物理化学(ΔG=ΔH - TΔS)

《物理化学》复习题一．填空和选择题：1、内能是系统的状态函数，若某一系统从一始态出发经一循环过程又回到始态，则系统(Q+W)的变化是：2）(Q+W)>0；（3）(Q+W)<0；（4）不能确定2、焓是系统的状态函数，H=U+PV，若系统发生状态变化时，ΔH=ΔU+Δ(PV),式中Δ(PV)的意思是：（1）P ΔV（3）PΔV- VΔP；4、100℃，101 325 Pa的液态H2O的化学势为μl，100℃，101 325 Pa的气态H2O的化学势为μg ，二者的关系是：: （1）μl＞μg；（2）μl＜μg5、系统经历一个绝热可逆过程，其熵变ΔS：（1）＞0；（2）＜0 ；（4）不能确定6、系统经过某过程后，其焓变ΔH=Qp，则该过程是：（1）理想气体任意过程；（3）理想气体等压过程；（4）真实气体等压过程。

7、下列说法正确的是：（1）放热反应均是自发反应；（2）ΔS为正值的反应均是自发反应；（3）摩尔数增加的反应，ΔS8、下述表达不正确的是：（1）能斯特方程适用于可逆电池；（2）能斯特方程不适用于同样计划存在的电池；（3）9、Qv=ΔU，Qp=ΔH的的适用条件条件是封闭体系、非体积功为零、恒容（恒压）。

10、隔离系统中进行的可逆过程ΔS =0 ；进行不可逆过程的ΔS >0 。

11、化学反应是沿着化学势降低的方向进行。

10、在298K和100kPa下，反应3C(s)+O2(g)+3H2(g) →CH3COOCH3(l) 的等压热效应Q p与等容热效应Q v之差为（Q p=Q v + nRT ）A、9911 J·mol-1B、-9911 J·mol-1 C、14866 J·mol-1D、7433 J·mol-112. 把玻璃毛细管插入水中，凹面的液体所受的压力P与平面液体所受的压力P0相比：（1）P= P0）P> P0（4）不确定13、系统经过某过程后，其焓变ΔH=Qp，则该过程是：A、理想气体任意过程；C、理想气体等压过程；D、真实气体等压过程。

第一章一、焓变（ΔH)：反应热1．反应热：一定条件下，一定物质的量的反应物之间完全反应所放出或吸收的热量 2．焓变(ΔH)的意义:在恒压条件下进行的化学反应的热效应（1）。

符号：△H（2）.单位：kJ/mol3。

产生原因：化学键断裂--吸热化学键形成——放热放出热量的化学反应.(放热>吸热）△H 为“-”或△H <0吸收热量的化学反应.(吸热>放热）△H 为“+”或△H 〉0☆常见的放热反应: ①所有的燃烧反应②酸碱中和反应③大多数的化合反应④金属与酸的反应⑤生石灰和水反应⑥浓硫酸稀释、氢氧化钠固体溶解等☆常见的吸热反应:①晶体Ba（OH）2·8H2O与NH4Cl ②大多数的分解反应③以H2、CO、C为还原剂的氧化还原反应④铵盐溶解等二、热化学方程式书写化学方程式注意要点：①热化学方程式必须标出能量变化.②热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态(g,l,s分别表示固态,液态,气态，水溶液中溶质用aq表示）③热化学反应方程式要指明反应时的温度和压强。

④热化学方程式中的化学计量数可以是整数，也可以是分数⑤各物质系数加倍，△H加倍；反应逆向进行，△H改变符号,数值不变三、燃烧热1．概念：25 ℃,101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。

燃烧热的单位用kJ/mol表示。

※注意以下几点：①研究条件：101 kPa ②反应程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化物.③燃烧物的物质的量：1 mol ④研究内容：放出的热量.(ΔH<0,单位kJ/mol)四、中和热1．概念:在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应而生成1mol H2O，这时的反应热叫中和热。

2．强酸与强碱的中和反应其实质是H+和OH-反应,其热化学方程式为：H+（aq） +OH-（aq) =H2O(l）ΔH=－57.3kJ/mol3．弱酸或弱碱电离要吸收热量，所以它们参加中和反应时的中和热小于57.3kJ/mol。

第四章多组分系统热力学及其在溶液中的应用复习题解答1．下列说法是否正确，为什么？（1）溶液的化学势等于溶液中个组分的化学势之和；答：错。

溶液无化学势。

（2）对于纯组分，其化学势就等于它的Gibbs自由能；答：错。

对于纯组分其化学势等于其摩尔Gibbs自由能。

（3）在同一稀溶液中，溶质B的浓度分别可以用xB，mB，cB表示，其标准态的表示方法也不同，则其相应的化学势也就不同；答：错。

因为pB=kx ·xB = km ·mB =kc ·cB，μ= μx*+RTln xB= μm*+RTln (mB/mº)= μc*+RTln (cB/cº)，所以其标准态的表示方法可不同，但其相应的化学势相同。

