华东理工大学2001年物理化学（下）期终考试题(A)
学号姓名.
一.一.选择题（30×2=60分，单项）
1. 1.已知20℃时水的表面张力为7.28X10-2N·m-1,在此温度和p0压力下将水的表面积
可逆地增大10cm2时，体系的ΔG等于
A．7.28 X10-5J B.-7.28 X10-5J C．7.28 X10-1J D．-7.28 X10-1J
2. 2.用同一滴管在同一条件下分别滴下同体积的三种液体：水、硫酸水溶液、丁醇水
溶液，则它们的滴数为
A．一样多B．水的最多，丁醇水溶液最少
C．硫酸水溶液最多，丁醇水溶液最少D．丁醇水溶液最多，硫酸水溶液最少
3. 3.将装有润湿性液体的毛细管水平放置，在其右端加热，则管内液体将
A．向右移动B．向左移动C．不动D．左右来回移动
4. 4.298K、p0下，将直径lμm的毛细管插入水中，需多大压力才能防止水面上升?已
知此时水的表面张力为72×10-3N·m-1。
A．288 kPa B．144 kPa C．576 kPa D．316 kPa
5. 5.设反应CaCO3(s) = CaO(s)+CO2(g)已达平衡，在其他条件不变的情况下将CaCO3
进一步粉碎，则平衡
A．向左移动B．向右移动C．不移动D．不能确定
6. 6.Freundlich吸附等温式
n
kp
m
x
适用于
A．低压B．中压C．高压D．任何压力
7.7.对临界胶束浓度(CMC)说法不正确的是
A．CMC是形成胶束的最低浓度B．在CMC前后溶液的表面张力都有显著变化C．在CMC前后溶液的电导值变化显著
D. 达到CMC以后溶液的表面张力不再有明显变化
8.8.已知293K时水一辛醇的界面张力为0.009N·m-1，水一汞的界面张力为
0.375N·m-1，汞一辛醇的界面张力为0.348 N·m-1。由以上数据可以断定
A．水可以在汞一辛醇的界面上铺展 B.辛醇可以在汞一水界面上铺展
C．水不能在汞的表面铺展D．辛醇不能在汞的表面铺展
9.9.明矾净水的主要原理是 ( )
(a) 电解质对溶胶的稳定作用 (b) 溶胶的相互聚沉作用
(c) 对电解质的敏化作用(d) 电解质的对抗作用
10.10.对电动电势(ζ )描述错误的是
A．它是指胶粒的相对运动边界与液体内部的电位差B．其值随外加电解质而变化C．其值一般高于热力学电势D．有可能因外加电解质而改变符号
11.11.在pH<7的Al(OH)3溶胶中，使用下列电解质使其聚沉：①MgCl2②NaCl③Na2S04
④K3Fe(CN)6。在其他条件相同的情况下，聚沉能力的大小次序为：
A．①>②>④>③B．①<②<④<③C．④>⑧>②>① D. ④<③<②<①12.12.表述温度对反应速率影响的Arrhenius公式适用于
A．一切复杂反应B．一切气相中的复杂反应
C. 基元反应D．具有明确反应级数和速率常数的所有反应
13.13.法拉第定律限用于
A．液态电解质B．无机液态或固态电解质
C．所有液态或固态电解质D．所有液态、固态导电物质
14.14.在一般情况下，电位梯度只影响
A．离子的电迁移率B．离子迁移速率C．电导率D．离子的电流分数15.15.浓度为m的Al2(SO4)3溶液中，正、负离子的活度系数分别为γ+ 和γ-，则平均活
度系数γ±等于
A．(108)1/5m B．(γ+ 2γ-3)1/5m C．(γ+ 2γ-3)1/5D．(γ+ 3γ-2)1/5
16. 16. 科尔劳许定律Λm =)1(c B m -Λ∞适用于
A ．弱电解质
B ．强电解质
C ．无限稀溶液
D ．强电解质的稀溶液
17. 17. 001mol ·kg -1K 3[Fe(CN)6]水溶液的离子强度为
A ．6.0×10-3
B ．5.0X10-3
C ．4.5X10-3
D ．3.0×10-3
18. 18. H 2S 208可由电解法制取，阳极反应为 2H 2S04 H 2S 208+2H + + 2e 阳极
副反应为02的析出；阴极出氢效率为100%。已知电解产生H 2、O 2的气体体积分别为9.0L 和2.24L(标准条件下)，则生成H 2S 208的摩尔数为 A ．0.1 B ．0.2 C ．0.3 D ．0.4
19. 19. 往电池Pt ，H 2(101.325kPa)|HCl(1mo1·kg -1)|| CuS04 (0.01mol ·kg -1)|Cu 的右边分别
加入下面四种溶液，其中能使电动势增大的是：
A ． 0.1 mo1·kg -1CuS04
B ． 0.1 mo1·kg -1Na 2S04
C ． 0.1 mo1·kg -1Na 2S
D ． 0.1 mo1·kg -1NH 3·H 20 20. 20. 下列电池中液接电势不能被忽略的是
A ．Pt ，H 2(p 1)|HCl(m)|H 2(p 2)，Pt
B ．Pt ，H 2(p)|HCl(m 1) ||HCl(m 2)|H 2(p)，Pt
C ．Pt ，H 2(p)|HCl(m 1) ┆HCl(m 2)|H 2(p)，Pt
D ．Pt ，H 2(p)|HCl(m 1)|AgCl ，Ag-Ag ，AgCl|HCl(m 2)|H 2 (p)，Pt
21. 21. 铅蓄电池负极反应的交换电流密度比正极反应的交换电流密度约小两个数量级，
这表明
A ．负极反应的可逆性大，容易出现极化
B ．正极反应的可逆性大，容易出现极化 C. 负极反应的可逆性小，容易出现极化 D ．正极反应的可逆性小，容易出现极化 22. 22. 反应203=302的速率方程可表示为
=-
dt
dc O 3k 23O c ·1
2-O c 或 dt dc O 2
＝κ'·23O c ·12-O c ，
则速率常数k 和κ'的关系是
A ．k=κ'
B .3k=2κ'
C ．2k=3κ'
D ．-1/2k=1/3κ'
23. 23. 某反应的反应物消耗掉．3／4的时间是其半衰期的2倍，则该反应的级数为 A ．一级 B ．二级 C ．三级 D ．零级 24. 24. 基元反应的反应级数
A ．总是小于反应分子数
B ．总是大于反应分子数
C ．总是等于反应分子数
D ．也可能与反应分子数不一致
25. 25. 反应NO+1/2O 2=N02的速率在温度升高时反而下降，这是因为
A ．该反应是一个光化学反应
B ．该反应催化剂的活性随温度升高而下降
C ．速控步前的快速平衡步骤放热显著
D ．这是一个放热的复杂反应
1
26. 26. 利用反应A B C 生产物质B ，提高温度对产品产率有利。这表明活化
能
2
A ．E 1>E 2，E 3
B ．E 2>E 1，E 3
C ．E 1 D ． E 3>E 1，E 2 27. 27. 反应2I - +H 202 ?? →?+ H 2I 2+2H 2O 的速率方程为2 22 2O H I O H c kc dt dc ?=- -.又知其 反应历程为： I -+H 202 IO -+H 20 I - +IO - ?? →?+ H 2 I 2+H 20 则对反应2I - +H 2O 2 ?? →?+ H 2I 2 + 2H 2O 来说， A 、反应级数为2，反应分子数为3 B ．反应级数为2，反应分子数为2 C ．反应级数为2，不存在反应分子数 D ．反应级数与反应分子数均不存在 28. 28. 某反应速率常数的量纲是(浓度)-1·(时间)-1，则该反应为 A ．一级反应 B ．二级反应 C ．三级反应 D ．零级反应 29. 29. H 202分解成H 20和02反应的活化能为75.3kJ ·mol -1；用酶作催化剂则活化能降为 25.1kJ ·mol -1。因此250C 时由于酶的作用使反应速率大致改变了 A ．5×104倍 B ．5×1010倍 C ．6×10l0倍 D ．6×108倍 30. 30. BET 公式 A ．只能用于多层的物理吸附 B ．只能用于单层的化学吸附 C ．能用于单层的化学、物理吸附 D ．能用于多层的化学、物理吸附 二、填空题、简答、计算(40分) 31. 