(完整版)天津大学高等教育出版社第五版《物理化学》第五章PPT
物理化学(天大第五版全册)课后习题答案
资料范本本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载物理化学(天大第五版全册)课后习题答案地点：__________________时间：__________________说明：本资料适用于约定双方经过谈判，协商而共同承认，共同遵守的责任与义务，仅供参考，文档可直接下载或修改，不需要的部分可直接删除，使用时请详细阅读内容气体pVT性质1-1物质的体膨胀系数与等温压缩系数的定义如下：试导出理想气体的、与压力、温度的关系？解：对于理想气体，pV=nRT1-5 两个体积均为V的玻璃球泡之间用细管连接，泡内密封着标准状况条件下的空气。
若将其中一个球加热到100℃，另一个球则维持0℃，忽略连接管中气体体积，试求该容器内空气的压力。
解：方法一：在题目所给出的条件下，气体的量不变。
并且设玻璃泡的体积不随温度而变化，则始态为终态（f）时1-8 如图所示一带隔板的容器中，两侧分别有同温同压的氢气与氮气，二者均克视为理想气体。
（1）保持容器内温度恒定时抽去隔板，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）隔板抽去前后，H2及N2的摩尔体积是否相同？（3）隔板抽去后，混合气体中H2及N2的分压力之比以及它们的分体积各为若干？解：（1）抽隔板前两侧压力均为p，温度均为T。
（1）得：而抽去隔板后，体积为4dm3，温度为，所以压力为（2）比较式（1）、（2），可见抽去隔板后两种气体混合后的压力仍为p。
（2）抽隔板前，H2的摩尔体积为，N2的摩尔体积抽去隔板后所以有，可见，隔板抽去前后，H2及N2的摩尔体积相同。
（3）所以有*1-17 试由波义尔温度TB的定义式，试证范德华气体的TB可表示为TB=a/（bR）式中a、b为范德华常数。
解：先将范德华方程整理成将上式两边同乘以V得求导数当p→0时，于是有当p→0时V→∞，（V-nb）2≈V2，所以有 TB= a/（bR）第二章热力学第一定律2-1 1mol理想气体于恒定压力下升温1℃，试求过程中气体与环境交换的功W。
天津大学物理化学教研室《物理化学》(第5版)笔记和课后习题(含考研真题)详解-热力学第一定律(圣才出
或
dU=δQ＋δW
2．焦耳实验 虽然焦耳实验的设计是不精确的，但是并不影响“理想气体的热力学能仅仅是温度的函 数”这一结论的正确性。
3．体积功的定义和计算 由于系统体积的变化而引起的系统与环境交换的能量称为体积功，其定义式为：
δW=－pambdV （1）气体向真空膨胀时，pamb=0，得出
W=0 （2）恒外压过程体积功
W= －pamb(V2－V1)= －pambΔV （3）对于理想气体恒压变温过程
3 / 52
圣才电子书
十万种考研考证电子书、题库视频学习平台
W= －pambΔV= －nRΔT
（4）可逆过程体积功
Wr
=
−
V2 V1
pambdV
（5）理想气体恒温可逆过程体积功
Wr
=−
V2 V1
pambdV
= nRT ln(V1
V2 ) = nRT ln( p2
p1)
（6）可逆相变体积功
W=－pdV
三、恒容热、恒压热及焓 1．恒容热（QV） 指系统进行恒容且无非体积功的过程中与环境交换的热，它与过程的ΔU 在量值上相等。 而ΔU 只取决于始、末状态，故对一个微小的恒容且无非体积功的过程有如下关系：
=定值)、恒容过程(V=定值)、绝热(系统与环境之间无热交换)过程、循环过程等。
4．功 系统得到环境所作的功时，W＞0；系统对环境作功时，W＜0。功是途径函数，单位为 J。 （1）体积功（W）：系统因其体积发生变化反抗环境压力(pamb)而与环境交换的能量，
定义式为W = −pambdV ；
（2）非体积功（W ）：除了体积功以外的一切其他形式的功，如电功、表面功等。
焓为广度量，是状态函数，单位为 J。
天津大学第五版物理化学课件
2020/3/1
6.熵判据——熵增原理
对于绝热系统， Q 0 ，所以Clausius 不等式为
dS …0
> 不可逆 = 可逆
熵增原理可表述为：在绝热条件下，系统发
生不可逆过程，其熵增加。或者说在绝热条件下，
不可能发生熵减少的过程。
如果是一个隔离系统，环境与系统间既无热 的交换，又无功的交换，则熵增加原理可表述为： 一个隔离系统的熵永不减少。
§3.9 克拉佩龙方程 §3./3/1
§3.1 卡诺循环（Carnot cycle）
