物理化學總復習PPT

1、總復習第一章 熱力學第一定律1. 熱力學第一定律U= Q + W2. 體積功ambWpdV 自由膨脹過程：pamb=0210VambVWpdV 2. 恒容過程：dV=0210Vam bVWpdV 3.恒壓過程：pamb=psys=常數(shù)2121()VambambambVWpdVpVVpV 4. 液體的氣化過程： 恒溫、恒壓，且液體體積與氣體體積相比可忽略，因此()glgWp Vp VVpVnRT 5. 外界壓力與系統(tǒng)壓力始終相差一無窮小量的過程：此過程有21212121()()VVa m bVVVVVVWpd Vpd p d Vp d Vd p d Vpd V a m bppd p7.對于理想氣

2、體的恒溫過程：22112112lnlnVVVVVpnRTWpdVdVnRTnRTVVp 或8.對于理想氣體的絕熱可逆過程：,/p mV mCC12211()()1TVTV1/2211()()1TpTp2211()()1pVpV221100001121,2111/()1()VVVVV mp VWpdVp VdVVVVWUnCTT 對于理想氣體：單純的p、V、T 變化時，CV，m；Cp，m為常數(shù)，由定容熱容和定壓熱容分別可得：2,211()TVV mV mTUQnCdTnCTT2,211()Tpp mp mTHQnCdTnCTT（恒容過程）（恒壓過程）2. 熱量計算3. 焓的計算：（1）相變焓B(

3、 )B( )( )( )pQH HH純物質的相變化是在恒定壓力和溫度下進行的，所以對于蒸發(fā)和升華過程，氣體的摩爾體積遠大于液體和固體摩爾體積( )()( )Wp VpV gnRTUHpVHpV gHnRT （2）標準摩爾反應焓：()()rmBfmBrmBcmBHHBHHB （4）節(jié)流膨脹： 節(jié)流膨脹過程為恒焓過程，H2=H1節(jié)流膨脹系數(shù)：(/)J THTp 由于膨脹過程dp0時，dT T B. T=T C. T0, S 環(huán)0 B. S 系 0C. S 系0, S 環(huán)=0 D. S 系0 C. H0， G=0 D. H0， G0，G0C. S0，G0，G06. 氣體CO和O2在一個堅固的絕熱箱內

4、發(fā)生化學反應，系統(tǒng)的溫度升高，該過程（）A. U=0 B. H=0 C. S=0 D. G=0 BCA7. 自發(fā)過程一定是不可逆過程。（）8. 熵增加的過程一定是自發(fā)過程。（）9. 自然界存在溫度降低，但熵值增加的過程。（）10. 凡是G0是過程一定不能發(fā)生。（）11.絕熱不可逆由狀態(tài)A到狀態(tài)B過程，為求此過程的S，可在A與B之間設計一絕熱可逆過程，因為絕熱可逆過程S=0，所以從A到B的絕熱不可逆過程S=0。（）12. 平衡態(tài)熵最大。（）對錯對錯錯錯1. 有兩個可逆卡諾熱機，在高溫熱源溫度皆為500K，低溫熱源分別為300K和250K之間工作，若兩者分別經一個循環(huán)作的功相等。試問：（1）兩個熱

5、機的效率是否相等：（2）兩個熱機自高溫熱源吸收的熱量是否相等：向低溫熱源放出的熱量是否相等？解（1）兩熱機的效率分別為：1212111121211150030040%50050025050%500aabbWQQTTQQTWQQTTQQT（2）因為11,ababWWQQ且所以21112111(1)(0.4 1)0.6(1)(0.5 1)0.5aaQQQQQQQQ 所以22QQ1. 1mol理想氣體，初態(tài)為T1=298.2K，p1=100kPa，經下列三種過程達到鐘態(tài)p2=600kPa。計算下列過程的Q、W、U、H、A、G和S隔。（1）恒溫可逆過程；（2）絕熱可逆壓縮；（3）自始態(tài)至終態(tài)用600k

