化学讲义第十一章 第34讲
第34讲烃的含氧衍生物
考纲要求 1.掌握醇、酚、醛、羧酸、酯的结构与性质，以及它们之间的相互转化。2.了解烃的衍生物合成方法。3.了解有机分子中官能团之间的相互影响。4.根据信息能设计有机化合物的合成路线。
1．醇、酚的概念
(1)醇是羟基与烃基或苯环侧链上的碳原子相连的化合物，饱和一元醇的分子通式为C n H2n＋
OH(n≥1)。
1
(2)酚是羟基与苯环直接相连而形成的化合物，最简单的酚为苯酚()。
(3)醇的分类
(4)几种常见的醇
名称甲醇乙二醇丙三醇
俗称木精、木醇甘油
结构简式CH3OH
状态液体液体液体
溶解性易溶于水和乙醇
2.醇类、苯酚的物理性质
(1)醇类物理性质的变化规律
物理性质递变规律
密度一元脂肪醇的密度一般小于1g·cm－3
沸点
①直链饱和一元醇的沸点随着分子中碳原子数的递增而升高
②醇分子间存在氢键，所以相对分子质量相近的醇和烷烃相比，醇的沸点
远高于烷烃
水溶性
低级脂肪醇易溶于水，饱和一元醇的溶解度随着分子中碳原子数的递增而
逐渐减小
(2)苯酚的物理性质
3．醇和酚的官能团及化学性质
官能团主要化学性质
醇—OH
①跟活泼金属Na等反应产生H2；②消去反应，分子内脱水生成烯
烃；③催化氧化；④与羧酸及无机含氧酸发生酯化反应酚—OH
①弱酸性；②遇浓溴水生成白色沉淀(定性检验，定量测定)；③遇
FeCl3溶液呈紫色(定性检验)
理解应用
由断键方式理解醇的化学性质
如果将醇分子中的化学键进行标号如图所示，那么醇发生化学反应时化学键的断裂情况如下所示：
以1-丙醇为例，完成下列条件下的化学方程式，并指明断键部位。
(1)与Na反应
________________________________，______________。
(2)催化氧化
________________________________，______________。
(3)与HBr的取代
________________________________，______________。
(4)浓硫酸，加热分子内脱水
________________________________，______________。 (5)与乙酸的酯化反应
________________________________，______________。 答案
(1)2CH 3CH 2CH 2OH ＋2Na ―→2CH 3CH 2CH 2ONa ＋H 2↑ ① (2)2CH 3CH 2CH 2OH ＋O 2――→Cu
△2CH 3CH 2CHO ＋2H 2O ①③ (3)CH 3CH 2CH 2OH ＋HBr ――→△CH 3CH 2CH 2Br ＋H 2O ② (4)CH 3CH 2CH 2OH ――→浓硫酸
△CH 3CH==CH 2↑＋H 2O ②⑤ (5)CH 3CH 2CH 2OH ＋CH 3COOH
浓硫酸△
CH 3COOCH 2CH 2CH 3＋H 2O ① 4．醇的消去反应和催化氧化反应规律 (1)醇的消去反应规律
醇分子中，连有羟基(—OH)的碳原子必须有相邻的碳原子，并且此相邻的碳原子上必须连有氢原子时，才可发生消去反应，生成不饱和键。表示为
(2)醇的催化氧化反应规律
醇的催化氧化的反应情况与跟羟基(—OH)相连的碳原子上的氢原子的个数有关。
应用举例
下列四种有机物的分子式均为C 4H 10O 。
①CH 3CH 2CH 2CH 2OH ②
③ ④
分析其结构特点，用序号解答下列问题： (1)其中能与钠反应产生H 2的有________。
(2)能被氧化成含相同碳原子数的醛的是__________。 (3)能被氧化成酮的是__________。
(4)能发生消去反应且生成两种产物的是__________。 答案 (1)①②③④ (2)①③ (3)② (4)②
解析 (1)所有的醇都能与活泼金属钠反应产生H 2。(2)能被氧化成醛的醇分子中必含有基团“—CH 2OH ”，①和③符合题意。(3)能被氧化成酮的醇分子中必含有基团“
”，
②符合题意。(4)若与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上的氢原子类型不同，则发生消去反应时，可以得到两种产物，②符合题意。 5．由基团之间的相互影响理解酚的化学性质
由于苯环对羟基的影响，酚羟基比醇羟基活泼；由于羟基对苯环的影响，苯酚中苯环上的氢比苯中的氢活泼。
(1)羟基氢原子活泼性——弱酸性 苯酚电离方程式为C 6H 5OH C 6H 5O －＋H ＋
，俗称石炭酸，但酸性很弱，不能使石蕊溶液变
红。
苯酚的浑浊液――――――→加入NaOH 溶液
现象为液体变澄清――――――→再通入CO 2气体
现象为溶液又变浑浊。 该过程中发生反应的化学方程式分别为
＋NaH -CO 3。
(2)苯环上邻对位氢原子的活泼性——取代反应 苯酚滴入过量浓溴水中产生现象为：产生白色沉淀。 化学方程式：
。
(3)苯酚与甲醛在催化剂作用下，可发生缩聚反应，化学方程式是：＋n HCHO ――→
催化剂
＋(n －1)H 2O 。
(1)CH3OH和都属于醇类，且二者互为同系物(×)
(2)CH3CH2OH在水中的溶解度大于在水中的溶解度(√)
(3)CH3OH、CH3CH2OH、的沸点逐渐升高(√)
(4)所有的醇都能发生氧化反应和消去反应(×)
(5)苯酚的水溶液呈酸性，说明酚羟基的活泼性大于水中羟基的活泼性(√)
(6)除去苯中的苯酚，加入浓溴水再过滤(×)
(7)分子式为C7H8O的芳香类有机物有五种同分异构体(√)
(8)和含有的官能团相同，二者的化学性质相似(×)
(9)鉴别苯酚溶液与乙醇溶液可滴加FeCl3溶液(√)
题组一醇、酚的结构与性质
1．膳食纤维具有突出的保健功能，是人体的“第七营养素”。木质素是一种非糖类膳食纤维，其单体之一是芥子醇，结构简式如图所示。下列有关芥子醇的说法正确的是()
A．芥子醇的分子式是C11H14O4，属于芳香烃
B．1mol芥子醇与足量浓溴水反应，最多消耗3molBr2
C．芥子醇不能与FeCl3溶液发生显色反应
D．芥子醇能发生的反应类型有氧化反应、取代反应、加成反应
答案 D
解析芥子醇结构中含有氧元素，故不是烃，A项错误；酚羟基苯环上邻、对位没有可被取代的氢原子，只有碳碳双键与溴发生加成反应，B项错误；芥子醇中含有酚羟基，能与FeCl3溶液发生显色反应，C项错误；碳碳双键、醇羟基能发生氧化反应，醇羟基能发生取代反应，苯环、碳碳双键能发生加成反应，D项正确。
2．(2019·南京调研)下列醇类物质中既能发生消去反应，又能发生催化氧化反应生成醛类的物质是()
A．
B．
C．
D．
答案 C
解析发生消去反应的条件：与—OH相连的碳原子的相邻碳原子上有H原子，上述醇中，B 项不符合。与羟基(—OH)相连的碳原子上有H原子的醇可被氧化，但只有含有两个氢原子的醇(即含有—CH2OH)才能转化为醛。
3．A和B两种物质的分子式都是C7H8O，它们都能跟金属钠反应放出氢气。A不溶于NaOH 溶液，而B能溶于NaOH溶液。B能使适量溴水褪色，并产生白色沉淀，而A不能。B苯环上的一溴代物有两种结构。
(1)写出A和B的结构简式：A______________________________________________，
B_______________________________________________________________________。
(2)写出B与NaOH溶液发生反应的化学方程式：_____________________________
________________________________________________________________________。
(3)A与金属钠反应的化学方程式为__________________________________________
________________________________________________________________________。
与足量金属钠反应生成等量H2，分别需A、B、H2O三种物质的物质的量之比为________。答案(1)
(2)＋NaOH―→
＋H2O
(3)＋2Na―→＋H2↑1∶1∶1
解析(1)依据分子式C7H8O知A和B均为不饱和化合物。由于A、B均能与Na反应放出H2，且分子结构中只有一个氧原子，故A、B中均含有—OH，为醇和酚类。A不溶于NaOH
溶液，说明A 为醇，又不能使溴水褪色，故A 为。B 溶于NaOH 溶液，且
与适量溴水反应生成白色沉淀，故B 为酚，结合其苯环上一溴代物有两种，则B 为
。
(3)
、、H 2O 与金属钠反应生成H 2的物质的量关系分别为
、
、2H 2O ～H 2，所以生成等量H 2时分别
需三种物质的物质的量之比为1∶1∶1。 题组二 醇、酚与其他有机物的转化关系
4．有机物丙(分子式为C 13H 18O 2)是一种香料，分子中含有两个—CH 3，其合成路线如图所示。A 的相对分子质量通过质谱法测得为56，核磁共振氢谱显示只有两组峰，乙是
