第一章气体的PVT性质
选择题
1. 理想气体模型的基本特征是
(A) 分子不断地作无规则运动、它们均匀分布在整个容器中
(B) 各种分子间的作用相等,各种分子的体积大小相等
(C) 所有分子都可看作一个质点, 并且它们具有相等的能量
(D) 分子间无作用力, 分子本身无体积
答案：D
2. 关于物质临界状态的下列描述中, 不正确的是
(A) 在临界状态, 液体和蒸气的密度相同, 液体与气体无区别
(B) 每种气体物质都有一组特定的临界参数
C）在以ｐ、Ｖ为坐标的等温线上, 临界点对应的压力就是临界压力
(D) 临界温度越低的物质, 其气体越易液化
答案：D
3. 对于实际气体, 下面的陈述中正确的是
(A) 不是任何实际气体都能在一定条件下液化
(B) 处于相同对比状态的各种气体,不一定有相同的压缩因子
(C) 对于实际气体, 范德华方程应用最广, 并不是因为它比其它状态方程更精确
(D) 临界温度越高的实际气体越不易液化
答案：C
4. 理想气体状态方程pV=nRT表明了气体的p、V、T、n、这几个参数之间的定量关系，与气体种类无关。该方程实际上包括了三个气体定律，这三个气体定律是
(A) 波义尔定律、盖－吕萨克定律和分压定律
(B) 波义尔定律、阿伏加德罗定律和分体积定律
(C) 阿伏加德罗定律、盖－吕萨克定律和波义尔定律
(D) 分压定律、分体积定律和波义尔定律
答案：C
问答题
1. 什么在真实气体的恒温PV－P曲线中当温度足够低时会出现PV值先随P的增加而降低，然后随P的增加而上升，即图中T1线，当温度足够高时，PV值总随P的增加而增加，即图中T2线？
答：理想气体分子本身无体积，分子间无作用力。恒温时pV=RT，所以pV-p线为一直线。真实气体由于分子有体积且分子间有相互作用力，此两因素在不同条件下的影响大小不同时，其pV-p曲线就会出现极小值。真实气体分子间存在的吸引力使分子更靠近，因此在一定压力下比理想气体的体积要小，使得pV＜RT。另外随着压力的增加真实气体中分子体积所点气体总体积的比例越来越大，不可压缩性越来越显著，使气体的体积比理想气体的体积要大，结果pV＞RT。
当温度足够低时，因同样压力下，气体体积较小，分子间距较近，分子间相互吸引力的影响较显著，而当压力较低时分子的不可压缩性起得作用较小。所以真实气体都会出现pV 值先随p的增加而降低，当压力增至较高时，不可压缩性所起的作用显著增长，故pV值随压力增高而增大，最终使pV＞RT。如图中曲线T1所示。
当温度足够高时，由于分子动能增加，同样压力下体积较大，分子间距也较大，分子间的引力大大减弱。而不可压缩性相对说来起主要作用。所以pV值总是大于RT。如图中曲线T2所示。
2．为什么温度升高时气体的粘度升高而液体的粘度下降？
答：根据分子运动理论，气体的定向运动可以看成是一层层的，分子本身无规则的热运动，会使分子在两层之间相互碰撞交换能量。温度升高时，分子热运动加剧，碰撞更频繁，气体粘度也就增加。但温度升高时，液体的粘度迅速下降，这是由于液体产生粘度的原因和气体完全不同，液体粘度的产生是由于分子间的作用力。温度升高，分子间的作用力减速弱，所以粘度下降。
3．压力对气体的粘度有影响吗？
答：压力增大时，分子间距减小，单位体积中分子数增加，但分子的平均自由程减小，两者抵消，因此压力增高，粘度不变。
4．两瓶不同种类的气体，其分子平均平动能相同，但气体的密度不同。问它们的温度是否相同？压力是否相同？为什么？
答：温度相同。因为气体的温度只取决于分子平移的动能，两种不同的气体若平移的动能相同则温度必然相同。但两种气体的压力是不同的，因为气体的压力与气体的密度是成正比的。两种气体的密度不同，当然它们的压力就不同。
第二章热力学第一定律
选择题
1．热力学第一定律ΔU=Q+W 只适用于
(A) 单纯状态变化 (B) 相变化
(C) 化学变化 (D) 封闭物系的任何变化
答案：D
2．关于热和功, 下面的说法中, 不正确的是
(A) 功和热只出现于系统状态变化的过程中, 只存在于系统和环境间的界面上
(B) 只有在封闭系统发生的过程中, 功和热才有明确的意义
(C) 功和热不是能量, 而是能量传递的两种形式, 可称之为被交换的能量
(D) 在封闭系统中发生的过程中, 如果内能不变, 则功和热对系统的影响必互相抵消
答案：B
3．关于焓的性质, 下列说法中正确的是
(A) 焓是系统内含的热能, 所以常称它为热焓
(B) 焓是能量, 它遵守热力学第一定律
(C) 系统的焓值等于内能加体积功
(D) 焓的增量只与系统的始末态有关
答案：D。因焓是状态函数。
4．涉及焓的下列说法中正确的是
(A) 单质的焓值均等于零
(B) 在等温过程中焓变为零
(C) 在绝热可逆过程中焓变为零
(D) 化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化
答案：D。因为焓变ΔH=ΔU+Δ(pV)，可以看出若Δ(pV)＜0则ΔH＜ΔU。
5．下列哪个封闭体系的内能和焓仅是温度的函数
(A) 理想溶液 (B) 稀溶液 (C) 所有气体 (D) 理想气体
答案：D
6．与物质的生成热有关的下列表述中不正确的是
(A) 标准状态下单质的生成热都规定为零
(B) 化合物的生成热一定不为零
(C) 很多物质的生成热都不能用实验直接测量
(D) 通常所使用的物质的标准生成热数据实际上都是相对值
答案：A。按规定，标准态下最稳定单质的生成热为零。
7．dU=CvdT及dUm=Cv,mdT适用的条件完整地说应当是
(A) 等容过程
(B)无化学反应和相变的等容过程
(C) 组成不变的均相系统的等容过程
(D) 无化学反应和相变且不做非体积功的任何等容过程及无反应和相变而且系统内能只与温度有关的非等容过程
答案：D
8．下列过程中, 系统内能变化不为零的是
(A) 不可逆循环过程 (B) 可逆循环过程
(C) 两种理想气体的混合过程 (D) 纯液体的真空蒸发过程
答案：D 。因液体分子与气体分子之间的相互作用力是不同的故内能不同。另外，向真空蒸发是不做功的，W ＝0，故由热力学第一定律ΔU ＝Q ＋W 得ΔU ＝Q ，蒸发过程需吸热Q ＞0，故ΔU ＞0。
9．第一类永动机不能制造成功的原因是
(A) 能量不能创造也不能消灭
(B) 实际过程中功的损失无法避免
(C) 能量传递的形式只有热和功
(D) 热不能全部转换成功
答案：A
10. 盖斯定律包含了两个重要问题, 即
(A) 热力学第一定律和热力学第三定律
(B) 热力学第一定律及热的基本性质
(C) 热力学第三定律及热的基本性质
(D) 热力学第一定律及状态函数的基本特征
答案：D
11．当某化学反应ΔrCp,m ＜0,则该过程的()r m H T ?$随温度升高而
(A) 下降 (B) 升高 (C) 不变 (D) 无规律
答案：A 。根据Kirchhoff 公式,()/r m r p m d H T dT C ?=?$
可以看出。
12．在下面涉及盖斯定律的表述中, 不正确的是
(A) 对在等温等压且不做非体积功的条件下, 发生的各个化学反应过程和相变过程, 可使用盖斯定律
(B) 对在等温等容且不做功的条件下, 发生的各个化学反应过程, 可使用盖斯定律
(C) 同一物质在盖斯定律涉及的几个反应中都出现时, 只要无溶解等现象, 相态不同也可加减
(D) 利用盖斯定律求某个反应的热效应时可引入一些别的反应,设想一些中间步骤, 无论实际反应是否按这些中间步骤进行都可以
答案：C
13．下面的说法符合热力学第一定律的是
(A) 在一完全绝热且边界为刚性的密闭容器中发生化学反应时,其内能一定变化
(B) 在无功过程中, 内能变化等于过程热, 这表明内能增量不一定与热力学过程无关
(C) 封闭系统在指定的两个平衡态之间经历绝热变化时, 系统所做的功与途径无关
(D) 气体在绝热膨胀或绝热压缩过程中, 其内能的变化值与过程完成的方式无关
答案：C 。因绝热时ΔU ＝Q ＋W ＝W 。（A ）中无热交换、无体积功故ΔU ＝Q ＋W ＝0。（B ）在无功过程中ΔU ＝Q ，说明始末态相同热有定值，并不说明内能的变化与过程有关。（D ）中若气体绝热可逆膨胀与绝热不可逆膨胀所做的功显然是不同的，故ΔU 亦是不同的。这与内能为状态函数的性质并不矛盾，因从同一始态出发，经绝热可逆膨胀与绝热不可逆膨胀不可能到达同一终态。
14．关于热平衡, 下列说法中正确的是
(A) 系统处于热平衡时, 系统的温度一定等于环境的温度
(B) 并不是所有热力学平衡系统都必须满足热平衡的条件
(C) 若系统A 与B 成热平衡, B 与C 成热平衡, 则A 与C 直接接触时也一定成热平衡
(D) 在等温过程中系统始终处于热平衡
答案：C 。（A ）中系统处于热平衡时，若为绝热系统则系统的温度与环境无关，故不一定等于环境温度。（D ）等温过程中，系统不一定处于热平衡中。例如，A 的温度大于B ，A 向B 传热，而B 向外散热。若传入B 的热与从B 散去的热相等，则B 的温度不变，为一等温过程，但A 与B 之间却并没有达到热平衡。
15．对于功, 下面的说法中不正确的是
(A) 在系统对环境做功或环境对系统做功时, 环境中一定会留下某种痕迹
(B) 功的量值与系统的始末态有关
(C) 无论做什么功都伴随着系统中某种物质微粒的定向运动
(D) 广义功=广义力3广义位移。系统做功时，“广义力”是指环境施予系统的力；环境做功时，“广义力”是指系统施予环境的力
答案：D 。因为无论系统对环境做功或环境对系统做功广义力均指环境施予系统的力。热力学中做功的多少是用环境做功能力的变化来衡量的。例如，系统膨胀则系统反抗环境压力做功，环境的做功能力增加；若系统压缩，则环境的做功能力减少。因此，无论膨胀或压缩均使用环境的压力计算体积功，即使用相同的公式：()W p dv =-?
