物理化学各章总结.ppt

热力学第一定律,语言描述,数学表达式,1.第一类永动机不可能实现,2.隔离系统的热力学能守恒,U=Q+W,适用于封闭系统,单纯pVT变化过程,相变化过程,化学反应过程,系统与环境,状态函数特征,几种特殊过程,可逆过程,热力学能、热、功概念,途径函数,标准态,一、选择题1、在一个绝热钢瓶中，发生一个放热的分子数增加的化学反应，那么（）。A.Q 0，W 0，U 0 B.Q=0，W=0，U 0，U 0,C,2、如图，用隔板将刚性绝热壁容器分成两半，两边充入压力不等的空气(视为理想气体)，已知p右 p左，将隔板抽去后 A Q0,W0,U0 B Q0,W 0 C Q 0,W 0 D U0,QW0,A,二、填空题 1、在一定温度下，C(石墨)的标准摩尔燃烧焓等于 标准生成焓。,2、气体氦在273K，500kPa，10dm3的始态经一绝热可逆过程膨胀至100kPa，此过程的Q=、W=、U=和H=。（假设He为理想气体）,三、简答题 任一封闭系统在任意指定的始末状态之间可设计出无数多个具体的途径，各具体途径的热和功皆不相等，但每个途径的热和功的代数和皆相等，原因何在?,热和功为途径函数，途径不同，热和功不相等。由热力学第一定律可知，U=Q+W,热力学能为状态函数，其数值只取决于始末状态，而与途径无关，故不同途径的热和功的代数和皆相等。,语言描述,热力学第二定律,数学表达式,1.第二类永动机不可能实现,2.克劳修斯说法：热传递,3.开尔文说法：热功转换,1.熵判据：隔离系统,热机效率=-W/Q1,卡诺循环（Q/T)=0,任意可逆循环（Q/T)=0,熵,2.吉布斯函数判据：恒温恒压W=0,3.亥姆霍兹函数判据：恒温恒容W=0,熵增原理熵判据,熵判据,吉布斯函数判据,熵判据,亥姆霍兹函数判据,热力学基本方程,自发过程的定义及特征,卡诺循环,任意不可逆循环（Q/T)0,S绝热0,Siso=Ssys+Samb0,G=H-TS,A=U-TS,热力学第三定律,热力学基本方程,热力学基本方程,麦克斯韦关系式,其他关系式,一、判断题1、系统的混乱度增加，则其熵值减小。()2、吉布斯判据适用于理想气体的任意过程。()3、四个热力学基本方程适用于所有封闭体系的可逆过程。()4、可以用一过程的熵变与热温商的大小关系判断其自发性（）,二、选择题关于热力学第二定律下列哪种说法是错误的(A)热不能自动从低温流向高温(B)不可能从单一热源吸热做功而无其它变化(C)第二类永动机是造不成的(D)热不可能全部转化为功,D,2、如图，可表示理想气体卡诺循环的示意图是(A)图(B)图(C)图(D)图,C,3、将1mol H2O(l)（100、101.325kPa）置于密闭真空容器中，蒸发为同温同压的水蒸气并达平衡，该过程的G（）。A.大于0 B.小于0 C.等于0 D.不能确定,B,4、下列四个关系式中哪一个不是麦克斯韦关系式？A BC D,A,三、填空题1、在热力学中，熵判据（熵增加原理）对于一个变化过程的方向和限度的判断具有重要意义，它是指在体系中自发过程总是向着 的方向进行，直到 时达到平衡。,熵增大,熵增大到最大,2、某体系进行一不可逆循环时，则S体，环境的S环。,=0,0,5、理想气体自状态p1V1T恒温膨胀至p2V2T。此过程（）。A.G A B.G=A C.GA D.不能确定,B,化学式的表达式,多组分系统热力学,化学式的应用：稀溶液的依数性,X=f(T,p,n),偏摩尔量,化学式,理想气体,理想液态混合物,热力学分析,定量关系式,解释生活问题,理想稀溶液,mixV=0,mixH=0,mixS 0,mixG 0,溶剂蒸气压下降凝固点降低沸点升高渗透压增加,相律,相平衡,相图,C=S-R-R,F=C-P+n,静态分析,S:物种数,对于一个NaCl(s)与饱和NaCl水溶液共存的系统。,点、线、面的意义,外界条件改变时，相变化情况分析。