(苏合香醇)的同系物。
已知：R —CH==CH 2―――――→①B 2H 6
②H 2
O 2
/OH
－
R —CH 2CH 2OH (1)A 的结构简式________________，B 的化学名称为______________。
(2)甲中官能团的名称是________；甲与乙反应生成丙的反应类型为______________。 (3)B 与O 2反应生成C 的化学方程式为_________________________________________。 (4)在催化剂存在下1molD 与2molH 2可以反应生成乙，且D 能发生银镜反应，则D 的结构简式为________________________________________________________________________。 (5)写出符合下列条件的乙的同分异构体结构简式____________________________________。 ①苯环上有两个取代基，且苯环上的一氯取代物只有两种 ②遇氯化铁溶液显紫色 答案 (1)CH 2==C(CH 3)2 2-甲基-1-丙醇 (2)羧基 酯化(或取代)反应
(3)
＋O 2――→Cu
△
＋2H 2O
(4)
(5)
解析A的相对分子质量通过质谱法测得为56，核磁共振氢谱显示只有两组峰，则分子式为C4H8，结合题给信息可知应为CH2==C(CH3)2，A发生已知信息的反应生成B，B连续氧化得到甲，结合转化关系可知，B为2-甲基-1-丙醇，结构简式为(CH3)2CHCH2OH，C为2-甲基丙醛，结构简式为：(CH3)2CHCHO，甲为(CH3)2CHCOOH，甲与乙反应酯化生成丙(C13H18O2)，则乙为C9H12O，丙中有两个甲基，则乙中不含甲基，乙为苏合香醇的同系物，则乙的结构简
式为，由1molD与2mol氢气反应生成乙，所以D为C9H8O，可以发生银镜反应，含有—CHO，故D为。
1．醛、羧酸、酯的概述
(1)概念比较
物质通式概念
醛RCHO饱和一元醛：C n H2n O(n≥1) 由烃基或氢原子与醛基相连而构成的化合物
羧酸RCOOH饱和一元羧酸：C n H2n O2(n≥1) 由烃基或氢原子与羧基相连构成的有机化合物
酯RCOOR′饱和一元酯：C n H2n O2(n≥2) 羧酸分子羧基中—OH被—OR′取代后的产物
(2)甲醛、乙醛的物理性质
物质颜色气味状态密度水溶性
甲醛无色刺激性气味气体易溶于水
乙醛无色刺激性气味液体比水小与水互溶
(3)几种重要的羧酸
物质及名称结构类别性质特点或用途
甲酸(蚁酸) 饱和一元脂肪酸酸性，还原性(醛基) 乙二酸(草酸) 二元羧酸酸性，还原性(＋3价碳) 苯甲酸(安息香酸) 芳香酸防腐剂高级脂肪酸
RCOOH(R为碳原子
数较多的烃基)
错误!
饱和高级脂肪酸，常温呈固态；
油酸：C17H33COOH不饱和高级脂肪酸，常温
呈液态
(4)酯的物理性质
2．醛、羧酸、酯的官能团及特征性质
官能团主要化学性质
醛
①与H2加成生成醇；②被氧化剂(如O2、银氨溶液、新
制氢氧化铜等)氧化为羧酸
羧酸①酸的通性；②酯化反应
酯发生水解反应，生成羧酸(盐)和醇
理解应用
1．醛类物质既有氧化性又有还原性，其氧化、还原关系为
醇氧化
还原
醛――→
氧化
羧酸
以乙醛为例写出醛类的主要化学方程式：
(1)氧化反应
①银镜反应
________________________________________________________________________。
②与新制Cu(OH)2悬浊液的反应
________________________________________________________________________。 (2)还原反应(催化加氢)
________________________________________________________________________。 答案 (1)①CH 3CHO ＋2Ag(NH 3)2OH ――→△
CH 3COONH 4＋2Ag ↓＋3NH 3＋H 2O
②CH 3CHO ＋2Cu(OH)2＋NaOH ――→△
CH 3COONa ＋Cu 2O ↓＋3H 2O (2)CH 3CHO ＋H 2――→催化剂
△CH 3CH 2OH 2．肉桂醛的结构简式为：
。
(1)向肉桂醛中滴加酸性高锰酸钾溶液，高锰酸钾溶液褪色，能否说明肉桂醛中含有碳碳双键？为什么？
(2)设计实验证明肉桂醛中含有碳碳双键。
答案 (1)不能，肉桂醛中含有碳碳双键、醛基，均可以使酸性高锰酸钾溶液褪色。 (2)取少量肉桂醛，加入足量新制Cu(OH)2悬浊液，加热充分反应；取实验后试管中的清液少许，向其中加入稀硫酸酸化，再加入KMnO 4溶液(或溴水)，KMnO 4溶液(或溴水)褪色，说明肉桂醛中含碳碳双键(或向盛有少量溴的CCl 4溶液的试管中滴加肉桂醛，边滴边振荡，若溶液变为无色，则可证明肉桂醛分子结构中有碳碳双键)。
(1)醛与新制的Cu(OH)2悬浊液反应时碱必须过量且应加热煮沸。
(2)醛基官能团能被弱氧化剂氧化而碳碳双键不能被弱氧化剂氧化，只能被强氧化剂氧化，所以可以用银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液检验醛基。而在—CHO 与C==C 都存在时，要检验C==C 的存在，必须先用弱氧化剂将—CHO 氧化后，再用强氧化剂检验C==C 的存在。 拓展延伸
1．甲醛分子中可看作有两个醛基，按要求解答下列问题：
(1)写出碱性条件下，甲醛与足量银氨溶液反应的离子方程式：___________________ ________________________________________________________________________。 (2)计算含有0.30g 甲醛的水溶液与过量银氨溶液充分反应，生成的银质量为__________ ______________________________________________________________。 答案 (1)HCHO ＋4Ag(NH 3)＋
2＋4OH －
――→加热
CO 2－3＋2NH ＋
4＋4Ag ↓＋6NH 3＋2H 2O (2)4.32g
解析 (2)甲醛分子中相当于含有两个醛基，1mol 甲醛可生成4mol 银，n (HCHO)＝0.3g 30g·mol －
1
＝0.01mol，m(Ag)＝0.04mol×108g·mol－1＝4.32g。
2．酯化反应的五大类型，补充完整有关化学方程式：
(1)一元羧酸与一元醇之间的酯化反应，如
CH3COOC2H5＋H2O
CH3COOH＋HOC2H5浓硫酸
△
(2)一元羧酸与多元醇之间的酯化反应，如
＋2H2O
2CH3COOH＋浓硫酸
△
(3)多元羧酸与一元醇之间的酯化反应，如
＋2H2O
＋2CH3CH2OH浓硫酸
△
(4)多元羧酸与多元醇之间的酯化反应：此时反应有三种情形，可得普通酯、环酯和高聚酯。如
＋浓硫酸
△
HOOC—COOCH2CH2OH＋H2O
(普通酯)
＋2H2O
＋浓硫酸
△
(环酯)
一定条件
n HOOC—COOH＋n HOCH2CH2OH――――→
＋(2n－1)H2O
(高聚酯)
(5)既含羟基又含羧基的有机物自身的酯化反应：此时反应有三种情形，可得到普通酯、环酯和高聚酯。如
浓硫酸
＋H2O
△
(普通酯)
浓硫酸
＋2H2O
△
(环酯)
――――→
一定条件
＋(n －1)H 2O
(高聚酯)
(1)凡是能发生银镜反应的有机物都是醛(×)
(2)醛类既能被氧化为羧酸，又能被还原为醇(√)
(3)醛类物质发生银镜反应或与新制Cu(OH)2的反应均需在碱性条件下(√) (4)欲检验CH 2==CHCHO 分子中的官能团，应先检验“—CHO ”后检验“
”(√)
(5)1molHCHO 与足量银氨溶液在水浴加热条件下充分反应，最多生成2molAg(×)
(6)在酸性条件下，的水解产物是CH 3CO 18OH 和C 2H 5OH(×)
(7)羧基和酯基中的
均能与H 2加成(×)
(8)C 4H 8O 2同分异构体的类型有羧酸、酯、羟基醛等(√)
1．香茅醛(
)可作为合成青蒿素的中间体，下列关于香茅醛的叙述正确的是( )
A ．分子式为C 10H 20O
B ．不能发生银镜反应
C ．可使酸性KMnO 4溶液褪色
D ．分子中有7种不同化学环境的氢原子 答案 C
解析 香茅醛的化学式为C 10H 18O ，含有醛基，故能发生银镜反应，分子中有8种氢原子。 2．对羟基扁桃酸是合成农药、香料等的重要中间体，它可由苯酚和乙醛酸在一定条件下反应制得。
(乙醛酸) (对羟基扁桃酸)
下列有关说法不正确的是( ) A ．上述三种物质都能与金属钠反应
B ．1mol 乙醛酸与足量碳酸氢钠溶液反应能生成1mol 气体
C ．对羟基扁桃酸可发生加成反应、取代反应和缩聚反应
D．1mol对羟基扁桃酸与足量NaOH溶液反应，最多可消耗3molNaOH
答案 D