31. 化学吸附与物理吸附的本质差别是 不同，前者 是 ，后者是 ；前者的吸附层为 ；(4分) 32. 32. 已知反应 A 2+ B 2 2AB 的反应机理为A 2+B 2 ?→? 1k A 2 B 2(慢)，A 2B 2 ?→?2 k 2AB(快)，则反应的速率方程为υAB = ，所采用的 动力学近似方法为 . (2分) 33. 33. 在KI 稀溶液中，滴加少量的AgNO 3稀溶液，形成的胶团结构为 ，电泳时胶粒朝 极方向移动。(3分)。 34. 34. 简述胶体系统的三种动力性质现象。(3分) 35. 35. 两个等体积的0.200mo1·dm -3NaCl 水溶液被一半透膜隔开，将M ＝55.0kg ·mol -1的大分子电解质Na 6P 置于膜的左边，其浓度为0.050kg ·dm -3。试求膜平衡时两边的Na +和C1-浓度(5分) 36. 36. 在298K 时，水的饱和蒸气压为2.33kPa ，密度为0.9982kg ·dm -3，表面张力为0.07275N ·m -1。试分别计算半径为10-7m 的水滴和水气泡上的饱和蒸气压。(6分) 37. 37. 在298K 时，电池Hg(l)|Hg 2Cl 2(s)|HCl(a)|Cl 2(g,p 0)|Pt 的电动势及它的温度系数分别为 1.092V 和9.427×10-4V ·K -1. (1)写出电极反应及电池反应. (2)求电池反应的?r G m 、?r S m 、?r H m 、Q r ,m ; (3)比较该反应在可逆电池中及在通常反应(298K 、p 0下热反应)时的热效应（9分） 38. 38. 某化合物的分解是一级反应，该反应活化能Ea=163.3kJ ·mol -1，已知427K 时该反应速率常数k=4.3×10-2s -1，现在要控制此反应在20min 内转化率达到80％；试问反应温度应为多少? (8分) 华东理工大学 2005–2006学年 第一学期 《物理化学》（下）课程期末考试试卷 A 卷 2005.12 开课学院： 化学与制药学院 ，考试形式： 闭卷 ，所需时间： 120 分钟 考生姓名： 学号： 专业班级 一、填空题 （每小题2分，共20分） 1. 具有简单级数的反应，速率常数k ＝0.111 3s ) dm (mol ---??，反应的起始浓度 30dm mol 1.0-?=c ，则反应级数n ＝ 2 ，半衰期t 1/2＝ 100 s 。 2. 1-1级可逆反应的平衡常数K = k 1 /k -1，等容热效应 U ?=E a,1-E a,-1 。 3. 电解NaCl 水溶液时，阴极区溶液中：[Na +]=6.75mol ·L -1，[H +]=4×10-5 mol ·L -1，溶液 A B k , E k -1, E a,-1 中迁移电量的正离子主要是__Na +_ ，阴极上放电的正离子是___H +__。 4. 0.1mol·kg -1的MgCl 2溶液的γ±=0.70，则其平均摩尔浓度b ±= ；平均活度a ±= 0.111 。 5. 氢氧电池的电池反应可写成以下两种形式：(1) O(l)2H (g)O (g)2H 222→+， (2) O(l)H (g)O 2/1(g)H 222→+，则E 1 = E 2，1G ? =22G ?。 6. 反应)HCl(Ag(s)AgCl(s))(H 2H 2a p +=+可设计成电池：-）Pt , H 2(p )∣HCl(a )∣, AgCl(s) ，Ag(s) (+_。 7. 当有电流通过电极时，电极电势偏离平衡电极电势的现象称为电极的 极化 ；偏离 的大小用 超电势 来量度。 8．肥皂泡内空气的压力比肥皂泡外空气的压力___大___ ，若泡半径为r ， 肥皂液的表面张力为σ，则泡内外的压力差为r /4σ。 9. 水平放置的毛细管中存有一段润湿性液体，当在液体的右端加热时，液柱将向毛细管的 左 侧移动。若为非润湿性液体，则液柱向 右 侧移动。 10. 水中加入表面活性物质将使溶液表面张力随浓度的变化dc d σ ＜ 0；发生 正 吸附。 二、选择题（每小题2分，共10分） 1. 光化学反应的量子效率（ D ） (A) 大于1 (B) 小于1 (C) 等于1 (D) 以上三种情况都可能 2. 反应2O 3 3O 2具有简单的反应级数，则O 3的速率常数k 1与O 2的速率常数k 2的关系为（ B ） （A ）21 k 3k 2= （B ）21k 2k 3= （C ）21k k = （D ）21k 3 1 k 21=- 3. 在电导测量实验中，需要用交流电而不用直流电。其原因是（ C ） （A ）增大电流密度； （B ）防止溶液升温； （C ）防止在电极附近溶液浓度的变化； （D ）准确测定电流的平衡点。 4. 某电池电动势E 与温度T (K)的关系为)298(1049174.15 -?+=-T E （伏），在298K 工作时，则（ C ） (A) 0=?S (B) 0?S (D) 不能确定 5．相同温度下，同一液体被分散成平面、凸面和凹面液体时，三者饱和蒸气压的关系是( B ) (A) 平 p >凹 p >凸 p (B) 凸 p >平 p >凹 p (C) 凹 p >平 p >凸p (D) 凸p >凹p >平 p 三、判断题（每小题2分，共10分） 1. 反应速率分别用物质的量浓度和用压力表示时，速率常数的值相同。( × ) 1. 催化剂只能提高反应速率，但不能提高反应转化率。( √ ) 2. 电解池通过1F 电量时，则向阴极迁移的阳离子所带电量一定小于1F 。( √ ) 3. 在标准电极电势表中，凡θ E （电极）为正数的电极一定作原电池的正极，θ E （电极） 为负数的电极一定作负极。(× ) 5. 若表面张力满足以下关系：l s s g l g ----<σσσ，则液体能在固体表面铺展。(√ ) 四、回答问题（每小题5分，共10分） 1. 请设计一电池计算水的离子积w K ，并说明需要哪些电化学数据。 设计电池：—）θθ22H ()H ()OH ()H ()p a a p +-（+ 电池反应为：+2H O H OH - →+ - + 2 22 θθ θw H O/H ,OH H /H ln RT E K F ??=-= - 2 2 θH O/H OH w ln F K RT ?= ， 需查表得到-2 2 θ H O/H OH ?，，即可计算水的离子积常数 2. 苯在水中的溶液度是很小的，为什么在水中加入油酸钠之后苯的溶解度会大幅度增加？ 油酸钠是表面活性剂，当其浓度达到临界胶束浓度cmc 之后，能在水溶液中形成胶束，其内部是表面活性剂的非极性部分，能增溶非极性物质，所以苯是被胶束增溶进入胶束之中的，表现出溶解度大幅度增加。 五、计算题（10分） 1、某气相反应的反应机理分如下两步进行： 2A 2B + C A B + D(自由基) 1 A + D(自由基) B + C 2 (1) 证明反应速率可表示为A 1A d 12d c r k c t =- = (2) 若速率常数1 1(s )k -与温度(K)T 有如下关系：12406 ln 8k T =- ，求此反应的活化能 a E 和298.2K 时A 消耗的半衰期1/2t 。 解：A 1A 2A D d d c k c k c c t - =+ (1) 对自由基D 采用稳态法处理：D 1A 2A D d 0d c k c k c c t =-=， 可得：1A 2A D k c k c c = 代入式（1），得：A 1A d 2d c k c t - = 则反应速率A 1A d 12d c r k c t =-= 将反应速率常数与温度的关系式12406ln 8k T =- 与阿仑尼乌斯公式a ln B E k RT =-+比较 可得：-1 a 240620.00kJ mol E R ==? 