表面物理化学习题集和答案解析教学文案
表面物理化学习题集和答案解析
一、选择题
1. 下列说法中不正确的是：( C )
(A) 生成的新鲜液面都有表面张力
(B) 平面液体没有附加压力
(C) 弯曲液面的表面张力的方向指向曲率中心
(D) 弯曲液面的附加压力指向曲率中心
2.
水在临界温度时的表面Gibbs自由能：（ C ）
(A)(A)大于零 (B) 小于零
(C) 等于零 (D) 无法确定
3.
一个 U 型管的两臂直径不同，一端为 1×10-3 m，另一端为 3×10-3 m，水
的表
面张力为 0.072 N·m-1。如用这个 U 型管装上水来测量压力，将引入的误差
为： ( B )
(A) 72 Pa
(B) 192 Pa
(C) 96 Pa
(D) 288 Pa
4.
低压下，气体 A 在表面均匀的催化剂上进行催化转化反应, 其机理为：
A(g) ＋ K A K ─→ B(g) ＋ K
第一步是快平衡, 第二步是速控步, 则该反应表观为几级? ( B )
(A) 零级 (B) 一级
(C) 二级 (D) 无级数
5 .表面过程中ΔG（表面）= -W'的充要条件除了等温等压外，还有：( D ) A，不做其它功； B，热力学可逆； C，组成不变； D，是B和C。
6. 物质表面张力的值与：( C )
A，温度无关； B，压力无关； C，表面大小无关； D，另一相物质无关。
7. 以P平、P凸、P凹分别表示平面、凸面、凹面液体上的饱和蒸汽压，三者关系为：( B )
A，P平>P凹>P凸； B，P凸>P平>P凹；
C，P凸>P凹>P平； D，三者相同。
8. 常见亚稳态现象都与表面性质有关，下面说法正确的是：( D )
A，过饱和蒸气是由于小液滴的蒸气压小于大液滴的蒸气压所致；
B，过热液体形成原因是新相种子——小气泡的附加压力太小；
C，饱和溶液陈化、晶粒长大，因为小晶粒溶解度比大晶粒大；
D，人工降雨时在大气中撒入化学物质主要的目的是促进凝结中心形成
9. 对亲水性固体表面，其相应接触角θ是：( B )
A，θ>90°； B，θ<90°； C，θ=180°； D，θ可为任意角
1O. Langmuir吸附理论中说法符合基本假定得是：( A )
A，固体表面均匀、各处吸附能力相同；B，吸附分子可以是单层或多层分子层；C，被吸附分子间有作用、相互影响；D，吸附和解吸附之间很难建立动态平衡。
11. Langmuir吸附形式之一：θ=bp/(1+bp),它不适用于：( C )
A，化学吸附；B，单分子层吸附；C，多种分子同时被强吸附；D，固体对稀溶液中溶质的吸附。
12. 表面活性物质的实质性作用是：( B )
A，乳化作用；B，降低表面张力；C，加溶作用；D，降低物质的溶解性
13. 一定体积的水，当聚成一个大水球或分散成许多水滴时，同温度下，两种状态相
比，：以下性质保持不变的 ( B )
(A) 表面能
(B) 表面张力
(C) 比表面
(D) 液面下的附加压力
14. 某物质R 1kg，当为一立方时，总面积0.24m2，表面能0.3J，当粉碎为边长为10-9m的立方体时，其表面能为(kJ):（ A ）
A,6x104； B，3.84x104； C，5.88x104； D，7.35x104
15 . 有两根半径相同的玻璃毛细管插入水中，水面上升高度为h，其中一根在0.5h处使其弯曲向下，试问水在此毛细管端出的行为是（ A ）
凹形弯月面
（A）毛细管端水面呈凹形弯月面（B）水从毛细管端滴下 (c ) 毛细管端水面呈凸型弯月面（D）毛细管端水面呈水平
16. 用同一只滴管滴下水的滴数和滴相同体积苯的滴数哪个多（ C ）（A）水的多（B）一样多（C）苯得多（D）一样多
17 下面说饭不正确的是（B ）
（A）生成的新鲜液面都有表面张力（B）弯曲液面的表面张力方向指向曲率中心 (C) 平面液面没有附加压力（D）弯曲液面的附加压力指向曲率中心
18 天空中的水滴大小不同，在其运动过程中，其变化趋势如何？（ B）
(A)大水滴分散成小水滴，半径趋于相等（B）大水滴变大，小水滴变小（C）大小水滴的变化没有规律（D）小水滴凝聚成大水滴
19 同一固体，大块颗粒和粉状颗粒，其溶解度哪个大（ B ）
（A）大颗粒大（B）粉状颗粒大（C）一样大（D）无法比较
20 若某液体可以在某固体上自动铺展，则铺展系数S必须（C ）
（A）小于零（B）等于零（C）大于等于零（D）小于等于零
21 水平仪中有一个椭球形的液泡，长短半轴分别为 0.8 和 0.3cm，已知水的表面张力为
0.07197N·m-1液泡的附加压力为： ( B )
A18Pa B33Pa C48Pa D66Pa
22 两液体A和B表面张力γA=γB，密度rA=2rB，一毛细管插入A中液面上升 2.0cm，插入B中液面上升多少？（假定两液体皆完全润湿管壁）( C )
A 1.0cm；
B 2.0cm；
C 4.0cm ；
D 5.0cm。
23 一个U型管的两臂直径不同，一端为 1×10-3m，另一端为 3×10-3m，水的表面张力为0.072N·m-1。如用这个U型管装上水来测量压力，将引入的误差为( B )
A 72Pa
B 92Pa
C 96Pa
D 288Pa
24. 对理想水平液面，其值为零的表面物理量是：( C )
A，正压力； B，表面张力； C，附加压力； D，表面能。
25 一根毛细管插入水中，液面上升的高度为 h，当在水中加入少量的 NaCl,这时毛细管中液面的高度为( B )
A等于 h； B 大于 h； C 小于h； D无法确定。
26 BET公式最主要用途之一是（ D ）
A 获得高温下的吸附机理
B 获得吸附等量线
C 获得吸附等压线
D 测定固体的比表面
27 当表面活性物质加入溶剂后，产生的结果（A ）
