物理化学上-物化14
物化上 13-14第一学期期中考试试卷
中国科学技术大学2013—2014学年第一学期期中考试试卷考试科目: 物理化学（上）得分:__________学生所在系:___________ 姓名:__________ 学号:___________一、选择题( 共20题40分)1 下述哪一种说法错误? ( )(A) 焓是定义的一种具有能量量纲的热力学量(B) 只有在某些特定条件下,焓变ΔH才与体系吸热相等(C) 焓是状态函数(D) 焓是体系能与环境能进行热交换的能量2. 当体系将热量传递给环境之后,体系的焓：( )(A) 必定减少(B) 必定增加(C) 必定不变(D) 不一定改变3. 一定量的理想气体从同一初态分别经历等温可逆膨胀、绝热可逆膨胀到具有相同压力的终态，终态体积分别为V1,V2，则：( ) > V2(B) V1< V2(C) V1= V2(D) 无法确定(A) V4. 恒压下,无相变的单组分封闭体系的焓值随温度的升高而: ( )(A) 增加(B) 减少(C) 不变(D) 不一定5. 对于下列的四种表述：(1) 因为ΔH=Q p，所以只有等压过程才有ΔH(2) 因为ΔH=Q p，所以Q p也具有状态函数的性质(3) 公式ΔH=Q p只适用于封闭体系(4) 对于封闭体系经历一个不作其它功的等压过程，其热量只决定于体系的始态和终态上述诸结论中正确的是：( )(A) (1) ，(4) (B) (3) ，(4) (C) (2) ，(3) (D) (1) ，(2)6. 某绝热封闭体系在接受了环境所做的功之后,其温度: ( )(A) 一定升高(B) 一定降低(C) 一定不变(D) 不一定改变7. 对于一定量的理想气体，下列过程可能发生的是：( )(1) 对外作功，同时放热(2) 体积不变，而温度上升，并且是绝热过程，无非体积功(3) 恒压下绝热膨胀(4) 恒温下绝热膨胀(A) (1),(4) (B) (2),(3) (C) (3),(4) (D) (1),(2)8. 在100℃和25℃之间工作的热机，其最大效率为：( )(A) 100 % (B) 75 % (C) 25 % (D) 20 %9.某定量均相纯流体从298 K,10pθ恒温压缩时,总物系的焓增加,则该物系从298 K,10pθ节流膨胀到邻近某一状态时,物系的温度必将：( )(A) 升高(B) 降低(C) 不变(D) 不能确定10.有一高压钢瓶，打开阀门后气体喷出钢瓶外，当内、外压力相等时，关闭阀门，这时钢瓶内温度与外界温度相比（）(A) 升高(B) 降低(C) 不变(D) 不能确定11.在隔离系统中发生一个变化，则ΔU和ΔH的变化值为（）(A) ΔU>0，ΔH>0 (B) ΔU< 0，ΔH< 0 (C) ΔU= 0，ΔH= 0 (D) ΔU= 0，ΔH不能确定12.在270K和标准大气压力下，一定量的过冷水凝结为同温同压下的冰，则系统和环境的熵变分别为（）(A) ΔS sys>0，ΔS sur >0 (B) ΔS sys<0，ΔS sur >0 (C) ΔS sys<0，ΔS sur <0 (D) ΔS sys>0，ΔS sur <013.298K时，1mol理想气体从1000KPa等温可逆膨胀至100KPa，则ΔG的值等于（）(A) -0.04KJ (B) -12.4 KJ (C) -1.24 KJ (D) -5.7KJ14. 若1 mol单原子分子理想气体，从始态p1 = 202 650 Pa和T1= 273 K沿着p/V=常数的途径可逆变化到终态为p2 = 405 300 Pa 则ΔH为：(A) 17.02 kJ (B) -17.02 kJ (C) -10.21 kJ (D) 10.21 kJ15. 理想气体符合如下哪个公式？（）(A) (∂T/∂p)s=V/C v(B) (∂T/∂p)s=V/C p(C) (∂T/∂p)s=V/R (D) (∂T/∂p)s=V16. 理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程，则下列说法正确的是：(A) 可以达到同一终态，视绝热膨胀还是绝热压缩而定(B) 从同一始态出发，不可能达到同一终态(C) 若绝热膨胀至同一终态体积时，不可逆过程的终态温度较低(D) 若绝热压缩至同一终态压力时，不可逆过程的终态温度较低17. 