298.2K T =时，12406 ln 80.0684298.2 k =- =- 1 10.934s k -= 则A 消耗的半衰期为：1/21 0.693 0.37s 2t k = = 2、设某表面活性物质水溶液的表面张力σ与溶液浓度c 的关系可表示为 ()ac b +-=1ln *σσ，室温下a 、b 均为大于零的常数，*σ是纯水的表面张力。若表面活 性物质为丁酸，并知292.2K 时13m N 101.13--??=b ，313m mol 106.19??=--a ，计算浓度为3dm mol 20.0-?时的表面吸附量。 解：由()ac b +-=1ln * σσ可得 ac ab dc d +-=1σ (1) 根据吉布斯方程d d c ΓRT c γ =-? 将式(1)代入上式得 () 1abc ΓRT ac = + ()3332 33 19.61013.1100.210mol m 8.314292.2119.6100.210----????????+???= 624.3010mol m --=?? 3、已知298K 水的离子积K w =1.008×10-14，NaOH 、HCl 、NaCl 的∞ m Λ分别为0.024811、 0.042616和0.012645S·m 2·mol -1；求298K 纯水的电导率。 解： m ∞Λ(H 2O) =m ∞Λ(NaOH) +m ∞Λ(HCl) -m ∞ Λ(Nacl) = (0.024811 + 0.042616 – 0.012645)S?m 2?mol -1 = 0.054782 S?m 2?mol -1 因为 K w = 1.008 ×10-14 所以 θ /H c c += =7θ4-3H 1.004101.00410mol m c c +--=?=?? κ=m H c +∞Λ=(0.054782× 1.004×10-4S?m -1 =5.5×10-6 S?m -1 4、298K 时，下列电池的标准电动势θ E 为0.926V 。 -）θ 2Pt,H (g,)NaOH(aq)HgO(s),Hg(l)p （+ H 2O(l)的标准生成吉布斯函数变θ m G f ?为–237.2kJ·mol -1，试计算下列反应的平衡常数。 21 HgO(s)Hg(l)O (g)2 →+ 解：负：22H (g)2OH 2H O(l)2e -- +→+ 正：2HgO(s)H O(l)+2e Hg(l)2OH -- +→+ 总反应： 22HgO(s)H (g)Hg(l)H O(l)+→+ θ θz r m G E F ?=- 1 20.92696500k J m o l -=- ??? 1178.72kJ mol -=-? 2(H O)(HgO)r m f m f m G G G θθθ?=?-? 1(HgO)58.48kJ mol f m G θ -?=-?，此标准摩尔生成吉布斯函数变的负值即为所给反应 的标准摩尔反应吉布斯函数变r m G θ'?，即 158.48kJ mol r m G θ-'?=? ln r m G RT K θθ'?=- 由此求得 θ11 5.610K -=? 华东理工大学 2005–2006学年 第二学期 开课学院： 化学与制药学院 ，考试形式： 闭卷 ，所需时间： 120 分钟 考生姓名： 学号： 专业班级 一、填空题 （每小题2分，共20分） 2. 具有简单级数的反应，速率常数k ＝0.111 3s ) dm (mol ---??，反应的起始浓度 30dm mol 1.0-?=c ， 则反应级数n ＝ 2 ，半衰期t 1/2＝ 100 s 。 2. 1-1级可逆反应 的平衡常数K = k 1 /k -1，等容热效应 U ?=E a,1-E a,-1 。 3. 电解NaCl 水溶液时，阴极区溶液中：[Na +]=6.75mol ·L -1，[H +]=4×10-5 mol ·L -1，溶液中迁移 电量的正离子主要是__Na +_ ，阴极上放电的正离子是___H +__。 4. 0.1mol·kg -1的MgCl 2溶液的γ±=0.70，则其平均摩尔浓度m ±= a ±= A B k , E -1a,-1 0.111 。 5. 氢氧电池的电池反应可写成以下两种形式：(1) O(l)2H (g)O (g)2H 222→+， (2) O(l)H (g)O 2/1(g)H 222→+，则E 1 = E 2，1G ? =22G ?。 8. 反应)HCl(Ag(s)AgCl(s))(H 2H 2a p +=+可设计成电池：Pt , H 2(p )∣HCl(a )∣Ag(s) , AgCl(s)_。 9. 当有电流通过电极时，电极电势偏离平衡电极电势的现象称为电极的 极化 ；偏离 的大小 用 超电势 来量度。 8．肥皂泡内空气的压力比肥皂泡外空气的压力___大___ ，若泡半径为r ， 肥皂液的表面张力为γ， 则泡内外的压力差为4/r γ。 9. 水平放置的毛细管中存有一段润湿性液体，当在液体的右端加热时，液柱将向毛细管的 左 侧移动。若为非润湿性液体，则液柱向 右 侧移动。 10. 水中加入表面活性物质将使溶液表面张力随浓度的变化d d c γ ＜ 0；发生 正 吸附。 二、选择题（每小题2分，共10分） 1. 光化学反应的量子效率（ D ） (A) 大于1 (B) 小于1 (C) 等于1 (D) 以上三种情况都可能 2. 反应2O 3 3O 2具有简单的反应级数，则O 3的速率常数k 1与O 2的速率常数k 2的关系为（ B ） （A ）21 k 3k 2= （B ）21k 2k 3= （C ）21k k = （D ）21k 3 1 k 21=- 3. 在电导测量实验中，需要用交流电而不用直流电。其原因是（ C ） （A ）增大电流密度； （B ）防止溶液升温； （C ）防止在电极附近溶液浓度的变化； （D ）准确测定电流的平衡点。 4. 某电池电动势E 与温度T (K)的关系为)298(1049174.15 -?+=-T E （伏），在298K 工作时， 则（ C ） (A) 0=?S (B) 0?S (D) 不能确定 5．相同温度下，同一液体被分散成平面、凸面和凹面液体时，三者饱和蒸气压的关系是( B ) (A) 平 p >凹 p >凸 p (B) 凸 p >平 p >凹 p (C) 凹 p >平 p >凸p (D) 凸p >凹p >平 p … … 三、判断题（每小题2分，共10分） 1. 反应速率分别用物质的量浓度和用压力表示时，速率常数的值相同。( × ) 1. 催化剂只能提高反应速率，但不能提高反应转化率。( √ ) 2. 电解池通过1F 电量时，则向阴极迁移的阳离子所带电量一定小于1F 。( √ ) 3. 在标准电极电势表中，凡θ E （电极）为正数的电极一定作原电池的正极，θ E （电极）为负数 的电极一定作负极。(× ) 5. 若表面张力满足以下关系：l s s l --<γγγ，则液体能在固体表面铺展。(√ ) 四、回答问题（每小题5分，共10分） 1. 请设计一电池计算水的离子积w K ，并说明需要哪些电化学数据。 设计电池：θθ 22H ()H ()OH ()H ()p a a p +- 电池反应为：+2H O H OH - →+ - + 2 22 θθ θw H O/H ,OH H /H ln RT E K F ??=-= - 2 2 θH O/H OH w ln F K RT ?= ， 需查表得到-2 2 θ H O/H OH ?，，即可计算水的离子积常数 2. 苯在水中的溶液度是很小的，为什么在水中加入油酸钠之后苯的溶解度会大幅度增加？ 油酸钠是表面活性剂，当其浓度达到临界胶束浓度cmc 之后，能在水溶液中形成胶束，其内部是 表面活性剂的非极性部分，能增溶非极性物质，所以苯是被胶束增溶进入胶束之中的，表现出溶 解度大幅度增加。 某气相反应的反应机理分如下两步进行： (3) 证明反应速率可表示为A 1A d 12d c r k c t =- = (4) 若速率常数1 1(s )k -与温度(K)T 有如下关系：12406 ln 8k T =- ，求此反应的活化能 a E 和298.2K 时A 消耗的半衰期1/2t 。 