解析上述三种物质中分别有酚羟基、羧基、羟基和羧基，都能与钠反应，A项正确；1mol 乙醛酸中含有1mol羧基，与碳酸氢钠溶液反应能生成1mol二氧化碳，B项正确；对羟基扁桃酸含有苯环，能发生加成反应，含有羟基和羧基，能发生取代反应、缩聚反应，C项正确；对羟基扁桃酸中的酚羟基、羧基能与NaOH溶液反应，1mol该物质最多可消耗2molNaOH，D项错误。
3．一种新药物结构如图所示，下列有关该化合物的说法正确的是()
A．分子式为C17H17N2O6
B．能发生水解反应、聚合反应、取代反应
C．能与氢气发生加成反应，但不能与溴的四氯化碳溶液反应
D．分子中含有三种不同的官能团
答案 B
解析从分子结构可知其分子式为C17H18N2O6，A项错误；该有机物中含有酯基，能够发生水解、取代反应，含有碳碳双键，能够发生加聚反应，B项正确；含有碳碳双键，既能与氢气发生加成反应，又能与溴发生加成反应，C项错误；分子中含有酯基、硝基、碳碳双键、亚氨基四种官能团，D项错误。
4．现有四种有机化合物：
甲：
乙：
丙：
丁：
试回答：
(1)甲、乙、丁都含有的官能团的名称是________，四种物质中互为同分异构体的是________(填编号，下同)。
(2)1mol甲、乙、丁分别与足量Na反应，生成H2最多的是________。
(3)丁与醋酸在催化剂作用下发生取代反应生成的酯有________种。
(4)①写出甲与乙醇发生酯化反应的化学方程式：______________________________ ________________________________________________________________________。 ②写出乙与新制氢氧化铜悬浊液反应的化学方程式：__________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)羟基 乙、丙 (2)甲 (3)3
(4)①＋CH 3CH 2OH 浓H 2SO 4
△
＋H 2O
②＋2Cu(OH)2＋NaOH ――→△
＋Cu 2O ↓＋3H 2O
5．(2020·贵阳适应性考试)有机物G(分子式为C 16H 22O 4)是常用的皮革、化工、油漆等合成材料中的软化剂，它的一种合成路线如下图所示：
已知：①A 是一种常见的烃的含氧衍生物，A 的质谱图中最大质荷比为46，其核磁共振氢谱图中有三组峰，且峰面积之比为1∶2∶3；
②E 是苯的同系物，相对分子质量在100～110之间，且E 苯环上的一氯代物只有2种； ③1molF 与足量的饱和NaHCO 3溶液反应可产生气体44.8L(标准状况下)；
④R 1CHO ＋R 2CH 2CHO ――→NaOH
△＋H 2O(R 1、R 2表示氢原子或烃基)。
请根据以上信息回答下列问题：
(1)A 的名称为________，请写出A 的一种同分异构体的结构简式________________________。 (2)A 转化为B 的化学方程式为___________________________________________________。 (3)C 中所含官能团的名称为______________________________________________________。 (4)E 的结构简式为______________________________________________________________。 (5)D 和F 反应生成G 的化学方程式为______________________________________________ _______________________________________________________________________________。 (6)F 有多种同分异构体，写出同时满足下列条件的F 的同分异构体的结构简式______________ __________________________________(填写两种即可)。
①能和NaHCO 3溶液反应； ②能发生银镜反应； ③遇FeCl 3溶液显紫色。
(7)参照上述流程信息和已知信息，设计以乙醇和丙醇为原料(无机试剂任选)制备
的合成路线。
合成路线流程图示例如下：CH 3CH 2OH ――――→CH 3COOH
浓硫酸/△CH 3CH 2OOCCH 3 答案 (1)乙醇 CH 3OCH 3
(2)2CH 3CH 2OH ＋O 2――→Cu
△
2CH 3CHO ＋2H 2O (3)碳碳双键、醛基 (4)
(5)＋2CH 3CH 2CH 2CH 2OH
浓H 2SO 4
△
＋2H 2O
(6)、(其他合理答案均可)
(7)
解析 A 是一种常见的烃的含氧衍生物，A 的质谱图中最大质荷比为46，其核磁共振氢谱图中有三组峰，且峰面积之比为1∶2∶3，A 为CH 3CH 2OH ；乙醇催化氧化生成乙醛，根据信息④乙醛在氢氧化钠、加热条件下生成C ，C 为CH 3CH==CHCHO ，C 与氢气加成生成D ，D 为CH 3CH 2CH 2CH 2OH ；E 是苯的同系物，相对分子质量在100～110之间，氧化生成F,1 mol F 与足量的饱和NaHCO 3溶液反应可产生2 mol 二氧化碳，则F 中含有2个羧基，因此E 为二
甲苯，E 苯环上的一氯代物只有2种，E 为，则F 为。
1．(2019·浙江4月选考，16)下列表述正确的是()
A．苯和氯气生成C6H6Cl6的反应是取代反应
B．乙烯与溴水发生加成反应的产物是CH2CH2Br2
C．等物质的量的甲烷与氯气反应的产物是CH3Cl
D．硫酸作催化剂，CH3CO18OCH2CH3水解所得乙醇分子中有18O
答案 D
解析苯和氯气生成C6H6Cl6的反应是加成反应，A错误；乙烯与溴水发生加成反应的产物应为CH2BrCH2Br，B错误；甲烷与氯气反应生成的是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的混合物，C错误；CH3CO18OCH2CH3水解生成CH3COOH和CH3CH218OH，D正确。
2．(2018·江苏，11改编)化合物Y能用于高性能光学树脂的合成，可由化合物X与2-甲基丙烯酰氯在一定条件下反应制得：
下列有关化合物X、Y的说法正确的是()
A．X分子中所有原子一定在同一平面上
B．Y与Br2的加成产物分子中不含有手性碳原子
C．X、Y均不能使酸性KMnO4溶液褪色
D．X→Y的反应为取代反应
答案 D
解析B错：Y分子含有碳碳双键，与Br2加成后，连接甲基的碳原子连有4个不同基团，该碳原子为手性碳原子；D对：X分子中酚羟基上的氢原子被CH2==C(CH3)CO—取代生成Y，Y中的酯基是取代反应的结果；A错：X分子中含有苯环，与苯环直接相连的原子处于苯环所在的平面内，3个Br原子和—OH中的O原子在苯环所在平面内，C—O—H键呈V形且单键可以任意旋转，故X分子中—OH上的氢原子不一定在苯环所在平面内；C错：X分子中含有酚羟基，Y分子中含有碳碳双键，都能被酸性高锰酸钾溶液氧化，MnO－4被还原为Mn2＋而褪色。
3．(2019·浙江4月选考，26)以煤、天然气和生物质为原料制取有机化合物日益受到重视。E 是两种含有碳碳双键的酯的混合物。相关物质的转化关系如下(含有相同官能团的有机物通常具有相似的化学性质)：
请回答：
(1)A→B的反应类型______________，C中含氧官能团的名称________。
(2)C与D反应得到E的化学方程式：_______________________________________
________________________________________________________________________。
(3)检验B中官能团的实验方法____________。
答案(1)氧化反应羧基
(2)＋CH2==CHCOOH浓H2SO4
＋H2O、
△
==CH2＋H2O
＋CH2==CHCOOH浓H2SO4
△
(3)加过量银氨溶液，加热，出现银镜，说明有醛基；用盐酸酸化，过滤，滤液中加入溴水，若溴水褪色，说明有碳碳双键
解析(1)根据分子组成的变化，即去氢加氧，A到B的反应类型为氧化反应，C中的含氧官能团为羧基。
(2)由上分析混合物E的结构简式，可知C和D的酯化反应得到两种有机产物，因而化学方程式分别为
＋H2O、
＋CH2==CHCOOH浓H2SO4
△
＋H2O。
＋CH2==CHCOOH浓H2SO4
△
(3)B中含有碳碳双键和醛基，两者都易被氧化，其中醛基能被弱氧化剂氧化，因而需要先检验醛基，可采用银氨溶液检验，注意这里需要加过量的银氨溶液以便将醛基全部氧化，然后用盐酸酸化，原因在于银氨溶液呈碱性，能和溴水反应，然后将过滤后的滤液加入溴水，观察现象。
4．(2019·全国卷Ⅰ，36)化合物G是一种药物合成中间体，其合成路线如下：
回答下列问题：
(1)A中的官能团名称是________。
(2)碳原子上连有4个不同的原子或基团时，该碳称为手性碳。写出B的结构简式，用星号(*)标出B中的手性碳________。
