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物理化学打印完整版

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物理化学核心教程 P13 2. 在两个密封、绝热、体积相等的容器中，装有压力相等的某种理想气体。试问，这两容器中气体的温度是否相等？ 答：不一定相等。根据理想气体状态方程，若物质的量相同，则温度才会相等。 3. 两个容积相同的玻璃球内充满氮气，两球中间用一玻管相通，管中间有一汞滴将两边的气体分开。当左球的温度为273 K，右球的温度为293 K时，汞滴处在中间达成平衡。试问： （1）若将左球温度升高10 K，中间汞滴向哪边移动？ （2）若两球温度同时都升高10 K, 中间汞滴向哪边移动？ 答：（1）左球温度升高，气体体积膨胀，推动汞滴向右边移动。 （2）两球温度同时都升高10 K，汞滴仍向右边移动。因为左边起始温度低，升高10 K所占比例比右边大，283/273大于303/293，所以膨胀的体积（或保持体积不变时增加的压力）左边比右边大。 P24 1. 在两个容积均为V的烧杯中装有氮气，烧瓶之间有细管相通，细管的体积可以忽略

不计。若将两烧杯均浸入373 K的开水中，测得气体压力为60 kPa。若一只烧瓶浸在273 K的冰水中，另外一只仍然浸在373 K的开水中，达到平衡后，求这时气体的压力。设气体可以视为理想气体。 解： 12nnn 根据理想气体状态方程

1221122pVpVpVRTRTRT 化简得： 12112211()ppTTT

221

21

2732260 kPa50.7 kPa273373TppTT



5. 有氮气和甲烷（均为气体）的气体混合物100 g，已知含氮气的质量分数为0.31。在420 K和一定压力下，混合气体的体积为9.953dm。求混合气体的总压力和各组分的分压。假定混合气体遵守Dalton分压定律。已知氮气和甲烷的摩尔质量分别为281gmol和161gmol。 解：210.31100 gN1.11 mol28 gmolmnM 41(10.31)100 g(CH)4.31 mol16 gmoln



1133(1.11+4.31) mol8.314 JmolK420 K1902 kPa9.9510 mnRTpV



22

24

(N)1.11(N)1902 kPa=389.5 kPa(N)(CH)1.114.31nppnn



4(CH)(1902389.5) kPa=1512.5 kPap P65 一、思考题 1. 判断下列说法是否正确，并简述判断的依据 （1）状态给定后，状态函数就有定值，状态函数固定后，状态也就固定了。 答：是对的。因为状态函数是状态的单值函数。 （2）状态改变后，状态函数一定都改变。 答：是错的。因为只要有一个状态函数变了，状态也就变了，但并不是所有的状态函数都得变。 （3）因为ΔU=QV，ΔH=Qp，所以QV，Qp 是特定条件下的状态函数? 这种说法对吗？ 答：是对的。U，H 本身不是状态函数，仅是状态函数的变量，只有在特定条件下与QV，Qp的数值相等，所以QV，Qp不是状态函数。

（4）根据热力学第一定律，因为能量不会无中生有，所以一个系统如要对外做功，必须从外界吸收热量。 答：是错的。根据热力学第一定律UQW，它不仅说明热力学能（ΔU）、热（Q）和功（W）之间可以转化，有表述了它们转化是的定量关系，即能量守恒定律。所以功的转化形式不仅有热，也可转化为热力学能系。 （5）在等压下，用机械搅拌某绝热容器中的液体，是液体的温度上升，这时ΔH=Qp=0 答：是错的。这虽然是一个等压过程，而此过程存在机械功，即Wf≠0，所以ΔH≠Qp。 （6）某一化学反应在烧杯中进行，热效应为Q1，焓变为ΔH1。如将化学反应安排成反应相同的可逆电池，使化学反应和电池反应的始态和终态形同，这时热效应为Q2，焓变为ΔH2，则ΔH1=ΔH2。 答：是对的。Q是非状态函数，由于经过的途径不同，则Q值不同，焓（H）是状态函数，只要始终态相同，不考虑所经过的过程，则两焓变值H1和H2相等。 5. 用热力学概念判断下列各过程中功、热、热力学能和焓的变化值。 第一定律数学表示式为ΔU = Q + W。 （1） 理想气体自由膨胀 （2） van der Waals气体等温自由膨胀 （3） Zn（s）+ 2HCl（l）= ZnCl2 + H2 （g）进行非绝热等压反应 （4） H2（g）+ Cl2（g）= 2HCl（g） 在绝热钢瓶中进行 （5） 常温、常压下水结成冰（273.15 K，101.325kPa） 答：（1）W = 0 因为自由膨胀外压为零。 Q = 0 理想气体分子间没有引力。体积增大分子间势能不增加，保持温度不变，

