物理化学练习题
第一章热力学第一定律
一、填空题
2、 1mol理想气体绝热可逆膨胀，W ____ 0。
3、理想气体恒温可逆压缩，?U ___0，?H___0。
4、 1mol理想气体经恒温可逆膨胀、恒容加热、恒压压缩回到始态，?U___ 0，?H___0，W___0。
5、 H
2和O
2
以2 : 1的比例在绝热钢瓶中反应生成水，则?U __0。
13、10moL单原子理想气体在恒外压0.987p?下由400K，2p?等温膨胀至
0.987p?，物体对环境作功_______kJ。
二、是非题
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高温物体流向含热量较少的低温物体。
10、反应N
2(g)＋O
2
(g) → 2NO 的热效应为?
r
H
m
，这就是N
2
(g)的燃烧热，也是
NO(g)生成热的2 倍。
11、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。
14、液体在等温蒸发过程中的内能变化为零。
19、d H = C p d T及d H m = C p,m d T 的适用条件是无化学反应和相变，且不做非体积功的任何等压过程及无化学反应和相变而且系统的焓值只与温度有关的非等压过程。
6．凡是温度升高的过程体系一定吸热；而恒温过程体系不吸热也不放热。（错）
7．当系统的状态一定时，所有的状态函数都有一定的数值（对）。当系统的状态发生变化时，所有的状态函数的数值也随之发生变化。（错
12．从同一始态经不同的过程到达同一终态，则Q和W的值一般不同，（对）Q + W的值一般也不相同。（错
13．因Q P= ΔH，Q V= ΔU，所以Q P与Q V都是状态函数。（错
14．封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。（错
16．在101.325kPa下，1mol l00℃的水恒温蒸发为100℃的水蒸气。若水蒸气可视为理想气体，那么由于过程等温，所以该过程ΔU = 0。（错
18．1mol水在l01.325kPa下由25℃升温至120℃，其ΔH = ∑C P,m d T。（错24．若一个过程是可逆过程，则该过程中的每一步都是可逆的。（对
28．因理想气体的热力学能与体积压力无关，所以(?U/?p)V = 0，(?U/?V)p = 0。（错
34．对于同一始态出发的理想气体的绝热变化过程，W R= ΔU = n C V,mΔT，W Ir = ΔU = n C V,mΔT，所以W R = W Ir。（错
三、单选题：
2．体系的下列各组物理量中都是状态函数的是：
(A) T，p，V，Q ； (B) m，V m，C p，?V；
(C) T，p，V，n； (D) T，p，U，W。
5.理想气体向真空膨胀，当一部分气体进入真空容器后，余下的气体继续膨
胀所做的体积功：
(A) W > 0 ；(B) W = 0 ；
(C) W < 0 ； (D) 无法计算。
7．对于封闭体系，当过程的始态与终态确定后，下列各项中哪一个无确定值：
(A) Q ； (B) Q + W ；
(C) W (当Q = 0 时) ； (D) Q (当W = 0 时) 。
8．下述说法中，哪一种不正确：
(A) 焓是体系能与环境进行交换的能量；
(B) 焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量；
(C) 焓是体系状态函数；
(D) 焓只有在某些特定条件下，才与体系吸热相等。
11．某高压容器中盛有的气体可能是O
2、Ar、CO
2
、NH
3
中一种，在298K时由5dm3
绝热可逆膨胀到6dm3，温度降低21K，则容器中的气体是：
(A) O
2 ； (B) CO
2
； (C) NH
3
；(D) Ar 。
13．热力学第一定律仅适用于什么途径：
(A)同一过程的任何途径
(B)同一过程的可逆途径；
(C)同一过程的不可逆途径；
(D)不同过程的任何途径。
四、计算题
1、将100℃、101325Pa的1克水在恒压0.5×101325Pa )下恒温气化为水蒸气，然后将此水蒸气慢慢加压(近似看作可逆)变为100℃，101325Pa的水蒸气，求此过程的Q、W和该体系的?U和?H。(单位：J ) (100℃、101325Pa下水的气化热为2259.4J·g-1 )
7、0.5mol氮气（理想气体），经过下列三步可逆变化回复到原态：
1）. 从2p? , 5dm3在恒温T1下压缩至1dm3
2）. 恒压可逆膨胀至5dm3，同时温度由T1变至T2；
3）. 恒容下冷却至始态T1，2p?, 5dm3。
试计算：（1）T1 , T2；（2）经此循环的ΔU总，ΔH总，Q总，W总。
第二章热力学第二定律
一、填空题
1、在绝热封闭条件不，可逆过程的?S ___ 0，自发过程的?S ___ 0，非自发过程的?S ___ 0。
2、100?C、1.5p?的水蒸汽变为100?C，p?的液体水，则此过程的?S___ 0, ?G ___ 0。
5、理想气体向真空膨胀，体积由V1变到V2，其?U ___ 0，?S ___ 0。
二、是非题
1、任意体系经一循环过程则其?U，?H，?S，?G，?F 均为零。
3、凡是?S > 0的过程都是不可逆过程。
5、熵增加原理就是隔离体系的熵永远增加。
1．自然界发生的过程一定是不可逆过程。（对
6．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。（错8．在任意一可逆过程中?S = 0，不可逆过程中?S > 0。（错
9．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矛盾吗?（不矛盾
10．自发过程的熵变?S > 0。（错
11．相变过程的熵变可由T
H
S ?=?计算。（错
13．一切物质蒸发时，摩尔熵都增大。（对
14．冰在0℃，p
，其熵变T
H
S ?=
?>0，所以该过程为自发过程。（错
16．吉布斯函数减小的过程一定是自发过程。（错
17．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。（错
18．系统由V 1膨胀到V 2，其中经过可逆途径时做的功最多。（错 21．是非题：
⑴“某体系处于不同的状态，可以具有相同的熵值”，此话对否？（对
⑵“体系状态变化了，所有的状态函数都要变化”，此话对否？（不对
⑷ 自然界可否存在温度降低，熵值增加的过程？举一例。（有
⑸ 1mol 理想气体进行绝热自由膨胀，体积由V 1变到V 2，能否用公式：???
?
??=?1
2
ln V V R S 计算该过程的熵变？（可以 22．在100℃、p 时，1mol 水与100℃的大热源接触，使其向真空容器中蒸发成100℃、p 的水蒸气，试计算此过程的?S 、?S (环)。（ΔS = ΔH /T ，ΔS (环) = -ΔU /T
23．???
?
??=?1
2
ln V V R S 的适用条件是什么？（1mol 理想气体，等温过程，V 1V 2过程 ；
24．指出下列各过程中，物系的?U 、?H 、?S 、?A 、?G 中何者为零？ ⑴ 理想气体自由膨胀过程；
⑶ 理想气体由(p 1,T 1)状态绝热可逆变化到(p 2,T 2)状态； ⑷ H 2和Cl 2在刚性绝热的容器中反应生成HCl ； ⑸ 0℃、p 时，水结成冰的相变过程； ⑹ 理想气体卡诺循环。 (1) ΔU = ΔH = 0； (2) ΔH = 0； (3) ΔS = 0； (4) ΔU = 0； (5) ΔG = 0； (6) ΔU 、ΔH 、ΔS 、ΔA 、ΔG 都为 0。
三、单选题：
1．适合于下列过程中的哪一个？
(A) 恒压过程 ； (B) 绝热过程 ；
(C) 恒温过程；(D) 可逆相变过程。
4．对于克劳修斯不等式，判断不正确的是：
(A) 必为可逆过程或处于平衡状态；
(B)必为不可逆过程；
(C) 必为自发过程；
(D) 违反卡诺定理和第二定律，过程不可能自发发生。
8．理想气体在绝热条件下，在恒外压下被压缩到终态，则体系与环境的熵变：
(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 。
10．计算熵变的公式适用于下列：
(A)理想气体的简单状态变化；
(B)无非体积功的封闭体系的简单状态变化过程；
(C)理想气体的任意变化过程；
(D)封闭体系的任意变化过程；
12．2mol理想气体B，在300K时等温膨胀，W = 0时体积增加一倍，则其?S(J·K-1)为：
(A) -5.76 ； (B) 331 (C) 5.76 ； (D) 11.52 。
17．熵是混乱度(热力学微观状态数或热力学几率)的量度，下列结论中不正确的是：
(A) 同一种物质的；
(B) 同种物质温度越高熵值越大；
(C) 分子内含原子数越多熵值越大；
(D) 0K时任何纯物质的熵值都等于零。
20．?G = ?A的过程是：
(A) H
2
O(l,373K,p)---H2O(g,373K,p) ；
(B) N
2(g,400K,1000kPa)--N
2
(g,400K,100kPa) ；
(C) 等温等压下，N
2(g) + 3H
2
(g)--NH
3
(g) ；
(D) Ar(g,T,p)--Ar(g,T+100,p) 。
27．在 -10℃、101.325kPa下，1mol水凝结成冰的过程中，下列哪个公式可以适用：
(A) ?U = T?S；（B）；
(C) ?H = T?S + V?p； (D) ?G T,p = 0。
29．373.2K、101325Pa的水，使其与大热源接触，向真空蒸发成为373.2K、101325Pa下的水气，对这一个过程，应选用哪一个作为过程方向的判据：
(A) ?U； (B) ?A；(C) ?H； (D) ?G。
34．下列各量中哪个是偏摩尔量：C
35．对多组分体系中i物质的偏摩尔量，下列叙述中不正确
的是：
(A) X i是无限大量体系中i物质每变化1mol时该系统容量性质X的变化量；
(B) X为容量性质，X i也为容量性质；
(A)X i不仅决定于T、p，而且决定于浓度；
(D) X = ∑n i X i 。
四、计算题
2、在373K及p?条件下，使 2mol H2O(l)向真空气化为水汽，终态为p?，373K，求此过程中的W，Q及?vap U，?vap H，?vap S。H2O的气化热为40.6kJ·mol-1。H2O
在373K的密度为 0.9798kg·m3。（假设水汽可作为理想气体）
3、1mol 理想气体在 273.15K等温地从10p?膨胀到p?，若膨胀是可逆的，试计算此过程的Q（单位J）、W（单位J）及气体的?U（单位J），?H（单位J），?S（单位J/K），?G（单位J），?F（单位J）。
4、298K、p?下，Zn和CuSO4溶液的置换反应在可逆电池中进行，做出电功200kJ，
放热6kJ，求该反应的?
