物理化学二

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物理化学 第二章-热力学第一定律-4

物理化学 第二章-热力学第一定律-4

由于所有反应物及产物完全燃烧后都得到同样种类与数量的 CO2(g),H2O(l)及其它燃烧产物,所以我们可以构造以下循环:
始态 标准态下: 反应物+O2(g) H1
0 r H m
标准态下: 产物+O2(g) H2
末态 标准态下: CO2(g) ,H2O(l) 等燃烧产物
标准态下: 反应物+O2(g) H1
2H2(g)+O2(g) NH2COONH4)(s) C6H6(l)+7.5O2(g)
v
B(g)
-3 3 -1.5
v
B(g)
v
B(g)
§ 2.8 标准摩尔生成焓的计算
标准摩尔反应焓— 在某温度下,各自处在标准态下的反应物,
反应生成同样温度下各自处于标准态下的产物,该过程的摩尔
反应焓即为标准摩尔反应焓。 用公式表示:
标准摩尔反应焓等于HCl(g)的标准摩尔生成焓。
2. 标准摩尔燃烧焓
定义:一定温度下, 化学计量数为-1物质 B 与氧气进行完全燃
烧反应,生成规定燃烧产物时的标准摩尔反应焓变,称为B在该 温度下的标准摩尔燃烧焓。其符号为
c H m
在室温下,有机物的燃烧产物规定:
C 的燃烧产物为CO2(g), H 的燃烧产物为 H2O(l), N 的燃烧产物为 N2(g), S的燃烧产物一般为 SO2(g), Cl 的燃烧产物为一定组成的HCl(aq)。
四、绝热可逆过程: Qr=0 理想气体绝热可逆过程方程式:
P 1V1 P 2V2 K ' (a )
TV

( 1) 1 1


T2V2
( 1)
K ( b)

物理化学第2章 热力学第二定律

物理化学第2章 热力学第二定律
BSm$ (B)
§3.7 熵变的计算
一、单纯状态变化过程
1. 等温过程 2.变温过程
S QR T
①等容变温过程
S T2 Qr T2 nCp,mdT
T T1
T1
T
nC
p,m
ln
T2 T1
②等压变温过程
S T2 Qr T T1
T2 nCV ,mdT
T1
T
nCV
,m
ln
T2 T1
U3 0
p
W3
nRTc
ln V4 V3
A(p1,V1,Th )
B(p2,V2,Th )
Th
Qc W3
D(p4,V4,TC )
C(p3,V3,TC )
Tc
环境对系统所作功如 DC曲线下的面积所示
a db
c
V
过程4:绝热可逆压缩 D( p4,V4,TC ) A( p1,V1,Th )
Q4 0
p
用一闭合曲线代表任意可逆循环。 在曲线上任意取A,B两点,把循环分成AB和 BA两个可逆过程。 根据任意可逆循环热温商的公式:
δ Q
T R
0
将上式分成两项的加和
B Q
( AT
)R1
A Q
( BT
)R2
0
移项得:
B A
(
Q T
)R1
B A
(
Q T
)R
2
说明任意可逆过程的热温商的值决定于始终 状态,而与可逆途径无关,这个热温商具有状态 函数的性质。
所以Clausius 不等式为
dS 0
等号表示绝热可逆过程,不等号表示绝热不
可逆过程。
熵增加原理可表述为:

物理化学第二章

物理化学第二章
z z dz= dx + dy ; x y y x
③状态函数的环路积分为零(始末同归,状变为零)即 ∫ dz = 0 .
4,过程与途径 , 1)定义:物系状态发生的一切变化叫过程,完成某一过程所经历 定义: 定义 的具体步骤叫途径 2)分类:单纯状态变化,化学变化(化学组成变化),相变化(化学 分类: 分类 组成不变而聚集态变化) ①定温过程:T始 = T终 = T环 (中间有波动). ②定压过程: P = P = P (中间有波动). 环 始 终 ③定容过程:V始 = V终 = 常数 (过程中物系体积始终不变). ④绝热过程; δQ = 0 (系统与环境间无热交换)的过程. ⑤循环过程:物系经一系列变化又回到始态的过程. ⑥可逆过程:循原过程的逆过程,能使物系与环境均复原者,则 原过程与逆过程互为可逆过程.
1 B
数及t=0时反应进度(为0)及B的摩尔数). 当ξ=1mol时发生单位反应. 注意:方程式一定的反应,以任意反应物计算ξ均相同,但νB ,ξ均 与方程式书写有关,ξ只表示反应程度,与转化率无关. (3)反应的摩尔焓变 反应的摩尔焓变:△rHm(kJ/mol)=△rH(kJ)/△ξ(mol) 反应的摩尔焓变 2,化学反应热效应(反应热 ,化学反应热效应 反应热 反应热) (1)定义:当产物与反应物温度相同且在反应过程中只做体积功的化 定义:衡 , 1)定义:物系各种性质不随时间而变化的平衡状态. )定义: 2)分类: )分类: ①热平衡—物系各部分温度相同. ②力学平衡—在略去重力场情况下,物系各部分压力相等(物 系各部分间及物系与环境间无不平衡力存在). ③相平衡—物质在各相间分布达平衡. ④化学平衡—物系组成不随时间而变化. 6,热力学能(U)或内能 ,热力学能( ) 物系内部一切形式能量总和(包括平动,转动,振动,核 能,电子运动,化学键,分子间作用能等)只能求相对值,不 能求绝对值,具有能量单位:J,kJ(atml or atmm3 or cal or kcal etc)是容量(广度)性质的状态函数.

