BZ振荡 1．影响诱导期的主要因素有哪些？ 答：影响诱导期的主要因素有反应温度、酸度和反应物的浓度。温度、酸度、催化剂、离子活性、各离子的浓度2．本实验记录的电势主要代表什么意思？与Nernst方程求得的电位有何不同？ 答：本实验记录的电势是Pt丝电极与参比电极（本实验是甘汞电极）间的电势,而Nernst方程求得的电位是电极相对于标准电极的电势，它反映了非标准电极电势和标准电极电势的关系。 ()℃ 果糖 ℃ 葡萄糖 〕 α 〕 〔α 蔗糖 t D t D 0[ 100 ] L[ 2 1 + = 四．概念题参考答案 1．在温度、容积恒定的容器中，含有A 和B 两种理想气体，这时A 的分压 和分体积分别是A p 和A V 。若在容器中再加入一定量的理想气体C ，问A p 和A V 的 变化为 ( ) (A) A p 和A V 都变大 (B) A p 和A V 都变小 (C) A p 不变，A V 变小 (D) A p 变小，A V 不变 答：(C)。这种情况符合Dalton 分压定律，而不符合Amagat 分体积定律。 2．在温度T 、容积V 都恒定的容器中，含有A 和B 两种理想气体，它们的 物质的量、分压和分体积分别为A A A ,,n p V 和B B B ,,n p V ，容器中的总压为p 。试 判断下列公式中哪个是正确的 ( ) (A) A A p V n RT = (B) B A B ()pV n n RT =+ (C) A A A p V n RT = (D) B B B p V n RT = 答：(A)。题目所给的等温、等容的条件是Dalton 分压定律的适用条件，所 以只有(A)的计算式是正确的。其余的,,,n p V T 之间的关系不匹配。 3． 已知氢气的临界温度和临界压力分别为633.3 K , 1.29710 Pa C C T p ==?。 有一氢气钢瓶，在298 K 时瓶内压力为698.010 Pa ?，这时氢气的状态为 （ ） (A) 液态 (B) 气态 (C)气-液两相平衡 (D) 无法确定 答：(B)。仍处在气态。因为温度和压力都高于临界值，所以是处在超临界 区域，这时仍为气相，或称为超临界流体。在这样高的温度下，无论加多大压力， 都不能使氢气液化。 4．在一个绝热的真空容器中，灌满373 K 和压力为 kPa 的纯水，不留一点 空隙，这时水的饱和蒸汽压 （ ） （A ）等于零 （B ）大于 kPa （C ）小于 kPa （D ）等于 kPa 答：（D ）。饱和蒸气压是物质的本性，与是否留有空间无关，只要温度定了， 其饱和蒸气压就有定值，查化学数据表就能得到，与水所处的环境没有关系。 水的物理、化学及物理化学处理方法简介 （一）物理处理方法 利用固体颗粒和悬浮物的物理性质将其从水中分离去除的方法称为物理处理方法。物理处理法的最大优点是简单易行，效果良好，费用较低。 物理处理法的主要处理对象是水中的漂浮物、悬浮物以及颗粒物质。 常用的物理处理法有格栅与筛网、沉淀、气浮等。 （1）格栅与筛网 格栅是用于去除水中较大的漂浮物和悬浮物，以保证后续处理设备正常工作的一种装置。格栅通常有一组或多组平行金属栅条制成的框架组成，倾斜或直立地设立在进水渠道中，以拦截粗大的悬浮物。 筛网用以截阻、去除水中的更细小的悬浮物。筛网一般用薄铁皮钻孔制成，或用金属丝编制而成，孔眼直径为0.5~1.0mm。 在河水的取水工程中，格栅和筛网常设于取水口，用以拦截河水中的大块漂浮物和杂草。在污水处理厂，格栅和筛网常设于最前部的污水泵之前，以拦截大块漂浮物以及较小物体，以保护水泵及管道不受阻塞。 （2）沉淀 沉淀是使水中悬浮物质（主要是可沉固体）在重力作用下下沉，从而与水分离，使水质得到澄清。这种方法简单易行，分离效果良好，是水处理的重要工艺，在每一种水处理过程中几乎都不可缺少。按照水中悬浮颗粒的浓度、性质及其絮凝性能的不同，沉淀现象可分为：自由沉淀、絮凝沉淀、拥挤沉淀、压缩沉淀。 水中颗粒杂质的沉淀，是在专门的沉淀池中进行的。按照沉淀池内水流方向的不同，沉淀池可分为平流式、竖流式、辐流式和斜流式四种。 （3）气浮 气浮法亦称浮选，它是从液体中除去低密度固体物质或液体颗粒的一种方法。通过空气鼓入水中产生的微小气泡与水中的悬浮物黏附在一起，靠气泡的浮力一起上浮到水面而实现固液或液液分离的操作。