物理化学实验考试复习完全版
物理化学复习题第六版
物理化学复习题第六版物理化学是一门研究物质在不同物理条件下的化学性质和变化规律的学科，它将物理原理应用于化学过程，揭示了物质的微观结构和宏观性质之间的关系。
在准备物理化学的复习时，理解基本概念、掌握重要公式和原理是至关重要的。
以下是一些物理化学复习题，旨在帮助学生巩固和测试他们对物理化学知识的理解。
1. 热力学第一定律和第二定律的基本原理是什么？- 热力学第一定律是能量守恒定律在热力学过程中的体现，它表明在一个封闭系统中，能量不能被创造或消灭，只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个系统转移到另一个系统。
公式表示为：ΔU = Q - W，其中ΔU是系统内能的变化，Q是系统吸收的热量，W是系统对外做的功。
- 热力学第二定律则描述了能量转化的方向性和效率，它指出自然过程是不可逆的，并且总是伴随着熵的增加，即自然过程总是趋向于熵增的方向。
2. 描述理想气体状态方程，并解释其物理意义。
- 理想气体状态方程为PV = nRT，其中P是压强，V是体积，n是摩尔数，R是理想气体常数，T是绝对温度。
这个方程表明，在一定温度和摩尔数下，理想气体的压强和体积的乘积是一个常数。
它反映了理想气体分子之间没有相互作用，并且分子运动遵循麦克斯韦-玻尔兹曼分布。
3. 什么是化学平衡？化学平衡常数如何计算？- 化学平衡是指在一个封闭系统中，正反应和逆反应的速率相等，系统宏观性质不再发生变化的状态。
化学平衡常数K是描述平衡状态的量，它与反应物和生成物的浓度有关，计算公式为K = [生成物]^n/ [反应物]^m，其中n和m分别是生成物和反应物的系数。
4. 描述范德华方程，并解释其与理想气体状态方程的区别。
- 范德华方程是P = (nRT/(V - nb)) - a/V^2，其中a和b是与分子间作用力和分子大小有关的常数。
与理想气体状态方程相比，范德华方程考虑了分子间的吸引力和分子的体积，因此更接近于实际气体的行为。
5. 什么是表面张力？它如何影响液体的物理性质？- 表面张力是液体表面分子之间的相互吸引力，它使得液体表面呈现出一种类似于薄膜的张力。
物理化学考前复习：基础知识+重点(考前必备)
物理化学考前复习：基础知识+重点(考前必备)物理化学考前复习：基础知识+重点（考前必备）第一章热力学第一定律1、热力学三大系统：（1）敞开系统：有物质和能量交换；（2）密闭系统：无物质交换，有能量交换；（3）隔绝系统（孤立系统）：无物质和能量交换。
2、状态性质（状态函数）：（1）容量性质（广度性质）：如体积，质量，热容量。
数值与物质的量成正比；具有加和性。
（2）强度性质：如压力，温度，粘度，密度。
数值与物质的量无关；不具有加和性，整个系统的强度性质的数值与各部分的相同。
特征：往往两个容量性质之比成为系统的强度性质。
3、热力学四大平衡：（1）热平衡：没有热隔壁，系统各部分没有温度差。
（2）机械平衡：没有刚壁，系统各部分没有不平衡的力存在，即压力相同（3）化学平衡：没有化学变化的阻力因素存在，系统组成不随时间而变化。
（4）相平衡：在系统中各个相（包括气、液、固）的数量和组成不随时间而变化。
4、热力学第一定律的数学表达式：∆U = Q + W Q为吸收的热（+），W为得到的功（+）。
12、在通常温度下，对理想气体来说，定容摩尔热容为：单原子分子系统,V m C =32R双原子分子（或线型分子）系统 ,V m C =52R多原子分子（非线型）系统 ,V m C 632R R ==定压摩尔热容：单原子分子系统 ,52p m C R =双原子分子（或线型分子）系统 ,,p m V m C C R -=,72p m C R =多原子分子（非线型）系统 ,4p m C R =可以看出：,,p m V m C C R -=13、,p m C 的两种经验公式：,2p m C a bT cT =++ （T 是热力学温度，a,b,c,c ’ 是经,2'p m c C a bT T=++ 验常数，与物质和温度范围有关）14、在发生一绝热过程时，由于0Qδ=，于是dU W δ=理想气体的绝热可逆过程，有：,V m nC dTpdV =- ⇒ 22,11lnln V m T V C R T V =- 21,12ln ,ln V m p V C Cp m p V ⇒= ,,p mV mC pV C γγ=常数 =>1. 15、-焦耳汤姆逊系数：J T T=()H pμ∂∂- J T μ-＞0 经节流膨胀后，气体温度降低；J T μ-＜0 经节流膨胀后，气体温度升高； J T μ-=0 经节流膨胀后，气体温度不变。
物理化学复习详解
精品物理化学复习详解马丽英物理化学课程考试复习提纲.物理化学复习提纲第一章热力学第一定律一、重要概念系统与环境,孤立系统,封闭系统,敞开系统,广度性质加和性:V,U,H,S,F,G,强度性质摩尔量,T,p,功,热,内能,焓,热容,状态与状态函数,平衡态,过程函数Q,W,可逆过程,真空膨胀过程,标准态,标准反应焓,标准生成焓,标准燃烧焓二、重要公式与定义式1. 体积功: W= -pdV 外2. 热力学第一定律: ,U = Q+W , dU =,Q +,W3焓的定义: H=U + pV4热容:恒容摩尔热容 C = ,Q /dT = dU/dT ,VmV mV恒压摩尔热容 C = ,Q /dT = dH/dT ,pmp mP理想气体:C- C=R ;凝聚态:C- C 0 ,,,,pmVmpmVm5. 标准摩尔反应焓:由标准生成焓,H T或标准燃烧焓,H f Bc BT计算,, ,H= ,v,HT = -,v,HT rmBfBBc B6. 