r U（单位kJ），?
r
H（单位kJ），?
r
F（单位kJ），?
r
S
（单位J/K），?
r
G（单位kJ）（设反应前后的体积变化可忽略不计）。
4. (14分) 计算下列过程的 Q、W、ΔU、ΔH、ΔS(体)、ΔS(环)、ΔS(孤)、ΔA、ΔG。
(1). 1mol理想气体由300K、101325Pa恒外压1013250Pa 等温压缩到终态。
(2). 36克100℃、101325Pa的水蒸汽在外压为101325Pa下凝结为100℃、101325Pa
的水。已知水的ΔvapH=40.5KJ/mol，水蒸汽可视为理想气体。
第四章溶液
一、填空题
8.已知A、B两组分可构成理想液体混合物，且该混合物在p?下沸点为373.15K。若A、B两组分在373.15K时的饱和蒸气压为106658Pa和79993Pa，则该理想液体混合物的组成为：x A = ______________________，平衡气相的组成为：y B =
_____________________________
。
二、是非题
9.利用稀溶液的依数性可测定溶剂的摩尔质量。
三、单选题：
1．1mol A与n mol B组成的溶液，体积为0.65dm3，当x B = 0.8时，A的偏摩尔体积V A = 0.090dm3·mol-1，那么B的偏摩尔V B 为：
(A) 0.140 dm3·mol-1； (B) 0.072 dm3·mol-1；
(C) 0.028 dm3·mol-1； (D) 0.010 dm3·mol-1。
6．对于亨利定律，下列表述中不正确的是：
(A) 仅适用于溶质在气相和溶液相分子状态相同的非电解质稀溶液；
(B) 其表达式中的浓度可用x B，c B，m B ；
(C) 其表达式中的压力p是指溶液面上的混合气体总压；
(D) 对于非理想溶液，只有理想溶液有。
第五章相平衡
一、填空题
2. CO
2
的三相点为216.15K， 5.1×p?，可见固体CO2（干冰）升华的压力范围是p___ 5.1×p?。
6. NiO(s)与Ni(s),H
2O(g), H
2
(g), CO
2
(g)及CO(g)呈平衡，则该体系的独立组
分数为______，自由度数为_______。
二、是非题
1.等温等容条件下，B在α、β两相中达平衡，有μ
B α = μ
B
β。
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。
10.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。
一、判断题：
2．单组分系统的物种数一定等于1。（错
4．相图中的点都是代表系统状态的点。错
5．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。错
6．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。（对
8．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。（对
9．杠杆规则只适用于T～x图的两相平衡区。错
10．对于二元互溶液系，通过精馏方法总可以得到两个纯组分。错
14．在简单低共熔物的相图中，三相线上的任何一个系统点的液相组成都相同。对
四、主观题：
2．滑冰鞋下面的冰刀与冰接触面长为7.68cm，宽为0.00245cm。
(1) 若滑冰者体重为60kg，试求施于冰面的压强为多少？(双脚滑行)
(2) 在该压强下，冰的熔点是多少？巳知冰的摩尔熔化热为6009.5 J·mol-1，冰的密度为
0.92g·cm-3，水的密度为1.0 g·cm-3。
2．解：(1) p = W/2S = 60/(7.62 × 0.00245 × 3) = 1607 kg·cm-2 = 1549 × 104 Pa
(2) d p/d T= ΔH/TΔV，d p = (ΔH/TΔV) ·d T
积分：p2-p1= (ΔH/ΔV) × ln(T2/T1)，p2 = 15749 × 104 Pa，p1 = 101325 Pa
T1 = 273.15 K，ΔV = 18.02/1.00 - 18.02/0.92 = -1.567 cm3
ln(T2/T1) = (p2-p1) × ΔV/ΔH
= (15746 × 104-101325) × (-1.567 × 10-6)/6009.5 = -0.04106
T2 = 0.9598 T1 = 0.9598 × 273.15 = 262.16 K 即：t2 = - 11℃
12．NaCl－H2O二组分体系的低共熔点为 -21.1℃，此时冰、NaCl·2H2O(s) 和浓度为
22.3％(重量百分数)的NaCl水溶液平衡共存，在 -9℃时有一不相合熔点，在该熔点
温度时，不稳定化合物NaCl·2H2O分解成无水NaCl和27％的NaCl水溶液，已知无水NaCl在水中的溶解度受温度的影响不大(当温度升高时，溶解度略有增加)。
(1) 请绘制相图，并指出图中线、面的意义；
(2) 若在冰水平衡体系中加入固体NaCl作致冷剂可获得最低温度是几度？
(3) 若有1000g 28％的NaCl溶液，由160℃冷到 -10℃，问此过程中最多能析出多少
纯NaCl ？
12．解：(1) 图中的ac 为水的冰点下降曲线；ec 为水
化物NaCl·2H2O的溶解曲线；eh 为NaCl的溶解度曲线；bd 为三相线，线上任意一点代表冰、水化物和具有c 点组成的NaCl溶液三相平衡共存；eg 为三相线，线上任意一点代表NaCl、水化物和具有e点组成的NaCl溶液三相平衡共存。
Ⅰ是液相区；Ⅱ是固(NaCl) 液平衡区；Ⅲ是冰液平衡区；Ⅳ是固(NaCl·2H2O) 液平衡区。
(2) 由相图可知，在冰水平衡体系中加入
NaCl，随着加入NaCl的增多，体系温度
沿c线下降，至c点温度降为最低，这时
体系的温度为-21.1℃。
(3) 在冷却到-9℃时，已达到低共熔点，
此时已开始有NaCl·2H2O析出，到-10℃，
纯NaCl已消失，因此在冷却到-10℃过程
中，最多析出的纯NaCl可由杠杆规则计
算：w (液) × 1 = w (NaCl) ×72 w (NaCl) / w总= 1/(72 + 1) = 1/73
w (NaCl) = w总/ 73 = 1000/73 = 13.7 g
即冷却到-10℃过程中，最多能析出纯NaCl 13.7 g。
14．已知Bi和Cd的熔点和熔融焓分别是544.2K、594.1K以及11.00 kJ·mol-1、5.98 kJ·mol-1，
预言由这两个金属所形成的最低共熔混合物的温度和组成(设形成理想混合物)。实验值为140℃和Cd的含量(质量百分数)为40％。
14．解：(1)由图Ⅰ知X为A3B。
1：L + A(s)；2：A(s) + A3B(s)；3：A3B(s) + L；4：A3B(s) + B(s)；5：B(s) + L
(2) 由图Ⅱ知：1：α；2：L + α；3：L + β；4：β；5：α + β
(3) 由图Ⅲ知X为A2B，Y为AB 。
1：L；2：α；3：L + α；4：L + A2B(s)；5：α + A2B(s)；6：L + AB(s)；
7：A2B(s) + AB(s)；8：L+ AB(s)；9：L+B(s) 10：AB(s) + B(s)
三、单选题：
2．克劳修斯－克拉伯龙方程导出中，忽略了液态体积。此方程使用时，对体系所处的温度要求：
(A) 大于临界温度；
(B) 在三相点与沸点之间；
(C) 在三相点与临界温度之间；
(D) 小于沸点温度。
3．单组分固－液两相平衡的p～T曲线如图所示，则：
(A) V m(l) = V m(s) ； (B) V m(l)＞V m(s) ；
(C) V m(l)＜V m(s) ； (D) 无法确定。
6．硫酸与水可组成三种化合物：H
2SO
4
·H
2
O(s)、H
2
SO
4
·2H
2
O(s)、H
2
SO
4
·
4H
2
O(s)，在p下，能与硫酸水溶液共存的化合物最多有几种：
(A) 1 种；(B) 2 种；
(C) 3 种； (D) 0 种。
12．相图与相律之间是：
(A)相图由实验结果绘制得出，相图不能违背相律；
(B)相图由相律推导得出；
(C)相图由实验结果绘制得出，与相律无关； (D) 相图决定相律。 13．下列叙述中错误的是：
(A) 水的三相点的温度是273.15K，压力是610.62 Pa ；
(B) 三相点的温度和压力仅由系统决定，不能任意改变；
(C) 水的冰点温度是0℃(273.15K)，压力是101325 Pa ；
(D) 水的三相点f = 0，而冰点f = 1 。
16.三相点是： ( )
(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
25.二元合金处于低共熔温度时，物系的自由度： ( )
(A) f = 0 (B) f = 1 (C) f = 3 (D) f = 2
26.区域熔炼技术主要是应用于： ( )
(A) 制备低共熔混合物
(B) 提纯
(C) 制备不稳定化合物
(D) 获得固熔体
27.已知苯一乙醇双液体系中，苯的沸点是353.3K, 乙醇的沸点是351.6K, 两者的共沸组成为：含乙醇47.5%(摩尔分数)，沸点为341.2K。今有含乙醇77.5%的苯溶液，在达到气、液平衡后，气相中含乙醇为y2，液相中含乙醇为x2。
问：下列结论何者正确？ ( )
