第五版物理化学复习资料
第五版物理化学复习资料
第一章 热力学第一定律
1、热力学三大系统：
（1）敞开系统：有物质和能量交换； （2）密闭系统：无物质交换，有能量交换； （3） 隔绝系统（孤立系统）：无物质和能量交换。 2、状态性质（状态函数）：
（1）容量性质（广度性质）：如体积，质量，热容量。 数值与物质的量成正比；具有加和性。 （2）强度性质：如压力，温度，粘度，密度。
数值与物质的量无关；不具有加和性，整个系统的强度性质的数值与各部分的相同。
特征：往往两个容量性质之比成为系统的强度性质。 3、热力学四大平衡：
（1）热平衡：没有热隔壁，系统各部分没有温度差。
（2）机械平衡：没有刚壁，系统各部分没有不平衡的力存在，即压力相同 （3）化学平衡：没有化学变化的阻力因素存在，系统组成不随时间而变化。 （4）相平衡：在系统中各个相（包括气、液、固）的数量和组成不随时间而变化。 4、热力学第一定律的数学表达式：
U = Q + W Q 为吸收的热（+），W 为得到的功（+）。
定容
定温
定压
绝热
,2121ln ln p m C T T R p p =
得到的功W
12
ln
p nRT p - 或
p V -?
或
nR T -?
,V m nC T ?
2
1
ln
V nRT V - 吸收的热Q
,V m nC T ?
2
1
ln
V nRT V ,p m nC T ? 0
内能增量
U Q W ?=+
,V m nC T ? 0 ,V m nC T ? ,V m nC T ?
焓变
H U p V ?=?+?
,V m nC T ? 0 ,p m nC T ? ,p m nC T ?
熵变S ?
2
1
ln
V T C T 1
2ln
p nR p 或2
1
ln
V nR V 2
1
ln
p T C T
亥姆霍兹（定温定容）
A U T S ?=?+?
pdV -?
吉布斯（定温定压） G H T S ?=?-?
2
1
ln
p nRT p
12、在通常温度下，对理想气体来说，定容摩尔热容为：
单原子分子系统 ,V m C =
3
2
R 双原子分子（或线型分子）系统 ,V m C =52R 多原子分子（非线型）系统 ,V m C 6
32
R R == 定压摩尔热容：
单原子分子系统 ,52
p m C R =
双原子分子（或线型分子）系统 ,,p m V m C C R -=,72
p m C R = 多原子分子（非线型）系统 ,4p m C R =
可以看出：
,,p m V m C C R -=
13、,p m C 的两种经验公式：,2p m C a bT cT =++ （T 是热力学温度，a,b,c,c ’ 是经
,2
'
p m c C a bT T =++
验常数，与物质和温度范围有关） 14、在发生一绝热过程时，由于0Q δ=，于是dU W δ=
理想气体的绝热可逆过程，有：,V m nC dT pdV =-
? 22
,11
ln
ln V m T V C R T V =- 21,12ln ,ln V m p V C Cp m p V ?= ,,p m
V m
C pV C γγ=常数 =>1. 15、-焦耳汤姆逊系数：J T T
=(
)H p
μ??- J T μ-＞0 经节流膨胀后，气体温度降低；
J T μ-＜0 经节流膨胀后，气体温度升高； J T μ-=0 经节流膨胀后，气体温度不变。
16、气体的节流膨胀为一定焓过程，即0H ?=。
17、化学反应热效应：在定压或定容条件下，当产物的温度与反应物的温度相同而在反应过
程中只做体积功不做其他功时，化学反应所吸收或放出的热，称为此过程的热效应，或“反应热”。 18、化学反应进度：()()()
n B n B B ξν-=
末初
（对于产物v 取正值，反应物取负值）
1ξ=时，r r m U
U ξ??=
，r r m H
H ξ
??=
19、（1）标准摩尔生成焓（0
r m H ?）：在标准压力和指定温度下，由最稳定的单质生成单位
物质的量某物质的定压反应热，为该物质的标准摩尔生成焓。
（2）标准摩尔燃烧焓（0
c m H ?）：在标准压力和指定温度下，单位物质的量的某种物质
被氧完全氧化时的反应焓，为该物质的标准摩尔燃烧焓。
任意一反应的反应焓0
r m H ?等于反应物燃烧焓之和减去产物燃烧焓之和。
20、反应焓与温度的关系-------基尔霍夫方程 ()()r B A p p p p p p H H H C B C A C T T T ??????????
=-=-=?
? ? ??????????
()()()()
210,021p p p C H T H H C T T ?=???>?-?=?-
0,Cp ?<即产物热容小于反应物热容，则 ()0p H T ???<，即温度升高时反应焓减小。 0,Cp ?>即产物热容大于反应物热容，则 ()0p H T ???>，即温度升高时反应焓增大。 0,p C ?=或很小时，反应焓将不随温度而改变。
21、基尔霍夫方程的应用： ()()()2121p H H C T T ?-?=?-
适用条件：温度变化范围不大时，将 p C ?近似看作常数，与温度无关。
第二章 热力学第二定律
1、热力学第二定律的经典表述：人们不可能设计成这样一种机器，这种机器能不断循环工
作，它仅仅从单一热源吸热变为功而没有任何其他变化。
2、卡诺循环：
过程1 保持T 2定温可逆膨胀。故2
2121
ln
V Q W RT V =-= 过程2 绝热可逆膨胀。由于系统不吸热，0Q =，故 212()V W U C T T =?=- 过程3 保持T 1定温可逆压缩。故 4
1313
ln V Q W RT V =-= 过程4 绝热可逆压缩。故 421()V W U C T T =?=-
卡诺热机的效率：2122W T T Q T η--== 制冷效率：1
21
T T T β=- 3、卡诺定理：
（1）在两个不同温度的热源之间工作的任意热机，以卡渃热机的效率为最大。否则将违
反热力学第二定律。
（2）卡诺热机的效率只与两个热源的温度有关，而与工作物质无关。否则也将违反热力学
第二定律。
4、热力学第二定律人数学表达式--------克劳修斯不等式 Q dS T
δ≥
dS 是系统的熵变，Q δ是实际过程中传递的热，T 是热源温度，
Q
T
δ是实际过程中的热温商。该式的等号适用于可逆过程；大于号适用于不可逆过程。它的含义是： （1） 假如某一过程的发生将使系统的熵变大于热温商，则该过程是一个不违反热力学第
二定律的、有可能进行的不可逆过程。
（2） 假如某一过程发生时，系统的熵变为热温商相等地，则该过程是一个可逆过程。 （3） Q
dS T
δ<
的过程不可能发生。
（4） 克劳修斯不等式用于孤立系统时，0dS ≥,即孤立系统中所发生的任意过程总是向
着熵增大的方向进行。
5、熵变的计算：
（1）定温过程中的熵变：2
21112
ln
ln ln r V nRT Q V p V S nR nR T T V p ?=
=
==? （2）定压过程的熵变：2
2
11
2
1
ln T T r
p T T Q C dT T S Cp T T T δ?===?
?
（3）定容过程的熵变：2211
2
1
ln T T r V V T T Q C dT T S C T T T δ?===?? （4）相变化的熵变：H n H
S T T
???== （定温定压，两相平衡，可逆） 6、熵是系统混乱度的度量： ln S k =Ω Ω是热力学概率，k 是玻耳兹曼常数。
7、热力学第二定律的本质：一切自发过程，总的结果都是向混乱度增加的方向进行。 8、热力学第三定律：在0K 时，任何纯物质的完美晶体其熵值为零。 9、有反应： aA bB gG hH +→+
熵变计算：()()()()o o o o o
r m m m m m S gS G hS H aS A bS B ?????=+-+????
10、定温定容的系统--------亥姆霍兹函数A （1）定义A U TS =-
（2）(),'T V A W ?≤ 等式表示可逆，不等式表示不可逆。
在定温定容条件下，系统亥姆霍兹函数的减少等系统所能做的最大有效功（绝对值）。 （3）(),0T V A ?< ，表示能够发生的不可逆过程。
(),0T V A ?= ，表示可逆过程（或平衡） (),0T V A ?> ，表示不可能发生的过程
11、定温定压系统-----------吉布斯函数G
（1）定义： G H TS U pV TS A p V =-=+-=+ （2）(),'T p G W ?≤ 等式表示可逆，不等式表示不可逆。
在定温定压条件下，系统亥姆霍兹函数的减少等系统所能做的最大有效功（绝对值）。 （3）(),0T p G ?< ，表示能够发生的不可逆过程。 (),0T p G ?= ，表示可逆过程（或平衡）
(),0T p G ?> ，表示不可能发生的过程 12、热力学的基本公式：
当系统只做体积功不做其他功时
dU TdS pdV
dH TdS Vdp
dA SdT pdV dG SdT Vdp
=-=+=--=-+
13、麦克斯韦关系式： V S T p V S ??????