1824 年，法国工程师 N.L.S.Carnot (1796~1832)设计 了一个循环，以理想气体为 工作物质，从高温 (T1)热源吸 收 Q1 的热量，一部分通过理 想热机用来对外做功W，另一 部分 Q2的热量放给低温 (T2 )热 源。这种循环称为卡诺循环。
• 环境熵变的计算 • 凝聚态物质变温过程熵变的计算 • 气体恒容变温、恒压变温过程熵变的计算 • 理想气体pVT变化过程熵变的计算
2020/3/1
1.环境熵变的计算
环境恒温：
dSamb
Qamb Tamb
环境非恒温：
Samb
Qamb Tamb
Qsys Tamb
Samb
2 Qr
相除得 V2 V3
V1 V4
所以
Q1
Q2
nRT1
ln V2 V1
nRT2
ln V4 V3
nR(T1
T2
)
ln
V2 V1
2020/3/1
§3.1 卡诺循环（Carnot cycle）
整个循环：
物理化学课件(天大第五版)-真实气体
真实气体在相变过程中的 特性
REPORTING
相变过程的概念
相变过程
物质从一种相态转变为另一种相 态的过程，如气态转变为液态或 固态，液态转变为固态或气态，
固态转变为液态或气态。
相变点
物质发生相变的温度和压力点， 如水的冰点为0°C和1个大气压。
相平衡
在一定的温度和压力下，物质的 不同相态可以共存，形成一个平
REPORTING
真实气体的内能
总结词
真实气体的内能是指气体内部所有分子动能和势能的 总和，与温度、体积和物质的量有关。
详细描述
真实气体的内能是气体热力学状态的重要参数之一，它 反映了气体内部微观粒子所具有的能量。根据热力学的 知识，真实气体的内能与温度、体积和物质的量有关。 当温度升高时，气体分子的平均动能增大，导致内能增 加；而当体积增大时，分子间的平均距离增大，势能增 大，也会导致内能增加。物质的量越大，气体的内能也 越大。因此，在等温、等压条件下，真实气体的内能随 物质的量增加而增加。
反应速率
物质在相变过程中反应速率的快 慢，表示物质化学反应速度的变 化。
2023
REPORTING
THANKS
感谢观看
衡状态。
相变过程中的热力学性质
热容
在相变过程中，物质吸收或释放热量时温度的变 化，表示物质热稳定性的变化。
熵
物质在相变过程中熵的变化，表示物质内部无序 度的变化。
焓
物质在相变过程中焓的变化，表示物质能量的变 化。
相变过程中的动力学性质
扩散系数
物质在相变过程中扩散系数的变 化，表示物质传递速度的变化。
无序程度增加，因此气体的熵也随物质的量增加而增加。
天津大学物理化学第五章ppt
而第二项为：RT
νBln
B
pB p
RT ln
B
pB p
νB
RT
ln
B
pB p
νB
其中的
B
pB p
νB
是反应物及产物的
pB p
νB
的连乘积。
因为反应物计量系数 vB 为负，产物计量系数vB 为正，所以它
的形式是
p产 物 /p p反 应 物/p
ν产 物 ν反 应 物
有气相和凝聚相（液相、固体）共同参与的反应称为复 相化学反应。只考虑凝聚相是纯态的情况，纯态的化学势就 是它的标准态化学势，所以复相反应的热力学平衡常数只与 气态物质的压力有关。
例如，有下述反应，并设气体为理想气体：
CaCO3(s) ƒ CaO(s) CO2(g)
K$ peq (CO2 ,g) / p$
p(CO 2, g) 称为CaCO 3 (s) 的解离压力。
4. 有凝聚态物质参加的理想气体化学反应
如果产生的气体不止一种，则所有气体压力的总和称为 解离压。
例如： NH 4HS(s) NH3 (g) H2S(g)
解离压力 p p(NH3 ) p(H2S)
则热力学平衡常数：
Kө$
peq
(NH3 p$
(1) N2(g) 3H2(g) 2NH3(g)
1
3
(2) 2 N2(g) 2 H2(g) NH 3(g)
Δr Gm,1 RT lnK1 Δr Gm,2 RT lnK2
ΔrGm,1 2ΔrGm,2 K1 K2 2
所以，在给出化学反应标准平衡常数时，必须指明它所对应 的化学计量式。
4. 有凝聚态物质参加的理想气体化学反应
天大物理化学第五版化学平衡ppt课件市公开课金奖市赛课一等奖课件
通式： dG = BBd
3
第3页
上式在恒T、p下两边同时除以d，有：
G
T,p
BB B
ΔrGm
G —— 一定温度、压力和构成条件下，反应进行
T,p 了d 微量进度折合成每摩尔进度时所引起
系
统吉布斯函数改变；
或者说是反应系统为无限大量时进行了1 mol 进度化学反应时所引起系统吉布斯函数改变， 简称为摩尔反应吉布斯函数，通常以rGm 表 示。
n NO2 nB
21 0.3156 1 1
当
p2 = 50 kPa时，解得 2 = 0.2605，
