北京科技大学物理化学A1.8各种热效应
北京科技大学804物理化学A2014到2003十二套考研真题
(C)
(D) 电导池常数 Kcell
12. 下列说法不属于可逆电池特性的是： (A) 电池放电与充电过程电流无限小 (B) 电池的工作过程肯定为热力学可逆过程 (C) 电池内的化学反应在正逆方向彼此相反
2
()
(D) 电池所对应的化学反应 ΔrGm = 0
13. 讨论固体对气体等温吸附的朗格缪尔理论中，其最重要的基本假设为：( )
则 1100℃时反应 C(s) + 2Cu2S(s) = 4Cu(s) + CS2(g) 的 K ) 8.99×10-5 (C) 3.69×10-5 (D) 3.69×10-8
11. 对于同一电解质水溶液，当其浓度逐渐增加时，何种性质将随之增加：( )
(A) 稀溶液范围内的 (B)
()
(A) NO2 气体缓慢膨胀，始终保持化学平衡 NO2 = NO + (1/2)O2
(B) NO2 气体以一定速度膨胀，解离出来的 NO + (1/2)O2 总是低于平衡组成
(C) SO3 气体在解离为 SO2 + (1/2)O2 的条件下膨胀
(D) 水在-10℃时等温结冰
8. 2 摩尔液态 C2H5OH 在正常沸点完全转变为气态时，一组不变的热力学函数
()
10. 在 1100℃时 ，发生下列反应：
(1) C(s) + 2S(s) = CS2(g)
K (1)= 0.258
(2) Cu2S(s) + H2(g) = 2Cu(s) + H2S(g)
K (2)= 3.9×10-3
(3) 2H2S(g) = 2H2(g) + 2S(s)
K (3) = 2.29×10-2
华现象，有紫色气体出现，若维持温度不变，向容器中充入氧气使之压力达到
北京科技大学物理化学第2章 热力学第二定律
263K,101325Pa
ΔS1
ΔS3
1molH2O(l) ΔS2 1molH2O(s) 273K,101325Pa 可逆相变 273K,101325Pa
ΔS= ΔS1+ ΔS2+ ΔS3= -20.57 J/K
S环
- Q体系 T环
- (-5628) 263
21.4（0 J/K）
ΔS（孤立）= 0.83 J/K > 0 不可逆过程！
TII ,2
SII
nC
p,m
TII ,1
S III
nR ln
p1 p2
dT nR ln T 84.29J /
p1 43.43J / K p2
T2,II=175K
K
T2,III=273K
三个过程的不可逆程度依次增大，第一个过程为绝热
可逆过程。（为什么？）
变温过程的熵变
(4)没有相变的两个恒温热源之间的热传导
S1 S2
T2 nCp,mdT
T1
T
6.07 J / K
S孤立,1
T2 nCp,mdT
T1
T
Q体系,1 T环,1
4.133J / K
S孤立,2
T2 nCp,mdT
T1
T
Q体系,2 T环,2
1.019J / K
变温过程的熵变
(3)一定量气体，从 p1,V1,T1 到 p2 ,V2 ,T2 的过程。这种情 况一步无法计算，要分两步计算，有三种分步方法：
结论： dAT W 0
恒温时，系统的Helmholtz自由能的减量等于可 逆统过所程 做中 的系 功统 。所做的功，大于总不功可逆过程中系 Helmholtz自由能又被称为功函(work function)。 利用上式可以判断过程的可逆性。
北京科技大学物理化学A大纲
北京科技大学物理化学A大纲一、课程教学目的通过本课程学习，使学生对物理化学的内容和研究方法有较系统的理解和掌握，增强学生分析问题和解决问题的能力，并为进一步学习专业基础课和专业课打下基础。
二、课程教学基本要求1．课程重点：（1）判断化学变化的方向和限度问题。
主要让学生掌握热力学的三个基本定律。
（2）掌握热力学基本定律在多组分体系、相平衡、化学平衡及电化学平衡等方面的应用。
（3）掌握热力学基本定律在界面化学中的应用。
2．课程难点：热力学第二定律，相平衡，电化学平衡。