其处理对象是：靠自然沉降或上浮难以去除的乳化油或相对密度接近于1的微小悬浮颗粒。 浮选过程包括微小气泡的产生、微小气泡与固体或液体颗粒的粘附以及上浮分离等步骤。实现浮选分离必须满足两个条件：一是必须向水中提供足够数量的 物理化学实验Ⅰ 课程名称：物理化学实验Ⅰ 英文名称：Experiments in Physical Chemistry 课程代码：147012 学分：0.5 课程总学时：16 实验学时：16 （其中，上机学时：0） 课程性质：?必修□选修 是否独立设课：?是□否 课程类别：?基础实验□专业基础实验□专业领域实验 含有综合性、设计性实验：?是□否 面向专业：高分子材料科学与工程、材料科学与工程（无机非金属材料科学与工程、材料化学） 先修课程：物理、物理化学、无机化学实验、有机化学实验、分析化学实验等课程。 大纲编制人：课程负责人张震实验室负责人刘仕文 一、教学信息 教学的目标与任务： 该课程是本专业的一门重要的基础课程，物理化学实验的特点是利用物理方法来研究化学系统变化规律，是从事本专业相关工作必须掌握的基本技术课程。其任务是通过本课程的学习，使学生达到以下三方面的训练： （1）通过实验加深学生对物理化学原理的认识，培养学生理论联系实际的能力； （2）使学生学会常用的物理化学实验方法和测试技术，提高学生的实验操作能力和独立工作能力； （3）培养学生查阅手册、处理实验数据和撰写实验报告的能力，使学生受到初步的物理性质研究方法的训练。 教学基本要求： 物理化学实验的特点是利用物理方法来研究化学系统变化规律，实验中常用多种物理测量仪器。因此在物理化学实验教学中，应注意基本测量技术的训练及初步培养学生选择和配套仪器进行实验研究工作的能力。 物理化学实验包括下列内容： （1）热力学部分量热、相平衡和化学平衡实验是这部分的基本内容。还可以选择稀溶液的依数性、溶液组分的活度系数或热分析等方面的实验。 关于物理化学课后习题 答案 文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208] 第一章两个容积均为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 C，另一个球则维持 0 C，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， 如图所示，一带隔板的容器中，两侧分别有同温、不同压的H2与N2，P(H2）=20kpa，P(N2)=10kpa,二者均可视为理想气体。 H2 3dm3 P(H2） T N2 1dm3 P(N2) T （1） 两种气体混合后的压力； （2）计算混合气体中H2和N2的分压力； （3）计算混合气体中H2和N2的分体积。 第二章 1mol水蒸气（H2O,g）在100℃，下全部凝结成液态水，求过程的功。假 设：相对水蒸气的体积，液态水的体积可以忽略不计。 1mol某理想气体与27℃，的始态下，先受某恒定外压恒温压缩至平衡态， 在恒容升温至℃，。求过程的W,Q, ΔU, ΔH。已知气体的体积Cv,m=*mol-1 *K-1。 容积为 m3的恒容密闭容器中有一绝热隔板，其两侧分别为0 C，4 mol的Ar(g)及150 C，2 mol的Cu(s)。现将隔板撤掉，整个系统达到热平衡，求末态温度 t及过程的。已知：Ar(g)和Cu(s)的摩尔定压热容分别为 及，且假设均不随温度而变。 解：图示如下 假设：绝热壁与铜块紧密接触，且铜块的体积随温度的变化可忽略不计 则该过程可看作恒容过程，因此 假设气体可看作理想气体，，则 冰（H2O,S）在100kpa下的熔点为0℃，此条件下的摩尔熔化焓 ΔfusHm=*mol-1 *K-1。已知在-10~0℃范围内过冷水（H2O,l）和冰的摩尔定压热容分别为Cpm（H2O,l）=*mol-1 *K-1和Cpm（H2O,S）=*mol-1 *K-1。求在常压及-10℃下过冷水结冰的摩尔凝固焓。 O, l）在100 C的摩尔蒸发焓。水和水蒸气已知水（H 2 在25~100℃间的平均摩尔定压热容分别为Cpm（H2O,l）=*mol-1 *K-1和Cpm （H2O,g）=*mol-1 *K-1。