(A) y2 >x2 (B)y2 =x2 (C) y2 28.如上题，若将上述溶液精馏，则能得到： ( ) (A) 纯苯 (B) 纯乙醇 (C) 纯苯和恒沸混合物(D) 纯乙醇和恒沸混合物 30. CuSO 4 与水可生成CuSO 4· H 2 O, CuSO 4· 3H 2 O , CuSO 4· 5H 2 O三种水合物，则在一 定压力下和CuSO 4 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 第十章化学动力学基础(1) 一、判断题： 1．在同一反应中各物质的变化速率相同。 2．若化学反应由一系列基元反应组成，则该反应的速率是各基元反应速率的代数和。 3．单分子反应一定是基元反应。 4．双分子反应一定是基元反应。 5．零级反应的反应速率不随反应物浓度变化而变化。 6．若一个化学反应是一级反应，则该反应的速率与反应物浓度的一次方成正比。 7．一个化学反应进行完全所需的时间是半衰期的2倍。 8．一个化学反应的级数越大，其反应速率也越大。 9．若反应 A + B Y + Z 的速率方程为：r =kc A c B ，则该反应是二级反应，且肯定不是双分子反应。 10. 下列说法是否正确： (1) H 2+I 2=2HI 是2 分子反应； (2) 单分子反应都是一级反应，双分子反应都是二级反应。； (3) 反应级数是整数的为简单反应 (4) 反应级数是分数的为复杂反应。 11．对于一般服从阿累尼乌斯方程的化学反应，温度越高，反应速率越快，因此升高温度有利于生成更多的产物。 12．若反应(1)的活化能为E 1，反应(2)的活化能为E 2，且E 1 > E 2，则在同一温度下k 1一定小于k 2。 13．若某化学反应的Δr U m < 0，则该化学反应的活化能小于零。 14．对平衡反应A Y ，在一定温度下反应达平衡时，正逆反应速率常数相等。 15．平行反应C B A 2 1?→??→?k k ┤，k 1/k 2的比值不随温度的变化而变化。 16．复杂反应的速率取决于其中最慢的一步。 17．反应物分子的能量高于产物分子的能量，则此反应就不需要活化能。 18．温度升高。正、逆反应速度都会增大，因此平衡常数也不随温度而改变。 1．错，同一化学反应各物质变化速率比等于计量系数比。 2．错，总反应速率与其他反应速率的关系与反应机理有关。 3．对，只有基元反应才有反应分子数。 4．对，只有基元反应才有反应分子数。 5．对。 6．对。 7．错。 8．错。 9．错，不一定是双分子反应。 10．(1) 错。 (2) 错。 (3) 错。 (4) 对。 11．错，若为可逆反应，温度升高则逆反应速率常数也增加。 12．错，A 与E a 和k o 都有关。 13．错，E a > 0。 14．错，对行反应达平衡时，正、逆反应速率相等。 15．错，k 1/k 2 = (k 01 /k 02)exp(E l —E 2)/RT 。 16．错，复杂反应中只有连续反应的速率决定于其中最慢的一步。 17．错。该反应是放热反应，中间产物的能量比反应物高，要活化能的。 18．错。正逆反应速率增加的倍数不同。 四、主观题： 3．设乙醛热分解CH 3CHO CH 4 + CO 是按下列历程进行的： CH 3CHO ?→?1 k CH 3· + CHO ； CH 3· + CH 3CHO ?→?2 k CH 4 + CH 3CO·(放热反 应) CH 3CO·?→?3k CH 3· + CO ； CH 3· + CH 3·?→?4 k C 2H 6 。 (1) 用稳态近似法求出该反应的速率方程：d[CH 4]/d t = ？ 5．设某化合物分解反应为一级反应，若此化合物分解30％ 则无效，今测得温度50℃、 60℃ 时分解反应速率常数分别是7.08×10-4 hr -1与1.7×10-3hr -1，计算这个反应的活化 能，并求温度为25℃ 时此反应的有效期是多少? 3．解：(1) r = d[CH 4]/d t = k 2[CH 3·][CH 3CHO] (1) d[CH 3·]/d t = k 1[CH 3HO] - k 2[CH 3·][CH 3CHO] + k 3[CH 3CO ·] - k 4[CH 3·]2 = 0 (2) d[CH 3CO ·]/d t = k 2[CH 3·][CH 3CHO] - k 3[CH 3CO ·] = 0 (3) (2)式 + (3)式： k 1[CH 3CHO] = k 4[CH 3·] 2 [CH3·] = (k1/k4)1/2[CH3CHO]1/2代入(1)式 r = k2(k1/k4)1/2[CH3CHO]3/2 = k a[CH3CHO]3/2其中k a = k2(k1/k4)1/2 (2) E a = E2 + ? (E1 - E4) E1= εC-C = 355.64 kJ·mol-1，E2= 0.05 × εC-H = 0.05 × 422.58 = 21.13 kJ·mol-1 ，E4 = 0 E a = 21.13 + 1/2 (355.64 - 0) = 198.95 kJ·mol-1 5．解：Arrhenius 方程式：ln(k2/k1) = E(T2 - T1)/RT1T2 E a = RT1T2/(T2 - T1)·ln(k2/k1) = [8.314 × 323 × 333/(333 - 323)]·ln(1.7 × 10-3/7.08 × 10-4) = 78.33 kJ/mol 设25℃时的速率常数为k3，T3 = 298 K ln(k1/k3) = 78.33 × 103(323 - 298)/(8.314 × 323 × 298) = 2.447 k1/k3 = 11.554 k3 = 7.08 × 10-4/11.554 = 6.13 × 10-5hr-1 一级反应：ln[a/(a - x)] = k1t x = 0.30a t = 1/k3·ln[a/(a - x)] = 1/6.13 × 10-5·ln[1/(1 - 0.3)] = 5813 hr = 242.2 天 二、单选题： 1. A； 2. B； 3. C； 4. C； 5. C； 6. A； 7. D； 8. D； 9. C；10.C； 11.D；12.C；13.B；14.B；15.A；16.B；17.B；18.B；19.D；20.B； 21.C；22.D；23.C；24.C；25.D；26.C；27.C；28.D；29.C；30.B； 31.B；32.D；33.D；34.A；35.B；36.D；37.C；38.C；39.D；40.B。 1．反应3O 2 --2O 3 ，其速率方程 -d[O 2 ]/d t = k[O3]2[O2] 或 d[O 3 ]/d t = k'[O3]2[O2]，那么k与k'的关系是： (A) 2k = 3k' ； (B) k = k' ； (C) 3k = 2k' ； (D) ?k = ?k' 。 4．进行反应A + 2D--3G在298K及2dm3容器中进行，若某时刻反应进度随时间变化率为0.3 mol·s-1，则此时G的生成速率为(单位：mol-1·dm3·s-1) ： (A) 0.15 ； (B) 0.9 ； (C) 0.45 ； (D) 0.2 。 5．基元反应体系a A + d D -- g G的速率表达式中，不正确的是： (A)-d[A]/d t = k A[A]a[D]d； (B) (B) -d[D]/d t = k D[A]a[D]d； (C)d[G]/d t = k G[G]g； (D) (D) d[G]/d t = k G[A]a[D]d。 6．某一反应在有限时间内可反应完全，所需时间为c0/k，该反应级数为： (A) 零级； (B) 一级； (C) 二级； (D) 三级。 9．某反应，其半衰期与起始浓度成反比，则反应完成87.5％的时间t1与反应完成50％的时间t2之间的关系是： (A) t1 = 2t2 ； (B) t1 = 4t2 ； (C) t1 = 7t2 ； (D) t1 = 5t2。 11．有相同初始浓度的反应物在相同的温度下，经一级反应时，半衰期为t1/2 ；若经二级反应，其半衰期为t1/2'，那么： (A)t1/2 = t1/2' ； (B) t1/2 > t1/2' ； (C) t 1/2 < t 1/2' ； (D) 两者大小无法确定 。 13．起始浓度都相同的三级反应的直线图应是 (c 为反应物浓度，n 为级数) ： 14．某化合物与水相作用时，其起始浓度为 1 mol·dm -3，1小时后为0.5 mol·dm -3，2小时后为0.25 mol·dm -3。则此反应级数为： (A) 0 ； (B) 1 ； (C) 2 ； (D) 3 。 15．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 。 18．某反应进行时，反应物浓度与时间成线性关系，则此反应之半衰期与反应物最初浓度有何关系? (A) 无关 ； (B) 成正比 ； (C) 成反比 ； (D) 平方成反比 19．恒容下某复杂反应(取单位体积)的反应机理为：，分别以A 和B 反应物的浓度变化来计算反应速率，其中完全正确的一组是： (A) r A = k 1c A 2 ， r B = k 2c B ； (B) r A = k 1c A - k -1c B ， r B = k -1c B + k 2c C ； (C) r A = k 1c A 2 + k -1c B ， r B = k -1c B - k 2c C ； (D) r A = - k 1c A 2 + k -1c B ， r B = k 1c A 2 - k -1c B - k 2c C 。 20．