,稳定相区相态分析,R:独立的方程式数,R:同一相中的浓度限定条件,动态分析,三相线的平衡关系,步冷曲线,一、判断题1、一个溶液所有组分的摩尔分数总和为1。（）2、0.1 molkg-1甘油的水溶液和0.1 molkg-1甘油的乙醇溶液，应有相同的沸点升高。（）3、质量分数0.01的蔗糖水溶液和质量分数0.01的果糖水溶液有相同的渗透压。（）4、Kb的物理意义可以认为就是1 molkg-1溶液的沸点升高值。（）,二、选择题1、土壤中NaCl含量高时植物难以生存，这与下列稀溶液的性质有关的是（）。A蒸气压下降 B沸点升高 C冰点下降 D渗透压,D,B,D,C,1、方程 适用于以下哪个过程。A H2O(s)=H2O(l)B H2O(s)=H2O(g)C NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)D NH4Cl(s)溶于水形成溶液,B,2、通常情况下，对于二组分物系能平衡共存的最多相为，最大自由度是。A 1 B 2 C 3 D 4,3、体系中含有H2O、H2SO44H2O、H2SO42H2O、H2SO4H2O、H2SO4，其组分数C为。A 1 B 2 C 3 D 4,2、1 mol蔗糖（C12H22O11）溶于3 mol水中，蔗糖溶液的蒸汽压是水的蒸气压的（）。A1/3 B1/4 C3/4 D不知道,C,3、苯和甲苯能形成理想液态混合物，在293K时当1mol苯和1mol甲苯混合时，过程所对应的H是 A-3377J B 3377J C 零 D-3434J,C,三、填空题纯奈（C10H8）1.28 g溶于100 g氯仿中，此溶液的质量摩尔浓度是（）。它的沸点比纯氯仿高0.385，氯仿的沸点升高常数应是（）。,1、NH4HS(s)放入真空容器中，并与其分解产物NH3(g)和H2S(g)达到平衡，则该系统中组分数C=；相数P=；自由度F=。,2、A及B二组分组成的凝聚体系能生成三种稳定的化合物，则于常压下在液相开始冷却的过程中，最多有 种固相同时析出？,2,3、单组分系统相图中，点、线、面的自由度数分别为、。,0,1,2,四、简答题 简述水的冰点与三相点的区别。,3、盐碱地的农作物长势不良，甚至枯萎，施了太浓的肥料，植物会被“烧死”，能否用某个依数性来说明部分原因？,2、北方冬天吃冻梨前，先将冻梨放入凉水中浸泡一段时间，会发现冻梨表面结了一层薄冰，二梨里面已经解冻了，这是为什么？,凉水温度比冻梨温度高，使冻梨解冻。冻梨含有糖分，故其凝固点低于水的冰点，当冻梨内部解冻时，要吸收热量，而解冻后的温度仍略低于水的冰点，所以冻梨内部解冻了而表面上仍凝结一层薄冰。,可以用渗透压来说明原因，盐碱地盐的浓度大，则细胞失水枯萎，同样施了太浓的肥料，细胞也失水，导致“烧死”。,方向判断,化 学 平 衡,平衡问题,rGm,等温方程,比较 与 的大小,平衡计算,平衡移动:温度、压力、惰性组分的影响,平衡组成或解离度的计算,平衡常数计算,电解质溶液理论,电化学,1.导电机理,2.电导理论,3.活度理论,1.可逆电池,定义,2.原电池热力学,不可逆电化学,导体,电导率、摩尔电导率,可逆电化学,电极反应,电极分类,法拉第定律,与浓度的关系,离子迁移数,活度、平均活度,平均活度因子,图式表示,极限摩尔电导率的求算,电极电势,液体接界电势,极化,原因及结果,一、判断题1、恒温下，电解质溶液的浓度增大时，其电导率增大，摩尔电导率减小。()2、298K时，相同浓度（均为0.01mol/kg）的KCl，CaCl2和LaCl3三种电解质水溶液，离子平均活度因子最大的是LaCl3。()3、原电池在定温、定压可逆的条件下放电时，G=0。()4、原电池的正极即为阳极，负极即为阴极。（）5、离子独立运动定律既可应用于无限稀释的强电解质溶液，又可应用于无限稀释的弱电解质溶液。（）6、溶液是电中性的，正、负离子所带总电量相等，所以正、负离子离子的迁移数也相等。