A dr/da B dr/da C dr/da>o , 正吸附 D dr/da>o, 负吸附 28 多孔固体表面易吸附水蒸气，而不易吸附 O2、N2 主要原因是：( C ) A. 水蒸气分子量比 O2、N2 小 B. 水蒸气分子的极性比 O2、N2 要大 C. 水蒸气的凝聚温度比 O2、N2 高 D. 水蒸气在空气中含量比 O2、N2 要少 29 用同一支滴管分别滴取纯水与下列水的稀溶液，都是取得1 cm3，哪一种液 体所需液滴数最少？( B ) A. 纯水 B. NaOH水溶液 C. 正丁醇水溶液 D. 苯磺酸钠水溶液 30 同一液体其弯曲液面的蒸汽压为p1，水平面的蒸汽压为p2, 在相同温度和外压下：（ D） A p1 < p2, B p1 > p2 C p1 = p2, D p1 < p2, 或者p1 > p2 二、填空题 1. 植物的叶子一般是憎水性的, 所以在配制农药时常常要加 ______________________ ， 以增加药液对植物表面的润湿程度, 使药液能在植物叶子上铺展。 2. 液态汞的表面张力 γ= 0.4636 N·m-1 + 8.32×10-3 N·m-1·K-1·T - 3.13×10-7 N·m-1·K-2·T2 在 400 K 时，汞的（?U/?A）T, V = 。 3. 室温时，水在一根粗细均匀的玻璃毛细管中，将上升到高度h，如将毛细管折断 至h/2处，水将沿壁升至 _______ 处，此时管中水面的曲率半径将 _________ 。 4. 溶液中溶质活度增加表面张力下降则г _______ 0，溶液中溶质活度增加表面 张力增加则г_______ 0。 5. 小晶粒的熔点_______大块固体熔点，小晶粒的溶解度_______大块固体溶解 度。 6. 固体能为液体完全润湿时_______，固体不为液体所润湿时_______ 。 7 形成胶束的最低浓度称为_______，表面活性物质的 HLB 值表示表面活性物质 的_______ 。 8. 当水中加入表面活性剂后，将发生 dr/dc_______ 0, _______吸附。 9 多孔硅胶有强的吸水性能，硅胶吸水后表面吉布斯自由能将 _______ 化学吸附与物理吸附的本质差别在于_______。 10. 矿石浮选法的原理是根据表面活性剂的_______。 11 液体与固体之间的接触角是θ_______90° 12 某液体中加入表面活性物质后，则该液体的表面张力将_______。（变大，变小，不变） 13 兰缪尔适用与 14 吸附理论主要用于描述 答案；（1）表面活性剂或称为润湿剂 （2）d U = T d S - p d V + γd A (?U/?A)T, V = T (?S/?A)T, V + γ = -T(?γ /?T)A, V + γ = 0.514 J·m-2 （（3）管端，变大。 (4) >; < (5) <; > (6) （r s-g－r l-s）=r l-g; r s-g (7) 临界胶束浓度;亲水性 (8) <; 正 (9)降低; 前者为化学键力，后者为分子间力 (10)润湿作用 (11)< (12)降低 (13)对单分子层的物理吸附还有化学吸附 (14)多相催化 判断题 （1）增溶系统是热力学稳定系统，而乳状液或溶胶是热力学不稳定系统（） （2）增溶作用与真正的溶解作用一样，均使溶剂依数性有很大变化（）（3）溶液表面发生吸附后表面自由能增加（） （4）定温下表面张力不随浓度变化时，浓度增大，吸附量不变（）（5）饱和溶液的表面不会发生吸附现象 ( ) （6）在液面上某一小面积S周围表面对S有表面张力,则表面张力与液面垂直（） （7）微小晶体与普通晶体相比，其饱和蒸汽压要大（）（8）气体在固体表面发生吸附吉布斯自由能小于零（）（9）多孔硅胶的强烈吸水性能说明硅胶吸水后表面函数较高（）（10）对于物理吸附，其吸附速度较大，吸附热较小 （） 答案：对，错，错，对，错，错，对，对，错，对 四、计算题 1.有一毛细管，其半径为0.60 mm，当它垂直插入水中，水面上升 2.19 cm，设该毛细管的接触角为30°，水的密度是0.98 g·cm-3，求该温度下水的表面张力。 解：液面是凹面，r < 0，Δp < 0，p' < p0 p' + h(水) = p0，Δp = h(水) 2σ/r(毛) = hρg (g 为重力加速度) 曲率半径与毛细管半径关系：r cosθ = r(毛) ， 2σcosθ/r(毛) = hρg ，σ = hρg r(毛)/2cosθ r(毛) = 0.60 mm = 6.0 × 10-4 m ，ρ = 0.98 g/cm3 = 980 kg·m-3， g = 9.8 m·s-2 cosθ = cos30°= 0.866，h = 2.19cm = 2.19 × 10-2 m ∴σ = 2.19 × 10-2× 980 × 9.8 × 6.0 × 10-4/(2 × 0.866) = 7.286 × 10-3 N·m-1 2.水的比表面自由能与摄氏温度t℃的关系式为：σ(× 10-3N·m-1)= 75.64 - 0.14t，若水的 表面改变时，总体积不变，试求10℃、p下，可逆地使水表面积增加5 cm2，必需 做多少功？从外界吸收多少热？ 解：t = 10℃，σ = (75.64 - 0.14 × 10) × 10-3 = 74.24 × 10-3 N·m-1 W' = ΔG = σΔA = 74.24 × 10-3× 5 × 10-4 = 3.71 × 10-5 J (环境做功为正) ∵ (?σ/?T)A,p = -0.14 × 10-3 N·m-1·K-1 ∴Q r = TΔS = T[-ΔA(?σ/?T)A,p] = 283 × 5 × 10-4× 0.14 × 10-3 = 1.981 ×10-5 J 3.乙醇的表面张力符合下列公式：σ( × 10-3N·m-1) = 72 - 0.5c + 0.2c2 ， c(mol·dm-3)为乙醇的浓度。试计算温度25℃时： (1) 醇浓度为0.3、0.5 mol·dm-3表面超量；(2) 求出饱和吸附量； (3) 算乙醇分子的截面积。 