（4）在同一溶液中，若标准态规定不同，则其相应的相对活度也就不同；答：对。

？（5）二组分理想液态混合物的总蒸气压，一定大于任一组分的蒸气分压；答：对。

p = pA+ pB p> pA 或 p> pB（6）在相同温度、压力下，浓度都是0.01mol·kg-1的食糖和食盐水溶液的渗透压相等；（6）错。

食糖以分子形式存在于水溶液中，而食盐以离子形式存在于水溶液中，虽然浓度相同，但在溶液中的粒子数不同，所以产生的渗透压不等。

（7）稀溶液的沸点一定比纯溶剂高；答：错。

稀溶液中所加的溶质若是难挥发的非电解质，则其沸点一定比纯溶剂高；若加的是易挥发的溶质就不一定。

（8）在KCl重结晶过程中，析出的KCl(s)的化学势大于母液中KCl的化学势；答：错。

应该相反，化学势从高到低的方向变化。

析出的KCl(s)的化学势小于母液中KCl 的化学势。

（9）相对活度a=1的状态就是标准态；答：错。

对溶质，在T，pº下，当γ→1时，各自浓度均为1的假想态为标准态。

（10）在理想液态混合物中，Roult定律与Henry定律相同。

答：对。

pB= pB *·xB =kx ·xB2．想一想，这是为什么？（1）在寒冷的国家，冬天下雪前，在路上洒盐；答：利用稀溶液凝固点较纯溶剂低，在路上洒盐可降低冰点，防止路因结冰而变滑。

物理化学试题之一一、选择题(每题2分，共50分,将唯一的答案填进括号内>( >1. 下列公式中只适用于理想气体的是A. ΔU=QVB. W=nRTln(p2/p1>C. ΔU=dT C m ,V T T 21⎰D. ΔH=ΔU+p ΔVOgvbp9M1Vz ( >2. ΔH 是体系的什么A. 反应热B. 吸收的热量C. 焓的变化D. 生成热( >3. 2000K 时反应CO(g>+1/2O2(g>=CO2(g>的Kp 为6.443,则在同温度下反应为2CO2(g>=2CO(g>+O2(g>的Kp 应为Ogvbp9M1Vz A. 1/6.443 B. (6.443>1/2 C. (1/6.443>2 D. 1/(6.443>1/2Ogvbp9M1Vz ( > 4. 固态的NH4HS 放入一抽空的容器中，并达到化学平衡，其组分数、独立组分数、相数及自由度分别是Ogvbp9M1Vz A. 1，1，1，2 B. 1，1，3，0 C. 3，1，2，1D. 3，2，2，2 Ogvbp9M1Vz ( > 5. 下列各量称做化学势的是 A. i j n ,V ,S i )n (≠∂μ∂ B. i j n ,V ,T i )n p (≠∂∂ C. i j n ,p ,T i )n (≠∂μ∂ D. i j n ,V ,S i )n U (≠∂∂ ( > 6. A 和B 能形成理想溶液。

已知在100℃时纯液体A 的饱和蒸汽压为133.3kPa, 纯液体B 的饱和蒸汽压为66.7 kPa, 当A 和B 的二元溶液中A 的摩尔分数为0.5时，与溶液平衡的蒸气中A 的摩尔分数是Ogvbp9M1Vz A. 1 B. 0.75 C. 0.667 D. 0.5( > 7. 理想气体的真空自由膨胀，哪个函数不变？A. ΔS=0B. V=0C. ΔG=0D. ΔH=0( > 8. A 、B 两组分的气液平衡T-x 图上，有一最低恒沸点，恒沸物组成为xA=0.7。

吉布斯系列学号：120103709014 摘要：在物理化学当中，吉布斯自由能是物理化学中的一个重要的热力学函数，虽然他只是定义的一个函数，是若干热力学函数的数学组合。

但吉布斯自由能概念几乎贯穿在整个物理化学的学习过程中，加深对吉布斯自由能定义、性质和判据的掌握，正确理解体系的吉布斯自由能变化的计算公式及其使用范围和条件，是掌握事物内在本质和学好物理化学的基础。

关键字：吉布斯函数、范特霍夫等温方程、吉布斯自由能与熵和焓、吉布斯自由能与平衡常数、吉布斯自由能与化学势一、吉布斯函数吉布斯函数(Gibbs function)，系统的热力学函数之一。

