物理化学-生物工程
《物理化学》教学大纲
课程名称：物理化学
英文名称：Physical Chemistry
课程编号：
课程类别：专业必修课
学时/学分：80/3；理论学时：68; 实验学时：12
开设学期：3
开设单位：农业与生物技术学院
适用专业：生物工程
说明
一、课程性质与说明
1．课程性质
通识课、专业基础课
2．课程说明
《物理化学》是生物工程专业的一门专业基础课程，是学生在具备了必需的数学、物理、无机化学、有机化学和分析化学等基础知识之后必修的课程。它是从物质的物理现象和化学现象的联系入手来探求化学变化基本规律的一门科学。学习本门课程，能为以后学习生物化学、化工原理等专业课程以及将来从事工程研究工作奠定良好的化学理论基础。
物理化学的内容非常广泛。根据本专业对本课程的要求及我校具体情况，本着系统和重点相结合的原则，选定化学热力学、相平衡、电化学、化学动力学、化学平衡等作为讲课和实验的基本内容。
在教学过程中，要注意贯彻理论联系实际的原则，用启发式、直观教学等方法，以培养提高学生分析问题、解决问题的能力。要求适当结合工科方面的实际事例进行讲授，并能针对性的反映本门学科的现代发展和最新成果。
二、教学目标
本课程的目的是运用物理和数学的有关理论和方法进一步研究物质化学运动形式的普遍规律。主要目的有两个：（1）在大纲中贯彻理论联系实际与少而精的原则，使学生能系统地掌握物理化学的基本知识和基本原理，加深对自然现象本质的认识，为
后续专业课程的学习奠定必要的基础；（2）使学生学会物理化学的科学思维方法，培养学生提出问题、研究问题、分析问题的能力，培养他们获取知识并用来解决实际问题的能力。
三、学时分配表
四、教学教法建议
1.在课堂学习之余，学生可以通过Internet 访问“物理化学”网络多媒体课件，进
一步学习，扩充自己的知识和视野。
2.可安排热力学、动力学、电化学、表面物理化学方面的学科前沿讲座2-3次。
五、课程考核及要求
1．考核方式：考试（√）；考查（）
2．成绩评定：
计分制：百分制（√）
成绩构成：总成绩=平时考核（10）％+中期考核（20）％+期末考核（70）％
六、参考书目
1.傅献彩,沈文霞,姚天扬. 物理化学(第五版). 北京: 高等教育出版社,2005.
2.朱文涛. 物理化学. 北京: 清华大学出版社,1995.
3.印永嘉，奚正楷，李大珍.物理化学简明教程（第三版）.北京：高等教育出版社,1992.
4.万洪文等编. 物理化学. 北京: 高等教育出版社,2002.
5.孙德坤沈文霞姚天扬. 物理化学学习指导. 北京: 高等教育出版社,2005.
6.胡英主编，吕瑞东，刘国杰，叶汝强等编. 物理化学（上、中、下，第四版）. 北
京：高等教育出版社，1999.
7.P. W. Atkins. Physical Chemistry. 7th ed., Oxford University Press, 2002.
8.IRA. N. Levine. Physical Chemistry. 5th ed., McGraw-Hill, 2001.
9.邓景发，范康年编著. 物理化学. 北京：高等教育出版社，1993.
10.姚允斌等编. 物理化学教程（修订本）.长沙：湖南教育出版社，1991.
11.G. M. Barrow. Physical Chemistry. 6th ed., McGraw-Hill, 1996.
12. 高月英,戴乐蓉,程虎民. 物理化学(第2版). 北京大学出版社,2007.
本文
绪言
教学目标：
物理化学的研究对象、方法及其在生命科学中的应用。
教学时数：1
教学内容：
§0.1 物理化学研究的对象及其方法
§0.2 物理化学在生命科学中的应用
考核要点：
只作为了解内容，不做考核要点。
第1章热力学第一定律
教学目标：
1．掌握热力学的一些基本概念，如体系、环境、状态与性质、热和功及过程与途径等；热力学第一定律及内能的概念，热和功只有在体系和环境进行能量交换时才有意义；状态函数的概念和特性，内能和焓是状态函数；热力学第一定律的各种计算，及理想气体在恒温、恒压、绝热过程的Q、W、?U、?H的计算；应用赫斯定律、生成焓、燃烧焓来计算反应热的方法；
2．熟悉准静态过程和可逆过程的意义和特点；溶解热及稀释热的定义和概念；反应热和温度的关系，并能应用基尔霍夫定律求算各种温度下的反应热。
3．了解节流膨胀的概念和意义教学时数：11
教学内容：
教学重点、难点：
热力学基本概念及热力学能的概念；热力学（可逆、不可逆）过程热、功、焓的计算；化学反应热的定义和计算方法。
考核要点：
了解热力学第一定律中的基本概念与基本理论；掌握盖斯定律和理想气体的热力学特征；能够利用热力学第一定律对简单状态变化过程、相变过程、化学变化过程分析并进行相关计算。
第2章热力学第二定律
教学目标：
1．掌握在克劳修斯不等式基础上得出的对某变化可逆性判断或不可逆性程度的度量；熵、亥姆霍兹能、吉布斯能等热力学函数的定义及物理意义；在等温、等压条件下 G的物理意义，及如何用来判断自发变化的方向和限度；理想气体在变化中状态函数及过程函数的计算；单组分、多组分体系中四个热力学基本公式的物理意义；掌握化学势的意义和应用。
2．熟悉热力学第二定律的建立过程及熵函数的引入；自发变化的共同性质；热力学第三定律及规定熵的意义；如何从不可逆判据衍变为特定条件下的平衡判据，并用以确定过程的方向和限度；多组分偏摩尔量的意义。
3．了解非平衡态热力学。
教学时数：11
教学内容：
教学重点、难点：
系统变化过程的设计，熵S、亥姆兹自由能F、吉布斯函数G的计算，热力学基本关系。
考核要点：
了解热力学第二定律的基本概念与基本理论；掌握热力学第二定律对简单状态变化和相变、化学变化过程的分析；能够熟练应用热力学基本关系式、Maxwell关系式进行相关计算。
第3章溶液与相平衡
教学目标：
1．掌握多组分系统热力学性质和应用热力学方法讨论相平衡体系的一般规律；
相律的推导过程及其在相图中的应用；克劳修斯－克拉珀龙方程及其在单组分两相平衡中的应用及各种计算；杠杆规则及其在相图中的应用。
2．熟悉理想溶液、Roult定律及Henry定律的意义；相、组分数和自由度的意义；蒸馏和精馏的原理；部分互溶三液体系相图及其在萃取过程中的应用；双液体系的p-x和T-x图。