求在25C时水的摩尔蒸发焓。 应用附录中有关物资的热化学数据，计算 25 C时反应 的标准摩尔反应焓，要求：（1）应用25 C的标准摩尔生成焓数据； 中国海洋大学本科生课程大纲 课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修 一、课程介绍 1.课程描述： 物理化学实验是化学教育专业的一门重要的必修基础课程，是独立设课、并与物理化学理论课程内容相配套的实验课程。物理化学实验教学内容综合了化学领域中各分支需要的基本研究工具和方法，在教学过程中引导学生利用物理化学及相关理论知识，解决化学过程的基本问题，培养学生的基本实验技能和科学研究能力，为学生今后从事专业研究打下坚实的基础，同时对于学生的知识、能力和综合素质的培养与提高也起着至关重要的作用。 2.设计思路： 本实验课程分两学期开设，要求学生完成不少于21个基础实验，初步掌握重要的物理化学实验方法，熟悉各种物理化学现象，了解和掌握各种大型仪器的原理和操作方法，并学会实验数据的归纳和分析方法。实验内容的选取，包括热力学、电化学、动力学、表面现象和胶体、物质结构等部分有代表性的实验，使学生了解物理化学的概貌；另一方面，根据现有仪器设备的条件，力求在实验方法和实验技术上得到较全面的训练。 3. 课程与其他课程的关系： 《物理化学实验》是继《无机化学实验》、《分析化学实验》和《有机化学实验》之后而独立开设的实验课程。通过本课程学习，掌握物理化学的基本实验技术和技能，系统学习物理化学实验的基本概念、基本原理和发展规律，并能在今后的科研及生产 - 1 - 实践中，运用这些规律去分析问题和解决问题。 二、课程目标 物理化学实验课程主要目标是使学生初步了解物理化学的研究方法，掌握物理化学的基本实验技术和技能，学会重要的物理化学性能测定，熟悉物理化学实验现象的观察和记录，实验条件的判断和选择，实验数据的测量和处理，实验结果的分析和归纳等一套严谨的实验方法，从而加深对物理化学基本理论的理解，增强解决实际化学问题的能力。 三、学习要求 完成本课程的学习任务，实现课程目标，具体学习要求： 1.学生按选课时间按时到课，不得随意调课、缺课； 2.实验课前学生认真做好预习，明确实验目的，实验原理，所用仪器构造和操作 规程，熟悉实验内容，明确要测量和记录的数据，书写预习报告。 3.实验过程中学生遵守实验室规则，按要求独立完成实验，做到认真观察、及时 记录、勤于思考。实验结束后实验记录由指导教师检查，并完成工作台和实验室整理及安全检查后方可离开。 4.实验结束后认真分析整理实验结果和数据，按要求书写完成实验报告并按时提 交。 5.爱护实验室的仪器设备和公用设施。 四、教学进度 - 1 - 污水物理化学处理法 物理化学法(简称物化法)，是利用萃取、吸附、离子交换、膜分离技术、气提等物理化学的原理，处理或回收工业废水的方法。它主要用分离废水中无机的或有机的(难以生物降解的)溶解态或胶态的污染物质，回收有用组分，并使废水得到深度净化。 因此，适合于处理杂质浓度很高的废水(用作回收利用的方法)，或是浓度很低的废水(用作废水深度处理)。利用物理化学法处理工业废水前，一般要经过预处理，以减少废水中的悬浮物、油类、有害气体等杂质，或调整废水的pH值，以提高回收效率、减少损耗。 同时，浓缩的残渣要经过后处理以避免二次污染。常用的方法有萃取法、吸附法、离子交换法、膜析法(包括渗析法、电渗析法、反渗透法、超滤法等)。 （1）萃取法 萃取法是向污水中加人一种与水不相溶而密度小于水的有机溶剂，充分混合接触后使污染物重新分配，由水相转移到溶剂相中，利用溶剂与水的密度差别，将溶剂分离出来，从而使污水得到净化的方法。再利用溶质与溶剂的沸点差将溶质蒸馆回收，再生后的溶剂可循环使用。使用的溶剂叫萃取剂，提出的物质叫萃取物。萃取是一种液-液相间的传质过程，是利用污染物(溶质)在水与有机溶剂两相中的溶解度不同进行分离的。 在选择萃取剂时，应注意萃取剂对被萃取物(污染物)的选择性，即溶解能力的大小，通常溶解能力越大，萃取的效果越好;萃取剂与水的密度相差越大，萃取后与水分离就越容易。常用的萃取剂有含氧萃取剂、含磷萃取剂、含氮萃取剂等。常用的萃取设备有脉冲筛板塔、离心萃取机等。 （2）吸附法 吸附法处理废水是利用——种多孔性固体材料(吸附剂)的表面来吸附水中的一种或多种溶解污染物、有机污染物等(称为熔质或吸附质)，以回收或去除它们，使废水得以净化。例如，利用活性炭可吸附废白水中的盼、隶、错、氧等剧毒物质，且具有脱色、除臭等作用。吸附法目前多用于污水的深度处理，可分为静态吸附和动态吸附两种方法，即在污水分别处于静态和流动态时进行吸附处理。常用的吸附设备有固定床、移动床和流动床等。 《物理化学》课程标准 (116学时) 一、课程概述 （一）课程性质 物理化学是整个化学科学和化学工艺学的理论基础。该课程对后续专业及工程应用都有深远的影响。通过对物理化学课程的学习，要求学生掌握物理化学的基本知识，加强对自然现象本质的认识，并作为其它与化学有关的技术科学的发展基础，培养获得知识并用来解决实际问题的能力。 （二）课程基本理念 本课程为学生所学化学基础理论知识的综合深化和今后专业理论知识基础，一般在五年制高职三年级第一、第二学期开设，此时学生已具备一定的数学和化学理论知识基础，通过本课程的学习，培养学生严密的逻辑思维和科学的学习、研究态度，提高学生分析问题、解决问题的能力。 （三）课程框架结构、学分和学时分配、对学生选课的建议 本课程以理论教学为主，各教学章节既有独立性，又有关联性，着重理论知识对化工生产工艺过程的可能、可行性研究，强调在实际生产过程中发现问题、分析问题、解决问题能力的培养。 二、课程目标 （一）知识目标 1、初步掌握热力学研究方法的特点,理解热力学基本原理,并运用热学基本原理和方法处理气体、溶液、相平衡、电化学等方面的一些基本问题； 2、理解化学现象与电现象的联系及与热力学的关系，基本掌握可逆电池热力学的基本原理； 3、了解动力学方法的特点，初步掌握化学动力学的基本内容，浓度、温度等因素对化学反应速率的影响。了解反应速率理论和催化作用的特征，初步掌握链反应、光化学反应； 4、初步掌握表面现象和胶体分散体系的基本特性，并运用热力学及有关理论来讨论某些性质。 （二）能力目标 1、进一步加深对先行课内容的理解； 2、了解物化的最新成就，培养学生运用物化的基本原理、手段和方法去分析问题和解决问题的能力； 3、观察实验现象，能正确操作并读取数据、检查判断，正确书写实验报告和分析实验结果。 （三）素质教学目标 1、具有勤奋学习的态度，严谨求实、创新的工作作风； 2、具有良好的心理素质和职业道德素质； 3、具有高度责任心和良好的团队合作精神； 4、具有一定的科学思维方式和判断分析问题的能力。 三、课程内容 （一）绪论 教学内容：物理化学的内容和任务、形成、发展和前景、研究方法，怎样学习物理化学，物理化学与教学、生产和科学研究的关系。 教学重点：物理化学的学习方法；物理化学的研究方法。 教学难点: 物理化学的研究方法。 （二）气体 教学内容：气体状态方程、理想气体的宏观定义及微观模型，分压、分体积概念及计算，真实气体与理想气体的偏差、临界现象，真实气体方程。 教学重点：理想气体状态方程；理想气体的宏观定义及微观模型；分压、分体积概念及计算。 教学难点：理想气体状态方程的应用；分压、分体积概念在计算中的应用。 （三）热力学第一定律 教学内容：体系与环境、状态、过程与状态函数等基本概念，内能、焓、热和功的概念，内能与焓的变化值同恒容热与恒压热之间的关系，可逆过程与最大功。生成焓、燃烧热，盖斯定律和基尔霍夫定律。 教学重点：内能、焓、热和功的概念；生成焓、燃烧热、盖斯定律和基尔霍夫定律应用。 教学难点: 内能与焓的变化值同恒容热与恒压热之间的关系；可逆过程与最大功；生成焓、燃烧热、盖斯定律和基尔霍夫定律应用。 （四）热力学第二定律 教学内容：自发过程的共同特征，热力学第二定律，状态函数（S）和吉氏函数（G），熵变和吉氏函数差，熵判据和吉氏函数判据。 教学重点：热力学第二定律。 物理化学课程教案2019 第一章热力学第一定律及其应用 §2. 1热力学概论 热力学的基本内容 热力学是研究热功转换过程所遵循的规律的科学。它包含系统变化所引起的物理量的变化或当物理量变化时系统的变化。 热力学研究问题的基础是四个经验定律（热力学第一定律，第二定律和第三定律，还有热力学第零定律），其中热力学第三定律是实验事实的推论。