不必从环境吸热。 U = 0 因为温度不变，理想气体的热力学能仅是温度的函数。 H = 0 因为温度不变，理想气体的焓也仅是温度的函数。

（2）W = 0 因为自由膨胀外压为零。 Q  0 范氐气体分子间有引力。体积增大分子间势能增加，为了保持温度不变，

必须从环境吸热。 U  0 因为从环境所吸的热使系统的热力学能增加。 H  0 根据焓的定义式可判断，系统的热力学能增加，焓值也增加。

（3）W  0 放出的氢气推动活塞，系统克服外压对环境作功。 Q  0 反应是放热反应。

U  0 系统既放热又对外作功，热力学能下降。 H  0 因为这是不做非膨胀功的等压反应，H = Qp 。 （4）W = 0 在刚性容器中是恒容反应，不作膨胀功。 Q = 0 因为用的是绝热钢瓶

U = 0 根据热力学第一定律，能量守恒，热力学能不变。 H  0 因为是在绝热刚瓶中发生的放热反应，气体分子数没有减少， 钢瓶内温度升高，压力也增高，根据焓的定义式可判断焓值是增加的。 （5）W  0 常温、常压下水结成冰，体积变大，系统克服外压对环境作功。 Q  0 水结成冰是放热过程。

U  0 系统既放热又对外作功，热力学能下降。 H  0 因为这是等压相变，H = Qp 。 P68 3. 在373 K恒温条件下，计算1 mol理想气体在下列四个过程中所做的膨胀功。已知

始、终态体积分别为25 dm3和100 dm3 。 （1）向真空膨胀； （2）等温可逆膨胀； （3）在外压恒定为气体终态压力下膨胀； （4）先外压恒定为体积等于50 dm3 时气体的平衡压力下膨胀，当膨胀到50 dm3以后，再在外压等于100 dm3 时气体的平衡压力下膨胀。 试比较四个过程的功，这说明了什么问题？ 解：（1）向真空膨胀，外压为零，所以 20W （2）等温可逆膨胀

1111225ln1 mol8.314 JmolK373 Kln4299 J100VWnRTV （3）恒外压膨胀 3e21221212()()()nRTWpVVpVVVVV

11331 mol8.314 JmolK373 K(0.10.025)m2326 J0.1 m （4）分两步恒外压膨胀 4e,121e,232213223()()()()nRTnRTWpVVpVVVVVVVV

12232550(11)(2)50100VVnRTnRTnRTVV 111 mol8.314 JmolK373 K3101 J 说明作功与过程有关，系统与环境压差越小，膨胀次数越多，做的功也越大。 8. 设有300 K的1 mol理想气体作等温膨胀，起始压力为1500kPa ，终态体积为10 dm3。试计算该过程的Q，W，U和 H。 解：该过程是理想气体等温过程，故 ΔU =ΔH = 0 始态体积 V1为：

1131111 mol8.314 JmolK300 K1.66 dm15100 kPanRTVp

11121.66 ln1 mol8.314 JmolK300 Kln4.48 kJ10VWnRTV 4.48 kJQW 11. 有1 m3的单原子分子的理想气体，始态为273 K，1000kPa。现分别经（1）等温可逆膨胀；（2）绝热可逆膨胀；（3）绝热等外压膨胀，到达相同的终态压力100 kPa。请分别计算终态温度T2、终态体积V2和所做的功。 解：（1）理想气体的等温可逆膨胀过程，pV=常数，则有：