3．了解克劳修斯－克拉珀龙方程式的推导；恒沸体系的特点。
教学时数：8
教学内容：
教学重点、难点：
1.理想溶液，拉乌尔定律和亨利定律偏摩尔量，化学势，标准态，各组分的
化学势的计算。
2.相、组分数和自由度，相律，相图，杠杆规则，互溶的双液系的P—X相图
及T—X相图。
考核要点：
了解溶液—多组分体系的基本概念与基本理论；掌握化学势随P, T的变化、气体化学势表示式、拉乌尔定律与亨利定律、体系中各物质的化学势表达式，能够进行有关理想溶液平衡气液相组成、气体溶解度、混合过程中体系热力学系数改变量、溶液依数性的计算。掌握单组分体系的p-T图、双液系的T-x图及p-x图、Clapeyron方程
及Clapeyron-Clausius方程、能够进行有关相数、组分数、自由度数对单组分两相平衡体系的计算。
第4章化学平衡
教学目标：
1．掌握化学反应的平衡条件和化学反应等温方程式；标准平衡常数的应用；各种平衡常数的表示方法和利用平衡常数计算；各种因素对化学平衡的影响；化学反应的标准吉布斯能与平衡常数的关系；温度对化学反应平衡常数的影响及其相关计算。
2．熟悉平衡转化率的计算。
3．了解平衡常数的测定；反应耦合原理、生物体内的化学平衡。
教学时数：5
教学内容：
教学重点、难点：
反应等温式，标准摩尔反应吉布斯自由能与平衡常数的关系，平衡常数与温度的关系。
考核要点：
了解化学平衡的基本概念与基本理论，化学反应等温方程式、范特霍夫公式，以及影响反应方向及平衡产率的因素，掌握计算平衡常数与平衡混合物组成的方法。
第5章电化学
教学目标：
1．掌握电解质溶液的导电机理及导电性能的表示方法和测定法；电导与离子浓度的关系、离子独立运动定律以及有关计算和应用；德拜－休克尔极限公式；计算所给电池的电极电势和电池电动势。
2．熟悉电导测定的应用；电解质溶液的平均活度、平均活度系数、平均浓度和离子强度的定义及计算；强电解质溶液理论的大意、离子氛的概念；可逆电池（原电池）的表示方法，会根据化学反应设计原电池，并能根据电池符号写出电极反应和电池反应；可逆电池电动势和电极电势的测定原理；电极－溶液界面电势差及用盐桥消除液体接界电势的原理；电解过程的有关基本概念和基本原理；电极产生极化的原因。
3．了解离子迁移数的概念和意义；标准电极电位的意义、测定方法及其重要的应用；化学电源的一般知识和应用；电化学在生物学中的应用。
教学时数：8
教学内容：
教学重点、难点：
独立移动定律，可逆电池，电动势与标准摩尔反应吉布斯自由能的关系，能斯特方程，电池的设计和电动势的计算；温度对电动势电池反应热力学函数的计算。
考核要点：
了解相关概念和定律，理解电解质活度，离子平均活度，平均活度系数等概念和离子独立运动定律，掌握电导、迁移数、离子强度的计算和电导测定的应用以及可逆电池热力学的相关内容和电动势及其测定原理、能斯特方程，能够根据电池符号写电极与电池反应，根据要求设计电池，并且要熟练计算各类电极的电极电势、各类电池电动势、各类平衡常数等，并且要掌握电动势测定的其他应用。了解与电解、极化相关的基本定律与基本理论，掌握电解池与原电池的极化曲线的异同点。
第6章化学动力学
教学目标：
1．掌握基元反应、非基元反应、反应级数、反应分子数等基本概念；简单级数反应的微分和积分速率方程及确定反应级数的方法；温度对反应速率的影响及预测药物贮存期的基本方法。
2．熟悉催化作用的基本概念，酸碱催化和酶催化的基本原理。
3．了解典型的复杂反应、链反应、光化反应和和溶液中的反应的基本特征；碰撞理论和过渡态理论的要点，快速反应研究技术的基本原理。
教学时数：8
教学内容：
教学重点、难点：
速率方程（0，1，2级）的建立方法，速率常数，半衰期，活化能，复杂反应的近似处理方法。
考核要点：
了解动力学相关概念和理论，在此基础上掌握反应速率的实验测定和计算方法、反应级数及活化能的实验测定方法、具有简单级数反应的动力学计算和与Arrhenius 方程有关的计算、要会由反应机理书写和推导速率方程，并对复杂反应表观活化能及基元反应活化能进行估算，对典型复杂反应的动力学进行计算，对典型反应作出综合分析。另外，了解动力学相关概念和理论，掌握气相反应简单碰撞理论、过渡态理论
的要点及基本公式，会对简单碰撞理论中的碰撞数、有效碰撞分数和速率常数、过渡态理论中的活化焓、活化熵、及活化能、量子产率、有关催化反应表观活化能等等进行计算。
第7章表面化学
教学目标：
1.掌握表面吉布斯能与表面张力的基本概念和有关计算；液体铺展的标准；杨－拉普拉斯公式和开尔文公式及其相关计算；固体表面吸附的基本理论、常用公式及应用。
2．熟悉弯曲液面的性质。
3．了解影响吉布斯能的主要因素；液－液界面性质；固体表面润湿的几种类型；溶液表面性质；不溶性表面膜的简单结构及一般性质；表面活性剂的结构特征、主要特性及应用；几种典型的固体表面吸附等温线。
教学时数：6
教学内容：
教学重点、难点：
表面张力，开尔文公式，吉布斯吸附等温式，表面活性剂。
考核要点：
了解界面现象的基本概念和理论，掌握表面热力学的有关计算，吸附等温式的有关计算，与曲率半径有关的计算。
第8章胶体分散体系
教学目标：
1.掌握胶体分散系统的大概分类，对溶胶的胶粒结构、制备和净化常用的方法等
要有一定的熟悉；
2.熟悉溶胶在动力性质、光学性质、电学性质等方面的特点，以及如何利用这些
特点对胶体进行粒度大小、带电情况等方面的研究；
3.了解溶胶在稳定性方面的特点，掌握电动电位的概念、电解质对溶胶稳定性的
影响，会判断电解质聚沉能力的大小。
教学时数：4
教学内容：
教学重点、难点：
胶体的制备，电解质溶液对胶体稳定性的影响，电解质聚沉能力的判断，溶胶的胶团结构的书写与双电层理论，唐南平衡。
考核要点：
了解胶体分散体系和大分子溶液的基本概念、理论、定律，学会利用溶胶动力学性质进行有关计算。
执笔：审核：修订时间：
大学物理化学实验全集