y 2
2 2 1 2
0.4133
此题还能够用另一个办法进行平衡构成计算：
因平衡时总压 ： p pN2O4 pNO2
代入：
K
(pNO / p )2
2
p / p N2O4
可得： (pNO2 / p )2 K (pNO2 / p ) K (p / p ) 0
N2O4 (g) 2NO2(g)
开始时n/mol 1
0
平衡时n/mol 1
2
nB=1+ 2 =1+
B 1
K
Kn p
p
B
(2 )2
nB
(1 )
p
1
4 2
p
p (1 ) (1 )(1 ) p
20
第20页
[K /(K 4p / p )]1/ 2
当 p1 = 100 kPa时，解得 1 = 0.1874，y1
解此一元二次方程可得：
p1 = 100 kPa时， pNO2 / p = 0.3156， y1 = pNO2 / p = 0.3156
天津大学第五版物理化学课件
rGm rG RT ln J 0
$ m eq p $ eq rGm RT ln J p RT ln K $
K称为热力学平衡常数，它仅是温度的函数，在
数值上等于平衡时的压力商，是无量纲的量。因
为它与标准摩尔反应吉布斯函数有关，所以又称
为标准平衡常数。
1. 标准平衡常数
(1) C(s) O2 (g) CO2 (g)
(2) CO(g) 1 O2 (g) CO2 (g) 2
$ r Gm (1)
$ r Gm (2)
(1) - 2×(2) 得（3）
(3) C(s) CO2 (g) 2CO(g)
$ $ $ r Gm (3) r Gm (1) 2 r Gm (2)
例题
例题 298K时，正辛烷C8H18（g）的标准燃烧焓是 –5512.4 kJ· –1 ，CO2(g)和液态水的标准生成焓分别 mol 为–393.5和–285.8 kJ· –1 ；正辛烷，氢气和石墨的标 mol 准熵分别为463.71，130.59和5.69 J· –1· –1。 K mol ⑴ 试求算298K时正辛烷生成反应的K。 ⑵ 增加压力对提高正辛烷的产率是否有利？为什 么？ ⑶ 升高温度对提高其产率是否有利？为什么？ ⑷ 若在298K及标准压力下进行此反应，达到平衡 时正辛烷的物质的量分数能否达到0.1？若希望正辛烷 的物质的量分数达0.5，试求算298K时需要多大压力才 行？
例题
6. 其它的平衡常数
eq K p ( pB ) B B
一般有单位
对于理想气体
eq pB B $ eq B $ B K ( $ ) ( pB ) /( p ) p B B
物理化学天大第五版全册课后习题答案
(3) y H3n N2n N23n N2y N所以有P H :P N 231汀:4p3:1第一章气1- 1物质的体膨胀系数 V 与等温压缩系数T 的定义如下:解：对于理想气体，pV=nRT1- 5两个体积均为V 的玻璃球泡之间用细管连接，泡内密封着标准状况条件下的空气。
若将其中一个球加热到100C ，另一个球则维持0C,忽略连接管中气体体积，试求该容器 内空气的压力。
解：方法一：在题目所给出的条件下，气体的量不变。
并且设玻璃泡的体积不随温度而 变化，则始态为n n 口 n 2J 2 p i V /（RT i ）1-8如图所示一带隔板的容器中，两侧分别有同温同压的氢气与氮气，二者均克视为理 想气体。
3n N 2)£蚀孚啤⑵4dm 3 4dm 3 1dm 3（2），可见抽去隔板后两种气体混合后的压力仍为 p 。
RT/ p ，N 2 的摩尔体积 V m ,N 2RT / p抽去隔板后 所以有 V m,H 2RT/ P ，V m,N 2RT / p试导出理想气体的T与压力、温度的关系?终态（f ）时nPfV V p fV T2,f%f n 2,fRRT 1, f T 2, fT vT 1, f T 2, f（1） 保持容器内温度恒定时抽去隔板，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） 隔板抽去前后，H 及N 的摩尔体积是否相同？（3） 隔板抽去后，混合气体中H 2及N 2的分压力之比以及它们的分体积各为若干？ 解： P H（1）抽隔板前两侧压力均为p ，温度均为T o“H ZRT厂 PN3dm叽RTp （ 1） 1dm 3得: 叶23n N 2而抽去隔板后, 体积为4dm,温度为，所以压力为p 乎 5N2 比较式（1）、（2）抽隔板前，“的摩尔体积为v m ,H 2可见，隔板抽去前后, “及N 的摩尔体积相同。
*1-17试由波义尔温度T B 的定义式，试证范德华气体的 T B 可表示为T B =a/( bR式中a 、b 为范德华常数。