=-
? ??????? S p T V p S ??????= ? ?????
??
V T S p V T ??????
= ? ??????? p T S V p T ??????-= ? ?????
?? 14、计算G ?： （1）定温：221
1
2
1
ln p p p p nRT p G Vdp dp nRT p p ?=
==?
?
（2）发生相变：始态和终态的两个相平衡，且温度和压力相同，则0G ?= 始态和终态不平衡，则设计可逆过程来计算。 （3）化学反应：G H T S ?=?-?
（4）G ?温度的变化--------吉布斯--亥姆霍兹公式
定温：()p G S T ????=-??
???? ()p G T G H T ?????=?-??????? ()2
p G T H T T ?????=-?????
应用式： 22112
2111()T T T T G G H dT H T T T
T T ???????
??
-=-=?- ? ? ?
??????
?
第三章 化学势
1、 （1）偏摩尔量的定义：多组分系统的任一种容量性质X （X 可分别代表V ，U ，H ，S ，A ，
G 等），可以看成是温度T 、压力p 及各物质的量,B C n n ，…的函数： (),,
,,,B C D X f T p n n n =
C A ,(B)A ,(B),,(C A)
d d d d p n T n T p n X X X X T p n T p n ≠?????????=++ ? ? ?
?????????
C B B ,,(C B)
d T p n X n n ≠???++
?
??? 定义：()
B
B ,,
C B def C T p n X X n ≠??
? ?
??? 则A A B B d d d X X n X n =++B B B
d X n =∑
B X 称为B 的“偏摩尔量”。
（2）偏摩尔量的集合公式： A A C C X n X n X =++……
2、（1）化学势定义：B B B ,,(C B)
C
T P n
G G n μ≠??
?=
????
（2）物理意义：决定物质传递方向和限度的强度因素。 （3）定温定压下： 'B
B
r dG dn
W μδ=
=∑ ，也就是说B B dn μ∑是定温度定压条件下
一多组分均相系统在发生状态变化时所能做出的最大有效功。
（4）在不做其他功的条件下，(),0T p dG <是能够进行的过程；(),0T p dG =，过程即达
平衡。
3、理想气体化学势表达式：ln
p
RT p
θ
θμμ=+ 4、对于理想气体混合物来说，其中某种气体的行为与该气体单独占有混合气体总体积时的 行为相同。即ln
B
B B p RT p θ
θ
μμ=+ 5、实际气体的化学势：ln
p
RT p θ
θ
γμμ=+()ln RT f p θθμ=+
定义逸度f p γ= 校正因子γ称为逸度系数或逸度因子。
6、拉乌尔定律：一定温度时，溶液中溶剂的蒸气压A p 与溶剂在溶液中的物质的量分数A x 成正比，其比例是纯溶剂在该温度时的蒸气压*
A p （上标“*”表示纯物质）。即：
***A A A A A A B p p x p p p x =?-=
（溶液蒸气压的降低与溶质在溶液中的摩尔分数成正比）
7、（1）理想液态混合物：在一定的温度和压力下液态混合物中任意一种物质在任意浓度下
均遵守拉乌耳定律的液态混合物。
（2）理想液态混合物中物质的化学势：液态混合物与蒸气相达成平衡时，有： (ln)()()ln
B
B B B p s g g RT p
μμμ?
?==+*()ln B B l RT x μ=+， 其中*
*()()ln B B B
p l g RT p
μμ?
?=+
8、亨利定律：一定温度时，稀溶液中挥发性溶质的平衡分压与溶质在溶液中的摩尔分数成
正比：B x B p k x = ，
B p 是与溶液平衡的溶质蒸气的分压，B x 是溶质在溶液中的摩尔分数，x k 是比例常数， 称为亨利系数。其数值在一定温度下不仅与溶质性质有关，还有溶剂性质有关，可以大于
或小于纯溶质的饱和蒸汽压*
B p 。
9、理想稀溶液的定义：一定的温度和压力下，在一定的浓度范围内，溶剂遵守拉乌尔定律、
溶质遵守亨利定律的溶液称为理想稀溶液。
10、不挥发性溶质理想稀溶液的依数性： （1）凝固点降低：*2()f f B fus m
R T T x H ?
?=
? （fus m H ??与温度无关）
=f B K m ，其中B m 是溶液中溶质的质量摩尔浓度。
f K 是凝固点降低常数*2()f A f fus m
R T M K H ?
=
?（A M 是溶剂的摩尔质量，单位1
kg mol -）
（2）沸点升高：*11
ln ()vap m A b b
H x R T T ??=-
沸点升高常数*2()b A
b vap m
R T M K H ?=? 则b b B T K m ?=
（3）半透膜两边平衡时，纯溶剂的压力为*
p 、溶液的压力为p ，则 *
p p -=∏ ，压力差∏称为渗透压， 渗透压cRT ∏=B B W RT
M V
?=
∏ （4）求算活度：*
11ln (
)fus m A f f
H a R
T T ?
?=
- *11()vap m b b
H R T T ??=-
*,m A
V RT
∏=-
第四章 化学平衡
1、理想气体的化学反应：()()()()aA g bB g gG g hH g +===+
标准平衡常数()()()()
g h
G H a b
A B p p p p K p p p p ???
??= 活度商(')(')(')(')g h
G H a a b
A B p p p p Q p p p p ????=
标准吉布斯函数变化ln r m G RT K ???=- ln r m r m a G G RT Q ?
?=?+ 当a Q K ?
<时，0r m G ?<，反应能够正向进行。 当a Q K ?
>时，0r m G ?>，反应能够逆向进行。 当a Q K ?
=时，0r m G ?=，反应达到平衡。。
2、平衡常数的表示法：
（1）气相反应：()()()()()()
B g h G H B a b
A B p p p p K p p p p p p νν???
?-???==∏ （g h a b ν?=+--） ()()B
B B p B B B x K p px x p K p ννννν??=∏=∏=∏= B
x B p K x K p νν-?=∏=（与温度、压力有关）=
(()B
B
B x B
B B n K x n n n n K n ννννν-?-?=∏=∏=∏=总总总） n x K K n ν?=总
总结：()()()p x n K K p K p p K p p n ννν?
?-?????===总
（2）液相反应： 理想液态混合物：B B K x ν?
=∏
理想稀溶液：()B B K
c c ν?
?=∏
非理想稀溶液：B B K a ν?
=∏
（3）复相反应：
3、（1）温度对平衡常数的影响：12
(2)11
ln ()(1)r m H K K R T T ????=-
（2）压力、惰性气体的影响：()n K K p p n ν
???=总
第五章 多相平衡
1、相：系统中，物理及化学性质完全均一的部分。
气体：一个系统中，无论有多少气体，都只能形成一个气相。
液体：由于不同液体的相互溶解的程度不同，一个系统中可以有一个或两个液相，
但不会超过三个。
固体：如果系统中的不同固体达到分子程度的均匀混合，形成固溶体，一种固溶
体是一个固相；否则，不论固体有多碎，系统中有多少固体，就有多少个 固相。
2、 物种数S ：系统中所含的化学物质。
3、 组分数K ：足以表示系统中各相组成所需要的最少独立物种数。
4、 独立化学平衡数R ，独立溶度关系数R ’
5、 'K S R R =--
6、 自由度：在不引起旧相消失和新相形成的前提下，可以在一定范围内独立变动的强度性
质。
7、 相律：2f K φ=-+（只考虑温度和压力）φ为相数 普遍式：f K n φ=-+
第六章
1、设每种分布的微观状态数为j t ，那么系统的总微观状态数就等于各种分布的微观状态 数之和：j
t
Ω=
∑
2、波尔兹曼定理：ln S k =Ω（23
1.3810k R L -==?）
3、斯特林近似：ln !ln N N N N ≈-
4、分子配分函数：
最概然分布方式：i i kT i i kT
i n g e N g e ξξ--=∑i j kT i i kT j j n g e n g e
ξξ--?=（i ξ为i 级能量值，g 为简并度）
第七章 电化学
1、（1）原电池：正极是阴极（还原极）；负极是阳极（氧化极）。 （2）电解池：正极是阳极（氧化极）；负极是阴极（还原极）。
2、法拉第定律：当电流通过电解质溶液时，通过电极的电荷量与发生电极反应的物质的
量成正比：Q nF =，其中1
196485F C mol
-=，n 的数值就等于该离子
的价态变化数。
3、（1）溶液电阻()R l A ρ= ，l 为两电极间的距离，A 为浸入溶液的电极面积，ρ为电
阻率。
（2）电导率1
l G A κρ??