这些定律是人们经过大量的实验归纳和总结出来的，具有不可争辩的事实根据，在一定程度上是绝对可靠的。 热力学的研究在解决化学研究中所遇到的实际问题时是非常重要的，在生产和科研中发挥着重要的作用。如一个系统的变化的方向和变化所能达的限度等。 热力学研究方法和局限性 研究方法： 热力学的研究方法是一种演绎推理的方法，它通过对研究的系统（所研究的对象）在转化过程中热和功的关系的分析，用热力学定律来判断该转变是否进行以及进行的程度。 特点： 首先，热力学研究的结论是绝对可靠的，它所进行推理的依据是实验总结的热力学定律，没有任何假想的成分。另外，热力学在研究问题的时，只是从系统变化过程的热功关系入手，以热力学定律作为标准，从而对系统变化过程的方向和限度做出判断。不考虑系统在转化过程中，物质微粒是什么和到底发生了什么变化。 局限性： 不能回答系统的转化和物质微粒的特性之间的关系，即不能对系统变化的具体过程和细节做出判断。只能预示过程进行的可能性，但不能解决过程的现实性，即不能预言过程的时间性问题。 §2. 2热平衡和热力学第零定律－温度的概念 为了给热力学所研究的对象－系统的热冷程度确定一个严格概念，需要定义温度。 温度概念的建立以及温度的测定都是以热平衡现象为基础。一个不受外界影响的系统，最终会达到热平衡，宏观上不再变化，可以用一个状态参量来描述它。当把两个系统已达平衡的系统接触，并使它们用可以导热的壁接触，则这两个系统之间在达到热平衡时，两个系统的这一状态参量也应该相等。这个状态参量就称为温度。 那么如何确定一个系统的温度呢？热力学第零定律指出：如果两个系统分别和处于平衡的第三个系统达成热平衡，则这两个系统也彼此也处于热平衡。热力学第零定律是是确定系统温度和测定系统温度的基础，虽然它发现迟于热力学第一、二定律，但由于逻辑的关系，应排在它们的前边，所以称为热力学第零定律。 温度的科学定义是由热力学第零定律导出的，当两个系统接触时，描写系统的性质的状态函数将自动调节变化，直到两个系统都达到平衡，这就意味着两个系统有一个共同的物理性质，这个性质就是“温度”。 热力学第零定律的实质是指出了温度这个状态函数的存在，它非但给出了温度的概念，而且还为系统的温度的测定提供了依据。 §2. 3热力学的一些基本概念 系统与环境 系统：物理化学中把所研究的对象称为系统 环境：和系统有关的以外的部分称为环境。 根据系统与环境的关系，可以将系统分为三类： 第七章 电化学 7－1．用铂电极电解CuCl 2溶液。通过的电流为20 A ，经过15 min 后，问：（1）在阴极上能析出多少质量的Cu ？ (2) 在阳阴极上能析出多少体积的27℃, 100 kPa 下的Cl 2(g )? 解：(1) m Cu ＝ 201560635462.F ???＝5.527 g n Cu ＝201560 2F ??＝0.09328 mol (2) 2Cl n ＝2015602F ??＝0.09328 mol 2Cl V ＝00932830015 100 .R .??＝2.328 dm 3 7－2．用Pb (s )电极电解Pb (NO 3) 2溶液，已知溶液浓度为1g 水中含有Pb (NO 3) 21.66×10－2g 。通电一段时间，测得与电解池串联的银库仑计中有0.1658g 的银沉积。阳极区溶液质量为62.50g ，其中含有Pb (NO 3) 21.151g ，计算Pb 2+的迁移数。 解： M [Pb (NO 3) 2]＝331.2098 考虑Pb 2+：n 迁＝n 前－n 后＋n e ＝262501151166103312098(..)..--??－11513312098..＋01658 21078682 ..? ＝3.0748×10－3－3.4751×10－3＋7.6853×10－4 ＝3.6823×10－4 mol t ＋(Pb 2+ )＝4 4 36823107685310..--??＝0.4791 考虑3NO -： n 迁＝n 后－n 前 ＝1151 3312098 ..－262501151166103312098(..)..--??＝4.0030×10－3 mol t －(3 NO -)＝4 4 40030107658310..--??＝0.5209 7－3．用银电极电解AgNO 3溶液。