(3)写出具有六元环结构、并能发生银镜反应的B的同分异构体的结构简式________。(不考虑立体异构，只需写出3个)
(4)反应④所需的试剂和条件是_____________________________________________________。
(5)⑤的反应类型是________。
(6)写出F到G的反应方程式_______________________________________________
________________________________________________________________________。
(7)设计由甲苯和乙酰乙酸乙酯(CH3COCH2COOC2H5)制备的合成路线(无机试剂任选)。
答案(1)羟基(2)
(3)(任意写出其中3个即可)
(4)C2H5OH/浓H2SO4、加热(5)取代反应
(6)――――→OH －
，△
＋C 2H 5OH ，――→
H
＋
(7)C 6H 5CH 3
――→Br 2
光照
C 6H 5CH 2Br ，
CH 3COCH 2COOC 2H 5
―――――――――→1)C 2H 5ONa/C 2H 5OH
2)C 6
H 5
CH 2
Br
――――→1)OH －
，△
2)H
＋
解析 (1)A 中的官能团为羟基。(2)根据手性碳原子的定义，B 中—CH 2—上没有手性碳，
上没有手性碳，故B 分子中只有2个手性碳原子。(3)B 的同分异构体能发生银镜反应，
说明含有醛基，所以可以看成环己烷分子中2个氢原子分别被甲基、醛基取代，或一个氢原子被—CH 2CHO 取代。(4)反应④所需的试剂和条件是乙醇/浓硫酸、加热。(5)反应⑤中，CH 3CH 2CH 2Br 与E 发生取代反应。(6)F 在碱溶液中水解生成羧酸盐，再酸化得到G 。
1．已知酸性：
＞H 2CO 3＞
，综合考虑反应物的转化率和原料成本
等因素，将完全转化为的最佳方法是( )
A ．与稀H 2SO 4共热后，加入足量的NaOH 溶液
B ．与足量的NaOH 溶液共热后，再通入足量CO 2
C ．与稀H 2SO 4共热后，加入足量的NaHCO 3溶液
D ．与足量的NaOH 溶液共热后，再加入适量的H 2SO 4溶液 答案 B
解析 最佳方法是：先在NaOH 溶液中水解生成，由于酸性：
＞H 2CO 3＞
，再通入二氧化碳气体即可生成，故
选B 项。
2．汉黄芩素是传统中草药黄芩的有效成分之一，对肿瘤细胞的杀伤有独特作用。下列有关汉黄芩素的叙述正确的是( )
A．汉黄芩素的分子式为C16H13O5
B．该物质遇FeCl3溶液显紫色
C．1mol该物质与溴水反应，最多消耗1molBr2
D．与足量H2发生加成反应后，该分子中官能团的种类减少1种
答案 B
解析A项，汉黄芩素的分子式为C16H12O5，错误；B项，汉黄芩素含有酚羟基，遇FeCl3溶液显紫色，正确；C项，1mol汉黄芩素与溴水发生取代反应和加成反应，最多消耗2molBr2，错误；D项，汉黄芩素中的苯环、羰基和碳碳双键均可与H2发生加成反应，所以与足量H2发生加成反应后，该分子中官能团的种类减少2种，错误。
3．脱落酸是一种抑制生长的植物激素，因能促使叶子脱落而得名，其结构简式如图所示，下列有关脱落酸的说法中正确的是()
A．脱落酸的分子式为C15H18O4
B．脱落酸只能和醇类发生酯化反应
C．1mol脱落酸最多可以和2mol金属钠发生反应
D．1mol脱落酸最多可以和2mol氢气发生加成反应
答案 C
解析根据有机物的结构简式可知，脱落酸的分子式为C15H20O4，A项错误；脱落酸分子中含有羧基、羟基，故既能与羧酸发生酯化反应，也能与醇发生酯化反应，B项错误；能与金属钠反应的官能团是羟基和羧基，1 mol脱落酸中含有1 mol羟基和1 mol羧基，因此1 mol 脱落酸最多可以和2 mol金属钠发生反应，C项正确；1 mol脱落酸中含有3 mol碳碳双键和1 mol羰基，即1 mol脱落酸最多可以和4 mol H2发生加成反应，D项错误。
4．某化妆品的组分Z具有美白功效，原从杨树中提取，现可用如下反应制备：
X YZ
下列叙述错误的是()
A．X、Y和Z均能使溴水褪色
B．X和Z均能与NaHCO3溶液反应放出CO2
天津大学《物理化学》第五版-习题及解答
天津大学《物理化学》第五版习题及解答 目录 第一章气体的pVT性质 (2) 第二章热力学第一定律 (6) 第三章热力学第二定律 (24) 第四章多组分系统热力学 (51) 第五章化学平衡 (66) 第六章相平衡 (76) 第七章电化学 (85) 第八章量子力学基础 (107) 第九章统计热力学初步 (111) 第十一章化学动力学 (118)
第一章气体的pVT性质
1.1 物质的体膨胀系数与等温压缩率的定义如下 试推出理想气体的，与压力、温度的关系。 解：根据理想气体方程 1.5 两个容积均为V的玻璃球泡之间用细管连结，泡内密封着标准状态下的空气。若将其中的一个球加热到100 °C，另一个球则维持0 °C，忽略连接细管中气体体积，试求该容器内空气的压力。 解：由题给条件知，（1）系统物质总量恒定；（2）两球中压力维持相同。 标准状态： 因此， 1.9 如图所示，一带隔板的容器内，两侧分别有同温同压的氢气与氮气，二者均可视为理想气体。
（1）保持容器内温度恒定时抽去隔板，且隔板本身的体积可忽略不计，试求两种气体混合后的压力。 （2）隔板抽取前后，H2及N2的摩尔体积是否相同？ （3）隔板抽取后，混合气体中H2及N2的分压立之比以及它们的分体积各为若干？解：（1）等温混合后 即在上述条件下混合，系统的压力认为。 （2）混合气体中某组分的摩尔体积怎样定义？ （3）根据分体积的定义 对于分压 1.11 室温下一高压釜内有常压的空气，为进行实验时确保安全，采用同样温度的纯氮进行置换，步骤如下：向釜内通氮气直到4倍于空气的压力，尔后将釜内混合气体排出直至恢复常压。重复三次。求釜内最后排气至恢复常压时其中气体含氧的摩尔分数。 解：分析：每次通氮气后至排气恢复至常压p，混合气体的摩尔分数不变。 设第一次充氮气前，系统中氧的摩尔分数为，充氮气后，系统中氧的摩尔分数为 ，则，。重复上面的过程，第n次充氮气后，系统的摩尔分数为 ， 因此 。 1.13 今有0 °C，40.530 kPa的N2气体，分别用理想气体状态方程及van der Waals方程计算其摩尔体积。实验值为。
大学物理化学试题及答案
物理化学 试卷一 一、选择题( 共15题30分) 1. 下列诸过程可应用公式dU = (Cp- nR)dT进行计算的是：( C ) (A) 实际气体等压可逆冷却 (B) 恒容搅拌某液体以升高温度 (C) 理想气体绝热可逆膨胀 (D) 量热弹中的燃烧过程 2. 理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程：( B ) (A) 可以从同一始态出发达到同一终态因为绝热可逆ΔS = 0 (B) 从同一始态出发，不可能达到同一终态绝热不可逆S > 0 (C) 不能断定(A)、(B) 中哪一种正确所以状态函数S 不同 (D) 可以达到同一终态，视绝热膨胀还是绝热压缩而定故终态不能相同 3. 理想气体等温过程的ΔF。( C ) (A)>ΔG (B) <ΔG (C) =ΔG (D) 不能确定 4. 下列函数中为强度性质的是：( C ) (A) S (B) (G/p)T (C) (U/V)T 容量性质除以容量性质为强度性质(D) CV
5. 273 K，10p下，液态水和固态水（即冰）的化学势分别为μ(l) 和μ(s)，两者的关系为：( C ) (A) μ(l) >μ(s) (B) μ(l)= μ(s) (C) μ(l) < μ(s) (D) 不能确定 6. 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(μ(纯水)>μ(糖水中水) ,水从(B) 杯向(A) 杯转移) ( A ) (A) A 杯高于B 杯(B) A 杯等于B 杯 (C) A 杯低于B 杯(D) 视温度而定 7. 在通常情况下,对于二组分物系能平衡共存的最多相为：( D ) (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 * Φ=C+2-f=2+2-0=4 8. 硫酸与水可形成H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)、H2SO4·4H2O(s)三种水合物,问在101325 Pa 的压力下，能与硫酸水溶液及冰平衡共存的硫酸水合物最多可有多少种? ( C ) (A) 3 种(B) 2 种 (C) 1 种(D) 不可能有硫酸水合物与之平衡共存。 *S = 5 , R = 3 , R' = 0,C= 5 - 3 = 2 f*= 2 -Φ+ 1 = 0, 最大的Φ= 3 , 除去硫酸水溶液与冰还可有一种硫酸水含物与之共存。 9. 已知A 和B 可构成固溶体，在A 中，若加入B 可使A 的熔点提高，则B在此固溶体中的含量必_______ B 在液相中的含量。( A ) (A) 大于(B) 小于 (C) 等于(D)不能确定 10. 已知反应2NH3= N2+ 3H2在等温条件下，标准平衡常数为0.25，那么，在此条件下，氨的合成反应(1/2) N2+(3/2) H2= NH3 的标准平衡常数为：( C )