=
= ???
()
1S m -，G 是倒数电导。 （3）摩尔电导率()
21m c S m mol κ-?=
强电解质的摩尔电导率与物质的量溶度c ：(1)m m c β∞?=?-
弱电解质的摩尔电导率（以HAc 为例）： ()()
()m m m HAc H Ac λλ∞∞+∞-?=+
()()()m m m HCl NaAc NaCl ∞∞∞
=?+?-?
4、电导测定应用：
（1）求弱电解质的电离度α和电离平衡常数：m m α∞
=ΛΛ
22
1()
m c m m m c c K αα∞
∞
Λ==-ΛΛ-Λ （2）求微溶盐的溶解度和溶度积： 饱和溶液的溶度：2()(((m m H O c κκκ∞∞-==ΛΛ盐）
盐）盐），
溶解度：s Mc =
溶度积（m n A B ）：()()()()n m
n m n m sp K c A c B mc nc +-????==??????
5、溶液中的离子的活度和活度系数：
z z v v M A v M v A +-
+-+-→+
（1）电解质的化学势可用各个离子的化学势之和表示：
v v μμμ++--=+
(ln )(ln )
ln ln v
v v RT a v RT a v v RT a a RT a
μμμμμ+-
??+++---?
?
++--+-
?+=+++=++=+
（2）离子平均活度a ±，与离子平均质量摩尔溶度m ±和离子平均活度系数γ±的关系：
a m m γ?
±±±=
（3）对强电解质v v M A +-来说，令v v v +-=+，定义离子平均活度v v v a a a +-
±+-= ， 离子平均活度系数v v v γγγ+-±+-= ，离子平均质量摩尔溶度v v v m m m +-
±+-= 。
（4） 在稀溶液情况下，影响强电解质离子平均活度系数γ±的主要因素是浓度和离子
价数，而且离子价数比浓度的影响更加显著。溶液离子强度定义：
21
2B B B
I m z =
∑ （m 是离子的质量摩尔浓度，z 是离子价数，B 是某种离子） ln 'A I γ±=- （温度和溶剂指定，'A 为常数）
6、可将化学能转化为电能的装置叫电池，若此转化是以热力学可逆方式进行的，则称为“可逆电池”。在可逆电池中，系统吉布斯函数的降低'()r m T p G ?，等于系统对外所做 的最大功'r W 此时电池两极间的电势差可达最大值，称为该电池的电动势E ，即： '()'r m T p r G W nFE ?==-
7、热力学意义上的可逆电池具备的两个条件：
（1）可逆电池放电时的反应与充电时的反应必须互为逆反应。 （2）可逆电池所通过的电流必须为无限小。 8、能斯特方程：
反应温度为T 时，电池反应：aA bB gG hH +→+
方程：ln g h
G H a b A B
a a RT E E nF a a ?
=- （n 是电极反应中得失电子数，B a 是反应物质B 的活度）
9、求算电池标准电动势：r m E
G nF ?
?=-?
10、电动势E 及其温度系数()p E T ??与电池反应热力学量的关系： r m p p
G E nF T T ???????=- ?
?
???????r m p E S nF T ???
?= ???? 定温条件，反应的可逆热效应：r r m p
E Q T S nFT T ???
=?=
???? r m r m r m p
E H G T S nFE nFT T ???
?=?+?=-+
???? 11、在任何温度下，H +的标准摩尔生成吉布斯函数f m G ?
? 、标准摩尔生成焓f m H ?
?及 标准摩尔熵m S ?
均为零。 电极电势的表示：ln (RT a
nF a ???
=-
（还原态）氧化态）
12、电极电势及其电池电动势的应用：
（1）判断反应趋势：电势越低，越易失去电子；电势越高，越易得到电子。 两个电极进行比较时，在??
值相差较大，或活度相近的情况下，可以用数据直接
判断反应趋势，否则，均必须比较?值方可判断。
（2）求化学反应的平衡常数：ln r m G nFE RT K ???
?=-=- ，
则ln K ?
=nFE RT
?
（3）求微溶盐活度积：微溶盐活度积sp K 实质就是微溶盐溶解过程的平衡常数。 （4）求离子平均活度系数：测定一电池的电动势E ，再由??
求得E ?
后，依据能斯特方
程求算电池电解质溶液的离子平均活度a ±及离子平均活度系数γ±。
13、（1）当有电流通过电极时，发生的必然是不可逆的电极反应，此时的电极电势i ?与
可逆电极电势r ?不同。
（2）电极在有电流通过时所表现的电极电势i ?与可逆电极电势r ?产生偏差的现象称
为“电极的极化”；偏差的大小（绝对值）称为“过电势”i r η??=-
（3）电极极化，阳极电势升高，阴极电势降低：
()i r ??η=+阳极 ； ()i r ??η=-阴极
第八章 表面现象和分散系统
1、在一定的温度与压力下，对一定的液体来说，扩展表面所做的表面功'W δ应与表面积
dA 成正比，以σ表示比例系数：'W dA δσ=
若扩展过程可逆：,(
)T p G
A
σ?=? σ可称为：表面吉布斯函数，表面能（2*J m -）；表面张力（1
*N m -）。
2、弯曲液面下的附加压力：2p r
σ
?=（方向指向曲面球心，即无论凹凸液面，球内压力总是大于球外压力）。
曲率对蒸汽压的影响： 开尔文公式：'2ln
'r p M p RTr σρ
= 'r p 为饱和蒸汽压，'p 为平面液体蒸汽压
3、毛细管现象：2cos h gR
σθ
ρ=
（R 为毛细管半径），完全润湿时：θ=0.。
4、气体在固体表面的吸附： （1）吸附等量式：2
ln ads m H p T RT -????
=
????等量
（ads m H ?是吸附热，为负；p 为吸附质平衡分压）
（2）朗格缪尔等温式：1kbp
a k bp
θ==+（a 为吸附量，）
5、物理吸附与化学吸附：
物理吸附
化学吸附
吸附力 范德华力 化学链力
吸附分子层 被吸附分子可以形成单分子层或多分子层
被吸附分子只能形成单分子层
吸附选择性 无选择性，任何固体皆能吸附任何气体，易液化者易被吸附
有选择性，指定吸附剂只对某些 气体有吸附作用
吸附热 较小，与气体凝聚热相近，约为
4
41210410J mol -?? 较大，近于化学反应热，约为
451410410J mol -??