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 。 24．对于可逆一级反应 ，下列叙述正确的是： (A) 平衡时c A = c B ； (B) 平衡时k 1 = k -1 ； (C) 总反应速率为正、逆反应速率的代数和 ； (D) 加入正催化剂可使k 1 > k -1 。 25．某温度时，平行反应 的k 1和k 2分别为0.008和0.002 min -1， 那么100min 后A 的转化率为： (A) 100％ ； (B) 81.9％ ； (C) 44.9％； (D) 63.2％。 第十二章界面现象 一、判断题： 1．只有在比表面很大时才能明显地看到表面现象，所以系统表面增大是表面张力产生的原因。错 2．对大多数系统来讲，当温度升高时，表面张力下降。对 6．液体在毛细管内上升或下降决定于该液体的表面张力的大小。错 四、主观题： 1．有一毛细管，其半径为0.60 mm，当它垂直插入水中，水面上升2.19 cm，设该毛细管的接触角为30°，水的密度是0.98 g·cm-3，求该温度下水的表面张力。 3．乙醇的表面张力符合下列公式：σ( × 10-3N·m-1) = 72 - 0.5c + 0.2c2 ，c(mol·dm-3)为乙醇 的浓度。试计算温度25℃时： (1) 醇浓度为0.3、0.5 mol·dm-3表面超量； (2) 求出饱和吸附量； (3) 算乙醇分子的截面积。 二、单选题： 1. D； 2. A； 3. D； 4. C； 5. B； 6. A； 7. A； 8. A； 9. C；10.D； 11.C；12.A；13.D；14.C；15.A；16.B；17.B；18.B；19.C；20.A； 21.A；22.D；23.A；24.C；25.A；26.D；27.B；28.D；29.C；30.D； 31.C；32.C。 1．下列叙述不正确的是： (A) 比表面自由能的物理意义是，在定温定压下，可逆地增加单位表面积引起系统吉布斯自由能的增量； (B)表面张力的物理意义是，在相表面的功面上，垂直作用于表面上任意 单位长度功线的表面紧缩力； (C) 比表面自由能与表面张力量纲相同，单位不同； (D) 比表面自由能单位为J·m2，表面张力单位为N·m-1时，两者数值不 同。 3．同一体系，比表面自由能和表面张力都用σ表示，它们： (A) 物理意义相同，数值相同； B) 量纲和单位完全相同； (C) 物理意义相同，单位不同； (D) 前者是标量，后者是矢量。 4．一个玻璃毛细管分别插入25℃ 和75℃ 的水中，则毛细管中的水在两不同温度水中上升的高度： (A) 相同； (B) 无法确定； (C) 25℃ 水中高于75℃ 水中； (D) 75℃ 水中高于25℃ 水中。 5．纯水的表面张力是指恒温恒压组成时水与哪类相接触时的界面张力： (A) 饱和水蒸气； (B) 饱和了水蒸气的空气； (C) 空气； (D) 含有水蒸气的空气。 11．弯曲液面下的附加压力与表面张力的联系与区别在于： (A)产生的原因与方向相同，而大小不同； (B)作用点相同，而方向和大小不同； (C)产生的原因相同，而方向不同； (D)作用点相同，而产生的原因不同。 14．微小固体颗粒在水中的溶解度应： (A) 与颗粒大小成正比； (B) 与颗粒大小无关； (C) 随表面张力增大而增大； (D) 与固体密度成正比。 15．下列摩尔浓度相同的各物质的稀水溶液中，哪一种溶液的表面发生负吸附： (A) 硫酸 (B) 己酸 (C) 硬脂酸 (D) 苯甲酸。 16．一根毛细管插入水中，液面上升的高度为h，当在水中加入少量的NaCl，这时毛细管中液面的高度为： (A)等于h；(B) 大于h； (C) 小于h； (D) 无法确定。 23．胶束的出现标志着表面活性剂的： (A) 降低表面张力的作用下降； (B) 溶解已达到饱和； (C) 分子间作用超过它与溶剂的作用； (D) 分子远未排满溶液表面。 25．如图所示，一支玻璃毛细管插入水中，有一段水柱，水柱内b处的压力p 为： b (A) p b = p0 ； (B) p b = p0 + ρg h ； (C) p b = p0-ρg h ； (D) p b = ρg h。 26．水对玻璃润湿，汞对玻璃不润湿，将一玻璃毛细管分别插入水和汞中，下列叙述不正确的是： (A) 管内水面为凹球面； (B) 管内汞面为凸球面； (C) 管内水面高于水平面； (D) 管内汞面与汞平面一致。 27．如图所示，a、b、c为内径相同的玻璃毛细管。a中水柱升高至h，b中间有扩大部分，d为内径相同的石蜡毛细管(水不润湿石蜡)，则下列叙述不正确的是： (A)b管中水柱自动升至h’，若将水吸至高于h，去掉吸力，水面保持 在h ； (B) c管中水柱自动升至h?并向下滴水； (C) c管中水柱自动升至h?，不向下滴水； (D) d管中水面低于槽中水平面。 28．矿石浮选法的原理是根据表面活性剂的： (A) 乳化作用； (B) 增溶作用； (C) 去污作用； (D) 润湿作用。 279 界面现象 1. 表面张力、表面功及表面吉布斯函数 表面张力γ：引起液体或固体表面收缩的单位长度上的力，单位为N·m -1。 表面功：'δ/d r s W A ，使系统增加单位表面所需的可逆功，单位为J·m -2。 表面吉布斯函数：B ,,()(/)s T p n G A α??，恒温恒压下系统增加单位表面时所增加的吉布斯 函数，单位为J·m -2。 表面吉布斯函数的广义定义： B()B()B()B(),,,,,,,,( )()()()S V n S p n T V n T p n s s s s U H A G A A A A ααααγ????====???? ',r s T p s W dA dG dA γδ== 表面张力是从力的角度描述系统表面的某强度性质，而表面功及表面吉布斯函数则是从能量角度和热力学角度描述系统表面的某一性质。三者虽为不同的物理量，但它们的数值及量纲等同的，均可化为N·m -1。 在一定温度、压力下，若系统有多个界面，其总界面吉布斯函数： s i i s i G A γ=∑ 2. 弯曲液面的附加压力、拉普拉斯方程 附加压力：Δp =p 内-p 外 拉普拉斯方程：2p r γ?= 规定弯曲液面凹面一侧压力位p 内，凸面一侧压力位p 外；γ为表面张力；r 为弯曲液面的曲率半径，△p 一律取正值；附加压力方向总指向凹面曲率半径中心。 3. 毛细现象 毛细管内液体上升或下降的高度 2cos h r g γθρ= 式中：γ为表面张力；ρ为液体密度；g 为重力加速度；θ为接触角；r 为毛细管半径。当液体不能润湿管壁，θ>90°即0cos θ<时，h 为负值，表示管内凸液体下降的深度。 4. 微小液滴的饱和蒸汽压——开尔文公式 选 择 题 1. 在相同的温度及压力下，把一定体积的水分散成许多小水滴经这一变化过程，以下性质保持不变 的是（ d ） （a ）总表面能 （b ）比表面 （ c ）液面下的附加压力 （ d ）表面张力 2. 直径为 1×10 -2 m 的球形肥皂泡所受的附加压力为（已知表面张力为 ?m -1 ）（ d ） （a ）5 Pa （b ）10 Pa （c ）15 Pa （d ）20 Pa 思路：因为肥皂泡有内、外两个表面，内面的附加压力是负值，外面的附加压力是正值，故 4 p s ，答案选 d 。 R' 4. 298K 时，苯蒸汽在石墨上的吸附符合 Langmuir 吸附等温式， 在苯蒸汽压力为 40Pa 时，覆盖率 θ=， 当 θ =时，苯蒸汽的平衡压力为（ b ） （a ）400 Pa （b ）760 Pa （c ）1000 Pa （ d ） 200 Pa 思路： Langmuir 公式 1 ap 将已知条件的压强和覆盖率代入公式， 计算得到 a 的值，然后根据新的覆盖度和 a ，计算出平衡压力。 答案为 b 。（要求能够自己推导 Langmuir 公式） 5. 在 298K 时，已知 A 液的表面张力是 B 液的一半，其密度是 B 液的两倍。如果 A ， B 液分别用相同 的毛细管产生大小相同的气泡时， A 液的最大气泡压力差等于 B 液的（ a ） （a ）倍 （b ）1倍 （c ）2倍 （d ）4 倍 2 思路： p s ，代入该公式计算比值，答案选 a 。 s R' 6. 将一毛细管插入水中，毛细管中水面上升 5cm ，在 3cm 处将毛细管折断，这时毛细管上端（ c ） （a ）水从上端溢出 （b ）水面呈凸面 （c ）水面呈凹形弯月面 （ d ）水面呈水平面 思路：液体具有流动性， Yang-Laplace 公式中的半径是可以变化的，不可能出现“井喷”的情况。 7. 用同一滴管分别滴下 1cm 3 的 NaOH 水溶液、水、乙醇水溶液，各自的滴数多少的次序为（ c ） （a ）三者一样多 （b ）水 ＞乙醇水溶液 ＞NaOH 水溶液 （c ）乙醇水溶液 ＞水 ＞NaOH 水溶液 （d ）NaOH 水溶液 ＞水＞乙醇水溶液 思路：乙醇对水而言是表面活性剂， NaOH 对水而言是非表面活性3. 已知水溶解某物质以后，其表面张力 γ0 为纯水的表面张力， 式中 A ， γ 与溶质的活度 a 呈如下关系： B 为常 数，则溶液表面过剩 Γ2为（ c ） a ） Aa RT 1 Ba b ） ABa RT 1 Ba c ） ABa RT 1 Ba d ） Ba RT 1 Ba 思路： ad RT da RT A B 1 Ba ABa ，答案选 c 。 