又称热力势、自由焓、吉布斯自由能等。

符号G，定义为：G＝H－TS式中H、T、S分别为系统的焓、热力学温度(开尔文温度K)和熵。

吉布斯函数是系统的广延性质，具有能量的量纲。

由于H，S，T都是状态函数，因而G也必然是一个状态函数。

当体系发生变化时，G也随之变化。

其改变值△G，称为体系的吉布斯自由能变，只取决于变化的始态与终态，而与变化的途径无关：△G=G终一G始按照吉布斯自由能的定义，可以推出当体系从状态1变化到状态2时，体系的吉布斯自由能变为：△G=G2－G１=△H －△(TS) 对于等温条件下的反应而言，有T2=T1=T 则△G=△H－T △S上式称为吉布斯－亥姆霍兹公式（亦称吉布斯等温方程）。

由此可以看出，△G包含了△H和△S的因素，若用△G 作为自发反应方向的判据时，实质包含了△H和△S两方面的影响，即同时考虑到推动化学反应的两个主要因素。

因而用△G作判据更为全面可靠。

而且只要是在等温、等压条件下发生的反应，都可用△G作为反应方向性的判据，而大部分化学反应都可归入到这一范畴中，因而用△G作为判别化学反应方向性的判据是很方便可行的。

如果一个封闭系统经历一个等温定压过程，则有：ΔG≤W′（2）式中ΔG为此过程系统的吉布斯函数的变化值，W′为该过程中的非体积功，不等号表示该过程为不可逆过程，等号表示该过程为可逆过程。

物理化学习题解答(三)习题p200~2031.有5mol某双原子理想气体，已知其C v,m=2.5R，从始态400K，200kPa，经绝热可逆压缩至400kPa后，再真空膨胀至200kPa，求整个过程的Q，W，ΔU，ΔH和ΔS。

解：(1) 绝热可逆：Q1=0，ΔS1=0，W1=ΔU1。

T1γp11-γ=T2γp21-γ，(T2/T1)γ=( p1/p2) 1-γ，γln(T2/T1)=(1-γ)ln( p1/p2)ln(T2/T1)=(1/γ-1)ln( p1/p2)= (5/7-1)ln(200/400)= 0.198042T2=T1exp(0.198042)=400exp(0.198042)=487.6KW1=ΔU1=n C v,m(T2-T1)=5×2.5×8.314×(487.6-400)=9103.83JΔH1=n C p,m(T2-T1)=5×3.5×8.314×(527.8-400)=12745.36J(2) 真空膨胀：Q2=0，W2=ΔH2=ΔU2=0。

设计等温可逆过程：ΔS2=nR ln(p1/p2)=5×8.314×ln(400/200)=28.81 J.K-1整个过程：Q=Q1+Q2=0，W=W1+W2=W1=9103.83JΔU=ΔU1+ΔU2=ΔU1=9103.83JΔH=ΔH1+ΔH2=ΔH1=12745.36JΔS=ΔS1+ΔS2=ΔS2=28.81 J.K-12.有5molHe(g)，可看作理想气体，已知其C v,m=1.5R，从始态273K，100kPa，变到终态298K，1000kPa，计算该过程的熵变ΔS。

解：(1) 设计等温可逆过程：273K，100kPa→273K，1000kPaΔS1=nR ln(p1/p2)=5×8.314×ln(100/1000)= -95.72J.K-1(2) 设计等压可逆过程：273K，1000kPa→298K，1000kPaΔS2=nC p,m ln(T2/T1)=5×2.5×8.314ln(298/273)=9.106J.K-1则：273K，100kPa→298K，1000kPaΔS=ΔS1+ΔS2=-95.72+9.106=-86.61 J.K-13.在绝热容器中，将0.10kg、283K的水与0.20kg、313K的水混合，求混合过程的熵变ΔS mix。

高材15级物理化学试题A一、分析及相图题1、真实气体的行为规则是什么？真实气体能否被液化？其条件是什么?答：分子之间有相互作用力，分子本身占有体积，分子不断作无规则热运动；能被液化，气体温度低于Tc（临界温度）。

2、质量作用定律对于复杂反应是否适应？答：否，质量作用定律只适用于基元反应，对于非基元反应，只能对其反应机理的每一步基元反应适用。

3、现在有人想利用海洋中不同深度的温度不同，设计一种循环操作的机器，使海水的热力学能转换成有用的机械功。

这是不是违反热力学第二定律？为什么？答：不违反，海洋深层的温度低于表面，由于相对密度的原因，温度低的水总在海洋的下层，因为不是从单一的热源吸热做功，所以不违反热力学第二定律。

4、任一封闭系统在任意指定的始末状态之间可设计出无数多个具体的途径，各具体途径的热和功皆不相等，但每个途径的热和功的代数和皆相等，原因何在？答：封闭系统在指定的始末状态之间，任一指定途径的Qi+Wi=Δu，而Δu是状态函数的增量。