T2=T1=273K 32112m010100011000..pVpV

mol584402733148011010003111...RTVpn W = -12lnVVnRT= -21lnppnRT

∴ W = -440.58×8.314×273×1001000ln= -2302.6kJ （2）绝热可逆膨胀， Q=0，则有ΔU= W。

RCmV23，，RCmp25，，则35mVmpCC，，

又 ∵ 221111TpTp，则11212TppT ∴ 11212TppT=273100100035351// = 108.6K W =ΔU = nCV,m( T2 －T1) = 440.58×23×8.314×( 108.6 －273) = -903.3 kJ

（3）绝热恒外压膨胀， Q=0，则有ΔU= W。

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物理化学实验正文(电子版)

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绪论一、物理化学实验的目的与要求物理化学实验是继无机及分析化学实验、有机化学实验之后的一门基础实验。

其主要目的是使学生能够掌握物理化学的基本实验方法和技能，从而能够根据所学原理设计实验、选择和使用仪器；其次是培养学生观察现象、正确记录和处理数据、分析实验结果的能力和严肃认真、实事求是的科学素养；第三是验证和加深对物理化学基本理论的理解，提高解决实际问题的能力。

物理化学实验课和其它实验课一样，对培养学生独立从事科学研究工作的能力具有重要作用。

学生应在实验过程中勤于动手，开动脑筋、钻研问题，做好每个实验。

为了达到上述目的，必须对学生提出明确的要求。

（一）实验前的预习1.实验前应认真仔细阅读实验内容，预先了解实验的目的、原理、明确需要测定的物理量，掌握所用仪器的构造及操作方法，做到心中有数。

2.在预习的基础上写出预习报告，主要将实验步骤简明扼要地写在一实验报告册上，应特别注意影响实验成败的关键操作。

（二）实验过程1.进入实验室后按实验顺序到指定实验台，检查核对仪器，看有无缺损。

2.严格按照操作规程进行实验，一般不要随意改动。

若确有改动的必要，应取得指导教师的同意。

3.充发利用实验时间，观察现象，记录数据，分析和思考问题，提高实验效率。

4.实验完毕，必须将实验数据交指导教师审查合格后，再拆实验装置，如不合格需重做或补做。

5.洗净并整理好仪器，清理好实验台面，方可离开实验室。

（三）实验报告实验报告是实验的总结，要认真写作，它能够使学生在实验数据处理、作图、误差分析、问题归纳等方面得到训练和提高，为今后写科学研究论文打好基础。

物理化学实验报告一般应包括实验名称、日期、实验目的、实验原理、仪器及试剂、实验步骤、数据及其处理、结果及讨论等项。

实验报告的写作是整个实验中的一个重要环节。

要求实事求是，科学严谨，反对粗枝大叶，字迹潦草，严禁抄袭他人数据及结果的行为。

实验报告经指导教师批阅后，如认为有必要重写者，应在指定时间内重写。

物理化学各章知识点总结-86页

物理化学各章知识点总结-86页

原来的状态。 dU 0
经此过程，所有状态函数的变量均为零。
4. 功和热
注意：
W pambdV
• 不论是膨胀还是压缩，体积功都用- pambdV
计算，公式中的压力都用外压
• 公式中的pamb不能随便写到积分号外，只有 常数才行
• 只有- pambdV这个量才是体积功，pambV或 Vdpamb都不是体积功。
不同过程功的计算分析：W p amb V
W pamb dV
（1）环境为真空态(自由膨胀):
pamb= 0，W = 0
（2）恒外压过程(pamb恒定): W = －pambΔV = －pamb(V2－V1)
（3）恒压过程(pamb=p=定值)：
W=-p△V
（4）恒容过程(△V =0)：
W＝0
例如：在298.15 K时
1 2
H2
(g,
p
)
1 2
Cl2
(g,
p
)
HCl(
g,
p
)
反应焓变为：
r
H
m
(298
.15
K
)
92.31kJ.mol 1
这就是HCl(g)的标准摩尔生成焓：
f Hm (HCl, g,298.15K) 92.31kJ.mol1
10.可逆过程与可逆体积功
可逆过程：系统内部及系统与环境之间在无限接近平 衡条件下进行的过程，称为可逆过程，否则称为不可 逆过程。
生成物来表示反应进行的程度，所得的值都是相
同的，即：
d dnD dnE dnF dnG D E F G
当反应按所给反应式的系数比进行了一个单位的化 学反应时，即 nB / mol B，这时反应进度就是1mol。
物理化学实验教材电子版