6、Pa的外壓恒溫壓縮。已知系統(tǒng)的Cp,m=-7/2R，初態(tài)的標準熵Sm（298K）=205.3Jmol-1K-1解： （1）恒溫過程1111210, 0100ln(1 8.314 298.2ln)4442J6004442JUHpWnRTpQW 11121111111100ln(1 8.314ln)14.90J K6004443J4443J444214.90J K298.20pSnRpAUT SGHT SQSTSSS 環(huán)1環(huán)隔（2）因為過程絕熱可逆，所以1.4 121.42112,212,210 0 0 07R/2= =1.45R/2600T =T298.2()497.5K1005()18.314

7、(497.5298.2)4142J27()18.314(497.5298.2)5799J2pVV mp mQSSSCCppUnCTTHnCTT環(huán)隔-1，（）2222212122214142J()()4142205.3 (497.5298.2)36.77kJ()35.12kJWUAUTSUSTT SUSTGHTSHST （3）此過程初終態(tài)與過程（1）相同，故所有狀態(tài)函數(shù)的改變量也相同。313113131310, 014.90J K , 4443J4443JUUHHSSAAGG 2121212133313()()600600() 1 8.314 298.2()60010012.4kJ12.4kJ1

8、2.40 10=41.58J K298.226.67J KambambambambnRTnRTWpVVpPPppnRTppQWQSTSSS 環(huán)環(huán)隔（）=3. 在0C，101.325kPa下，冰的熔化焓為6009Jmol-1，冰與水的摩爾體積分別為19.62510-6與1801810-6m-3mol-1，（1）計算冰的熔點隨壓力的變化量，（2）計算在1500101325Pa下水的凝固點。解： （1）由克拉佩龍方程，有186PaK10429. 7600910)652.19018.18(2 .273mmHVTdpdT計算結果表明，壓力升高1Pa，冰的熔點就降低7.42910-8K（2）K91.261

9、)101325150010429. 7(2 .2738fT第三章 多組分熱力學,()CBTP nXXn1. 偏摩爾量在恒溫、恒壓下系統(tǒng)的廣度量隨某一組分的物質的量的變化稱為偏摩爾量。理想混合物各組分的偏摩爾量等于它們純態(tài)時的摩爾量。2.化學勢, ,()CBBT P nBGGnCCCCnpTBnVTBnpSBnVSBBnGnAnHnU,)()()()(3. 化學勢判據(jù)：( )( )0BBBdn （g） B. （l）0,H0,G0,G0,H0,S=0,G=0C3. 在298.15K，101325Pa時某溶液中溶劑A的蒸氣壓pA，化學勢A，凝固點TA，上述三者與純溶劑的P*A， *A ， T*A相比

10、有（） p*A pA, *A A， T*A pA, *A A， T*A pA, *A TA D. p*A pA, *A A， T*A TA 4. A和B形成理想溶液，已知373K時純A的蒸氣壓為133.32kPa，純B的蒸氣壓為66.66kPa，與此二元溶液成平衡的氣相中的A的摩爾分數(shù)為2/3時，溶液中A的摩爾分數(shù)為（）A. 1 B. 2/3 C. 1/2 D. 1/4 5.海水不能直接飲用的主要原因是（）A. 不衛(wèi)生 B. 含致癌物質 C. 有苦味 D. 含鹽量高DCD 溶液的化學勢等于溶液中各組分化學勢之和。（） 水溶液的蒸氣壓一定小于同溫度下純水的飽和蒸氣壓。（） 系統(tǒng)達到平衡時，偏摩爾

11、量為一個確定的值。（） 對于純組分，化學勢等于其吉布斯函數(shù)。（）10.理想稀溶液中溶劑分子與溶質分子之間只有非常小的作用力，一致可以忽略不計。（）錯錯錯錯錯1. 設液體A和B形成理想液態(tài)混合物。有一個含A的物質的量分數(shù)為0.4的蒸氣相，放在一個帶活塞的汽缸中，恒溫下將蒸氣慢慢壓縮，直到有液相產生，已知 和 分別為0.4 p和1.2 p。計算： （1）當氣相開始凝聚為液相時的蒸氣總壓。（2）欲使該液體在正常沸點下沸騰，理想液態(tài)混合物的組成應為多少？ *Ap*Bp解： 設氣相中A的物質的量分數(shù)為yA，液相中A的物質的量分數(shù)為xA，則（1）*/()/(1)0.40.4/0.41.2(1) 0.666