对于指定系统，Δu只取决于始末状态而与途径无关，故各途径的热和功…5、气相反应NO(g)＋1/2O2(g) → NO2(g)在298 K，101.325 kPa下进行。

若有关气体均可视为理想气体，则因理想气体的热力学能只是温度的函数，故上述反应的△U = 0，又因是等温等压过程，Q=nC p,m△T=0。

此种说法是否正确？为什么？答：不正确，对于一定质量一定组成的理想气体，其热力学能只是温度的函数，有相变化或化学变化时不满足上述条件，也就是得不到ΔU=0的结论，只适用于系统在无相变化及化学变化且ω′=0的等压过程下的的情况，而有化学变化时套用公式则不对。

6、知道了化学反应方程式，能否确定其反应级数和反应分子数？答：不能，反应级数由实验得到，可通过尝试法，半衰期法，初始速率法等加以确定，通常一个化学反应不是按其计量数所示个数分子直接碰撞，而是经过一系列分子直接碰撞发生的步骤7、一定量100℃，100 kPa的水，在等温等压条件下变成水蒸气。

物理化学考研考试题及答案### 物理化学考研考试题及答案#### 一、选择题（每题2分，共20分）1. 热力学第一定律的数学表达式是：A. ΔU = Q - WB. ΔH = Q + WC. ΔS = Q/TD. ΔG = ΔH - TΔS2. 根据范特霍夫方程，反应的平衡常数K随温度变化的表达式是：A. dlnK/dT = ΔH/RB. dlnK/dT = ΔS/RC. dlnK/dT = -ΔH/RT^2D. dlnK/dT = -ΔS/RT^23. 以下哪个是理想气体状态方程？A. PV = nRTB. PV = nRT + aC. PV = nRT - aD. PV = nR(T + a)4. 阿伏伽德罗定律适用于：A. 所有气体B. 理想气体C. 固体和液体D. 所有物质5. 根据吉布斯自由能的定义，下列哪个表达式是正确的？A. ΔG = ΔH - TΔSB. ΔG = ΔU + PΔVC. ΔG= ΔU - TΔSD. ΔG = ΔH - PΔV6. 反应速率常数k与温度T的关系遵循：A. 阿累尼乌斯方程B. 范特霍夫方程C. 阿伏伽德罗定律D. 理想气体状态方程7. 以下哪个是热力学第二定律的表述？A. 能量守恒B. 热量不能自发地从低温物体传向高温物体C. 没有永动机D. 所有自发过程都伴随着熵的增加8. 根据化学平衡常数的定义，下列哪个表达式是正确的？A. K = [A][B]/[C][D]B. K = [C][D]/[A][B]C. K = [A]/[B]D. K = [B]/[A]9. 以下哪个是溶液的拉乌尔定律？A. P = XA * PAB. P = (XA * PA) + (XB * PB)C. P = (PA + PB) / 2D. P = (PA * PB)^0.510. 根据亨利定律，下列哪个表达式是正确的？A. P = kH * CB. P = kH * C^2C. P = kH / CD. P = kH * C^-1#### 二、简答题（每题10分，共30分）1. 简述热力学第二定律的两种表述方式，并说明它们之间的联系。

第一章 热力学第一定律一、基本概念系统与环境，状态与状态函数，广度性质与强度性质，过程与途径，热与功，内能与焓。

二、基本定律热力学第一定律：ΔU =Q +W 。

焦耳实验：ΔU =f (T ) ; ΔH =f (T )三、基本关系式1、体积功的计算 δW = －p e d V恒外压过程：W = －p e ΔV可逆过程： W =nRT 1221ln ln p p nRT V V =2、热效应、焓等容热：Q V =ΔU （封闭系统不作其他功）等压热：Q p =ΔH （封闭系统不作其他功）焓的定义：H =U +pV ; d H =d U +d(pV )焓与温度的关系：ΔH =⎰21d p T T T C3、等压热容与等容热容 热容定义：V V )(T U C ∂∂=；p p )(T H C ∂∂=定压热容与定容热容的关系：nR C C =-V p热容与温度的关系：C p =a +bT +c’T 2四、第一定律的应用1、理想气体状态变化等温过程：ΔU =0 ; ΔH =0 ; W =－Q =⎰-p e d V 等容过程：W =0 ; Q =ΔU =⎰T C d V ; ΔH =⎰T C d p 等压过程：W =－p e ΔV ; Q =ΔH =⎰T C d p ; ΔU =⎰T C d V可逆绝热过程：Q =0 ; 利用p 1V 1γ=p 2V 2γ求出T 2,W =ΔU =⎰T C d V ;ΔH =⎰T C d p不可逆绝热过程：Q =0 ;利用C V (T 2-T 1)=－p e (V 2-V 1)求出T 2,W =ΔU =⎰T C d V ;ΔH =⎰T C d p2、相变化可逆相变化：ΔH =Q =n Δ＿H ；Ｗ＝－p (V 2-V 1)=－pV g =－nRT ; ΔU =Q +W3、热化学物质的标准态；热化学方程式；盖斯定律；标准摩尔生成焓。