物理化学 第二章 热力学第一定律

物理化学 第二章 热力学第一定律

1)热: 系统状态变化时,因其与环境之间存在温度差 而引起的能量交换形式称为热,以符号Q表示。 热的符号规定: Q的数值以系统实际得失来衡量,热的传递方向 通过Q的数值为正或负来表示:若系统吸热(即 环境放热),则Q值规定为正;若系统对环境放 热,则Q值规定为负。
热的本质: 从微观角度讲,物质的温度高低反映该物质内 部粒子无序热运动的平均强度大小,热实质上 是系统与环境两者内部粒子无序热运动平均强 度不同而交换之能量。 传热过程的推动力:温度差。 热是途径函数: 系统经历某一变化过程中所发生的系统和环境 之间以热的形式的能量交换,与变化过程的具 体途径有关。热不是状态函数。
化学反应热: 系统因发生化学反应而与环境交 换的热称为化学反应热。 2)功 系统状态发生变化时,除热之外,系统与环境 之间所发生的其它所有形式的能量交换均称为 功,以符号W来表示。 功的符号规定:功的数值同样以系统的实际得 失来衡量,并规定系统从环境获得功为正,对 环境作功为负(注意:这一正负号的规定可能与 其它版本的教材中的规定不同)。
若系统由始态(p1,V1,T1)经某一过程变至终态 (p2,V2,T2),则该过程的体积功W为过程中系 统各微小体积变化与环境交换的功之和: W=∑δ W=-∫pambdV 注意:仍然要用pamb而不能用p(系统)计算!
功也是途径函数: 系统的体积变化相同时,体积功数值的大小取 决于环境的压力pamb。 如果系统经历一个pamb=0的过程,如气体向真空 膨胀的过程,则与环境之间无体积功的交换。 当系统从同一始态经历不同的途径变至同一终 态,因为途径不同,pamb不同,故体积功也就不 同。体积功为途径函数。 功不是状态函数,数学上不是全微分,微小的 功不能写成dW,而应写作δ W。
4.热与功 热与功是系统状态发生变化时,与环境交换能 量的两种不同形式。 热与功只是能量交换形式,而且只有系统进行 某一过程时才能以热与功的形式与环境进行能 量的交换。热与功的数值不仅与系统开始与终 了状态有关,而且还与状态变化时所经历的途 径有关。热与功称作途径函数(不是状态函数)。 热和功的单位: 具有能量的单位,为焦耳(J)或千焦耳(kJ)。

物理化学 第二章 热力学第一定律-2

物理化学 第二章 热力学第一定律-2

定义 :
def
H = =U + pV
H为焓,为状态函数,广度量,无绝对值,单位 : J
Qp H
δQ p = dH 即恒压热与过程的焓变在量值上相等。
焓是状态函数,其改变量△H只取决于体系的初态和终态,而
与变化过程无关。故恒压过程热QP量值也仅取决于体系的初态 和终态,而与变化过程无关。
H 的计算的基本公式: H= U+ (pV) 恒压过程 H = Qp
一 、热容
1.定义:在不发生相变化、不发生化学反应和非体积功为零的条 件下,一定量的物质温度升高1K所吸收的热量称为该物质的热 容。 C Q dT
2. 特性 :
1)与物质的量有关
规定物质的质量为1g,或1kg,称为比热容,单位为J.K-1.g-1 或J.K-1.Kg-1。 2)与过程有关 热不是状态函数,与途径有关,所以热容C一般也与途径有关。 对于不同的途径,吸收的热量不同,热容值也不相同。
T,V
途径1 反应b
QV,b=Ub
CO2(g)
T,V
因为: Uc = Ua + Ub , Ua = Uc – Ub 。 所以: Qa = Qc - Qb 。
盖斯定律:一确定化学反应的恒容热或恒压热只取决于过程 的始末态,与中间经过的途径无关。
§2.4 摩尔热容
摩尔热容是实验测定的一类基础数据,用来计算系统发生单纯 PVT变化(无相变、无化学变化)时,过程的热Q及△H、△U。
U n( Ar, g)Cv,m( Ar, g) n(Cu, s)C p,m (Cu, s) (T2 - T1 )
(412.472 2 24.435)(373.15 - 273.15)J 9.876kJ