实验六.二组分固-液体系相图的绘制 一、实验目的 （1）热分析法测绘Sn-Bi二元合金相图 （2）掌握热分析法的测量技术 （3）掌握热电偶测量温度的基本原理以及数字控温仪和升降温电炉的使用方法 二、实验原理 用几何图形来表示多相平衡体系中有哪些相,各相的成分如何,不同相的相对量是多少,以及它们随浓度、温度、压力等变量变化的关系图叫相图。以体系所含物质的组成为自变量,温度为应变量所得到的T-x图就是常见的一种相图。 绘制相图的方法很多,热分析法就是常用的一种实验方法。即按一定比例配成一两组分体系,将体系加热到熔点以上成为液态,然后使其逐渐冷却,每隔一定时间记录一次温度,以体系的温度对时间的关系曲线称为步冷曲线。熔融体系在均匀冷却过程中无相变时,其温度将连续均匀下降,得到一条平滑的冷却曲线,当冷却过程中发生相变时,放出相变热,使热损失有所抵偿,冷却曲线就会出现转折。当两组分同时析出时，冷却速度甚至变为零,冷却曲线出现水平段。转折点或平台所对应的温度,即为该组成合金的相变温度。 取一系列组成不同的二元合金，测得冷却曲线，再将相应的转折点连接起来即得到二元合金相图（如下图所示） 三、实验所用仪器、试剂 1.KWL-09可控升降温电炉，SWKY-1数字控温仪 2.编号为1-6的六个金属硬质试管依次分装：纯铋、含锡20%，42%，60%，80%的合金、纯锡。8号试管为空管。 四、实验步骤 1.安装并调整SWKY-1数字控温仪与KWL-09可控升降温电炉，将控温仪与电炉用电缆连接。2号炉膛（右侧）放8号空管，将与控温仪相连的温度传感器（传感器2）插入其中 2.1．将装有试剂的试管1放入1号炉膛（注意安全，始终用铁夹小心夹住试管），并将与电炉连接的温度传感器（传感器1）插入炉膛旁边的另一小孔中（注：不要将传感器1插入试管中）。将2号传感器插入放有8号空管的炉膛2 2.2.调节控温仪（工作/量数按钮），将电炉温度设定为350℃，再调为工作状态，此时1号炉膛开始加热。调节定时按钮，是时间显示为30s。将电炉“冷风量调节”电压调到零，“加热量调节”调到180V(电压过低加热太慢，电压过高有损仪器使用寿命)，给2号炉膛预热到200度左右（避免温度下降过快，减小试管冷却时发生过冷现象的可能） 2.3.当温度显示1号炉膛温度达到350℃时，再等10min左右。待温度稳定后将预热后的8号空管用铁夹移出去，并将1号试管夹入2号炉膛。换入2号试管加热，熔融。关闭“加热量调节”，此时控温仪显示温度上升，当温度上升到310℃以上时，打开“冷风量调节”，电压调为1.5V。此时温度开始下降，当温度降到接近300℃时，开始记录温度。每隔30s，控温仪会响一声，依次记下此时的仪表读数即可。
物理化学热力学第一定律总结
热一定律总结 一、 通用公式 ΔU = Q + W 绝热： Q = 0，ΔU = W 恒容(W ’=0)：W = 0，ΔU = Q V 恒压(W ’=0)：W =-p ΔV =-Δ(pV )，ΔU = Q -Δ(pV ) → ΔH = Q p 恒容+绝热(W ’=0) ：ΔU = 0 恒压+绝热(W ’=0) ：ΔH = 0 焓的定义式：H = U + pV → ΔH = ΔU + Δ(pV ) 典型例题：3.11思考题第3题，第4题。 二、 理想气体的单纯pVT 变化 恒温：ΔU = ΔH = 0 变温： 或 或 如恒容，ΔU = Q ，否则不一定相等。如恒压，ΔH = Q ，否则不一定相等。 C p , m – C V , m = R 双原子理想气体：C p , m = 7R /2, C V , m = 5R /2 单原子理想气体：C p , m = 5R /2, C V , m = 3R /2 典型例题：3.18思考题第2,3,4题 书2.18、2.19 三、 凝聚态物质的ΔU 和ΔH 只和温度有关 或 典型例题：书2.15 ΔU = n C V , m d T T 2 T 1 ∫ ΔH = n C p, m d T T 2 T 1 ∫ ΔU = nC V , m (T 2-T 1) ΔH = nC p, m (T 2-T 1) ΔU ≈ ΔH = n C p, m d T T 2 T 1 ∫ ΔU ≈ ΔH = nC p, m (T 2-T 1)
四、可逆相变（一定温度T 和对应的p 下的相变，是恒压过程） ΔU ≈ ΔH –ΔnRT (Δn ：气体摩尔数的变化量。如凝聚态物质之间相变，如熔化、凝固、转晶等，则Δn = 0，ΔU ≈ ΔH 。 101.325 kPa 及其对应温度下的相变可以查表。 其它温度下的相变要设计状态函数 不管是理想气体或凝聚态物质，ΔH 1和ΔH 3均仅为温度的函数，可以直接用C p,m 计算。 或 典型例题：3.18作业题第3题 五、化学反应焓的计算 其他温度：状态函数法 Δ H m (T ) = ΔH 1 +Δ H m (T 0) + ΔH 3 α β β α Δ H m (T ) α β ΔH 1 ΔH 3 Δ H m (T 0) α β 可逆相变 298.15 K: ΔH = Q p = n Δ H m α β Δr H m ? =Δf H ?(生) – Δf H ?(反) = y Δf H m ?(Y) + z Δf H m ?(Z) – a Δf H m ?(A) – b Δf H m ?(B) Δr H m ? =Δc H ?(反) – Δc H ?(生) = a Δc H m ?(A) + b Δc H m ?(B) –y Δc H m ?(Y) – z Δc H m ?(Z) ΔH = nC p, m (T 2-T 1) ΔH = n C p, m d T T 2 T 1 ∫
物理化学实验指导书
实验１ 液相反应实验平衡常数的测定 一、 目的和要求 1、利用分光光度计测定低浓度下铁离子与硫氰酸根离子生成硫氰合铁离子液相反应的实验 平衡常数。 2、通过实验了解实验平衡常数的数值不因反应物初始浓度不同而变化。 二、 基本原理 铁离子与硫氰酸根离子在溶液中可生成一系列的络离子，并共存于同一的平衡体系中，但当铁离子与硫氰酸根离子的浓度很低时，只有如下的反应： 3+-2+Fe SCN FeSCN + 即反应被控制在仅仅生成最简单的FeSCN 2+络离子。其平衡常数表示为： 23FeSCN Fe SCN c c K c c ++- = 通过实验和计算可以看出，在同一温度下，改变铁离子（或硫氰酸根离子）浓度时，溶液的颜色改变，平衡发生移动，但平衡常数c K 保持不变。 根据朗伯—比尔定律可知吸光度与溶液浓度成正比。因此，可借助于分光光度计测定其吸光度，从而计算出平衡时硫氰合铁离子的浓度以及铁离子和硫氰酸根离子的浓度，进而求出该反应的平衡常数c K 。 三、 仪器和试剂 7220型分光光度计，50mL 烧杯4个；50mL 锥角瓶2个；10mL 移液管6支。 4410-?mol·L -1的NH 4SCN 溶液；1110-? mol·L -1、2 110-?mol·L -1的FeCl 3溶液。 四 、实验步骤 1、不同浓度试样的配制 取4个50mL 的烧杯，编成1、2、3、4号。用移液管向编号的烧杯中各注入