基尔霍夫公式适用于相变和化学反应过程T2, HT= ,HT+,C dT ,,rm2rm1rpmT11马丽英物理化学课程考试复习提纲.7. 恒压摩尔反应热与恒容摩尔反应热的关系式Q-Q = ,HT -,UT =,vgRT pVrmrmB三、各种过程Q、W、,U、,H 的计算1解题时可能要用到的内容1 对于气体,题目没有特别声明,一般可认为是理想气体,如N,O,H等; 222恒温过程dT=0,,U=,H=0, Q=W非恒温过程,,U = n C,T, ,H = n C,T ,,Vm pm2 对于凝聚相,状态函数通常近似认为只与温度有关,而与压力或体积无关,即,U ,H= n C,T ,pm2 恒压过程:p=p=常数,无其他功W'=0 外T21 W= -pV-V, ,H = Q =n C dT,,U =,H-, pV,外,,21ppmT1 Q=,U-W2 真空膨胀过程理想气体:dT=0,W=0,Q=,U=,H=03 恒外压过程:首先计算功W,然后计算,U,再计算Q,,H;3. 恒容过程 :dV=02马丽英物理化学课程考试复习提纲.T2W=0,Q,=,U = n CdT, ,H=,U+V ,p ,VVm,T14绝热过程:Q=0TT221 绝热可逆过程 W=-pdV = ,U =n CdT ,Vm,,TT11,H=,U+, pV,,,-1,-1,1-,,1-, 理想气体:pV= pV TV= TV Tp= Tp 112211221122p V/T= pV/T 111222TT222 绝热一般过程:由方程W =-pdV = ,U = n CdT 建外,,,Vm TT11立方程求解;5节流过程等焓过程:,H=0,Q=06. 相变过程:1 可逆相变正常相变或平衡相变:在温度T对应的饱和蒸气压下的相变,如水在常压下的0 结冰或冰溶解,100 时的汽化或凝结等过程;由温度T下的焓变计算另一温度T下的焓变 12T2 ,HT= ,HT+ , C dT ,,m2m1pmT12 不可逆相变:利用状态函数与路径无关的特点,根据题目所给的条件,设计成题目给定或根据常识知道的比如水的正常相变点若干个可逆过程,然后进行计算;3马丽英物理化学课程考试复习提纲.7化学过程:标准反应焓,H的计算 rm1 由298.15K时的标准摩尔生成焓或标准摩尔燃烧焓计算标准摩尔反应焓,,H,,v,,HB ,,,v,H,B rmBfmBcm再利用基尔霍夫公式计算另一温度T时的标准反应焓;注意:生成反应和燃烧反应的定义,以及标准摩尔生成焓或标准摩尔燃烧焓存在的联系; 例如 HOl的生成焓与H的燃烧焓,CO 222的生成焓与C石墨的燃烧焓数值等同;2一般过程焓的计算:基本思想是1,再加上相变中的焓变等;4马丽英物理化学课程考试复习提纲.第二章热力学第二定律一、重要概念卡诺循环,热机效率,熵,摩尔规定熵,标准熵,标准反应熵,亥姆霍兹函数,吉布斯函数二、主要公式与定义式1. 热机效率:,, = -W / =+Q/ Q= 1 – T/ T T , T分别2122 1 221为高温,低温热源2卡诺定理:任何循环的热温熵小于或等于0Q/ T+ Q/ T 0 1 1 2 2克老修斯R.Clausius 不等式:T2,S ,Q/ T ,r T1T23熵的定义式:dS =,Q/ T ,r T14亥姆霍兹helmholtz能: F=U-TS5吉布斯Gibbs能:G=H-TS,G=F+pV6热力学第三定律:S0K,完美晶体= 0 7过程方向的判据:1 恒T、恒p、W ’=0过程:dG<0,自发不可逆;dG=0,平衡可逆; 2 一般过程:5马丽英物理化学课程考试复习提纲.,S隔离>0,自发不可逆; ,S隔离=0,平衡可逆; 3 恒T、恒V、W ’=0过程:dF<0,自发不可逆;dF=0,平衡可逆; 8可逆过程非体积功的计算' 1 恒温可逆过程功:W= ,F,W= ,F, r T r T,V'2 恒温恒压过程非体积功:W =,G ,rTp9. 热力学基本方程封闭系统,不需可逆关键式: dU =T dS-pdV dU =,Q +,W ,可逆过程: Q= rT dS, W= p dV r其他式重点掌握: dG = -SdT + V dp H=U+pV,G=H,TS,微分处理得恒压下: dG= -SdT 和恒温: dG= -Vdp ; 三、,S、,F、,G的计算1,S的计算1理想气体pVT过程的计算dS=,Q/ T =dU-,W/T =nCdT-pdV/T ,r rVm积分结果:,S = nClnT/T + nRlnV/V ,Vm2121= nClnT/T + nRlnp/p ,pm2112T22 恒容过程: ,S = nC/T dT ,,VmT16马丽英物理化学课程考试复习提纲.T23 恒压过程: ,S = nC/T dT ,pm,T14 相变过程:可逆相变 ,S =,H/T;非可逆相变需设路径计算5 环境过程:认为是恒温的大热源,过程为可逆,,,,,,,,,,,,,,,,,,S= Q环/T环 = -Q系/T环 r6 标准摩尔反应熵的计算,,,,,,,,,,,,,,,,, ,S= ,v S rmBm2, G的计算1 平衡相变或反应过程:,G=02 恒温过程: ,G=,H- T,S3 非恒温过程:,G=,H- ,TS =,H -,ST-TS 2211诀窍:题目若要计算,G,一般是恒温过程;若不是恒温,题目必然会给出绝对熵;3,F的计算1 恒温恒容不做非体积功可逆过程: ,F=02 恒温:,F =,U -T, S=, G-,pV3 非恒温过程: , G=,U- ,TS =,U-TS-TS 2211诀窍:题目若要计算,F,一般是恒温过程;若不是恒温,题目必然会给出绝对熵;4、化学势7马丽英物理化学课程考试复习提纲.,X1摩尔量 X,BmTPn,,,jB,,nBkdXXnXnXnXdn,,,,,....,1122kkBB,1BXXnXnXn,,,,...........1,12,2,mmimi,G,,,G2化学势 BBmTpn,,,jB,,nBpOB,,,,lnTRT BBOp,,,,,lnTpRTx,,,,,lnTpRTx BBxBAAA,cmBB,,,,,lnTpRT,,,,,lnTpRT BBc,BBm,OOcm3化学势的应用,,, ,相平衡中 dG=dG+dG=,- ,dn B BB化学反应中 dG=, ,, ,0 BB8马丽英物理化学课程考试复习提纲.