（）7、德拜休克尔公式适用于强电解质的稀溶液。（）,二、选择题1、描述通过的电量与电极反应的产物的量之间的关系式 A 欧姆定律 B 离子独立运动定律 C 法拉第定律 D 能斯特定律,C,C,2、一个电池反应确定的电池，E值的正或负可用来说明A 电池是否可逆 B 电池反应自发进行的方向和限度 C 电池反应自发进行的方向 D 电池反应是否达到平衡,D,3、电解质溶液的摩尔电导率是正负离子摩尔电导率之和，这一规律只适用于 A 弱电解质 B 强电解质 C 任意电解质 D 无限稀释的电解质溶液,4、原电池在定温定压可逆的条件下放电时，其在过程中与环境交换的热量为A rHm B 零 C TrSm D rGm,C,5、某电池反应可写成(1)H2(p1)+Cl2(p2)=2HCl 或(2)1/2 H2(p1)+1/2 Cl2(p2)=HCl，这两种不同的表示式算出的E、rGm和K 的关系是A E1E2，rGm,1rGm,2，K1K2B E1E2，rGm,12rGm,2，K1(K2)2C E12E2，rGm,12rGm,2，K12K2D E1E2，rGm,1(rGm,2)2，K1(K2)2,B,D,C,6、为了测量双液电池的电动势,在两电极之间需要用盐桥来联接,在下列各种溶液中可作盐桥溶液的是A 可溶性惰性强电解质溶液B 正负离子的扩散速度几乎相同的稀溶液C 正负离子的扩散速度几乎相同的浓溶液D 正负离子的扩散速度接近,浓度较大的惰性盐溶液,7、下列电池中，哪个电池的电动势与 Cl-离子的活度无关A ZnZnCl2(aq)Cl2(g)PtB ZnZnCl2(aq)KCl(aq)AgCl(s)AgC AgAgCl(s)KCl(aq)Cl2(g)PtD HgHg2Cl2(s)KCl(aq)AgNO3(aq)Ag,8、电解质水溶液的离子平均活度系数受多种因素的影响,当温度一定时,其主要的影响因素是A 离子的本性 B 电解质的强弱C 共存的它种离子的性质 D 离子浓度及离子电荷数,D,C,C,9、298K时，则反应 的 为 A-0.153V B-0.184V C 0.153V D 0.184V,10、在KOH水溶液中，使用二个铂电极进行水的电解，当析出1mol氢气和0.5mol氧气时，需要通过的电量是（法拉第）A 1 B 1.5 C 2 D 4,三、填空题1、在碱性介质中，氢电极的电极符号为，电极反应为，氧电极的电极符号为，电极反应为。,2、已知25无限稀释溶液中，(NH4Cl)=1.49910-2Sm2mol-1，(NaOH)=2.48710-2Sm2mol-,(NaCl)=1.26510-2Sm2mol-1。则(NH3H2O)=。,2.72110-2Sm2mol-1,3、在电化学中，凡进行氧化反应的电极，皆为 极；凡进行还原反应的电极，皆为 极。电势高的为 极；电势低的为 极。,阳,阴,正,负,4、实际电解时，在阳极上首先发生氧化作用而放电的是，在阴极上首先发生还原作用的是。,实际的不可逆电极电势最小者,实际的不可逆电极电势最大者,5、K2SO4水溶液质量摩尔浓度b=0.01molkg1，=0.71，则a=。,0.0113,6、电解质的离子强度定义为I=，1 molkg1的CaCl2水溶液的 I=molkg1。,3,四、简答题 1、使用盐桥的目的是什么？选择盐桥的注意事项是什么？,2、请画出电解池与原电池的极化曲线图。,界面现象与胶体化学,胶体化学,附加压力,饱和蒸汽压,毛细现象,固体表面,降低表面积,G值高的原因,界面张力,界面层分子的不对称力场,三个物理量的异同,影响因素,曲率半径中心,亚稳状态,热力学不稳定状态、新相种子,过饱和蒸汽,过热液体,过冷液体,过饱和溶液,G值降低方法,液体,降低界面张力,吸附,固液界面,溶液表面,物理吸附、化学吸附,比表面积,物理吸附过程为放热过程,润湿现象,用接触角判断润湿程度,特性：高度分散性、多相不均匀性、热力学不稳定性,性质：光学性质、动力性质、电学性质,钉铎尔效应,布朗运动、扩散、沉降,四种电动现象,带电结构,稳定原因,一、判断题1、同温度下，液滴的饱和蒸汽压恒大于平液面的蒸汽压。