5mL 4 410-?mol ·L -1的NH 4SCN 溶液。另取四种各不相同的FeCl 3溶液各5mL 分别注入各编号的烧杯中。使体系中SCN -离子的初始浓度与Fe 3+离子的初始浓度达到下表所示的数值。 为此，可按以下步骤配制不同浓度的Fe 3+离子溶液： 在1号烧杯中直接注入5mL 1 110-?mol·L -1的Fe 3+离子溶液； 在2号烧杯中直接注入5mL 2110-?mol·L -1的Fe 3+离子溶液； 取50mL 锥形瓶1个，注入10mL 2 110-?mol·L -1的Fe 3+离子溶液，然后加纯水10mL 稀释，取出稀释液（Fe 3+离子浓度3 510-?mol·L -1）5mL 加到3号烧杯中。 另取稀释液（即Fe 3+离子浓度3510-?mol·L -1）10mL 加到另一个50mL 锥形瓶中，再加纯水10mL 。配制成浓度为3 2.510-?mol·L -1的Fe 3+离子溶液，取此溶液5mL 加到4号烧杯中。 2、分光光度计的调剂与溶液吸光度的测定 将7220型分光光度计调整好，并把波长调到475nm 处。然后分别测定上述4个编号烧杯中各溶液的吸光度。 五、 数据记录和处理 将测得的数据填于下表，并计算出平衡常数c K 值。 温度： 压力： 表中数据按下列方法计算： 1、当1号烧杯Fe 3+离子与SCN -离子反应达平衡时。可以认为SCN -全部消耗，此平衡时对硫氰合铁离子的浓度即为反应开始时硫氰酸根离子浓度。既有： 21 FeSCN ()SCN ()equ ini c c +-=
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 A. ΔU=Q V B. W=nRTln(p 2/p 1)(用到了pv=nRT) C. ΔU=dT C m ,V T T 2 1? D. ΔH=ΔU+p ΔV 2. ΔH 是体系的什么 A. 反应热 B. 吸收的热量 C. 焓的变化 D. 生成热 3. 2000K 时反应CO(g)+1/2O 2(g)=CO 2(g)的K p 为 6.443,则在同温度下反应为2CO 2(g)=2CO(g)+O 2(g)的K p 应为 A. 1/6.443 B. (6.443)1/2 C. (1/6.443)2 D. 1/(6.443)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133.3kPa, 纯液体B 的饱和蒸汽压为66.7 kPa, 当A 和B 的二元溶液中A 的摩尔分数为0.5时，与溶液平衡的蒸气中A 的摩尔分数是 A. 1 B. 0.75 C. 0.667 D. 0.5 7. 理想气体的真空自由膨胀，哪个函数不变？ A. ΔS=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 =0.7。现有一组成为x A =0.5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
大学物理化学实验报告---液体饱和蒸汽压的测定
纯液体饱和蒸汽压的测量 目的要求 一、 明确纯液体饱和蒸气压的定义和汽液两相平衡的概念，深入了解纯液体饱 和蒸气压与温度的关系公式——克劳修斯－克拉贝龙方程式。 二、 用数字式真空计测量不同温度下环己烷的饱和蒸气压。初步掌握真空实验 技术。 三、 学会用图解法求被测液体在实验温度范围内的平均摩尔气化热与正常沸 点。 实验原理 通常温度下(距离临界温度较远时)，纯液体与其蒸气达平衡时的蒸气压称为该温度下液体的饱和蒸气压，简称为蒸气压。蒸发1mol 液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔气化热。 液体的蒸气压随温度而变化，温度升高时，蒸气压增大；温度降低时，蒸气压降低，这主要与分子的动能有关。当蒸气压等于外界压力时，液体便沸腾，此时的温度称为沸点，外压不同时，液体沸点将相应改变，当外压为1atm （101.325kPa ）时，液体的沸点称为该液体的正常沸点。 液体的饱和蒸气压与温度的关系用克劳修斯-克拉贝龙方程式表示： 2 m vap d ln d RT H T p ?= (1) 式中，R 为摩尔气体常数；T 为热力学温度；Δvap H m 为在温度T 时纯液体的摩尔 气化热。 假定Δvap H m 与温度无关，或因温度范围较小，Δvap H m 可以近似作为常数，积分上式，得： C T R H p +??-=1 ln m vap (2) 其中C 为积分常数。由此式可以看出，以ln p 对1/T 作图，应为一直线，直线的斜率为 R H m vap ?- ，由斜率可求算液体的Δvap H m 。 静态法测定液体饱和蒸气压，是指在某一温度下，直接测量饱和蒸气压，此 法一般适用于蒸气压比较大的液体。静态法测量不同温度下纯液体饱和蒸气压，有升温法和降温法二种。本次实验采用升温法测定不同温度下纯液体的饱和蒸气压，所用仪器是纯液体饱和蒸气压测定装置，如图1所示： 平衡管由A 球和U 型管B 、C 组成。平衡管上接一冷凝管，以橡皮管与压
物理化学第二章 热力学第一定律