解：A 1A 2A D d d c k c k c c t - =+ (1) 对自由基D 采用稳态法处理：D 1A 2A D d 0d c k c k c c t =-=， 可得：1A 2A D k c k c c = 代入式（1），得：A 1A d 2d c k c t - = 则反应速率A 1A d 12d c r k c t =-= 将反应速率常数与温度的关系式12406ln 8k T =- 与阿仑尼乌斯公式a ln B E k RT =-+比较 2A 2B + C A B + D(自由基) 1 A + D(自由基) B + C 2 可得：-1 a 240620.00kJ mol E R ==? 298.2K T =时，12406 ln 80.0684298.2 k =- =- 1 10.934s k -= 则A 消耗的半衰期为：1/21 0.693 0.37s 2t k = = 设某表面活性物质水溶液的表面张力γ与溶液浓度c 的关系可表示为()ac b +-=1ln 0γγ，室 温下a 、b 均为大于零的常数，0γ是纯水的表面张力。若表面活性物质为丁酸，并知292.2K 时13m N 101.13--??=b ，313m mol 106.19??=--a ，计算浓度为3dm mol 20.0-?时的表面吸附量。 解：由()0ln 1b ac γγ=-+可得 d d 1ab c ac γ=- + (1) 根据吉布斯方程d d c ΓRT c γ =-? 将式(1)代入上式得 () 1abc ΓRT ac = + ()3332 3319.61013.1100.210mol m 8.314292.2119.6100.210----????????+???= 624.3010mol m --=?? 已知298K 水的离子积K w =1.008×10-14，NaOH 、HCl 、NaCl 的∞ m Λ分别为0.024811、 六、计算题（10分） 七、计算题（10分） 0.042616和0.012645S·m 2·mol -1；求298K 纯水的电导率。 解： m ∞Λ(H 2O) =m ∞Λ(NaOH) +m ∞Λ(HCl) -m ∞ Λ(Nacl) = (0.024811 + 0.042616 – 0.012645)S?m 2?mol -1 = 0.054782 S?m 2?mol -1 因为 K w = 1.008 ×10-14 所以 θ /H c c += =7θ4-3H 1.004101.00410mol m c c +--=?=?? κ=m H c +∞Λ=(0.054782× 1.004×10-4S?m -1 =5.5×10-6 S?m -1 298K 时，下列电池的标准电动势θ E 为0.926V 。 θ 2Pt,H (g,)NaOH(aq)HgO(s),Hg(l)p H 2O(l)的标准生成吉布斯函数变θ m G f ?为–237.2kJ·mol -1，试计算下列反应的平衡常数。 21 HgO(s)Hg(l)O (g)2 →+ 解：（阳）负：22H (g)2OH 2H O(l)2e -- +→+ （阴）正：2HgO(s)H O(l)+2e Hg(l)2OH -- +→+ 总反应： 22HgO(s)H (g)Hg(l)H O(l)+→+ θ θz r m G E F ?=- 1 20.92696500k J m o l -=- ??? 1178.72kJ mol -=-? 2(H O)(HgO)r m f m f m G G G θθθ?=?-? 1(HgO)58.48kJ mol f m G θ -?=-?， 此标准摩尔生成吉布斯函数变的负值即为所给反应 的标准摩尔反应吉布斯函数变r m G θ ' ?，即 158.48kJ mol r m G θ-'?=? ln r m G RT K θθ'?=- 由此求得 θ11 5.610K -=? 第十章 电化学 单元测试卷 一、选择题（每小题1分，共30分） 1． 电池在恒温恒压条件下可逆放电，则它吸收或放出的热量应为 。 A ：m r Δ H ； B ：r m ΔG ； C ：m r ΔS T 2． 适用于恒温恒压下电化学过程的可逆性判据为 。 A ：W G ′≥?； B ：0≤?G ； C ：W G ′≤? 3． 关于阴极阳极和正极负极，以下说法不准确的是 。 A ：电势较高的电极称为正极，反之为负极； B ：在阴极上发生得到电子的还原反应，反之发生失去电子的氧化反应； C ：正极就是阳极，负极就是阴极 4． 电化学反应的热力学特征是 。 A ：反应中吉氏函数的变化值大于系统与环境间交换的电功； B ：反应中吉氏函数的变化值小于系统与环境间交换的电功； C ：反应中吉氏函数的变化值等于系统与环境间交换的电功 5． 已知H 2O(l)的标准摩尔生成焓为1285.85kJ mol ???，标准摩尔生成吉氏函数为 1237.14kJ mol ???。若采用电解的方法使1molH 2O 分解产生氢气和氧气，且反应进度?ξ =1mol ，以下说法正确的是 。 A ：理论上输入的电功至多为237.14 kJ ； B ：理论上输入的电功至少为237.14 kJ ； C ：理论上与外界交换的热量为285.85 kJ 6． 氢氧燃料电池的电池反应为o o 222H ()0.5O ()H O(l)p p +→，在298K 时o 1.229V E =，则电池反应的平衡常数o K 为 。 A ：1.0； B ：1.44×1020； C ：3.71×1041 7． 若o 2{Fe |Fe}E a +＝，o 23{Fe ,Fe |Pt}E b ++=，则o 3{Fe |Fe}E += 。 A ：(2a -b )/3； B ：(2a +b )/3； C ：(a +b )/2 8． 电池反应2-20.5Cu 0.5Cl 0.5Cu Cl +++的标准电势为o 1E ，2-2Cu Cl Cu 2Cl ++=+的标准电 势为o 2E ，则o 1E o 2E 。 A ： 大于； B ：等于； C ：小于 9． 若将氢氧(燃料)电池的电池反应写为222H (g)0.5O (g)H O(l)+→，或写为 2222H (g)O (g)2H O(l)+→。相应电池反应的电势和化学反应的标准平衡常数分别为12E E 、和o o 12K K 、。则它们间的关系为 。 物理化学实验课后练习参考 一、问答题 1.用最大气泡法测定溶液的表面张力的实验操作中,为什么要求读出最大压力差? [答] p(内) 《物理化学实验》练习题 ●本练习题供平时练习所用，对期末考试有指导作用,望同学们认真做答. ●此次练习题需要当做一次物理化学作业一样提交. 练习题 一、填空题（每空1分，共30）： 1．写出物理化学实验中所使用的两种温度计：和。 2．氧气钢瓶外表油漆的颜色是色；氢气钢瓶外表油漆的颜色是色。 3．在静态法测定乙醇饱和蒸气压的实验中，直接测量的物理量是 和。 4．热分析法测定“步冷曲线”时，根据曲线上的或可以确定相变温度。 5．测定物质的磁化率所使用的磁天平有磁天平和磁天平两种。 6．测量物质的燃烧焓所需的测量仪器是，燃烧反应在内进行。 7．测量液体饱和蒸气压所依据的原理是方程，通过实验数据作直线可以求出。 8．在二组分气液平衡相图的实验中，直接测量的物理量是和。 9．物质的旋光度与和等因素有关。 10．诱导极化率（或变形极化率）由极化率和极化率两部分组成。 11．写出恒温槽构造中的两个部件：和。 12．用氧弹量热计测量得到的是恒容热Q V，则恒压热Q p= 。 13．在液体饱和蒸气压测量的实验中，若空气未被抽净，则所得蒸气压的数值偏。 14．测量电解质溶液的电导可采用电桥法，测量电池的电动势采用 法。 15．在最大泡压法测量液体表面张力的实验中，直接测量的物理量是 。 16．接触温度计是用作 ，而贝克曼温度计是用作 。 17．热分析法所测量的“步冷曲线”是以 为纵坐标，以 为横坐标所得的曲线。 18．