解：σ = 72-0.5c +0.2 c2，(?σ/?c)A,p = ( -0.5 + 0.4 c) × 10-3 (1) c = 0.3 M， Γ1 = -c/RT·(?σ/?c)T,p = [-0.3/(8.314 × 298)] · (-0.5 + 0.4 × 0.3) × 10-3 = 4.6012 × 10-8 mol/m2 c = 0.5 M， Γ2 = [-0.5/(8.314 × 298)] · (-0.5 + 0.4 × 0.5) × 10-3 = 6.0543 × 10-8 mol/m2 (2) 由类似的 Langmuir 公式：Γ = Γ∞·Kc/(1 + Kc) 1/Γ = 1/Γ∞ + 1/Γ∝K·1/c ┌ 1/(4.6012 × 10-8) = 1/Γ∞ +1/Γ∞K·1/0.3 └ 1/(6.0543 × 10-8) = 1/Γ∞ +1/Γ∞K·1/0.5 解得，Γ∞ = 11.503 × 10-8 mol/m2 (3) A∞ = 1/Γ∞N A = 1/(11.503 × 10-8× 6.022 × 1023) = 1.4436 × 10-17m2 (乙醇分子截面积) 《物理化学》课程教学大纲 参考书：天津大学主编，《物理化学》高等教育出版社，2010年5月第五版 王岩主编，《物理化学学指导》，大连海事大学出版社，2006年6月 于春玲主编，《物理化学解题指导》。大连理工大学出版社，2011年11月 开课单位：轻工与化学工程学院基础化学教学中心 简介： 物理化学课程是化工类专业重要理论基础课，其内容主要包括：化学热力学、统计热力学、化学动力学三大部分。其先行课要求学生学习高等数学、大学物理、无机化学、分析化学、有机化学。 物理化学是从化学变化和物理变化联系入手，采用数学的手段研究化学变化的规律的一门科学。研究方法多采取理想化方法，集抽象思维和形象思维，其实验是采用物理实验的方法。 化学热力学采用经典的热力学第一定律、热力学第二定律、热力学第三定律，从宏观上研究化学变化过程的规律，通过理论计算来判断化学反应的方向和限度（化学平的衡位置）、以及平衡状态时系统的相变化、界面变化、电化学变化、胶体化学变化的规律，同时，研究影响这些变化规律的因素（如：温度、压力、浓度、组成等等）。 统计热力学则从微观上，用统计学的方法，研究化学反应的变化规律。试图通过理论的计算热力学的状态函数。 化学动力学研究化学反应的速率和机理，以及影响化学反应速率的条件（如：温度、压力、浓度、组成、催化剂等等）。通过化学反应的条件控制化学反应的进行，通过化学反应机理的研究，确定化学反应的速率方程。 第一章气体的pVT性质 考核内容： 一、理想气体的状态方程 二、理想气体混合物 三、气体的液化及临界参数 四、真实气体状态方程 五．对应状态原理及普遍化压缩因子图 第二章热力学第一定律 考核内容： 一、热力学基本概念 二、热力学第一定律 三、恒容热、恒压热，焓 四、热容，恒容变温过程、恒压变温过程1．热容 物理化学测验题（六） 一、选择题。在题后括号，填上正确答案代号。 1、接触角是指： （１）ｇ／ｌ界面经过液体至ｌ／ｓ界面间的夹角； （２）ｌ／ｇ界面经过气相至ｇ／ｓ界面间的夹角； （３）ｇ／ｓ界面经过固相至ｓ／ｌ界面间的夹角； （４）ｌ／ｇ界面经过气相和固相至ｓ／ｌ界面间的夹角； 2、朗缪尔公式克描述为：（ ）。 （１）五类吸附等温线； （２）三类吸附等温线； （３）两类吸附等温线； （４）化学吸附等温线。 3、化学吸附的吸附力是：（ ）。 （１）化学键力；（２）德华力； （３）库仑力。 4、温度与表面力的关系是： （ ）。 （1）温度升高表面力降低； （2）温度升高表面力增加； （3）温度对表面力没有影响； （4）不能确定。 5、液体表面分子所受合力的方向总是：（ ），液体表面力的方向总是：（ ）。 （1）沿液体表面的法线方向，指向液体部； （2）沿液体表面的法线方向，指向气相； （3）沿液体的切线方向； （4）无确定的方向。 6、下列各式中，不属于纯液体表面力的定义式的是： （ ）； （1）p T A G ,??? ????； (2) p T A H ,??? ???? ； (3) V T A F ,? ?? ???? 。 7、气体在固体表面上吸附的吸附等温线可分为：( )。 （１）两类； （２）三类； （３）四类； （４）五类。 8、今有一球形肥皂泡，半径为r ，肥皂水溶液的表面力为σ，则肥皂泡附加压力是：（ ）。 （1）r p σ2=? ；（2）r p 2σ =?；（3）r p σ 4=?。 9、若某液体能在某固体表面铺展，则铺展系数?一定：（ ）。 （１）< ０； （２）> ０；（３）＝ ０。 10、等温等压条件下的润湿过程是：（ ）。 （１）表面吉布斯自由能降低的过程； （２）表面吉布斯自由能增加的过程； 《物理化学》课程教学大纲 第一部分课程简介 【课程名称】：物理化学 【课程代码】： 【课程属性】：学科基础课 【授课对象】：（生科院食品和生物专业、药学院药学专业等,大学二年级）【学时/学分】：48/3 一、课程性质与教学目的 （一）课程性质 物理化学是学生在具备了必要的高等数学、普通物理、无机化学、分析化学等基础知识之后必修的理论基础课，是生科院食品和生物专业、药学院药学专业等等专业的一门主干基础理论课程，同时也是后继化学专业课程的基础。 （二）教学目的 通过本课程的学习使学生建立一个系统、完整的物理化学基本理论和方法的框架，掌握热力学、动力学、表面化学中的普遍规律和实验方法；在强化基础的同时，逐步培养学生的思维能力和创造能力。 二、课程基本内容 本课程有：热力学三大定律、多组分系统热力学、化学平衡、相平衡、化学动力学、表面现象、胶体分散系统。本课程重点在于化学基础理论、基本知识的教学，在阐述基本原理时应着重讲清整个问题的思路、介绍问题的提出背景和形成理论的思维方法，使学生学到有关知识的同时能学到探索问题的思路和方法，培养解决问题的能力；在基础层次上选择有代表性的科学研究成果和实际，着眼于前沿涉及的新思想和新方法。 