12、7 67.55AAAAABAAAABAAAAAyppp xppp xp xpxpxp xpxxpkPa總總（2）正常沸點時pp總*(1)0.25 0.75AABAABpp xpxxx總而 故4. 根據(jù)下列數(shù)據(jù)用三種不同方法求CS2的摩爾沸點升高常數(shù)。（1）3.2010-3kg的萘溶于5.010-2kg的CS2中，溶液的沸點較純溶劑高1.17K。（2）根據(jù)CS2的蒸氣壓與溫度的關系曲線，知道在101.325kPa及其沸點為319.45K時， CS2的蒸氣壓隨溫度變化的比率為3.293PaK-1。（3） 110-3kg的CS2在沸點為319.45K時的汽化熱為351.9J。解 （1）由沸點升高公式

13、BbbBbBAwTK bKM w2331.17 5.0 10128.164 102.3433.20 10bBAbBT M wKw（3）由Clausius-Clapeyron方程21VapHdpp dTRT2VapRTdpHpdT而* 23()101325 76.15 102.3433293()fAAbVapR TMpMKdpHdT（3）* 2* 2* 222()()()8.314 319.451 102.411351.9fAfAfAbVapAAR TMR TMR TmKHHHMm (/)BeqBBKpp第四章 化學平衡1. 標準平衡常數(shù)ln/rmKGRT 各種因素對平衡常數(shù)的影響（1）溫度的影

14、響又吉布斯-霍姆霍茲方程式，可得 因為2(/)rmrmdGTHdTT /lnrmGTRK 所以：2lnrmHdKdTRT A：當 為定值時，積分可得rmH22121211ln()lnrmrmHKKR TTTHKCR T B： 為溫度的函數(shù)時，rmH23011( )23rmHTHaTbTcT 20ln( )ln26HabcKTTTTIRTRRR （2）壓力的影響()()()BBBBBBBBBBpy ppKyppp（3）惰性組分的影響00/()()BBBBBBBBBnpp pKnnnpnn（4）反應物配比的影響對于氣相反應aAbByYzZ當摩爾比r=b/a，即原料氣中兩種氣體物質的量之比等于化學計

15、量比時，產物Y，Z在混合氣體中的含量最大。1. 對放熱反應 ，提高轉化率的方法有：2ABC降溫、將壓、加惰性氣體，不斷排出產物。2.rGm是一個變化率，是在指定條件下化學反應進行 的量度，（是、不是）從始態(tài)到終態(tài)過程G的變化值。趨勢不是3. 在合成生產時對原料氣循環(huán)使用，實際操作時，每隔一段時間要將循環(huán)氣放空，其主要目的是（）減少NH3含量，有利于反應向合成NH3的方向移動降低積累惰性氣含量， 有利于合成NH3排除過量的N2，以提高N2：H2的比例A. 減少反應放熱的熱量積累，以降低溫度4. 在等溫等壓條件下，rGm0的反應一定不能進行。（）5. 某化學反應的rGm0，則K一定小于1。（）B錯

16、錯4. 已知反應2NH3（g）=N2（g）+3H2（g），在等溫條件下，標準平衡常數(shù)為0.25，那么，在此條件下，氨的合成反1/2N2（g）+3/2H2（g） =NH3（g）的標準平衡常數(shù)為（） 4 B. 0.5 C. 2 D. 15. 在某溫度下，一密閉的剛性容器中PCl5（g）達到分解平衡，若往此容器中充入N2（g）使體系壓力增大2倍（此時體系可按理想氣體處理），則PCl5（g）A. 增大 B. 減小 C. 不變 D 視溫度而定6. 平衡常數(shù)與溫度關系為 ，對于任一反應（） K必隨溫度升高而加大 B. K必隨溫度升高而減小C. K必不隨溫度的改變而改變 D. 以上都不對2lnRTHdTKd

17、mrCCD5. 在高溫下，CO2按下式分解：222CO (g)2CO(g)+O (g)在101.325kPa下，CO2的分解百分數(shù)在1000K和1400K時分別為2.510-3%和1.27%。在該溫度區(qū)間 為常數(shù)，試計算1000K時反應的 和rmHrmSrmG解：先求溫度為1000K和1400K時的K。用表示CO2的分解百分數(shù)，則 222COg2CO(g)+O (g)2(1- ) 2 ppp232222 (CO) / (O /)1.01325 (CO )/(1) (2)ppppKpp所以：5151126221000 ,2 10 ,7.812 101400 ,1.27 10 ,1.044 10T