RT 1 Ba 2017 年秋季学期研究生课程考核 （读书报告、研究报告） 考核科目:固体界面物理与化学 学生所在院（系）:化工学院 学生所在学科:化学工程与技术 学生姓名: 学号: 学生类别: 考核结果阅卷人 第 1 页（共7 页） 吸附等温线及其应用 1 吸附等温线的定义 吸附等温曲线是指在一定温度下溶质分子在两相界面上进行的吸附过程达到平衡时它们在两相中浓度之问的关系曲线。在一定温度下．分离物质在液相和固相中的浓度关系可用吸附方程式来表示。作为吸附现象方面的特性有吸附量、吸附强度、吸附状态等，而宏观地总括这些特性的是吸附等温线，也就是说吸附等温线是吸附研究中最重要的关系曲线。 2吸附等温线的分类 2.1 气体吸附等温线 文献中曾报道过许多不同形状的气体吸附等温线，但由国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）提出的物理吸附等温线分类可以归纳为如图1所示的六类吸附等温线：分别是I型、II型、III型、IV型和VI型吸附等温线。图中纵坐标表示吸附量，横坐标为相对压力P/P0，P0表示气体在吸附温时的饱和蒸汽压，P表示吸附平衡时气相的压力。各种吸附等温线对应着吸附时气体在固体表面上的排列形式，固体的孔、表面积、孔径分布以及孔容积等有关信息。 图1 六类气体吸附等温线 I型等温线的特点是，在低相对压力区域，气体吸附量有一个快速增长。这是由于发生了微孔填充过程。随后的水平或近水平平台表明，微孔已经充满，没 有或几乎没有进一步的吸附发生。达到饱和压力时，可能出现吸附质凝聚。外表面相对较小的微孔固体，如活性炭、分子筛沸石和某些多孔氧化物，表现出这种等温线。II型等温线一般由非孔或宏孔固体产生。B点通常被作为单层吸附容量结束的标志。III型等温线以向相对压力轴凸出为特征。这种等温线在非孔或宏孔固体上发生弱的气－固相互作用时出现，而且不常见。IV型等温线由介孔固体产生。一个典型特征是等温线的吸附分支与等温线的脱附分支不一致，可以观察到迟滞回线。在P/P0值更高的区域可观察到一个平台，有时以等温线的最终转而向上结束。V型等温线的特征是向相对压力轴凸起。与III型等温线不同，在更高相对压力下存在一个拐点。V型等温线来源于微孔和介孔固体上的弱气－固相互作用，微孔材料的水蒸汽吸附常见此类线型。VI型等温线以其吸附过程的台阶状特性而著称。这些台阶来源于均匀非孔表面的依次多层吸附。液氮温度下的氮气吸附不能获得这种等温线的完整形式，而液氩下的氩吸附则可以实现。 在这些等温线类型中，已发现存在多种迟滞回线。虽然影响吸附迟滞的不同原因尚未完全清晰，但其存在4种特征，并已由国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）划分出了4种特征类型。迟滞回线的标准类型如图2所示。 图2 迟滞回线的标准类型 H1型迟滞回线可在孔径分布相对较窄的介孔材料，和尺寸较均匀的球形颗粒聚集体中观察到。H2型迟滞回线由有些固体，如某些二氧化硅凝胶给出。其中孔径分布和孔形状可能不好确定，比如，孔径分布比H1型回线更宽。H3型迟 第一章几何结晶学基础 1-1.晶体、晶胞的定义；空间格子构造的特点；晶体的基本性质。 1-2.参网页上的模型，运用对称要素组合定律，写出四方柱、六方柱、四方 四面体、斜方双锥、六八面体、三方柱、复三方三角面体、四六面体的点群符号，并写出其所属的晶系和晶族。 1-3.参阅网页上的模型，请确定单型中的六八面体、复三方偏三角面体、复六 方双锥、和聚型中2、3、4号模型在晶体定向中，各晶体的晶轴分别与哪些对称 轴重或晶棱方向平行？ 1-4.请写出单型三方柱、四方柱、四方双锥、六方柱、菱面体、斜方双锥各晶 面的主要晶面符号。 1-5.请写出下列聚型模型各晶面的晶面符号：1、2、3、4。两个对称面相互成 1）60°、2）90°、3）45°、4）30°，可组合成什么点群？ 1-6.由两根相交的二次轴互成1）90°、2）60°、3）45°、4）30°，可以组 合成什么点群？试在面心立方格子中画出菱面体格子 1-7.一晶面在X、Y、Z轴分别截得2、4、6个轴单位，请写出此晶面符号。 1-8.作图表示立方晶体的（123）、（012）、（421）晶面。 1-9.在六方晶体中标出晶面（0001）、（2110）、（1010）、（1120）、（1210）的位臵。 1. 答：晶体最本质的特点是其内部的原子、离子、或原子集团在三维空间以一 定周期性重复排列而成 , 晶体的空间格子构造有如下特点：结点空间格子中的 点，在实际晶体中它们可以代表同种质点占有的位臵，因此也称为晶体结构中的 等同点位臵。行列结点在一维方向上的排列 . 空间格子中任意两个结点连接的 方向就是一个行列方向。面网结点在平面上的分布构成面网。空间格子中，不 在同一行列上的任意三个结点就可联成一个面网。平行六面体空间格子中的最 小单位。它由六个两两平行且大小相等的面组成。 晶体的基本性质是指一切晶体所共有的性质，这些性质完全来源于晶体的空间格 子构造。晶体的基本性质主要包括以下五点： 1 ） . 自限性（自范性），指晶体在适当条件下自发形成封闭几何多面体的性 质。晶体的的多面体形态是其格子构造在外形上的反映。暴露在空间的晶体外表，如晶面、晶棱与角顶分别对应其晶体空间格子中的某一个面网、行列和结点。 2 ） . 结晶均一性，指同一晶体的各个不同部分具有相同的性质。因为以晶体 的格子构造特点衡量，晶体不同部分质点分布规律相同，决定了晶体的均一性。 3 ） . 对称性，指晶体中的相同部分在不同方向上或不同位臵上可以有规律地 重复出现。这些相同部位可以是晶面、晶棱或角顶。晶体宏观上的对称性反映了 其微观格子构造的几何特征。 第十章界面现象 10.1 界面张力 界面：两相的接触面。 五种界面：气—液、气—固、液—液、液—固、固—固界面。（一般常把与气体接触的界面称为表面，气—液界面=液体表面，气—固界面=固体表面。） 界面不是接触两相间的几何平面！界面有一定的厚度， 有时又称界面为界面相(层）。 特征：几个分子厚，结构与性质与两侧体相均不同 比表面积：αs=A s/m（单位：㎡·㎏-1） 对于一定量的物质而言，分散度越高，其表面积就越大，表面效应也就越明显，物质的分散度可用比表面积αs来表示。 与一般体系相比，小颗粒的分散体系有很大的表面积，它对系统性质的影响不可忽略。 1. 表面张力，比表面功及比表面吉布斯函数 物质表面层的分子与体相中分子所处的力场是不同的——所有表面现象的根本原因！ 表面的分子总是趋向移往内部，力图缩小表面积。液体表面如同一层绷紧了的富有弹性的橡皮膜。 称为表面张力：作用于单位界面长度上的紧缩力。单位：N/m, 方向：表面（平面、曲面）的切线方向 γ可理解为：增加单位表面时环境所需作的可逆功，称比表面功。单位： J · m-2。 恒温恒压： 所以： γ等于恒温、恒压下系统可逆增加单位面积时，吉布斯函数的增加，所以，γ也称为比表面吉布斯函数或比表面能。单位J · m-2 表面张力、比表面功、比表面吉布斯函数三者的数值、量纲和符号等同，但物理意义不同，是从不同角度说明同一问题。(1J=1N·m故1J·m-2=1N·m-1，三者单位皆可化成N·m-1) 推论：所有界面——液体表面、固体表面、液-液界面、液-固界面等，由于界面层分子受力不对称，都存在界面张力。 2. 不同体系的热力学公式 对一般多组分体系，未考虑相界面面积时： 物理化学第二版课后答案 【篇一：大学物理化学核心教程第二版(沈文霞)课后参 考答案第8章】 ．基本要求 1．理解电化学中的一些基本概念，如原电池和电解池的异同点，电 极的阴、阳、 正、负的定义，离子导体的特点和faraday 定律等。 2．掌握电导率、摩尔电导率的定义、计算、与浓度的关系及其主要 应用等。了解 强电解质稀溶液中，离子平均活度因子、离子平均活度和平均质量 摩尔浓度的定义，掌握离子强度的概念和离子平均活度因子的理论 计算。 3．了解可逆电极的类型和正确书写电池的书面表达式，会熟练地写 出电极反应、 电池反应，会计算电极电势和电池的电动势。 4．掌握电动势测定的一些重要应用，如：计算热力学函数的变化值，计算电池反 应的标准平衡常数，求难溶盐的活度积和水解离平衡常数，求电解 质的离子平均活度因子和测定溶液的ph等。 5．了解电解过程中的极化作用和电极上发生反应的先后次序，具备 一些金属腐蚀 和防腐的基本知识，了解化学电源的基本类型和发展趋势。 二．把握学习要点的建议 在学习电化学时，既要用到热力学原理，又要用到动力学原理，这 里偏重热力学原理在电化学中的应用，而动力学原理的应用讲得较少，仅在电极的极化和超电势方面用到一点。 电解质离子在传递性质中最基本的是离子的电迁移率，它决定了离 子的迁移数和离子的摩尔电导率等。在理解电解质离子的迁移速率、电迁移率、迁移数、电导率、摩尔电导率等概念的基础上，需要了 解电导测定的应用，要充分掌握电化学实用性的一面。 电化学在先行课中有的部分已学过，但要在电池的书面表示法、电 极反应和电池反应的写法、电极电势的符号和电动势的计算方面进 行规范，要全面采用国标所规定的符号，以便统一。会熟练地书写 电极反应和电池反应是学好电化学的基础，以后在用nernst方程计 材料化学与物理化学的联系 摘要：材料化学是研究材料在制备，使用过程中涉及到的化学过程，故其基础知识与物理化学息息相关。本文简单介绍一下两者的联系。 关键词：材料物理反应历程相图 正文： 材料化学一般是作为材料科学与工程系的一个专业。它主要的研究范畴并不是材料的化学性质，而是材料在制备、使用过程中涉及到的化学过程、材料性质的 测量。比如陶瓷材料在烧结过程中的变化、金属材料在使用过程中的腐蚀现象（怎样防止生锈）、冶金过程中条件的控制对产品的影响（怎么才能炼出优质钢材），而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。