3．能力培养要求：通过本课程学习，使学生对物理化学的基本概念、原理、研究方法有较深入的认识和掌握，对物理化学学科中的科研发展前沿领域有所了解，培养物理化学方法论，独立分析问题、解决问题。
三、课程教学内容与学时课堂教学（72学时）1．绪论（1学时）了解物理化学学科的对象、内容，研究方法，了解相关科研前沿，了解本学科与专业及生产的关系，掌握学习方法和要求。
2．热力学第一定律（7学时）理解系统与环境、状态、状态函数、过程与途径等基本概念，了解可逆过程的概念。
掌握热力学第一定律文字表述和数学表达式。
理解功、热、热力学能、焓、热容、摩尔相变焓、标准摩尔反应焓、标准摩尔生成焓、标准摩尔燃烧焓等概念。
掌握化学反应热效应，反应进度，等压热效应与等容热效应的关系，盖斯定律，几种基本热效应，生成热，燃烧热，溶解热。
3．热力学第二定律及热力学第三定律（10学时）理解自发过程、卡诺循环、卡诺定理。
掌握热力学第二定律的文字表述和数学表达式。
理解熵、亥姆霍兹函数、吉布斯函数定义；掌握熵增原理、熵判据、亥姆霍兹函数判据、吉布斯函数判据。
掌握物质纯PVT变化、相变化中功、热、热力学能、焓、熵、亥姆霍兹函数、吉布斯函数的计算及热力学第一定律、热力学第二定律的应用。
掌握主要热力学公式的推导和适用条件。
掌握热力学基本方程和麦克斯韦关系式；理解推导热力学公式的演绎方法。
了解热力学第三定律，规定熵、标准熵，理解标准摩尔反应熵定义及计算。
北京科技大学物理化学A 2.7.
说明0 ℃、1atm下灰锡转变成白锡的反应不能自发进行， 相反白锡转变成灰锡的反应是自发的,此条件下灰锡稳定。
21/20
8/20
3、三种判据的说明-熵判据
(1)熵判据
在五个热力学函数U，H，S，A和G中，U和S是 最基本的，其余三个是衍生的。 熵具有特殊地位，因为所有判断反应方向和过程 可逆性的讨论最初都是从熵开始的，一些不等式是从
Clausius不等式引入的。 但由于熵判据用于孤立系统，既要考虑系统的
熵变，又要考虑环境的熵变，使用不太方便。
⑴ H2O(l, 0℃ ,100kPa) ⑵ ⑶
0℃
H2O(s, 0℃ ,100kPa)
268.2K下得： ΔG＝ ΔH －T ΔS ＝－541 J
A G ( pV ) G pV G
17/20
解法二： -5℃过冷水和冰的饱和蒸气压分别为 421Pa和401Pa，密度分别为1.0g· cm-3和0.91g· cm-3 ；
" " 表示不可逆，自发
即等温等容的自发变化总是朝着Helmholtz自由 能减少的方向进行，直至系统达到平衡。
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3、三种判据的说明- Gibbs自由能判据
(dG)T , p,W 0 0
" " 表示可逆，平衡
" " 表示不可逆，自发
即等温等压的自发变化总是朝着Gibbs自由能减
得出新状态函数：A=U TS
dAT WM AT WM
恒温过程中体系亥姆霍兹自由能 的减少等于体系所作的最大功。
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1.2亥姆霍兹自由能判据
北京科技大学2011年硕士学位研究生入学考题物理化学A
； 。
16 ． 硫酸与水可形成 H2SO4 H2O(s) 、 H2SO4 2H2O(s) 和 H2SO4 4H2O(s) 三种水合物，问在 101.325 kPa 的压力下能与硫酸水溶液、冰平衡共存的硫酸水合物最多可有________种。
三、计算题（每题15分）
1．1mol H2 (g) 从 100 K，4.1 dm3 加热到 600 K，49.2 dm3，若此过程是将气体置于 750 K 的 恒温炉中，让其反抗恒定外压 100 kPa 的方式进行。以氢气为体系，计算体系的 Q、W、ΔU、 ΔH、ΔS、ΔA 以及环境的熵变值。已知 H2 的规定熵值 S m (298K)=130.6 J·K-1，假设气体符 合理想气体性质，在此温度区间内摩尔等容热容为常数：20.83 J·K-1·mol-1 。