通电一段时间后，阴极上有0.078 g 的Ag 析出，阳极区溶液溶液质量为23.376g ，其中含AgNO 3 0.236 g 。已知通电前溶液浓度为1kg 水中溶有7.39g 的AgNO 3。求Ag +和3NO -的迁移数。 解： 考虑Ag +： n 迁＝n 前－n 后＋n e ＝3233760236739101698731(..)..--??－023********..＋00781078682 .. ＝1.007×10－ 3－1.3893×10－ 3＋7.231×10－ 4 第13章工业废水的物理化学处理 13.1 混凝 处理环节：预处理、中间处理、最终处理、三级处理、污泥处理、除油、脱色。 胶体：憎水性对混凝敏感，亲水性需特殊处理 高分子絮凝剂：分子量大的水溶性差，分子量小的水溶性好，故分子量要适当。 混凝的操作程序：里特迪克程序。 １）提高碱度：加重碳酸盐（增加碱度但pH值不提高）――快速搅拌1~3min ２）投加铝盐或铁盐――快速搅拌1~3min ３）投加活化硅酸和聚合电解质之类的助凝剂――搅拌20~30min 应用：1）造纸和纸板废水：加入少量的硫酸铝即可有效地混凝。如表13－1 2）滚珠轴承制造厂含乳化油废水：用CaCl2破除乳化，用硫酸铝去除油脂、悬浮物、Fe、PO4。 13.2气浮 13.2.1 气浮的基本原理 气浮＝固液分离＋液液分离――用于悬浮物、油类、脂肪、污泥浓缩 原理：微气泡――粘附微粒――气浮体（密度小于水）――去除浮渣。 探讨： 1、水中颗粒与气泡粘附条件 （１）界面张力、接触角和体系界面自由能 任何不同介质的相表面上都因受力不均衡而存在界面张力 气浮的情况涉及：气、水、固三种介质，每两个之间都存在界面张力σ。 三相间的吸附界面构成的交界线称为润湿周边。通过润湿周边作水、粒界面张力作用线和水、气界面张力作用线，二作用线的交角称为润湿接触角θ。见图13－3和13－4。 θ>90，疏水性,易于气浮 θ<90, 亲水性 悬浮物与气泡的附着条件： 按照物理化学的热力学理论, 任何体系均存在力图使界面能减少为最小的趋势。 界面能W =σS S：界面面积；σ：界面张力 附着前W1 =σ水气+σ水粒（假设S 为1） 附着后W2=σ气粒 界面能的减少△Ｗ= W1－W2＝σ水气+σ水粒－σ气粒 图13－4，σ水粒=σ气粒+σ水气COS(180?-θ) 所以: △Ｗ=σ水气(1-COSθ) 按照热力学理论, 悬浮物与气泡附着的条件：△Ｗ>0 △Ｗ越大，推动力越大，越易气浮。 （2）气－粒气浮体的亲水吸附和疏水吸附 由于水中颗粒表面性质的不同，所构成的气一粒结合体的粘附情况也不同。 亲水吸附：亲水性颗粒润湿接触角（θ）小，气粒两相接触面积小，气浮体结合不牢，易脱落。 疏水吸附：疏水性颗粒的接触角（θ）大，气浮体结合牢固。 根据△Ｗ=σ水气(1-COSθ)，得： 1) θ→0, COSθ→1, △Ｗ= 0 气浮 θ<90, COSθ<1, △Ｗ<σ水气颗粒附着不牢 θ>90, △Ｗ>σ水气气浮――疏水吸附 θ→180 △Ｗ=2σ水气最易被气浮 物理化学课程教案 第一章热力学第一定律及其应用 §2. 1热力学概论 热力学的基本内容 热力学是研究热功转换过程所遵循的规律的科学。它包含系统变化所引起的物理量的变化或当物理量变化时系统的变化。 热力学研究问题的基础是四个经验定律（热力学第一定律，第二定律和第三定律，还有热力学第零定律），其中热力学第三定律是实验事实的推论。这些定律是人们经过大量的实验归纳和总结出来的，具有不可争辩的事实根据，在一定程度上是绝对可靠的。 热力学的研究在解决化学研究中所遇到的实际问题时是非常重要的，在生产和科研中发挥着重要的作用。如一个系统的变化的方向和变化所能达的限度等。 热力学研究方法和局限性 研究方法： 热力学的研究方法是一种演绎推理的方法，它通过对研究的系统（所研究的对象）在转化过程中热和功的关系的分析，用热力学定律来判断该转变是否进行以及进行的程度。 特点： 首先，热力学研究的结论是绝对可靠的，它所进行推理的依据是实验总结的热力学定律，没有任何假想的成分。另外，热力学在研究问题的时，只是从系统变化过程的热功关系入手，以热力学定律作为标准，从而对系统变化过程的方向和限度做出判断。不考虑系统在转化过程中，物质微粒是什么和到底发生了什么变化。 