在等温条件下将1 mol N2 (g, pө)与1 mol Ar (g, pө)混合，混合气最后压力为2pө时混合过程的熵变为ΔS1；混合气最后压力仍为pө时混合过程的熵变为ΔS2，则：(A) ΔS1＜ΔS2(B) ΔS1 = ΔS2(C) ΔS1＞ΔS2(D) 不能确定18. 在pө和298 K时，C2H5OH (l)的Δc H mө = -1366.9 kJ·mol-1，CO2 (g)和H2O (l)的Δf H mө分别为-393.5 kJ·mol-1和-285.9 kJ·mol-1，若2.0 mol的C2H5OH (l) 在氧弹中燃烧，其热效应Q V 为(A) -1364.4 kJ (B) 1364.4 kJ (C) -2728.8 kJ (D) 2728.8 kJ19. 理想气体等温过程的ΔA(A) >ΔG (B) <ΔG (C) =ΔG (D) 不能确定20. 若某实际气体的状态方程为pV(1-βp) = nRT，273 K时将0.5 mol该气体压力由1013.25 kPa 减至101.325 kPa，已知在上述压力范围内，系数β为一常数（β= -9.277×10-6 kPa-1）。
物理化学上册-天津大学编写-第四版课件
02 03
近现代物理化学
20世纪以来，随着量子力学和统计力学的建立，物理化学得到了迅速发 展。人们开始深入研究物质的微观结构和性质，以及它们与宏观性质之 间的关系。
当前的研究热点
当前，物理化学领域的研究热点包括纳米材料、生物分子反应、能源转 化和存储等。这些研究为解决实际问题提供了新的思路和方法。
物理化学的应用领域
05
化学平衡与反应动力学
化学平衡的基本概念
平衡常数
描述化学反应达到平衡状态时各组分浓度关系的常数，是反应物 和生成物浓度的幂次方之比。
平衡常数的计算方法
通过实验测定平衡时各组分的浓度，然后代入平衡常数的计算公式 中求得。
平衡常数的意义
平衡常数是化学反应特征常数之一，可以用于判断反应是否达到平 衡状态以及平衡的移动方向。
分子碰撞与平均自由程
弹性碰撞
气体分子之间的碰撞过 中，能量不守恒或动量不 守恒。
平均自由程
气体分子在两次碰撞之间 所走的平均路程，与气体 分子的速度和气体分子的 密度有关。
04
相变与热力学性质
相变与相平衡
相变
物质从一种相转变为另一种相的 过程，如熔化、凝固、蒸发、凝
物理化学上册-天津大学编写-第四 版课件
• 绪论 • 热力学基础 • 气体分子运动论 • 相变与热力学性质 • 化学平衡与反应动力学
01
绪论
物理化学的定义与重要性
物理化学的定义
物理化学是化学的一个重要分支，主要研究物质在化学反应 中表现出的物理性质的变化规律和机制。它涉及到化学热力 学、化学动力学、溶液化学、表面化学等多个领域。
结等。
相平衡
描述不同相之间平衡状态的热力学 条件，如温度、压力、组成等。
《物理化学》课程教学大纲
物理化学课程教学大纲课程名称：物理化学英文名称：PhysicalChemistry课程编号：x2030672学时数：80其中实践学时数：0课外学时数：0学分数：5.0适用专业：能源化工一、课程简介物理化学课程是能源化工专业的一门重要专业基础课程。
课程内容包括化学热力学基础、化学动力学基础、多组分系统热力学、相平衡热力学、化学平衡热力学、界面层的热力学和动力学以及电化学系统的热力学和动力学等；其基础理论包括热力学、统计力学和量子力学；研究系统的状态及状态变化过程的方向与限度、速率和机理；为后续能源化工专业课的学习以及科学研究提供基础理论和研究方法。
通过物理化学课程的学习，使学生了解物理化学的研究内容、研究方法和发展现状，掌握物理化学中化学热力学、化学动力学的基本知识、基本原理和基本方法。
掌握有关物质变化过程的平衡与速率的基础理论和知识。
掌握物理化学基本原理和方法在化学平衡系统，相平衡系统，界面层以及电化学系统等方面的应用。
理解物理化学的理论知识在能源化工中的实际应用，获得应用物理化学的基本原理和方法分析能源化工相关问题的能力。
二、课程目标与毕业要求关系表三、课程教学内容、基本要求、重点和难点（一）绪论1、教学内容：物理化学发展历史，物理化学的研究内容、研究对象及研究方法。
2、基本要求了解物理化学发展历史，掌握物理化学的研究内容、研究对象及研究方法。
3、重点：物理化学的研究内容。