18、KKTKK由范特霍夫方程得：5-121125-11-1111ln()5.44 10 J mol(1000)ln2.7 10 J mol(1000)(1000)/2.74J molKrmrmrmrmrmrmHKHKRTTGRTKSHGT F=C-P+2第五章 相平衡1. 相律其中：C為獨立組分數(shù)；C=S-R-R；S化學物種數(shù)；R化學平衡數(shù)，R濃度限制條件。P為相數(shù)，2 表示系統(tǒng)整體的溫度、壓力皆相同，且只考慮溫度、壓力對系統(tǒng)相平衡的影響。若考慮其他因素，則相律F=C-P+n。對于凝聚系統(tǒng)來說，相律形式為：F=C-P+1。相：系統(tǒng)中無論有多少種氣體都只有一個氣相，系統(tǒng)中若有幾種液態(tài)物質，且能完全互

19、溶，則為一個液相；如果只能部分互溶或完全不互溶，則可構成多個液相，通常不會超過三個；系統(tǒng)中有幾種固體，通常就有幾個固相；固態(tài)溶液則為一個相。2. 杠桿規(guī)則表示多組分系統(tǒng)兩相平衡時，兩相的數(shù)量之比與兩相組成、系統(tǒng)組成之間的關系。( )( )( )( )BBBBwwmmwwm（）m（）o abwB ()wB wB ()（5）固態(tài)不互溶系統(tǒng)0 20 40 60 80 100a b c d e323e1la1278b1a2b2a1c1d1d2e2l+Bi(s)l+Cd(s)Bi(s)+Cd(s)a b c d ee11ed1b1b2b2c1c1d2d2140時間Bi w（Cd） Cd圖（12）Bi-C

20、d系統(tǒng)冷卻曲線圖（13） Bi-Cd系統(tǒng)相圖1. 一個含K+、Na+、NO3-及SO42-四種離子的不飽和水溶液，其組分數(shù)C為（）。A. 3 B. 4 C.5 D.8B2. FeCl3和H2O能形成FeCl36 H2O、2 FeCl37H2O、 2 FeCl35H2O、 FeCl32H2O四種水合物，則該系統(tǒng)的獨立組分數(shù)C和在恒壓下最多可能平衡共存的相數(shù)P分別為（）。A. C=3. P=4 B. C=2，P=4 C. C=2， P=3 D. C=3， P=5C3. 系統(tǒng)中含C(s)，CO(g), H2O(g), CO2(g)及H2(g)等5種物質，他們之間存在3個化學反應方程式：222222(

21、1) C(s)+H O(g)=CO(g)+H (g) (2) C(s)+CO (g)=2CO(g)(3) CO(g)+H O(g)=CO (g)+H (g)求組分數(shù)C（）。A. 1 B. 2 C.3 D.4C4. 在水中溶解KNO3和Na2SO4兩種鹽，形成不飽和溶液，該系統(tǒng)的組分數(shù)C為（）。A. 3 B. 4 C.5 D.8A 單組分系統(tǒng)的物種數(shù)一定等于1。（） 自由度就是可以獨立變化的變量。（） 三組分系統(tǒng)最多同時存在5個相。（）錯錯對5. 物系點D總量為50mol，處于兩相區(qū)中，其xD=0.5，液相與氣相組成分別為xC=0.3， xE=0.6。求氣相物質的量。解：根據(jù)杠桿規(guī)則()()()

22、()(0.50.3)5033.3()(0.60.3)DCgEDgDCgECxxnnxxnxxnnmolxx總總a分解 ，物種數(shù)，組分數(shù)。（）32CaCO (s)=CaO(s)+CO (g)錯第六章 電化學1. 電解質溶液QzFIQtIIQQvvv（1）法拉第定律（2）離子的遷移數(shù)1tt（3）電導率和摩爾電導率 1 GR1cm,mm,mmm,m,mtmm（4）摩爾電導率與濃度的關系強電解質溶液 m m m(1)cc (5)離子獨立運動定律（6）平均離子活度（了解）2. 可逆電池（1）原電池熱力學r,rT pGWzFE rrm,T pGGzFE rmpESzFT r mrm rmpEHzEFzFT