南京大学《物理化学》(上学期)每章典型例题.doc
第一章 热力学第一定律与热化学 例题1 1mol 理想气体于27℃ 、101325Pa 状态下受某恒定外压恒温压缩到平衡，再由该状态恒容升温到97 ℃ ，则压力升到1013.25kPa 。求整个过程的W 、Q 、△U 及△H 。已知该气体的C V ，m 恒定为20.92J ?mol -1 ?K -1。 解题思路：需先利用理想气体状态方程计算有关状态： (1mol, T 1=27℃, p 1=101325Pa ，V 1)→(1mol, T 2=27℃, p 2=p 外=?，V 2=?) →(1mol, T 3=97℃, p 3=1013.25kPa ，V 3= V 2) 例题2 计算水在 θp ，-5℃ 的结冰过程的△H 、△S 、△G 。已知θ)(,,2l O H m p C ，θ )(,,2s O H m p C 及 水在 θ p ，0℃的凝固焓θm con H ?。 解题思路：水在 θp ，-5℃ 的结冰过程为不可逆过程，计算时要利用θp ，0℃结冰的可逆相变过程，即 H 2O （l ，1 mol ，-5℃ ，θp 2O （s ，1 mol ，-5℃，θp ） ↓△H 2,△S 2, △G 2 ↑△H 4,△S 4, △G 4 H 2O （l ，1 mol ， 0℃，θ p H 2O （s ，1 mol ，0℃，θ p ） △H 1=△H 2＋△H 3＋△H 4=θ)(,,2l O H m p C （273K-268K ）+θ m con H ?+θ )(,,2s O H m p C (268k-273K) △S 1=△S 2＋△S 3＋△S 4=θ)(,,2l O H m p C ln(273/268)+ θm con H ?/273+θ )(,,2s O H m p C ln(268/273) △G 1=△H 1-T 1△S 1 例题3 在 298.15K 时，使 5.27 克的甲醇(摩尔质量为32克) 在弹式量热计中恒容燃烧，放出 119.50kJ 的热量。忽略压力对焓的影响。 (1) 计算甲醇的标准燃烧焓 θ m c H ?。 (2) 已知298.15K 时 H 2O(l) 和CO 2(g)的标准摩尔生成焓分别为－285.83 kJ·mol －1 、－ 393.51 kJ·mol － 1，计算CH 3OH(l)的θ m f H ?。 (3) 如果甲醇的标准蒸发焓为 35.27kJ·mol － 1，计算CH 3OH(g) 的θ m f H ?。
大学 物理化学 笔记总结
第一章 物理化学的定义，相变化（物质在熔点沸点间的转化） 物理化学的基本组成：1化学热力学（方向限度）2化学动力学（速率与机理）3结构化学 物理化学的研究方法、热力学方法、动力学方法、量子力学方法 系统、环境的定义。系统的分类：开放系统，封闭系统，隔离系统 系统的性质：强度性（不可加），广延性（可加）。系统的状态 状态函数及其性质：1单值函数2仅取决于始末态3全微分性质。 热力学能、热和功的定义 热分：潜热，显热。功分：膨胀功、非膨胀功。 热力学第一定律的两类表述：1第一类永动机不可制成。2封闭体系：能量可从一种形式转变为另一种形式，但转变过程中能量保持不变。、 恒容热、恒压热，焓的定义。PV U H def +≡ 恒容热：①封闭系统② W f =0 ③W e =0 恒压热：①封闭系统②W f =0 ③d p =0 理想气体的热力学能和焓是温度的函数。 C, C V , C V ,m ， C P , C P,m 的定义。 △u =n C V ,m (T 2-T 1) △H=n C P,m (T 2-T 1) C V ,m =a+bT+cT 2+…/ a+bT -1+cT -2 +… 单原子分子C V ,m = 23R C P ,m =25R 双原子分子C V ,m =25R C P ,m =2 7R γ单= 35 γ双=5 7 C P,m - C V ,m =R R=8.3145J ·mol -1·k -1 可逆过程定义及特点：①阻力与动力相差很小量②完成一个循环无任何功和热交换③膨胀过程系统对环境做最大功，压缩过程环境对系统做最小功 可逆过程完成一个循环 △u=0 ∑=0W ∑=0Q W 、 Q 、△u 、△H 的计算 ①等容过程：W =0 Q =△u △u=n C V ,m (T 2-T 1) △H=n C P,m (T 2-T 1) ②等压过程：W =-Pe(V 2-V 1) Q=△H △u=n C V ,m (T 2-T 1) △H=n C P ,m (T 2-T 1) ③等温过程：W=-nRTln 1 2V V Q=－W △u=△H=0 ④绝热可逆过程：W=n C V ,m (T 2-T 1) /?? ? ???? ?-??? ? ??--1112111γγv v v p Q=0 △u=n C V ,m (T 2-T 1) △H=n C P ,m (T 2-T 1) 21p p =(12v v )γ 21T T =(12v v )1-γ 21T T =(2 1p p ) γ γ1 - 相变化过程中△H 及△u 的计算△u=△H-P △V=△H-nRT 见书1-10 化学计量系数ν 化学反应进度??= B νB n ?（必与指定的化学反应方程对应） 化学反应热效应定义， 盖斯定律：一个化学反应，不管是一步完成或是经数步完成，反应的总标准摩尔焓变是相同的，即盖斯定律。 标准摩尔反应焓变：)(H m T r θ ?= ∑B B θν m H （B ，,β T ） 化学反应θ m H r ?的计算：1 )(H m T r θ ?= ∑?B B θν m f H （B ，,β T ） θ m f H ?：在温度为T ，
天津大学版物理化学复习提纲
物理化学复习提纲 一、 热力学第一定律 1. 热力学第一定律：ΔU = Q -W (dU=δQ -δW ,封闭体系、静止、无 外场作用) *热Q,习惯上以系统吸热为正值，而以系统放热为负值；功W ，习惯上以系统对环境作功为正值，而以环境对系统作功为负值。 **体积功 δW=（f 外dl ＝p 外·Adl ）=p 外dV=nRT ?21/V V V dV =nRTlnV 2/V 1=nRTlnp 1/p 2 2. 焓：定义为H ≡U+pV ；U ，H 与Q ，W 区别（状态函数与否？） 对于封闭体系，Δ H= Qp, ΔU= Qv, ΔU= -W （绝热过程） 3. Q 、W 、ΔU 、ΔH 的计算 a. ΔU=T nCv.md T T ?21= nCv.m(T 2-T 1) b. ΔH=T nCp.md T T ?21= nCp.m(T 2-T 1) c. Q ：Qp=T nCp.md T T ?21；Qv=T nCv.md T T ?2 1 d. T ，P 衡定的相变过程：W=p (V 2-V 1)；Qp=ΔH=n ΔH m ；ΔU=ΔH -p(V 2-V 1) 4. 热化学 a. 化学反应的热效应,ΔH=∑H(产物)-∑H （反应物）＝ΔU+p ΔV (定压反应) b. 生成热及燃烧热，Δf H 0m （标准热）；Δr H 0m （反应热）
c. 盖斯定律及基尔戈夫方程 [G .R.Kirchhoff, (?ΔH/?T)=C p(B) -C p(A)= ΔCp] 二、 热力学第二定律 1. 卡诺循环与卡诺定理：η＝W/Q 2=Q 2+Q 1/Q 2=T 2-T 1/T 2,及是 (Q 1/T 1+Q 2/T 2=0)卡诺热机在两个热源T 1及T 2之间工作时，两个热源的“热温商”之和等于零。 2. 熵的定义：dS=δQr/T, dS ≠δQir/T (克劳修斯Clausius 不等式, dS ≥δQ/T ；对于孤立体系dS ≥0，及孤立系统中所发生任意过程总是向着熵增大的方向进行)。 熵的统计意义：熵是系统混乱度的度量。有序性高的状态 所对应的微观状态数少，混乱度高的状态所对应的微观状态数多，有S=kln Ω, 定义：S 0K =0, 有 ΔS=S (T)-S 0K =dT T Cp T ??/0 3. P 、V 、T 衡时熵的计算： a. ΔS=nRlnP 1/P 2=nRlnV 2/V 1(理气，T 衡过程) b. ΔS=n T T nCp.md T T /21?(P 衡，T 变) c. ΔS=n T T nCv.md T T /21?（V 衡，T 变） d. ΔS=nC v.m lnT 2/T 1+ nC p.m lnV 2/V 1(理气P 、T 、V 均有变化时) 4. T 、P 衡相变过程：ΔS=ΔH 相变/T 相变 5. 判据： a. ΔS 孤｛不能实现可逆，平衡不可逆，自发 00 0?=? （ΔS 孤＝ΔS 体+ΔS 环, ΔS 环＝－Q 体/T 环）
南京大学《物理化学》每章典型例题