外。
16．关于节流膨胀, 下列说法正确的是
(A) 节流膨胀是绝热可逆过程 (B) 节流膨胀中系统的内能变化
(C) 节流膨胀中系统的焓值改变
(D) 节流过程中多孔塞两边的压力不断变化
答案：B
17．在一个循环过程中，物系经历了i 步变化，则
(A) ∑Qi=0 (B) ∑Qi －∑Wi=0
(C) ∑Wi=0 (D) ∑Qi ＋∑Wi=0
答案：D 。因为ΔU ＝∑Qi ＋∑Wi ，循环过程ΔU ＝0。
18．与物质的燃烧热有关的下列表述中不正确的是
(A) 可燃性物质的燃烧热都不为零
(B) 物质的燃烧热都可测定，所以物质的标准摩尔燃烧焓不是相对值
(C) 同一可燃性物质处于不同状态时,其燃烧热不同
(D) 同一可燃性物质处于不同温度下,其燃烧热之值不同
答案：B 。
19．关于基尔霍夫定律适用的条件,确切地说是
(A) 等容条件下的化学反应过程
(B) 等压条件下的化学反应过程
(C) 等压或等容且不做非体积功的化学反应过程
(D) 纯物质在不同温度下的可逆相变过程和等压反应过程
答案：C
20．关于热力学可逆过程,下面的说法中不正确的是
(A) 可逆过程不一定是循环过程
(B) 在等温可逆过程中,系统做功时,系统损失的能量最小
(C) 在等温可逆过程中,环境做功时,系统得到的功最小
(D) 可逆过程中的任何一个中间态都可从正逆两个方向到达
答案：B 。因可逆过程系统做最大功，故系统损失的能量最大。
21．理想气体自由膨胀与范德华气体绝热自由膨胀的区别在于范德华气体经绝热自由膨胀后
(A) ΔH ≠0 (B) W=0 (C) ΔU ≠0 (D) Q=0
答案：A 。上述两过程因绝热和不做功故W 与Q 均为零。于是ΔU 亦均为零。理想气体自由膨胀的焓未变，但范德华气体绝热自由膨胀的焓却不等于零。因为真实气体的焓不仅是温度的函数也是压力或体积的函数。
(22) 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
答案：B 。电阻丝得到电功，故W ＞0；电功全部转化为热并部分传给水，故Q ＜0；电阻丝仍有部分热没有传给水，故?U ＞0。
（23）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 ＝W ≠0
答案：A 。因系统为恒容绝热，Q ＝W ＝0，故?U ＝0。
（24）对于理想气体，下列关系中哪个是不正确的： (A) 0 (B) 0(C) 0 (D) 0p T
T T U U T V H U p p ??????== ? ?????????????== ? ???????
答案：A 。理想气体的内能只是温度的函数。
（25）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。
答案：D 。
(26）在实际气体的节流膨胀过程中，哪一组描述是正确的:
（A ）Q >0, ?H ＝0, ?p < 0 （B ）Q ＝0, ?H <0, ?p >0
（C ）Q ＝0, ?H ＝0, ?p <0 （D ）Q <0, ?H ＝0, ?p <0
答案：C 。节流膨胀过程恒焓绝热且压力降低。
(27）如图，叙述不正确的是：
（A）曲线上任一点均表示对应浓度时积分溶解热大小
（B）?H1表示无限稀释积分溶解热
（C）?H2表示两浓度n1和n2之间的积分稀释热
（D）曲线上任一点的斜率均表示对应浓度时HCl的微分溶解热
答案：D
(28）?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10132.5Pa膨胀到10132.5Pa
（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，10132.5Pa )
答案：B。?H＝Q p成立的条件是恒压、W’＝0。
(29) 一定量的理想气体，从同一初态分别经历等温可逆膨胀、绝热可逆膨胀到具有相同压力的终态，终态体积分别为V1、V2。
（A）V1 < V2（B）V1 = V2
（C）V1 > V2（D）无法确定
答案：C（因绝热过程无法从环境吸热，则同样温度下压力较低，体积较小。）
(30) 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
答案：C。因恒压、不做其它功，?H＝Qp，又因绝热故?H＝0。
(31) 对于独立粒子体系，d U＝∑n i dε i＋∑ε i d n i，式中的第一项物理意义是:
（A）热（B）功（C）能级变化（D）无确定意义
答案：C
(32) 下述说法中哪一个正确：
（A）热是体系中微观粒子平均平动能的量度
（B）温度是体系所储存能量的量度
（C）温度是体系中微观粒子平均能量的量度
（D）温度是体系中微观粒子平均平动能的量度
答案：D
(33) 下图为某气体的p－V图。图中A→B为恒温可逆变化，A→C为绝热可逆变化，A→D 为多方不可逆变化。B, C, D态的体积相等。问下述关系中哪一个错误？
（A） T B > T C（B）T C > T D （C）T B > T D （D）T D > T C
答案：B
(34) 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
答案：C。例如，理想气体自由膨胀为恒温过程，W＝0，Q＝0。
(35) 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
答案：A
(36) 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
答案：C。例如，理想气体恒温下体积发生变化其内能不变。
(37) 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) ?sub H >?fus H
(C) ?sub H = ?vap H +?fus H (D) ?vap H > ?sub H
答案：D
(38) 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
答案：A
(39) 压力为106Pa 的2m3范德华气体进行绝热自由膨胀，直至体系压力达到53105Pa 时为止。此变化中，该气体做功为多少：
(A)23106J (B) 106J (C) 105J (D) 0J
答案：D。
(40) 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
答案：C
(41) 某体系在非等压过程中加热，吸热Q，使温度从T1升到T2，则此过程的焓增量?H :
(A)?H = Q (B)?H = 0(C)?H = ?U +?(pV) (D)?H 等于别的值。
答案：C
(42) 非理想气体进行绝热自由膨胀时，下述答案中哪一个错误：
(A)Q = 0 (B)W = 0 (C)?U = 0 (D)?H = 0
答案：D
(43) 始态(p1,V1,T1)完全相同的一个理想气体体系和另一个范德华气体体系，分别进行绝热恒外压(p0)膨胀。当膨胀相同体积之后，
(A)范德华气体的内能减少量比理想气体的多
(B)范德华气体的终态温度比理想气体的低
(C)范德华气体所做的功比理想气体的少
(D)范德华气体的焓变与理想气体的焓变相等
上述哪一种说法正确。
答案：B 。因终态体积相同且恒外压，故所作的功相同。又因绝热Q ＝0，故内能与焓的变化亦相同。而范德华气体经膨胀后温度要降低。
(44) 下述哪一种说法正确：
（A ）理想气体的焦耳－汤姆逊系数μ不一定为零
（B ）非理想气体的焦耳－汤姆逊系数μ一定不为零
（C ）理想气体不能用作电冰箱的工作介质
（D ）使非理想气体的焦耳－汤姆逊系数μ为零的p, T 值只有一组
答案：C 。因理想气体的焦耳－汤姆逊系数等于零，膨胀后不能致冷，故不能用作冰箱的工作介质。
(45) 欲测定有机物的燃烧热Q p ,一般使反应在氧弹中进行，实测得热效为Q V 。公式Q p = Q V + ΔnRT 中的T 为：
(A)氧弹中的最高燃烧温度 (B)氧弹所浸泡的水的温度
(C)外水套的水温度 (D) 298.2K
答案：C
(46) 欲测定有机物的燃烧热Q p ,一般使反应在氧弹中进行，实测得热效为Q V 。由公式得：Q p = Q V + ΔnRT = Q V + p ΔV ,式中p 应为何值？
(A)氧弹中氧气压力 (B)钢瓶中氧气压力
(C) p ? (D) 实验室大气压力
答案：D
(47) 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
答案：C
(48) 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
答案：D
问答题 1.dp p V dT T V dV T
p ???? ????+??? ????=的物理意义是什么？ 答：体积V 是温度T 和压力p 的函数，V ＝f(T,P)，当T ，p 同时发生微小变化时，所引起V 的变化是此两独立变化之和。
2．p
T V p T V V U T U T U ??? ??????? ????+??? ????=??? ????的物理意义是什么？ 答：上式表明，在恒压下改变温度而引起内能变化是由两方面引起的，也就是上式右端的两项。一方面，是由于恒容下改变温度而引起内能的变化。此变化是由于温度改变分子运动的动能改变，从而引起内能的变化；另一方面，恒压下，温度改变会引起体积变化，使分子间距发生变化，引起势能变化，内能亦随之变化。
3．对理想气体来说ΔU T ＝0，是否说明若水蒸气为理想气体则在25℃下将水蒸发成水蒸气时ΔU T ＝0？
答：温度不变内能则不变的说法只是对理想气体才适用。水蒸发变为水蒸气不符合此条件，故不成立。实际上水蒸发过程需吸收热量q=ΔU －W ，可见所吸之热一部分对外做功，一部分使内能增加。
4．说明下列有关功的计算公式的使用条件。
（1）W ＝－p(外)ΔV
（2）W ＝－nRTlnV2/V1
（3）W ≈－pV=－nRT
（4）W ＝Cv ΔT
（5）)1/()(12γ---=T T nR W γ＝Cp/Cv
答：由体积功计算的一般公式?-=dV p W )(外可知：
（1）外压恒定过程。则W ＝－p(外)ΔV 。
（2）理想气体恒温可逆过程。此时p(外)＝p(内)，pV=nRT ，1
2ln V V RT dV V nRT W -=-=?。 （3）液体在恒温恒压p （外）＝p （内）下蒸发成气体，此蒸气为理想气体，且液体体积与气体体积相比较可以略去。nRT V p V V p W ＝－（内）－）－（外氯液氯≈
-=)(。
（4）理想气体绝热过程。ΔU ＝W ＝Cv ΔT
（5）理想气体绝热可逆过程。k V p V p ==γγ2211，代入功的积分式可得)1/()(12γ---=T T nR W 。
5．从同一始态膨胀至体积相同的终态时，为什么理想气体的恒温膨胀功总大于绝热可逆膨胀功？
答：两过程中压力下降程度不同，理想气体恒温可逆膨胀过程中从环境吸热因此压力下降较小，而理想气体绝热可逆膨胀过程中无法从环境吸热故压力下降较大，因此理想气体恒温可逆膨胀过程所做的功总是大于绝热可逆膨胀过程所做的功。
6．为什么膨胀功和压缩功均使用相同的公式?-=dV p W （外）？
答：热力学中功是以环境为基础，即以环境所留下的变化来衡量的。膨胀时，系统抵抗外压对环境做功，环境得到功，相当于将一重物升高。因此?
-=dV p W （外）。当外压
大于系统压力时，系统被压缩，环境对系统做功，相当于重物高度下降，环境损失掉做功的能力，本身做功的能力就减小。因此压缩过程中，起作用的压力不是内压而是外压，外压决定了系统做功的大小，故其体积功的表达式仍为?-=dV p W （外）。
7．理想气体恒温条件下反抗恒外压膨胀，则
ΔH ＝ΔU ＋Δ（pV ），ΔU ＝0，Δ（pV ）＝0，故ΔH ＝0
ΔH ＝ΔU ＋p ΔV ，ΔU ＝0，p ΔV ≠0，故ΔH ≠0
上面两个考虑问题的方法哪个是正确的？
答：方法（1）是正确的。理想气体内能只是温度的函数，因恒温故ΔU ＝0，理想气体恒温下pV=nRT 为常数，故Δ(pV)＝0。方法（2）的错误在于H ＝U ＋pV 中的p 是指系统的压力。在反抗恒外压膨胀过程中，系统的压力既不是常数亦不等于外压，因此不能认为Δ(pV)＝p ΔV 。
8．系统经一个循环后，ΔH 、ΔU 、Q 、W 是否皆等于零？
答：否。其中H 和U 为状态函数，系统恢复至原态后其值复原，即ΔH ＝0、ΔU ＝0。而热与功是与途径有关的函数，一般不会正好抵消而复原，除非在特定条件下，例如可逆绝热膨胀后又可逆绝热压缩回至原态，或可逆恒温膨胀后又可逆恒温压缩回至原态等。
9．理想气体从p1绝热膨胀至p2时，W ＝ΔU ，绝热膨胀时若外压为零则W ＝0，ΔU ＝0；若外压不为零则ΔU ≠0。以上两ΔU 不相等与U 为状态函数的性质是否矛盾？
答：不矛盾。在本例中，从同一始态出发进行绝热膨胀，若外压不同则终态是不可能相同的。因此ΔU 亦不会相同。若外压不等于零时，系统的内能要消耗一部分用以转化为功，同时系统的温度要下降；当外压等于零时，系统不对外做功，不消耗内能故ΔU ＝0，同时系统的温度也不变。
10．理想气体绝热膨胀时并不恒容，为什么仍可使用公式δW ＝CvdT? 答：dV V U dT T U dU T V ??? ????+??? ????=。对理想气体0=??? ????T V U ，故V T U dT dU ??? ????=或 dT C dU V =。 因此在本例中dT C W dU V ==δ完全适用。
11．物系的Cv 是否有可能大于Cp ？
答：有可能。根据Cp 与Cv 的关系式：P
T V p T V p V U C C ??? ??????????+??? ????=-一般情况下，0＞P
T V ??? ????故Cp 总大于Cv 。但有些系统如液体水在0℃至3.98℃其密度随温度的增加反而增大，即0＜P
T V ??? ????。此时Cv 大于Cp 。 12. 25℃101.325Kpa 下Cu-Zn 电池放电做功时放热4561J 。问些反应的ΔH 是否就是4561J?