三、先修课程及后续课程 （一）先修课程 高等数学、普通物理学、无机化学、分析化学和有机化学。 （二）后续课程 生物化学、食品化学、药物化学等。 第二部分教学总体安排 一、学时分配 二、教学重点与难点 （一）教学重点 1、掌握热力学基本概念、掌握Q、W、△U、△H、△S、△F和△G的计算；基尔霍夫定律。 2、理想溶液的通性；稀溶液的依数性。 3、化学反应热力学。 4、相律；单组份系统的相图。 5、简单级数反应、阿累尼乌斯公式。 6、表面张力、附加压力、溶液吸附。 7、胶体的电学性质；胶体的稳定性和聚沉。 （二）教学难点 1、Q、W、△U、△H、△S、△F和△G的计算，可逆过程和状态函数的概念。 2、化学势和偏摩尔量。 3、相律中的独立组分数的确定。 4、反应机理的探索。 5、表面张力。 三、教学材料 （一）推荐教材 物理化学核心教程，沈文霞，科学出版社，2009（第二版） （二）推荐参考书 1.物理化学，傅献彩，沈文霞，姚天杨，北京：高等教育出版社，2005（第五版） 2.物理化学，天津大学物理化学教研室，北京：高等教育出版社，1992（第三版） 3.物理化学简明教程，印永嘉，奚正楷，李天珍，北京：高等教育出版社，1992（三）推荐网站（包括课程网站、专业网站等） 一、选择题 １、下列说法中不正确得就是：( C ） （A) 生成得新鲜液面都有表面张力 （B）平面液体没有附加压力 (C）弯曲液面得表面张力得方向指向曲率中心 （Ｄ）弯曲液面得附加压力指向曲率中心 2、 水在临界温度时得表面Gibｂｓ自由能: （Ｃ ) (A)（A）大于零（B) 小于零 （C）等于零 (D）无法确定 3、 一个 U 型管得两臂直径不同，一端为1×10-3 ｍ,另一端为 3×1０—3 m,水得表 面张力为0、０72 Ｎ·m－1。如用这个 U 型管装上水来测量压力,将引入得误差为： ( Ｂ ) （A） 72 Ｐa (B） 192 Pa (C) ９6 Pa （D）288 Pa ４、 低压下，气体 A 在表面均匀得催化剂上进行催化转化反应，其机理为： A（g） + ＫA K ─→ B（ｇ） + K 第一步就是快平衡, 第二步就是速控步，则该反应表观为几级？ ( B ） （Ａ）零级???? (B）一级 ?(C) 二级????(Ｄ) 无级数 5 、表面过程中ΔG(表面)＝－W'得充要条件除了等温等压外，还有:（Ｄ） A,不做其它功； B,热力学可逆； C，组成不变; D，就是Ｂ与Ｃ。 ６、物质表面张力得值与：（ C ） A，温度无关; B，压力无关； C，表面大小无关; D,另一相物质无关。 ７、以Ｐ平、P凸、P凹分别表示平面、凸面、凹面液体上得饱与蒸汽压,三者关系为： （ B ） A,P平>P凹>P凸；Ｂ,P凸〉P平＞Ｐ凹； Ｃ，P凸〉P凹〉P平; D，三者相同. 8、常见亚稳态现象都与表面性质有关，下面说法正确得就是:（Ｄ ) A，过饱与蒸气就是由于小液滴得蒸气压小于大液滴得蒸气压所致； B，过热液体形成原因就是新相种子-—小气泡得附加压力太小； C,饱与溶液陈化、晶粒长大,因为小晶粒溶解度比大晶粒大; Ｄ,人工降雨时在大气中撒入化学物质主要得目得就是促进凝结中心形成 9、对亲水性固体表面，其相应接触角θ就是：（ B ） A，θ>9０°; B，θ＜90°；C，θ=１80°；D,θ可为任意角 １O、Ｌａngｍｕir吸附理论中说法符合基本假定得就是:( A ） 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Δ U=Q+W只适用) (A) 单纯状态变化(B) 相变化 (C) 化学变化(D) 封闭物系的任何 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 sys>0，则该变化过程自发 B 变化过程只要对环境放热，则该变化过程自发 C 仅从系统的 S sys ，变化过程是否自发无法判断 8. 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 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) Δ S=0 (B) ΔG=0 (C) Δ H=0 (D) ΔU=0 12. 下面的说法符合热力学第一定律的是( ) (A) 在一完全绝热且边界为刚性的密闭容器中发生化学反应时 , 其内能一定变化 (B) 在无功过程中 , 内能变化等于过程热 , 这表明内能增量不一定与热力学过程无关 (C) 封闭系统在指定的两个平衡态之间经历绝热变化时 , 系统所做的功与途径无关 (D) 气体在绝热膨胀或绝热压缩过程中 , 其内能的变化值与过程完成的方式无关 13. 对于理想的水平液面，其值为零的表面物理量是( ) (A) 表面能 (B) 比表面吉布斯函数 (C) 表面张力 (D) 附加压力 14. 实验测得浓度为 0.200mol ·dm -3 的 HAc 溶液的电导率为 0.07138S ·m -1 ，该溶液的摩尔 电导率Λ m (HAc) 为( ) 2 -1 2 -1 A. 0.3569S · m 2· mol -1 B. 0.0003569S ·m 2·mol -1 2 -1 2 -1 C. 356.9S · m 2· mol -1 D. 0.01428S ·m 2· mol -1 15. 某化学反应其反应物消耗 7/8 所需的时间是它消耗掉 3/4 所需的时间的 1.5 倍，则反 应的级数为( ) A. 零级反应 B. 一级反应 C. 二级反应 D. 三级反应 11. 以看作封闭体系的是( A. 绝热箱中所有物质 B. 两个铜电极 C. 蓄电池和铜电极 D. CuSO 4 水溶液 如图，将 C uSO 4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电解，可 )。 