物理化学(二)_大连理工大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年

物理化学(二)_大连理工大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年

物理化学(二)_大连理工大学中国大学mooc课后章节答案期末考试
题库2023年
1.电池可在以下三种情况下放电:(1)电流趋于零;(2)有一定大小的工作电流;
(3)短路。

则下列关于电池的电动势和端电压的描述正确的是
参考答案:
在三种放电情况下,电池的电动势相同,端电压不同;
2.液体在毛细管内上升的高度反比于:
参考答案:
毛细管半径
3.在相同的温度及压力下,把一定体积的水分散为许多微小水滴,以下性质不
变的是:
参考答案:
表面张力
4.很稀的电解质溶液的电导率随浓度变化的规律为
参考答案:
随浓度增大而先增大后减小
5.在液相进行的A和B之间的非催化反应,其反应速率不受惰性溶剂存在与
否的影响。

参考答案:
错误
6.在定温、定压的电池反应中,当反应达到平衡时,电池的电动势等于
参考答案:
7.反应物A在固体催化剂K表面上进行单分子分解反应,且A在催化剂K上
的吸附属Langmuir吸附。

据此可写出以A的消耗速率表示的反应速率方程,并判断:在压强很低或者反应物在催化剂K上是弱吸附时,反应表现为几级?
参考答案:
一级
8.物质的量浓度相同的下列物质的稀水溶液,能发生较强正吸附的物质是:
参考答案:
硬脂酸
9.设对行反应正方向是放热的,并假定正、逆都是元反应,则升高温度更有利
于增大正反应的速率系数。

参考答案:
错误
10.下列说法中哪种是错误的?
参考答案:
反应物的初始浓度越大,其半衰期也一定越长。

《物理化学(二)》课后练习

《物理化学(二)》课后练习

期末试卷
一、单项选择题
1.一封闭系统从A态出发,经一循环过程后回到A态,则下列何者为零
A.Q
B.W
C.Q+W
D.Q-W
【正确答案】C
【答案解析】
本题知识点:化学反应热效应的计算、能量代谢与微量量热技术简介,
2.系统经一等压过程从环境吸热,则
A.Q>0
B.△H>0
C.△U>0
D.a,b都对
【正确答案】A
【答案解析】
本题知识点:热化学,
3.若要通过节流膨胀达到制冷目的,则节流操作应控制的条件是
A.μJ-T<0
B.μJ-T>0
C.μJ-T=0
D.不必考虑μJ-T值
【正确答案】B
【答案解析】
本题知识点:热化学,
4.已知某反应的标准反应熵大于零,则该反应的标准反应吉布斯自由焓将随温度的升高
A.增大
B.不变
C.减小
D.不确定
【正确答案】C
【答案解析】
本题知识点:卡诺循环、卡诺定理、熵,
5.合成氨反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)达平衡后加惰性气体,且保持体系
【正确答案】D
【答案解析】
本题知识点:温度对平衡常数的影响、其他因素对化学平衡的影响、反应的偶合,
6.Mg0(s)+CI(g)=MgCl2(s)+O2(g)达平衡后,增加总压(气体为理想气体),
【正确答案】B
【答案解析】
本题知识点:温度对平衡常数的影响、其他因素对化学平衡的影响、反应的偶合,
7.反应2C(s)+O2(g)2CO(g)
,单位为:J·mol-1,若温度增加,则。

物理化学第二章全解

物理化学第二章全解

第二章:热力学第一定律一.基本概念体系与环境体系:在科学研究时必须先确定研究对象,把一部分物质与其余分开,这种分离可以是实际的,也可以是想象的。

这种被划定的研究对象称为体系,亦称为物系或系统。

环境:与体系密切相关、有相互作用或影响所能及的部分称为环境。

体系的分类:(1)敞开体系:体系与环境之间既有物质交换,又有能量交换(2)封闭体系:体系与环境之间无物质交换,但有能量交换(3)孤立体系:体系与环境之间既无物质交换,又无能量交换,故又称为隔离体系。