惠斯登（wheatston ）电桥法测量电解质溶液的电导时，需要 作电源和 作示零装置。 19．对消法测量电池电动势需要用到 电池和 电池。 20．在偶极矩测量实验中，介电常数是通过测量 而得的。 21．在蔗糖水解反应速率常数测定的实验中，C 0/C = 。 22．乙酸乙酯皂化反应体系的电导随时间逐渐 ，反应体系的pH 随时间逐渐 。 23．贝克曼温度计测量温度的范围为 ℃，最小分度为 ℃。 24．获得真空时所使用的仪器是 ；测量真空度的仪器是 。 25．在测量液体表面张力的实验中，从毛细管中逸出泡的半径越 ，则最大液柱差△h m 越 。 二、单项选择题：将所选择的答案号添入括号中（每题1分，共50分）： 1. 下面四条曲线分别代表A 、B 、C 、D 四个恒温槽的灵敏度曲线，其中恒温效果最好的是（ ）。 控温灵敏度曲线 2. 在氧弹量热计中萘的燃烧反应为： C 10H 8(s)+12O 2(g)→10CO 2(g)+4H 2O(l) 在K 2.298时，测得反应的恒容热?-=kJ 5152v Q mol -1，则萘的燃烧焓= ?m c H 物理化学实验补充教材Ⅱ 实验十八：电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数 一、实验目的：（参照书） 二、实验原理：（参照书） 三、实验步聚： 1、仪器清单： DELTA326电导率仪 1台秒表 1只双管反应管 1支 平底试管 1支刻度移液管（25ml）2支胖肚移液管（20ml）1支 刻度移液管（10ml）1支烧杯 2只洗耳球 1只 移液管架 1只磁盘 1只抹布 1块 洗瓶 1只容量瓶（100ml） 1只软木塞（橡皮塞） 2只 滴管 1支滤纸若干 NaOH 0.02000mol·dm-3 CH3COOC2H5 0.02000mol·dm-3 KCl 0.1mol·dm-3 2、实验步骤： 1)、DELTA326电导率仪的使用： （1）仪器的校正： a、把电导探头悬空放置，按校正键，仪器进入第一点校正状态，待屏幕锁定。 b、马上把电导探头（连电极套筒）插入校准溶液（0.01mol·dm-3KCl溶液）中，按校正键，进行第二点校 正，待屏幕锁定。 c、按读数键进入测量状态。 d、取出电极，用蒸馏水冲洗传感器并用滤纸吸干电极。 （2）样品测试： a、按模式键，选择电导模式为μs。按住读数键并保持，显示屏左上角显示[— ∕A ]），即选择 ∕ ]（不是[—手动终点确定模式。 b、将电极插入到盛有待测样品的小烧杯中，按读数键，小数点闪烁，电导值不断变化，显示屏左上角无标 记显示，按读数键，显示屏左上角出现稳定指示图形[— ∕ ]，此时屏幕锁定，读数即为样品的瞬间电导值，再按读数键，小数点继续闪烁……。 c、数据测完后冲洗传感器。 2)、实验步骤： a、用移液管准确移取10ml的0.1000mol·dm-3KCl标准溶液到100ml的容量瓶中，用三重蒸馏水稀释至刻 度，配制0.0100mol·dm-3的KCl标准溶液，校正电导率仪。 b、小心移取0.0200mol·dm-3NaOH溶液20ml于B管（管中无玻璃支管）；移取0.0200mol·dm-3 CH3COOC2H5 溶液20ml于A管（管中有支管），，注意不要混和 ．．插上电极（即电极在盛 ．．．．，A管塞上带空的塞子，B．管中 NaOH管中）。 c、用洗耳球从A管往B管不停地缓慢地吹、吸气，同时用秒表开始计时，每隔1min记录读数一次，10min 后吹吸停止，20min后读数改为2min一次，直至反应进行1小时后停止测试，得G t，取出电极洗涤干净。 d、在上述反应的同时，移取0.0200mol·dm-3NaOH溶液20ml于平底试管中，再移取20ml蒸馏水与其混和 得0.0100mol·dm-3NaOH，静置。 G。 e、G t测定后，将洗净的电极插入平底试管中测定0.0100mol·dm-3NaOH的电导值，取三次的平均值即得 物理化学实验 版一 实验一 燃烧热的的测定 1. 说明恒容燃烧热(V Q ）和恒压燃烧热(P Q )的差别和相互联系。 区别：恒容燃烧热在数值上等于燃烧过程中系统内能的变化值，恒压燃烧热在数值上等于燃烧过程中系统地焓变 联系：对于理想气体 P v Q Q nRT =+? 2. 在这个实验中，那些是体系，那些是环境？实验过程中有无热损耗？这些热损耗实验结果有何影响？ 答：内筒和氧弹作为体系，而外筒作为环境。实验过程中有热损耗。有少量热量从内筒传到外筒，使得内筒水温比理论值低，而使得燃烧焓偏低。 3. 加入内筒中水的温度为什么要选择比外筒水温低？低多少合适？为什么？ 答：因为本实验中要尽量避免内外筒之间的热量交换，而内筒中由于发生反应，使得水温升高，所以内筒事先必须比外筒水温低，低的数值应尽量靠近化学反应使内筒水温升高的值，这样，反应完毕后，内外筒之间达到一致温度，而外筒温度在反应开始前和反应后数值相等，说明热量交换几乎为0，减小了实验误差。 4. 实验中，那些因素容易造成误差?如果要提高实验的准确度，应从哪几方面考虑？ 答：内外筒开始反应前的温度差造成误差，我们应提高软件质量，使软件调试出的温度如（3）所述，有利于减小误差。又如点燃火丝的燃烧带来的一定的热量，造成误差，应寻求一种让反应自发进行的方法，或寻求一种更好的点火材料。 实验二 Pb-Sn 体系相图的绘制 1．是否可用加热曲线来做相图？为什么？ 答：不能。加热过程中温度难以控制，不能保持准静态过程。 2．为什么要缓慢冷却合金做步冷曲线？ 答：使温度变化均匀，接近平衡态。 3．为什么坩埚中严防混入杂质？ 答：如果混入杂质，体系就变成了另一多元体系，使绘制的相图产生偏差。 实验三 化学平衡常数及分配系数的测定 1. 配1、2、3各溶液进行实验的目的何在？根据实验的结果能否判断反应已达到平衡？ 答：实验1是为了计算I 2在CCl 4和H 2O 中的分配系数。实验2、3是为了计算和比较平衡常数K ，当2Kc ≈3Kc 时，可判断反应已达到平衡。 2. 测定四氯化碳中I 2的浓度时，应注意什么？ 答：应加入5～10ml 水和少量KI 溶液，还要先加入淀粉，充分振荡，滴定后要回收。 实验四 液体饱和蒸气压的测定——静态压 1. 本实验方法能否用于测定溶液的蒸气压，为什么？ 答：不能。因为克－克方程只适用于单组分液体，而溶液是多组分，因此不合适。 2. 温度愈高，测出的蒸气压误差愈大，为什么？ 答：首先，因为本实验是假定?H m (平均摩尔汽化热)在一定范围内不变，但是当温度升得较高时，?H m 得真值与假设值之间存在较大偏差，所以会使得实验结果产生误差。 其次，(假定气体为理想气体)，PV =n R T 。V 是定值，随着T 升高，n 会变大，即使n 不变，p 也将变大，即分子运动加快，难以平衡。 实验五 蔗糖水解 1. 旋光度t β与哪些因素有关？实验中入如何控制？ 答：旋光度与溶液中蔗糖、葡萄糖、果糖等的浓度有关。实验中计时必须准确，操作必须迅速，因为这样才能准确求得一定时间内的旋光度变化。实验中通过将所取出的反应液放入事先在冰水中冷却的试管中，使反应速率迅速下降，然 中国海洋大学本科生课程大纲 课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修 一、课程介绍 1.课程描述： 物理化学实验是化学教育专业的一门重要的必修基础课程，是独立设课、并与物理化学理论课程内容相配套的实验课程。物理化学实验教学内容综合了化学领域中各分支需要的基本研究工具和方法，在教学过程中引导学生利用物理化学及相关理论知识，解决化学过程的基本问题，培养学生的基本实验技能和科学研究能力，为学生今后从事专业研究打下坚实的基础，同时对于学生的知识、能力和综合素质的培养与提高也起着至关重要的作用。 2.设计思路： 本实验课程分两学期开设，要求学生完成不少于21个基础实验，初步掌握重要的物理化学实验方法，熟悉各种物理化学现象，了解和掌握各种大型仪器的原理和操作方法，并学会实验数据的归纳和分析方法。