物理化学教学大纲 第二部分课程教育目标 1．通过物理化学的学习使学生掌握物理化学的基本内容、基本知识，更需注意方法的学习，努力去实践。这几个要点互相渗透，相辅相成，有正确的研究与学习方法，才能更好的掌握理论的基本内容与知识，并指导实践，学习中坚持理论与实践相结合，才能更深刻的理解与运用理论，并在解决实际问题中，掌握理论和方法，培养创新能力。 2．学会用数学、物理的原理解决热力学证明题的推演，逸度、活度的计算、在相图的应用，及在统计热力学中众多的计算。 3．本课程除了一般的科学研究方法，还有课程自身特有的理论方法：热力学方法、量子力学方法及统计热力学方法。 (1)热力学方法--------宏观的方法 热力学方法的主体是：归纳与演绎。热力学研究大量粒子组成的宏观系统。在热力学的三个经验定律的基础上，根据实验测出的物质的P、V、T性质和热数据（热容、相变焓、反应焓等）。借助数学原理（全微分）。通过归纳（由特殊到一般的过程）与演绎（严格的数学推演）得到一系列的热力学方程式和结论，用以解决物质变化（p、V、T变化、相变、化学变化）过程的能量效应、方向和限度，为上述过程的实现提供最佳的热力学控制条件。 热力学方法的特点是：不涉及物质粒子的内部微观结构，结论严谨。 (2)量子力学方法---------微观的方法 量子力学研究个别微观粒子所遵循的力学规律，得到物质的微观特性，如：分子结构、平动能级、转动能级、振动能级、分子间力等。 (3)统计热力学方法---------从微观到宏观的方法 统计热力学研究大量粒子组成的宏观系统。研究如何由粒子的微观力学性质（分子质量、转动惯量、振动频率）通过求统计概率的方法，得到系统的宏观性质（如热力学能、热容、熵等）。 以上方法对化学化工类学生学习物理化学要求是：掌握热力学方法，理解统计热力学方法，了解量子力学方法。 4．掌握物理化学在热力学归纳演绎中状态函数法、极值法、偏离理想的模型法（如为研究实际气体PVT行为提出理想气体的模型，引出压缩因子的概念，为研究实际液态混合物气-液平衡规律，而提出理想液态混合物的模型，引出活度的概念等）。化学动力学中有研究简单级数反应的线性方法，研究复合反应动力学的稳态近似法和平衡近似等。 5．学会物理化学中采用了反映物质的性质随某些变量发生变化的规律的三种方法： （1）数据列表法：通过列表显示物理量之间的关系（例：H2O在不同温度下蒸汽压数据表）（2）图形法：用曲线或直线表示物理量之间的变化规律（水的气-液平衡p-T图） （3）解析式法：用数学方程式总结出物理量之间的变化规律（Clapeyron-Clasusius方程） 第三部分理论教学内容与要求 第一章绪论及物质的pVT性质（4学时） 绪论内容 ●什么是物理化学 ●物理化学的内容 ●物理化学的研究方法 ●学习物理化学的意义 ●如何学好物理化学 ●物理量的表示及运算 ●教材与参考书 一、本章基本要求 ?掌握理想气体状态方程 ?掌握理想气体的宏观定义及微观模型,掌握分压、分体积概念及计算。 ?理解真实气体与理想气体的偏差、临界现象。 ?掌握饱和蒸气压概念 ?理解范德华状态方程、对应状态原理和压缩因子图，了解对比状态方程及其它真实气体方程。 二、教学内容 1、理想气体及状态方程。 分压定律、分体积定律。 2、真实气体 真实气体与理想气体的偏差、压缩因子方程、范德华方程、维里方程 3、真实气体的液化 真实气体的液化(CO2的p-V图)、临界现象、临界参数、饱和蒸汽压、沸点。 3、对应状态原理及压缩因子图 对比参数、对应状态原理。 用压缩因子图进行普遍化计算。 三、介绍本章理论知识在科研及前沿领域的应用实例。 第二章热力学第一定律（10学时） 一、本章基本要求 中南大学研究生考试试卷 2009— 2010学年二学期期末考试试题时间110分钟 表面物理化学化学课程32学时2.0学分考试形式：开卷 专业班级：姓名学号 卷面总分100分，占总评成绩 70 %，卷面得分 一、选择题(每小题2分，共20分) 1.液体表面最基本的特性是（ A ） A.倾向于收缩 B.倾向于铺展 C.形成单分子吸附层 2.若将液体与毛细管壁间的接触角近似看作0°，则液体在毛细管中的液面可以看作（ C ） A.凹型 B.凸型 C.球面 3.下列方程均为计算液a/液b界面张力γab的经验公式，其中Fowkes公式为（ C ） A.γab =γa -γb B.γab =γa + γb -2（γaγb）1/2 C.γab =γa + γb -2（γa dγb d）1/2 4.吊片法测定液体表面张力时，要求尽可能采用表面粗糙的吊片材料，其目的是（ A ） A.改善液体对吊片的润湿使θ接近于0° B. 改善液体对吊片的润湿使θ接近于90° C.改善液体对吊片的润湿使θ接近于180° 5.溶液中溶剂记为1、溶质记为2，则吸附量Γ2(1)的含义为（ C ） A.单位面积表面相与含有相等总分子数的溶液相比较，溶质的过剩量 B.单位面积表面相与含有等量溶质的溶液相比较，溶剂的过剩量 C.单位面积表面相与含有等量溶剂的溶液相比较，溶质的过剩量 6.C12H25SO4Na（1）、C14H29SO4Na（2）、C16H33SO4Na（3）三种物质在水表面吸附达到饱和状态时，三种物质分子在表面所占面积a m存在下列关系（ B ） A. a m,1> a m,2> a m,3 B. a m,1≈a m,2≈a m,3 C. a m,1< a m,2< a m,3 7.苯在水面上先迅速展开后又自动收缩成为小液滴漂浮在水面上，用于描述苯液滴形状的表化专业术语是（ C ） A.二维液膜 B.多分子层 C.透镜 8.下列说法中不正确的是（ C ） A.任何液面都存在表面张力 B.平面液体没有附加压力 C.弯曲液面的表面张力方向合力指向曲率中心 D.弯曲液面的附加压力指向曲率中心 9.运用过滤手段进行溶胶净化的目的是（ B ） A.除掉反应过程中过量的副产物 B.除掉过量的电解质 C.除掉溶胶体系中的粗离子 10.