摩尔反应热的求算：)298,()298(B H H m f B mr θθν∆=∆∑ 反应热与温度的关系—基尔霍夫定律：)(])([,p B C T H m p BB m r ∑=∂∆∂ν。

《物理化学》课程综合复习资料一、填空题1. 理想气体的两个微观特征是 ； 。

2. 理想液态混合物的定义是 。

A 与B 形成理想液态混合物的过程中Δmix V = ；Δmix H = 。

3. 稀溶液依数性有４个，给出其中两个的名称： 和 。

稀溶液中溶质B 服从亨利定律，该定律可用式 表达。

4. 用ΔS ≥0做为过程方向性判据的条件是 。

5. 碳酸钙分解： CaCO 3(S) = CaO(S) + CO 2(g) 构成的平衡体系相数是 ；组分数是 ；自由度数是 。

6. 极化产生的两个主要原因是： 和 。

7. 相律的数学表达式是 。

8. 兰缪尔( Langmuir)单分子层吸附理论是在以下几点基本假设下建立起来的: ； ； 。

9. 弯曲液面上附加压力可用式=∆p 计算。

10. 电导率κ，摩尔电导率m Λ和电解质溶液浓度c 间的关系是：m Λ= 。

11. 焓H 的定义式是H = 。

12. CO 在苯中溶解形成稀溶液，溶质CO 符合亨利定律，定律表达为=CO p 。

温度升高的亨利系数怎样改变？ 。

13. 理想气体绝热可逆过程方程式之一是 。

14. 理想气体状态方程式是15. 实际气体可以液化的条件是 ， 。

16. 吉布斯自由能的定义式是G = 。

热力学基本关系式之一是d G = 。

17. 理想气体的 =-m V m p C C ,, 。

18. 纯理想气体的化学势表达式为μ= 。

19. 临界温度是实际气体可以被液化的 温度。

20. 隔离体系的热力学能(内能)变化△U 0（填＞、＜ 或 ＝ 号）。

21. 吉布斯函数的定义式G = 。

22. 原电池中，负极（也称为阳极）发生 反应；正极（也称为阴极）发生 反应。

23. 向AgNO 3溶液中滴加少量KI 稀溶液，生成带正电的AgI 溶胶，其胶团结构式为 。

二、选择题1. 半衰期与初始浓度无关的反应是 ( ) a.零级反应；b.一级反应；c.二级反应；d.三级反应2. 同温同浓度的HCl 溶液和NaOH 溶液的摩尔电导率相比 （ ） a.Λm,HCl 最大；b.Λm,NaOH 最大；c.Λm,HCl 和Λm,NaOH 同样大3. 由于电极的极化，随着电流密度的增大 （ ） a.阴极电势升高，阳极电势降低 b.电池的端电压增大 c.电解池耗电能降低d.以上说法都不对4. 有一小水滴，半径为r ，表面张力为σ ， 滴内液体所受的附加压力为 （ ）a.rp σ=∆b.r p σ2=∆c.r p σ3=∆d.r p σ4=∆5. 某物质加入水中后发生溶液表面正吸附,则溶液的表面张力与纯水的表面张力相比（ ） a.变大b.变小c.无变化d.不确定6. 兰缪尔( Langmuir)吸附理论中重要的基本假设之一是 （ ）a.气体处于低压下b.固体表面的不均匀性 c 吸附是单分子层的 d.吸附是放热的 7. 对理想气体，以下那种说法不正确 （ ）a.分子间无作用力；b.恒温时内能为零； c .恒温时焓值不变； d.向真空膨胀时温度不变。

物理化学复习题及答案一、选择题1. 热力学第一定律表达式为：A. ΔU = Q + WB. ΔH = Q - WC. ΔG = ΔH - TΔSD. ΔS = Q/T2. 理想气体状态方程为：A. PV = nRTB. PV = nTC. P = nRT/VD. P = nV/RT3. 以下哪个是物理化学中的非自发过程？A. 扩散B. 蒸发C. 溶解D. 晶体析出二、填空题4. 根据吉布斯自由能变化公式，当ΔG ________ 0时，反应是自发的。