4、难点：物理化学的研究内容。
（二）化学热力学基础1、教学内容：热力学基本概念，热力学第一定律、热力学第二定律，热力学第三定律，掌握其原理和热力学方法及在物理化学过程中的应用，两个途径函数（W、Q）、五个状态函数（U、H、S、A、G）的性质、物理意义及增量值的计算，热力学基本方程、麦克斯韦关系式及状态方程式的导出及应用，偏摩尔量、化学势的定义及化学势作为判据在相变化、化学变化中的应用。
2、基本要求（1）熟练掌握热力学基本概念、术语。
814物理化学
814物理化学
【实用版】
目录
1.物理化学的定义和意义
2.物理化学的研究领域
3.物理化学的重要理论和方法
4.物理化学的应用
正文
物理化学，简称物化，是一门研究物质的物理性质和化学性质之间相互关系的学科。
它既是物理学的一个分支，也是化学的一个分支，因此在科学研究中具有重要的地位。
物理化学的研究领域主要包括热力学、动力学、量子力学、统计力学和化学动力学等。
热力学主要研究物质的热力学性质，如热、功、能量等；动力学则主要研究物质的化学反应速率和机理；量子力学和统计力学则是从微观角度研究物质的物理性质和化学性质；化学动力学则研究化学反应的速率和机理。
物理化学的重要理论和方法包括热力学定律、化学动力学方程、量子力学的波函数和统计力学的配分函数等。
这些理论和方法为我们理解和预测物质的性质提供了有力的工具。
物理化学在许多领域都有广泛的应用，包括材料科学、能源科学、环境科学、生物科学等。
例如，通过研究材料的物理化学性质，我们可以设计和制造出更优良的材料；通过研究能源的物理化学过程，我们可以开发出更高效的能源转换技术；通过研究环境的物理化学过程，我们可以更好地保护和改善环境；通过研究生物体内的物理化学过程，我们可以更深入地理解生命现象。
物理化学第四版课件
理。
物质分离与提纯
利用溶液的依数性可以进行物质 的分离与提纯，例如渗透压法、
蒸馏法等。
相平衡的应用
相平衡在化工、制药、材料等领 域有广泛的应用，例如通过相图 可以了解药物在不同温度和压力 下的稳定性，指导药物制备和储
存。
05
化学平衡与化学分析
物理化学的研究内容与学习方法
研究内容
物理化学包括化学热力学、化学动力学、表面与胶体化学、量子与统计力学等 分支，涉及物质性质、反应机制和调控手段等方面。
学习方法
学习物理化学需要掌握基本概念和原理，注重实验技能的培养，善于运用数学 工具进行计算和分析，同时要关注学科前沿动态，培养创新思维和解决问题的 能力。
化学分析中的误差与数据处理
误差的分类
系统误差、偶然误差和过失误差。
误差的表示方法
绝对误差和相对误差。
数据处理方法
有效数字的修约、平均值的计算、标准偏差 和变异系数的计算等。
提高分析准确度的方法
选择合适的分析方法、减小测量误差、消除 干扰因素等。
06
电化学基础与应用
电化学基本概念与电池反应
电极电位与电池电动势
电极电位是电极与溶液界面上电荷分布的结果，而电池电动势是 电池反应的驱动力。
电池反应与热力学
电池反应是氧化还原反应，其热力学可由吉布斯自由能变化来描述 。
电池分类
根据电极材料和电解质类型，电池可分为多种类型，如干电池、铅 酸蓄电池、锂离子电池等。
原电池与电解池的设计与应用
原电池设计
原电池是将化学能转化为 电能的装置，其设计需要 考虑电极材料、电解质、 电流密度等因素。
物化上册知识点总结
物化上册知识点总结一、物理化学基本概念和原理1. 物理化学的范围和任务物理化学是研究物质的物理性质与化学性质之间的关系的一门科学。
其任务是探讨物质的结构和变化规律，揭示物质变化的机理。
2. 物理化学基本概念物理化学的基本概念包括物质、物理量、物态、物质的结构等。
其中，物质是构成世界一切事物的基本成分，具有质量和体积；物理量是用来描述物质的特性或者物理过程的量；物态是物质的存在状态，包括固态、液态和气态等；物质的结构是指物质内部组织和排列的方式。
3. 物理化学的基本原理物理化学的基本原理包括热力学、动力学、统计力学等。
热力学是研究能量转化和能量传递的规律以及物质变化过程的规律；动力学是研究物质变化速率和变化规律的科学；统计力学是研究大量微粒系统的宏观性质与微观结构之间的关系的一门学科。
二、热力学1. 热力学基本概念热力学的基本概念包括热力学系统、状态参量和热力学定律。