有时把封闭体系和体系影响所及的环境一起作为孤立体系来考虑体系的性质:广度性质:又称为容量性质,它的数值与体系的物质的量成正比,如体积、质量、熵等。

这种性质有加和性,在数学上是一次齐函数。

强度性质:它的数值取决于体系自身的特点,与体系的数量无关,不具有加和性,如温度、压力等。

它在数学上是零次齐函数。

指定了物质的量的容量性质即成为强度性质,如摩尔热容热力学平衡态热平衡:体系各部分温度相等。

力学平衡体系各部的压力都相等,边界不再移动。

如有刚壁存在,虽双方压力不等,但也能保持力学平衡。

相平衡:多相共存时,各相的组成和数量不随时间而改变。

化学平衡:反应体系中各物的数量不再随时间而改变。

状态函数:体系的一些性质,其数值仅取决于体系所处的状态,而与体系的历史无关;它的变化值仅取决于体系的始态和终态,而与变化的途径无关。

具有这种特性的物理量称为状态函数状态函数的特性可描述为:异途同归,值变相等;周而复始,数值还原。

状态函数在数学上具有全微分的性质。

状态方程体系状态函数之间的定量关系式称为状态方程对于一定量的单组分均匀体系,状态函数T,p,V 之间有一定量的联系。

经验证明,只有两个是独立的,它们的函数关系可表示为:T=f(p,V)p=f(T,V)V=f(p,T)热和功热:体系与环境之间因温差而传递的能量称为热,用符号Q表示。

Q的取号:体系吸热,Q>0;体系放热,Q<0 。

物理化学 第二章 热力学第二定律

物理化学 第二章 热力学第二定律

101.325kPa,变到100℃,253.313 kPa,计
算△S。
S
p S1
S2
T
分析:此题是p、V、T三者都变的过程,若要计 算熵变,需要设计成两个可逆过程再计算。先等 压变温,再等温变压。
S
p S1
S2
T
S
S1
S2
C pm
ln T2 T1
R ln
p1 p2
5 R ln 37315 R ln 101325 114J K 1
-5℃苯(l)→5℃苯(l)
S1
278 Cpm(l) dT 268 T
C pm(l )
ln
T2 T1
126g77 ln 278 268
4 64J K 1
(2) 相变点的相变 5℃苯(l)→5℃苯(s)
S2
H T
9916 08 278
35 66J
K 1
(3) 恒压变温 5℃苯(S)→-5℃苯(S)
4.绝热可逆缩D(p4V4)→A(p1V1)
下面计算每一步的功和热 以1mol理想气体为体系
第一步: U1 0
W1
Q2
RT2
ln V2 V1
第二步:
T1
Q 0 W2 U2 CVmdT
T2
第三步: U3 0 第四步: Q 0
W3
Q1
RT1
ln
V4 V3
T2
W4 U4 CVmdT
T1
解:(1)
S体
nR ln V2 V1
8314 ln10 19 15J
K 1
S环
QR T
nR ln V2 V1
19 15J gK 1
S体 S环 0

物理化学 第二章 热力学第一定律

物理化学 第二章 热力学第一定律

(1)热与途径有关
途径a、b有相同始末态,则 Qa Wa Q b Wb
∵不同途径 Wa Wb
∴ Qa Qb
(2)第一类永动机不可能造成。
§2.3 恒容热、恒压热,焓
恒容热 恒压热 焓 QV=△U,Qp=△H两式的意义
一、恒容热:系统在恒容且非体积功为零的过
程中与环境交换的热。符号:QV
等压热容Cp:
Cp

Qp dT

(
H T
)p
H Qp CpdT
等容热容Cv:
CV

QV dT

(
U T
)V
U QV CV dT
标准定压热容C ⊖p,m
物质的Cp,m是温度和压力的函数, 通常将处 于标准压力 p=100 kPa下的Cp,m称为标准定压热 容,用C ⊖ p,m表示, ⊖上角标代表标准态。
步骤a1
H2O(l) 80℃ 47.360kPa
步骤b1
H2O(l) 步骤a2 H2O(l)
80 ℃
100 ℃
101.325kPa
101.325kPa
途径a
H2O(g)
H2O(g)
80 ℃
100℃
47.360kPa 步骤b2 47.360kPa
步骤a3
H2O(g) 100 ℃ 101.325kPa
步骤b3
平均摩尔热容C p,m
为了计算方便,引入平均摩尔热容
C
T 2 C p,m dT
p,m
T1 T2 T1
注意:不同的温度范围内,平均摩尔热容不同。 一般温度变化不大时, C p,m视为常数。
对理想其体混合物 CV yACV ,m,A yBCV ,m,B

物理化学第二章(第一定律)

物理化学第二章(第一定律)
统计热力学 系统的(微观)状态 系统的(宏观)性质
热力学
8
系统的性质具有如下特点: 1.系统的性质只决定于它现在所处的状态,而与其过
去的历史无关。 2. 系统的状态发生变化时,它的一系列性质也随之而改
变,改变多少,只决定于系统的开始状态和终了状态, 而与变化的途径无关。
热力学把具有这种特征的系统性质称为状态函数。
或不能使一个自然发生的过程完全复原。
第一类永动机 (能量不守衡)
热源 Q W
第二类永动机
2
根据大量的实验结果和自然现象,得出热力学第一、 二定律。
热力学定律的特点: (1) 大量分子系统
(2)不管物质的微观结构 (3)不管过程的机理
优点:结论绝对可靠, 如从热力学导出纯液体 饱和蒸汽压与温度的关系:
(3) 热分为: 显热(Sensible heat)系统做单纯的pVT变化(没有相 变化),如: 25C水75C水时,系统与环境交换的热量。 潜热(Latent heat)系统发生相变化时,如:
100C水100C水汽时,系统与环境交换的热量。
27
§2-2 热力学第一定律 The First Law of Thermodynamics
活塞
p1 dV
pe
汽缸
如果p1>pe(外压),气体膨胀dV,
则系统对环境做体积功为:dWe= pedV
21
(1) 自由膨胀(Free expansion) 为外压等于零的膨胀,即 pe=0,所以:
We,1 0
(2) 恒外压膨胀pe=const.
We,2
V2