天津大学-第五版-物理化学上习题答案
第一章 气体的pVT 关系1-1物质的体膨胀系数V α与等温压缩系数T κ的定义如下：1 1T T pV p V V T V V⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=κα 试导出理想气体的V α、T κ与压力、温度的关系 解：对于理想气体，pV=nRT111 )/(11-=⋅=⋅=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=T TVV p nR V T p nRT V T V V p p V α 1211 )/(11-=⋅=⋅=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=p p V V pnRT V p p nRT V p V V T T T κ 1-2 气柜内有、27℃的氯乙烯（C 2H 3Cl ）气体300m 3，若以每小时90kg 的流量输往使用车间，试问贮存的气体能用多少小时解：设氯乙烯为理想气体，气柜内氯乙烯的物质的量为mol RT pV n 623.1461815.300314.8300106.1213=⨯⨯⨯== 每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为133153.144145.621090109032-⋅=⨯=⨯=h mol M v Cl H Cn/v=（÷）=小时1-3 0℃、的条件常称为气体的标准状况。
试求甲烷在标准状况下的密度。
解：33714.015.273314.81016101325444--⋅=⨯⨯⨯=⋅=⋅=m kg M RT p M V n CH CH CHρ 1-4 一抽成真空的球形容器，质量为。
充以4℃水之后，总质量为。
若改用充以25℃、的某碳氢化合物气体，则总质量为。
试估算该气体的摩尔质量。
解：先求容器的容积33)(0000.10010000.100000.250000.1252cm cm V l O H ==-=ρn=m/M=pV/RTmol g pV RTm M ⋅=⨯-⨯⨯==-31.301013330)0000.250163.25(15.298314.841-5 两个体积均为V 的玻璃球泡之间用细管连接，泡内密封着标准状况条件下的空气。
天津大学高等教育出版社第五版《物理化学》第四章PPT课件
dG dG dG
dn B dnB B B
B B
dn B B
B
<0 自发过程 =0 平衡状态
恒温恒压下非体积功等于零的条件下： dG
★
dn B B
B
<0 自发过程 =0 平衡状态 >0 非自发过程
由享利定律可知，当溶质、溶剂和温度都一定时，亨利常数就为定值， 气体的分压越大，则该气体在溶液中的溶解度也就越大。所以增加气体的 压力有利于吸收操作。 由下表可知，随温度的升高，k值增大，因而当CO2分压相同时，随 着温度的升高，CO2的溶解度xCO2将下降。反之降低温度，则xCO2的溶解 度将增大，所以低温有利于吸收操作。
§4.3
1．纯理想气体的化学势
气体组分的化学势
( g ) B ▲标准状态下的化学势：
▲任意压力下的化学势：μ
*
纯理想气体：μ =GB =Gm
T
2．理想气体混合物中任一组分的化学势
3．纯真实气体的化学势
▲标准态规定：该温度及标准压力下的假想的纯态理想气体 ▲纯真实气体的化学势：可设计下面途径
p与p0相差不大
mix G T mix S
恒温恒压下液体混合过程的吉布斯函数变△mixG＜0，说明混合过程 为自发过程。
§4．6
1．溶剂的化学势
理想稀溶液
理想稀溶液(无限稀薄溶液):溶质的相对含量趋于零的溶液。
T一定，若与理想稀溶液成平衡的气体为理想气体混合物， 溶剂遵循拉乌尔定律， 溶剂A的化学势:
故组成a的系统的体积： 混合物的组成改变时:※ 两组分的偏摩尔体积也在改变 ※ 组成越接近某一纯组分时，该组分的偏摩尔体积 也就越接近于该纯组分的摩尔体积；
物理化学上册-天津大学编写-第五版完整ppt课件
(1)从宏观到微观 (2)从体相到表相 (3)从定性到定量
(4)从单一学科到交叉学科
(5)从研究平衡态到研究非平衡态
精选ppt课件2021
10
当今科学研究的四大方向：
能源、材料 、环境、生命
学科间相互渗透、 相互结合，形成了许
化学与材料
多极具生命力的边缘 学科，
化学与能源
物理化学
Physical Chemistry
物理化学多媒体课件 孙雯
精选ppt课件2021
1
绪论
Preface
精选ppt课件2021
2
一、什么是物理化学?