（）2、温度升高，则液体表面张力随之升高。（）3、表面活性物质大部分都是无机盐。（）4、高分散度固体表面吸附气体后，可使固体表面的吉布斯函数增加。（）,二、选择题1、装有润湿性液体的毛细管水平放置，在其右端加热，则管内液体将（）A 向右移动 B 向左移动 C 不懂 D 左右来回移动,B,C,2、液体在毛细管中上升的高度与（）基本无关。A 温度 B 液体密度 C 大气压力 D 重力加速度,3、人工降雨是将AgI微细晶粒喷洒在积雨云层中，目的是为降雨提供（）A 冷量 B 湿度 C 晶核 D 温度,C,4、对于亲水性固体表面，其固、液间的接触角（）A B C D,C,5、多数液体其表面张力随温度的变化率d/dT是()大于零 小于零 等于零 不一定,B,6、附加压力产生的原因是（）。A 由于存在表面 B 由于在表面上存在表面张力 C 由于表面张力的存在，在弯曲表面两边压力不同 D 难于确定,C,7、下列摩尔浓度相同的各物质的稀水溶液中，哪一种溶液的表面发生负吸附（）A 硫酸 B 己酸 C 硬脂酸 D 苯甲酸,A,8、对于一理想的水平液面,下列诸量中,何者为零()A 表面张力 B 表面能 C 附加压力 D 比表面能,C,9、下列属于溶胶光学性质的是()A.唐南(Donnan)平衡 B.丁铎尔(Tyndall)效应 C.电泳 D.扩散,B,三、填空题1、亚稳状态包括，等四种现象，产生这些现象的主要原因是。消除亚稳状态最有效的方法是。,2、丁铎尔效应的实质是，布朗运动的实质是。,3、当光线射入分散体系时，如果分散相的粒子大于入射光的波长，则主要发生光的_或_现象；若分散相的粒子小于入射光的波长，则主要发生光的_。,4、按吸附作用力性质的不同,可将吸附区分为 和 两种类型。,5、胶体分散系统的粒子尺寸在nm 之间。,6、弯曲液面附加压力的方向为。,7、在一定温度下，在含有,、,、,的水溶液中，微小的,晶体离子最容易吸附 离子，而使胶体粒子带 电荷，其电荷结构可表示为。,2、在装有部分液体的毛细管中，当右端加热时，问润湿液体向毛细管哪一端移动？不润湿液体向哪一端移动？并说明理由。,四、简答题1、在稀的KI溶液中，缓慢滴加少量的AgNO3稀溶液，可得到AgI溶胶，试写出该胶团得结构。,化学动力学,基元反应,非基元反应,速率方程,质量作用定律,实验,机理,基本特征,确定方法,线性关系,K的量纲,半衰期,微分法,积分法,半衰期法,隔离法,速率方程的近似处理,稳态近似,平衡态近似,选取控制步骤法,温度影响,1、确定速率方程的关键是确定()A.速率常数 B.平衡常数 C.反应级数 D.反应分子数,一、选择题,2、反应A+B C+D的速率方程为r=kAB，则反应()A 是二分子反应 B 是二级反应但不一定是二分子反应C 不是二分子反应 D 是对A、B 各为一级的二分子反应,3、某反应，AY，如果反应物A的浓度减少一半，它的半衰期也缩短一半，则该反应的级数为()(A)零级(B)一级(C)二级,4、某反应在一定条件下平衡的转率为25，当有催化剂存在时，其转化率应当 25A.大于 B.小于 C.等于 D.大于或小于,1、某反应在20时的速率常数为0.01秒-1，该反应的级数为，20时反应的半衰期为。,2、某反应的半衰期与反应物的初始浓度成正比，该反应为 级反应。,二、填空题,3、某反应速率常数单位为,，该反应为 级反应。,4、2AB为双分子基元反应，该反应的级数为_。,5、对于基元反应A+BP，当A的浓度远远大于B的浓度时，该反应为 级，速率方程式为。,1mol理想气体，在298K时，克服恒定的外压10.1kPa从24.4dm3膨胀到244dm3，求该过程的Q、W、U、H、S、G、A。,解：,