pedV
-pe (V2
V1 )
第二章 热力学第一定律及其应用

大学物理化学 第二章 热力学第一定律3(1)

大学物理化学 第二章 热力学第一定律3(1)
B
标准状态(压力为Pθ的纯态)反应的△rHm就称为标准摩
尔反应焓 。

r
H
m


B
H
B,m
(T)
产物总焓--反应物总焓
B
在标准状态下,物质B的
H
B,m
(T)
是温度的函数


r
H
m
T
也是温度的函数,随温度T的改变而改变
注意:rHm T 与实际化学反应的焓变是不同的。
因为计算 rHm T,规定反应系统中的每种物质
分析:不可逆相变,压力不是平衡压力
关键:1)向真空蒸发,P环=0 ,W=0, Q =△U
2) △U、 △H为状态函数改
变量,只决定于始末态, 与具体途径无关。 思路:在始末态间设 玻璃泡
0Pa
100℃
恒温 100℃
向真空
计可逆相变途径
蒸发
计算△U、 △H 1 mol 100℃ 101325Pa H2O(l)
100℃
101325Pa 1 mol H2O(g)
始态:
1 mol 100℃、
途径1:向真空 不可逆蒸发
101325Pa ΔvapHm(373K)=40.64KJ
H2O(l)
途径2:恒压101325Pa 可逆蒸发
解:另外设计一条途径2 ,求解△H,△U
末态:
1 mol 100℃、 101325Pa H2O(g)
三. 反应热效应与温度的关系
f Hm 298.15K

C
H

m
298.15
K

一.基希霍夫定律
求反应 aA bB 等温 等压 gG hH

物理化学 2第二章 热力学第二定律

物理化学 2第二章  热力学第二定律

第二章 热力学第二定律内容提要一、自发过程及其不可逆性(1)自发过程(spontaneous process ):不靠外力就能自动进行的过程。

自发过程都有确定的方向,它的逆过程绝不会自发进行。

若靠外力干涉,使原过程逆相进行,体系恢复原状,则在环境中会留下无论如何也不能消除的后果。

这种不能消除的后果就是自发过程的不可逆性。

即一切自发过程都是不可逆的。

(2)可逆过程(reversible process):可逆过程是由一连串近平衡态的微小变化组成的。

变化的动力与阻力相差无限小,因而可逆变化进行的无限缓慢。

循原过程相反方向无限缓慢变化,可使体系与环境同时恢复原状,可逆过程的后果是可以消除的。

可逆过程中,体系对环境做功最大,环境对体系做功最小。

过程在热力学上是否可逆,最终归结为过程热功的转换问题。

由于热不能完全变为功,所以凡是涉及热的过程都是不可逆的。

二、热力学第二定律的表述及公式1、Kelvin 表述:“不可能从单一热源取热使之完全变为功而不产生其它变化”。

单一热源取热使之完全变为功虽不违背热力学第一定律,但涉及热功转换现象。

此表述也可说成“第二类永动机不可能制成”。

2、Clausius 表述:“热不能自动地由低温热源传到高温热源而不发生其它变化”。

两种表述都断言:一切实际过程都是不可逆的。

3、Clausius (克劳修斯)不等式(Clausius ineauality ):d S ≥δQ/T 或 T d S ≥δQ“=”适用于可逆过程,“>”适用于不可逆过程。

该不等式表示:可逆过程的热温商δQ/T 等于过程的熵变d S ;不可逆过程的热温商δQ/T 小于过程的熵变d S 。

三、熵(entropy )的定义及计算1、熵(entropy )的定义熵是体系的性质,状态函数,以符号S 表示。

⎰=∆BA R T Q S 式中,Q 为可逆过程的热,T 是可逆过程体系的温度。

2、熵的微观解释:体系任一平衡的宏观状态都与一定的微观状态数,即称混乱度相对应。

物理化学试卷二及解答

物理化学试卷二及解答

试卷二一、选择题(每题1分,共20分;答案填在答题纸表格内)1.用同一电导池分别测定浓度为0.01mol·dm -3和0.1mol·dm -3的NaCl 和KNO 3电解质溶液,其电阻分别为100Ω和200Ω,则它们的摩尔电导之比为 ( ) (A)1∶5 (B)5∶1 (C)1∶20 (D)20∶12.通过电动势的测定,可以求难溶盐的活度积。