无机化学
分析化学
有机化学 化学 物理化学
生物化学
高分子化学
物理化学是化精学选ppt课学件202科1 的一个分支 3
温度变化 压力变化 体积变化 状态变化
❖ 南京大学物理化学教研室 傅献彩
❖ 《物理化学》上、下册 （第四版）胡英
❖ 《物理化学练习500例》 （第二版）李大珍
❖ 《物理化学解题指精南选p》pt课件2021 李文斌（天大）
12
第一章 气体的 pVT 性质
Chapter1 the pVT relationships of gases
物质的聚集状态
ppt课件2021
16
R＝8.314 J·K-1·mol-1 ＝0.08206 atm·l ·K-1·mol-1 ＝1.987 cal ·K-1·mol-1
理想气体状态方程也可表示为： pVm=RT pV = (m/M)RT
以此可相互计算 p, V, T, n, m, M, (= m/ V)
精选ppt课件2021
天津大学物理化学第五版下册PPT
1.离子迁移数的定义
离子在电场中运动的速率用公式表示为：
v uE v uE
式中E为电场强度，比例系数 u+和 u–分别称为正、负离 子的电迁移率，又称为离子淌度（ionic mobility），即 相当于单位电场强度时离子迁移的速率。它的单位是 m2s1V1 。
电迁移率的数值与离子本性、溶剂性质、温度等 因素有关，可以用界面移动法测量。
电解
电能
电池
化学能
上一内容 下一内容 回主目录
返回
2021/3/26
电化学的用途
⒈电解 精炼和冶炼有色金属和稀有金属； 电解法制备化工原料； 电镀法保护和美化金属； 还有氧化着色等。
⒉电池 汽车、宇宙飞船、照明、通讯、 生化和医学等方面都要用不同类 型的化学电源。
⒊电分析 ⒋生物电化学
上一内容 下一内容 回主目录
返回
2021/3/26
例题
解: 1Au3+ e = 1Au
3
3
OH1 4O21 2H2Oe
(1 )Q z F 1 9 6 5 0 0 1 9 7 .0 1 .g 2 0 m g o l-1 /3C m o l 1
= 1 7 6 3 C
(2 )t Q I 0 1 .7 0 6 2 3 5 C A 7 .0 5 1 0 4s
上一内容下一内容回主目录返回201055电能化学能电解电解电池电池物理化学电子教案第七章上一内容下一内容回主目录返回201055第七章电化学71电解质溶液的导电机理及法拉第定律72离子的迁移数73电导电导率和摩尔电导率74平均离子活度因子及德拜休克尔极限公式75可逆电池及其电动势的测定76原电池热力学77电极电势和液体接界电势78电极的种类79原电池设计举例上一内容下一内容回主目录返回201055第七章电化学710原电池设计举例分解电压711原电池设计举例极化作用712原电池设计举例电解时电极反应上一内容下一内容回主目录返回201055电化学研究对象电能化学能电解电解电池电池电化学主要是研究电能和化学能之间的相互转化及转化过程中有关规律的科学
天津大学物理化学教学课件ppt合集
电极反应速率
描述电极反应快慢的参数 ，与反应物浓度、电极电 势、温度等因素有关。
反应机理
描述电极反应过程的化学 步骤和中间产物，有助于 深入理解电化学反应的本 质和影响因素。
电化学在能源领域应用
电池技术
包括锂离子电池、燃料电池等，利用 电化学原理实现能量的储存和转换， 广泛应用于电动汽车、移动电源等领 域。
06
结构化学基础与物质性质关系
原子结构和元素周期律关系
原子结构决定元素在周期表中的位置
原子的电子排布决定了元素的化学性质，进而决定了元素在周期表中的位置。
元素周期律的实质是原子结构的周期性变化
随着原子序数的递增，元素的性质呈周期性的变化，这种变化是由原子结构的周期性变 化所引起的。
原子结构与元素性质的关系
原子半径、电离能、电子亲和能等性质的变化都与原子结构密切相关，这些性质的变化 也反映了元素性质的递变规律。
分子结构和分子间作用力关系
01
分子结构决定分子的性质
分子的几何形状、键长、键角等结构参数决定了分子的化学性质和物理
性质。
02
分子间作用力影响物质的聚集状态
分子间作用力的大小和类型决定了物质的沸点、熔点、溶解度等物理性
性能评价指标
包括电解效率、槽电压、电流密度等，用于评估电解池的工作效果和能耗情况 。其中，电解效率是电解池将电能转化为化学能的能力，槽电压是电解池两极 间的电压，电流密度是单位面积上的电流强度。