答：否。Qp ＝ΔH 的条件是恒压、只做体积功。此电池放电时做出电功，不符合上述条件，故ΔH ≠Qp 。
13．25℃100KPa 下液态氮的标准摩尔生成热(298)f m H K ?$
为零吗？
答：否。因为按规定只有25℃100Kpa 下最稳定的单质的标准摩尔生成热才为零。液态
氮虽为单质，但在25℃100Kpa 下不能稳定存在，故其(298)f m H K ?$不等于零。只有气态
氮的(298)f m H K ?$才为零。
14．下面的说法是否正确，并说明理由？
系统的焓等于等压热。
系统的焓改变值ΔH 等于等压热。
系统的焓等于系统的热量。
答：
(1）不正确。系统的焓H ＝U ＋pV 。焓具有能量的单位，但其绝对值是不知道的，焓并没有明确的物理意义。因此系统的焓不等于等压热。
(2) 不正确。ΔH ＝Qp 的条件是等压且不做其它功。符合上述条件时ΔH 才等于等压热。
(3) 不正确。焓为状态函数，状态一定焓有确定值。而热是与过程有关的函数。只有ΔH （而不是H ）在等压和不做其它功的条件下才等于过程的热。
15．对于一定量的理想气体，温度一定时，内能与焓是否一定？是否对所有气体来说温度一定，内能与焓都一定呢？
答：对理想气体来说，其内能与焓只是温度的函数。故温度一定内能与焓就一定。其它气体内能与焓不仅是温度的函数而且是压力或体积的函数，故温度一定还要指定压力或体积内能与焓才有确定值。
16．1mol 理想气体从0℃恒容加热至100℃和从0℃恒压加热至100℃,ΔU 是否相同？Q 是否相同？W 是否相同？
答：理想气体内能只是温度的函数，故ΔU 是相同的。因热和功是与过程有关的，故Q 和W 是不相同的。恒容加热不对外做功，而恒压加热系统对外做体积功。
17．一个绝热气缸有一理想绝热活塞（无磨擦、无重量），其中含有理想气体，内壁绕有电阻丝，当通电时气体就慢慢膨胀。因为是一等压过程，Qp ＝ΔH ，又因为是绝热系统，Qp ＝0，所以ΔH ＝0。这结论对吗？
答：不对。此过程因环境对系统做了电功，故Qp ≠ΔH 。
18. 下列两个过程是否都是循环过程？
(1)由H 2与O 2合成水，然后再电解成H 2与O 2；
(2)金属铜在试管中氧化成氧化铜，然后再通入氢气，使氧化铜还原为铜(以铜为体系与以铜和氧为体系有何不同)。
答：（1）为循环过程。（2）若以铜为系统，是循环过程；若以铜和氧为系统，则不是循环系统。因为若用氢气还原，氧生成水而未能还原成氧。
第三章 热力学第二定律
选择题
1. ΔG=0 的过程应满足的条件是
(A) 等温等压且非体积功为零的可逆过程
(B) 等温等压且非体积功为零的过程
(C) 等温等容且非体积功为零的过程
(D) 可逆绝热过程
答案：A
2. 在一定温度下，发生变化的孤立体系，其总熵
（A ）不变 (B) 可能增大或减小 (C) 总是减小 (D)总是增大
答案：D 。因孤立系发生的变化必为自发过程，根据熵增原理其熵必增加。
3. 对任一过程，与反应途径无关的是
(A) 体系的内能变化 (B) 体系对外作的功
(C) 体系得到的功 (D) 体系吸收的热
答案：A 。只有内能为状态函数与途径无关，仅取决于始态和终态。
4. 下列各式哪个表示了偏摩尔量： (A),,j i T p n U n ??? ???? (B) ,,j
i T V n H n ??? ???? (C) ,,j i T V n A n ???
???? (D) ,,j i i T p n n μ??? ???? 答案：A 。首先根据偏摩尔量的定义，偏导数的下标应为恒温、恒压、恒组成。只有A 和D 符合此条件。但D 中的i μ不是容量函数，故只有A 是偏摩尔量。
5．氮气进行绝热可逆膨胀
ΔＵ＝０ (B) ΔＳ＝０ (C) ΔA ＝０ (D) ΔＧ＝０
答案：B 。绝热系统的可逆过程熵变为零。
6．关于吉布斯函数G, 下面的说法中不正确的是
(A) ΔG ≤W'在做非体积功的各种热力学过程中都成立
(B) 在等温等压且不做非体积功的条件下, 对于各种可能的变动, 系统在平衡态的吉氏函数最小
(C) 在等温等压且不做非体积功时, 吉氏函数增加的过程不可能发生
(D) 在等温等压下, 一个系统的吉氏函数减少值大于非体积功的过程不可能发生 答案：A 。因只有在恒温恒压过程中ΔG ≤W'才成立。
7．关于热力学第二定律下列哪种说法是错误的
(A) 热不能自动从低温流向高温
(B) 不可能从单一热源吸热做功而无其它变化
(C) 第二类永动机是造不成的
(D) 热不可能全部转化为功
答案：D 。正确的说法应该是，热不可能全部转化为功而不引起其它变化
8．关于克劳修斯-克拉佩龙方程下列说法错误的是
(A) 该方程仅适用于液-气平衡
(B) 该方程既适用于液-气平衡又适用于固-气平衡
(C) 该方程假定气体的体积远大于液体或固体的体积
(D) 该方程假定与固相或液相平衡的气体为理想气体
答案：A
9．关于熵的说法正确的是
(A) 每单位温度的改变所交换的热为熵
(B) 可逆过程熵变为零
(C) 不可逆过程熵将增加
(D) 熵与系统的微观状态数有关
答案：D 。（A ）熵变的定义/r dS Q T δ=?
其中的热应为可逆热；（B ）与（C ）均在绝热系统中才成立。
10．在绝热条件下，迅速推动活塞压缩气筒内空气，此过程的熵变
(A) 大于零 (B) 小于零 (C) 等于零 (D) 无法确定
答案：A 。绝热不可逆过程熵要增加。
11．氢气进行不可逆循环
ΔＵ＞０ (B) ΔＳ＝０ (C) ΔＳ＞０ (D) ΔＳ＜０
答案：B 。循环过程状态函数不变。
12．氢气和氧气在绝热钢瓶中生成水
（A ）ΔＳ＝０ (B) ΔＧ＝０ (C) ΔH ＝０ (D) ΔＵ＝０
答案：D 。绝热钢瓶中进行的反应无热交换、无体积功，即Q ＝W ＝0，故ΔU ＝0。此过程为绝热不可逆过程故ΔS ＞0。此过程恒容ΔH ＝ΔU ＋Δ（pV ）＝V Δp ，因Δp 不等于零故ΔH 亦不为零。恒温、恒压不做其它的可逆过程ΔG ＝0，上述过程并非此过程。
13. 下述过程，体系的ΔＧ何者为零？
(A) 理想气体的等温膨胀
(B) 孤立体系的任意过程
(C) 在100℃,101325Pa 下1mol 水蒸发成水汽
(D) 绝热可逆过程
答案：C 。可逆相变ΔＧ为零。
14. 关于熵的性质, 下面的说法中不正确的是
(A) 环境的熵变与过程有关
(B) 某些自发过程中可以为系统创造出熵
(C) 熵变等于过程的热温商
(D) 系统的熵等于系统内各部分熵之和
答案：C 。正确的说法应为熵变等于过程的可逆热温商。
15. 关于亥姆霍兹函数A, 下面的说法中不正确的是
(A) A 的值与物质的量成正比
(B) 虽然A 具有能量的量纲, 但它不是能量
(C) A 是守恒的参量
(D) A 的绝对值不能确定
答案：C
16. 关于热力学基本方程dU=TdS-pdV, 下面的说法中准确的是
(A) TdS 是过程热 (B)pdV 是体积功
(C) TdS 是可逆热
(D)在可逆过程中, pdV 等于体积功, TdS 即为过程热
答案：D
17. 理想气体在自由膨胀过程中, 其值都不为零的一组热力学函数变化是
(A) ΔU 、ΔH 、ΔS 、ΔV (B)ΔS 、ΔA 、ΔV 、ΔG
(C) ΔT 、ΔG 、ΔS 、ΔV (D)ΔU 、ΔA 、ΔH 、ΔV
答案：B 。理想气体自由膨胀过程中不做功亦不放热，故ΔU ＝0，ΔT ＝0。
18．在一绝热恒容箱中, 将NO(g)和O2(g)混合,?假定气体都是理想的, 达到平衡后肯定都不为零的量是
(A) Q, W, ΔU (B) Q, ΔU, ΔH
(C) ΔH, ΔS, ΔG (D) ΔS, ΔU, W
答案：C。此条件下Q、W和ΔU都为零。由ΔH＝ΔU＋Δ（pV）可见反应前后压力有变化故ΔH不为零，微观状态数有变化故ΔS不为零，ΔG＝ΔH－Δ（TS）亦不为零。
19. 在下列过程中, ΔG＝ΔA的是
(A) 液体等温蒸发 (B) 气体绝热可逆膨胀
(C) 理想气体在等温下混合 (D) 等温等压下的化学反应
答案：C。由ΔG＝ΔA＋Δ（pV）可知若Δ（pV）＝0则ΔG＝ΔA。
20．一卡诺热机在两个不同温度之间的热源之间运转, 当工作物质为气体时, 热机效率为42%, 若改用液体工作物质, 则其效率应当
(A) 减少 (B) 增加 (C) 不变 (D) 无法判断
答：C
(21) 理想气体绝热向真空膨胀，则
(A) dS = 0，dW = 0 (B) dH = 0，dU = 0
(C) dG = 0，dH = 0 (D) dU =0，dG =0
答案：B
(22) 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) dS > 0 (D) dH = 0
答案：D
(23) 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。
答案：B
(24) 求任一不可逆绝热过程的熵变dS，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。
答案：C
(25) 在绝热恒容的系统中，H2和Cl2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) ΔrHm (B) ΔrUm (C) ΔrSm (D) ΔrGm
答案：B。因Q＝0，W＝0。
(26) 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p1=101.3kPa，V1=2dm3,T1=273.2K;右气室内状态为p2=101.3kPa,V2=1dm3,T2=273.2K；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) dS >0 (B) dS <0 (C) dS =0 (D) 都不一定
答案：C
(27) 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)19.14J2K-1, -19.14J2K-1, 0
(B)-19.14J2K-1, 19.14J2K-1, 0
(C)19.14J2K-1, 0, 0.1914J2K-1 (D) 0 , 0 , 0
答案：C
(28) 1mol Ag(s)在等容下由273.2K加热到303.2K。已知在该温度区间内Ag(s)的Cv,m=24.48J2K-12mol-1则其熵变为：
(A)2.531J2K-1 (B) 5.622J2K-1 (C) 25.31J2K-1 (D) 56.22J2K-1
答案：A。
303.2
,
273.2
303.2
24.48ln 2.55
273.2
V m
C dT
S
T
?===
?