第二章 热力学第一定律 一．基本要求 1．掌握热力学的一些基本概念，如：各种系统、环境、热力学状态、系 统性质、功、热、状态函数、可逆过程、过程和途径等。 2．能熟练运用热力学第一定律，掌握功与热的取号，会计算常见过程中 的, , Q W U ?和H ?的值。 3．了解为什么要定义焓，记住公式, V p U Q H Q ?=?=的适用条件。 4．掌握理想气体的热力学能和焓仅是温度的函数，能熟练地运用热力学 第一定律计算理想气体在可逆或不可逆的等温、等压和绝热等过程中， , , , U H W Q ??的计算。 二．把握学习要点的建议 学好热力学第一定律是学好化学热力学的基础。热力学第一定律解决了在恒 定组成的封闭系统中，能量守恒与转换的问题，所以一开始就要掌握热力学的一 些基本概念。这不是一蹴而就的事，要通过听老师讲解、看例题、做选择题和做 习题等反反复复地加深印象，才能建立热力学的概念，并能准确运用这些概念。 例如，功和热，它们都是系统与环境之间被传递的能量，要强调“传递”这 个概念，还要强调是系统与环境之间发生的传递过程。功和热的计算一定要与变 化的过程联系在一起。譬如，什么叫雨？雨就是从天而降的水，水在天上称为云， 降到地上称为雨水，水只有在从天上降落到地面的过程中才被称为雨，也就是说， “雨”是一个与过程联系的名词。在自然界中，还可以列举出其他与过程有关的 名词，如风、瀑布等。功和热都只是能量的一种形式，但是，它们一定要与传递 的过程相联系。在系统与环境之间因温度不同而被传递的能量称为热，除热以外， 其余在系统与环境之间被传递的能量称为功。传递过程必须发生在系统与环境之 间，系统内部传递的能量既不能称为功，也不能称为热，仅仅是热力学能从一种 形式变为另一种形式。同样，在环境内部传递的能量，也是不能称为功（或热） 的。例如在不考虑非膨胀功的前提下，在一个绝热、刚性容器中发生化学反应、 燃烧甚至爆炸等剧烈变化，由于与环境之间没有热的交换，也没有功的交换，所 以0, 0, 0Q W U ==?=。这个变化只是在系统内部，热力学能从一种形式变为
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
物理化学试验-华南理工大学
物理化学实验Ⅰ 课程名称：物理化学实验Ⅰ 英文名称：Experiments in Physical Chemistry 课程代码：147012 学分：0.5 课程总学时：16 实验学时：16 （其中，上机学时：0） 课程性质：?必修□选修 是否独立设课：?是□否 课程类别：?基础实验□专业基础实验□专业领域实验 含有综合性、设计性实验：?是□否 面向专业：高分子材料科学与工程、材料科学与工程（无机非金属材料科学与工程、材料化学） 先修课程：物理、物理化学、无机化学实验、有机化学实验、分析化学实验等课程。 大纲编制人：课程负责人张震实验室负责人刘仕文 一、教学信息 教学的目标与任务： 该课程是本专业的一门重要的基础课程，物理化学实验的特点是利用物理方法来研究化学系统变化规律，是从事本专业相关工作必须掌握的基本技术课程。其任务是通过本课程的学习，使学生达到以下三方面的训练： （1）通过实验加深学生对物理化学原理的认识，培养学生理论联系实际的能力； （2）使学生学会常用的物理化学实验方法和测试技术，提高学生的实验操作能力和独立工作能力； （3）培养学生查阅手册、处理实验数据和撰写实验报告的能力，使学生受到初步的物理性质研究方法的训练。 教学基本要求： 物理化学实验的特点是利用物理方法来研究化学系统变化规律，实验中常用多种物理测量仪器。因此在物理化学实验教学中，应注意基本测量技术的训练及初步培养学生选择和配套仪器进行实验研究工作的能力。 物理化学实验包括下列内容： （1）热力学部分量热、相平衡和化学平衡实验是这部分的基本内容。还可以选择稀溶液的依数性、溶液组分的活度系数或热分析等方面的实验。
物理化学论文,热力学
物理化学论文 系别： 专业： 姓名： 学号： 班级：
热力学定律论文 论文摘要：本论文就物理化学的热力学三大定律的具体内容展开思考、总结论述。同时，也就物理化学的热力学三大定律的生活、科技等方面的应用进行深入探讨。正文： 一、热力学第一定律： 热力学第一定律就是宏观体系的能量守恒与转化定律。“IUPAC”推荐使用‘热力学能’，从深层次告诫人们不要再去没完没了的去探求内能是系统内部的什么东西”，中国物理大师严济慈早在1966年就已指出这点。第一定律是1842年前后根据焦耳等人进行的“功”和“热”的转换实验发现的。它表明物质的运动在量的方面保持不变，在质的方面可以相互转化。但是，没有多久，人们就发现能量守恒定律与1824年卡诺定理之间存在“矛盾”。能量守恒定律说明了功可以全部转变为热：但卡诺定理却说热不能全部转变为功。1845年后的几年里，物理学证明能量守恒定律和卡诺定理都是正确的。那么问题出在哪呢?由此导致一门新的科学--热力学的出现。 自然界的一切物质都具有能量，能量有各种不同形式，能够从一种形式转化为另一种形式，在转化中，能量的总量不变。其数学描述为：Q=△E+W，其中的Q和W分别表示在状态变化过程中系统与外界交换的热量以及系统对外界所做的功，△E表示能量的增量。 一般来说，自然界实际发生的热力学过程，往往同时存在两种相互作用，即系统与外界之间既通过做功交换能量，又通过传热交换能量。热力学第一定律表明：当热力学系统由某一状态经过任意过程到达另一状态时，系统内能的增量等于在这个过程中外界对系统所作的功和系统所吸收的热量的总和。或者说：系统在任一过程中所吸收的热量等于系统内能的增量和系统对外界所作的功之和。热力学第一定律表达了内能、热量和功三者之间的数量关系，它适用于自然界中在平衡态之间发生的任何过程。在应用时，只要求初态和终态是平衡的，至于变化过程中所经历的各个状态，则并不要求是平衡态好或无限接近于平衡态。因为内能是状态函数，内能的增量只由初态和终态唯一确定，所以不管经历怎样的过程，只要初、终两态固定，那么在这些过程中系统内能的增量、外界对系统所作的功和系统所吸收的热量的之和必定都是相同的。热力学第一定律是能量转化和守恒定律在射击热现象的过程中的具体形式。因为它所说的状态是指系统的热力学状态，它所说的能量是指系统的内能。如果考察的是所有形式的能量（机械能、内能、电磁能等），热力学第一定律就推广为能量守恒定律。这个定律指出：自然界中各种不同形式的能量都能从一种形式转化为另一种形式，由一个系统传递给另一个系统，在转化和传递中总能量守恒。能量守恒定律是自然界中各种形态的运动相互转化时所遵从的普遍法则。自从它建立起来以后，直到今天，不但没有发现任何违反这一定律的事实，相反地，大量新的实践不断证明着这一定律的正确性，丰富着它所概括的内容。能量守恒定律的确立，是生产实践和科学实验长期发展的结果，在长期的实践中，人们很早以来就逐步形成了这样一个概念，即自然界的一切物质在运动和变化的过程中，存在着某种物理量，它在数量上始终保持恒定。能量守恒定律的实质，不仅在于说明了物质运动在量上的守恒，更重要的还在于它揭示了运动从一种形态向另一形态的质的转化，所以，只有当各