吸附速率
较快，速率少受温度影响。 以达平衡，较易脱附
较慢，升温速率加快，不易达平衡， 较难脱附
第九章 化学动力学基本原理
1、反应速率的表示法：d J dt
ξ=
对于任意化学反应：aA bB gG hH +→+ ，
其反应速率：1111G A B H
dn dn dn dn J a dt b dt g dt h dt
=-
=-== 8、 有许多的速率公式：[][]
r k A B α
β
=…
定义反应级数：n αβ=++…
3、对于基元反应：aA bB gG hH +→+ ，
其速率公式：[][]a b
r k A B = 4、 速率常数k 311/()
n
mol dm s --- ，n 是反应级数。
5、几种简单级数反应的速率公式：（a 是反应物的起始浓度，x 为t 时刻反应物已反应掉的
浓度） 级数
速率公式的微分形式
速率公式的微分形式
半衰期
0dx
k dt = 0x k t =
120
2a t k =
1
1()dx
k a x dt
=- 1ln
a
k t a x
=- 1210.6932
t k =
2
22()dx
k a x dt
=- 211
k t a x a -=- 1221t k a
=
2 2()()dx
k a x b x dt
=-- 21()ln ()
b a x k t
a b a b x -=--
3
33()dx
k a x dt
=- 322
11
2()k t a x a -=-
122
33
2t k a =
5、 阿累尼乌斯经验公式：
2ln a E d k
dT RT
= Ea RT k Ae -?= （a E 称为实验活化能，一般被看做与温度无关的常数，单位：1
1
J mol mol --或kJ ） 6、有效碰撞数q 的计算：c E RT
q e -=
物理化学习题及答案
物理化学习题及答案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
物理化学期末复习 一、单项选择题 1. 涉及焓的下列说法中正确的是() (A) 单质的焓值均等于零 (B) 在等温过程中焓变为零 (C) 在绝热可逆过程中焓变为零 (D) 化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化 2. 下列三种胶体分散系统中，热力不稳定的系统是：() A.大分子溶胶 B.胶体电解质 C.溶胶 3. 热力学第一定律ΔU=Q+W 只适用于() (A) 单纯状态变化 (B) 相变化 (C) 化学变化 (D) 封闭物系的任何变化 4. 第一类永动机不能制造成功的原因是() (A) 能量不能创造也不能消灭 (B) 实际过程中功的损失无法避免 (C) 能量传递的形式只有热和功 (D) 热不能全部转换成功 5. 如图，在绝热盛水容器中，浸入电阻丝，通电一段时间，通电后水及电阻丝的温度均略有升高，今以电阻丝为体系有（） (A) W =0，Q <0，U <0 (B). W＞0，Q <0，U >0 (C) W <0，Q <0，U >0
(D). W <0，Q =0，U >0 6. 对于化学平衡, 以下说法中不正确的是（） (A) 化学平衡态就是化学反应的限度 (B) 化学平衡时系统的热力学性质不随时间变化 (C) 化学平衡时各物质的化学势相等 (D) 任何化学反应都有化学平衡态 7. 封闭系统内的状态变化：（） A 如果系统的?S >0，则该变化过程自发 sys B 变化过程只要对环境放热，则该变化过程自发 ，变化过程是否自发无法判断 C 仅从系统的?S sys 8. 固态的NH HS放入一抽空的容器中，并达到化学平衡，其组分数、独立组分 4 数、相数及自由度分别是（） A. 1，1，1，2 B. 1，1，3，0 C. 3，1，2，1 D. 3，2，2，2 9. 在定压下，NaCl晶体，蔗糖晶体，与它们的饱和混合水溶液平衡共存时，独立组分数C和条件自由度f'：（） A C=3，f'=1 B C=3，f'=2 C C=4，f'=2 D C=4，f'=3 10. 正常沸点时，液体蒸发为气体的过程中（） (A) ΔS=0 (B) ΔG=0
物理化学上册的答案-第五版上册
第一章 气体pVT 性质 1-1物质的体膨胀系数V α与等温压缩系数T κ的定义如下： 1 1T T p V p V V T V V ???? ????-=??? ????= κα 试导出理想气体的V α、T κ与压力、温度的关系？ 解：对于理想气体，pV=nRT 111 )/(11-=?=?=??? ????=??? ????= T T V V p nR V T p nRT V T V V p p V α 1211 )/(11-=?=?=???? ????-=???? ????- =p p V V p nRT V p p nRT V p V V T T T κ 1-2 气柜内有121.6kPa 、27℃的氯乙烯（C 2H 3Cl ）气体300m 3，若以每小时90kg 的流量输往使用车间，试问贮存的气体能用多少小时？ 解：设氯乙烯为理想气体，气柜内氯乙烯的物质的量为 mol RT pV n 623.1461815 .300314.8300 106.1213=???== 每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为 13 3153.144145 .621090109032-?=?=?=h mol M v Cl H C n/v=（14618.623÷1441.153）=10.144小时 1-3 0℃、101.325kPa 的条件常称为气体的标准状况。试求甲烷在标准状况下的密度。 解：33 714.015 .273314.81016101325444 --?=???=?=?=m kg M RT p M V n CH CH CH ρ 1-4 一抽成真空的球形容器，质量为25.0000g 。充以4℃水之后，总质量为125.0000g 。若改用充以25℃、13.33kPa 的某碳氢化合物气体，则总质量为25.0163g 。试估算该气体的摩尔质量。 解：先求容器的容积33) (0000.1001 0000.100000.250000.1252 cm cm V l O H ==-=ρ
物理化学试题及答案
物理化学试题及答案 C. 易于液化 D. 不易液化 2006-2007学年度上期物理化学试题,B, 水溶液置于绝热箱中，插入两个铜电极，以蓄电池为电源进行4、如图，将CuSO4 电解，可以看作封闭体系的是( )。 A. 绝热箱中所有物质 B. 两个铜电极 (可带计算器) C. 蓄电池和铜电极 一、判断题。判断下列说法的正误，在正确的说法后面打“?”，错误的说得分 D. CuSO水溶液 4法后面打“×”。(每小题1分，共10分) 5、在体系温度恒定的变化中,体系与环境之间( )。 1、温度一定的时候，气体的体积与压力的乘积等于常数。( ) A. 一定产生热交换 B. 一定不产生热交换 2、热力学过程中W的值应由具体过程决定 ( ) C. 不一定产生热交换 D. 温度恒定与热交换无关 3、系统的混乱度增加，则其熵值减小。( ) 6、下列定义式中，表达正确的是( )。 4、处于标准状态的CO (g)，其标准燃烧热为零。( ) A. G=H，TS B. G=A，PV C. A=U，TS C. H=U—PV 5、1mol理想气体从同一始态经过不同的循环途径后回到初始状态，其热力学能不变。 7、在一个绝热钢瓶中，发生一个放热的分子数增加的化学反应，那么( )。( )
A. Q > 0，W > 0，ΔU > 0 6、吉布斯判据适用于理想气体的任意过程。( ) B. ΔQ = 0，W = 0，ΔU < 0 7、四个热力学基本方程适用于所有封闭体系的可逆过程。( ) C. Q = 0，W = 0，ΔU = 0 8、在纯溶剂中加入少量不挥发的溶质后形成的稀溶液沸点将升高。( ) D. Q < 0，W > 0，ΔU < 0 9、惰性组分的加入将使反应的平衡转化率降低。( ) 8、ΔH =Q , 此式适用于下列哪个过程: ( )。 p10、只受温度影响的平衡系统自由度F=C-P+1。( ) 655A. 理想气体从10 Pa反抗恒外压10 Pa膨胀到10 Pa 5B. 0? , 10 Pa 下冰融化成水得分二、选择题。以下各题，只有一个正确选项，请将正确的选项填在相应位 置。(每小题3分，共45分) C. 电解 CuSO水溶液 4 54D. 气体从 (298 K, 10 Pa) 可逆变化到 (373 K, 10 Pa) 1. 一定压力下，当2 L理想气体从0?升温到273?时，其体积变为( )。 9、下述说法中，哪一种不正确:( )。 A. 5 L B. 4 L C. 6 L D. 1 L A. 焓是体系能与环境进行交换的能量 2、A、B两种理想气体的混合物总压力为100kPa，其中气体A的摩尔分数0.6，则气体B B. 焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量的分压为( )。 C. 焓是体系状态函数 A. 100kPa B. 60kPa C. 40kPa D. 不确定 D. 焓只有在某些特定条件下，才与体系吸热相等 3、当实际气体的压缩因子Z 大于1的时候表明该气体( )。 10、凝固热在数值上与下列哪一种热相等:( )。 A. 易于压缩 B. 不易压缩 1