对于胶体体系下列说法正确的是（ B ） A.电解质引发胶体体系聚沉的主要原因是使扩散层变厚 B.低浓度的聚合物可以使胶体体系发生聚沉，而高浓度的聚合物却可以使胶体体系稳定 C.胶体体系属于热力学多相体系，由于界面自由能显著，所以无论采取何种措施都不可 能获得相对稳定的胶体溶液 二、填空题(每小题2分，共20分) 1.液-固润湿过程有_沾湿_ ,_ 浸湿_ , _铺展_ . 2.固体自溶液中吸附时，极性吸附剂易于从非极性溶液中吸附__极性_____物质，而非极 性吸附剂易于从极性溶液中吸附__非极性____物质。 3. 理想气体绝热可逆和绝热不可逆过程的功，都可用公式V W C T =?计算，那两种过程的功是否一样? 答：不一样。过程不同，终态不相同，即ΔT 不一样，因此绝热可逆和绝热不可逆两过程所做功不一样。 6. 在相同的温度和压力下，一定量氢气和氧气从四种不同的途径生成水：（1）氢气在氧气中燃烧；（2）爆鸣反应；（3）氢氧热爆炸；（4）氢氧燃料电池。在所有反应中，保持反应始态和终态都相同，请问这四种变化途径的热力学能和焓的变化值是否相同? 答：应该相同。因为热力学能和焓是状态函数，只要始终态相同，无论通过什么途径，其变化值一定相同。这就是：异途同归，值变相等。 7. 理想气体向真空绝热膨胀后，他的温度将（ ）。 （A ）升高 （B ）降低 （C ）不变 （D ）不一定 答：（C ）对于理想气体而言，内能仅仅是温度的单值函数，经真空绝热膨胀后，内能不变，因此体系温度不变。 9. 公式?H = Q p 适用于哪个过程（ ）。 （A ）理想气体绝热等外压膨胀 （B ）H 2O （s ）273K 101.3kPa 垐垐垐垎噲垐垐垐，H 2O （g ） （C ）Cu 2+（aq ）+2e - → Cu （s ） （D ）理想气体等温可逆膨胀 答：（B ）式适用于不作非膨胀功的等压过程。 1. （1）一系统的热力学能增加了100kJ ，从环境吸收了40kJ 的热，计算系统与环境的功的交换量； （2）如果该系统在膨胀过程中对环境做了20kJ 的功，同时吸收了20kJ 的热，计算系统热力学能的变化值。 解：根据热力学第一定律：ΔU = W ＋ Q ，即有： （1）W =ΔU －Q = 100 – 40 = 60kJ （2）ΔU = W ＋ Q = -20 ＋ 20 = 0 2. 在300 K 时，有 10 mol 理想气体，始态压力为 1000 kPa 。计算在等温下，下列三个过程做膨胀功： （1）在100 kPa 压力下体积胀大1 dm 3 ； （2）在100 kPa 压力下，气体膨胀到压力也等于100 kPa ； （3）等温可逆膨胀到气体的压力等于100 kPa 。 解：根据理想气体状态方程p V= nRT ，即有： V nRT p = （1）∵ W = -p e ΔV = -p e (V 2－V 1) ∴ W = -100×103×1×10-3 = -100J 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 物化第8-10试卷 一、选择题 1. 物质表面张力的值与：( C ) A．温度无关B．压力无关C．表面大小无关D．另一相物质无关 2．在液面上，某一小面积S周围表面对S有表面张力，下列叙述不正确的是（ A ）A．表面张力与液面垂直； B．表面张力与S的周边垂直； C．表面张力沿周边与表面相切； D．表面张力的合力在凸液面指向液体内部(曲面球心)，在凹液面指向液体外部。 3. 表面活性物质的实质性作用是：( B ) A，乳化作用；B，降低表面张力；C，加溶作用；D，降低物质的溶解性 4．某温度压力下，有大小相同的水滴、水泡和气泡，其气相部分组成相同，见图。它们三者表面自由能大小为：（C） A．G a = G c < G b； B．G a = G b > G c ； C．G a < G b < G c ； D．G a = G b = G c 。 5．对于有略过量的KI存在的AgI溶胶，下列电解质中聚沉能力最强的是( D ) A . NaCl B. K3[Fe(CN)6] C. MgSO4 D. FeCl3 6.关于胶体和溶液的叙述中正确的是( C ) A. 胶体带电荷,而溶液呈电中性 B. 胶体加入电解质可产生沉淀,而溶液不能 C. 胶体是一种介稳性的分散系,而溶液是一种稳定的分散系 D. 胶体能够发生丁达尔效应,而溶液中不存在布朗运动 7．某化学反应的计量方程为A 2B C D k +??→+，实验测定得到其速率系数为3110.25(mol dm )s k ---=??，则该反应的级数为 （ C ） （A ）零级反应 （B ）一级反应 （C ）二级反应 （D ）三级反应 8．有一个平行反应，①1a,1,A B E k ???→；②2a,2,A D E k ???→。已知反应①的活化能大于反应②的活化能，即a,1a,2E E >，以下措施中哪一种不能改变获得产物B 和D 的比例？ ( B ) (A) 提高反应温度 (B) 延长反应时间 (C) 加入适当催化剂 (D) 降低反应温度 9. 下列说法错误的是( D ) A. 一步完成的反应是基元反应。 B. 由一个基元反应构成的化学反应称简单反应。 C. 由两个或两个以上基元反应构成的化学反应称复杂反应。 D. 基元反应都是零级反应。 10. 加入正催化剂使反应速度加快，下列叙述不正确的是( C ) A. 使反应体系的活化分子百分数增高 B. 使反应体系的活化分子总数增多。 C. 使反应体系的活化分子百分数降低。 D. 使反应体系的活化能降低。 二、选择题 1．溶胶的动力性质包括 布朗运动 、 扩散作用 和 沉降作用 。 《物理化学》教学大纲 课程类别：专业基础课 总学时：144学时 总学分：8学分 开设学期：第四、五学期 适用专业：化学专业、应用化学专业 先修课程：无机化学、分析化学、有机化学 一、课程性质与任务 物理化学是化学专业和应用化学专业的四大基础课程之一，是在无机化学、分析化学、有机化学课程的基础上开设的一门课程。