第三章化学平衡一、主要概念摩尔反应吉布斯函数变,压力商,标准平衡常数,转化率,产率二、主要公式与方程,1理想气体反应的等温方程:,G = ,G+RTlnQ rmrmp注意:对于多相反应,通常只考虑气相组分,固相或液相的活度近似认为为1;, ,,标准反应摩尔吉布斯能变:,G=,vµ= -RT ln K rmBB2平衡常数与温度的关系-化学反应的等压方程2,, G/T /,T = -, H/T ,rmpxrm2,dlnK/ dT = ,H/RT 微分式 rm,,,若,H 为常数lnK/ K = -, H/R1/T- 1/T 定积分 rm21rm2 1lnK = -, H/R1/T + C 不定积分 rm3各种平衡常数的关系与影响理想气体反应平衡的其它因素,,,- ,v ,,v, ,v, ,v K= K p= K p/p = K RT/p= K p/p,n总总pxcnB,1 若反应的,v>0,总压p增大,K不变,K减少,产物摩尔分x数减少,反应朝反应物方向移动;2 惰性组分的影响:相当于降低总压;9马丽英物理化学课程考试复习提纲.物理化学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pV,m/MRT,nRTpV,pV/n,RTm或3式中p,V,T及n单位分别为Pa,m,K及mol; 称为气体的摩尔体VVn,/m3 -1-1 -1积,其单位为m mol; R=8.314510 J mol K,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 或x = n/nBBBA,A,,,,yV/m,BBB体积分数 yVm,A,AA,Vm,A式中为混合气体总的物质的量;表示在一定T,p下纯气体A的摩尔nA,A ,体积;为在一定T,p下混合之前各纯组分体积的总和; yVm,A,AA2 摩尔质量M,yM,m/n,M/nmixBBBB,,,BBB 式中为混合气体的总质量,为混合气体总的物质的量;上述m,mn,nBB,,BB各式适用于任意的气体混合物;10马丽英物理化学课程考试复习提纲.,y,n/n,p/p,V/VBBBB3式中p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B ,V分压力;为B气体在混合气体的T,p下,单独存在时所占的体积; B3. 道尔顿定律p= yp, p,pB BB,B上式适用于任意气体;对于理想气体p,nRT/VBB4. 阿马加分体积定律,V,nRT/VBB此式只适用于理想气体;5. 范德华方程2p,a/VV,b,RTmm22p,an/VV,nb,nRT6 -23 -1baa式中的单位为Pa m mol,b的单位为m mol,和皆为只与气体的种类有关的常数,称为范德华常数;此式适用于最高压力为几个MPa的中压范围内实际气体p,V,T,n的相互计算;6. 维里方程23 pV,RT1,B/V,C/V,D/V,......mmmm''2'3及 pV,RT1,Bp,Cp,Dp,......m上式中的B,C,D,…..及B‘,C‘,D‘….分别称为第二、第三、第四…维里系数,11马丽英物理化学课程考试复习提纲. 它们皆是与气体种类、温度有关的物理量;适用的最高压力为1MPa至2MPa,高压下仍不能使用;7. 压缩因子的定义Z,pV/nRT,pV/RTmZ的量纲为一;压缩因子图可用于查找在任意条件下实际气体的压缩因子;但计算结果常产生较大的误差,只适用于近似计算;第二章热力学第一定律主要公式及使用条件1. 热力学第一定律的数学表示式,U,Q,W'或dUQWQpVW,,,,,δδδdδamb规定系统吸热为正,放热为负;系统得功为正,对环境作功为负;式中 p为环amb ‘境的压力,W为非体积功;上式适用于封闭体系的一切过程;2. 焓的定义式H,U,pV3. 焓变,H,,U,,pV1,pV,pV,V,pVpV21式中为乘积的增量,只有在恒压下在数值上等于体积功;2,,HnCTd2 p,m,1此式适用于理想气体单纯pVT变化的一切过程,或真实气体的恒压变温过程,或12马丽英物理化学课程考试复习提纲. 纯的液体、固体物质压力变化不大的变温过程;4. 热力学能又称内能变2 ,,UnCTdV,m,1此式适用于理想气体单纯pVT变化的一切过程;5. 恒容热和恒压热QU,,d0,'0VW,,VQH,,d0,'0pW,,p6. 热容的定义式1定压热容和定容热容CQTHT,,,,δ/d/pppCQTUT,,,,δ/d/VVV2摩尔定压热容和摩尔定容热容CCnHT,,,,//ppp,mmCCnUT,,,,//VVV,mm上式分别适用于无相变变化、无化学变化、非体积功为零的恒压和恒容过程; 3质量定压热容比定压热容cCmCM,,//ppp,m式中m和M分别为物质的质量和摩尔质量;CCR,,4 pV,m,m此式只适用于理想气体;5摩尔定压热容与温度的关系23CabTcTdT,,,, p,ma式中, b, c及d对指定气体皆为常数;13马丽英物理化学课程考试复习提纲. 