物理化学第五版课后习题答案
第五章 化学平衡 5－1．在某恒定的温度和压力下，取n 0﹦1mol 的A (g )进行如下化学反应：A (g ) B (g ) 若0B μ﹦0 A μ，试证明，当反应进度ξ﹦0.5mol 时，系统的吉布斯函数G 值为最小，这时A ，B 间达到化学平衡。 解： 设反应进度ξ为变量 A (g ) B (g ) t ﹦0 n A , 0﹦n 0 0 ξ0﹦0 t ﹦t 平 n A n B ξ ξ﹦ B B n ν n B ﹦νB ξ，n A ﹦n 0－n B ﹦n 0－νB ξ，n ﹦n A ＋n B ﹦n 0 气体的组成为：y A ﹦ A n n ﹦00 B n n νξ-﹦01n ξ-，y B ﹦B n n ﹦0 n ξ 各气体的分压为：p A ﹦py A ﹦0 (1)p n ξ - ，p B ﹦py B ﹦ p n ξ 各气体的化学势与ξ的关系为：0 000ln ln (1)A A A A p p RT RT p p n ξμμμ=+=+- 0 000ln ln B B B B p p RT RT p p n ξμμμ=+=+? 由 G ＝n A μA ＋n B μB ＝(n A 0A μ＋n B 0 B μ)＋00ln (1)A p n RT p n ξ-＋0 ln B p n RT p n ξ ? ＝[n 0－ξ0A μ＋ξ0 B μ]＋n 00ln p RT p ＋00()ln(1)n RT n ξξ--＋0 ln RT n ξ ξ 因为 0B μ﹦0A μ，则G ＝n 0(0 A μ＋0ln p RT p )＋00()ln(1)n RT n ξξ--＋0 ln RT n ξ ξ ,0()ln T p G RT n ξξξ?=?- 20,20()()T p n RT G n ξξξ?=-?-＜0 令 ,( )0T p G ξ?=? 011n ξξξξ ==-- ξ﹦0.5 此时系统的G 值最小。
(0129)《物理化学》网上作业题答案
（0129）《物理化学》网上作业题答案 1：第一次 2：第二次 3：第三次 4：第四次 5：第五次 6：第六次 7：第七次 1：[单选题] 已知下列反应的平衡常数：H 2(g) + S(s) = H 2 S(s) (1) K1 ； S(s)+O 2 (g)=SO 2 (2) K2 则反应：H 2(g)+SO 2 (g)=O 2 (g)+H 2 S(g) 的平衡常数为（） A:K1 + K2 ； B:K1 - K2 ； C:K1·K2 ； D:K1/K2 。 参考答案：D 2：[单选题]恒温下，在反应2NO2(g) = N2O4(g) 达到平衡后的体系中加入惰性气体，则A: 平衡向右移动； B:平衡向左移动； C: 条件不充分，无法判断； D: 平衡不移动。 参考答案：C 3：[单选题]某反应速率常数k = 2.31 ×10-2mol-1?dm3?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 。 参考答案：A 4：[单选题]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 。 参考答案：A 5：[单选题]盐碱地的农作物长势不良，甚至枯萎，其主要原因是： A:天气太热； B:很少下雨； C:肥料不足； D:水分倒流。 参考答案：D 6：[单选题]下列溶液中哪个溶液的摩尔电导最大： A: 0.1M KCl水溶液； B:0.001M HCl水溶液； C:0.001M KOH水溶液； D: 0.001M KCl水溶液。 参考答案：B 7：[单选题]在某温度下，一密闭的刚性容器中的PCl5(g) 达到分解平衡，若往此容器中充入N2(g) 使体系压力增大二倍(此时体系仍可按理想气体处理)，则PCl5(g) 的离解度将：A:增大； B:减小；
物理化学第五版课后习题答案
第十章界面现象 10－1 请回答下列问题： (1) 常见的亚稳定状态有哪些？为什么产生亚稳态？如何防止亚稳态的产生？ (2) 在一个封闭的钟罩内，有大小不等的两个球形液滴，问长时间放置后，会出现什么现象？ (3) 下雨时，液滴落在水面上形成一个大气泡，试说明气泡的形状和理由？ (4) 物理吸附与化学吸附最本质的区别是什么？ (5) 在一定温度、压力下，为什么物理吸附都是放热过程？ 答：(1) 常见的亚稳态有：过饱和蒸汽、过热液体、过冷液体、过饱和溶液。产生这些状态的原因就是新相难以生成，要想防止这些亚稳状态的产生，只需向体系中预先加入新相的种子。 (2) 一断时间后，大液滴会越来越大，小液滴会越来越小，最终大液滴将小液滴“吃掉”，根据开尔文公式，对于半径大于零的小液滴而言，半径愈小，相对应的饱和蒸汽压愈大，反之亦然，所以当大液滴蒸发达到饱和时，小液滴仍未达到饱和，继续蒸发，所以液滴会愈来愈小，而蒸汽会在大液滴上凝结，最终出现“大的愈大，小的愈小”的情况。 (3) 气泡为半球形，因为雨滴在降落的过程中，可以看作是恒温恒压过程，为了达到稳定状态而存在，小气泡就会使表面吉布斯函数处于最低，而此时只有通过减小表面积达到，球形的表面积最小，所以最终呈现为球形。 (4) 最本质区别是分子之间的作用力不同。物理吸附是固体表面分子与气体分子间的作用力为范德华力，而化学吸附是固体表面分子与气体分子的作用力为化学键。 (5) 由于物理吸附过程是自发进行的，所以ΔG＜0，而ΔS＜0，由ΔG=ΔH－TΔS，得 ΔH＜0，即反应为放热反应。
10－2 在293.15K 及101.325kPa 下，把半径为1×10－3m 的汞滴分散成半径为1×10－9m 的汞滴，试求此过程系统表面吉布斯函数变(ΔG )为多少？已知293.15K 时汞的表面张力为0.4865 N ·m －1。 解： 3143r π＝N×3243r π N ＝3 132 r r ΔG ＝2 1 A A dA γ?＝ (A 2－A 1)＝4·( N 2 2 r －21 r )＝4 ·(3 12 r r －21r ) ＝4× ×(339 (110)110 --??－10－6) ＝5.9062 J 10－3 计算时373.15K 时，下列情况下弯曲液面承受的附加压力。已知时水的表面张力为58.91×10－3 N ·m －1 (1) 水中存在的半径为0.1μm 的小气泡；kPa (2) 空气中存在的半径为0.1μm 的小液滴； (3) 空气中存在的半径为0.1μm 的小气泡； 解：(1) Δp ＝2r γ＝36 258.91100.110--???＝1.178×103 kPa (2) Δp ＝2r γ ＝36 258.91100.110--???＝1.178×103 kPa (3) Δp ＝4r γ＝36 458.91100.110--???＝2.356×103 kPa 10－4 在293.15K 时，将直径为0.1nm 的玻璃毛细管插入乙醇中。问需要在管内加多大的压力才能防止液面上升？若不加压力，平衡后毛细管内液面的高度为多少？已知该温度下乙醇的表面张力为22.3×10－3 N ·m －1，密度为789.4 kg ·m －3，重力加速度为9.8 m ·s －2。设乙醇能很好地润湿玻璃。
物理化学上册的答案_第五版上册
气体pVT 性质 1. 1-1物质的体膨胀系数V α与等温压缩系数T κ的定义如下： 试导出理想气体的V α、T κ与压力、温度的关系？ 解：对于理想气体，pV=nRT 1-2 气柜内有121.6kPa 、27℃的氯乙烯（C 2H 3Cl ）气体300m 3，若以每 小时90kg 的流量输往使用车间，试问贮存的气体能用多少小时？ 解：设氯乙烯为理想气体，气柜内氯乙烯的物质的量为 每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为 133153.144145 .621090109032-?=?=?=h mol M v Cl H C n/v=（14618.623÷1441.153）=10.144小时 1-3 0℃、101.325kPa 的条件常称为气体的标准状况。试求甲烷在标准状况下的密度。 解：33714.015 .273314.81016101325444--?=???=?=?=m kg M RT p M V n CH CH CH ρ 1-4 一抽成真空的球形容器，质量为25.0000g 。充以4℃水之后，总质量为125.0000g 。若改用充以25℃、13.33kPa 的某碳氢化合物气体，则总质量为25.0163g 。试估算该气体的摩尔质量。 解：先求容器的容积33)(0000.1001 0000.100000.250000.1252cm cm V l O H ==-=ρ n=m/M=pV/RT 1-5 两个体积均为V 的玻璃球泡之间用细管连接，泡内密封着标准状况条件下的空气。若将其中一个球加热到100℃，另一个球则维持0℃，忽略连接管中气体体积，试求该容器内空气的压力。