(29) 理想气体经历等温可逆过程，其熵变的计算公式是：
(A) ΔS =nRTln(p1/p2) (B) ΔS =nRTln(V2/V1)
(C) ΔS =nRln(p2/p1) (D) ΔS =nRln(V2/V1)
答案：D
(30) 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419.7K,由α型转化为β型时，转化热等于6462J2mol-1,由α型转化为β型时的熵变ΔS 应为：
(A) 44.1J (B) 15.4J (C) －44.1J (D) －15.4J
答案：B
(31) 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)ΔS体＞0 (B)ΔS体＜0 (C)ΔS体＝0 (D)难以确定
答案：A。液态变为气态时，混乱度增加，故熵增加。
(32) 在101.325kPa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) ΔS体+ΔS环 > 0 (B) ΔS体+ΔS环 < 0
(C) ΔS体+ΔS环 = 0 (D) ΔS体+ΔS环的值无法确定
答案：A。因该变化为自发过程。
(33) 在标准压力p?和268.15K时，冰变为水，体系的熵变ΔS 体应：
(A) 大于零 (B) 小于零 (C) 等于零 (D) 无法确定
答案：A。因固体变液体混乱度增加。
(34) 1mol理想气体从p1,V1,T1分别经：(1) 绝热可逆膨胀到p2,V2,T2；(2) 绝热恒外压下膨胀到p2′,V2′,T2′，若p2 = p2′ 则：
(A)T2′= T2, V2′= V2, S2′= S2
(B)T2′> T2, V2′< V2, S2′< S2
(C)T2′> T2, V2′> V2, S2′> S2
(D)T2′< T2, V2′< V2, S2′< S2
答案：C。恒外压膨胀较可逆膨胀做出的功要少，且绝热，故过程（2）内能的减少要小一些，所以T2′> T2。终态压力相同因此V2′> V2。又根据熵增原理，可判定S2′> S2。
(35) 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ΔS体及环境的熵变ΔS环应为：
(A) ΔS体 > 0, ΔS环 < 0 (B) ΔS体 < 0, ΔS环 > 0
(C) ΔS体 > 0, ΔS环 = 0 (D) ΔS体 < 0, ΔS环 = 0
答案：B。理想气体恒温压缩混乱度减小，故熵减小；而理想气体恒温压缩时内能不变，得到的功要以热的形式释放给环境，故环境得到热ΔS环 > 0。
(36) 理想气体在绝热条件下，经恒外压压缩至稳态，此变化中的体系熵变ΔS体及环
境熵ΔS环应为：
(A) ΔS体 > 0, ΔS环 < 0 (B) ΔS体 < 0, ΔS环 > 0
(C) ΔS体 > 0, ΔS环 = 0 (D) ΔS体 < 0, ΔS环 = 0
答案：C。该过程为绝热不可逆过程，故ΔS体 > 0；又因绝热过程，故ΔS环 = 0。
(37) 在101.3kPa下，110℃的水变为110℃水蒸气，吸热Qp，在该相变过程中下列哪个关系式不成立？
(A) ΔS体 > 0 (B) ΔS环不确定
(C) ΔS体+ΔS环 > 0 (D) ΔG体 < 0
答案：B。环境的熵变是确定的,可由ΔS环＝－Qp／T来求算。
(38) 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) ΔS体 > 0, ΔS环 < 0 (B) ΔS体 < 0, ΔS环 > 0
(C) ΔS体 < 0, ΔS环 = 0 (D) ΔS体 > 0, ΔS环 = 0
答案：B。反应由气相变为凝聚相熵减少，ΔS体 < 0；自发过程的总熵变应增加，故ΔS环 > 0。
(39) 263K的过冷水凝结成263K的冰，则：
(A)ΔS < 0 (B)ΔS > 0 (C) ΔS = 0 (D) 无法确定
答案：A。恒温下液体变固体熵减少。
(40) 理想气体由同一始态出发，分别经（1）绝热可逆膨胀；（2）多方过程膨胀,达到同一体积V2，则过程(1)的熵变ΔS(1)和过程(2)的熵变ΔS(2)之间的关系是：
(A)ΔS(1) > ΔS(2) (B)ΔS(1) < ΔS(2)
(C)ΔS(1) = ΔS(2) (D)两者无确定关系
答案：B。绝热可逆过程ΔS＝0，多方过程体积膨胀ΔS＞0。
(41) 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
答案：A。化学势决定物质流动的方向，物质由化学势高的流向低的，自由水分子在多孔硅胶表面的强烈吸附表明自由水分子的化学势高。
(42) 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)ΔH (B) ΔG (C)ΔS隔离 (D) ΔU
答案：C。理想气体自由膨胀不做功，亦不换热，故为隔离系统。
(43) 理想气体从状态p1,V1,T 等温膨胀到p2,V2,T，此过程的ΔA 与ΔG 的关系为
(A)ΔA>DG (B)ΔA<ΔG (C)ΔA=ΔG (D)无确定关系
答案：C。因G＝H－TS，A＝U－TS，G－A＝pV，ΔG－ΔA＝nRΔT＝0。
(44) 在标准压力po下，383.15K的水变为同温下的蒸汽，吸热Qp 。对于该相变过程，以下哪个关系式不能成立？
(A) ΔG<0 (B)ΔH=Qp (C)ΔS隔离<0 (D)ΔS隔离>0
答案：C。隔离系统的熵不可能减少。
(45) 某气体的状态方程为 p[(V/n)-b]=RT ,式中b为常数，n为物质的量。若该气体经一等温过程，压力自p1变至p2，则下列状态函数的变化，何者为零？
(A) ΔU (B) ΔH (C) ΔS (D) ΔG
答案：A。证明如下：由基本方程dU=TdS-pdV得出
2 = =0T T T
p T
U S V T p p p p V V T p T p nR nRT T p p p
?????????=- ? ? ????????????????-- ? ???????-+= 可以证明，其它热力学函数的变化不为零。
(46) 下列四个关系式中哪一个不是麦克斯韦关系式？
(A) (B) (C) (D) S p p
S T V p T T V T V V S p S S p S V V T p T ????????????== ? ? ? ?????????????????????????==- ? ? ? ?????????????
答案：A
(47) 在理想气体的S - T 图上，任一条恒容线与任一条恒压线的斜率之比，在恒温时的含义是：
(A) (/)/(/)0
(B) (/)/(/)(C) (/)/(/)/(D) (/)/(/)/V P V p V P P V
V p V P
S T S T S T S T S T S T C C S T S T C C ????=????=∞
????=????=
答案：D
(48) 对临界点性质的下列描述中，哪一个是错误的:
(A)液相摩尔体积与气相摩尔体积相等
(B)液相与气相的界面消失
(C)气化热为零 (D)固，液，气三相共存
答案：D
(49) 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
答案：C
(50) 对于平衡态的凝聚相体系，压力p 表示什么含义？
(A) 101.3kPa (B) 外压
(C)分子间引力总和 (D)分子运动动量改变的统计平均值
答案：B
(51) 用130℃的水蒸汽（蒸汽压2.7p ?）与1200℃的焦炭反应生成水煤气：
C + H 2O → CO + H 2，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2.7 p ?不变。
(A) 0.72 p ? (B)1.11 p ? (C)2.31 p ? (D)1.72 p ?