第一章 热力学第一定律与热化学 例题1 1mol 理想气体于27℃ 、101325Pa 状态下受某恒定外压恒温压缩到平衡，再由该状态恒容升温到97 ℃ ，则压力升到。求整个过程的W 、Q 、△U 及△H 。已知该气体的C V ，m 恒定为? ?K -1 。 解题思路：需先利用理想气体状态方程计算有关状态： (T 1=27℃, p 1=101325Pa ，V 1)→(T 2=27℃, p 2=p 外=，V 2=) →(T 3=97℃, p 3=，V 3= V 2) 例题2水在 -5℃ 的结冰过程为不可逆过程，计算时要利用0℃ 结冰的可逆相变过程，即 H 2O （l ，1 mol ，-5℃ ，θ p ） s ，1 mol ，-5℃，θ p ） ↓△H 2 ↑△H 4 H 2O （l ，1 mol ， 0℃，θp ）（s ，1 mol ，0℃，θ p ） ∴ △H 1=△H 2＋△H 3＋△H 4 例题3 在 时，使 5.27 克的甲醇(摩尔质量为32克) 在弹式量热计中恒容燃烧，放出 的热量。忽略压力对焓的影响。 (1) 计算甲醇的标准燃烧焓 θ m c H ?。 (2) 已知时 H 2O(l) 和CO 2(g)的标准摩尔生成焓分别为－ kJ·mol －1 、－ kJ·mol －1 ， 计算CH 3OH(l)的θ m f H ?。 (3) 如果甲醇的标准蒸发焓为 ·mol －1 ，计算CH 3OH(g) 的θ m f H ?。 解：(1) 甲醇燃烧反应：CH 3OH(l) + 2 3 O 2(g) → CO 2(g) + 2H 2O(l) Q V =θ m c U ?=－ kJ/32)mol =－ kJ·mol －1 Q p =θ m c H ?=θ m c U ?+ ∑RT v )g (B = (－－×××10－3 )kJ·.mol －1
天津大学-物理化学-总复习(含答案)
第一章 热力学第一定律 1． 热力学第一定律U Q W ?=+只适用于：答案：D （A ）单纯状态变化 （B ）相变化 （C ）化学变化 （D ）封闭体系的任何变化 2． 1mol 单原子理想气体，在300K 时绝热压缩到500K ，则其焓变H ?约为： 4157J 3． 关于热和功，下面说法中，不正确的是：答案：B （A ）功和热只出现在体系状态变化的过程中，只存在于体系和环境的界面上 （B ）只有封闭体系发生的过程中，功和热才有明确的意义 （C ）功和热不是能量，而是能量传递的两种形式，可称为被交换的能量 （D ）在封闭体系中发生的过程，如果内能不变，则功和热对体系的影响必 互相抵消 4． 涉及焓的下列说法中正确的是：答案：D （A ）单质的焓值均为零 （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 ）化学反应中体系的焓变不一定大于内能变化 5． 下列过程中，体系内能变化不为零的是：答案：D （A ）不可逆循环过程 （B ）可逆循环过程 （C ）两种理想气体的混合过程 （D ）纯液体的真空蒸发过程 6． 对于理想气体，下列关系中那个是不正确的？答案：A （A ）0)(=??V T U （B ）0)V U (T =??（C ）0)P U (T =??（D ）0)P H (T =?? 7． 实际气体的节流膨胀过程中，哪一组的描述是正确的？答案：A （A ） Q=0 ；H ?＝0；P ?<0 （B ） Q=0 ；H ?＝ 0；P ?>0 （C ） Q>0 ；H ?＝0；P ?<0 （D ） Q<0 ；H ?＝ 0；P ?<0 8． 3mol 的单原子理想气体，从初态T 1＝300 K 、p 1＝100kPa 反抗恒定的外压 50kPa 作不可逆膨胀至终态T 2＝300 K 、p 2＝50kPa ，对于这一过程的 Q=3741J 、W=－3741J 、U ?=0、H ?=0。 9． 在一个绝热的刚壁容器中，发生一个化学反应，使物系的温度从T 1升高到 T 2，压力从p 1升高到p 2，则：Q ＝ 0 ；W ＝ 0 ：U ?＝ 0。 10． 当理想气体反抗一定的压力作绝热膨胀时，则：答案：D （A ）焓总是不变（B ）内能总是增加（C ）总是增加（D ）内能总是减少 11． 若要通过节流膨胀达到致冷的目的，则节流操作应控制的条件是：答案： B （A ）H )P T (??=μ <0 （B ）H )P T (??=μ>0 （C ）H )P T (??=μ=0 （D ）不必考虑μ的数值
复旦大学药学物理化学1000题动力学101-120
101 下列基元反应哪一个反应的活化能为零 A A 2+ B 2→2AB B A ?+B C →AB+C ? C A 2+M →2A ?+M D A ?+A ?+M →A 2+M D 两个自由基结合成稳定分子是不需要活化能的 102 若某反应的活化能为80kJ ?mol – 1则反应温度由20°C 升高到30°C 时其反应速率常数约为原来的 A 2倍 B 3倍 C 4倍 D 5倍 B 可由Arrhenius 方程计算 3k k 0839129313031R 80000T 1T 1R E k k 1212a 12 ≈∴= ??= ??=.ln 103 若某反应的反应热?H 为100kJ ?mol – 1则该反应的活化能 A 必定小于或等于100kJ ?mol – 1 B 必定大于或等于100kJ ?mol – 1 C 可以大于也可以小于100kJ ?mol – 1 D 只能小于100kJ ?mol – 1 B 反应热?H 与活化能E a 关系如图 因此E a 必定大于或等于100kJ ?mol – 1 104 若某反应的反应热?H 为–100kJ ?mol – 1则该反应的活化能 A 必定小于或等于100kJ ?mol – 1 B 必定大于或等于100kJ ?mol – 1
C 可以大于也可以小于100kJ ?mol –1 D 只能小于100kJ ?mol – 1 C 反应热?H 与活化能E 关系如图 因此E a 与?H 无确定关系可以大于也可以小于100kJ ?mol – 1 105 HI 生成反应的反应热?H 生成为负值即HI 分解反应的反应热?H 分解为正值则HI 分解反应的活化能E 与反应热的关系为 A E?H 分解 D E = ?H 分解 C E 与?H 分解关系见图 E>?H 分解 106 根据范特霍夫规则一般化学反应温度升高10度反应速率增加2~4倍对于在室温298K 时遵守此规则的化学反应其活化能的范围约是 A 40~400kJ ?mol – 1 B 50~250kJ ?mol – 1 C 100kJ ?mol – 1左右 D 53~106kJ ?mol – 1 D 由Arrhenius 公式 T 1T 1R Ea k k ??=''ln 当反应速率增加2倍时 29813081R Ea ln2 ??=E a =53kJ ?mol – 1 当反应速率增加4倍时 29813081R Ea ln4 ?? =E a =106kJ ?mol –1 107
大学物理化学公式集(傅献彩 南京大学第五版)
热力学第一定律 功：δW ＝δW e ＋δW f （1）膨胀功 δW e ＝p 外dV 膨胀功为正，压缩功为负。 （2）非膨胀功δW f ＝xdy 非膨胀功为广义力乘以广义位移。如δW （机械功）＝fdL ，δW （电功）＝EdQ ，δW （表面功）＝rdA 。 热 Q ：体系吸热为正，放热为负。 热力学第一定律： △U ＝Q —W 焓 H ＝U ＋pV 理想气体的内能和焓只是温度的单值函数。 热容 C ＝δQ/dT （1）等压热容：C p ＝δQ p /dT ＝ （?H/?T ）p （2）等容热容：C v ＝δQ v /dT ＝ （?U/?T ）v 常温下单原子分子：C v ，m ＝C v ，m t ＝3R/2 常温下双原子分子：C v ，m ＝C v ，m t ＋C v ，m r ＝5R/2 等压热容与等容热容之差： （1）任意体系 C p —C v ＝[p ＋（?U/?V ）T ]（?V/?T ）p （2）理想气体 C p —C v ＝nR 理想气体绝热可逆过程方程： pV γ＝常数 TV γ-1＝常数 p 1-γT γ ＝常数 γ＝C p / C v 理想气体绝热功：W ＝C v （T 1—T 2）＝1 1 －γ（p 1V 1—p 2V 2） 理想气体多方可逆过程：W ＝1 nR －δ（T 1—T 2） 热机效率：η＝ 2 1 2T T T － 冷冻系数：β＝－Q 1/W 可逆制冷机冷冻系数：β＝1 21T T T － 焦汤系数： μ J －T ＝H p T ???? ????＝－()p T C p H ?? 实际气体的ΔH 和ΔU ： ΔU ＝dT T U V ??? ????＋dV V U T ??? ???? ΔH ＝dT T H P ??? ????＋dp p H T ???? ? ??? 化学反应的等压热效应与等容热效应的关系：Q p ＝Q V ＋ΔnRT 当反应进度 ξ＝1mol 时， Δr H m ＝Δr U m ＋∑B B γRT 化学反应热效应与温度的关系：()()()dT B C T H T H 2 1 T T m p B 1m r 2m r ? ∑??，＋＝γ 热力学第二定律