6平均摩尔定压热容T2 ,,CTTTd/C,m,,m21ppT17. 摩尔蒸发焓与温度的关系T2,,,,,HTHTCTd vapm2vapm1vap,m,pT1或 /,,,,,HTCvapmvap,mpp式中 = g —l,上式适用于恒压蒸发过程; ,CCCvap,mpp,mp,m8. 体积功1定义式,W,,pdVambW,,pdV,amb或W,,pV,V,,nRT,T12212 适用于理想气体恒压过程;3 适用于恒外压过程; W,,pV,Vamb12V24 适用于理想气体恒温W,,pdV,,nRTlnV/V,nRTlnp/p2121,V1可逆过程;WUnCTT,,,,C5 适用于为常数的V,m21V,m理想气体绝热过程;9. 理想气体可逆绝热过程方程CRV,m //1TTVV,2121C,Rp,m //1TTpp,2121rp/pV/V,12121 14马丽英物理化学课程考试复习提纲. 上式中,称为热容比以前称为绝热指数,适用于为常数,理,,CC/CpV,m,mV,m想气体可逆绝热过程p,V,T的计算;10. 反应进度,,,n/,BB上式是用于反应开始时的反应进度为零的情况,,为反应前B,n,n,nnBBB,0B,0 ,,B的物质的量;为B的反应计量系数,其量纲为一;的量纲为mol;11. 标准摩尔反应焓θθθ ,,,,,,HHH,,,,B,B, ,,rmBfmBcmθθ,式中及分别为相态为的物质B的标准摩尔生成焓和标准,HB,,,HB,,fmcm ,摩尔燃烧焓;上式适用于=1 mol,在标准状态下的反应;,12. 与温度的关系 ,HrmT2θθ ,,,,,HTHTCTdrm2rm1r,mp,T1式中 ,适用于恒压反应; ,,CC,B,r,m,mppB13. 节流膨胀系数的定义式,,,,/Tp JT,H,J,T又称为焦耳-汤姆逊系数;第三章热力学第二定律主要公式及使用条件1. 热机效率15马丽英物理化学课程考试复习提纲.,,,W/Q,Q,Q/Q,T,T/T112112112式中和分别为工质在循环过程中从高温热源T吸收的热量和向低温热源T12放出的热;W为在循环过程中热机中的工质对环境所作的功;此式适用于在任意两个不同温度的热源之间一切可逆循环过程;2. 卡诺定理的重要结论,0,可逆循环,Q/T,Q/T1122 ,,0,不可逆循环,任意可逆循环的热温商之和为零,不可逆循环的热温商之和必小于零;3. 熵的定义dSQT,δ/r4. 克劳修斯不等式,δQT/, 可逆dS,,δQT/, 不可逆5. 熵判据,0, 不可逆,S,,S,,Sisosysamb ,,0, 可逆式中iso, sys和amb分别代表隔离系统、系统和环境;在隔离系统中,不可逆过程即自发过程;可逆,即系统内部及系统与环境之间皆处于平衡态;在隔离系统中,一切自动进行的过程,都是向熵增大的方向进行,这称之为熵增原理;此式只适用于隔离系统;6. 环境的熵变,S,Q/T,,Q/Tambambambsysamb16马丽英物理化学课程考试复习提纲. 7. 熵变计算的主要公式222δQddddUpVHVp,,r ,,,,S,,,111TTT,S,W,0对于封闭系统,一切的可逆过程的计算式,皆可由上式导出1,,,SnCTTnRVVln/ln/V,m2121,,,SnCTTnRppln/ln/p,m2112,,,SnCppnCVVln/ln/Vp,m21,m21pVT上式只适用于封闭系统、理想气体、为常数,只有变化的一切过程 CV,m2 ,,SnRVVnRppln/ln/,T2112此式使用于n一定、理想气体、恒温过程或始末态温度相等的过程;3 ,,SnCTTln/p,m21此式使用于n一定、C 为常数、任意物质的恒压过程或始末态压力相等的p,m 过程;8. 相变过程的熵变ββ,S,,H/Tαα,,此式使用于物质的量n一定,在和两相平衡时衡T,p下的可逆相变化;9. 热力学第三定律,limS完美晶体,0mT0,,S完美晶体,0K,0m或,上式中符号代表纯物质;上述两式只适用于完美晶体;10. 标准摩反应熵17马丽英物理化学课程考试复习提纲.,,,S,,SBrmBm,B2,, ,,,,,STSTCTT/dprm2rm1r,m,1上式中=,适用于在标准状态下,反应进度为1 mol时,任一化,C,CBr,mp,B,mpB学反应在任一温度下,标准摩尔反应熵的计算;11. 亥姆霍兹函数的定义A,U,TSdAW,δ'12. Tr此式只适用n一定的恒温恒容可逆过程;13. 亥姆霍兹函数判据,A,0,平衡,T,V ,,0,自发,,A只有在恒温恒容,且不做非体积功的条件下,才可用作为过程的判据;14. 吉布斯函数的定义G,H,TSdGW,δ'15 TP,r此式适用恒温恒压的可逆过程;16. 吉布斯函数判据,0,平衡, ,,G,0,自发Tp,,,G只有在恒温恒压,且不做非体积功的条件下,才可用作为过程的判据;18马丽英物理化学课程考试复习提纲.17. 热力学基本方程式dddUTSpV,,dddHTSVp,,dddASTpV,,,dddGSTVp,,,热力学基本方程适用于封闭的热力学平衡系统所进行的一切可逆过程;说的更详细些,它们不仅适用于一定量的单相纯物质,或组成恒定的多组分系统发生单纯p, V, T变化的过程;也可适用于相平衡或化学平衡的系统,由一平衡状态变为另一平衡态的过程;18. 克拉佩龙方程,, d/d/pTHTV,,,mm,,,,此方程适用于纯物质的相和相的两相平衡;19. 