解：方法一：在题目所给出的条件下，气体的量不变。并且设玻璃泡的体积不随温度而变化，则始态为 )/(2,2,1i i i i RT V p n n n =+= 终态（f ）时 ??? ? ??+=???? ??+=+=f f f f f f f f f f T T T T R V p T V T V R p n n n ,2,1,1,2,2,1,2,1 1-6 0℃时氯甲烷（CH 3Cl ）气体的密度ρ随压力的变化如下。试作ρ/p —p 图，用外推法求氯甲烷的相对分子质量。 解：将数据处理如下： P/kPa 101.325 67.550 50.663 33.775 25.331 (ρ/p)/ （g ·dm -3·kPa ） 0.02277 0.02260 0.02250 0.02242 0.02237 作(ρ/p)对p 图 当p →0时，(ρ/p)=0.02225，则氯甲烷的相对分子质量为 1-7 今有20℃的乙烷-丁烷混合气体，充入一抽真空的200 cm 3容器中，直至压力达101.325kPa ，测得容器中混合气体的质量为0.3879g 。试求该混合气体中两种组分的摩尔分数及分压力。 解：设A 为乙烷，B 为丁烷。 B A B B A A y y mol g M y M y n m M 123.580694.30 867.46008315 .03897.01+=?==+==- （1） 1=+B A y y （2） 联立方程（1）与（2）求解得401.0,599.0==B B y y
物理化学(上)期末试题及参考答案
一、填空题（每小题2分，共20分） 1、热力学第零定律是指： 。 2、熵与热力学概率之间的函数关系式是。 3、补全热力学函数关系式：C P= (?S/?T)P 4、一定量的单原子理想气体定压下从T1变化到T2的熵变与定容下从T1变化到T2的熵变之比为： 5、化学势的表示式中，是偏摩尔量。 6、稀溶液的依数性包括、、和。 7、反应NH4HS(s)=NH3(g)+H2S(g)，在298K时测得分解压为66.66Pa，则该温度下该反应的K pΘ= ；K p= 。 8、1atm压力下水和乙醇系统的最低恒沸混合物含乙醇质量分数为0.9557，现将含乙醇50%的乙醇水溶液进行分馏，最终得到的物质为。 9、水在101.3kPa时沸点为373K，汽化热为40.67 kJ/mol（设汽化热不随温度变化）；毕节学院的大气压约为85.5 kPa，则在毕节学院水的沸点为 K。 10、反应NH4HS(s)=NH3(g)+H2S(g)已达平衡；保持总压不变，往系统中充入一定量的惰性气体，平衡移动方向为。 二、选择题（每小题2分，共30分） 1、下列属于化学热力学范畴的是（） （A）物质结构与性能的关系（B）化学反应速率 （C）化学变化的方向和限度（D）反应机理 2、下列关于热力学方法叙述正确的是（） （A）热力学研究所得的结论不适用于分子的个体行为 （B）热力学可以解决某条件下怎样把一个变化的可能性变为现实性的问题 （C）经典热力学详细讨论了物质的微观结构 （D）经典热力学常需计算一个变化所需要的时间 3、下列函数中为强度性质的是：（） (A) S (B) (?G/?p)T(C) (?U/?V)T (D) C V 4、一定量的纯理想气体，下列哪组量确定后，其他状态函数方有定值。（） （A）T （B）V （C）T、U （D）T、p
【物理化学上册完整习题答案】第五版 高等教育出版社
第一章 气体pVT 性质 1-1物质的体膨胀系数V α与等温压缩系数T κ的定义如下： 1 1T T p V p V V T V V ???? ????-=??? ????= κα 试导出理想气体的V α、T κ与压力、温度的关系？ 解：对于理想气体，pV=nRT 111 )/(11-=?=?=??? ????=??? ????= T T V V p nR V T p nRT V T V V p p V α 1211 )/(11-=?=?=???? ????-=???? ????- =p p V V p nRT V p p nRT V p V V T T T κ 1-2 气柜内有121.6kPa 、27℃的氯乙烯（C 2H 3Cl ）气体300m 3，若以每小时90kg 的流量输往使用车间，试问贮存的气体能用多少小时？ 解：设氯乙烯为理想气体，气柜内氯乙烯的物质的量为 mol RT pV n 623.1461815 .300314.8300 106.1213=???== 每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为 13 3153.144145 .621090109032-?=?=?=h mol M v Cl H C n/v=（14618.623÷1441.153）=10.144小时 1-3 0℃、101.325kPa 的条件常称为气体的标准状况。试求甲烷在标准状况下的密度。 解：33 714.015 .273314.81016101325444 --?=???=?=?=m kg M RT p M V n CH CH CH ρ 1-4 一抽成真空的球形容器，质量为25.0000g 。充以4℃水之后，总质量为125.0000g 。若改用充以25℃、13.33kPa 的某碳氢化合物气体，则总质量为25.0163g 。试估算该气体的摩尔质量。
物理化学习题集及答案2
相平衡 一、选择题： 1. 二组分体系恒温时．可能同时存在的最大相数为 （ ） (A) Φ=2 (B) Φ=3 (C) Φ=4 2. 在α、β两项中都含有A 和B 两种物质，当达相平衡时，下列哪种情况正确 （ ） A B A A A B A B (A ) (C) (D) (B )αααβαβββμμμμμμμμ==== 3. 在101325Pa 下，水、冰和水蒸气平衡的系统中，自由度为 （ ） (A) 0 (B) 1 (C) 2 4. 在密闭容器中有食盐饱和溶液，并且存在着从溶液中析出的细小食盐结晶，则系统的自由度是 （ ） (A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3 5. 系统是N 2和O 2两种气体的混合物时，自由度应为 （ ） (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 6. 在101325 Pa 下，水和水蒸气呈平衡的系统，其自由度f 为 （ ） (A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3 7. NH 4Cl(s)在真空容器中分解达到平衡NH 4Cl(s) → HCl(g) + NH 3(g) （ ） (A) K =3, Φ=2, f =2 (B) K =2, Φ=2, f =1 (C) K =1, Φ=2, f =1 (D) K =4, Φ=2, f =1 8. 25 ℃及标准压力下，NaCl(s)与其水溶液平衡共存 （ ） (A) K =1, Φ=2, f =1 (B) K =2, Φ=2, f =1 (C) K =2, Φ=2, f =0 (D) K =4, Φ=2, f =1 9. 已知在318 K 时纯丙酮的的蒸气压为43.063 kPa ，今测得氯仿的摩尔分数为0.30的丙酮－氯仿二元溶液上丙酮的蒸气压为26.77 kPa ，则此溶液： （ ） (A) 为理想液体混合物 (B) 对丙酮为负偏差 (C) 对丙酮为正偏差 (D) 无法确定 10. 苯(A)与甲苯(B)形成理想混合物，当把5 mol 苯与5 mol 甲苯混合形成溶液，这时，与溶液相平衡的蒸汽中，苯(A)的摩尔分数是： （ ）
第五版物理化学第四章习题答案
第四章多组分系统热力学 4.1有溶剂A与溶质B形成一定组成的溶液。此溶液中B的浓度为c B，质量摩尔浓度为b B，此溶液的密度为。以M A，M B分别代表溶剂和溶质的摩尔质量，若溶液的组成用B的摩尔分数x B表示时，试导出x B与c B，x B与b B之间的关系。 解：根据各组成表示的定义 4.2D-果糖溶于水（A）中形成的某溶液，质量分数，此溶液在20 C时的密度。求：此溶液中D-果糖的（1）摩尔分数；（2）浓度；（3）质量摩尔浓度。 解：质量分数的定义为
4.3在25 C，1 kg水（A）中溶有醋酸（B），当醋酸的质量摩尔浓度b B 介于和之间时，溶液的总体积 。求： （1）把水（A）和醋酸（B）的偏摩尔体积分别表示成b B的函数关系。 （2）时水和醋酸的偏摩尔体积。 解：根据定义 当时
4.460 C时甲醇的饱和蒸气压是84.4 kPa，乙醇的饱和蒸气压是47.0 kPa。二者可形成理想液态混合物。若混合物的组成为二者的质量分数各50 %，求60 C时此混合物的平衡蒸气组成，以摩尔分数表示。 解：质量分数与摩尔分数的关系为 求得甲醇的摩尔分数为 根据Raoult定律 4.580 C是纯苯的蒸气压为100 kPa，纯甲苯的蒸气压为38.7 kPa。两液体可形成理想液态混合物。若有苯-甲苯的气-液平衡混合物，80 C时气相中苯的摩尔分数，求液相的组成。 解：根据Raoult定律
4.6在18 C，气体压力101.352 kPa下，1 dm3的水中能溶解O 2 0.045 g， 能溶解N 2 0.02 g。现将 1 dm3被202.65 kPa空气所饱和了的水溶液加热至沸腾， 赶出所溶解的O 2和N 2 ，并干燥之，求此干燥气体在101.325 kPa，18 C下的 体积及其组成。设空气为理想气体混合物。其组成体积分数为：， 解：显然问题的关键是求出O 2和N 2 的Henry常数。 18 C，气体压力101.352 kPa下，O 2和N 2 的质量摩尔浓度分别 为 这里假定了溶有气体的水的密度为（无限稀溶液）。 根据Henry定律， 1 dm3被202.65 kPa空气所饱和了的水溶液中O 2和N 2 的质量摩 尔浓度分 别为