电极过程动力学简介
电极过程动力学
研究电极反应速率和反应 机理的学科，涉及电化学 反应的动力学参数和影响 因素。
电解水制氢
电化学储能技术
包括超级电容器、电化学储能电池等 ，利用电化学原理实现能量的快速储 存和释放，具有功率密度高、循环寿 命长等优点。
物理化学上册_天津大学第五章-第二部分
105KJ
mol1
(3)
ln
K2 K1
r
H
m
R
1 T2
1 T1
ln
K2 8.1109
105 103 8.314
1 298.15
1 373.15
K
2
1.631012
例题：
乙醇气相脱水可制备乙烯，其反应为：
C2H5OH (g) == C2H4(g) + H2O(g)，各物质298 K时
81.88 42.80
CO2(g)
-393.509
-394.359
213.74
37.11
解：碳酸钙的分解反应是： CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g)
由题给数据求得 T1 = 298.15 K 时碳酸钙分解反应
ΔrGm (T1 ) νBΔfGm B,T1 [(1128.79) (604.03)
B
K
n0
p /p
nB
νB nBνB
B
n0
p /p
nB
νB
Kn
由此式可见，在总压一定的条件下，加入惰性组分，n0 nB
增大 。若 B 0 ，将使 Kn 增大，故平衡向产物方向移动。 若 B 0，将使 Kn 减小，故平衡向反应物方向移动。
总之，加入惰性组分，相当于系统总压减少。
B
160.59J mol 1 K 1
得 ΔrGm (T1 ) Δr Hm T1 T1 Δr Sm T1
[178.321 298.15160.5910 3 ] kJ mol 1 130.441 kJ mol 1
碳酸钙的分解为两个纯固相，与一个气相参与的反应。要 求至少产生 100 kPa 的CO2(g)，所以平衡压力商
天津大学_第五版_物理化学上册完整版
出口处：
n H 2O nC H 2 2
每摩尔干乙炔气在该泠却过程中凝结出的水的物质的量为 0.02339-0.008974=0.01444（mol） 1-12 有某温度下的 2dm3 湿空气，其压力为 101.325kPa，相对湿度为 60％。设空气中 O2 和 N2 的体积分数分别为 0.21 和 0.79，求水蒸气、 O2 和 N2 的分体积。已知该温度下水的饱和蒸气压为 20.55kPa（相对湿度即该温度下水蒸气分压与水的饱和蒸气压之比） 。
4
物理化学上册习题解（天津大学第五版）
解：水蒸气分压＝水的饱和蒸气压×0.60＝20.55kPa×0.60＝12.33 kPa O2 分压＝（101.325-12.33 ）×0.21＝18.69kPa N2 分压＝（101.325-12.33 ）×0.79＝70.31kPa
50.663 1.1401 50.663 0.02250
33.775 0.75713 33.775 0.02242
25.331 0.56660 25.331 0.02237
解：将数据处理如下： P/kPa 101.325 -3 (ρ/p)/ （g· dm · kPa） 0.02277 作(ρ/p)对 p 图
1-11 25℃时饱和了水蒸汽的乙炔气体（即该混合气体中水蒸汽分压力为同温度下水的饱和蒸 气压）总压力为 138.7kPa，于恒定总压下泠却到 10℃，使部分水蒸气凝结成水。试求每摩尔干乙炔 气在该泠却过程中凝结出水的物质的量。已知 25 ℃及 10 ℃时水的饱和蒸气压分别为 3.17kPa 和 1.23kPa。 解： p B y B p ，故有 p B / p A y B / y A n B / n A p B /( p p B ) 所以，每摩尔干乙炔气含有水蒸气的物质的量为 进口处：
(NEW)天津大学物理化学教研室《物理化学》(第5版)笔记和课后习题(含考研真题)详解