该课程主要包括化学热力学和化学动力学两大部分，研究过程变化的可能性和速率问题。该门课程为后期学习化工基础等课程打下基础。 二、教学目的与要求 学生通过物理化学课程的学习，掌握物理化学的基本理论和基本方法，运用所学知识解决化学过程的一些实际问题，主要是：热力学三个定律，热力学基本函数及其变化的计算，并能运用这些知识定量地判断化学过程（包括溶液体系、相平衡、表面现象等）进行的方向与限度；化学动力学基本理论、几种重要的反应速率理论，并能运用这些知识定量的求算化学反应的基本动力学参数、能初步推测或判断化学反应的反应机理。 物理化学是化学基础课中比较抽象、理论性比较强的课程，也是培养学生逻辑思维和空间想象力的重要课程。物理化学中的许多分析问题、解决问题的方法是人们科学地认识自然界规律的典范，在学习物理化学课程的过程中，可以培养学生科学地分析问题、提出问题、和解决问题的能力。 三、教学时数分配 *选学#自学 四、教学内容和课时分配 绪论（2学时） 教学目的和要求 1.了解物理化学课程的研究内容、方法 2.了解学习物理化学课程的方法建议 教学重点：物理化学课程的研究内容 教学内容 物理化学课程的研究内容、方法；学习物理化学课程的方法建议 第一章热力学第一定律（15学时） 教学目的和要求 1.掌握热力学基本概念 2.理解热力学第一定律基本内容 3.掌握标准摩尔反应焓的计算 4.熟练掌握各种状态变化过程Q、W、△U、△H计算 教学重点：热力学第一定律基本内容、各种状态变化过程Q、W、△U、△H计算 教学难点：各种状态变化过程Q、W、△U、△H计算 教学内容 第一节热力学基本概念（5学时） 本节知识点包括系统与系统的性质、系统的状态、状态函数、过程与途径、热与功。 第二节热力学第一定律（2学时） 本节知识点包括热力学能、热力学第一定律、焓、热容。 第三节气体系统中的应用（4学时） 本节知识点包括理想气体、理想气体的等温过程、理想气体的绝热过程、Carnot循环、实际气体。 第四节化学反应系统中的应用（4学时） 本节知识点包括焓的规定值、标准摩尔反应焓的计算、等温化学反应、非等温化学 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。 长江大学工程技术学院教案/讲稿 一、选择题 1. 下列说法中不正确的是：( C ) (A) 生成的新鲜液面都有表面张力 (B) 平面液体没有附加压力 (C) 弯曲液面的表面张力的方向指向曲率中心 (D) 弯曲液面的附加压力指向曲率中心 2. 水在临界温度时的表面Gibbs自由能： （ C ） (A)(A) 大于零 (B) 小于零 (C) 等于零 (D) 无法确定 3. 一个 U 型管的两臂直径不同，一端为 1×10-3 m，另一端为 3×10-3 m，水的表 面张力为 0.072 N·m-1。如用这个 U 型管装上水来测量压力，将引入的误差为： ( B ) (A) 72 Pa (B) 192 Pa (C) 96 Pa (D) 288 Pa 4. 低压下，气体 A 在表面均匀的催化剂上进行催化转化反应, 其机理为： A(g) ＋ K A K ─→ B(g) ＋ K 第一步是快平衡, 第二步是速控步, 则该反应表观为几级? ( B ) (A) 零级 (B) 一级 (C) 二级 (D) 无级数 5 . 表面过程中ΔG（表面）= -W'的充要条件除了等温等压外，还有：( D ) A，不做其它功； B，热力学可逆； C，组成不变； D，是B和C。 6. 物质表面张力的值与：( C ) A，温度无关； B，压力无关； C，表面大小无关； D，另一相物质无关。 7. 以P平、P凸、P凹分别表示平面、凸面、凹面液体上的饱和蒸汽压，三者关系为：( B ) A，P平>P凹>P凸； B，P凸>P平>P凹； C，P凸>P凹>P平； D，三者相同。 8. 常见亚稳态现象都与表面性质有关，下面说法正确的是：( D ) A，过饱和蒸气是由于小液滴的蒸气压小于大液滴的蒸气压所致； B，过热液体形成原因是新相种子——小气泡的附加压力太小； C，饱和溶液陈化、晶粒长大，因为小晶粒溶解度比大晶粒大； D，人工降雨时在大气中撒入化学物质主要的目的是促进凝结中心形成 9. 对亲水性固体表面，其相应接触角θ是：( B ) A，θ>90°； B，θ<90°； C，θ=180°； D，θ可为任意角 1O. Langmuir吸附理论中说法符合基本假定得是：( A ) A，固体表面均匀、各处吸附能力相同；B，吸附分子可以是单层或多层分子层；C，被吸附 分子间有作用、相互影响；D，吸附和解吸附之间很难建立动态平衡。 11. Langmuir吸附形式之一：θ=bp/(1+bp),它不适用于：( C ) A，化学吸附；B，单分子层吸附；C，多种分子同时被强吸附；D，固体对稀溶液中溶质的吸 附。 12. 表面活性物质的实质性作用是：( B ) A，乳化作用；B，降低表面张力；C，加溶作用；D，降低物质的溶解性 13. 一定体积的水，当聚成一个大水球或分散成许多水滴时，同温度下，两种状态相 比，：以下性质保持不变的 ( B ) (A) 表面能 (B) 表面张力 (C) 比表面 第一章 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， 1.8 如图所示，一带隔板的容器中，两侧分别有同温、不同压的H2与N2，P(H2）=20kpa，P(N2)=10kpa,二者均可视为理想气体。 （1）保持容器内温度恒定,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）计算混合气体中H2和N2的分压力； （3）计算混合气体中H2和N2的分体积。 第二章 2.2 1mol水蒸气（H2O,g）在100℃，101.325kpa下全部凝结成液态水，求过程的功。