答案：B
(52) 在α，β两相中均含有A 和B 两种物质，当达到平衡时，下列种哪情况是正确的：
A B A A A B A B
(A) (B) (C) (D) αααβαβββμμμμμμμμ==== 答案：B (53) 在273.15K,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
答案：B
(54) 单一组分的过冷液体的化学势比其固体的化学势：
(A) 高 (B) 低 (C) 相等 (D) 不可比较
答案：A
(55) 已知水的下列5种状态：
(1) 373.15K, p ?, 液态
(2) 373.15K, 2 p ?, 液态
(3) 373.15K, 2 p ?, 气态
(4) 374.15K, p ?, 液态
(5) 374.15K, p ?, 气态
下列4组化学势的比较中，哪个不正确？
(A)μ2 >μ1 (B)μ5 >μ4
(C)μ3 >μ5 (D)μ3 >μ1
答案：B
(56) 等温等压下，在A 和B 组成的均相体系中，若A 的偏摩尔体积随浓度的改变而增加，则B 的偏摩尔体积将：
(A) 增加 (B) 减小 (C) 不变 (D) 不一定
答案：B （根据吉布斯－杜亥姆方程判断）
(57) 恒温时B 溶解于A 形成溶液。若纯B 的摩尔体积大于溶液中B 的偏摩尔体积，则增加压力将使B 在A 中的溶解度：
(A) 增加 (B)减小 (C) 不变 (D) 不确定
答案：A （T
G V p ???= ????可知增加压力，纯B 的化学势增加的更多，则纯B 的化学势将
大于溶液中B 的化学势，因此B 的溶解度增大）
(58) 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
答案：B
问答题
1.理想气体恒温膨胀做功时ΔU ＝0，故Q ＝－W ，即所吸之热全部转化为功。此与Kelvin 说法有否矛盾？
答：不矛盾。Kelvin 的说法是：“不可能从单一热源吸热使之全部转化为功而不引起其它变化”。本例中，虽然热全部转化为功但却引起了系统的体积的变化。
2．孤立系统从始态不可逆进行到终态ΔS ＞0，若从同一始态可逆进行至同一终态时ΔS ＝0。这一说法是否正确？
答：不正确。熵是状态函数与变化的途径无关，故只要始态与终态一定ΔS 必有定值。孤立体系中的不可逆过程ΔS ＞0而可逆过程ΔS ＝0是勿庸置疑的。问题是孤立体系的可逆过程与不可逆过程若从同一始态出发是不可能达到相同终态。
3．有人认为理想气体向真空膨胀是等熵过程。因为理想气体向真空膨胀时温度不变，故dU ＝0；对外不做功，故pdV ＝0。所以由dU ＝TdS-pdV 可得TdS ＝0。因T ≠0，故dS ＝0。这样的分析正确吗？
答：不正确。因为在dU ＝TdS-pdV 中p 指系统自身的压力，而膨胀功等于零是指p(外)dV ＝0。本例中p(外)≠p ，所以pdV ≠0，因此dS ≠0。上述过程不是等熵过程。
4．理想气体向真空膨胀是恒温过程，它的ΔS 可通过设计一个在相同的始态和终态下的恒温可逆过程来计算。理想气体向真空膨胀又是绝热过程，那么它的ΔS 是否也可通过设计一个在相同的始态和终态下的绝热可逆过程来计算呢？
答：不可以。因为理想气体向真空膨胀是绝热不可逆过程，它与绝热可逆膨胀不可能达到同一终态。这是因为理想气体向真空膨胀时温度不变，而绝热可逆膨胀时对外做功消耗内能从而温度下降。
5．dU ＝TdS-pdV 得来时假定过程是可逆的，为什么也能用于不可逆的pVT 变化过程？ 答：因为在简单的pVT 变化过程中，系统的状态只取决于两个独立的强度变量。当系统从状态1变化至状态2时，状态函数U 、S 、V 的改变就是定值。
6．dG ＝－SdT+Vdp 那么是否101.325kPa 、－5℃的水变为冰时，因dT ＝0、dp ＝0，故dG ＝0？
答：不对。上述相变为不可逆相变，因此dG ＝－SdT+Vdp 不适用。
7．下列求熵变的公式，哪些是正确的，哪些是错误的？
(1) 理想气体向真空膨胀21
ln V S nR V ?= (2) 水在298K ，101325Pa 下蒸发ΔS ＝（ΔH －ΔG ）／T
(3) 在恒温、恒压条件下，不可逆相变()P
G S T ?-????=????? 答：（1）正确。因熵为状态函数，其熵变的计算与恒温可逆膨胀相同。
（2）正确。由G ＝H －TS 知，若恒温则ΔS ＝（ΔH －ΔG ）／T 。
（3）正确。此式为Gibbs-Helmhotz 方程。使用条件是恒压，化学反应或相变都可用。 ８．冰在273K 下转变为水，熵值增大，则ΔS ＝（Q ／T ）＞0。但又知在273K 时冰与水处于平衡状态，平衡条件是dS=0。上面的说法有些矛盾，如何解释？
答：孤立系统的平衡条件是dS ＝0。上述过程非孤立系统，故熵值理应增大。
9．进行下述过程时，系统的ΔU 、ΔH 、ΔS 和ΔG 何者为零？
（1）非理想气体的卡诺循环
（2）隔离系统的任意过程
（3）在100℃,101325Pa 下1mol 水蒸发成水蒸气
（4）绝热可逆过程
答：（1）循环过程所有状态函数均不变，其增量都为零。
（2）ΔU ＝0。
（3）可逆相变ΔG ＝0。
物理化学实验复习 一、选择题 1. 电导率仪在用来测量电导率之前, 必须进行： (A) 零点校正 (B) 满刻度校正 (C) 定电导池常数 (D) 以上三种都需要 2.在测定Ag│AgNO3(m) 的电极电势时，在盐桥中哪一种电解质是可以采用的？ (A) KCl （饱和） (B) NH4Cl (C) NH4NO3 (D) NaCl 3.用惠斯顿电桥法测定电解质溶液的电导，电桥所用的电源为： (A) 220 V ，50 Hz市电 (B) 40 V直流电源 (C) 一定电压范围的交流电，频率越高越好 (D) 一定电压范围1000 Hz左右的交流电 4. pH计是利用下列哪种电学性质测定水溶液中氢离子的活度： (A) 电导 (B) 电容 (C) 电感 (D) 电位差 5.惠斯登电桥是测量哪种电学性质的？ (A) 电容 (B) 电位 (C) 电阻 (D) 电感 6.用对消法测量可逆电池的电动势时，如发现检流计光标总是朝一侧移动，而调不到指零位置，与此现象无关的因素是： (A) 工作电源电压不足 (B) 工作电源电极接反 (C) 测量线路接触不良 (D) 检流计灵敏度较低 7.常用酸度计上使用的两个电极是： (A) 玻璃电极，甘汞电极 (D) 氢电极，甘汞电极 (C) 甘汞电极，铂电极 (D) 铂电极，氢电级 8.用补偿法测可逆电池电动势，主要为了： (A) 消除电极上的副反应 (B) 减少标准电池的损耗 (C) 在接近可逆情况下测定电池的电动势 (D) 简便易测 1
9.在使用电位差计测电动势时, 首先必须进行“标淮化”操作, 其目的是： (A) 校正标准电池的电动势 (B) 校正检流计的零点 (C) 标定工作电流 (D) 检查线路是否正确 10.用对消法测得原电池Zn│ZnSO4(a1)‖KCl(a2)│Ag—AgCl(s) 的电动势与温度关系为E/V=1.0367-5.42×10-4(T/K-298) 则反应Zn+2AgCl(s)=2Ag+ZnCl2 在293.2 K时的焓变为： (A) 169.9 kJ·mol-1(B) -169.9 kJ·mol-1 (C) -231.3 kJ·mol-1(D) 231.3 kJ·mol-1 11.某同学用对消法测得电池Zn│ZnSO4(0.1000mol·kg-1)‖KCl(1.0000mol·kg-1)│Ag—AgCl(s)的电动势与温度的关系为：E/V=1.0367-5.42×10-4(T/K-298)则298 K时，该电池的可逆热效应为 (A) -31.2 kJ (B) -200.1 kJ (C) 31.2 kJ (D) 200.1 kJ 12.多数情况下, 降低液体接界电位采用KCl盐桥, 这是因为： (A) K+, Cl- 的电荷数相同，电性相反 (B) K+, Cl- 的核电荷数相近 (C) K+, Cl- 的迁移数相近 (D) K+, Cl- 的核外电子构型相同 13.对消法测原电池电动势, 当电路得到完全补偿, 即检流计指针为0 时, 未知电池电动势E x (电阻丝读数为AB)与标准电池电动势E s (电阻丝读数为Ab )之间的关系为： (A) E x＝R R Ab AB ·E s(B) E x＝ R R AB Ab ·E s (C) E x＝R R AB Bb ·E s(D) E x＝ R R Bb AB ·E s 14.有人希望不用量热法测定反应2Ag++Sn2+=2Ag+Sn4+的热效应, 若用电化学方法, 应选用下列哪一个电池? (A) Ag—AgCl│KCl(a1)‖AgNO3(a2)│Ag(s) (B) Ag(s)│AgNO3(a1)‖Sn4+(a2),Sn(a3)│Pt(s) (C) Pt(s)│Sn4+(a1),Sn2+(a2)‖Ag+(a3)│Ag(s) (D) Ag(s)│Ag+(a1)‖Sn4+(a2),Sn2+(a3)│Sn(s) 15.饱和标准电池在20℃时电动势为： (A) 1.01845 V (B) 1.01800 V (C) 1.01832 V 2
一． 狭 义相对论 1． 爱因斯坦的两个基本原理 2． 时空坐标变换 3． 45（1（2）0 m m γ= v = （3）0 E E γ= v =（4） 2222 C C C C v Pv Pv Pv P E E E E ==== 二． 量子光学基础 1． 热辐射 ① 绝对黑体:在任何温度下对任何波长的辐射都能完全吸收的物体。 吸收比：(T)1B αλ、＝ 反射比：(T)0B γλ、＝ ② 基尔霍夫定律(记牢) ③ 斯特藩-玻尔兹曼定律 -vt x C v = β
B B e e ：单色辐射出射度 B E ：辐出度，单位时间单位面积辐射的能量 ④ 唯恩位移定律 m T b λ?= ⑤ 普朗克假设 h εν= 2． 光电效应 （1） 光电效应的实验定律： a 、n I ∝光 b 、 0 00a a a a e U ek eU e U ek eU e U ek eU e U ek eU νννν----＝＝＝＝ （23、 4 三． 1 ② 三条基本假设 定态，，n m n m h E E h E E νν=-=- ③ 两条基本公式 2210.529o n r n r n A == 12213.6n E E eV n n -== 2． 德布罗意波 20,0.51E mc h E MeV ν=== 22 mc mc h h νν== 电子波波长：
h mv λ= 微观粒子的波长： h h mv mv λλ= === 3． 测不准关系 x x P ???≥h 为什么有？会应用解题。 4．波函数 ① 波函数的统计意义： 例1① ② 例2．① ② 例3．π 例4 例5，，设 S 系中粒子例6 例7． 例8． 例9． 例10． 从钠中移去一个电子所需的能量是2.3eV ，①用680nm λ=的橙光照射，能否产生光电效应？②用400nm λ=的紫光照射，情况如何？若能产生光电效应，光电子的动能为多大？③对于紫光遏止电压为多大？④Na 的截止波长为多大？ 例11． 戴维森革末实验中，已知电子束的动能310k E MeV =，求①电子波的波长；②若电子束通过0.5a mm =的小孔，电子的束状特性是否会被衍射破坏？为什么？ 例12． 试计算处于第三激发态的氢原子的电离能及运动电子的德布罗意波长。 例13． 处于基态的氢原子，吸收12.5eV 的能量后，①所能达到的最高能态；②在该能态上氢原子的电离能？电子的轨道半径？③与该能态对应的极限波长以及从该能态向低能态跃迁时，可能辐射的光波波长？