物理化学(本)实验指导书
实验一 电导的测定及其应用 一、实验目的 1、 测量氯化钾水溶液的电导率，求算它的无限稀释摩尔电导率。 2、 用电导率测量醋酸在水溶液中的解平衡常数。 3、 掌握恒温水槽及电导率仪的使用方法。 二、实验原理 1、根据电导公式：G=kA/l 式中k 为该电解质溶液目的电导率，其中 l/A 称为电导池常数，由于l 和A 不易精确测量，因此，试验中是用一种已知电导率的溶液求出电导池常数k cell ，然后把欲测的溶液放入该电导池测出其电导值，再根据公式G=kA/l 求出摩尔电导率 , k 与 的关系为： 2、 总是随着溶液的浓度的降低而增大的， 对于强电解质系溶液有 于特定的电解质和溶剂来说，在一定温度下，A 是一个常数，所以将 直线，将所得的直线推至c=0可求得A m ∞。 3、对于弱电解质，其 无法用 公式求得，由离子独立运动定律： 求得，其中 A m ∞+ 和A m ∞-分别表示正、负离子的无限稀摩尔电导率，它与温度及离子的本性有关。在无限稀的弱电解质中: 以cAm 对 作图，根据其斜率求出K.. 三、实验仪器及试剂 仪器：梅特勒326电导仪1台，量杯50ml 2只 ，移液管125ml 9只，洗瓶1只 ，洗耳球1只。 试剂：10.00mol/m3 KCl 溶液， 100.0 mol/m3HAC 溶液 , 电导水。 m c κ = Λ m m,+ m, νν+--∞ ∞ ∞ =+ΛΛΛ m Λ m Λ m Λ m m ∞ =-ΛΛ m Λ m m ∞ =-ΛΛ m m = α∞ΛΛ() 2 m m m m 2 m m m m 1c c c K c c ∞∞ ∞∞ ?? ??-?=-=ΛΛΛΛΛΛΛΛΛ
物理化学试题与答案
物理化学试卷1 班级姓名分数 一、选择题 ( 共16题 30分 ) 1. 2 分 (4932) 用铜电极电解·kg-1的 CuCl2水溶液，阳极上的反应为 ( B ) (A) 2Cl- ─→ Cl2+ 2e- (B) Cu ─→ Cu2++ 2e- (C) Cu ─→ Cu++ e- (D) 2OH-─→ H2O + 1 2 O2+ 2e- 2. 2 分 (4948) 金属活性排在H2之前的金属离子, 如Na+ 能优先于H+在汞阴极上析出, 这是由于： ( D ) (A) (Na+/ Na) < (H+/ H2) (B) (Na) < (H2) (C) (Na+/ Na) < (H+/ H2) (D) H2在汞上析出有很大的超电势, 以至于(Na+/ Na) > (H+/ H2) 3. 2 分 (4869) 极谱分析中加入大量惰性电解质的目的是： ( C ) (A) 增加溶液电导 (B) 固定离子强度 (C) 消除迁移电流 (D) 上述几种都是 4. 2 分 (4889) 下列示意图描述了原电池和电解池中电极的极化规律, 其中表示原电池阳极的是： ( B ) (A) 曲线1 (B) 曲线2 (C) 曲线3 (D) 曲线4
以石墨为阳极，电解 mol·kg-1 NaCl 溶液，在阳极上首先析出： ( A ) (A) Cl2 (B) O2 (C) Cl2与 O2混合气体 (D) 无气体析出 已知： (Cl2/Cl-)= V , (Cl2)= 0 V ， (O2/OH-)= , (O2) = V 。 6. 2 分 (5154) 将铅蓄电池在 A 电流下充电 h，则 PbSO4分解的量为： （M r(PbSO4)= 303 ） ( B ) (A) kg (B) kg (C) kg (D) kg 7. 2 分 (5102) 一贮水铁箱上被腐蚀了一个洞，今用一金属片焊接在洞外面以堵漏，为了延长铁 箱的寿命，选用哪种金属片为好？ ( D ) (A) 铜片 (B) 铁片 (C) 镀锡铁片 (D) 锌片 8. 2 分 (4940) 25℃时, H2在锌上的超电势为 V， (Zn2+/Zn) = V，电解一含有 Zn2+(a= 的溶液，为了不使 H2析出，溶液的 pH值至少应控制在 ( A ) (A) pH > (B) pH > (C) pH > (D) pH > 9. 2 分 (4857) 298 K、 mol·dm-3的 HCl 溶液中，氢电极的热力学电势为 V，电解此溶液 为： ( C ) 时，氢在铜电极上的析出电势 H2 (A) 大于 V (B) 等于 V (C) 小于 V (D) 不能判定
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
大学物理化学实验思考题答案总结
蔗糖水解速率常数的测定 1．蔗糖水解反应速率常数和哪些因素有关？ 答：主要和温度、反应物浓度和作为催化剂的H+浓度有关。 2．在测量蔗糖转化速率常数时，选用长的旋光管好？还是短的旋光管好？ 答：选用长的旋光管好。旋光度和旋光管长度呈正比。对于旋光能力较弱或者较稀的溶液，为了提高准确度，降低读数的相对误差，应选用较长的旋光管。根据公式（a）=a*1000/LC,在其他条件不变的情况下，L越长，a越大，则a的相对测量误差越小。 3．如何根据蔗糖、葡萄糖、果糖的比旋光度数据计算？ 答：α0＝〔α蔗糖〕Dt℃L[蔗糖]0/100 α∞＝〔α葡萄糖〕Dt℃L[葡萄糖]∞/100＋〔α果糖〕Dt℃L[果糖]∞/100 式中：[α蔗糖]Dt℃，[α葡萄糖]Dt℃，[α果糖]Dt℃分别表示用钠黄光作光源在t℃时蔗糖、葡萄糖和果糖的比旋光度，L(用dm表示)为旋光管的长度，[蔗糖]0为反应液中蔗糖的初始浓度，[葡萄糖]∞和[果糖]∞表示葡萄糖和果糖在反应完成时的浓度。 设t＝20℃L=2 dm [蔗糖]0=10g/100mL 则： α0＝66.6×2×10/100＝13.32° α∞＝×2×10/100×（52.2-91.9）＝－3.94° 4．试估计本实验的误差，怎样减少误差？ 答：本实验的误差主要是蔗糖反应在整个实验过程中不恒温。在混合蔗糖溶液和盐酸时，尤其在测定旋光度时，温度已不再是测量温度，可以改用带有恒温实施的旋光仪，保证实验在恒温下进行，在本实验条件下，测定时要力求动作迅速熟练。其他误差主要是用旋光仪测定时的读数误差，调节明暗度判断终点的误差，移取反应物时的体积误差，计时误差等等，这些都由主观因素决定，可通过认真预习实验，实验过程中严格进行操作来避免。 乙酸乙酯皂化反应速率常数测定 电导的测定及其应用 1、本实验为何要测水的电导率？ 答：因为普通蒸馏水中常溶有CO2和氨等杂质而存在一定电导，故实验所测的电导值是欲测电解质和水的电导的总和。作电导实验时需纯度较高的水，称为电导水。水的电导率相对弱电解质的电导率来说是不能够忽略的。所以要测水的电导率。 2、实验中为何通常用镀铂黑电极?铂黑电极使用时应注意什么？为什么？