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目录绪论.......................................... 错误!未指定书签。

第一节物理化学实验的目的与要求................. 错误!未指定书签。

第二节误差分析................................ 错误!未指定书签。

第三节物理化学实验数据的表达方法.............. 错误!未指定书签。

热力学部分实验一硫酸铜溶解热的测定 ........................ 错误!未指定书签。

实验二液体饱和蒸汽压的测定———静态法........... 错误!未指定书签。

实验三完全互溶双液系气－液平衡相图———最低恒沸点的测定错误!未指定书签。

电化学部分实验四电导法测定弱电解质的电离常数............... 错误!未指定书签。

实验五原电池电动势的测定——对消法............... 错误!未指定书签。

动力学部分实验六蔗糖水解转化的动力学研究................... 错误!未指定书签。

表面化学部分实验七溶液表面张力的测定——最大气泡法........... 错误!未指定书签。

实验八液体粘度测定及恒温槽的性能测定............. 错误!未指定书签。

绪论第一节物理化学实验的目的与要求物理化学实验的主要目的是使学生初步了解物理化学的实验研究方法，掌握物理化学的基本实验技术。

通过正确测量、记录实验数据，运用物理化学基本理论，正确处理实验数据，分析实验现象和实验结果，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。

物理化学实验课程，对培养学生独立从事科学研究工作能力具有重要的作用。

为了达到学习该课程的目的与要求，保证课程质量，对学生物理化学实验课程学习的基本要求如下。

一、实验前的预习学生在实验前应认真仔细阅读实验内容，了解实验的目的、原理、所用仪器的构造和使用方法，了解实验操作过程。

南京工业大学 物理化学(上)期末考试 试题(A)卷 (闭)(可打印修改)

南京工业大学 物理化学(上)期末考试 试题(A)卷 (闭)(可打印修改)

南京工业大学 物理化学（上）B 05年 试题（A ）卷 （闭）一．选择题（10分，每题1分。

必须将答案填入下面表格）１．范德华方程中的压力修正项对Vm 的关系为：( )。

Ａ．正比于； Ｂ．正比于； Ｃ．正比于1/； Ｄ．正比于1/．2mV mV 2mV mV ２．H2在298.2K 时，分别从体积V1经（1）自由膨胀；（2）反抗恒定外压膨胀 ；（3）可逆膨胀到终态V2，则H2对外作的功的大小为（ ）。

A ．(1)> (2)> (3)B ．(3)> (2)> (1)C ．(1)> (3)> (2)D ．(3)> (1)> (2)３．理想气体自由膨胀，则△S 隔 必定 （ ）。

A ．大于0B ．小于0C ．等于0D ．无法确定４．H2和O2以2：1的摩尔比在绝热的钢瓶中反应生成H2O ，在该过程中( )是正确的。

A ．∆H = 0；　Ｂ．∆T = 0； Ｃ．pV γ = 常数；Ｄ．∆U = 0。

５．化学势表示式可为（1）=（）s.v.nj ； (2) =()s.p.nj ；B μB n U ∂∂B ≠B μB n H∂∂B ≠(3) = ； (4) = 。

B μj n V T Bn A ..)(∂∂B ≠B μjn P T B n G..)(∂∂B ≠则其中的偏摩尔量是（ ）。

A ．（1）B ．（2）C ．（3）D ．（4）６．已知环己烷、醋酸、萘、樟脑的（摩尔）凝固点降低系数kf 分别是20.2、9.3、6.9及39.7 K ·kg ·mol -1。

今有一未知物能在上述四种溶剂中溶解，欲测定该未知物的相对分子质量，最适宜的溶剂是：（ ）。

Ａ．萘； Ｂ．樟脑； Ｃ．环己烷； Ｄ．醋酸 。

７．某反应在298.2K 时，=3.25，如果压力商等于2.14时，反应的方向性为（ ）。

)()(g B g A →A ． 向左B ． 向右C ．平衡　D ． 不能确定８．一定温度下，在一钢性容器中，反应C ６H ５C ２H ５(ｇ)→C ６H ５C ２H ３(ｇ)＋H ２(ｇ)达到平衡后，通入惰性组分H ２O （ｇ），则平衡将（　）移动。