欲测AgCl(s)的活度积K SP ,应设计的电池是( ) (A)Ag|AgCl(s)|HCl(aq)|Cl 2(g,p )|Pt (B)Pt|Cl 2(g,p )|HCl(aq)||AgNO 3(aq)|Ag (C)Ag|AgNO 3(aq)|HCl(aq)|AgCl(s)|Ag (D)Ag|AgCl(s)|HCl(aq)||AgNO 3(aq)|Ag3.液滴自动呈球形的原因是:( )(A)表面层的分子比其内层分子的能量低,是由于表面分子被内层分子所吸引的结果 (B)表面层的分子受垂直于液面且指向液体内部的拉力 (C)分散度越高,表面能越大 (D)液体具有粘度4.下列关于液面附加压力的叙述不正确的是( ) (A)液面附加压力与表面张力成正比 (B)液面附加压力与曲率半径成反比 (C)水平面Δp <0 (D)肥皂泡Δp =2/r γ5.将一毛细管插入某一液体中,则下列叙述正确的是( )(A)θ<90º,h>0,润湿 (B)θ>90º,h>0,不润湿 (C)θ<90º,h<0,润湿 (D)θ=90º,h<0,不润湿 6.对于表面活性物质应有( )(A)T c γ∂⎛⎫- ⎪∂⎝⎭>0正吸附 (B)Tc γ∂⎛⎫- ⎪∂⎝⎭<0负吸附(C)T c γ∂⎛⎫- ⎪∂⎝⎭>0负吸附 (D)Tc γ∂⎛⎫- ⎪∂⎝⎭<0正吸附7.在一支水平放置的洁净的玻璃毛细管中有一可自由移动的水柱,今在水柱右端微微加热,则毛细管内的水柱将( )(A)不移动 (B)向右移动 (C)向左移动 (D)无法确定 8.下列的吸附现象哪一点不属于化学吸附( )(A)吸附剂和吸附质之间必须是选择性吸附 (B)吸附热较大 (C)吸附很快可达平衡 (D)吸附为单分子层吸附9.下列关于催化剂的叙述正确的是( )(A)不改变反应级数 (B)不改变频率因子 (C)不参与化学反应 (D)不改变平衡常数10.298K ,某反应在起始浓度为0.1mol ∙dm -3和1mol ∙dm -3时,半衰期均为60分钟,该反应为( )(A)零级反应 (B)一级反应 (C)二级反应 (D)三级反应 11.对平行反应,下面描述正确的是( )(A)两反应的速率常数k 1和k 2的比值不随温度而变 (B)反应的总速率等于两个平行反应速率之和 (C)反应产物的量之比等于两个平行反应的速率之比 (D)达平衡时,正、逆向的反应速率相等12.如果D 2 + Z 2 → 2DZ 是二级反应,它的动力学方程可以这样表示:2d[]d Z t -=k 1[D 2][Z 2] d[]2d DZ t =k 2[D 2][Z 2]2d[]d D t-=k 3[D 2][Z 2]则k 1、k 2、k 3之间的关系为( )(A)k 1=2k 2=k 3 (B)k 1=k 2=k 3(C)k1=2k2=2k3(D)k1=k2=1/2k313.丁铎尔效应是由于下列哪种原因造成的()(A)光的反射(B)光的折射(C)光的散射(D)光的透射14.过量的KI与AgNO3混合,制溶胶,其结构为[(AgI)m·n I-·(n-x)K+]x-·x K+,则胶粒是指( )(A)(AgI)m(B)(AgI)m·nI-(C)[(AgI)m·nI-·(n-x)K+] x-(D)[(AgI)m·nI-·(n-x)K+]x-·xK+15.影响溶胶粒子电泳速度的因素中,错误的是()(A)电泳速度与电动电势成正比(B)电泳速度与外加电场的电势梯度成正比(C)电泳速度与溶液的粘度成反比(D)电泳速度与溶剂的介电常数成反比16.采用对消法(或称补偿法)测定电池电动势时, 需要选用一个标准电池。