克劳修斯-克拉佩龙方程2dln//dppHRTT,,vapln//1/1/ppHRTT,,,21vapm12,,VlVgmm此式适用于气-液或气-固两相平衡;气体可视为理想气体;与相比T,T12可忽略不计,在的温度范围内摩尔蒸发焓可视为常数;,H 对于气-固平衡,上式则应改为固体的摩尔升华焓; vapmlnT/T,ΔV/ΔHp,p20. 21fusmfusm21ΔVΔHfusmfusm式中fus代表固态物质的熔化;和为常数的固-液两相平衡才可用此式计算外压对熔点的T的影响;19马丽英物理化学课程考试复习提纲. 21. 麦克斯韦关系式//,,,,,TpVSSp,,,,,,//TVpSSV//,,,,,pTSVVT,,,,,,//VTSppT适用条件同热力学基本方程;第四章多组分系统热力学主要公式及其适用条件1. 偏摩尔量:,,,X,,X,定义: 1 B,,,nB,,T,p,nC其中X为广延量,如VUS......,,,,XX,,d,,,ddd全微分式:XTpXn 2 ,BB,,,,,,Tp,,Bp,n,,T,nBB总和: 3 X,nXBB,B2. 吉布斯-杜亥姆方程在Tp 一定条件下,, 或 ; ndX,0xdX,0BBBB,,BB此处,x 指B的摩尔分数,X指B的偏摩尔量; BB3. 偏摩尔量间的关系20马丽英物理化学课程考试复习提纲.广延热力学量间原有的关系,在它们取了偏摩尔量后,依然存在;例:H= U + PV, H= U + PV; A= U - TS, A= U - TS ; B BB B BBG= H – TS , G= H - TS;… B BB,G,,,G,G,,,G,,,,BB,,,,,V,,V;,,S;,,,S...,,,,BB,,,,,p,p,T,T,,,,,,pp,n, ,T,nTBB4. 化学势,,G,,,μG定义 ,,BB,,n,B,,T,p,nC5. 单相多组分系统的热力学公式dU,TdS,pdV,μdnBB,BdH,TdS,Vdp,μdn,BBBdA,-SdT,pdV,μdnBB,BdG,-SdT,Vdp,μdnBB,B,,,,,,,,,U,H,A,G,,,,,,,,μ,,,,B,,,,,,,,,n,n,n,nBBBB,,,,,,,,S,V,nS,p, nT,V,nT,p,nCCCC,,,G,,,,,nB,,T,p,nC但按定义,只有才是偏摩尔量,其余3个均不是偏摩尔量;6. 化学势判据,0,自发,,‘μαd 0n,,在dT = 0 , dp = 0 δW= 0 的条件下,,, BB,,,0,平衡,,αB21马丽英物理化学课程考试复习提纲.μαB其中,指有多相共存,指相内的B 物质; α,α7. 纯理想气体B在温度T压力p时的化学势p0 pggln,,μμRT0p0μgpg 表示理想气体, 表示纯态,为气体的标准化学势;真实气体标准态与0p理想气体标准态均规定为纯理想气体状态,其压力为标准压力 = 100 kPa;8. 理想气体混合物中任一组分B的化学势p0Bμ,μ,RTpgglnBB0pp,ypBB总其中,为B的分压;9. 纯真实气体B在压力为p时的化学势ppRT0 μμgglngd,,,,RTVpm0,pp0Vgm其中,为纯真实气体的摩尔体积;低压下,真实气体近似为理想气体,故积分项为零;10. 真实气体混合物中任一组分B的化学势ppRT0Bμg,μg,RTln,Vg,dpBBB0,pp总0pB其中,Vg为真实气体混合物中组分B在该温度及总压下的偏摩尔体积;低B 压下,真实气体混合物近似为理想气体混合物,故积分项为零;11. 拉乌尔定律与亨利定律对非电解质溶液22马丽英物理化学课程考试复习提纲.p,pxAAA拉乌尔定律:ppA其中,A为纯溶剂A之饱和蒸气压,为稀溶液中溶剂A的饱和蒸气分压,xA为稀溶液中A的摩尔分数;亨利定律: p,kx,kb,kcBx,BBb,BBc,BBpB其中,为稀溶液中挥发性溶质在气相中的平衡分压,为用不同k,k及kx,Bb,Bc,B单位表示浓度时,不同的亨利常数;12. 理想液态混合物定义:其任一组分在全部组成范围内都符合拉乌尔定律的液态混合物;p,pxBBB其中,0 x 1 , B为任一组分; B13. 理想液态混合物中任一组分B的化学势μl,μl,RTlnxBBBμlB其中,为纯液体B在温度T压力p下的化学势;00pμlB若纯液体B在温度T压力下标准化学势为,则有:p00 μμllldl,,,VpμmBBBB,,0p其中,为纯液态B在温度T下的摩尔体积; VlmB,14. 理想液态混合物的混合性质ΔV,0mix ;ΔH,0mix ;23马丽英物理化学课程考试复习提纲. ; ΔSnRxx,,ln,,mixBBBBB ΔG,,TΔSmixmix15. 理想稀溶液溶剂的化学势:p0 μμlllnld,,,RTxVpmAAAA,,0p0p 当p与相差不大时,最后一项可忽略;溶质B的化学势:p0BμμμRT溶质,g,g,lnBBB0pkbBBb,0μRT,g,lnB0p0kbbb,B0B,μg,RTln,RTlnB00pb 我们定义:0pkbBb,00,μg,RTln,μ溶质,V溶质dpBBBb,0,p0p 同理,有: 0pkcc,B00,μg,RTln,μ溶质,V溶质dpBc,BB0,p0ppkx,B,00μg,RTln,μ溶质,V溶质dpBx,BB0,p0p24马丽英物理化学课程考试复习提纲.pb0,Bμ溶质,μ溶质,RTln,V溶质dpBBBb,,0b0ppc0,B,μ溶质,RTln,V溶质dpBBc,,0c0pp,0,μ溶质,RTlnx,V溶质dpx,BBB,0p0p注:1当p与相差不大时,最后一项积分均可忽略;000p2溶质B的标准态为下B的浓度分别为 , 时,b,b,c,c,x,1...BBB00μ溶质c,BB仍然遵循亨利定律时的假想状态;此时,其化学势分别为μ溶质b,B0μ溶质x,B;16. 