理化实验室仪器的安全操作规程
目录 1.仪器仪表安全操作规程 2. 击穿电压测试操作规程 3. HB-3000C电子布氏硬度计操作规程 4. 电子式弹簧试验机操作规程 5. 硅钢片磁性能测量系统操作规程 6. 急拉断试验仪操作规程 7. 漆膜连续性试验仪操作规程 8. 伸长率试验仪操作规程 9. DW-200E微机控制电子式万能试验机操作规程 10. 往复耐刮漆试验仪操作规程 11. 智能单向刮漆试验仪操作规程 12. LX-A邵尔A型橡胶硬度计操作规程 13. JDL型数显拉力试验机操作规程 14. HQT-IA-微电脑多功能电解测厚仪操作规程 15. BT-9300H型激光粒度分布仪操作规程 16. 44B型双联电解分析仪操作规程 17.760CRT双光束紫外可见分光光度计操作规程 18. FA型电子分析天平操作规程 19. novAA400原子吸收光谱仪操作规程 20. novAA400原子吸收光谱操作规程 21. 化验室污水管理办法
22. 实验室气瓶管理制度 23. TAS-986 原子吸收分光光度计操作规程 24. 分析化学实验室安全操作规程 25. HXS-1000A 数字式智能显微硬度计操作规程
仪器仪表安全操作规程 1.熟悉仪器仪表的工作原理，熟悉掌握操作方法，认真按本岗位作业指导书进行操作。 2.操作前的准备和检查。 2.1穿戴好劳动保护用品，整理好环境卫生，工作现场应整洁； 2.2明确检测任务，准备好检测器材和工具； 2.3检测仪器仪表接线正确，无松动，接定良好； 2.4检查绝缘地板铺设位置应正确，无破损，无导体，起到防护作用； 2.5检测仪器仪表工作正常，方可进入工作状态，否则应立即保修。 3. 进入工作状态时，严禁用手触摸电源进口接线端，应视任何接线端带电。 4. 严格按作业指导书进行操作。 5. 在进行绝缘和耐压操作前，检测防护鞋和绝缘手套应无破损和受潮，穿戴好后，方 可进行工作。 6. 随时关注仪器仪表的电压，电流指示，当超压超流时应立即切断电源停止工作并向有 关领导报告，在故障没排除前，操作者应进行监护，不得恢复工作。 7. 在进行高低温老化工作时，认真观察温度的变化，当发现超温应及时将温度调整在工 作范围内，若调整失控应立即切断电源停止工作，及时保修。 8. 仪器仪表的的拆装、接线、和维修由专业人员进行，若操作者擅自进行处理将被视为 严重违章，视情节轻重给予适当处分。 9. 操作者有权拒绝违章操作指挥。 10.操作者支持公司各级安全员的工作，自觉接受他们的监督、检测和指挥。 编制：校核：审定：
物理化学习题与答案
热力学第一定律练习题 一、判断题：1．当系统的状态一定时，所有的状态函数都有一定的数值。当系统的状态发生变化时，所有的状态函数的数值也随之发生变化。4．一定量的理想气体，当热力学能与温度确定之后，则所有的状态函数也完全确定。5．系统温度升高则一定从环境吸热，系统温度不变就不与环境换热。7．因Q P= ΔH，Q V= ΔU，所以Q P与Q V都是状态函数。8．封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。10．在101.325kPa下，1mol l00℃的水恒温蒸发为100℃的水蒸气。若水蒸气可视为理想气体，那么由于过程等温，所以该过程ΔU = 0。12．1mol水在l01.325kPa下由25℃升温至120℃，其ΔH= ∑C P,m d T。13．因焓是温度、压力的函数，即H= f(T,p)，所以在恒温、恒压下发生相变时，由于d T = 0，d p = 0，故可得ΔH = 0。16．一个系统经历了一个无限小的过程，则此过程是可逆过程。18．若一个过程是可逆过程，则该过程中的每一步都是可逆的。20．气体经绝热自由膨胀后，因Q = 0，W = 0，所以ΔU = 0，气体温度不变。28．对于同一始态出发的理想气体的绝热变化过程，W R= ΔU= n C V,mΔT，W Ir= ΔU= n C V,mΔT，所以W R= W Ir。 1．第一句话对，第二句话错，如理想气体的等温过程ΔU = 0，ΔH= 0。4．错，理想气体的U = f(T)，U与T不是独立变量。5．错，绝热压缩温度升高；理想气体恒温可逆膨胀，吸热。7．错，Q V、Q p是状态变化的量、不是由状态决定的量。8．错，(1)未说明该过程的W'是否为零；(2)若W' = 0，该过程的热也只等于系统的焓变。10．错，这不是理想气体的单纯pVT 变化。12．错，在升温过程中有相变化。13．错，H = f(T,p)只对组成不变的均相封闭系统成立。16．错，无限小过程不是可逆过程的充分条件。18．对。 20．错，一般的非理想气体的热力学能不仅只是温度的函数。28．错，两个过程的ΔT不同。 二、单选题：2．体系的下列各组物理量中都是状态函数的是：(A) T，p，V，Q ； (B) m，V m，C p，?V；(C) T，p，V，n； (D) T，p，U，W。 8．下述说法中，哪一种不正确： (A)焓是体系能与环境进行交换的能量；(B) 焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量；(C) 焓是体系状态函数；(D) 焓只有在某些特定条件下，才与体系吸热相等。 12．下述说法中，哪一种正确：(A)热容C不是状态函数； (B)热容C与途径无关； (C)恒压热容C p不是状态函数； (D) 恒容热容C V不是状态函数。 18．1 mol H2(为理气)由始态298K、p被绝热可逆地压缩5dm3，那么终态温度T2 与内能变化?U分别是：(A)562K，0 kJ ； (B)275K，-5.49 kJ ；(C)275K，5.49kJ ；(D) 562K，5.49 kJ 。 