实验内容的选取，包括热力学、电化学、动力学、表面现象和胶体、物质结构等部分有代表性的实验，使学生了解物理化学的概貌；另一方面，根据现有仪器设备的条件，力求在实验方法和实验技术上得到较全面的训练。 3. 课程与其他课程的关系： 《物理化学实验》是继《无机化学实验》、《分析化学实验》和《有机化学实验》之后而独立开设的实验课程。通过本课程学习，掌握物理化学的基本实验技术和技能，系统学习物理化学实验的基本概念、基本原理和发展规律，并能在今后的科研及生产 - 1 - 实践中，运用这些规律去分析问题和解决问题。 二、课程目标 物理化学实验课程主要目标是使学生初步了解物理化学的研究方法，掌握物理化学的基本实验技术和技能，学会重要的物理化学性能测定，熟悉物理化学实验现象的观察和记录，实验条件的判断和选择，实验数据的测量和处理，实验结果的分析和归纳等一套严谨的实验方法，从而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。 三、学习要求 完成本课程的学习任务，实现课程目标，具体学习要求： 1.学生按选课时间按时到课，不得随意调课、缺课； 2.实验课前学生认真做好预习，明确实验目的，实验原理，所用仪器构造和操作 规程，熟悉实验内容，明确要测量和记录的数据，书写预习报告。 3.实验过程中学生遵守实验室规则，按要求独立完成实验，做到认真观察、及时 记录、勤于思考。实验结束后实验记录由指导教师检查，并完成工作台和实验室整理及安全检查后方可离开。 4.实验结束后认真分析整理实验结果和数据，按要求书写完成实验报告并按时提 交。 5.爱护实验室的仪器设备和公用设施。 四、教学进度 - 1 - 硕士研究生《物理化学》(工)考试大纲 课程名称：物理化学 科目代码：862 适用专业：化学工程与技术，材料科学与工程 参考书目：《物理化学》（上、下册）（第四版）高等教育出版社，2003，天津大学； （物理化学实验教材可由下列教材中任选一种） 《物理化学实验》石油大学出版社吴肇亮等； 《基础化学实验》（上、下册）石油工业出版社，2003，吴肇亮等 硕士研究生物理化学课程考试大纲 一、概述 物理化学课程主要包括热力学原理和应用、化学动力学基础、相平衡基础、表面胶化和统计力学基础部分。其中前三部分为主要内容。 考生应比较牢固地掌握物理化学基本概念及计算方法，同时还应掌握物理化学一般方法，并具备结合具体条件应用理论解决实际问题的能力。 在物理化学实验的相关内容中，要求掌握常用的物理化学实验方法和测试技术。 在有关的物理量计算和表述中，应注意采用国家标准单位制（SI制）及遵循有效数运算规则。在涉及数值的计算中应注意物理量单位的运算及传递。 二、课程考试的基本要求 理论部分： 下面按化学热力学、统计热力学初步、化学动力学、电化学、界面现象和胶体化学六个部分列出基本要求。基本要求按深入程度分“了解”、“理解”(或“明了”)和“掌握”(或“会用”)三个层次。 （1）化学热力学 1．热力学基础 理解下列热力学基本概念：平衡状态，状态函数，可逆过程，热力学标准态。 理解热力学第一、第二、第三定律的叙述及数学表达式。 明了热力学能、焓、熵、Helmholtz函数和Gibbs函数等热力学函数以及标准燃烧焓、标准生成焓、标准摩尔熵、标准生成Gibbs函数等概念。 掌握在物质的P、V、T变化、相变化和化学变化过程中计算热、功和各种状态函数变化值的原理和方法。在将热力学一般关系式应用于特定系统的时候，会应用状态方程(主要是理想气体状态方程，其次是Van der Waals方程)和物性数据(热容、相变热、蒸汽压等)。 掌握熵增原理和各种平衡判据。明了热力学公式的适用条件。 理解热力学基本方程和Maxwell关系式。 了解用热力学基本方程和Maxwell关系式推导重要热力学公式的演绎方法。 2．相平衡 第九章 电解质溶液 单元测试卷 一、选择题（每小题1分，共30分） 1. 电解质HCl 在溶剂中电离HCl H ++Cl -并达到平衡，则未电离电解质HCl 的化学势HCl μ与正负离子的化学势H μ+和-Cl μ之间的关系式为 。 A: HCl μ>H μ++-Cl μ；B ：HCl μ=H μ++-Cl μ；C ：HCl μ 实验2 燃烧热的测定 （基础性实验） 一.实验目的 1.了解氧弹热量计的原理、构造及使用方法。 2.明确恒容燃烧热与恒压燃烧热之间的区别与联系。 3.学会雷诺图解法校正温度变化值。 二.实验原理 在指定温度和压力下，1摩尔物质完全燃烧成指定产物所放出的热量，称为该物质的燃烧热。反应式：C 6H 5COOH(s)+15/2O 2(g)—→7CO 2(g)+3H 2O(l) ∑+?=?)(g RT U H B m r m r γ（1） θρθθd W C V m q M m U n m ?+-='+?0 )(r （2） ))((0θθρ-+-=?n m r W C V m M U （3） θ??- =?W m M U m r （4） 1．△θ为温度改变值，用图解法进行校正。如图： 雷诺法校正温度示意图 2.W 值：用标准苯甲酸进行标定。 三．仪器与药品 1.SHR-15A 燃烧热实验一台 压片机一台 氧气钢瓶一个 （附减压阀和充 氧器）1000毫升容量瓶引燃镍丝剪刀放气阀 2.苯甲酸（标准物质）；苯甲酸或萘； 四．实验步骤 1.仪器水当量的测定（略）方法同下2步骤 2.分析纯苯甲酸的测定： （1）用台称天平称约1.0克苯甲酸，在压片机中压片，再用分析天平准确称取质量m. (2) 连接点火丝，充氧（2.0MPa）. (3) 传感器放入外筒，插好氧弹上的点火电源线，将其放入内筒，将电线放好，内筒中倒入3000毫升自来水。 。 （4）记录外筒温度T 外 （5）将传感器插入内筒，打开搅拌器，稳定后记录T 。 内 （6）采零，锁定。定时30s，温度显示实际温度与采零时温度的差值。 （7）记录10个数后，点火。再记录25~30个数结束。 （8）关闭电源。 （9）传感器放入外筒，将接线取下，拿出氧弹，放气，倒掉内筒中的水，收拾好工作台。 五．数据记录及处理 1.用雷诺图解法求出苯甲酸样品燃烧前后的温度差△θ。 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。 华东理工大学2011年硕士研究生入学考试试题 一、（20分） 1．在绝热密闭的房间里置有一电冰箱，若将电冰箱接通电源使其运转，则房间里的温度_________（上升、下降、不变） 2．孤立系统中进行的过程都是向着熵增大的方向进行。 ________（对、错） 3．在两个不同温度的热源T 1和T 2间，有一以理想气体为工作介质的可逆热机，其热机效率为30％。若将工作介质换为实际气体，则此可逆热机的效率________30％(大于、等于、小于) 4．一定量的理想气体经节流膨胀，其热力学函数的变化U ?___0, H ?___0, S ?____0, G ?____0。（>,=,<） 5．热力学基本方程dG =-SdT +Vdp 的适用条件是___________________。 6．若以X i 表示均相系统中任一组分i 的偏摩尔量，则X i 的定义式是_______________。 7．混合物中组分i 的逸度用f i 表示，则组分i 的化学势表达式为μi =_________。 8．氨在炭上的吸附服从兰缪尔吸附等温式，则在低压下单位界面吸附量与平衡压力呈__________关系。（直线、曲线） 9．光化学反应的量子效率可以大于1，可以小于1，也可以等于1。_________（对、错） 10．一纯物质液体在毛细管中呈凹面，则此凹面液体的蒸气压比同温度下平面液体的蒸气压_______。（大，小，无法确定） 11．一平动子处于能量1ε=3/22 47m V h 的能级上，则此能级的简并度g t =_________。 12．摩尔电导率Λ∞ m 是电解质溶液浓度___________时的摩尔电导率.(很小，无限 稀释，等于零) 13．