分配定律在一定温度与压力下,当溶质B在两种共存的不互溶的液体αβ间达到平衡时,若B在αβ两相分子形式相同,且形成理想稀溶液,则B在两相中浓度之比为一常数,即分配系数;bc,,BB ,,K,Kbc,,BB17. 稀溶液的依数性Δp,pxAAB 溶剂蒸气压下降:凝固点降低:条件:溶质不与溶剂形成固态溶液,仅溶剂以纯固体析出2RTMfAΔT,kbk,ffBf0ΔHfusm,A沸点升高:条件:溶质不挥发2RTMbA,,ΔTkbkbbBb0ΔHvapm,A25马丽英物理化学课程考试复习提纲.渗透压: ΠVnRT,B18. 逸度与逸度因子~ppB总气体B的逸度,是在温度T总压力下,满足关系式:~p0BμμRTg,g,lnBB0p 的物理量,它具有压力单位;其计算式为:p~Vg1Bp,pexp{,dp}BB,RTp总0逸度因子即逸度系数为气体B的逸度与其分压力之比:~pB,, BpB理想气体逸度因子恒等于1 ;19. 逸度因子的计算与普遍化逸度因子图pVg1Bln,,,dpB,RTp0用V= ZRT / p 代V,Z为压缩因子有: m Bprdpr,,,lnZ1B,pr0不同气体,在相同对比温度T对比压力p 下,有大致相同的压缩因子Z,rr,因而有大致相同的逸度因子;20. 路易斯,兰德尔逸度规则混合气体中组分B的逸度因子等于该组分B在该混合气体温度及总压下单独存在时的逸度因子;26马丽英物理化学课程考试复习提纲.~~p,,p,,py,,py,pyBBBBBBB总总总适用条件:由几种纯真实气体在恒温恒压下形成混合物时,系统总体积不变;即体积有加和性;21. 活度与活度因子对真实液态混合物中溶剂:μl,μl,RTlna,μl,RTlnxfBBBBBB ,且有:,其中a为limf,1BBx,1B组分B的活度,f为组分B的活度因子; BpB若B挥发,而在与溶液平衡的气相中B的分压为,则有appBBB,af,, ,且 BBxppxBBBB对温度T压力p下,真实溶液中溶质B的化学势,有:pγb0,BB ,,,lndμμ溶质溶质RTVp溶质BBB0,b0pb,,Bγa/,其中,为B的活度因子,且 ,,BB0b,,γ,1limBb0,,BB ;00pμ溶质,μ溶质,RTlnaBBB当p与相差不大时,,对于挥发性溶质,其在气ppp,γkbBBBbB,,,aγ相中分压为:,则; BBkkbbbB第五章化学平衡主要公式及其适用条件27马丽英物理化学课程考试复习提纲.1 化学反应亲和势的定义AG,,,rm'A代表在恒温、恒压和的条件下反应的推动力,A >0反应能自动进行;A,W,0 0处于平衡态;A< 0反应不能自动进行;2 摩尔反应吉布斯函数与反应进度的关系,,,,,G,,,G,,,BBrmTp,B,,G,式中的表示在T,p及组成一定的条件下,反应系统的吉布斯函数随反,,T,p应进度的变化率,称为摩尔反应吉布斯函数变;化学反应的等温方程 3θ ,G,,G,RTlnJprmrm,Bθθθ,,G,,式中 ,称为标准摩尔反应吉布斯函数变;Jpp,, ,,,,pBrmBBB称为反应的压力商,其单位为1;此式适用理想气体或低压下真实气体,,在T,p及组成一定,反应进度为1 mol时的吉布斯函数变的计算;4 标准平衡常数的表达式,BθeqθK,,,,ppBBeqθpB式中为参加化学反应任一组分B的平衡分压力,γ为B的化学计量数;K量B纲为一;若已知平衡时参加反应的任一种物质的量n,摩尔分数y,系统的总压BBθK力p,也可采用下式计算:,B,,B,θθθ,,BB Knppnypp,,,,,,,,,,,,,BBBBBn,,,BB式中为系统中气体的物质的量之和,为参加反应的气态物质化学计量数的代数和;此式只适用于理想气体;28马丽英物理化学课程考试复习提纲.5 标准平衡常数的定义式θθ lnK,,,GRTrmθθ或 KGRT,,,exprm6 化学反应的等压方程——范特霍夫方程θθ2微分式 dlndKTHRT,,rmθθθ积分式 lnKKHTTRTT,,,21rm2121θθ不定积分式 lnKHRTC,,,,rmθ对于理想气体反应,,积分式或不定积分式只适用于为常数的,,,HH,Hrmrmrm 理想气体恒压反应;若是T的函数,应将其函数关系式代入微分式后再积分,,HrmθlnK即可得到与T的函数关系式;7 真实气体的化学平衡,B~θθθeqeqeq,,BBKpppp,,,,,,~,BBBBBeqeqeqBpp,BBB上式中,,分别为气体B在化学反应达平衡时的分压力、逸度和逸度θθKKf系数;则为用逸度表示的标准平衡常数,有些书上用表示;~eqeqeq上式中 ; pp,,,BBB第六章相平衡主要公式及其适用条件1 吉布斯相律F,C,P,229马丽英物理化学课程考试复习提纲.