局限性： 不能回答系统的转化和物质微粒的特性之间的关系，即不能对系统变化的具体过程和细节做出判断。只能预示过程进行的可能性，但不能解决过程的现实性，即不能预言过程的时间性问题。 §2. 2热平衡和热力学第零定律－温度的概念 为了给热力学所研究的对象－系统的热冷程度确定一个严格概念，需要定义温度。 温度概念的建立以及温度的测定都是以热平衡现象为基础。一个不受外界影响的系统，最终会达到热平衡，宏观上不再变化，可以用一个状态参量来描述它。当把两个系统已达平衡的系统接触，并使它们用可以导热的壁接触，则这两个系统之间在达到热平衡时，两个系统的这一状态参量也应该相等。这个状态参量就称为温度。 那么如何确定一个系统的温度呢？热力学第零定律指出：如果两个系统分别和处于平衡的第三个系统达成热平衡，则这两个系统也彼此也处于热平衡。热力学第零定律是是确定系统温度和测定系统温度的基础，虽然它发现迟于热力学第一、二定律，但由于逻辑的关系，应排在它们的前边，所以称为热力学第零定律。 温度的科学定义是由热力学第零定律导出的，当两个系统接触时，描写系统的性质的状态函数将自动调节变化，直到两个系统都达到平衡，这就意味着两个系统有一个共同的物理性质，这个性质就是“温度”。 热力学第零定律的实质是指出了温度这个状态函数的存在，它非但给出了温度的概念，而且还为系统的温度的测定提供了依据。 §2. 3热力学的一些基本概念 系统与环境 系统：物理化学中把所研究的对象称为系统 环境：和系统有关的以外的部分称为环境。 根据系统与环境的关系，可以将系统分为三类： （1）孤立系统：系统和环境之间无物质和能量交换者。 （2）封闭系统：系统和环境之间无物质交换，但有能量交换者。 （3）敞开系统：系统和环境之间既有物质交换，又有能量交换 系统的性质 系统的状态可以用它的可观测的宏观性质来描述。这些性质称为系统的性质，系统的性质可以分为两类：（1）广度性质（或容量性质）其数值与系统的量成正比，具有加和性，整个体系的广度性质是系统中各部分这种性质的总和。如体积，质量，热力学能等。 （2）强度性质其数值决定于体系自身的特性，不具有加和性。如温度，压力，密度等。 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，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 －T ΔS ，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 时汞的表面力为0.4865 N ·m －1。 解： 3143r π＝N ×3243r π N ＝3132 r r ΔG ＝2 1 A A dA γ? ＝γ(A 2－A 1)＝4πγ·( N 22 r －21 r )＝4πγ·(3 12 r r －21r ) 物理化学课程教案 第一章热力学第一定律及其应用 §2. 1热力学概论 热力学的基本内容 热力学是研究热功转换过程所遵循的规律的科学。它包含系统变化所引起的物理量的变化或当物理量变化时系统的变化。 热力学研究问题的基础是四个经验定律（热力学第一定律，第二定律和第三定律，还有热力学第零定律），其中热力学第三定律是实验事实的推论。这些定律是人们经过大量的实验归纳和总结出来的，具有不可争辩的事实根据，在一定程度上是绝对可靠的。 热力学的研究在解决化学研究中所遇到的实际问题时是非常重要的，在生产和科研中发挥着重要的作用。如一个系统的变化的方向和变化所能达的限度等。 热力学研究方法和局限性 研究方法： 热力学的研究方法是一种演绎推理的方法，它通过对研究的系统（所研究的对象）在转化过程中热和功的关系的分析，用热力学定律来判断该转变是否进行以及进行的程度。 特点： 首先，热力学研究的结论是绝对可靠的，它所进行推理的依据是实验总结的热力学定律，没有任何假想的成分。另外，热力学在研究问题的时，只是从系统变化过程的热功关系入手，以热力学定律作为标准， 从而对系统变化过程的方向和限度做出判断。不考虑系统在转化过程中，物质微粒是什么和到底发生了什么变化。 局限性： 不能回答系统的转化和物质微粒的特性之间的关系，即不能对系统变化的具体过程和细节做出判断。