用对消法测定电池反应的电势，目的在于_________。(A . 保护标准电池； B.延长被测电池的寿命； C.使电池在接近可逆条件下工作) 二、（21分） 2mol 理想气体由1013.25kPa ，10dm 3，609.4K 的初态，在101.325kPa 的恒定外压下膨胀至80 dm 3，且内外压力相等。求此过程的Q 、W 、U ?、H ?、S ?、A ?、G ?. 已知该理想气体初态的熵值S 1=400J ?K 1-，C m v ,=12.5 J ?K 1-?mol 1-。 三、（15分） 试计算800K 时H 2O(g )的标准摩尔生成焓。已知298K 时H 2(g )的标准摩尔燃烧焓为-285.8kJ ?mol -1，H 2O(l )在373K 、p 下的蒸发焓为40.66 kJ ?mol -1。 物理化学实验（1）课程教学大纲 Course Outline 课程基本信息（Course Information） 课程代码（Course Code）CA130 *学时 （Credit Hours） 48 *学分 （Credits） 3 *课程名称（Course Title）（中文）物理化学实验（1） （英文）Physcial Chemistry Experiments (1) *课程性质 （Course Type） 必修课授课对象 （Target Audience） 致远学院化学班大二学生 *授课语言 (Language of Instruction) 中文 *开课院系 （School） 化学化工学院先修课程 （Prerequisite） 无机化学实验、有机化学实验、物理化学 授课教师（Instructor）陈先阳 课程网址 (Course Webpage) *课程简介（Description）物理化学实验教学要求化学实验教学既能传授化学知识和技术，更要训练科学方法和思维，还要培养科学精神和品德。旨在通过化学实验这种有效的教学方式培养具有创新意识、创新精神和创新能力的适应社会发展所需要的化学人才。 物理化学实验是继无机及分析实验和有机化学实验之后而独立开设的实验课程，是一门面向致远学院化学班学生的必修课。本课程在基本教学内容上，主要分为热力学、相图及电化学部分。既保留了部分经典实验，同时又结合学科前沿增加了一些新的测量手段。教学目的是使学生通过实验课程的学习实践，了解物理化学的基本研究思想和方法，掌握物理化学的基本实验技能和现代的科学研究技术，加深对物理化学基本原理和基本知识的理解，从而提高学生分析问题、解决 一、2 mol 理想气体在300 K 下，恒温可逆膨胀体积由5m 3 增至10m 3 ，试计算该过程系统的W ，Q ，?U ，?H ，?S ，?A 及?G 。 解：?U = 0， ?H = 0 W = -n RT ln （V 2/V 1）= -2?8.314 ? 300 ? ln 5 10= -3.458 kJ Q = -W = 3.458 kJ 1 2 12,ln ln V V nR T T nC S m v +=?=0+2?8.314? ln 5 10=11.53J.K -1 或 ?S = Q r / T = 3458 J / 300 K = 11.53J.K -1 ΔA=ΔU -TΔS= -TΔS=-300?11.53= -3.458 kJ ΔG=ΔH -TΔS= -TΔS=-300?11.53= -3.458 kJ 二、5mol 理想气体始态为27C ?、1013.25kPa ，经恒温可逆膨胀压力降为101.325kPa 。求该过程系统的Q 、W 、ΔU 、ΔH 、ΔS 、ΔA 和ΔG 。 解：0=?=?H U kJ p p nRT W Q 73.28)325.101/25.1013ln(15.300314.85)/ln(21=???==-= 2 112,ln ln p p nR T T nC S m p +=? 1 21.7.95)325.101/25.1013ln(314.85)/ln(-=??==K J p p nR kJ S T G A 73.287.9515.300-=?-=?-=?=? 三、在25℃时1mol 氧气（设为理想气体）从101.325kPa 的始态自始至终用6×101.325kPa 的外压恒温压缩到6×101.325kPa ，求此过程的Q 、W 、△U 、△H 、△S 、△A 和△G 。 解：0=?=?H U ) 325 .10115 .298314.8325.101615.298314.8( 325.1016)(122?-????=-=-=V V p W Q kJ 39.12-= 121.90.14)325.1016/25.101ln(314.8)/ln(--=??==?K J p p nR S kJ S T G A 44.4)90.14(15.298=-?-=?-=?=? 四、试分别计算以下三过程各个热力学量： （1）1g 水在100℃、101.325kPa 下恒温恒压蒸发为水蒸汽，吸热2259J ，求此过程的Q 、W 、ΔU 、ΔH 、 ΔS 、ΔA 和ΔG 。 （2）始态同上，当外压恒为50.6625kPa 时将水等温蒸发为水蒸汽，然后将此50.6625kPa 、100℃的1g 水蒸汽缓慢可逆加压变为100℃，101.325kPa 的水蒸汽，求此过程总的Q 、W 、ΔU 、ΔH 、ΔS 、ΔA 和ΔG 。 （3）始态同上，将水恒温真空蒸发成100℃、101.325kPa 的水蒸汽，求此过程的Q 、W 、ΔU 、ΔH 、ΔS 、 ΔA 和ΔG 。 解：（1）过程恒压且非体积功为零，所以Q p =ΔH=2259J J J W Q U J K K mo l J mo l g g n R T V p V V p V V p W g l g l g a m b 8.2086)2.1722259(2.17215.373314.802.181)()(111 22=-=+=?-=?????- =-=-≈--=--=--- 1 .05.615 .3732259 -==?=?K J T H S ΔA=ΔU -TΔS= -172.2J ΔG=ΔH -TΔS=0 （2）ΔU 、ΔH 、ΔS 、ΔA 和ΔG 同（1）。 J K K mo l J mo l g g p p n RT n RT 9.52)325.1016625 .50ln 1(15.373314.802.181'ln 1112-=+??????-=--=--- Q=ΔU －W=[2086.8－（－52.9）] J =2139.7J （3）ΔU 、ΔH 、ΔS 、ΔA 和ΔG 同（1）。 W=0，Q=ΔU―W=2086.8J 五、60C ?时，纯甲醇和纯乙醇的饱和蒸气压分别为83.39kPa 和47.01kPa ，两者可形成理想液态混合物。恒温60C ?下，甲醇与乙醇混合物气液两相达到平衡时，液相组成x （甲醇）=0.5898。试求平衡蒸气的总压及气相的组成y （甲醇）。 解 ： k P x p x p p A B A A 47.68)5898.01(01.475898.039.83)1(**=-?+?=-+= 7184 .047.68/5898.039.83//*=?===p x p p p y A A A A 六、35.17℃时，丙酮（A ）与氯仿（B ）完全互溶，05880.x B =时，测得溶液的蒸气总压为44.32kPa 。试求：（1） 12320.x B =时的p p ,p B A 及；（2）12320.x B =时的气相组成A y 及B y 。假定该溶液为理想稀溶液。已知35.17℃ 时 kPa 08.39,kPa 93.45**==B A p p 。 解：（1）对于理想稀溶液：B B ,x B *A B B ,x A *A x k )x (p x k x p p +-=+=1 时05880.x B =： 0.0588(kPa)k 0.0588)-(1kPa 93.45kPa 32.44,?+?