物理化学的水平在相当大程度上反映了化学发展的深度。所以材料化学不仅与无机，有机，分析有关它还与物化有很大联系。 从材料制备方面来看，物理化学对于材料化学中的材料的制备是至关重要的，如非晶态合金制备方法用到了很多物理化学中学的知识，传统非晶态合金的制备主要采用快速凝固法和机械合金化法。直接凝固法包括:水淬法,吸入铸造法,高压铸造,单向熔化法等，水淬法是将合金置于石英管中,将合金熔化后连同石英管淬入到流动水中,以实现快速冷却,形成大块的非晶合金。这种方法可以达到较高的冷却速度,有利于大块的非晶合金的形成。这个水淬法是我们物理化学中非常重要的冶金方法之一。再如铁碳合金相图是进行研究铁碳合金的工具，是研究碳钢和铸铁成分、温度、组织和性能之间关系的理论基础，也是制定各种热加工工艺的依据。铁碳合金相图可以帮助我们根据金属材料的成分推断其组织，由组织定性分析其力学性能，这在铸造、锻造、焊接以及热处理等方面有着广泛的应用。所以物理化学在材料的制备中有很大贡献。 对于材料化学过程中涉及到的化学过程更是有很大的用途，我们都知道从材料到产品是需要制备的，而制备过程也可以说是化学过程。比如金属化工艺是一个复杂的、含有多个气、液、固相的多相物理化学反应过程，其中包括一系列在许多气、液、固相界面间的扩散和在不同液相内进行的多种平行和连续反应。现今常用的两类工艺方法(分别称为氧化物/氢氧化物法和醇盐作用法。醇类可被视为起着“促进剂”的作用)的宏观反应历程粗略地简要归纳，示意表述如下1.正盐的生成。2.过碱度化反应。其中每个反应都有好几步，比如 等等 其次材料性质的测量也是很重要的，材料的种类很多，材料的性质也是各不相同的，为了我们生活健康我们必须知道材料的具体组成及其性质。物理化学可利用其知识了解其性质并且加以利用，如在新材料制备中，聚乙二醇发挥了很重要的作用，聚乙二醇是一种非离子表面活性剂,其分子式为H-(O-CH2-CH2)n-OH,其中桥氧原子-O-亲水, -CH2-CH2-亲油。文献[1]报道,在通常情况下,聚乙二醇分子是一根锯齿型的长链,当溶于水时,长链成为曲折型,如图1所示,与溶剂为醇的情形类似。在当前一些新材料如复合材料、薄膜材料、粉体材料、高分子材料和纳米结构材料等的制备中,聚乙二醇起了较重要的作用如：余晴春等[4]用溶胶—凝胶法制备凝胶的同时将聚合物嵌入,制备了聚乙二醇和五氧化二钒干凝胶的纳米复合材料(PEG/VXG)。 一、选择题 1. 在相同的温度及压力下，把一定体积的水分散成许多小水滴经这一变化过程，以下性质保持不变的是（d ） （a ）总表面能 （b ）比表面 （c ）液面下的附加压力 （d ）表面张力 2. 直径为1×10-2m 的球形肥皂泡所受的附加压力为（已知表面张力为0.025N?m -1）（d ） （a ）5 Pa （b ）10 Pa （c ）15 Pa （d ）20 Pa 思路：因为肥皂泡有内、外两个表面，内面的附加压力是负值，外面的附加压力是正值，故 4' s p R γ=，答案选d 。 3. 已知水溶解某物质以后，其表面张力γ与溶质的活度a 呈如下关系： ()0ln 1A Ba γγ=-+ 式中γ0为纯水的表面张力，A ，B 为常数，则溶液表面过剩Γ2为（c ） （a ）()21Aa RT Ba Γ=-+ （b ）() 21ABa RT Ba Γ=-+ （c ）()21ABa RT Ba Γ=+ （d ）() 21Ba RT Ba Γ=-+ 思路：() 211a d a B ABa A RT da RT Ba RT Ba γ??Γ=-=--= ?++??，答案选c 。 4. 298K 时，苯蒸汽在石墨上的吸附符合Langmuir 吸附等温式，在苯蒸汽压力为40Pa 时，覆盖率θ=0.05，当θ=0.5时，苯蒸汽的平衡压力为（b ） （a ）400 Pa （b ）760 Pa （c ）1000 Pa （d ）200 Pa 思路：Langmuir 公式1ap ap θ=+ 将已知条件的压强和覆盖率代入公式，计算得到a 的值，然后根据新的覆盖度和a ，计算出平衡压力。答案为b 。（要求能够自己推导Langmuir 公式） 5. 在298K 时，已知A 液的表面张力是B 液的一半，其密度是B 液的两倍。如果A ，B 液分别用相同的毛细管产生大小相同的气泡时，A 液的最大气泡压力差等于B 液的（a ） （a ）0.5倍 （b ）1倍 （c ）2倍 （d ）4倍 思路：2' s p R γ=，代入该公式计算比值，答案选a 。 6. 将一毛细管插入水中，毛细管中水面上升5cm ，在3cm 处将毛细管折断，这时毛细管上端（c ） （a ）水从上端溢出 （b ）水面呈凸面 （c ）水面呈凹形弯月面 （d ）水面呈水平面 1、合金定义：有两种或两种以上的金属或金属和非金属经过熔炼烧结或其它方法合成具有金属特性的物质。 组元：组成合成能够独立存在后最稳定最简单的物质。 2、固溶体定义：一种组元溶解在另一种组元中，特点：溶剂点阵不变，溶质原子代替溶剂中原子置换塑固溶体或进入溶剂原子的间隙形成填隙型固溶体。 3、近程结构：结构单元的化学组成，（元素、原子）的键键接方式、空间构型、支化和支联序列结构等。 远程结构：指分子的大小、形态、柔顺性、构象。 4、柔顺性：高分子能够改变其构象的性质。 5、取向定义：高分子链长度非常大，在外力作用下易发生取向，取向单元在力的方向上择优排列。 6、液晶态定义：当物质晶体受、熔融或被溶剂溶解后，表观上择优排列虽然失去固体物质的刚性变成具有液动性液态物质，但结构上仍保持一维或二维有序排列。 7、复合材料定义：有两种或两种以上的异质、异形或异性的材料经过某种加工工艺而合成的新材料，既保持原组分材料的特质，又通过组分效应得到了原材料不具备的性能。 8、理想表面：是一种理想上的结构完整的二维点阵平面。 液态表面：不存在吸附、催化效应和杂质扩散的物质化学效应的平面。吸附表面：由吸附物质和被吸附物质构成的表面。 9、接触角定义：在固液气三相交界处，由固液界面经过液体内部到达气液界面的夹角 10、粘附定义：两个相邻固相界面的粘结现象，该现象是通过跨越两相界面之间相互作用而产生的。 11、表面张力定义：产生原因：由于物质表面分子处于不对称的力场中，它又受到内层分子的作用，表面分子沿着表面平行方向增加分子间距，相当于有一种张力将分子间距增大。 特点：力图缩小物质表面趋于稳定，增加比表面积 大小：表面张力大小与分子间作用力相关。 12、蠕变：在一定温度和较小恒定应力小，材料形变随时间增加而增加的想象。 13、应力松弛：在一定温度和变形基本保持不变情况下，聚合物内部应力随时间更长而逐渐长成的现象。 14、 Tg（玻璃化转变温度）：链段化冻结到开始运动的温度。 Tf（粘液温度）：高弹态与粘液态间的转变温度。 物理化学测验题（六） 一、选择题。在题后括号内，填上正确答案代号。 1、接触角是指： （１）ｇ／ｌ界面经过液体至ｌ／ｓ界面间的夹角； （２）ｌ／ｇ界面经过气相至ｇ／ｓ界面间的夹角； （３）ｇ／ｓ界面经过固相至ｓ／ｌ界面间的夹角； （４）ｌ／ｇ界面经过气相和固相至ｓ／ｌ界面间的夹角； 2、朗缪尔公式克描述为：（ ）。 （１）五类吸附等温线； （２）三类吸附等温线； （３）两类吸附等温线； （４）化学吸附等温线。 3、化学吸附的吸附力是：（ ）。 （１）化学键力；（２）范德华力； （３）库仑力。 4、温度与表面张力的关系是： （ ）。 （1）温度升高表面张力降低； （2）温度升高表面张力增加； （3）温度对表面张力没有影响； （4）不能确定。 5、液体表面分子所受合力的方向总是：（ ），液体表面张力的方向总是：（ ）。 （1）沿液体表面的法线方向，指向液体内部； （2）沿液体表面的法线方向，指向气相； （3）沿液体的切线方向； （4）无确定的方向。 6、下列各式中，不属于纯液体表面张力的定义式的是： （ ）； （1）； (2) ； (3) 。 7、气体在固体表面上吸附的吸附等温线可分为：( )。 （１）两类； （２）三类； （３）四类； （４）五类。 8、今有一球形肥皂泡，半径为r ，肥皂水溶液的表面张力为σ，则肥皂泡内附加压力是：（ ）。 （1） ；（2）；（3）。 9、若某液体能在某固体表面铺展，则铺展系数?一定：（ ）。 （１）< ０； （２）> ０；（３）＝ ０。 10、等温等压条件下的润湿过程是：（ ）。 （１）表面吉布斯自由能降低的过程； （２）表面吉布斯自由能增加的过程； （３）表面吉布斯自由能不变的过程； p T A G ,??? ????p T A H ,??? ????V T A F ,? ?? ????r p σ2 =?r p 2σ=?r p σ4=? 目录 1. 前言 (2) 2. 电磁屏蔽原理 (3) 3.1 结构型聚合物基电磁屏蔽复合材料 (3) 3.2 复合型聚合物基电磁屏蔽复合材料 (4) 3.2.1 金属系复合型屏蔽材料 (4) 3.2.2 金属氧化物系聚合物基电磁屏蔽复合材料 (5) 3.2.3 碳系聚合物基电磁屏蔽复合材料 (6) 4.1 远场测试法 (6) 4.2 近场测试法 (7) 5.结论 (9) 6.参考文献 (9) 聚合物基电磁屏蔽复合材料的研究 摘要：随着电磁资源在信息产业的广泛应用，电磁干扰带来了许多危害。聚合物基电磁屏蔽复合材料做为一种新型的材料对电磁波的屏蔽效果很好。本文主要介绍聚合物基电磁屏蔽复合材料的种类和屏蔽材料的性能评价方法。 