实验六.二组分固-液体系相图的绘制 一、实验目的 （1）热分析法测绘Sn-Bi二元合金相图 （2）掌握热分析法的测量技术 （3）掌握热电偶测量温度的基本原理以及数字控温仪和升降温电炉的使用方法 二、实验原理 用几何图形来表示多相平衡体系中有哪些相,各相的成分如何,不同相的相对量是多少,以及它们随浓度、温度、压力等变量变化的关系图叫相图。以体系所含物质的组成为自变量,温度为应变量所得到的T-x图就是常见的一种相图。 绘制相图的方法很多,热分析法就是常用的一种实验方法。即按一定比例配成一两组分体系,将体系加热到熔点以上成为液态,然后使其逐渐冷却,每隔一定时间记录一次温度,以体系的温度对时间的关系曲线称为步冷曲线。熔融体系在均匀冷却过程中无相变时,其温度将连续均匀下降,得到一条平滑的冷却曲线,当冷却过程中发生相变时,放出相变热,使热损失有所抵偿,冷却曲线就会出现转折。当两组分同时析出时，冷却速度甚至变为零,冷却曲线出现水平段。转折点或平台所对应的温度,即为该组成合金的相变温度。 取一系列组成不同的二元合金，测得冷却曲线，再将相应的转折点连接起来即得到二元合金相图（如下图所示） 三、实验所用仪器、试剂 1.KWL-09可控升降温电炉，SWKY-1数字控温仪 2.编号为1-6的六个金属硬质试管依次分装：纯铋、含锡20%，42%，60%，80%的合金、纯锡。8号试管为空管。 四、实验步骤 1.安装并调整SWKY-1数字控温仪与KWL-09可控升降温电炉，将控温仪与电炉用电缆连接。2号炉膛（右侧）放8号空管，将与控温仪相连的温度传感器（传感器2）插入其中 2.1．将装有试剂的试管1放入1号炉膛（注意安全，始终用铁夹小心夹住试管），并将与电炉连接的温度传感器（传感器1）插入炉膛旁边的另一小孔中（注：不要将传感器1插入试管中）。将2号传感器插入放有8号空管的炉膛2 2.2.调节控温仪（工作/量数按钮），将电炉温度设定为350℃，再调为工作状态，此时1号炉膛开始加热。调节定时按钮，是时间显示为30s。将电炉“冷风量调节”电压调到零，“加热量调节”调到180V(电压过低加热太慢，电压过高有损仪器使用寿命)，给2号炉膛预热到200度左右（避免温度下降过快，减小试管冷却时发生过冷现象的可能） 2.3.当温度显示1号炉膛温度达到350℃时，再等10min左右。待温度稳定后将预热后的8号空管用铁夹移出去，并将1号试管夹入2号炉膛。换入2号试管加热，熔融。关闭“加热量调节”，此时控温仪显示温度上升，当温度上升到310℃以上时，打开“冷风量调节”，电压调为1.5V。此时温度开始下降，当温度降到接近300℃时，开始记录温度。每隔30s，控温仪会响一声，依次记下此时的仪表读数即可。
试验四饱和蒸汽压的测定1） 为什么 AB 弯管中的空气要干净？怎样操作？怎样防止空气倒灌？ 答: AB 弯管空间内的压力包括两部分：一是待测液的蒸气压;另一部分是空气的压力。测定时， 必须将其中的空气排除后，才能保证 B 管液面上的压力为液体的蒸气压；将水浴温度升高 到 85° C 沸腾 3 分钟即可；检漏之后要关闭阀1，防止外界空气进入缓冲气体罐内。 （2） 本实验方法能否用于测定溶液的饱和蒸气压？为什么？ 答：溶液不是纯净物，其沸点不稳定，实验操作过程中很难判断是否已达到其沸点。 （3）为什么实验完毕以后必须使系统和真空泵与大气相通才能关闭 真空泵？ 答：如果不与大气相通，球管内的液体可能会被吸入到缓冲储气罐。 （4）如果用升温法测定乙醇的饱和蒸汽压，用该实验装置是否可行？ 若行，如何操作？ 答：升温法可行。先打开阀2，关闭阀1，使储气管内压强达-50kPa 左右，关闭阀2，温度每升高3-5° C，打开阀1，增大压强使球形管内液面相平。 （5）将所测摩尔汽化热与文献值相比较，结果如何？ 答：由于当地大气压及实验误差，结果将偏小。 （6）产生误差的原因有哪些？ 答：当地大气压、判断液面是否相平的标准、液面相平时数据的采集都会对实验结果造成影 响。 1.如果等压计的A,B 管内空气未被驱除干净，对实验结果有何影响？ 答：把等压计中的空气驱除干净是为了使AB 上方充满异丙醇，若有空气存在则所测的饱和 蒸气压不是所求压力。当观察到冷凝管壁上有液体回流时则证明空气已排净。当体系的气体部分含有空气等惰性气体时，饱和蒸气压有以下公式: 公式中pg* 为没有惰性气体存在时液体的饱和蒸气压，pg 为有惰性气体存在且总压为pe 时液体的饱和蒸气压。 2.本实验的方法能否用于测定溶液的蒸气压？为什么？ 答：分情况，测定过程中若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。 3.U 型管 B 中封闭液体所起到的作用是什么？ 答：有以下三点作用：①起到一个液体活塞（或液封）的作用，用于分隔体系与环境;同时通过该液体活塞，可将体系中的空气排除到环境中去）②起到检测压力的作用。（当A,B 管中的液面等高时，说明体系的压力等于环境的压力，可以通过测量环境的压力来代表 体系的压力）③当 A,B 管中的液面等高时既可测定温度和压力的数据，也可保持多次测量数 1．测定液测量体饱和蒸气压的方法有哪些？我院物理化学实验室采用的是什 么方法？ 答： (1) 静态法：在某一温度下直接饱和蒸汽压。 (2)动态法：在不同外界压力下测定沸点。
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第一章 质点运动学和牛顿运动定律 1.1平均速度 v = t △△r 1.2 瞬时速度 v=lim △t →△t △r =dt dr 1. 3速度v=dt ds = =→→lim lim △t 0 △t △t △r 1.6 平均加速度a =△t △v 1.7瞬时加速度（加速度）a=lim △t →△t △v =dt dv 1.8瞬时加速度a=dt dv =22dt r d 1.11匀速直线运动质点坐标x=x 0+vt 1.12变速运动速度 v=v 0+at 1.13变速运动质点坐标x=x 0+v 0t+ 2 1at 2 1.14速度随坐标变化公式:v 2-v 02=2a(x-x 0) 1.15自由落体运动 1.16竖直上抛运动 ?????===gy v at y gt v 22122 ???? ???-=-=-=gy v v gt t v y gt v v 2212 0220 0 1.17 抛体运动速度分量???-==gt a v v a v v y x sin cos 00 1.18 抛体运动距离分量?? ? ??-?=?=20021sin cos gt t a v y t a v x 1.19射程 X=g a v 2sin 2 1.20射高Y= g a v 22sin 20 1.21飞行时间y=xtga —g gx 2 1.22轨迹方程y=xtga —a v gx 2 202 cos 2 1.23向心加速度 a=R v 2 1.24圆周运动加速度等于切向加速度与法向加速度矢量和a=a t +a n 1.25 加速度数值 a=2 2n t a a + 1.26 法向加速度和匀速圆周运动的向心加速度相 同a n =R v 2 1.27切向加速度只改变速度的大小a t = dt dv 1.28 ωΦ R dt d R dt ds v === 1.29角速度 dt φ ωd = 1.30角加速度 22dt dt d d φ ωα== 1.31角加速度a 与线加速度a n 、a t 间的关系 a n =22 2)(ωωR R R R v == a t =αωR dt d R dt dv == 牛顿第一定律：任何物体都保持静止或匀速 直线运动状态，除非它受到作用力而被迫改变这种状态。 牛顿第二定律：物体受到外力作用时，所获得的加速度a 的大小与外力F 的大小成正比，与
纯液体饱和蒸汽压的测量 目的要求 一、 明确纯液体饱和蒸气压的定义和汽液两相平衡的概念，深入了解纯液体饱 和蒸气压与温度的关系公式——克劳修斯－克拉贝龙方程式。 二、 用数字式真空计测量不同温度下环己烷的饱和蒸气压。初步掌握真空实验 技术。 三、 学会用图解法求被测液体在实验温度范围内的平均摩尔气化热与正常沸 点。 实验原理 通常温度下(距离临界温度较远时)，纯液体与其蒸气达平衡时的蒸气压称为该温度下液体的饱和蒸气压，简称为蒸气压。蒸发1mol 液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔气化热。 液体的蒸气压随温度而变化，温度升高时，蒸气压增大；温度降低时，蒸气压降低，这主要与分子的动能有关。当蒸气压等于外界压力时，液体便沸腾，此时的温度称为沸点，外压不同时，液体沸点将相应改变，当外压为1atm （101.325kPa ）时，液体的沸点称为该液体的正常沸点。 液体的饱和蒸气压与温度的关系用克劳修斯-克拉贝龙方程式表示： 2 m vap d ln d RT H T p ?= (1) 式中，R 为摩尔气体常数；T 为热力学温度；Δvap H m 为在温度T 时纯液体的摩尔 气化热。 假定Δvap H m 与温度无关，或因温度范围较小，Δvap H m 可以近似作为常数，积分上式，得： C T R H p +??-=1 ln m vap (2) 其中C 为积分常数。由此式可以看出，以ln p 对1/T 作图，应为一直线，直线的斜率为 R H m vap ?- ，由斜率可求算液体的Δvap H m 。 静态法测定液体饱和蒸气压，是指在某一温度下，直接测量饱和蒸气压，此 法一般适用于蒸气压比较大的液体。静态法测量不同温度下纯液体饱和蒸气压，有升温法和降温法二种。本次实验采用升温法测定不同温度下纯液体的饱和蒸气压，所用仪器是纯液体饱和蒸气压测定装置，如图1所示： 平衡管由A 球和U 型管B 、C 组成。平衡管上接一冷凝管，以橡皮管与压
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。
实验一 电导的测定及其应用 一、实验目的 1、 测量氯化钾水溶液的电导率,求算它的无限稀释摩尔电导率。 2、 用电导率测量醋酸在水溶液中的解平衡常数。 3、 掌握恒温水槽及电导率仪的使用方法。 二、实验原理 1、根据电导公式:G=kA/l 式中k 为该电解质溶液目的电导率,其中 l/A 称为电导池常数,由于l 与A 不易精确测量,因此,试验中就是用一种已知电导率的溶液求出电导池常数k cell ,然后把欲测的溶液放入该电导池测出其电导值,再根据公式G=kA/l 求出摩尔电导率 , k 与 的关系为: 2、 总就是随着溶液的浓度的降低而增大的, 对于强电解质系 对于特定的电解质与溶剂来说,在一定温度下,A 就是一个常数,所以将 作图得到一 条直线,将所得的直线推至c=0可求得A m ∞。 3、对于弱电解质,其 无法用 ,由离子独立运动定律: 求得,其中 A m ∞+ 与A m ∞-分别表示正、负离子的无限稀摩尔电导率,它与温度及离子的本性有关。在无限稀的弱电解质中: 以cAm 对 作图,根据其斜率求出K 、、 三、实验仪器及试剂 仪器:梅特勒326电导仪1台,量杯50ml 2只 ,移液管125ml 9只,洗瓶1只 ,洗耳球1只。 试剂:10、00mol/m3 KCl 溶液, 100、0 mol/m3HAC 溶液 , 电导水。 四、实验步骤 1、 打开电导率仪器开关,预热5分钟。 2、 KCl 溶液电导率的测定: （1） 用移液管准确移取25ml 10、00mol/m3的KCl 溶液,置于洁净、干燥的量杯中,测定器电 导率3次,取其平均值。 （2） 再用移液管准确量取25、00ml 电导水,置于上述量杯中,搅拌均匀后,测定器电导率3 次,取其平均值。 m c κ = Λ m m,+ m, νν+--∞ ∞ ∞ =+ΛΛΛ m Λ m Λ m Λ m m ∞ =-ΛΛ m Λ m m ∞ =-ΛΛ m m = α∞ΛΛ() 2 m m m m 2 m m m m 1c c c K c c ∞∞ ∞∞?? ??-?=-=ΛΛΛΛΛΛΛΛΛ