物理化学期末考试习题及答案
期末练习题 1. 当某溶质溶于某溶剂中形成浓度一定的溶液时,若采用不同的标准浓度, 则下列说法中正确的是： ( ) (A) 溶质的标准态化学势相同 (B) 溶质的化学势相同 (C) 溶质的活度系数相同 (D) 溶质的活度相同 2. 在298K 时，设液体A 和B 能形成理想的液态混合物，它们的蒸气形成理 想的气态混合物。 已知纯A 和纯B 的饱和蒸汽压分别为kPa p A 50=*，kPa p B 60=*， 如液相中40.0=A x ，则平衡的气相中B 的摩尔分数B y 的值为 （ ） （A ）0.25 (B) 0.40 (C) 0.50 (D) 0.64 3. 在一定温度和压力下,设纯的A(l)的化学势为*μ，其标准态化学势为θμ。 如在A 中加入另一液相B(l),形成理想的液态混合物，这时A(l)的化学势为 A μ，标准态化学势为θμA ， 则两种化学势之间的关系为 （ ） （A ）*μ=A μ，θμ=θ μA （B ）*μ＞A μ，θμ＜θμA （C ）*μ=A μ θμ＞θμA （D ）*μ＞A μ，θμ＝θμA 4. 在298K 时，已知①H 2(g)和②O 2(g)在水中的Henry 系数分别为 91,1012.7?=x k Pa, 92,1044.4?=x k Pa. 在相同的温度和压力下， 两者在水中的饱和溶解的量用摩尔分数表示分别为x 1和x 2，两者的关系为 （ ） （A ）x 1＞x 2 (B) 无法比较 (C) x 1=x 2 （D ）x 1＜x 2 5. 在恒温抽空的玻璃罩中，封入两杯液面相同的糖水（A ）和纯水（B ）。经 历若干时间后，两杯液面的高度将是： （ ） （A ）A 杯高于B 杯 （B ）A 杯等于B 杯
物理化学第五版答案
物理化学第五版答案 内容介绍本书是在第四版的基础上，遵照教育部高等学校化学与化工学科教学指导委员会2004年通过的“化学专业和应用化学专业化学教学基本内容”进行了适当的调整和增删。全书重点阐述了物理化学的基本概念和基本理论，同时考虑到不同读者的需要也适当介绍了一些与学科发展趋势有关的前沿内容。各章附有扩展阅读的参考文献和书目，拓宽了教材的深度和广度。为便于读者巩同所学到的知识，提高解题能力，同时也为了便于自学，书中编入了较多的例题，每章末分别有复习题和习题，供读者练习之用。全书采用以国际单位制(SI)单位为基础的“中华人民共和国法定计量单位”和国家标准(GB 3100～3102 93)所规定的符号。全书分上、下两册，共14章。上册内容包括：气体，热力学第一定律，热力学第二定律，多组分系统热力学，相平衡，化学平衡和统计热力学基础。下册内容包括：电解质溶液，可逆电池电动势的测定和应用，电解和极化，化学动力学基础，表面化学和胶体分散系统等。即将与本书配套出版的有：学习与解题指导书，多媒体电子教案，多媒体网络课程等，形成一套新型的立体 《物理化学》为教育部普通高等教育“十一五”国家级规划教材。1999年出版的《物理化学》第四版,内容大致与国际趋势接轨。本版则是一个精要版,是在第四版的基础上修订而成。它并不降低基本要求,而是从实际出发,进一步取其精华,提高质量,篇幅比第四版减少约三分
之一。全书仍分为5篇共18章。平衡篇包括物质的pVT关系和热性质、化学热力学、相平衡和化学平衡。速率篇包括传递现象和化学动力学。结构篇有量子力学基础、化学键和分子间力的理论,以及波谱原理。统计篇有独立子系统和相倚子系统的统计热力学,以及速率理论。... [显示全部]
物理化学上册的答案第五版上册
第一章 333气体pVT 性质 1-1物质的体膨胀系数V α及等温压缩系数T κ的定义如下： 1 1T T p V p V V T V V ???? ????-=??? ????= κα 试导出理想气体的V α、T κ及压力、温度的关系？ 解：对于理想气体，pV=nRT 111 )/(11-=?=?=??? ????=??? ????= T T V V p nR V T p nRT V T V V p p V α 1211 )/(11-=?=?=???? ????-=???? ????- =p p V V p nRT V p p nRT V p V V T T T κ 1-2 气柜内有121.6kPa 、27℃的氯乙烯（C 2H 3Cl ）气体300m 3，若以每小时90kg 的流量输往使用车间，试问贮存的气体能用多少小时？ 解：设氯乙烯为理想气体，气柜内氯乙烯的物质的量为 mol RT pV n 623.1461815 .300314.8300 106.1213=???== 每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为 13 3153.144145 .621090109032-?=?=?=h mol M v Cl H C n/v=（14618.623÷1441.153）=10.144小时 1-3 0℃、101.325kPa 的条件常称为气体的标准状况。试求甲烷在标准状况下的密度。 解：33 714.015 .273314.81016101325444 --?=???=?=?=m kg M RT p M V n CH CH CH ρ 1-4 一抽成真空的球形容器，质量为25.0000g 。充以4℃水之后，总质量为125.0000g 。若改用充以25℃、13.33kPa 的某碳氢化合物气体，则总质量为25.0163g 。试估算该气体的摩尔质量。
物理化学试题及答案
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1. B A. ΔU=Q V B. W=nRTln(p 2/p 1)(用到了pv=nRT) C. ΔU=dT C m ,V T T 21? D. ΔH=ΔU+p ΔV 2. ΔH 是体系的什么 2. C 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)+1/2O 2(g)=CO 2(g)的K p 为,则在同温度下反应为2CO 2(g)=2CO(g)+O 2(g)的K p 应为3. C A. 1/ B. 1/2 C. (1/2 D. 1/1/2 4. 固态的NH 4HS 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 A. 1，1，1，2 B. 1，1，3，0 C. 3，1，2，1 D. 3，2，2，2 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, 纯液体B 的饱和蒸汽压为 kPa, 当A 和B 的二元溶液中A 的摩尔分数为时，与溶液平衡的蒸气中A 的摩尔分数是 A. 1 B. C. D. 7. 理想气体的真空自由膨胀，哪个函数不变 A. ΔS=0 B. V=0 C. ΔG=0 D. ΔH=0 7. D ( ) 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x A =。现有一组成为x A =的AB 液体混合物，将其精馏可得到 A. 纯A 和恒沸混合物 B. 纯B 和恒沸混合物 C. 只得恒沸混合物 D. 得纯A 和纯B 8. B
物理化学第五版课后习题答案
第七章 电化学 7－1．用铂电极电解CuCl 2溶液。通过的电流为20 A ，经过15 min 后，问：（1）在阴极上能析出多少质量的Cu ？ (2) 在阳阴极上能析出多少体积的27℃, 100 kPa 下的Cl 2(g )? 解：(1) m Cu ＝ 201560635462.F ???＝5.527 g n Cu ＝201560 2F ??＝0.09328 mol (2) 2Cl n ＝2015602F ??＝0.09328 mol 2Cl V ＝00932830015 100 .R .??＝2.328 dm 3 7－2．用Pb (s )电极电解Pb (NO 3) 2溶液，已知溶液浓度为1g 水中含有Pb (NO 3) 21.66×10－2g 。通电一段时间，测得与电解池串联的银库仑计中有0.1658g 的银沉积。阳极区溶液质量为62.50g ，其中含有Pb (NO 3) 21.151g ，计算Pb 2+的迁移数。 解： M [Pb (NO 3) 2]＝331.2098 考虑Pb 2+：n 迁＝n 前－n 后＋n e ＝262501151166103312098(..)..--??－11513312098..＋01658 21078682 ..? ＝3.0748×10－3－3.4751×10－3＋7.6853×10－4 ＝3.6823×10－4 mol t ＋(Pb 2+ )＝4 4 36823107685310..--??＝0.4791 考虑3NO -： n 迁＝n 后－n 前 ＝1151 3312098 ..－262501151166103312098(..)..--??＝4.0030×10－3 mol t －(3 NO -)＝4 4 40030107658310..--??＝0.5209 7－3．用银电极电解AgNO 3溶液。通电一段时间后，阴极上有0.078 g 的Ag 析出，阳极区溶液溶液质量为23.376g ，其中含AgNO 3 0.236 g 。已知通电前溶液浓度为1kg 水中溶有7.39g 的AgNO 3。求Ag +和3NO -的迁移数。 解： 考虑Ag +： n 迁＝n 前－n 后＋n e ＝3233760236739101698731(..)..--??－023********..＋00781078682 .. ＝1.007×10－ 3－1.3893×10－ 3＋7.231×10－ 4