假设：相对水蒸气的体积，液态水的体积可以忽略不计。 2.11 1mol某理想气体与27℃，101.325kpa的始态下，先受某恒定外压恒温压缩至平衡态，在恒容升温至97.0℃，250.00kpa。求过程的W,Q, ΔU, ΔH。已知气体的体积Cv,m=20.92J*mol-1 *K-1。 2.15 容积为0.1 m3的恒容密闭容器中有一绝热隔板，其两侧分别为0 ?C，4 mol 的Ar(g)及150 ?C，2 mol的Cu(s)。现将隔板撤掉，整个系统达到热平衡，求末态温度t及过程的。已知：Ar(g)和Cu(s)的摩尔定压热容分别为 及，且假设均不随温度而变。 解：图示如下 假设：绝热壁与铜块紧密接触，且铜块的体积随温度的变化可忽略不计 则该过程可看作恒容过程，因 此 假设气体可看作理想气体， ，则 2.25 冰（H2O,S）在100kpa下的熔点为0℃，此条件下的摩尔熔化焓ΔfusHm=6.012KJ*mol-1 *K-1。已知在-10~0℃范围内过冷水（H2O,l）和冰的摩尔定压热容分别为Cpm（H2O,l）=76.28J*mol-1 *K-1和Cpm（H2O,S）=37.20J*mol-1 *K-1。求在常压及-10℃下过冷水结冰的摩尔凝固焓。 O, l）在100 ?C的摩尔蒸发焓。水和2.26 已知水（H 2 水蒸气在25~100℃间的平均摩尔定压热容分别为Cpm（H2O,l）=75.75J*mol-1 *K-1和Cpm （H2O,g）=33.76J*mol-1 *K-1。求在25?C时水的摩尔蒸发焓。 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： 课程总学时：96 课程学分：4 适用专业：化学（师范） 一、课程简介（课程性质、教学目的与任务） 《物理化学》是高等院校化学相关专业一门必修的基础理论课，本课程的目的是在先行课的基础上，运用物理和数学的有关理论和方法进一步定量地研究物质化学变化的普遍规律。本大纲贯彻理论联系实际与少而精的原则，使学生了解并掌握物理化学的基础知识、基本理论和基本方法，以增强他们在今后的教学和科学研究中分析问题、解决问题的能力。 物理化学是研究物质的结构、性质及其变化规律的一门基础学科。通过教学的各个环节使学生达到各章中所提出的基本要求。讲授内容应分清主次，在注意系统性的原则下，针对本学科解决问题的思想和方法，着重讲解教材的重点与难点。必须重视习题课，课外辅导和批改作业等各个重要教学环节。 通过本课程学习要培养一种理论思维能力，体会和理解根据实验现象做出假设、建立模型，通过归纳或演绎上升为理论的科学研究和思维方法；用物理化学的观点和方法来看待一切与化学运动相关的问题，即用热力学观点分析其“可能性”，用动力学观点分析其“可行性”，用分子、原子结构的观点分析其内在原因，并结合具体条件运用理论解决实际问题。 二、课程内容与基本要求 本课程总学时：（师范96），具体分配如下： 各章的基本要求 绪论 着重阐明物理化学的意义，介绍学习物理化学的方法。 基本内容： 1. 物理化学的内容和任务。 2. 物理化学的形成、发展和前景。 3. 物理化学的研究方法。 4. 怎样学习物理化学。 5. 物理化学和中学化学教学。 6. 气体知识复习 7. 简单数学知识复习 第二章热力学第一定律 基本要求： 1. 了解热力学的一些基本概念，如系统、环境、功、热、状态函数、过程和途径 《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。 表面2A 一、选择题 1. 在催化剂表面上进行的双分子气相反应, 其机理为： A ＋K AK B ＋K BK AK ＋BK ─→C ＋D ＋2K 若催化剂表面是均匀的, 表面反应为控制步骤, 且A、B的吸附皆弱, 则反应表现为几级? ( ) (A) 零级(B) 一级 (C) 二级(D) 无数级 2. 298 K时，蒸气苯在石墨上的吸附，符合Langmuir 吸附等温式，在40 Pa 时，覆盖度θ= 0.05，当θ= 1/2 时，苯气体的平衡压力为：( ) (A) 400 Pa (B) 760 Pa (C) 1 000 Pa (D) 200 Pa 3. 在等温等压条件下，将1 mol水的表面积增加10 倍，作功为W，水的Gibbs自由能变化为?G，此时W与?G的关系为：(?U = Q - W) ( ) (A) ?G = -W(B) ?G = W (C) ?G < -W(D) 不能确定 4. 同一固体, 大块颗粒和粉状颗粒, 其溶解度哪个大? ( ) (A) 大块颗粒大 (B) 粉状颗粒大 (C) 一样大(D) 无法比较 5. 有一露于空气中的球形液膜，直径为2×10-3 m，表面张力为0.072 N·m-1，液膜的附加压力为（） (A)36 Pa (B) 72 Pa (C) 144 Pa (D) 288 Pa 6. 单组分气-液平衡体系，在孤立条件下，界面A 发生了d A > 0 的微小变化, 体系相应的熵变d S变化为：( ) (A) d S > 0 (B) d S = 0 (C) d S < 0 (D) 不能确定 7. 在下图的毛细管内装入普通不润湿性液体，当将毛细管右端用冰块冷却时，管内液体将：( ) (A) 向左移动(B) 向右移动 (C) 不移动(D) 左右来回移动 8. 在农药中通常都要加入一定量的表面活性物质, 如烷基苯磺酸盐, 其主要目的是：( ) (A) 增加农药的杀虫药性 (B) 提高农药对植物表面的润湿能力 （C）防止农药挥发 (D) 消除药液的泡沫 9. 对于亲水性固体表面，其表面张力间的关系是：( ) (A) γ固-水> γ固-空气(B) γ固-水< γ固-空气 《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》课程教学大纲
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