式中F为系统的自由度数即独立变量数;P为系统中的相数;―2‖表示平衡系统只受温度、压力两个因素影响;要强调的是,C称为组分数,其定义为C=S,R,R′,S 为系统中含有的化学物质数,称物种数;R为独立的平衡化学反应数;x,1,,1,BR'B为除任一相中或;同一种物质在各平衡相中的浓度受化学势θK相等限制以及R个独立化学反应的标准平衡常数对浓度限制之外,其他的浓度或分压的独立限制条件数;相律是表示平衡系统中相数、组分数及自由度数间的关系;供助这一关系可以解决:a计算一个多组分多平衡系统可以同时共存的最多相数,即F,0时,P值最大,系统的平衡相数达到最多;b计算一个多组分平衡系统自由度数最多为几,即是确定系统状态所需要的独立变量数;c分析一个多相平衡系统在特定条件下可能出现的状况;应用相律时必须注意的问题:a相律是根据热力学平衡条件推导而得的,故只能处理真实的热力学平衡系统;b相律表达式中的―2‖是代表温度、压力两个影响因素,若除上述两因素外,还有磁场、电场或重力场对平衡系统有影响时,则增加一个影响因素,―2‖的数值上相应要加上―1‖;若相平衡时两相压力不等,则F,C,P,2式不能用,而需根据平衡系统中有多少个压力数值改写―2‖这一项;c要正确应用相律必须正确判断平衡系统的组分数C和相数P;而C值正确与否又取决与R与R的正确判断;d自由度数F只能取0以上的正值;如果出现F<0,则说明系统处于非平衡态;2 杠杆规则杠杆规则在相平衡中是用来计算系统分成平衡两相或两部分时,两相或两部分的相对量,如图6,1所示,设在温度为T下,系统中共存的两相分别为α相与β相;30马丽英物理化学课程考试复习提纲.α, xBβ, xB图6,1 说明杠杆规则的示意图M,,图中M,α,β分别表示系统点与两相的相点;,,分别代表整个系统,αxxxBBB,,nnn相和β相的组成以B的摩尔分数表示;,与则分别为系统点,α相和β相的物质的量;由质量衡算可得aMM,,, nxxnxx,,,BBBB,M,或 xx,nBB,M,,nxx, BB上式称为杠杆规则,它表示α,β两相之物质的量的相对大小;如式中的组成由摩MM,,,,尔分数,,换成质量分数,,时,则两相的量相应由物质的量,xxx,,BBBBBB ,,,,nmmn与或与;由于杠杆规则是根据物料守恒而导出的,所以,无论两相平衡与否,皆可用杠杆规则进行计算;注意:若系统由两相构成,则两相组成一定分别处于系统总组成两侧;第七章电化学主要公式及其适用条件1迁移数及电迁移率电解质溶液导电是依靠电解质溶液中正、负离子的定向运动而导电,即正、负离子分别承担导电的任务;但是,溶液中正、负离子导电的能力是不同的;为31马丽英物理化学课程考试复习提纲.此,采用正负离子所迁移的电量占通过电解质溶液的总电量的分数来表示正负离子之导电能力,并称之为迁移数,用t t 表示;即 + -正离子迁移数Qvu,,,t,,,,Q,Qv,vu,u,,,,,,负离子迁移数Qvu,,,t,,,,Q,Qv,vu,u,,,,,,上述两式适用于温度及外电场一定而且只含有一种正离子和一种负离子的电解质v,溶液;式子表明,正负离子迁移电量与在同一电场下正、负离子运动速率与-1v,有关;式中的u与u称为电迁移率,它表示在一定溶液中,当电势梯度为1V m + -时正、负离子的运动速率;若电解质溶液中含有两种以上正负离子时,则其中某一种离子B的迁移数t计算式为 BQBt,z,BQ,BB2电导、电导率与摩尔电导率κ衡量溶液中某一电解质的导电能力大小,可用电导G,电导率与摩尔电导Λm率来表述;电导G与导体的横截面As及长度l之间的关系为κA1s,,GRlκ式中称为电导率,表示单位截面积,单位长度的导体之电导;对于电解质溶液, κ电导率则表示相距单位长度,面积为单位面积的两个平行板电极间充满电解-1质溶液时之电导,其单位为S m;若溶液中含有B种电解质时,则该溶液的电导率应为B种电解质的电导率之和,即32马丽英物理化学课程考试复习提纲.κ溶液,κB,B虽然定义电解质溶液电导率时规定了电极间距离、电极的面积和电解质溶液的体积,但因未规定相同体积电解质溶液中电解质的量,于是,因单位体积中电解质的物质的量不同,而导致电导率不同;为了反映在相同的物质的量条件下, Λm电解质的导电能力,引进了摩尔电导率的概念;电解质溶液的摩尔电导率定义κ是该溶液的电导率与其摩尔浓度c之比,即κΛ,mcΛm表示了在相距为单位长度的两平行电极之间放有物质的量为1 mol电解质之溶。
物理化学复习题
物理化学复习题在这篇文章中，我们将回顾一些物理化学的基本概念和常见的复习题。
物理化学是研究化学现象和过程中涉及到的物理原理和理论的学科。
通过复习这些题目，我们可以巩固对物理化学的理解，为考试做好准备。
1. 热力学题目- 第一题：已知一容器中含有1mol的氧气和2mol的氢气，在室温下将氢气全部燃烧，反应产物是水。
计算该反应所释放的热量。
- 第二题：一个系统的内能变化为100 J，经过的热量为50 J，求该系统对外界做的功。
2. 动力学题目- 第一题：已知一反应的速率方程为r=k[A]^2[B]，实验测得当浓度[A]为0.1 mol/L，[B]为0.2 mol/L时，反应速率为1.0 mol/(L·s)，求速率常数k的值。
- 第二题：一个反应的速率方程为r=k[A]，实验测得当浓度[A]为0.1 mol/L时，反应速率为0.05 mol/(L·s)，求速率常数k的值。
3. 量子力学题目- 第一题：一束光的波长为400 nm，求其能量。
- 第二题：一个电子的动量为2.5×10^-24 kg·m/s，求其波长。
- 第三题：一个质子的波长为1 Å，求其动量。
4. 化学平衡题目- 第一题：已知一反应的平衡常数Kc为4.0×10^3，当反应物的浓度为[A] = 0.1 mol/L，[B] = 0.2 mol/L时，求反应物的浓度。
- 第二题：已知一反应的平衡常数Kp为0.2，当反应物的分压为PA = 0.1 atm，PB = 0.2 atm时，求反应物分压。
以上仅是一些物理化学复习题的示例，希望它们能帮助你巩固对物理化学的理解。
通过复习这些题目，你可以熟悉不同类型的问题，并更好地为物理化学考试做准备。
祝你成功！。
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物理化学实验考试复习完全版
物化实验复习大纲（答案仅供参考）
1. 恒温槽一般由哪几部分组成？该仪器为什么可以恒温？如何正确使用？
? ?