物理化学第2章热力学第一定律

物理化学第2章热力学第一定律

解: W= -10540J
Q=27110J
△U=Q+W=27110-10540=16570 J
作业:P129 1
§2.5 准静态过程与可逆过程
一、功和过程
Pe
功: W Fdl
dl
力F(force)
以气体膨胀为例
pi
A
W
Fe
dl
(
Fe A
)(
Adl
)
pedV
(2.6)
不同的过程,功值不同
(适用于宏观静止的、无外力场作用的封闭系统)
※第一类永动机是不可能造成的
注意: (1)热力学能、热和功三者可相互转化 (2)热力学第一定律是人类经验总结,任何与它相违 反的假设都不能成立
(3)热力学能在定态下有定值,其改变值只取决于 系统的始态和终态,与变化的途径无关
(4)热力学能在数学上具有全微分性质
(4)焓值不守恒,对一个隔离系统,△U=0,但ΔH不 一定等于零
(1)隔离系统
体系与环境之间既无物质交换,又无能量交换, 故又称为孤立体系。有时把封闭体系和体系影响所及 的环境一起作为孤立体系来考虑。
(2)封闭系统(closed system) 体系与环境之间无物质交换,但有能量交换。
(3)敞开系统 体系与环境之间既有物质交换,又有能量交换。
二、系统的性质 (1) 定义: 确定系统状态所需的各宏观可测量的物理性质 (如温度、压力、体积等)。又称热力学变量。
局限性: ▲考虑过程的始、终态,只计算变化前后的总结 果,不考虑过程的细节。
▲只能说明在某种条件下变化能否发生及进行的程 度,不能说明所需的时间、变化的根本原因和所经 过的历程
▲只做宏观了解,不做微观说明
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一、下列各题均有四个备选答案,请从中选择一个最佳的,用“√”标记
1. 测定有机物的燃烧热Q p一般在氧弹中进行,所测得的热效应为Q v, 由公式Q p= Q v +Δ
nRT, 可计算燃烧热,题中的T应为(C)
A.氧弹中的最高燃烧温度
B.氧弹所浸泡的水中之温度
C.外水套中的水温
D.298.2K
2. 对于可逆变化有(C)
⎰=∆B
A
R T Q
S
δ
下述各说法中,哪一个正确
A.只有可逆变化才有熵变
B.可逆变化没有热温商
C.可逆变化熵变与热温商之和相等
D.可逆变化熵变为零
3. 沸点升高,说明在溶剂中加入非挥发性溶质后,该溶剂的化学势比未加溶质前如何变化
(B)
A. 升高
B.降低
C.相等
D.不一定
4. 在300K下,一个抽空的容器中放入过量的A(s),发生下列反应
A(s)B(s)+3D(g)
达到平衡时D(g)的压力*
D
p=1.02kPa。

此反应的标准平衡常数θK(300K)应为(D)
A. 1.02
B. 3.06
C. 1.04×10-4
D. 1.03×10-6
5. 在一个抽空容器中放入足够多的水、CCl4(l)及I2(g)。

水和CCl4共存时完全不互溶,I2(g)可同时溶于水和CCl4之中,容器上部的气相中同时含有I2(g)、H2O(g)及CCl4(g)。

此平衡体系的自由度数为(C)
A. 0
B. 1
C. 2
D. 3
6. 单组分体系的固液平衡线的斜率d p/d T的值(D)
A.大于零
B.等于零
C.小于零
D.不确定
7. 下列化合物中,哪个的无限稀释摩尔电导率不可以用Λm对c作图外推至c→0而求得?
(B)
A.NaCl B.CH3COOH
C.CH3COONa D.HCl
8. 298K时,当H2SO4溶液的浓度从0.01mol·kg-1增加到0.1 mol·kg-1时,其电导率k和
摩尔电导率Λm将(D)
A.κ减小,Λm增加
B. κ增加,Λm增加
C.κ减小,Λm减小
D. κ增加,Λm减小
9. 反应CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g)在恒温恒压下进行,当加入某种催化剂,该反应速
率明显加快。

不存在催化剂时,反应的平衡常数为K,活化能为E a,存在催化剂时为K'和E a',则(A)
A. K'=K,E a'< E a
B. K'<K,E a'>E a
C. K'=K,E a'> E a
D. K'<K,E a'<E a
10.在溶液中发生反应时, 离子强度I对反应速率常数k有影响。

当两种反应离子带相反
电荷时(B)
A. k随I增大而增大;
B. k随I 增大而减小;
C. k与I无关;
D. k与I的关系难以确定
11.某化学反应的方程式为2A→P ,则在动力学研究中表明该反应为(D)
A. 二级反应
B. 基元反应
C. 双分子反应
D. 以上都无法确定
12 . 设反应CaCO 3(s) = CaO(s) + CO 2(g)已达平衡,在其他条件不变的情况下将CaCO 3进一
步粉碎,则平衡 (C )
A.向左移动
B.向右移动
C.不移动
D.不能确定
13. 气体在固体表面发生等温吸附时 (B )
A.ΔS >0
B.ΔS <0
C.ΔS =0
D.ΔS ≥0
14. 将等体积的0.008mol ⋅ dm -3KI 溶液与0.01 mol ⋅ dm -3AgNO 3溶液混合制备AgI 溶胶,试
比较下列三种电解质MgSO 4 、CaCl 2、Na 2SO 4的聚沉能力 (A )
A . Na 2SO 4 > MgSO 4 > CaCl 2 B. Na 2SO 4 > CaCl 2> MgSO 4
C. MgSO 4 > Na 2SO 4 > CaCl 2
D. CaCl 2 > Na 2SO 4 > MgSO 4
15 . 高分子溶液与溶胶相同的性质是 (D )
A 稳定体系 B.扩散快 C. 多相体系 D.不能透过半透膜
二、某溶液中化学反应,若在等温等压(298.15K ,101.325kPa )下进行,放热6×104J ,若
使该反应通过可逆电池来完成,则吸热6000J 。