一、恒温槽的性能测试 1.影响恒温槽灵敏度的主要因素有哪些？如和提高恒温槽的灵敏度？ 答：影响灵敏度的主要因素包括：1)继电器的灵敏度；2)加热套功率；3)使用介质的比热；4)控制温度与室温温差；5)搅拌是否均匀等。 要提高灵敏度：1)继电器动作灵敏；2)加热套功率在保证足够提供因温差导致的热损失的前提下，功率适当较小；3)使用比热较大的介质，如水；4)控制温度与室温要有一定温差；5)搅拌均匀等。 2.从能量守恒的角度讨论，应该如何选择加热器的功率大小？ 答：从能量守恒角度考虑，控制加热器功率使得加热器提供的能量恰好和恒温槽因为与室温之间的温差导致的热损失相当时，恒温槽的温度即恒定不变。但因偶然因素，如室内风速、风向变动等，导致恒温槽热损失并不能恒定。因此应该控制加热器功率接近并略大于恒温槽热损失速率。 3.你认为可以用那些测温元件测量恒温槽温度波动？ 答：1)通过读取温度值，确定温度波动，如采用高精度水银温度计、铂电阻温度计等；2)采用温差测量仪表测量温度波动值，如贝克曼温度计等；3)热敏元件，如铂、半导体等，配以适当的电子仪表，将温度波动转变为电信号测量温度波动，如精密电子温差测量仪等。 4.如果所需恒定的温度低于室温，如何装备恒温槽？ 答：恒温槽中加装制冷装置，即可控制恒温槽的温度低于室温。 5.恒温槽能够控制的温度范围？ 答：普通恒温槽(只有加热功能)的控制温度应高于室温、低于介质的沸点，并留有一定的差值；具有制冷功能的恒温槽控制温度可以低于室温，但不能低于使用介质的凝固点。 其它相关问题： 1.在恒温槽中使用过大的加热电压会使得波动曲线：( B ) A.波动周期短，温度波动大； B.波动周期长，温度波动大； C.波动周期短，温度波动小； D.波动周期长，温度波动小。
热 学 公 式 1．理想气体温标定义：0 273.16lim TP p TP p T K p →=?（定体） 2．摄氏温度t 与热力学温度T 之间的关系：0 //273.15t C T K =- 华氏温度F t 与摄氏温度t 之间的关系：9325 F t t =+ 3．理想气体状态方程：pV RT ν= 1mol 范德瓦耳斯气体状态方程：2 ()()m m a p V b RT V + -= 其中摩尔气体常量8.31/R J mol K =?或2 8.2110/R atm L mol K -=??? 4．微观量与宏观量的关系：p nkT =，23kt p n ε= ，32 kt kT ε= 5．标准状况下气体分子的数密度（洛施密特数）253 0 2.6910/n m =? 6．分子力的伦纳德-琼斯势：12 6 ()4[()()]p E r r r σ σ ε=-，其中ε为势阱深度， σ= ，特别适用于惰性气体，该分子力大致对应于昂内斯气体； 分子力的弱引力刚性球模型（苏则朗模型）：06 000, ()(), p r r E r r r r r φ+∞
物理化学实验报告 院系化学化工学院 班级化学061 学号13 姓名沈建明
实验名称 化学电池温度系数的测定 日期 2009.4.20 同组者姓名 史黄亮 室温 19.60 ℃ 气压 102.0 kPa 成绩 一、目的和要求 1、掌握可逆电池电动势的测量原理和电位差计的操作技术； 2、学会几种电极和盐桥的制备方法； 3、通过原电池电动势的测定求算有关 热力学函数。 二、基本原理 (一)、凡是能使化学能转变为电能的装置都称之为电池对定温定压下的可 逆电池而言 : r m (1) nFE T , p G E S nF (2) r m T p E H nE F nF T (3) r m T p 式中，F 为法拉弟(Farady)常数;n 为电极反应式中电子的计量系数 ;E 为电池 的电动势。
另， 可逆电池应满足如下条件: 1．电池反应可逆，亦即电池电极反应可逆。 2．电池中不允许存在任何不可逆的液接界。 即充放电过程必须在平衡态下进行，3．电池必须在可逆的情况下 工作，
因此在制备可逆电池、 测定可逆电池的电动势时应符合上述条件， 不高的测量中，常用正负离子迁移数比较接近的盐类构成 “盐桥 ”来消除液接电 位。用电位差计测量电动势也可满足通过电池电流为无限小的条件。 (二)、求电池反应的 Δ r G m 、Δr S m 、Δr H m 设计电池如下 : Ag(s) | AgCl(s) ｜饱和 KCl | Hg 2Cl 2(s) | Hg(l) 分别 测定电池在各个温度下的电动势，作 E — T 图，从曲线斜率可求得任一温度 下的 E T p 利用公式 (1),(2),(3) 即可求得该电池反应的 Δ r G m 、Δr S m 、Δr H m 三、仪器、试剂 SDC — Ⅱ数字电位差综合测试仪 1 台 精密稳压电源(或蓄电池) SC — 15A 超级恒温槽 铜电极 2 只 铂电极 1 只 饱和甘汞电极 1 只 恒温夹套烧杯 2 只 HCl ( 0.1000mol k ·g-1) AgNO3 ( 0.1000mol k ·g-1) 镀银溶液 镀铜溶液 四、实验步骤 一、电极的制备 1．银电极的制备 将欲用的两只 Pt 电极(一个电极 Pt 较短，作为阳极， 另一个电极作为阴极， 用于镀银) 浸入稀硝酸溶液片刻， 取出用蒸馏水洗净。 将洗净的电极分别插入盛 有镀银液( AgNO 3 3g ，浓氨水， KI 60g )中，控制电流为 0.3mA ，电镀 1h ，得 白色紧密的镀银电极一只。 2． Ag-AgCl 电极制备 在精确度 KCl 饱和溶液
一、溶液中的等温吸附 五、注意事项 1.溶液的浓度配制要准确，活性炭颗粒要均匀并干燥 2. 醋酸是一种有机弱酸，其离解常数Ka = 1.76× ，可用标准碱溶液直接滴定，化学计量点时反应产物是NaAc，是一种强碱弱酸盐，其溶液pH 在8.7 左右，酚酞的颜色变化范围是8-10，滴定终点时溶液的pH 正处于其内，因此采用酚酞做指示剂，而不用甲基橙和甲基红。直到加入半滴NaOH 标准溶液使试液呈现微 红色，并保持半分钟内不褪色即为终点。 3．变红的溶液在空气中放置后，因吸收了空气中的CO2，又变为无色。 4. 以标定的NaOH 标准溶液在保存时若吸收了空气中的CO2，以它测定醋酸的 浓度，用酚酞做为指示剂，则测定结果会偏高。为使测定结果准确，应尽量避免长时间将NaOH 溶液放置于空气中。 七、讨论 1. 测定固体比表面时所用溶液中溶质的浓度要选择适当，即初始溶液的浓度 以及吸附平衡后的浓度都选择在合适的范围内。既要防止初始浓度过高导致出现多分子层吸附，又要避免平衡后的浓度过低使吸附达不到饱和。 2. 按朗格谬尔吸附等温线的要求，溶液吸附必须在等温条件下进行，使盛有样品的磨口锥形瓶置于恒温器中振荡，使之达到平衡。本实验是在空气浴中将盛有样品的磨口锥形瓶置于振荡器上振荡。实验过程中温度会有变化，这样会影响测定结果。 3．由实验结果可知，活性炭在醋酸溶液中的吸附为单分子层吸附，可用Langmuir 吸附等温式表征其吸附特性。用溶液吸附法测定活性炭比表面积，不需要特殊仪器，但测定过程中要防止溶剂挥发，以免引起测量误差。此外，由于忽略界面上被溶剂占据部分，因此由这一方法所测得的比表面积一般偏小。但由于方法简便，可以作为了解固体吸附剂特性的一种简便方法。 八、思考题（供参考） 1．吸附作用与哪些因素有关？固体吸附剂吸附气体与从溶液中吸附溶质有何不同？ 答：吸附作用与温度、压力、溶剂、吸附质和吸附剂性质有关。 固体在溶液中的吸附，除了吸附溶质还有溶剂，液固吸附到达平衡时间更长；固体吸附剂吸附气体受温度、压力及吸附剂和吸附质性质影响：气体吸附是放热过程,温度升高吸附量减少；压力增大,吸附量和吸附速率增大；一般吸附质分子结构越复杂,被吸附能力越高。
大学物理公式集 基本概念（定义和相关公式） 位置矢量：r ，其在直角坐标系中：k z j y i x r ++=；2 22z y x r ++= 角位置：θ 速度：dt r d V = 平均速度：t r V ??= 速率：dt ds V = （τ V V =）角速度： dt d θω= 角速度与速度的关系：V=ｒω 加速度：dt V d a =或22dt r d a = 平均加速度：t V a ??= 角加速度：dt d ωβ= 在自然坐标系中n a a a n +=ττ其中dt dV a =τ（=ｒβ），r V n a 2 = （=r2 ω） 1．力：F =ｍa （或F = dt p d ） 力矩：F r M ?=（大小：M=rFcos θ方向：右手螺旋 法则） 2．动量：V m p =，角动量：V m r L ?=（大小：L=rmvcos θ方向：右手螺旋法则） 3．冲量：? = dt F I （=F Δｔ）；功：? ?= r d F A （气体对外做功：A=∫ PdV ） 4．动能：mV 2/2 5．势能：A 保= – ΔE p 不同相互作用力势能形式不同且零点选择不同其形式 不同，在默认势能零点的情况下： 机械能：E=E K +E P 6．热量：CRT M Q μ =其中：摩尔热容 量C 与过程有关，等容热容量C v 与等压热容量C p 之间的关系为：C p = C v +R 7．压强：ω n tS I S F P 3 2 = ?= = 8．分子平均平动能：kT 2 3= ω ；理想气体内能：RT s r t M E )2(2 ++= μ 9．麦克斯韦速率分布函数：NdV dN V f = )(（意义：在V 附近单位速度间隔内的分子数所 占比率） 10． 平均速率：πμ RT N dN dV V Vf V V 80 )(= = ? ?∞ 方均根速率：μ RT V 22 = ；最可几速率：μ RT p V 3= 11． 熵：S=Kln Ω（Ω为热力学几率，即：一种宏观态包含的微观态数） mg(重力) → mgh -kx （弹性力） → kx 2 /2 F= r r Mm G ?2 - (万有引力) →r Mm G - =E p r r Qq ?42 πε (静电力) → r Qq 0 4πε
蔗糖水解速率常数的测定 1．蔗糖水解反应速率常数和哪些因素有关？ 答：主要和温度、反应物浓度和作为催化剂的H+浓度有关。 2．在测量蔗糖转化速率常数时，选用长的旋光管好？还是短的旋光管好？ 答：选用长的旋光管好。旋光度和旋光管长度呈正比。对于旋光能力较弱或者较稀的溶液，为了提高准确度，降低读数的相对误差，应选用较长的旋光管。根据公式（a）=a*1000/LC,在其他条件不变的情况下，L越长，a越大，则a的相对测量误差越小。 3．如何根据蔗糖、葡萄糖、果糖的比旋光度数据计算？ 答：α0＝〔α蔗糖〕Dt℃L[蔗糖]0/100 α∞＝〔α葡萄糖〕Dt℃L[葡萄糖]∞/100＋〔α果糖〕Dt℃L[果糖]∞/100 式中：[α蔗糖]Dt℃，[α葡萄糖]Dt℃，[α果糖]Dt℃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．试估计本实验的误差，怎样减少误差？ 答：本实验的误差主要是蔗糖反应在整个实验过程中不恒温。在混合蔗糖溶液和盐酸时，尤其在测定旋光度时，温度已不再是测量温度，可以改用带有恒温实施的旋光仪，保证实验在恒温下进行，在本实验条件下，测定时要力求动作迅速熟练。其他误差主要是用旋光仪测定时的读数误差，调节明暗度判断终点的误差，移取反应物时的体积误差，计时误差等等，这些都由主观因素决定，可通过认真预习实验，实验过程中严格进行操作来避免。 乙酸乙酯皂化反应速率常数测定 电导的测定及其应用 1、本实验为何要测水的电导率？ 答：因为普通蒸馏水中常溶有CO2和氨等杂质而存在一定电导，故实验所测的电导值是欲测电解质和水的电导的总和。作电导实验时需纯度较高的水，称为电导水。水的电导率相对弱电解质的电导率来说是不能够忽略的。所以要测水的电导率。 2、实验中为何通常用镀铂黑电极?铂黑电极使用时应注意什么？为什么？
