傅献彩《物理化学》第5版笔记和课后习题含考研真题详解(统计热力学基础)【圣才出品】
- 格式:pdf
- 大小:839.64 KB
- 文档页数:39
第一章气体1.两种不同的理想气体,如果它们的平均平动能相同,密度也相同,则它们的压力是否相同?为什么?答:由于两种气体均为理想气体,根据理想气体的状态方程式pV=nRT式中n是物质的量,p是压力,V是气体的体积,T是热力学温度,R是摩尔气体常数.又因为"=崙=聳式中川为气体的质量,M为气体分子的摩尔质量,p为气体的密岌pV^RT两边同除以V,则得p=常我们已知气体分子的平均动能是温度的函数,即Et=*hBT所以气体分子的平均平动能仅与温度有关.由题目中已知两种不同的理想气体,平均平动平动能相同,因此它们的温度相同,又因为它们的密度相同.则通过上式力=醫可知压力力仅与M有关.因此得出结论,两种不同的理想气体在它们具有相同的平均平动能,相同密度的条件下,它们的压力不同.压力与M成反比,M越大则p越小.2.在两个体积相等、密封、绝热的容器中,装有压力相等的某理想气体,试问这两个容器中温度是否相等?答:根据理想气体的状态方程式pV^nRT假设在第一个容器中某种理想气体符合向则在第二个容器中存在p2V2^mRT2. 又因为两容器的体积相等,装有的理想气体的压力也相等所以pif Vi=V2则得niRTi =厄夫丁2,两边同除以R则得n\ Ti —«2 T?若两容器中装有相同物质的量的该理想气体,则两个容器中温度相等;否则,两容器中温度不相等.3.Dalton分压定律能否用于实际气体?为什么?答:根据气体分子动理论所导出的基本方程式pV^mNu2式中P是N个分子与器壁碰撞后所产生的总效应,它具有统计平均的意义.平均压力是一个定值,是一个宏观可测的物理量.对于一定量的气体,当温度和体积一定时,它具有稳定的数值.因为通过气体分子动理论所导岀的Dalton分压定律学=直或%=心是摩尔分数)适用于实际气体,经得起实验的考验.4.在273 K时,有三种气体,H Z,O2和CQ,试判别哪种气体的根均方速率最大?哪种气体的最概然速率最小?答:根据:根均方程率"=弟呼或最概然速率Vm或可推知根均方速率、最概然速率与质量的平方根成反比因此,在相同温度273 K的条件下,M HJ= 2X10_3kg • mol-1 =32X10_3kg • mol-1 =44X10~3kg • mol-1H2的根均方速率最大;CO Z的最概然速率最小•5.最概然速率、根均方速度和数学平均速率,三者的大小关系如何?各有什么用处?答:在Maxwell速率分布曲线上有一最高点,该点表示具有这种速率的分子所占的分数最大,这个最高点所对应的速率称之为最概然速率(編或缶分子的数学平均速率(q)为所有分子速率的数学平均值根均方速率(Q是一个统计平均值,它与各个分子的速率有关,但又不等于任务单个分子的速率.三种速率之比在三者中,最概然速率最小,根均方速率最大,数学平均速率居中.6. 气体在重力场中分布的情况如何?用什么公式可以计算地球上某一高度的压力?这样的压力差能 否用来发电?答:在重力场中,气体分子受到两种互相相反的作用.无规则热运动将使气体分子均匀分布于它们所能达到的空间,而重力的作用则要使重的气体分子向下 聚集.由于这两种相反的作用,达到平衡时,气体分子在空间中并排均匀的分布,密度随高度的增加而减少•假定在。
目 录第1章 气 体1.1 复习笔记1.2 课后习题详解1.3 名校考研真题详解第2章 热力学第一定律2.1 复习笔记2.2 课后习题详解2.3 名校考研真题详解第3章 热力学第二定律3.1 复习笔记3.2 课后习题详解3.3 名校考研真题详解第4章 多组分系统热力学及其在溶液中的应用4.1 复习笔记4.2 课后习题详解4.3 名校考研真题详解第5章 相平衡5.1 复习笔记5.2 课后习题详解5.3 名校考研真题详解第6章 化学平衡6.1 复习笔记6.2 课后习题详解6.3 名校考研真题详解第7章 统计热力学基础7.1 复习笔记7.2 课后习题详解7.3 名校考研真题详解第8章 电解质溶液8.1 复习笔记8.2 课后习题详解8.3 名校考研真题详解第9章 可逆电池的电动势及其应用9.1 复习笔记9.2 课后习题详解9.3 名校考研真题详解第10章 电解与极化作用10.1 复习笔记10.2 课后习题详解10.3 名校考研真题详解第11章 化学动力学基础(一)11.1 复习笔记11.2 课后习题详解11.3 名校考研真题详解第12章 化学动力学基础(二)12.1 复习笔记12.2 课后习题详解12.3 名校考研真题详解第13章 表面物理化学13.1 复习笔记13.2 课后习题详解13.3 名校考研真题详解第14章 胶体分散系统和大分子溶液14.1 复习笔记14.2 课后习题详解14.3 名校考研真题详解第1章 气 体1.1 复习笔记一、气体分子动理论1.理想气体理想气体:在任何压力、任何温度下都符合理想气体状态方程pV=nRT 的气体。