试计算:
(1) 该化学反应的ΔS 。

(2) 当该反应自发进行(即不作电功)时,求环境的熵变及总熵变。

(3) 该体系可能作的最大功。

(1) 该化学反应的ΔS 。

△S 体=6000/298.15=20.12J ·K -1
(2) 当该反应自发进行(即不作电功)时,求环境的熵变及总熵变。

△S 环=6×
104/298.15=201.2 J ·K -1 △S 总=△S 体+△S 环=221.36 J ·K -1
(3) 该体系可能作的最大功。

W MAX =-△G=T △S-△H ≤Qr-Qp=54000 J
)
三、在448~688K 的温度区间内,用分光光度法研究了下面的气相反应:
I 2 +环戊烯 →2HI + 环戊二烯
得到θK 与温度(K )的关系为 T
K 575.45103439.17ln -= 计算在573K 时,反应的θm r G ∆ ,θm r H ∆和θm r S ∆
参考答案:
解:
125
.0 073.2ln 15
.573575.45103439.17ln 573575.451034
39.17ln θθθθ
=∴-=⨯-==-=P P P p K K K K T T
K 时 kJ 88.9)073.2(573314.8ln θθm =-⨯⨯-=-=∆P K RT rG
1
θθθθθθθθθ6.144:57374.9288.9)( kJ 74.92: 575.4510341ln -⋅=∆∆⋅-=∆⋅-∆=∆=∆∆=∴+⋅∆-=K J rS rS rS T rH rG rH R
rH C T
R rH K m m
m m m m m m P
解得恒温解得 四、 反应 Zn (s)十2AgCl (s) = ZnCl 2 (a = 0.555) + 2Ag (s) 为原电池时,其电动势的温度系数
(∂E /∂T )p = - 4.02×10-4 V.K -1,
已知 V V 7628.0,2223.0/Zn Zn A gCl/A g 2-==+οοφφ
(1) 将该化学反应设计成原电池 。

(2) 计算该原电池25℃时的电动势。

(3) 计算该电池反应在25℃时的Δr G m 、Δr H m 、Δr S m 。

参考答案:
解:1.电池反应:Zn+2AgCl (s )→2Ag (s )+ ZnCl 2(a = 0.555)
原电池为:Zn| ZnCl 2(a = 0.555)| AgCl (s )| Ag (s )
2.θ
E =0.2223-(-0.7628)=0.9851(V ) 555.0lg 2
0517.09851.0lg 205917.0-=-=ZnCl a E E θ =0.9851+0.00757=0.9927(V )
3.Δr G m = -nFE =-2×96500×0.9927=-191.59(kJ.mol -1)
Δr S m =nF P
T E ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=2×96500×(-4.02×10-4)= -77.6 (Jk -1.mol -1) Δ r H m =ΔG+T ΔS =-191591+298×(-77.6)= -214.72 (kJ.mol -1)
五、NO 2的分解反应为NO 2(g)NO(g) + 1/2O 2(g),将0.105 g NO 2气体装入一体积为1L 的密闭容器,温度恒为330℃。

分解反应的初速率为0.0196 mol ⋅L -1⋅h -1,当浓度下降到0.00162 mol ⋅L -1时,反应速率只有初速率的一半。

求:
(1)反应级数;
(2)40 min 后NO 2的浓度。

参考答案:
解 ⑴ 设反应级数为n ,则有:r A =k A c A n 和c A ,0
A A ,0n k r =,两式相除,得:n c c r r )/(/A,0A A,0A =, 2022.2)
002282.0/00162.0ln()2/1ln()/ln()/ln(A,0A A,0A ≈===c c r r n ⑵由r k c A,0A A,02=,可得: 8.3763002282.0/0196.0/22A,0A,0A ===c r k mol -1⋅L ⋅h -1
由2
A A A c k r =,可得:2.3734)00162.02/(0196.0/22A A A =⨯==c r k mol -1⋅L ⋅h -1 k A 的平均值为:k A =3749 mol -1⋅L ⋅h -1,则40 min 时NO 2的浓度为:
4A,0A A 10404.3002282.0/160/4037491/11-⨯=+⨯=+=
c t k c mol ⋅L -1。

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