23、TGTS ,rmr mpEQTSzFTT()pET0，Qr=0，電池不吸熱也不放熱 ()pET 0，Qr0，電池從環(huán)境吸熱 ()pET 0，QrE2,升高溫度對提高B的產率有利，這是因為（）A. 可使k1k2 B. 可使生成B的反應加快，使生成C的速率減慢 C.可使k1/k2比值增加D.升高溫度E1變小E2變大k1k2BCk1k2BCCC6. 破壞臭氧的反應機理為：NO+O3NO2+O2， NO2+ONO+O2，其中NO是（） 總反應的反應物 B. 催化劑C. 反應中間體 D. 總反應的產物7. 某反應在一定條件下的平衡轉化率為25.3%，當有催化劑存在時，其轉化率應是（） 大于25.3% B

24、. 小于25.3%C. 等于25.3% D. 不確定BC8. 若化學反應由一系列基元反應組成，則該化學反應的速率是各基元反應速率的代數(shù)和。（） 錯 氯代甲酸三氯甲酯分解為氣相反應 ClCOOCCl32COCl2實驗證明反應半衰期與反應物起始濃度無關。若將一定壓力的氯代甲酸三氯甲酯迅速引入一容器中，容器始終保持在553K，在第454s時測得容器壓力為2476Pa，經極長時間后，壓力為4008Pa，求：（1）反應速率常數(shù)k與半衰期；（2）10min后容器中各物質的分壓。解： 由題意，半衰期與起始濃度無關，可知該反應為一級反應。,01lnAAcktc這是在定溫、定壓下的氣相反應，可用反應物的壓力比來

25、代替濃度比,01112lnlnAAppktptppt A 2Bt=0 pA,0 0t =t pA 2(pA,0- pA) t= 0 2pA,0t 時刻 p總= pt=pA + 2(pA,0- pA) = p- pA,01lnAApktp411/241400812ln5.915 1045440082476ln2ln211725.915 10kstsk（2）因為 ，代入各數(shù)據(jù)得,01lnAApktp414008125.916 10ln10 60Ap解得 pA= 1405PapB=2（pA,0-pA）=1198Pa10. 某化合物的分解是一級反應，該反應的活化能為14.43104Jmol-1。已知2

26、84C時該反應的速率常數(shù)為3.310-2s-1。現(xiàn)在要控制此反應在10分鐘內轉化率達90%，試問反應溫度應控制在多少度？aexp()EkART解： 由阿倫尼烏斯公式一級反應速率方程Aaexp()1ln1kttERxAT解得 T2= 520K第八章 界面現(xiàn)象1. 表面張力B,)(nVSAUB,)(nPSAHB, ,()T V nAAB,)(nPTAG2. 彎曲液面下的附加壓力2pr 將毛細管插入液體中，若液體能潤濕毛細管弊，則液面上升高度2 coshgrr為毛細管半徑3. 接觸角coss gs ll g90C為不潤濕。4. 彎曲液面的蒸氣壓及亞穩(wěn)狀態(tài)r2 ln()pMpRT r亞穩(wěn)狀態(tài)：過冷、過

27、熱液體；過飽和蒸氣和過飽和溶液。5. 朗繆爾等溫吸附式1bpbp適用于固體表面分子層的吸附。6. 吉布斯等溫吸附式,()BT pBcRTc 適用于溶液表面對溶質的吸附。 氧氣在某固體表面上的吸附，溫度在400K時進行的速度較慢，在350K時更慢，該吸附過程主要是（） 物理吸附 B. 化學吸附C. 不能確定 D. 物理吸附與化學吸附同時發(fā)生2. 在一支干凈的粗細均勻的U形玻璃毛細管中注入一滴純水，兩側液柱的高度相同，然后用微量注射器從右側注入少許正丁酸水溶液，兩側液柱的高度將是（） A. 相同 B. 左側高于右側 C. 右側高于左側 D. 不能確定BB3. 氯化鈉溶入水中產生的結果是（）。 (d/dc)T0，負吸附 C. (d/dc)T=0，零吸附 D. (d/dc)T0，負吸附 4. 在一個密閉的容器內，放有大小不等的圓球形小水滴，經放置一端時間后，會出現(xiàn)的現(xiàn)象是（） 小水滴變大，大水滴變小，直至大小水滴半徑相等 B.小水滴變小，