大学物理化学知识整理
第一章 理想气体 1、理想气体：在任何温度、压力下都遵循PV=nRT 状态方程的气体。 2、分压力：混合气体中某一组分的压力。在混合气体中，各种组分的气体分子 分别占有相同的体积(即容器的总空间)和具有相同的温度。混合气体的总压力是 各种分子对器壁产生撞击的共同作用的结果。每一种组分所产生的压力叫分压 力，它可看作在该温度下各组分分子单独存在于容器中时所产生的压力B P 。 P y P B B =，其中∑=B B B B n n y 。 分压定律：∑=B B P P 道尔顿定律：混合气体的总压力等于与混合气体温度、体积相同条件下各组 分单独存在时所产生的压力的总和。 ∑=B B V RT n P ) /( 3、压缩因子Z Z=)(/)(理实m m V V 4、德华状态方程 RT b V V a p m m =-+))((2 nRT nb V V an p =-+))((22 5、临界状态(临界状态任何物质的表面力都等于0) 临界点C ——蒸气与液体两者合二为一，不可区分，气液界面消失； 临界参数： (1)临界温度c T ——气体能够液化的最高温度。高于这个温度，无论如何 加压 气体都不可能液化；
(2)临界压力c p ——气体在临界温度下液化的最低压力； (3)临界体积c V ——临界温度和临界压力下的摩尔体积。 6、饱和蒸气压：一定条件下，能与液体平衡共存的它的蒸气的压力。取决于状 态，主要取决于温度，温度越高，饱和蒸气压越高。 7、沸点：蒸气压等于外压时的温度。 8、对应状态原理——处在相同对比状态的气体具有相似的物理性质。 对比参数：表示不同气体离开各自临界状态的倍数 (1)对比温度c r T T T /= (2)对比摩尔体积c r V V V /= (3)对比压力c r p p p /= 9、r r r c r r r c c c T V p Z T V p RT V p Z =?= 10、压缩因子图：先查出临界参数，再求出对比参数r T 和r p ，从图中找出对应 的Z 。 11、阿玛格定律：B B Vy V = p RT n V B B /= 12、单原子理想气体 R C m p 25,=,双原子理想气体R C m p 27,= 第二章 热力学第一定律 1、热力学第一定律：自然界一切物体都具有能量，能量有各种不同形式，它能 从一种形式转化为另一种形式，从一个物体传递给另一个物体，在转化和传递过 程中能量的总和不变，△U=Q+W （适用于非开放系统）。 2、
复旦物化1000题
61 对于由AgNO 3和过量的KBr溶液制备得到的溶胶以下的说法中何者是正确的 A 定位离子是Ag+ B 反离子是Br– C 扩散层带负电 D 它是负溶胶 D 由于KBr过量生成的AgBr吸附Br–而成为负溶胶反离子是K+扩散层带正电 62 对于As2S3溶胶下列电解质中聚沉能力最强的是 A LiCl B NaCl C CaCl2 D AlCl3 D As 2S3是负溶胶它的反离子正离子的价数越高聚沉能力越强Al3+价数最高 63 对于Al2O3溶胶下列电解质中聚沉能力最强的是 A KCl B KNO3 C K3[Fe(CN)6] D K2C2O4 C Al 2O3是正溶胶它的反离子负离子的价数越高聚沉能力越强[Fe(CN)6]3–价数最高 64 用AgNO 3和KI过量制备的AgI溶胶下列电解质中对溶胶聚沉能力最强的是 A La(NO3)3 B Mg(NO3)2 C NaNO3 D KNO3 A 当KI过量时制备的AgI溶胶是负溶胶它的反离子正离子的价数越高聚沉能力越强La3+价数最高 65 测定不同电解质对某一浓度的Fe(OH) 溶胶的聚沉值mmol/L数据如下 1/2BaCl2K2SO4 NaCl KCl 0.205 9.65 9.25 9.00 由此得到下面的结论中哪个是不正确的
A Fe(OH)3是正溶胶 B 正离子对聚沉影响不大 C 二价负离子比一价负离子聚沉能力强 D 相同浓度的KCl和BaCl2聚沉能力相似 D 带有二价负离子的K2SO4的聚沉值最小即聚沉能力最强说明Fe(OH)3是正溶胶选项A B C都是正确的相同浓度的KCl和BaCl2后者Cl–浓度比前者大一倍因此聚沉能力不等 66 测定不同电解质对某一浓度Fe(OH) 溶胶的聚沉值mmol/L数据如下 KCl KI K2SO4 KBr 0.205 16.0 12.5 9.00 由此得到下面的结论中哪个是不正确的 A Fe(OH)3是正溶胶 B 二价负离子比一价负离子聚沉能力强 C 一价负离子聚沉能力排序为Cl–>Br–>I– D 一价负离子聚沉值排序为Cl–>Br–>I– D 带有二价负离子的K2SO4的聚沉值比一价离子小得多即聚沉能力强得多说明Fe(OH)3 是正溶胶选项A B C都是正确的选项D按聚沉值排序排反了 67 在Fe(OH)3Mg(OH)2As2S3和AgI制备时AgNO3过量四种溶胶中哪一个与其他三种溶胶混合时会发生聚沉 A Fe(OH)3 B Mg(OH)2 C As2S3 D AgI C As2S3是负溶胶其他三种多为正溶胶正负溶胶混合会发生聚沉 68 江河水中含有的泥沙混悬物在出海口附近发生沉淀原因有多种其中与胶体化学有关的因素是 A 盐析作用 B 电解质聚沉作用 C 溶胶互沉作用 D 破乳作用 B 江河水在出海口与海水混合海水中含大量电解质使泥沙混悬物发生沉淀
南京大学物理化学
Electrochemistry Reference books 南京大学《物理化学》，北京大学《物理化学》 Atkins' Physical Chemistry, 7th Ed., Peter Atkins, Julio de Paula, Oxford University Press. 课件下载网址https://www.360docs.net/doc/291070134.html,/ 下载密码: jg4103
学习物理化学（电化学）的特点和要点 1.通过自学接受知识 2.学习严谨推理和归纳本领 3.掌握电化学的定位和特点 4.学习分析问题的方法
Physical Chemistry Thermochemistry，Electrochemistry, Photochemistry，… Colloid Chemistry，Catalysis， Computational Chemistry，…
Electrochemistry Physical Chemistry Solution electrochemistry (electrolyte solution) Equilibrium state electrochemistry Thermodynamics Solid electrochemistry Photoelectrochemistry Bioelectrochemistry Quantum Chemistry Statistical Thermodynamics
Three Characteristics of Electrochemistry 1. Long history 1. Long history 2. Wide application 2. Wide application 3. Electrochemical phenomena exist everywhere 3. Electrochemical phenomena exist everywhere
天津大学532003[物理化学]复习题答案
物理化学复习题 一、填空题 1、实际气体的压缩因子定义为Z ＝ pV m /RT ，当实际气体的压缩因子Z >1时，该气体比理想气体 难 压缩（选择填入难、易）。 2、已知2NO(g)+ O 2(g) = 2NO 2(g)为放热反应。反应达平衡后，欲使平衡向右移动以获得更多的NO 2(g)，应采取的措施有 降温 和 增压 。 3、抽空密闭容器中放入NH 4Cl(s)，部分分解成NH 3(g)和HCl(g)并达到平衡， 系统的组分数C = 1 ，相数P = 2 ，自由度数F = 1 。 4、玻璃毛细管内水面上升，是因为水在毛细管中形成 凹 液面（选择填入凹、凸），此液面上水的饱和蒸气压 小于 平液面上水的饱和蒸气压（选择填入大于、小于或等于）。 5、一价碱金属的皂类作为乳化剂时，易于形成 O/W 型乳状液。 6、一定量的单原子理想气体经历某恒温过程，其的U ? = 0，H ? = 0。 7、稀溶液的依数性包括溶液沸点升高(溶质不挥发)、凝固点降低（析出纯溶剂）， 蒸气压下降 和 渗透压 。 8、反应A→B，实验测定A 的浓度c A 与时间 t 成线性关系，该反应的级数为 零 。 9、丁铎尔效应的实质是 胶体粒子对光的散射 。 10、溶胶稳定存在的三个重要原因是 胶体粒子带电 、 溶剂化作用 和 布朗运动 。 11、当真实气体的压缩因子Z 小于1 时，该气体比理想气体易于压缩。 12、理想气体绝热向真空膨胀，则 ?U = 0 。 13、由纯组分形成理想液态混合物的过程，其mix ΔS ＞0 。 14、化学势μB 就是物质B 的 偏摩尔吉布斯函数 。 15、已知2NO(g)+ O 2(g) = 2NO 2(g)为放热反应。反应达平衡后，欲使平衡向右移动以获得更多的NO 2(g)，应采取的措施有 降温 和 增压 。 16、一定温度下，液体的分子间作用力越大，其表面张力 越大 。 17、某化学反应在一定T 、p 条件下进行，反应物A 的平衡转化率为12 %。相同反应条件下加入催化剂，反应速率提高5倍，此时A 的平衡转化率为 12% 。