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物理化学习题作业答案 第一章热力学第一定律 一、问答题 1. 被划定的研究对象称为系统，不属于系统但与系统密切相关的部分称为环境。 2. 状态函数是描述平衡系统宏观性质的物理量。 3. 在环境压力恒定下，系统始、终态压力相同且等于环境压力的过程。 4. 系统中物质的所有能量的总和。 5. 第一类永动机是不可能造成的。 6. 因系统的体积变化而引起的系统与环境之间交换的功。 7. 可逆过程有三个特点：(1) 系统从始态到终态，过程是以无限接近平衡状态下进行的； (2) 在可逆过程中，系统做最大功，环境做最小功；(3) 沿与过程原来途径相反方向进 行，可使系统和环境完全恢复原来状态。 8. 可以忽略分子间的作用力和分子本身体积的气体。 9. 在标准压力和指定温度下，由最稳定的单质生成一摩尔物质的焓变，称为该物质的标准摩尔生成焓。 10.不能。该情况相当于一个绝热系统中作电功，电机发热只能使室温升高。 二、判断题（正确打√，错误打×） 1. √ 2. √ 3. √ 4. × 5. × 6. × 7. × 8. √ 9. √10. √ 三、选择题（选1个答案） 1. A 2. D 3. B 4. D 5. A 6. C 7. A 8. D 9. C 10. A 四、填空题 1. 封闭 2. 封闭系统中不做非体积功的等压过程 3. 等于 4. 等于 5. 大于
6. 在标准压力和指定温度下，一摩尔物质完全燃烧的焓变 7. 小于 8. 小于 9. 强度性质 10.小于 五、计算题 1. -8.314J 2. （1）Q=0，W=0，△U=0，△H=0 （2）Q=2430J，W=-2430J，△U=0，△H=0 （3）Q=1548J，W=-1548J，△U=0，△H=0 3.Q=40.7kJ，W=-3.10kJ，△U=37.6kJ，△H=40.7kJ 4. 6 5.7kJ 5. 260.7 kJ·mol-1 第二章热力学第二定律 一、问答题 1.第二类永动机是不可能造成的。 2.由理想气体的等温可逆膨胀→绝热可逆膨胀→等温可逆压缩→绝热可逆压缩所组成的循环过程。 3.熵是系统混乱度的量度. 4.在孤立系统中的任何过程，或封闭系统中 的绝热过程: △S＞0 表示自发过程 △S=0 表示可逆过程 △S＜0 表示不可能发生的过程 5.在封闭系统中的等温等压非体积功 为零的过程: △G＜0 表示自发过程 △G=0 表示可逆过程 △G＞0 表示不可能发生的过程 6.在封闭系统中的等温等容非体积功 为零的过程:
物理化学第五版课后习题答案
第十章 界面现象 10－1 请回答下列问题： (1) 常见的亚稳定状态有哪些？为什么产生亚稳态？如何防止亚稳态的产生？ (2) 在一个封闭的钟罩，有大小不等的两个球形液滴，问长时间放置后，会出现什么现象？ (3) 下雨时，液滴落在水面上形成一个大气泡，试说明气泡的形状和理由？ (4) 物理吸附与化学吸附最本质的区别是什么？ (5) 在一定温度、压力下，为什么物理吸附都是放热过程？ 答： (1) 常见的亚稳态有：过饱和蒸汽、过热液体、过冷液体、过饱和溶液。产生这些状态的原因就是新相难以生成，要想防止这些亚稳状态的产生，只需向体系中预先加入新相的种子。 (2) 一断时间后，大液滴会越来越大，小液滴会越来越小，最终大液滴将小液滴“吃掉”， 根据开尔文公式，对于半径大于零的小液滴而言，半径愈小，相对应的饱和蒸汽压愈大，反之亦然，所以当大液滴蒸发达到饱和时，小液滴仍未达到饱和，继续蒸发，所以液滴会愈来愈小，而蒸汽会在大液滴上凝结，最终出现“大的愈大，小的愈小”的情况。 (3) 气泡为半球形，因为雨滴在降落的过程中，可以看作是恒温恒压过程，为了达到稳定状态而存在，小气泡就会使表面吉布斯函数处于最低，而此时只有通过减小表面积达到，球形的表面积最小，所以最终呈现为球形。 (4) 最本质区别是分子之间的作用力不同。物理吸附是固体表面分子与气体分子间的作用力为德华力，而化学吸附是固体表面分子与气体分子的作用力为化学键。 (5) 由于物理吸附过程是自发进行的，所以ΔG ＜0，而ΔS ＜0，由ΔG =ΔH －T ΔS ，得 ΔH ＜0，即反应为放热反应。 10－2 在293.15K 及101.325kPa 下，把半径为1×10－3m 的汞滴分散成半径为1×10－9m 的汞滴，试求此过程系统表面吉布斯函数变(ΔG )为多少？已知293.15K 时汞的表面力为0.4865 N ·m －1。 解： 3143r π＝N ×3243r π N ＝3132 r r ΔG ＝2 1 A A dA γ? ＝γ(A 2－A 1)＝4πγ·( N 22 r －21 r )＝4πγ·(3 12 r r －21r )
天津大学第五版-刘俊吉-物理化学课后习题答案(全)
第一章 气体的pVT 关系 1-1物质的体膨胀系数V α与等温压缩系数T κ的定义如下： 1 1T T p V p V V T V V ???? ????-=??? ????= κα 试导出理想气体的V α、T κ与压力、温度的关系？ 解：对于理想气体，pV=nRT 111 )/(11-=?=?=??? ????=??? ????= T T V V p nR V T p nRT V T V V p p V α 1211 )/(11-=?=?=???? ????-=???? ????- =p p V V p nRT V p p nRT V p V V T T T κ 1-2 气柜内有121.6kPa 、27℃的氯乙烯（C 2H 3Cl ）气体300m 3，若以每小时90kg 的流量输往使用车间，试问贮存的气体能用多少小时？ 解：设氯乙烯为理想气体，气柜内氯乙烯的物质的量为 mol RT pV n 623.1461815 .300314.8300 106.1213=???== 每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为 13 3153.144145 .621090109032-?=?=?=h mol M v Cl H C n/v=（14618.623÷1441.153）=10.144小时 1-3 0℃、101.325kPa 的条件常称为气体的标准状况。试求甲烷在标准状况下的密度。 解：33 714.015 .273314.81016101325444 --?=???=?=?=m kg M RT p M V n CH CH CH ρ 1-4 一抽成真空的球形容器，质量为25.0000g 。充以4℃水之后，
《物理化学》学习辅导习题及答案
期末复习《物理化学》学习辅导材料之一 热力学 一、判断题： 1、在定温定压下，CO2由饱和液体转变为饱和蒸气，因温度不变，CO2的热力学能和焓也 不变。 ( ) 2、25℃时H2(g)的标准摩尔燃烧焓等于25℃时H2O(g)的标准摩尔生成焓。（） 3、稳定态单质的Δf H mΘ(800K)=0 。 ( ) 4、d U=nC v,m d T公式对一定量的理想气体的任何pVT过程都适用。( ) 5、系统处于热力学平衡态时，其所有的宏观性质都不随时间而变。 （） 6、若系统的所有宏观性质均不随时间而变，则该系统一定处于平衡态。（） } 7、隔离系统的热力学能是守恒的。 （） 8、隔离系统的熵是守恒的。 （） 9、一定量理想气体的熵只是温度的函数。（） 10、绝热过程都是定熵过程。（） 11、一个系统从始态到终态，只有进行可逆过程才有熵变。（） 12、系统从同一始态出发，经绝热不可逆过程到达的终态，若经绝热可逆过程，则一定达 不到此终态。 （） 13、热力学第二定律的克劳修斯说法是：热从低温物体传到高温物体是不可能的。（） 14、系统经历一个不可逆循环过程，其熵变> 0。 （） 15、系统由状态1经定温、定压过程变化到状态2，非体积功W’<0，且有W’>G和G <0， 则此状态变化一定能发生。 （） 16、绝热不可逆膨胀过程中S >0，则其相反的过程即绝热不可逆压缩过程中S <0。（） ！ 17、临界温度是气体加压液化所允许的最高温度。( ) 18、可逆的化学反应就是可逆过程。( ) 19、Q和W不是体系的性质，与过程有关，所以Q + W也由过程决定。( ) 20、焓的定义式H = U + pV是在定压条件下推导出来的，所以只有定压过程才有焓变。( ) 21、焓的增加量H等于该过程中体系从环境吸收的热量。( ) 22、一个绝热过程Q = 0，但体系的T不一定为零。( ) 23、对于一定量的理想气体，温度一定，热力学能和焓也随之确定。( )