11．在等温等压下，当反应的ΔrG = 5 kJmol-1 时，该反应能否进行： (A) 能正向自发进行 (B) 不能判断 (C) 能逆向自发进行 (D) 不能进行
2D(g) 的速率方程为 v=kc(A)c2(B)，若使密闭的反应容器增大一 12．反应 A(g)+2B(g)
倍，则反应速率为原来的： （A）8 倍 （B）6 倍 （C） 1/8 （D）1/6
5． 已知电池 Pt|H2(p)|H2SO4(b=0.01mol·kg-1)|O2(p)|Pt 在 298.15 K 时的电动势 E=1.229 V， 液 态 水 的 Δ fHm (298.15K)= -285.84 kJ·mol-1 ， 则 该 电 池 所 对 应 的 电 池 反 应 为 ；电池电动势的温度系数为；所对应电池反应的ΔrHm 为；所对应电池反应的ΔrG m 为；所对应电池反应的ΔrSm 为 。 6．氯仿 (1) 和丙酮 (2) 形成非理想液体混合物，在 T 时，测得总蒸气压为 29398 Pa，蒸 气中丙酮的物质的量分数 y2= 0.818（设蒸气可看成理想气体） ，而该温度下纯氯仿的饱和蒸 气 压 为 29571 Pa ， 则 在 溶 液 中 氯 仿 的 活 度 为 ；活度的标准态 为 。 7．已知反应 2NH3(g)= N2(g)+ 3H2(g) 在某恒定温度下，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(g)+(3/2) H2(g)= NH3(g) 的标准平衡常数为： 。
北京科技大学自命题科目考试大纲物理化学A
804 物理化学A考试大纲
一、考试性质
物理化学A是考生报考北京科技大学材料和冶金相关专业的硕士研究生入学考试科目。
二、考试要求
物理化学A考试旨在考查考生对物理化学基础知识、基本理论的掌握程度，并在此基础上考查考生运用基础知识和基本理论分析问题、解决问题的能力。
三、考试形式与分值
1.考试方式：闭卷考试，可以带计算器。
2.考试时间：180 分钟
3.题型及分值：题型一般包括选择题、填空题和计算题，试卷满分150分。
四、考试内容
试题涵盖物理化学的如下内容：热力学第一定律、热力学第二定律、多组分系统热力学及在溶液中的应用、相平衡、化学平衡、电化学、表面物理化学、化学动力学。
1。
北京科技大学物理化学A总复习(考研、期末必备)
6/20
重要关系式及概念（2）
p B B ( g ) RT ln p pB B B ( g ) RT ln p
*
* B
A * A (T , p) RT ln a A
* B x , B (T , p) RT ln ax, B
** B b , B (T , p) RT ln ab, B ** B c , B (T , p) RT ln ac, B
可逆过程
17/20
重要图示（2）
多组分系统 化学势
18/20
重要图示（3）
蒸气压规律
活度的各种惯例 参考态
19/20
重要图示（4）
T
x 20/20
重要图示（5）
冷却过程
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G=1/R
k Gl / A Λm
def
c
Λ m m, m,
电化学平衡及计算
13/20
电化学
电解质溶液的活度
电化学平衡及计算
B RT EE ln aB zF B
r Gm RT E E E E ln aB zF zF
0
2
k Kc k
dc B 0 dt
k Ae
Ea RT
cB k1 (级数相同 ) cC k2
11/20
界面现象
界面热力学：基本的界面现象及其描述
p
(l )
p
(g)
2 cos h R g
* r *
2 r
Γ bp Γ 1 bp
Γ2
(1)
p 2 M ln p RTr s g l s cos g l
北京科技大学金属学与热处理期末考试资料
1、热处理的定义：根据钢件的热处理目的, 把钢加热到预定的温度，在此温度下保持一定的时间，然后以预定的速度冷却下来的一种综合工艺。