年月日评定： 姓名：学号： 年级：专业： 室温：大气压： 一、实验名称：BET容量法测定固体的比表面积 二、实验目的： 三、实验原理： 四、实验数据及处理： 五、讨论思考： 1. 氮气及氢气在该实验中的作用是什么？ 2. 若用Langmuir方法处理测量得到的数据，样品的比表面偏大还是偏 小？
年月日评定：姓名：学号： 年级：专业： 室温：大气压： 一、实验名称：恒温水浴的组装及其性能测试 二、实验目的： 三、实验原理： 四、实验数据及处理： 请完成下表： 表1 恒温槽灵敏度测量数据记录
五、作图： 以时间为横坐标，温度为纵坐标，绘制25℃和30℃的温度—时间曲线，求算恒温槽的灵敏度，并对恒温槽的性能进行评价。 六、讨论思考： 1. 影响恒温槽灵敏度的主要因素有哪些，试作简要分析？ 2. 欲提高恒温槽的控温精度，应采取哪些措施？
年月日评定： 姓名：学号： 年级：专业： 室温：大气压： 一、实验名称：最大泡压法测定溶液的表面张力 二、实验目的： 三、实验原理： 四、实验数据及处理 1.以纯水的测量结果计算仪器毛细管常数K′，纯水的表面张力σ查书附录。 ?p1＝?p2＝?p3＝ 平均值：?p＝K′＝σ /?p 2.计算各溶液的σ值（K′＝σ /?h） 表1 各溶液的表面张力σ c/mol· L-1 σ /N·m-1 3.做σ－c图，并在曲线上取十个点，分别做出切线，求得对应的斜率(dσ －d c)r，求算各浓度的吸附量Γ，附图。
表2 各溶液的吸附量 4. 做(c /Γ)－c 图，由直线斜率求其饱和吸附量∞Γ，并计算乙醇分子的横 截面积σB ，附图。 表3 c /~c 数据表 斜率＝ ，∞Γ＝ ， σB ＝1/∞ΓL ＝ 五、讨论思考： 1. 与文献值（见书中附录）对照，检验你的测定结果，并分析原因。 2. 增（减）压速率过快，对测量结果有何影响？表面张力测定仪的清洁与 否和温度之不恒定对测量结果有何影响？
备课教案撰写要求 一、认真钻研本学科的教学大纲和教材，了解本学科的教学任务、教材体系结构和国际国内最新研究进展，结合学生实际状况明确重难点，精心安排教学步骤，订好学期授课计划和每节课的课时计划。 二、教师备课应以二学时为单位编写教案；一律使用教学事务部发放的教案本撰写，不得使用其他纸张。在个人认真备课、写好教案的基础上，提倡集中备课、互相启发、集思广益，精益求精。 三、教案必须具备如下内容（每次课应在首页应写清楚）：1、题目（包括章、节名称、序号）；2、教学目的与要求；3、教学重点和难点分析；4、教学方法；5、教学内容与教学组织设计（主要部分，讲课具体内容）；6、作业处理；7、教学小结。 四、教案必须每学期更新，开学初的备课量一定要达到或超过该课程课时总量的三分之一。教案要妥善携带及保存，以备教学检查。
教学进度计划表填表说明 1．本表是教师授课的依据和学生课程学习的概要，也是学院进行教学检查，评价课堂教学质量和考试命题的重要依据，任课教师应根据教学大纲和教学内容的要求认真填写，表中的基本信息和内容应填写完整，不得遗漏。 2．基本信息中的“课程考核说明及要求”的内容主要包括课程考核的方式、成绩评定的方法、平时成绩与考试成绩的比例、考试的题型、考试时间以及其他相关问题的说明与要求等。 3．进度表中“教学内容”只填写章或节的内容，具体讲授内容不必写；每次课只能以2学时为单位安排内容。 4．进度表中的“教学形式及其手段”是指教学过程中教师所采用的各种教学形式及相关手段的说明，一般包括讲授、多媒体教学、课件演示、练习、实验、讨论、案例等。 5．作业安排必须具体（做几题，是哪些题）。 6．进度表中的“执行情况”主要填写计划落实和变更情况。 7．教学进度计划表经责任教授、系（部）领导审签后，不得随意变动，如需调整，应经责任教授、系（部）领导同意，并在执行情况栏中注明。
电磁学 1．定义： ①E 和B ： F =q(E +V ×B )洛仑兹公式 ②电势：? ∞ ?= r r d E U 电势差：?-+ ?=l d E U 电动势：? + - ?= l d K ε（q F K 非静电 =） ③电通量：???=S d E e φ磁通量：???=S d B B φ磁通链： ΦB =N φB 单位：韦伯（Wb ） 磁矩：m =I S =IS n ? ④电偶极矩：p =q l ⑤电容：C=q/U 单位：法拉（F ） *自感：L=Ψ/I 单位：亨利（H ） *互感：M=Ψ21/I 1=Ψ12/I 2 单位：亨利（H ） ⑥电流：I = dt dq ； *位移电流：I D =ε 0dt d e φ 单位：安培（A ） ⑦*能流密度： B E S ?= μ 1 2．实验定律 ①库仑定律：0 204r r Qq F πε= ②毕奥—沙伐尔定律：204?r r l Id B d πμ?= ③安培定律：d F =I l d ×B ④电磁感应定律：ε感= –dt d B φ 动生电动势：?+ -??= l d B V )(ε 感生电动势：? - + ?=l d E i ε（E i 为感生电场） *⑤欧姆定律：U=IR （E =ρj ）其中ρ为电导率 3．*定理（麦克斯韦方程组） 电场的高斯定理：?? =?0 εq S d E ??=?0 εq S d E 静 （E 静是有源场） ??=?0S d E 感 （E 感是无源场） 磁场的高斯定理：??=?0S d B ??=?0S d B （B 稳是无源场） E =F /q 0 单位：N/C =V/ｍ B=F max /qv ；方向，小磁针指向（S →N ）；单位：特斯拉（T ）=104高斯（G ） Θ ⊕ -q l
大学物理化学实验报告-原电池电动势的测 定 篇一：原电池电动势的测定实验报告_浙江大学 (1) 实验报告 课程名称：大学化学实验p实验类型：中级化学实验实验项目名称：原电池电动势的测定 同组学生姓名：无指导老师冷文华 一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、实验材料与试剂（必填）四、实验器材与仪器（必填）五、操作方法和实验步骤（必填）六、实验数据记录和处理七、实验结果与分析（必填）八、讨论、心得 一、实验目的和要求 用补偿法测量原电池电动势，并用数学方法分析二、实验原理： 补偿法测电源电动势的原理： 必须严格控制电流在接近于零的情况下来测定电池的电动势，因为有电流通过电极时，极化作用的存在将无法测得可逆电动势。 为此，可用一个方向相反但数值相同的电动势对抗待测电池的电动势，使电路中没有电流通过，这时测得的两级的电势差就等于该电池的电动势e。 如图所示，电位差计就是根据补偿法原理的，它由工作电流回路、标准回路和测量电极回路组成。 ① 工作电流电路：首先调节可变电阻rp，使均匀划线ab上有一定的电势降。 ② 标准回路：将变换开关sw合向es，对工作电流进行标定。借助调节rp 使得ig=0来实现es=uca。③ 测量回路：sw扳回ex，调节电势测量旋钮，直到ig=0。读出ex。 uj-25高电势直流电位差计： 1、转换开关旋钮：相当于上图中sw，指在n处，即sw接通en，指在x1，即接通未知电池ex。 2、电计按钮：原理图中的k。 3、工作电流调节旋钮：粗、中、细、微旋钮相当于原理图中的可变电阻rp。
-1-2-3-4-5-6 4、电势测量旋钮：中间6只旋钮，×10，×10，×10，×10，×10，×10，被测电动势由此 示出。 三、仪器与试剂： 仪器：电位差计一台，惠斯登标准电池一只，工作电源，饱和甘汞电池一支，银—氯化银电极一支，100ml容量瓶5个，50ml滴定管一支，恒温槽一套，饱和氯化钾盐桥。 -1 试剂：0.200mol·lkcl溶液 四、实验步骤： 1、配制溶液。 -1-1-1-1 将0.200 mol·l的kcl溶液分别稀释成0.0100 mol·l，0.0300 mol·l，0.0500 mol·l，0.0700 -1-1 mol·l，0.0900 mol·l各100ml。 2、根据补偿法原理连接电路，恒温槽恒温至25℃。 3、将转换开关拨至n处，调节工作电流调节旋钮粗。中、细，依次按下电计旋钮粗、细，直至检流计 示数为零。 4、连好待测电池，hg |hg2cl2，kcl（饱和）‖kcl（c）|agcl |ag 5、将转换开关拨至x1位置，从大到小旋转测量旋钮，按下电计按钮，直至检流计示数为零为止，6个 小窗口的读数即为待测电极的电动势。 -1-1-1-1 6、改变电极中c依次为0.0100 mol·l，0.0300 mol·l，0.0500 mol·l，0.0700 mol·l，0.0900 -1 mol·l，测各不同浓度下的电极电势ex。
实验名称：液体饱和蒸气压的测定 实验目的： 用明确液体饱和蒸汽压的定义及气-液两相平衡的概念；了解纯液体饱和蒸气压与温度的关系，即克劳修斯-克拉贝龙方程的意义；用纯液体蒸汽压测定装置测不同温度下乙醇的饱和蒸汽压，并求其平均摩尔气化焓和正常沸点 参考时，麻烦注意数据和格式的替换，楼主也是学生党，这是我自己的实验报告 实验原理： 在一定温度下，纯液体与其气相达到平衡时的压力称为该温度下液体的饱和蒸气压，满足克劳修斯-克拉贝龙方程，表示如下 lnp=??vap H m R ? 1 T +C 则以lnp对1 T 作图，根据斜率可求出乙醇的正常沸点。由于乙醇的蒸汽压比较大，实验采用控制一定温度，直接测量饱和蒸汽压的方法，即静态法 操作步骤： 数据处理： 选取第二组实验数据 根据上述数据，可求得各温度下，乙醇的饱和蒸气压如下表所示 参考时，麻烦注意数据和格式的替换，楼主也是学生党，这是我自己的实验报告 由表中数据，以lnp对1 T 作图，如下
从上图可知??vap H m R =?5.1447×103，所以计算得到?vap H m=42773.04J?mol 又lnp=??vap H m R ?1 T +C，当p=pθ时，求出乙醇的正常沸点为350.99K，即77.84℃ 分析与讨论： 1.温度对液体的蒸气压影响很大，必须在数据测定过程中，将恒温水浴的温度波动范 围控制在±0.1摄氏度 2.数据测定之前，应将样品瓶内液体上方的空气抽尽，要求抽空气的速率适中，防止 U型等压计内的液体沸腾过度，并被抽出 参考时，麻烦注意数据和格式的替换，楼主也是学生党，这是我自己的实验报告 课后思考题： T 1 ：饱和蒸气压，在密闭条件中，在一定温度下，与固体或液体处于相平衡的蒸气所具有的压强；正常沸点，当饱和蒸气压恰为101.325kPa时，所对应的温度；沸腾温参考时，麻烦注意数据和格式的替换，楼主也是学生党，这是我自己的实验报告度，是液体的饱和蒸气压与外界压强相等时的温度 T 2 ：待等压计两端的液面平齐，且保持两分钟以上不变时；否，读取的是压强差 T 3 ：空气倒灌后，最后测得的蒸汽压就不是纯液体的蒸汽压，而是混合气体的蒸汽压 T 4 ：结果如本实验报告数据处理部分所示 T 5 ：真空泵在断电之前系统内压力低，先通大气为防油泵中的油倒流使真空泵损坏 T 6 ：防止空气与乙醇蒸汽混合后，对实验所测饱和蒸汽压产生影响