5. 阿伏伽德罗常数的数值是 ________ mol⁻¹。

6. 反应的平衡常数K可以表示为反应物浓度的幂次乘积与生成物浓度的幂次乘积的比值，即K = ________。

三、简答题7. 请简述什么是化学平衡，并解释Le Chatelier原理。

8. 描述熵的概念，并解释为什么熵总是倾向于增加。

四、计算题9. 已知某理想气体在298 K时的体积为1 L，压力为1 atm。

求该气体的摩尔数。

10. 假设一个化学反应的ΔH = -50 kJ/mol，ΔS = 0.2 kJ/(mol·K)，求在298 K时的ΔG，并判断反应是否自发。

五、论述题11. 论述温度对化学反应速率的影响，并给出一个具体的例子。

12. 解释什么是溶液的渗透压，并讨论渗透压在生物体中的重要性。

答案：一、选择题1. A2. A3. D二、填空题4. < 05. 6.022×10²³6. 反应物浓度幂次乘积 / 生成物浓度幂次乘积三、简答题7. 化学平衡是指在一个封闭系统中，正逆反应速率相等的状态。

LeChatelier原理指出，当系统处于平衡状态时，如果改变系统的压力、浓度或温度，系统会自动调整以减少这种变化的影响。

8. 熵是系统无序度的度量，根据热力学第二定律，自然界中的熵总是倾向于增加，表示系统趋向于更加无序的状态。

四、计算题9. 根据理想气体状态方程PV = nRT，可得n = PV/RT = (1 atm × 1 L) / (0.0821 L·atm/mol·K × 298 K) ≈ 0.0394 mol。

吉布斯自由能变化计算公式
计算吉布斯自由能变化的公式：
1、定义基本符号：
ΔG： Gibb's 自由能变化取决于反应的前后状态；S：熵；H：质能；T：绝对温度
2、吉布斯自由能变化定义式：
ΔG＝ΔH－T•ΔS
3、吉布斯自由能变化温度表达式：
物理化学准则：ΔG＝ΔH－T• ΔS＝ΔH－T9.2• ΔS
4、其他表示
解决[Gibbs 自由能变化=ΔG]的问题，主要有以下三种表示：
（1）单位量的吉布斯自由能变化
dg= ∂g/∂n（i）•dn（i）
（2）改变反应容积后的吉布斯自由能变化
dg＝∂g/∂V•dV
（3）改变温度条件下的吉布斯自由能变化dg/dT= ∂g/∂T
5、相对因子表示
吉布斯自由能变化系数（K）：
K= exp（-ΔG/RT）
其中R为常数，为8.314千焦/摩尔/癸。

交叉因子表示：
K＝ exp（-ΔH/RT + ΔS/R）。

物理化学二、填空题1．实际气体经节流膨胀后，ΔH > 0。

（填＞、＜或=）2．恒温、恒容、非体积功为零的条件下，封闭体系自发过程的方向是吉布斯自由变化小于零的方向，即方向。

3．氧可在光的照射下变成臭氧，生成1mol臭氧需吸收3.011×1023个光量子。

此光化反应的量子效率为３。

4．298.15 K、p时由某些纯组分混合形成理想液态混合物的过程中Δmix S _＞__0。

（填＞、＜或=）5．给定温度和压力下，三组分体系最多可有５相共存。

6．电极极化的结果使阳极电极电势更正。

7．一定温度下，平液面、凹液面、凸液面三者的饱和蒸气压的关系为Ｐ凹＞Ｐ平＞Ｐ凸。

8．质量摩尔浓度为m的CaCl2溶液，平均活度系数为γ±，则此溶液的离子平均活度a±为 4γ±3 m 。

9．某化学反应若在300 K、p下在试管中进行时，放热60 kJ；若在相同温度和压力下通过可逆电池进行反应，则吸热 6 kJ，该化学反应的熵变为 20Ｊ／Ｋ。

10．在恒定的温度和压力下，已知反应A→2B的反应热ΔH1及反应2A→C的ΔH2，则反应C→4B的ΔΗ3为 2ΔH1－ΔH2 。

11．反应 A（s）= B（g）+ C（g）的标准平衡常数K p与其离解压p的关系式为。

12．恒温、恒压、非体积功为零的条件下，封闭体系自发过程的方向是吉布斯自由能变化小于零的方向，即方向。

13．0.005mol/kg K2SO4与0.01 mol/kg MgSO4混合溶液的离子强度I为0.055 mol/kg。

14．通过 2 mol电子的电量时，Pt|H2(p1)|NaOH(aq)|O2(p2)|Pt的电池反应为2H2O2H2（ｇ）＋Ｏ２（ｇ）。

15．298 K下，2 mol理想气体的体积增大2倍时，体系的Gibbs自由能变化为０。

16．已知MgCl2水溶液的质量摩尔浓度为m，离子平均活度系数为γ±，此溶液的离子平均活度a±为a±＝。

物理化学试题A一、选择题：（每题3分共30分）1. 在pθ， K下过冷水结成同温度下的冰，则该过程中：（）(A) ΔS=0 ΔG=0 (B) ΔS>0 ΔG<0(C) ΔS <0 ΔG<0 (D) ΔS>0 ΔG >02.在α、β两相中都含有A和B两种物质,当达到相平衡时,下列三种情况,正确的是：（）(A)； (B)；(C)； (D)以上答案均不正确。