21．理想气体从同一始态（p1,V1,T1）出发分别经恒温可逆压缩(T)、绝热可逆压缩(i)到终态体积为V2时，环境对体系所做功的绝对值比较：(A) W T > W i；(B)W T < W i；(C) W T = W i； (D) 无确定关系。 热力学第二定律练习题 一、判断题：1．自然界发生的过程一定是不可逆过程。4．绝热可逆过程的?S = 0，绝热不可逆膨胀过程的?S > 0。5．为计算绝热不可逆过程的熵变，可在始末态之间设计一条绝热可逆途径来计算。6．由于系统经循环过程后回到始态，?S = 0，所以一定是一个可逆循环过程。8．在任意一可逆过程中?S = 0，不可逆过程中?S > 0。15．自发过程的方向就是系统混乱度增加的方向。16．吉布斯函数减小的过程一定是自发过程。24．指出下列各过程中，物系的?U、?H、?S、?A、?G中何者为零？⑴理想气体自由膨胀过程；⑵实际气体节流膨胀过程；⑶理想气体由(p1,T1)状态绝热可逆变化到(p2,T2)状态；⑷ H2和Cl2在刚性绝热的容器中反应生成HCl；⑸ 0℃、p 时，水结成冰的相变过程；⑹理想气体卡诺循环。1．对。 4 正确。5．错，系统由同一始态出发，经绝热可逆和绝热不可逆过程不可能到达相同的终态。6 错，环境的熵变应加在一起考虑。 8．错。14．错。未计算环境的熵变；15．错，条件 16．错，必须在等温等压，W’= 0的条件下才有此结论。24．(1) ΔU = ΔH = 0；(2) ΔH = 0； (3) ΔS = 0； (4) ΔU = 0；(5) ΔG = 0；6) ΔU、ΔH、ΔS、ΔA、ΔG都为 0。 二、单选题： 2．可逆热机的效率最高，因此由可逆热机带动的火车： (A) 跑的最快；(B)跑的最慢； (C) 夏天跑的快； (D) 冬天跑的快。 12．2mol理想气体B，在300K时等温膨胀，W = 0时体积增加一倍，则其?S(J·K-1)为： (A) -5.76 ； (B) 331 ； (C) 5.76 ； (D) 11.52 。 13．如图，可表示理想气体卡诺循环的示意图是： (A) 图⑴； (B) 图⑵；(C)图⑶； (D) 图⑷。
物理化学练习(热力学部分)
物化补考练习（一） 考察内容：第二、三单元 姓名： 一、选择题(12分) 1.常温常压下 1 mol H 2 与1 mol Cl 2在绝热钢瓶中反应生成 HCl 气体，则： A.0,0,0,0?=?=?G S H U r r r r B. 0,0,0,0??>?=?G S H U r r r r D. 0,0,0,0>?=?>?>?G S H U r r r r 2.单原子理想气体的 vm c =3/2 R ，当温度由 T 1变到T 2时，等压过程体系的熵 变与等容过程的熵变之比是 （ ） A.1:1, B.2:1, C.3:5, D.5:3 3.Ｑp ＝ΔH,不适用于下列哪个过程（ ） A.理想气体从 1×107Pa 反抗恒外压1×105Pa 膨胀到1×105Pa ， B.0℃、101325 Pa 下冰融化成水， C. 101325 Pa 下电解 CuSO 4 水溶液， D. 气体从298 K 、101325 Pa 可逆变化到 373K 、101325 Pa 。 4.某化学反应若在300K ，101325 Pa 下在试管中进行时放热 6×104J,若在相同条件下通过可逆电池进行反应，则吸热6×103J ，该化学反应的熵变ΔS 为（ ） A.-200 J ﹒K -1 B.200 J ﹒K -1 C.-20 J ﹒K -1 D.20 J ﹒K -1 二、填空题（12分） 1.1mol 单原子理想气体从 298K ，20 2.65 kPa 经历 ①等温可逆 ②绝热可逆 ③等压可逆 三条途径可逆膨胀，使体积增加到原来的二倍，系统对环境所做的功的净值分别为 W 1,W 2,W 3,三者的关系是： 2.某气体状态方程为 )(,)(V f T V f p =只是体积的函数，恒温下该气体的熵随体积 V 的增加而。 3.恒压下，无相变的单组分封闭系统的焓随温度的升高而 （ ）
《物理化学实验》教学大纲
《物理化学实验》教学大纲 课程代码：0100280学分:5 学时:90 实验个数:18 课程性质:必修面向专业:应用化学、材料化学 大纲执笔人：盛锋大纲审定人: 实验指导书名称：物理化学实验 一、实验课程的性质与任务 本课程面向应用化学、材料化学专业（本科）三年级学生开设。物理化学和物理化学实验均是该专业的重要基础课之一，两者既密切配合，又各有侧重，具有一定的完整性和独立性。《物理化学实验》是在学生先修完《无机化学实验》、《分析化学实验》和《有机化学实验》的基础上开设的，学生已具有较好的实验基础和较强的动手能力，因此本实验课程的特点是综合性强和注重实验方法的掌握。其最重要的任务是发展学生的综合能力，即查阅、动手、观测、记忆、思维、想象和表达能力，并使学生通过典型实验，掌握同一类型的数据在实际应用中的测定和计算方法，重在让学生建立起“方法”的“档案”，以便于在今后的学习、工作中进行应用。在教学过程中强调理论与实践相结合，加强素质教育，充分发挥学生的主观能动性，全面培养和考查学生的动手能力、观察问题、分析问题、解决问题的综合能力，注重培养学生严谨的科学作风，提倡创新精神。 二、实验目的与要求 通过本课程的学习，加深对物理化学理论知识的理解，较熟练地掌握物理化学实验操作技能，了解所做过的实验的方法在社会实践中的有关应用，提高观察、分析和解决问题的能力，培养学生严谨的工作作风和实事求是的科学态度，并为学习后继课程和未来的科学研究及实践工作打下良好的基础。 具体要求是：1.实验前要充分预习，对所做实验内容心中有数，并写出较详细的预习笔记，内容包括：实验目的、简明原理、主要仪器药品、重要仪器装置图、详细操作步骤、数据记录表和注意事项等；2.学生进入实验室后要先观察和熟悉仪器，然后接受指导教师的提问与讲解，当无问题后方可进行实际操作；3.实验过程应谨慎操作、仔细观察、认真无误的忠实记录实验数据，不得随意涂改，养成严谨的工作作风实事求是的科学态度；4.实验结束后需经教师检查数据记录和仪器使用情况，经允许后方可结束实验，离开实验室；5.课后要及时写出实验报告。