=B x 解得：kPa 5518.k B ,x = 时12320.x B =：40.27kPa 0.1232)-(1kPa 93451=?=-==.)x (p x p p B *A A *A A 2.285kP a 0.1232kP a 5518=?==.x k p B B ,x B kP a 55542kPa 2852kPa 2740...p p p B A =+=+= （2） 95.0555.42/27.40/===p p y A A ，05.01=-=A B y y 七、乙醇气相脱水可制备乙烯，其反应为：C 2H 5OH (g) == C 2H 4(g) + H 2O(g) 各物质298 K 时的? S 试计算298 K 时该反应的?r H (298 K)、 ?r S (298 K) 、?r G (298 K)和K (298 K)。 解：?r H (298 K)=－ 241.60+52.23－(－ 235.08) = 45.71 kJ ·mol -1 ?r S (298 K) = 188.56+219.24－281.73 = 126.07 J ·K - 1·mol -1 ?r G (298 K) = 45 710－298×126.07= 8141.14 J ·mol -1 K (298 K) = exp K 298 mol K J 8.314mol J 8141.14-11-1 ????-- = 0.0374 八、求反应 ) ()()(2232g CO s O Ag s CO Ag +==在100℃时的标准平衡常数K 。已知298.15K 、 100kPa 下： 1 -??mol kJ H m f θ 11--??K mo l J S m θ 1 1,--??K mo l J C m p Ag 2CO 3(s) －501.7 167.4 109.6 Ag 2O(s) －31.05 121.3 65.86 CO 2(g) －393.51 213.74 37.11 解：反应 ) ()()(2232g CO s O Ag s CO Ag +== ) ()()()15.298(3222CO Ag S CO S O Ag S K S m m m m r θθθθ-+=?=(121.3+213.74-167.4)=167.311--??K mol J ) ()()()15.298(3222CO Ag H CO H O Ag H K H m f m f m f m r θθθθ?-?+?=? =[-31.05+(-393.51)-(-501.7)] 1-?mol kJ =77.191-?mol kJ pm r C ?=(65.86+37.11-109.6)11--??K mol J =6.6311--??K mol J dT rC K K K H K H pm m r m r ?+?=?? 15.29815.373)15.298()15.373(θ θ=76.631-?mol kJ dT T rC K K K S K S m p m r m r ,15.29815.373)15.298()15.373(?+?=?? θ θ=165.611--??K mol J )15.373(15.373)15.373()15.373(K S K H K G m r m r m r θθθ?-?=?=14.841-?mol kJ θ θK RT G m r ln -=? K =0.00838 九、反应C （石墨）+2H 2（g ）=CH 4(g)在600℃时θ m r H ?= －88.051-?mol kJ ，各物质的标准摩尔熵值分别为： C （石墨） H 2（g ） CH 4(g) 11--??K mol J S m θ 14.9 161.6 225.9 （1）计算600℃时的标准平衡常数K 。 （2）若要获得其它温度下的平衡常数，还需要什么数据？进行什么近似处理，试计算750℃时的标准平 衡常数K 。 （3）为了获得更大CH 4（g ）的平衡产率，温度和压力应如何控制？ 解：（1）反应C （石墨）+2H 2（g ）=CH 4(g) ?''-''-≈--'-=''+'=g g V V g l g p p nRT V p pdV V V p W W W 2 ln )(' 《物理化学实验》课程教学大纲、基本信息课程名称：物理化学实验课程编号：06030182b 二、实验教学目的、内容和要求 1、实验教学目的 物理化学实验课程，是应用化学专业学生必修的一门基础化学课，是培养工程技术人才的整体化学基础知识结构和能力的重要组成部分。本课程是传授物理化学实验的基本原理、方法与技能，从而提高学生的素质与能力。 2、实验内容和要求 实验项目一：燃烧焓的测定 （1）安装氧弹式量热计； （2）称药品、燃烧丝的质量，装氧弹； （3）用氧弹式量热计测苯甲酸的燃烧热； （4）用氧弹式量热计测萘的燃烧热。 通过本实验的学习，使学生了解量热计的原理，学会雷诺图解法，掌握恒容燃烧热与恒 压燃烧热的关系。 实验项目二：液体饱和蒸汽压的测定 （1）安装液体饱和蒸汽压的测定装置； （2 ）向烧瓶中加适量的水； （3）抽真空，检查气密性； （4）加热至液体微沸，测定蒸汽压。 理解液体饱和蒸气压和气液平衡的概念，理解纯液体饱和蒸气压与温度的关系，即Clausius-Clapeyron方程；了解用动态法测定液体饱和蒸气压的方法和原理；掌握饱和蒸气压法测定液体汽化热的基本原理和方法；熟悉真空泵及压力计的使用。 实验项目三：凝固点下降法测定摩尔质量 （1）用分析天平称取0.2500g尿素置于干燥管中； （2）制做冰盐浴； （3）安装凝固点测定装置； （4）测定溶液的凝固点。 掌握凝固点下降法测定溶质的摩尔质量的原理和方法，加深对稀溶液依数性的理解；掌握溶液凝固点的 测量技术。 实验项目四：双液系气液平衡相图的绘制 1）安装蒸馏仪； 2）向蒸馏仪中加适量药品； 3）测定沸点； 4）测定折射率。 掌握阿贝（Abbe ）折光仪的使用，掌握用蒸馏仪测定t—x 图的方法，理解完全互溶二 组分气液平衡相图。 实验项目五：二组分合金相图的绘制 （1）检查二组分合金相图炉； （2 ）称样品于样品管中； （3）加热使样品成为液态； （4）控制冷却速度，测定冷却时间和冷却温度的关系。了解步冷曲线的形成原因；掌握微电脑控制金属相图实验炉的基本原理和使用方法；了解热分析法的测量技术与有关测量温度的方法。 实验项目六：电池电动势的测定及其应用 （1）制做盐桥； （2）配制溶液； （3）调节电位差计； （4）测量电池的电动热。 了解补偿法测定电池电动势的原理，掌握电动势测定难溶物溶度积（K SP）的方法；掌 握电位差计的测定原理和使用方法，测定Cu-Zn 原电池的电动势。 实验项目七：溶液表面吸附作用和表面张力的测定 （1 ）配制溶液； （2）安装表面张力测定仪； （3）测定水的压强差； （4）测定溶液的压强差。 理解表面张力、溶液表面的吸附概念，了解表面张力的的主要影响因素，掌握鼓泡法（最大气泡法）测定表面张力的原理和技术。 2、测定不同浓度c的乙醇水溶液的表面张力Y,并由Y —C曲线求算吸附量。实验项目八：过氧化氢 的催化分解 （1）配制过氧化氢溶液； （2）测定过氧化氢浓度； （3）安装过氧化氢的催化分解装置； （4）测定过氧化氢t 时刻所分解放出氧气的体积。 熟悉一级反应的动力学特征；掌握静态法测定H2O2 分解反应的速率常数和半衰期；掌 握量气技术和体积校正技术。 实验项目九：乙酸乙酯皂化反应速率常数测定 （1）配制乙酸乙酯溶液； （2）安装恒温水槽； （3）测量氢氧钠溶液的电导率；物理化学__华东理工大学(18)--单元测试卷
物理化学实验课后练习参考
《物理化学实验》练习题
物理化学实验级补充教材
物化实验答案教材
物理化学实验课程大纲
物理化学考试大纲.doc
物理化学__华东理工大学(16)--单元测试卷
物理化学实验
《物理化学实验》讲义#(精选.)
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