理想气体状态方程中,p为气体压力,单位是Pa;V为气体的体积,单位是m3;n为物质的量,单位是mol;T为热力学温度,单位是K;R是摩尔气体常数,。
2.气体分子动理论的基本公式(1)气体分子运动的微观模型①气体是大量分子的集合体;②气体分子不断地作无规则的运动,均匀分布在整个容器之中;③分子彼此的碰撞以及分子与器壁的碰撞是完全弹性的。
第13章表面物理化学13.1 复习笔记一、表面和界面1.定义界面是指密切接触的两相之间约几个分子厚度的过渡区。
若其中一相为气体,这种界面通常称为表面。
严格讲表面应是液体和固体与其饱和蒸气之间的界面,但习惯上把液体或固体与空气的界面称为液体或固体的表面。
常见的界面有:气-液界面,气-固界面,液-液界面,液-固界面,固-固界面。
其中气-液界面和气-固界面习惯称为表面。
2.界面现象的本质处在界面层的分子,与内部分子相比所处的环境不同,一方面受到体相内相同物质分子的作用,另一方面受到性质不同的另一相中物质分子的作用,其作用力未必能相互抵消,因此,界面层会显示出一些独特的性质。
对于单组分系统,这种特性主要来自于同一物质在不同相中的密度不同;对于多组分系统,则特性来自于界面层的组成与任一相的组成均不相同。
3.比表面比表面是单位质量物质的表面积,单位通常以m2·g-1来表示。
其定义为s AAm或式中,m 和V 分别为物质的质量和体积,A s 为物质的总表面积。
比表面通常用来表示多相分散系统的分散程度。
对一定质量的物体,若将其分散为粒子,粒子越小,比表面越大。
二、表面张力及表面Gibbs 自由能1.液体的表面张力、表面功及表面Gibbs 自由能(1)表面张力:在两相(特别是气液)界面上,处处存在着一种张力,这种力垂直于表面的边界,指向液体方向并与表面相切。
把作用于单位边界线上的这种力称为表面张力,其方向指向液体方向并与表面相切,并和两部分的分界线垂直。
表面张力可以看作是引起液体表面收缩的单位长度上的力,单位为N ·m -1。
(2)表面功:在恒温、恒压和组分恒定下,使系统增加单位表面积所需的可逆功,其单位为J ·m -2。
可表示为(3)表面Gibbs 自由能:在恒温恒压下,使系统增加单位表面积所需的Gibbs 自由能的增值,其单位为J ·m -2。
可表示为注意:表面张力、表面功及表面吉布斯函数均用γ表示。
目 录第一部分 名校考研真题第1章 气 体第2章 热力学第一定律2.1 mol理想气体依pV2 =C(C为常数)从100 kPa,47.64dm3可逆膨胀到57.72dm3,求该过程的ΔH、ΔU、Q、W。
已知Cv,m =20.9 J.K-1.mol-1。
[华南理工大学2010研]第3章 热力学第二定律第4章 多组分系统热力学及其在溶液中的应用4.298 K时.有一浓度为xB的稀水溶液,测得渗透压为1.38×l06Pa,试求:第5章 相平衡第6章 化学平衡第7章 统计热力学基础2.1 mol双原子分子理想气体,当其温度由T2=2T1时,若其转动惯量不变,则其转动熵将是( )。
[首都师范大学2010研]第二部分 课后习题第1章 气 体15.273 K和100 kPa时,有1mol某实际气体符合Virial型状态方程,,已知第二Virial系数。
试求该气体在这时所占的体积。
18.348 K时,0.3 kg NH3(g)的压力为1.61×103kPa,试用下述两种方法计算其体积。
试比较哪种方法计算出来的体积与实测值更接近(已知实测值为28.5 dm3)。
已知在该条件下NH3(g)的临界参数为:Tc=405.6 K,pc=1.13×104 kPa;van der Waals气体常数:a=0.417 Pa·m6·mol-2,b=3.71×10-5 m3·mol-1。
第2章 热力学第一定律3.1 mol单原子理想气体,始态(1)的温度为273K,体积为22.4dm3,经历如下三步,又回到始态,请计算每个状态的压力、10.1 mol单原子理想气体,从始态:273 K,200kPa,到终态323 K,100 kPa,通过两个途径:11.273 K,压力为的体积为2.0dm3在外压为100 kPa下等温膨胀,直到N2(g)的压力也等于100 kPa为止。