钢的热处理是通过加热、保温和冷却的方法，来改变钢内部组织结构，从而改善其性能的一种工艺。
凡是材料体系（金属、无机材料）中有相变发生，总可以采用热处理的方法，来改变组织与性能。
2、Ac1、Ac3、Accm的意义：对于一个具体钢成分来说，A1、A3、Acm是一个点，而且是无限缓慢加热或冷却时的平衡临界温度。
加热时的实际临界温度加注脚字母“C”，用Ac1、Ac3、Accm表示；冷却时的实际临界温度加注脚字母“r”，用Ar1、Ar3、Arcm表示。
3、什么是奥氏体化？奥氏体化的四个过程？是什么类型的相恋？将钢加热到AC1点或AC3点以上，使体心立方的α-Fe铁结构转变为面心立方结构的γ-Fe，这个过程就是奥氏体化过程。
从铁碳相图可知，任何成分碳钢加热到Ac1以上，珠光体就向奥氏体转变；加热到Ac3或Accm以上，将全部变为奥氏体。
这种加热转变称奥氏体化。
共析钢的奥氏体化过程包括以下四个过程：形核；长大；残余渗碳体溶解；奥氏体成分均匀化。
加热时奥氏体化程度会直接影响冷却转变过程，以及转变产物的组成和性能。
是扩散型相变。
4、碳钢与合金钢的奥氏体化有什么区别？为什么？在同一奥氏体化温度下，合金元素在奥氏体中扩散系数只有碳的扩散系数的千分之几到万分之几，可见合金钢的奥氏体均匀化时间远比碳钢长得多。
在制定合金钢的热处理工艺规范时，应比碳钢的加热温度高些，保温时间长些，促使合金元素尽可能均匀化。
5奥氏体晶粒的三个概念（初始晶粒、实际晶粒和本质晶粒）？奥氏体的初始晶粒：指加热时奥氏体转变过程刚刚结束时的奥氏体晶粒，这时的晶粒大小就是初始晶粒度。
奥氏体实际晶粒：指在热处理时某一具体加热条件下最终所得的奥氏体晶粒，其大小就是奥氏体的实际晶粒度。
奥氏体的本质晶粒：指各种钢的奥氏体晶粒的长大趋势。
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diff
7/20
3、溶解热
金属熔体内部的化学反应以及冶金过程中经常遇到溶液组元 之间的化学反应等。
3 例 1600 C, 2 Al(l ) O2 Al2O3( s) H1 1681kJ mol 1 2 求钢中的脱氧反应2[ Al ] 3[O] Al2O3( s)的热效应H2
o
由上表查得： Al(l ) [ Al ] H 3 43.09kJ mol 1 1 O2 [O] H 4 117.1kJ mol 1 2
盖斯定律
2 =H1 -2H3 -3H 4
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H m ?
已知：
f H FeO f HCO
f H Fe3O4
f HCO2
C石墨 +O2 =CO2 H1 1 C石墨 + O2 =CO H 2 2 1 Fe O2 FeO H 3 2 3Fe 2O2 Fe3O4 H 4
Hm (3H3 H1 ) (H2 H4 )
Hm i f Hi
3/20
4/20
2、燃烧热
1mol物质与氧反应，完全燃烧时的热效应称为该物 质的燃烧热。 H
C i
CH 3CO2 H 2O2 2CO2 2 H 2O(l ) 3 CH 3OH O2 CO2 2 H 2O(l ) 2 7 CH 3CO2CH 3 O2 3CO2 2 H 2O(l ) 2
第八节
各种热效应
1/20
1、生成热
由稳定单质化合生成1mol化合物的反应热效应， 称为该化合物的生成热。
1 C石墨 + O2 =CO 2
H298 =-110.00KJ mol
CO的生成热 1mol
f HCO
规定：稳定单质的生成热为零
2/20
1、生成热
Fe3O4 CO 3FeO CO2
H1
H 2 H3
CH3CO2 H CH3OH CH3CO2CH3 H2O(l ) H 4 ?
H4 H1 H2 H3
Hm i C Hi
5/20
6/20
3、溶解热
1mol溶质溶解于一定量溶剂中，形成某一浓度的溶液，所产生的热 效应叫做该浓度溶液的积分溶解热。 H int