3.下列的过程可应用公式ΔH=Q进行计算的是：( )(A) 不做非体积功，终态压力相同但中间压力有变化的过程(B) 不做非体积功，一直保持体积不变的过程(C) K，pθ下液态水结成冰的过程(D) 恒容下加热实际气体和 O2在绝热钢瓶中化学反应生成CO2的过程：( )(A) ΔH = 0 (B) ΔU = 0(C) ΔS = 0 (D) ΔG = 05.在恒温恒压不做非体积功的情况下，下列哪一个过程肯定可以自发进行：（）(A) ΔH>0，且ΔS>0 (B) ΔH>0，且ΔS<0(C) ΔH<0，且ΔS>0 (D) ΔH<0，且ΔS<06.公式 d G = V d p -S d T可适用下述哪一过程：( )(A) 298K、101325Pa 下的水蒸发过程(B) 理想气体真空膨胀(C) 电解水制取氢(D) N2(g) + 3H2(g)＝2NH3(g) 未达平衡7.同一温度压力下,一定量某纯物质的熵值：（）(A) S(气)＞S(液)＞S(固); (B) S(气)＜S(液)＜S(固);(C) S(气)＝S(液)＝S(固)； (D)以上答案均不正确获得更多NO，应采取的措施是：（）2(A) 降温和减压 (B) 降温和增压(C) 升温和减压 (D) 升温和增压9. 对于二组分系统能平衡共存的最多相数为： ( )(A) 1 (B)2 (C)3 (D)410.下述分子熵最大是：（），（A）CH4 （B）C2H6 （C）C3H8 （D）C10H22二、问答（30分）1. （5分）冰在0℃转变为水，dS>0，但在0℃ P=Pθ时，冰与水处于平衡状态，而dS=0是平衡条件，对吗2. （5分）在绝热过程中，∵Q=0∴dS=0，对吗3. （10分）试问下列过程哪些状态函数的改变值等于零•1）理想气体的卡诺循环•2）液体水在正常沸点汽化为水蒸气•3）H2与O2在绝热的钢瓶中反应生成H2O（l）•4）理想气体向真空容器中膨胀4. （10分）说出下列公式的使用条件（1）ΔG=ΔH-Δ（TS）；ΔG=ΔH-TΔS（2）(ΔG)=W'f（3）ΔG=∫VdP ΔG=nRTlnP2/P1（4）ΔS=Q/T（5）ΔS=nCplnT2/T1三、计算（40分）1.（10分）将1 mol理想气体在298K下等温可逆膨胀，体积从50l升膨胀到100l 升,试计算过程的Q、W、ΔU、ΔH和ΔS2. （10分）乙醇和甲醇组成的理想溶液, 在293 K时纯乙醇的饱和蒸气压为5933 Pa, 纯甲醇的饱和蒸气压为11826 Pa。

标准自由能变化在化学反应中，标准自由能变化通常用ΔG表示。

ΔG的计算公式为ΔG = ΔH TΔS，其中ΔH代表焓变，T代表温度，ΔS代表熵变。

焓变是指在恒定压力下，化学反应发生时系统吸收或释放的热量，而熵变则是指系统在化学反应中混乱程度的变化。

当ΔG为负值时，表示化学反应是自发进行的；当ΔG为正值时，表示化学反应是不自发进行的；而当ΔG等于0时，表示化学反应处于平衡状态。

标准自由能变化与反应进行方向的关系可以用Gibbs自由能方程来描述。

Gibbs自由能方程为ΔG = ΔG° + RTlnQ，其中ΔG°代表标准状态下的自由能变化，R代表气体常数，T代表温度，Q代表化学反应的反应商。

当ΔG小于0时，化学反应是向正向进行的；当ΔG大于0时，化学反应是向逆向进行的；而当ΔG等于0时，化学反应处于平衡状态。

标准自由能变化的计算可以帮助我们预测化学反应进行的方向，从而指导实际生产和实验操作。

通过对标准自由能变化的计算，我们可以选择合适的条件来促进有利的化学反应，提高生产效率。

另外，标准自由能变化的计算也可以帮助我们优化化学反应的条件，减少能量消耗，降低生产成本。

除了对化学反应进行方向的预测外，标准自由能变化的计算还可以帮助我们理解和解释自然界中的许多现象。

例如，通过对ΔG 的计算，我们可以了解为什么一些物质在一定条件下会自发地转化为其他物质，从而揭示了自然界中的许多奇妙之处。

总之，标准自由能变化是化学领域中一个重要的概念，它可以帮助我们预测化学反应进行的方向，指导实际生产和实验操作，优化化学反应的条件，同时也可以帮助我们理解和解释自然界中的许多现象。