关键词：电磁屏蔽聚合物基复合材料 Abstract:As the electromagnetic resources are widely applied in electric information industry, electromagnetic interference brings about a great deal of harms. Polymer matrix electromagnetic shielding composites as a new-style material has a perfect effectiveness in shielding electromagnetic wave. In this paper, the kinds and methods for performance estimation of polymer matrix electromagnetic shielding composites are primarily described. Keyword: electromagnetic shielding Polymer matrix composite 1.前言 高分子聚合物材料因其质轻、比强度高、韧性好、耐腐蚀等优良特性，在20世纪70年代以后得到了迅速发展。高分子聚合物材料，在许多领域已经逐步取代金属材料，特别是在电子、电器产业的应用极其广泛。然而，电子设备工作过程中产生的电磁辐射，导致人类生存空问的电磁环境日益恶化，不仅影响着生产，甚至直接威胁到人类的健康。电磁污染成为继大气污染、水污染、噪声污染后的一种新的污染源。随着高分子聚合物材料取代金属材料在各种电子、电器产业中的广泛应用，而大部分高分子聚合物材料对电磁波几乎是完全透明的，对电磁波毫无屏蔽作用。因此，对高分子聚合物基电磁屏蔽复合材料的研究引起了世界各国的高度重视。 早期的电磁屏蔽技术主要使用金属及其复合材料，虽然这类材料具有良好的屏蔽性能，但是其弹性低、密度大、易腐蚀，价格昂贵，难于调节屏蔽效能，再生能力差。近年来随着聚合物基复合材料的出现及快速发展，以及在屏蔽电磁波应用领域有着很好的潜在优势，此类材料已经得到了很广泛的应用[1～3]。电磁屏蔽聚合物材料主要分为复合型与结构型[4]。复合型电磁屏蔽聚合物材料是以绝缘聚合物为基质，通过在其中加入一定量具有优良导电性能的物质复合而成，其导电过程靠金属微粒提供自由电子载流子来实现。结构型电磁屏蔽聚合物材料是指分子结构本身能导电或经过掺杂处理之后具有导电功能的聚合物，如聚乙炔、聚吡咯[5]等。 Chap 1 Structure of Crystals 1.1. Show that the face-centered tetragonal lattice is equivalent to the body-centered tetragonal lattice. 1.2. Show that the spacing d(hkl ) between adjacent lattice planes with Miller indices (hkl ) is equal to 222l k h /++a for cubic Bravais lattices and to 222222////1c l b k a h ++for orthorhombic Bravais lattices. 1.3. Calculate the densities of lattice points in the (100), (110), (111), and (hkl ) lattice planes of a simple cubic lattice. 1.4. Write a computer program that will determine the distance d(n) form a given atom to the n th nearest neighbor(NN) in a Bravais lattice. Also computer N(n ) ,the number of n th NNs .Carry out the calculation for the SC, BBC ,and FCC lattices. 1.5. Calculate the packing fractions for the following crystal structures: FCC, HCP, and diamond . 1.6. Show that the B atoms in an A-B 8 bounding unit come into contact with each other when r B =1.366r A [i.e., when r A= (3-1)r B ] .Here r A and r B are the radii of the hard-sphere A and B atoms, respectively .Find the analogous conditions on the radii for the A-B 6 and A-B 4 bonding units. 1.7. Prove for hard-sphere atoms in the HCP crystal structure that c/a= 3/8=1.633. 1.8. Assuming that the atoms in the CC crystal structure are hard spheres of radius R in contact with each other, calculate the maximum radii r of the smaller hard-sphere atoms that could occupy the octahedral interstitial sites in the FCC crystal structure. Chap 2 Bonding in Solids 1.1. Compute the cohesive energies for monatomic crystals of atoms bonds together by the Lennard-Jones potential U(r) given in Eq.(2.3). Express the 感谢你的观看 感谢你的观看 一、 选择题 1. 在相同的温度及压力下，把一定体积的水分散成许多小水滴经这一变化过程，以下性质保持不变的是（d ） （a ）总表面能 （b ）比表面 （c ）液面下的附加压力 （d ）表面张力 2. 直径为1×10-2m 的球形肥皂泡所受的附加压力为（已知表面张力为0.025N?m -1）（d ） （a ）5 Pa （b ）10 Pa （c ）15 Pa （d ）20 Pa 思路：因为肥皂泡有内、外两个表面，内面的附加压力是负值，外面的附加压力是正值，故 4's p R γ =，答案选d 。 3. 已知水溶解某物质以后，其表面张力γ与溶质的活度a 呈如下关系： 式中γ0为纯水的表面张力，A ，B 为常数，则溶液表面过剩Γ2为（c ） （a ）()21Aa RT Ba Γ=- + （b ）() 21ABa RT Ba Γ=- + （c ）()21ABa RT Ba Γ= + （d ）()21Ba RT Ba Γ=- + 思路：()211a d a B ABa A RT da RT Ba RT Ba γ??Γ=- =--= ?++??，答案选c 。 4. 298K 时，苯蒸汽在石墨上的吸附符合Langmuir 吸附等温式，在苯蒸汽压力为40Pa 时，覆盖率θ=0.05，当θ=0.5时，苯蒸汽的平衡压力为（b ） （a ）400 Pa （b ）760 Pa （c ）1000 Pa （d ）200 Pa 思路：Langmuir 公式1ap ap θ= + 将已知条件的压强和覆盖率代入公式，计算得到a 的值，然后根据新的覆盖度和a ，计算出平衡压力。答案为b 。（要求能够自己推导Langmuir 公式） 5. 在298K 时，已知A 液的表面张力是B 液的一半，其密度是B 液的两倍。如果A ，B 液分别用相同的毛细管产生大小相同的气泡时，A 液的最大气泡压力差等于B 液的（a ） （a ）0.5倍 （b ）1倍 （c ）2倍 （d ）4倍 思路：2's p R γ =，代入该公式计算比值，答案选a 。 6. 将一毛细管插入水中，毛细管中水面上升5cm ，在3cm 处将毛细管折断，这时毛细管上端（c ） （a ）水从上端溢出 （b ）水面呈凸面 （c ）水面呈凹形弯月面 （d ）水面呈水平面 思路：液体具有流动性，Yang-Laplace 公式中的半径是可以变化的，不可能出现“井喷”的情况。 7. 用同一滴管分别滴下1cm 3的NaOH 水溶液、水、乙醇水溶液，各自的滴数多少的次序为（c ） 2014秋季硕士生课程 1 材料物理化学 Physics and Chemistry of Materials 第二章 固体功能材料的结构 施鹰；yshi@https://www.doczj.com/doc/7910858961.html, 上海大学材料学院电子信息材料系 2014秋季硕士生课程 2 功能材料的结构 固体材料的结构描述 不同的结构尺度 原子键合 原子堆积方式 结构有序程度 取向关系 3 2014秋季硕士生课程 2014秋季硕士生课程 4 材料按照键合方式的分类 2014秋季硕士生课程 5 固体材料中的晶体结构 ?