目 录第1章 气体的pVT关系1.1 复习笔记1.2 课后习题详解1.3 名校考研真题详解第2章 热力学第一定律2.1 复习笔记2.2 课后习题详解2.3 名校考研真题详解第3章 热力学第二定律3.1 复习笔记3.2 课后习题详解3.3 名校考研真题详解第4章 多组分系统热力学4.1 复习笔记4.2 课后习题详解4.3 名校考研真题详解第5章 化学平衡5.1 复习笔记5.2 课后习题详解5.3 名校考研真题详解第6章 相平衡6.1 复习笔记6.2 课后习题详解6.3 名校考研真题详解第7章 电化学7.1 复习笔记7.2 课后习题详解7.3 名校考研真题详解第8章 量子力学基础8.1 复习笔记8.2 课后习题详解8.3 名校考研真题详解第9章 统计热力学初步9.1 复习笔记9.2 课后习题详解9.3 名校考研真题详解第10章 界面现象10.1 复习笔记10.2 课后习题详解10.3 名校考研真题详解第11章 化学动力学11.1 复习笔记11.2 课后习题详解11.3 名校考研真题详解第12章 胶体化学12.1 复习笔记12.2 课后习题详解答：分散相粒子直径d介于1～1000nm范围内的高分散系统称为胶体系统。
胶体系统的主要特征：高分散性、多相性和热力学不稳定性。
答：在暗室中，将一束经过聚集的光线投射到胶体系统上，在与入射光垂直的方向上，可观察到一个发亮的光锥，称为丁泽尔效应。
丁泽尔效应的实质是胶体粒子对光的散射。
可见光的波长在400～760nm的范围内，而一般胶体粒子的尺寸为1～1000nm。
当可见光投射到胶体系统时，如胶体粒子的直径小于可见光波长，则发生光的散射现象，产生丁泽尔效应。
答：胶体粒子带电、溶剂化作用和布朗运动是溶胶稳定存在的三个重要原因。
（1）胶体粒子表面通过以下两种方式而带电：①固体表面从溶液中有选择性地吸附某种离子而带电；②固体表面上的某些分子、原子在溶液中发生解离，使固体表面带电。
物理化学电子课件-第五章
•
第五章 小结
❖ 一、反应速率 ❖ 1.定义；2.表达式 ❖ 二、基元反应和复合反应 ❖ 1.反应机理2.基元反应3.复合反应4.反应分子数5.质
量作用定律6.反应级数7.反应级数和反应分子数的 区别 ❖ 三、反应速率常数k ❖ 1.物理意义2.单位 ❖ 3.影响因素 4.
•
四、一级反应
分别表示反应物N 2(g)和H2(g)消耗速率
表示生成物NH3(g)的增长速率 为研究方便，通常选用参加反应的物质中某一主反应物消耗速率或某一主产
物的增长速率来表征该反应的反应速率。 以N2(g)的消耗速率表征合成氨的化学反应速率的关系式为
•
❖ 二.反应速率的测定 化学反应速率的测定方法，就 是采用测定不同 t 时刻，任一 反应组分的浓度，得到反应物 或产物浓度随时间的变化率， 从而确定化学反应速率。如图 所示，由实验测得反应物浓度 C与时间 t 数据，作图为一曲 线，由曲线上某 t 时刻切线的 斜率，可以确定反应物 A 的 瞬时消耗速率。
•
❖ 三、反应级数
如反应：
aA + bB → gG + hH 实验测定反应物A的浓 度与其消耗速率的关系 如下
❖ α、β分别代表反应物A 与B的分反应级数
n=α+β称为该化学反应 总级数
一般情况下a≠α；b≠β。 反应级数可以是正数、 负数可以是整数、分数 或零。
此式即为化学反应的速 率方程或叫动力学方程
•
对于0、1、2、3、n级反应的动力学方程及其特征
通式为 级 速率方程 数 微分式
的各级反应特征 特征
积分式
半衰期 直线
t 1/2
关
2 3
n
•
§5.1 温度对反应速率的影响
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
本章要讨论下述问题： 1．一定条件下化学反应的方向和限度。 2．用热力学的方法解决平衡常数的求法; 3．用热力学方法和原理分析温度、压力和浓度对平衡的影响，从而
指导生产。
★从热力学计算得知该反应的在常温常压下是不可能进行 通的过热力学计算，在高温下反应就能进行，生产条件必须高于800℃。 ★TiO2用碳还原以生产金属钛的反应，通过计算，温度要达3000℃以上，当今 尚无能适应这样高温的反应器材料，因此，TiO2是不能用碳还原来生产钛的。
取取nnmmooll
5.5
5-14
★影响理想气体反应平衡的其他因素
（1）压力对理想气体反应平衡转化率的影响
K
(
p p
) B
B
y B B
总结2
（2）惰性组分对平衡转化率的影响（惰性组分是指系统中不参加反应的组分）
增加惰性组分有利于气 体物质的量增大的反应。
★同时反应平衡组成的计算
说明用热力学方法来讨论化学反应是非常重要且非常有价值。
§5.1 化学反应的等温方程 1．摩尔反应吉布斯函数与化学反应亲和势 吉布斯函数判据式:
定义
称为化学反应亲和势，简称亲和势