热力学系统是指能够发生能量交换的物理系统；状态参量是用来描述系统状态的参量，包括内能、焓、熵等；热力学定律包括热力学第一定律、热力学第二定律和热力学第三定律。
2. 热力学状态函数热力学状态函数是用来描述系统状态的函数，包括内能、焓、熵等。
这些状态函数在对恒定温度和压力下的过程中不随着时间的改变而改变。
3. 理想气体状态方程理想气体状态方程描述了理想气体的状态与压力、体积、温度之间的关系。
它可以用来描述气体在不同条件下的状态。
4. 热力学第一定律热力学第一定律描述了能量守恒的原理，即系统的内能增加等于系统所吸收的热量与所做的功之和。
5. 热力学第二定律热力学第二定律描述了系统熵的增加原理，即在热平衡状态下，熵增不可能减少，熵在不可逆过程中总是增加。
6. 热力学第三定律热力学第三定律描述了熵的极限原理，即在零温度下，系统的熵为零。
7. 热力学循环热力学循环是指在热机中热能和机械能相互转化的过程。
热力学循环包括卡诺循环、斯特林循环等。
三、溶液1. 溶解过程溶解过程是指溶质与溶剂之间相互作用并形成溶液的过程。
物化上主要公式及使用条件
物理化学（上）主要公式及使用条件第一章 气体的pVT 关系 主要公式及使用条件1. 理想气体状态方程式nRT RT M m pV ==)/(或 RT n V p pV ==)/(m式中p ，V ，T 及n 单位分别为Pa ，m 3，K 及mol 。
m /V V n =称为气体的摩尔体积，其单位为m 3 · mol -1。
R =8.314510 J · mol -1 · K -1，称为摩尔气体常数。
此式适用于理想气体，近似地适用于低压的真实气体。
2. 气体混合物 （1） 组成摩尔分数 y B (或x B ) = ∑AA B /n n体积分数 /y B m,B B *=V ϕ∑*AV y A m ,A式中∑AA n 为混合气体总的物质的量。
Am,*V表示在一定T ，p 下纯气体A 的摩尔体积。
∑*AA m ,A V y 为在一定T ，p 下混合之前各纯组分体积的总和。
（2） 摩尔质量∑∑∑===BBBB B BB mix //n M n m M y M式中 ∑=BB m m 为混合气体的总质量，∑=BB n n 为混合气体总的物质的量。
上述各式适用于任意的气体混合物。
（3）V V p p n n y ///B B B B *=== 式中p B 为气体B ，在混合的T ，V 条件下，单独存在时所产生的压力，称为B 的分压力。
*B V 为B 气体在混合气体的T ，p 下，单独存在时所占的体积。
3. 道尔顿定律p B = y B p ，∑=BB p p上式适用于任意气体。
对于理想气体V RT n p /B B =4. 阿马加分体积定律V RT n V /B B =*此式只适用于理想气体。
5. 范德华方程RT b V V a p =-+))(/(m 2mnRT nb V V an p =-+))(/(22式中a 的单位为Pa · m 6 · mol -2，b 的单位为m 3 · mol -1，a 和b 皆为只与气体的种类有关的常数，称为范德华常数。
物化
1.从微观角度面言，熵具有统计意义，它是体系微观状态数混乱度的一种量度。
熵值小的状态对应于比较有序的状态。
在隔离体系中，自比较有序的状态向比较无序的状态变化，是自发变化的方向。
2.稀溶液的依数性是指在指定溶剂的种类和数量后，其性质仅取决于所含溶质分子的数目，而与溶质的本性无关。
3.卡诺循环包含了两个恒内能过程和两个绝热过程。
4.相律表述了平衡系统中相数、独立组分数及自由度数之间的关系。
5.焦耳汤姆逊所做实际气体的节流过程是等焓过程。
6.物理化学包括化学热力学、化学动力学、物质结构三方面的内容。
7.一定量的理想气体，从同一初态分别经历等温可逆膨胀、绝热可逆膨胀到具有相同压强的终态、终态体积分别为V1,V2，则V1>V2(填＞，＜或＝)8.热力学第一、第二、第三定律的表达式为ΔU=Q+W、dS≥δQ/T 、S0K=0。
9.对于封闭系统，其熵判据：对于绝热系统或孤立系统，其熵判据：10.亥姆霍兹自由能A的定义式A=U－TS对于封闭系统，等温时，系统亥姆霍兹自由能的减少≥系统对外所做的功。
填（≥，≤或=）11.对于稀溶液，其依数性的表现有：蒸气压下降，凝固点降低、沸点升高、渗透压。