只能预示过程进行的可能性，但不能解决过程的现实性，即不能预言过程的时间性问题。 §2. 2热平衡和热力学第零定律－温度的概念 为了给热力学所研究的对象－系统的热冷程度确定一个严格概念，需要定义温度。 温度概念的建立以及温度的测定都是以热平衡现象为基础。一个不受外界影响的系统，最终会达到热平衡，宏观上不再变化，可以用一个状态参量来描述它。当把两个系统已达平衡的系统接触，并使它们用可以导热的壁接触，则这两个系统之间在达到热平衡时，两个系统的这一状态参量也应该相等。这个状态参量就称为温度。 那么如何确定一个系统的温度呢？热力学第零定律指出：如果两个系统分别和处于平衡的第三个系统达成热平衡，则这两个系统也彼此也处于热平衡。热力学第零定律是是确定系统温度和测定系统温度的基础，虽然它发现迟于热力学第一、二定律，但由于逻辑的关系，应排在它们的前边，所以称为热力学第零定律。 温度的科学定义是由热力学第零定律导出的，当两个系统接触时，描写系统的性质的状态函数将自动调节变化，直到两个系统都达到平衡，这就意味着两个系统有一个共同的物理性质，这个性质就是“温度”。 热力学第零定律的实质是指出了温度这个状态函数的存在，它非但给出了温度的概念，而且还为系统的温度的测定提供了依据。 §2. 3热力学的一些基本概念 系统与环境 系统：物理化学中把所研究的对象称为系统 环境：和系统有关的以外的部分称为环境。 根据系统与环境的关系，可以将系统分为三类： （1）孤立系统：系统和环境之间无物质和能量交换者。 （2）封闭系统：系统和环境之间无物质交换，但有能量交换者。 第三章热力学第二定律 3.1 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作。求 （1）热机效率； （2）当向环境作功时，系统从高温热源吸收的热及向低温热源放出的热 。 解：卡诺热机的效率为 根据定义 3．2 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作，求： （1）热机效率； （2）当从高温热源吸热时，系统对环境作的功及向低温热源放出的热解：(1) 由卡诺循环的热机效率得出 （2） 3．3 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作，求 （1）热机效率； （2）当向低温热源放热时，系统从高温热源吸热及对环境所作的功。 解：（1） (2) 3．4 试说明：在高温热源和低温热源间工作的不可逆热机与卡诺机联合操作时，若令卡诺 热机得到的功r W 等于不可逆热机作出的功－W 。假设不可逆热机的热机效率大于卡诺热机效率，其结果必然是有热量从低温热源流向高温热源，而违反势热力学第二定律的克劳修 斯说法。 证： （反证法） 设 r ir ηη> 不可逆热机从高温热源吸热，向低温热源 放热 ，对环境作功 则 逆向卡诺热机从环境得功 从低温热源 吸热 向高温热源 放热 则 若使逆向卡诺热机向高温热源放出的热 不可逆热机从高温热源吸收的热 相等，即 总的结果是：得自单一低温热源的热 ，变成了环境作功 ，违背了热 力学第二定律的开尔文说法，同样也就违背了克劳修斯说法。 3．5 高温热源温度，低温热源温度，今有120KJ的热直接从高温热源传给 低温热源，求此过程。 解：将热源看作无限大，因此，传热过程对热源来说是可逆过程 3.6 不同的热机中作于的高温热源及的低温热源之间。求下列三种 情况下，当热机从高温热源吸热时，两热源的总熵变。 （1）可逆热机效率。 （2）不可逆热机效率。 （3）不可逆热机效率。 解：设热机向低温热源放热，根据热机效率的定义 因此，上面三种过程的总熵变分别为。 3.7 已知水的比定压热容。今有1 kg，10℃的水经下列三种不同过程加 热成100 ℃的水，求过程的。 （1）系统与100℃的热源接触。 （2）系统先与55℃的热源接触至热平衡，再与100℃的热源接触。 （3）系统先与40℃，70℃的热源接触至热平衡，再与100℃的热源接触。 解：熵为状态函数，在三种情况下系统的熵变相同 在过程中系统所得到的热为热源所放出的热，因此物理化学课后答案
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