物理化学中国石油大学课后习题答案第1章
第一章 热力学第一定律及其应用 1. 如果一个体重为的人能将巧克力的燃烧热70kg 40g ()628kJ 完全转变为垂直位移所要作的功，那么这点热量能支持他爬多少高度？ 解： W m gh = 362810m 915.45m 709.8W h mg ??×===??×?? 2. 在和291K p θ压力下，()1 mol Zn s 溶于足量稀盐酸中，置换出并放热152。若以和盐酸为体系，求该反应所作的功及体系内能的变化。 21 mol H kJ Zn 解：反应所作的功： ()()2H 18.314291J 2.42kJ W p V pV nRT =Δ≈==××= 体系内能的变化： ()152 2.42kJ 154.42kJ U Q W Δ=?=??=? 3. 在和373.2K p θ压力下，使（l ）气化，己知水在气化时吸热21 mol H O 140.69kJ mol ??。 求 （1），（2），（3）之值各为多少？ R W vap m U Δ!vap m H Δ!解： （1）1 m 水在气化时所作的功： ol ()()21-H O 8.314373.2J mol 3.10kJ mol R m m W p V pV RT ?=Δ≈==×?=?1 （2） ()-1vap m 40.69 3.10kJ mol R U Q W Δ=?=??!-137.59kJ mol =? （3）水在和373.2K p !压力下气化，这是一个等压过程，所以 -1vap m 40.69kJ mol H Q Δ==?! 4.理想气体等温可逆膨胀，体积从胀大到10，对外作了的功，体系的起始压力为。 （1）求；（2）若气体的量为，试求体系的温度。 1V 1V 41.85kJ 202.65kPa 1V 2mol 解： （1）理想气体等温可逆膨胀 221122111 d d ln ln V V V V V V nRT W p V V nRT pV V V ====∫∫V - 1 -
大学物理化学试题精选(附答案)
大学物理化学试题精选（附答案） 物理化学测试题(一) 一. 填空题（每题2分，共14分） 1. 20 ℃下，含25.6％O2 、4.4％CO2和70％N2 ( 质量百分比) 的混合气体的压力为200 kPa ，则O2的分压为kPa. 2. 在300 K下2 mol理想气体从300 kPa不可逆地压缩至1.66 dm ，并放热10 kJ，此过 程的ΔS = J.K . 3. 乙苯脱氢制苯乙烯的反应: C6H6C2H5(g) C6H5C2H3(g) + H2(g). 保持温度不变的情况下， 要提高乙苯的平衡转化率可采取的措施是 或 . 4. 将1摩尔的H2(g) 与1摩尔的I2(g) 放在真空容器中, 发生反应H2(g)＋I2(g) ＝2HI(g) , 达到平衡时, 系统的独立组分数C = , 自由度数f = . 5. 质量摩尔浓度为1 mol·kg 的Na2SO4水溶液, 平均活度系数为γ ，该溶液的平均活 度a ＝ γ . 6. 已知25 ℃时下列物质的无限稀释摩尔电导率Λ /(S.cm .mol ): 氯化铵＝149.8、氢 氧化钠＝248.11、氯化钠＝26.5，则氢氧化氨的Λ = S.cm .mol . 7. 在一定温度下, 弯曲液面的附加压力与 成正比, 与 成反比。 二.选择题(从下列选项中选择一个正确答案，共14分，每题2分) 1. 下列过程中, ΔU = 0 的是 . A. 气体节流膨胀过程 B. 封闭系统的任何可逆过程 C. 封闭系统的任何循环过程 D. 在密闭的刚性容器中进行的化学反应 2. 理想气体反应的平衡常数可用Ky和K 表示,温度和压力对Ky和K 的影响为 . A. 温度和压力对Ky, K 均有影响 B. 温度和压力对Ky, K 均无影响 C. 温度对Ky, K 有影响, 压力对Ky无影响而对K 有影响
天津大学_物理化学_总复习(含答案)
天津大学_物理化学_总复习(含答案) 物理和化学的研究一直在重复 第一章热力学第一定律 1.热力学第一定律？你？问？w仅适用于:答案:d (a)简单的状态变化(b)相变 (c)化学变化(d)封闭系统中的任何变化 2.1摩尔单原子理想气体在300K下被绝热压缩到500K，它的焓变化是多少？h大约是: 4157J 关于热和功，以下说法是不正确的 (一)功和热只发生在系统状态变化的过程中，只存在于系统与环境的界面上 只有当一个封闭系统出现时，功和热才有明确的意义。 (c)功和热不是能量，而是两种形式的能量转移，这可以称为在封闭系统中发生的能量交换过程(d)。如果内能不变，功和热对系统的影响将是必要的 互相抵消 4.下列关于焓的xx是正确的:回答:D (a)基本物质的焓都为零(b)在等温过程中，焓变为零 (c)绝热可逆过程中的焓变化为零(d)化学反应中的焓变化不一定大于内能变化 在以下过程中，系统的内能变化不为零:答案:d 不可逆循环过程
(c)两种理想气体的混合过程(d)纯液体的真空蒸发过程6。对于理想气体，下列哪种关系是不正确的？答:答 ？你？h？你？你(A)(V)？0(B)(T)？0(C)(T)？0(D)(T)？0 ？v？p？p？T7。在实际气体节流膨胀过程中，哪组描述是正确的？答:答 (一)Q = 0；？H =0。？p 0(C)Q > 0；？H =0。？p 50kPa不可逆地膨胀到最终状态T2 = 300k，p2 = 50kpa。对于这个过程，Q= 3741J，w =-3741j。U= 0、？H= 0 . 9.在隔热的刚性壁容器中，发生化学反应，将系统的温度从T1提高到 T2，当压力从p1上升到p2时，Q = 0；W = 0:？U = 0 .10.当理想气体在一定压力下绝热膨胀时，回答:D (a)焓总是恒定的，(b)内能总是增加，(c)内能总是增加，(d)内能总是减少 11.为了通过节流膨胀达到制冷的目的，节流操作应控制在以下条件下: B 第1页，共43页 物理和化学的研究一直在重复 (一)？？(？t？t？零点(摄氏度)？？()H=0(D)不被考虑？？p？p？p的值 12.如果一定量的理想气体从相同的初始状态压力p1可逆地膨胀到压力 p2，则它等温膨胀 终态体积与绝热膨胀终态体积之间的关系是:答:A(A)前者大于后者(b)前者小于后者(c)二者之间没有关系(d)二者相等 13.1摩尔单原子理想气体，从273千帕到200千帕初始状态，通过pt = c(常数) 如果逆方法被压缩到400千帕的最终状态，那么？U= -1702J .
南京大学物理化学下册(第五版傅献彩)复习题及解答
第八章电解质溶液
第九章 1.可逆电极有哪些主要类型?每种类型试举一例，并写出该电极的还原反应。对于气体电极和氧化还原电极在书写电极表示式时应注意什么问题? 答：可逆电极有三种类型： (1)金属气体电极如Zn(s)|Zn2+ (m) Zn2+(m) +2e- = Zn(s) (2)金属难溶盐和金属难溶氧化物电极如Ag(s)|AgCl(s)|Cl-(m)， AgCl(s)+ e- = Ag(s)+Cl-(m) (3)氧化还原电极如：Pt|Fe3+(m1),Fe2+(m2) Fe3+(m1) +e- = Fe2+(m2) 对于气体电极和氧化还原电极，在书写时要标明电极反应所依附的惰性金属。 2.什么叫电池的电动势?用伏特表侧得的电池的端电压与电池的电动势是否相同?为何在测电动势时要用对消法? 答：正、负两端的电势差叫电动势。不同。当把伏特计与电池接通后，必须有适量的电流通过才能使伏特计显示，这样电池中发生化学反应，溶液浓度发生改变，同时电池有内阻，也会有电压降，所以只能在没有电流通过的情况下才能测量电池的电动势。 3.为什么Weslon标准电池的负极采用含有Cd的质量分数约为0.04~0.12的Cd一Hg齐时，标准电池都有稳定的电动势值?试用Cd一Hg的二元相图说明。标准电池的电动势会随温度而变化吗? 答：在Cd一Hg的二元相图上，Cd的质量分数约为0.04~0.12的Cd一Hg齐落在与Cd一Hg固溶体的两相平衡区，在一定温度下Cd一Hg齐的活度有定值。因为标准电池的电动势在定温下只与Cd一Hg齐的活度有关，所以电动势也有定值，但电动势会随温度而改变。 4.用书面表示电池时有哪些通用符号?为什么电极电势有正、有负？用实验能测到负的电动势吗？ 答：用“|”表示不同界面，用“||”表示盐桥。电极电势有正有负是相对于标准氢电极而言的。不能测到负电势。5.电极电势是否就是电极表面与电解质溶液之间的电势差?单个电极的电势能否测 量?如何用Nernst方程计算电极的还原电势?
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，