12.一定量的理想气体在恒温下体积1V膨胀到V2，其∆G=013.在只做体积功的情况下，∆A≤0作为平衡判据的适用条件是（等温，等容）。
14.在（理想液态混合物）中，拉乌尔定律和亨利定律一致。
15.实际气体经节流膨胀过程：Q=0，△H=0 ，△p<016.273K，pθ1mol冰融化为水，则0,0,0,0>∆>∆<>HUWQ17.理想溶液混合熵∑-=∆BB BmixxnRS ln混合Gibbs自由能∑=∆BB BmixxnRTG ln⎰≥∆≥BATQSTQdSδδ或0≥∆≥SdS或18.隔离系统中进行的∆S 大于零的过程，一定是自发过程 19.温度为273K ，106Pa 压力下液态水和固态水的化学势之间的关系为20.改变反应物的浓度将影响化学平衡，这是由于 （ △r G θm ）发生改变所致30.等温下，一个封闭体系所做的最大功等于Helmholz 自由能的减少，等温等压下，一个封闭体系所做的最大非膨胀功等于Gibbs 自由能的减少。
《物理化学》第四版上册(天大)
2.有纯凝聚态物质参加的理想气体化学反应
3.相关化学反应标准平衡常数之间的关系
4.标准平衡常数K？的测定
5.平衡组成的计算
6.其它的平衡常数
5.3 温度对标准平衡常数的影响
1.范特霍夫方程
2.△rH？为定值时范特霍夫方程的积分式
3.△rH？为温度的函数时范特霍夫方程的积分式
[General Information]
书名=物理化学上册第四版
作者=
页数=318
SS号=11413464
出版日期=
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前言
目录
绪论
0.1 物理化学课程的内容
0.2 学习物理化学的要求及方法
0.3 物理量的表示及运算
1.物理量的表示
2.对数中的物理量
2.溶质的化学势
3.其它组成标度表示的溶质的化学势
4.溶质化学势表示式的应用举例——分配定律
4.7 稀溶液的依数性
1.溶剂蒸气压下降
2.凝固点降低(析出固态纯溶剂)
3.沸点升高(溶质不挥发)
4.渗透压
4.8 逸度与逸度因子
1.逸度及逸度因子
2.逸度因子的计算及普遍化逸度因子图
6.4 二组分理想液态混合物的气-液平衡相图
1.压力组成图
2.温度-组成图
6.5 二组分真实液态混合物的气-液平衡相图
1.蒸气压-液相组成图
2.压力-组成图
3.温度-组成图
4.小结
6.6 精馏原理
6.7 二组分液态部分互溶系统及完全不互溶系统的气-液平衡相图
1.部分互溶液体的相互溶解度
(推荐)《物理化学》PPT课件
18
正偏差在 p-x图上有最高点
在p-x图上有最高点者， 在T-x图上就有最低点，这 最低点称为最低恒沸点 （ low-boiling azeotropic point）。此时的混合物称为 最低恒沸混合物 (minimum boiling azeotropic)。它是 混合物而不是化合物
属于此类的体系有：H 2 O -C 2 H 5 O H , C H 3 O H -C 6 H 6, C2H5OH -C6H6等。在标准压力下，H2O-C2H5OH 19 的最低恒沸点温度为351.28K，含乙醇95.57 。
负偏差在 p-x图上有最低点
在p-x图上有最低点， 在T-x图上就有最高点， 这最高点称为最高恒沸 点（high-boiling azeotropic point）。处 在最高恒沸点时的混合 物称为最高恒沸混合物 （maximum boiling azeotrope ）。
属于此类的体系有：H 2O-HN 3,H 2 O O-H等C。l在标 准压力下，H2O-HC的l 最高恒沸点温度为381.65 K， 含HCl 20.24，分析上常用来作为标准溶液。 20
杠杆规则 Lever Rule
在p-x图的两相区，物系点O代表了体系总的 组成和温度。
通过O点作平行于横坐标 的等压线，与液相和气相线分 别交于M点和N点。MN线称 为等压连结线（tie line）。
22
由图可以看出
xA-x1=OM x2 – xA= ON
所以 N气·OM = n液·ON
P159 例题5
23
x
蒸馏与精馏
Distillation and Fractional Distillation 简单蒸馏 简单蒸馏只能把双 液系中的A和B粗略分 开。