通过对标准自由能变化的深入研究和应用，我们可以更好地掌握化学反应的规律，推动化学领域的发展。

物理化学中气体的吉普斯自由能计算公式吉布斯自由能又叫吉布斯函数，（英Gibbs free energy,Gibbs energy or Gibbs function; also known as free enthalpy）是热力学中一个重要的参量，常用G表示。

它的定义是G = U − TS + pV = H − TS，其中U是系统的内能，T是温度(绝对温度，K)，S是熵，p是压强，V是体积，H是焓。

吉布斯自由能的微分形式是dG = − SdT + Vdp + μdN其中μ是化学势，也就是说每个粒子的平均吉布斯自由能等于化学势。

补充ΔG=ΔH－TΔS （Kj/mol)G叫做吉布斯自由能。

因为H、T、S均为状态函数，所以G为状态函数。

1876年美国著名数学物理学家，数学化学家吉布斯在康涅狄格科学院学报上发表了奠定化学热力学基础的经典之作《论非均相物体的平衡》的第一部分。

1878年他完成了第二部分。

这一长达三百余页的论文被认为是化学史上最重要的论文之一，其中提出了吉布斯自由能，化学势等概念，阐明了化学平衡、相平衡、表面吸附等现象的本质。

任何体系内发生的相变化或者化学反应，必定是一个自发进行的不可逆过程。

根据热力学第二定律，这个过程发生的结果必定是使得体系的熵值增大。

而吉布斯自由能判据就是这个熵判据的在恒温恒压条件下一种常用的特殊形式。

对于一个不处于平衡态的任意封闭体系而言，它与环境存在着能量交换。

这种非绝热的特性使得外界的能量输入对反应体系内熵值的影响不能忽略，因此判断反应是否自发进行的时候，我们需要将反应体系与环境一起作为一个总体进行熵值的计算，再用总熵的变化量判断反应进行的方向。

吉布斯是这个家族的第七代，他生于康涅狄格州的纽黑文，父亲是耶鲁大学神学院的教授，少时入霍普金斯学校学习，被同学描述为腼腆而孤独。

1854年入耶鲁学院学习。

并于1858年以很优秀的成绩毕业，并在数学和拉丁文方面获奖。

1863年吉布斯以使用几何方法进行齿轮设计的论文在耶鲁学院获得工程学博士学位，这也使他成为美国的第一个工程学博士。

第一章一、焓变(ΔH)：反应热1．反应热：一定条件下，一定物质的量的反应物之间完全反应所放出或吸收的热量2．焓变(ΔH)的意义：在恒压条件下进行的化学反应的热效应（1）.符号：△H（2）.单位：kJ/mol3.产生原因：化学键断裂——吸热化学键形成——放热放出热量的化学反应。

(放热>吸热)△H 为“-”或△H <0吸收热量的化学反应。

（吸热>放热）△H 为“+”或△H >0☆常见的放热反应：①所有的燃烧反应②酸碱中和反应③大多数的化合反应④金属与酸的反应⑤生石灰和水反应⑥浓硫酸稀释、氢氧化钠固体溶解等☆常见的吸热反应：①晶体Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl ②大多数的分解反应③以H2、CO、C为还原剂的氧化还原反应④铵盐溶解等二、热化学方程式书写化学方程式注意要点:①热化学方程式必须标出能量变化。

②热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态（g,l,s分别表示固态，液态，气态，水溶液中溶质用aq表示）③热化学反应方程式要指明反应时的温度和压强。

④热化学方程式中的化学计量数可以是整数，也可以是分数⑤各物质系数加倍，△H加倍；反应逆向进行，△H改变符号，数值不变三、燃烧热1．概念：25 ℃，101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。

燃烧热的单位用kJ/mol表示。

※注意以下几点：①研究条件：101 kPa ②反应程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化物。

③燃烧物的物质的量：1 mol ④研究容：放出的热量。

（ΔH<0，单位kJ/mol）四、中和热1．概念：在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应而生成1mol H2O，这时的反应热叫中和热。

2．强酸与强碱的中和反应其实质是H+和OH-反应，其热化学方程式为：H+(aq) +OH-(aq) =H2O(l) ΔH=－57.3kJ/mol3．弱酸或弱碱电离要吸收热量，所以它们参加中和反应时的中和热小于57.3kJ/mol。