在恒温恒压下，A＞0 A =0 A＜0
自发进行 产物与反应物处于平衡状态 非自发进行，而逆反应可自 发进行
2．摩尔反应吉布斯函数与反应进度的关系，平衡条件 （1） 摩尔反应吉布斯函数与反应进度的关系
5-20
5-20
例、用甲醇和空气通过Ag催化剂制甲醛，反应在773K，101·325 kPa（总压）的条件下进行，
气相中 O2的体积分数约为20％。反应中发现Ag渐渐失去光泽，试判断此现象是否是生成Ag2O 对所致。下表为298K时各物质热力学常数：其中各物质的Cp，m不随温度的改变而改变。
◎须先确定有几个独立反应。若几个反应相互间没有线性组合的关系，这几个反应是独立反应 ◎任一反应组分，不论它同时参加几个反应，其浓度（或分压）只有一个
★实际反应的化学平衡 （1）真实气体反应的化学平衡 （2）稀溶液中的化学反应
1 1 1
常压下溶液中化学 反应的标准平衡常 数表达式
5-23
2．惰性组分对平衡转化率的影响
惰性组分是指不参加化学反应的组分。 若原料气中有某惰性组分,物质的量为n0， 平衡时参加化学反应组分B的物质的量为nB， 总压为p，则反应组分B的分压为
表明平衡向生成产物的方向移动 即增加惰性组分后有利于气体的物质的量增大的反应
例如在用天然气作原料合成氨的过程中，由于循环使用原料气，致使原料 气体CH4，Ar的含量增高，它们都是合成氨过程中的惰性气体，为了不降 低合成率，在生产中定时在原料气进入合成塔前释放一部分循环原料气， 以降低体系中惰性气体的百分数来提高合成率。这一部分释放气中含有大 量可燃的CH4和H2，一般可输送到厂生活区作燃料用。
★ 化学反应的等温方程 ★ ★ ★ 范特霍夫方程
总结1
当△rHθm随温度的变化时，须先找出△rHθm与T的函数关系，然后才能积分。
★影响理想气体反应平衡的其他因素
（1）压力对理想气体反应平衡转化率的影响
K
(
p）惰性组分对平衡转化率的影响（惰性组分是指系统中不参加反应的组分）
ΔrGm为一定温度、压力和反应进度时化学反应的摩尔反应吉布斯函数。 因此，化学反应亲和势为
（2）平衡条件
3．化学反应的等温方程
理想气体间化学反应
§5.2 理想气体化学反应的标准平衡常数
1．标准平衡常数
例：
若在同一温度下，几个不同的化学反应具有加和性时
4．标准平衡常数Kθ的测定
测定了平衡体系中各物质的浓度或压力，可计算平衡常数。 ◆物理方法：通过物理性质的测定求出平衡体系的组成。
5、平衡组成计算
◆平衡组成应有如下特点： （1）只要条件不变，平衡组成应不随时间变化； （2）一定温度下，由正向或逆向反应的平衡所算得Kθ应一致 （3）改变原料配比所得的Kθ 应相同。
◆“转化率”为转化掉的某反应物占原始反应物的分数；
◆“产率” 为转化为指定产物的某反应物占原始反应物的分数
6. 其它平衡常数
称为范特霍夫方程 该式表明温度对于标准平衡常数的影响与反应的标准摩尔反应焓有关
★ 化学反应的等温方程 ★ ★ ★ 范特霍夫方程
总结1
当△rHθm随温度的变化时，须先找出△rHθm与T的函数关系，然后才能积分。
将
代入
另一种解法
假设
为定值
表明平衡系统中产物的含量增高而反应物的含量降低；
下面几种方法判断研究的系 统是否确已达到平衡
（1）系统若已达平衡，则在外界条件不变的情况下，无论再经历多长时间，系统中 各物质的浓度均不再改变。
（2）从反应物开始正向进行反应，或者从生成物开始逆向进行反应，在达到平衡 后，所得到的平衡常数应相等。
（3）任意改变参加反应各物质的最初浓度，达平衡后所得到的平衡常数相同。
例如测定体系的折光率、电导率、颜色、光的吸收、压力或容积的改变等 一般不会扰乱体系的平衡状态。
◆化学方法：利用化学分析的方法可测定平衡体系中各物质的浓度。
加入试剂往往会扰乱平衡，使所测得的浓度并非平衡时的真正浓度 ★可将体系骤然冷却，在较低的温度下进行化学分析。 ★若反应需有催化剂才能进行，则可以除去催化剂使反应“停止”。 ★对于在溶液中进行的反应，可以加入大量的溶剂 使溶液冲稀，以降低平衡移 动的速度。
增加惰性组分有利于气 体物质的量增大的反应。
★同时反应平衡组成的计算
◎须先确定有几个独立反应。若几个反应相互间没有线性组合的关系，这几个反应是独立反应 ◎任一反应组分，不论它同时参加几个反应，其浓度（或分压）只有一个
★实际反应的化学平衡 （1）真实气体反应的化学平衡 （2）稀溶液中的化学反应