固体最终形成使系统能量最小的结构 保持电中性（静电能最小） 使离子间的强烈排斥最小 使原子尽可能的靠近 满足键的方向性 2014秋季硕士生课程 6 2.1 固体材料的化学键类型 离子晶体 共价晶体 金属晶体 分子晶体 氢键晶体 晶 态 非 晶 态 玻璃、 聚合物 2014秋季硕士生课程 7 (a) Force vs. interatomic separation (b) Energy vs. interatomic separation F N = F A + F R = 0 F N = net force F A = attractive force F R = repulsive force 两个原子间的相互作用和系统能量 系统的结合能由吸引能和排斥能组成 2014秋季硕士生课程 8 化学键的分类和物理图像 2014秋季硕士生课程 9 离子键 Ionic bond 通过异性电荷之间的吸引产生的化学结合作用。又称电价键。电离能小的金属原子和电子亲合能大的非金属原子接近时，前者将失去电子形成正离子，后者将获得电子形成负离子，正负离子通过库仑作用相互吸引。 离子键的特征是作用力强，而且随距离的增大减弱较慢；无方向性、无饱和性。 一个离子周围能容纳多少个异性离子及其配置方式，由各离子间的几何关系决定。 以离子键结合的体系倾向于形成晶体。 2014秋季硕士生课程 10 ? Ranges from 0.7 to 4.0, Smaller electronegativity Larger electronegativity ? 电负性越高，越容易获得电子 ● 是衡量原子吸引电子能力的参数 元素的电负性 离子键成键元素的电负性差别大， 一般要求电负性差大于1.7 2014秋季硕士生课程 11 2014秋季硕士生课程 12 电离能： 从孤立原子中，去除束缚最弱的电子所需的能量。 电子亲合能： 原子接受一个额外的电子通常要释放能量，所放能量即电子亲合能。 电离能和亲合能 (Ionization Energy and Electron Affinity) 界面物理化学复习知识点 绪论 1、界面定义 界面：物体与物体之间的接触面，也称两种物质之间的接触面、连接层和分界层。 复合材料的界面是指基体与增强物之间化学成分有显著变化的、构成彼此结合的、能起载荷传递作用的微小区域。界面通常包含以下几个部分：基体和增强物的部分原始接触面；基体与增强物相互作用生成的反应产物，此产物与基体及增强物的接触面； 2、复合材料定义：用经过选择的、含一定数量比的两种或两种以上的组分（或称组元），通过人工复合、组成多相、三维结合且各相之间有明显界面的、具有特殊性能的材料。 外加颗粒增强和内生颗粒增强复合材料的比较 3、界面连接情况 根据界面的连接紧密程度，界面连接有两种情况:物质之间无相互渗透和物质之间有相互渗透 4、界面所起的作用 界面的效应 (1)传递效应界面能传递力，即将外力传递给增强物，起到基体和增强物之间的桥梁作用。 (2)阻断效应结合适当的界面有阻止裂纹扩展、中断材料破坏、减缓应力集中的作用。 (3)不连续效应在界面上产生物理性能的不连续性和界面摩擦出现的现象，如抗电性、电感应性、磁性、耐热性、尺寸稳定性等。(4)散射和吸收效应光波、声波、热弹性波、冲击波等在界面产生散射和吸收，如透光性、隔热性、隔音性、耐机械冲击及耐热冲击性等。 (5)诱导效应一种物质(通常是增强物)的表面结构使另一种(通常是聚合物基体)与之接触的物质的结构由于诱导作用而发生改变，由此产生一些现象，如强的弹性、低的膨胀性、耐冲击性和耐热性等 界面效应是任何一种单一材料所没有的特性，它对复合材料具有重要的作用。界面效应既与界面结合状态、形态和物理-化学性质有关，也与复合材料各组分的浸润性、相容性、扩散性等密切相关。 5、物质固液气态，表现出的界面种类，举例说明 气—液界面：蒸发、蒸馏、表面张力、泡沫。蒸发——部分液相分子在一定温度下转换为气相分子；蒸馏——液体分子蒸发后，部分气相分子凝结为液相分子。 液—液界面：乳液、界面张力。乳液——两不互溶液体相互接触时，一相的微滴分散在另一项的液体内，微滴对光线发生漫射反射；界面张力——互不相溶的两相液体接触界面上所特有的一种力。 气/固界面：气体吸附、气蚀、升华、灰尘、催化反应、固体的分解。气体吸附——吸附剂吸收气体的一种作用；气蚀——如汽轮机的叶片，长期受喷射气体的冲刷所发生的腐蚀；升华——固体直接气化的现象；灰尘——固体的微粒悬浮于空气中。 界面物理化学-习题 一、 选择题 1. 在相同的温度及压力下，把一定体积的水分散成许多小水滴经这一变化过程，以下性质保持不变的是（d ） （a ）总表面能 （b ）比表面 （c ）液面下的附加压力 （d ）表面张力 2. 直径为1×10-2m 的球形肥皂泡所受的附加压力为（已知表面张力为0.025N?m -1）（d ） （a ）5 Pa （b ）10 Pa （c ）15 Pa （d ）20 Pa 思路：因为肥皂泡有内、外两个表面，内面的附加压力是负值，外面的附加压力是正值，故 4's p R γ =，答案选d 。 3. 已知水溶解某物质以后，其表面张力γ与溶质的活度a 呈如下关系： ()0 ln 1A Ba γγ=-+ 式中γ0为纯水的表面张力，A ，B 为常数，则溶液表面过剩Γ2为（c ） （a ）()21Aa RT Ba Γ=-+ （b ）()21ABa RT Ba Γ=-+ 4倍 思路：2's p R γ=，代入该公式计算比值，答案选a 。 6. 将一毛细管插入水中，毛细管中水面上升5cm ，在3cm 处将毛细管折断，这时毛细管上端（c ） （a ）水从上端溢出 （b ）水面呈凸面 （c ）水面呈凹形弯月面 （d ）水面呈水平面 思路：液体具有流动性，Yang-Laplace 公式中的半径是可以变化的，不可能出现“井喷”的情况。 7. 用同一滴管分别滴下1cm 3的NaOH 水溶液、水、乙醇水溶液，各自的滴数多少的次序为（c ） （a ）三者一样多 （b ）水>乙醇水溶液>NaOH 水溶液 （c ）乙醇水溶液>水>NaOH 水溶液 （d ）NaOH 水溶液>水>乙醇水溶液 思路：乙醇对水而言是表面活性剂，NaOH 对水而言是非表面活性剂。 8. 当水中加入表面活性剂后，将发生（a ） 界面现象 1. 表面张力、表面功及表面吉布斯函数 表面张力γ：引起液体或固体表面收缩的单位长度上的力，单位为N·m -1。 表面功：'δ/d r s W A ，使系统增加单位表面所需的可逆功，单位为J·m -2。 表面吉布斯函数：B ,,()(/)s T p n G A α??，恒温恒压下系统增加单位表面时所增加的吉布斯 函数，单位为J·m -2。 表面吉布斯函数的广义定义： B()B()B()B(),,,,,,,,( )()()()S V n S p n T V n T p n s s s s U H A G A A A A ααααγ????====???? ',r s T p s W dA dG dA γδ== 表面张力是从力的角度描述系统表面的某强度性质，而表面功及表面吉布斯函数则是从能量角度和热力学角度描述系统表面的某一性质。三者虽为不同的物理量，但它们的数值及量纲等同的，均可化为N·m -1。 在一定温度、压力下，若系统有多个界面，其总界面吉布斯函数： s i i s i G A γ=∑ 2. 弯曲液面的附加压力、拉普拉斯方程 附加压力：Δp =p 内-p 外 拉普拉斯方程：2p r γ?= 规定弯曲液面凹面一侧压力位p 内，凸面一侧压力位p 外；γ为表面张力；r 为弯曲液面的曲率半径，△p 一律取正值；附加压力方向总指向凹面曲率半径中心。 3. 毛细现象 毛细管内液体上升或下降的高度 2cos h r g γθρ= 式中：γ为表面张力；ρ为液体密度；g 为重力加速度；θ为接触角；r 为毛细管半径。当液体不能润湿管壁，θ>90°即0cos θ<时，h 为负值，表示管内凸液体下降的深度。 4. 微小液滴的饱和蒸汽压——开尔文公式 第九章界面现象 界面现象 1.表面张力、表面功及表面吉布斯函数 表面张力γ：引起液体或固体表面收缩的单位长度上的力，单位为N·m 1。 表面功：' 2。 W A ，使系统增加单位表面所需的可逆功，单位为J·m δ r / d s 表面吉布斯函数：( G / A s ) T , p,n B ( ) ，恒温恒压下系统增加单位表面时所增加的吉布斯 函数，单位为 J·m 2。 表面吉布斯函数的广义定义： ( U )S ,V , n B( H ) S, p,n B( ) ( A G A s ) ( ) T,V ,n B( ) ( )T ,p ,n B( ) A s A s A s ' dA s dG T , p dA s W r 表面张力是从力的角度描述系统表面的某强度性质，而表面功及表面吉布斯函数则是 从能量角度和热力学角度描述系统表面的某一性质。三者虽为不同的物理量，但它们的数 值及量纲等同的，均可化为N·m 1。 在一定温度、压力下，若系统有多个界面，其总界面吉布斯函数： G s i A s i i 2.弯曲液面的附加压力、拉普拉斯方程 附加压力：p=p 内 p 外 2 拉普拉斯方程：p r 规定弯曲液面凹面一侧压力位 p 内，凸面一侧压力位 p 外；γ为表面张力； r 为弯曲液面的曲率半径，△ p 一律取正值；附加压力方向总指向凹面曲率半径中心。 3.毛细现象 毛细管内液体上升或下降的高度 2 cos h g r 式中：γ为表面张力；ρ为液体密度； g 为重力加速度；θ为接触角；r为毛细管半径。当液体不能润湿管壁，θ>90°即cos0 时，h为负值，表示管内凸液体下降的深度。 4.微小液滴的饱和蒸汽压——开尔文公式(完整版)物理化学界面现象知识点
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