恒温槽一般由浴槽、加热器、搅拌器、温度计、感温元件、恒温控制器等部分组成；主要依靠恒温控制器来控制恒温槽的热平衡，使其恒温。
当恒温槽对外散热使水降温，恒温控制器就使加热器工作，待达到所需温度时，就使加热器停止加热。
?
先旋开接触温度计的固定螺丝，旋动调节帽使标铁略低于指定温度，加热并搅拌，至停止加热，观察贝克曼温度计度数，旋转调节帽（半圈），使加热器工作，待贝克曼温度计示数为所需温度，固定调节帽，关闭加热器，即可。
2. 正确使用阿贝折射仪要注意什么？物质的折射率跟那些外界因素有关？ ? 注意点：1.开启恒温槽通入恒温水，使仪器上温度计度数正确 2.使用前开机预热
3.
使用前用乙醇和擦镜纸清洗镜面 4.加样时不可有气泡存在 5.调节半明半暗视野 6.使用后用擦镜纸擦干镜面。
? 折射率与温度、入射光波长有关。
3. 在电导法测难溶盐的溶解度实验中，电导电极为什么要使用铂黑电极？为什么要测0.02mol/L的KCl溶液的电导率？正确使用电导率仪要注意什么？
? ?
铂黑电极本身性质稳定，不参与电极反应，切极化较少。
测0.02mol/L的KCl 溶液的电导率是为了求得电导池常数。
? 使用前先开机预热、测量前先校正、选择合适量程（从最大开始逐档改到所需）
4. 旋光仪的正确使用要注意什么？为什么蔗糖水解反应速度常数可以通过测反应体系的旋光度来测定？
? ?
恒温环境操作、测量前开机预热、样品管装样不能有气泡。
反应物蔗糖是右旋的，而产物中有左旋的果糖。
因此随着反应进行，右旋角不断减小至零，又渐成左旋。
且旋光度与反应物浓度成正比。
5. 在液体饱和蒸汽压测定实验中，为什么要防止空气倒灌？如果已经倒灌对实验结果有什么影响？用什么办法可以排尽等压计I球和III球间的空气？怎样根据压力计的读数确定系统的压力？在操作过程中用什么方法可以抑制U型管中的液体暴沸？
? ? ? ? ?
空气若倒灌，则所测蒸气压并非纯样品该温度下准确蒸气压结果偏大。
减压使负压变化在0.2以内。
所测为真空度，压力=大气压 - 真空度。
注意调节压力
6. 溶解热的测定实验操作中，有哪些关键步骤？实验设计在体系温度高于室温0.5℃时加入第一份KNO3 ，为什么？
? ?
体系内不断搅拌、加KNO3时动作要迅速。
使体系在实验过程中更接近绝热条件，减少热损耗。
7. 用物理化学方法将以下物质区别开来：
A. 蒸馏水，硫酸铅溶液，0.03mol/L的KCl溶液
B. 乙醇，水，环己烷
要求：写出你的实验方案和实验依据。
? ?
测电导率。
测折光率。
8. 如何配制等摩尔系列溶液？
?
在测定络合物不稳定常数中，配置“C
金属+C配位体”总浓度不变，一系列“C金属/（C
金属+C配位体）”不同的溶液。
用氢氧化钠或者硫酸溶液调整PH4.5，酸度计用邻苯二甲
酸氢钾校准，将待测液移入50ML容量瓶，用PH4.5硫酸冲洗烧杯，移入容量瓶，并用该硫酸溶液定容。
9. 在物理化学实验中，作图是数据处理过程中一项基本要求，作图规范要注意些什么？
? ?
确定合适坐标范围。
选择合适比例尺（能表示全部有效数字、每小格数值便于读数、若作直线尽量使其与横坐标交角为45°） ? ?
准确描点，作图后保留数据点
曲线应画的平滑清晰，且曲线与数据点距离尽量小，曲线两侧各点之和近于相等。
10. 掌握误差传递的计算，具体参看教材P5-P11。
11. 测定溶液光密度时，为什么需要空白比色皿，如何选择空白溶液？某同学用分光光度计测定一溶液的吸光度，测定时用两个相同厚度的比色皿,一个盛纯水,一个盛测定液，在固定温度及波长下，得到测定值的透光率为 102％, 仪器正常, 仪器操作及读数无误，出现这种现象的可能原因是？
?
校正仪器，常用蒸馏水。
比色皿不洁，盛水的比色皿的透明度比盛测定液的差；若两个比色皿均清洗干净则是两个比色皿不配套，两者的材料的透明度不同。