a物理化学篇一：物理化学 (A)
试 卷（作业考核 线下） 卷
一. 单项选择（每小题2分，共30分）
1. 由热力学第二定律可知，在任一循环过程中 B。
A．功和热可以完全互相转换； B．功可以完全转换为热，而热却不能完全转换为功； C．功和热都不能完全互相转换； D．功不能完全转换为热，而热却可以完全转换为功 2. 一定条件下，一定量的纯铁与碳钢相比，其熵值是。
A．S（纯铁）> S（碳钢）；B．S（纯铁）< S（碳钢）；C．S（纯铁）= S（碳钢） 3. NH4HS(s)和任意量的NH3(g)及H2S(g)达平衡时，有 A 。 A．C= 2，? = 2，f= 2；B．C= 1，?= 2，f= 1； C．C= 2，?= 3，f= 2； D．C= 3，?= 2，f= 3。
4. 某理想气体在TK条件下，使体积由V1变化到V2，所做的体积功为W，吸收的热量为Q。则两者的关系
正确的是 C。
A．W>Q； B．W< Q ； C．W=Q； D．无确定关系
5. 主要决定于溶解在溶液中粒子的数目，而不决定于这些粒子性质的特性叫 A．一般特性； B．依数性特征； C．各向同性特性； D．等电子特性
6. 已知某反应的级数为二级，则可确定该反应是D 。
A．简单反应； B．双分子反应； C．复杂反应； D．上述都有可能。
7. 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。
A．0； B．E； C．不一定； D．随温度、压力的数值而变化
8. 在隔离系统中进行的可逆过程，△S
A．>0；B．=0；C．<0； D．无法确定
9. 273K，10p0下，液态水和固态水(即冰)的化学势分别为μ(l)和μ(s)，两者的关系为B 。
A．μ(l)>μ(s)； B．μ(l)=μ(s)； C．μ(l)<μ(s)； D．不能确定 相律在下列体系中 D 不适用。 10.
A．NaCl水溶液； B．NaCl饱和水溶液；C．NaCl过饱和水溶液； D．NaCl水溶液与纯水达渗透平衡。
?k?
某反应速率系数与各元反应速率系数的关系为 k?k2?1?(来自: 博文 学习 网:a物理化学)11.
?2k4?
活化能的关系是D 。
1/2
，则该反应的表观活化能与各元反应
A．Ea=E2+1/2E1-E4； B．Ea=E2+E1-2E4； C．Ea=E2+(E1-2E4)1/2； D．Ea=E2+1/2(E1-E4) 化学吸附的吸附力是 C。 12.
A．范德华力； B．库伦力； C．化学键力； D．难于确定
在25℃时，电池Pb/Hg(a1) | Pb(NO3)2(aq) | Pb/Hg (a2)中a1 ? a2，则其电动势E为A。 13.
A．? 0； B．? 0； C．= 0； D．无法确定
?
对于化学反应K与T的关系中，正确的是A 。 14.
A．若?rHm>0，T增加，K增加；B．若?rHm<0，T增加，K增加； C．?rHm<0或?rhm>0，T变而K不变；D．以上答案均不正确 标准氢电极是指 D。 15.
A．Pt | H2(p = 100 kPa) | OH(a = 1) B．Pt | H2(p = 100 kPa) | OH(a = 10)； C．Pt | H2(p = 100 kPa) | H +(a = 107)D．Pt | H2(p = 100 kPa) | H+(a = 1)
二. 判断题（判断下列说法是否正确，若正确则在括号内画√，若不正确则在括号内画×）（每小题2分，共20分）×√
αβ1. 在?和?两相中都含有A和B两种物质，当两相达到平衡时，?A??B。(× )
-
-7
????
???
2. 对于反应：N2(g) +3H2(g) = 2NH3(g)，在一定温度下增加系统的压力平衡向右移动。( √) 3. 催化剂只能加快反应速率，而不能改变化学反应的标准平衡常数。( √) 4. 质量作用定律仅能用于基元反应。( √)
5. 热力学第二定律的克劳休斯说法是：热从低温物体传给高温物体是不可能的。( × ) 6. 反应速率系数kA与反应物A的浓度有关。( × ) 7. 当体系变化的始末态确定之后，(Q – W)有定值。( √) 8. 纯物质完美晶体的熵值为零。（× ）
θ??
p?100ka)-OaH?(是1)9. 电极PtH标准氢电极，其E(H2?2OH?2H2O?2e)?0。2(
( × )
10. 一级反应肯定是单分子反应。( × )
三．计算题
1.（共14分）甲醇(CH3OH)在101.325 kPa下的沸点为64.65℃，在此条件下的摩尔蒸发焓Δ
vapm
H =35.32
kJ·mol-1。求在上述温度、压力条件下，l kg液态甲醇全部成为甲醇蒸气时的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS及ΔA、ΔG。
解： Q=35.32*1000/32=1103.8KJ
W=nRT=1000/32*8.315*(273.15+64.65)=87775J=87.8KJ
ΔU=Q-W=1103.8-87.8=1016KJ
ΔH=Q=1103.8KJ
ΔS=Q/T=1103.8/(273.15+64.65)=3.27KJ/K ΔA=-W=-87.8KJ ΔG=0
2. (共10分)4 mol单原子理想气体从始态750 K、150 kPa，先恒容冷却使压力下降至50 kPa，再恒温可逆压缩至100 kPa。求整个过程的Q，W，ΔU, ΔH 及 ΔS。
解：第一个过程因恒容，体积功为零W1=0,由PV=NRT可计算出v1
第二个过程由PV=NRT，T2=750*50/150=250K, W2= -nRT*ln（P2/P3）
=-4*8.314*250*ln0.5= 5762.8J; 所以W= 5762.8J;
第一个过程Q1=ΔU1 =n*Cv*ΔT=4*1.5*8.314*(250-750)= -24942J;第二个过程可逆，dD=0, 所以ΔU2=ΔH2=0， Q2= -W2=-5762.8J,Q= Q1+ Q2=30704.8J ΔU=ΔU1+ΔU2= -31181.3+8645.3= -24942J；
第一个过程ΔH1= n*CP*ΔT=4*2.5*8.314*(250-750)=-41570J 所以ΔH=ΔH1+ΔH2= -41570J
ΔS=ΔS1+ΔS2= nCVln(T2/T1)+0=4*1.5*8.314*ln(250/750)=-54.8J/K
3. （共7分）40 ℃，N2O5在CCl4溶液中进行分解反应，反应为一级，反应进行10min后，N2O5反应掉30％。问N2O5反应掉50％需多少时间？
解：-dc/dt=kc可得-ln0.7=k*10得出k=0.03567/min
-ln0.5=k*t得出t= 19.4min
4．（共10分）在电池Pt | H2(g, 100 kPa) | HI溶液{a(HI) = 1}| I2(s) | Pt = 1中进行如下电池反应：
H2(g, 100 kPa) + I2(s) = 2HI{a(HI)=1} 已知
Eθ(I-I2?s?Pt)?0.535VEθ(H?H2?g?Pt)?0V
θ
θ??G计算电池反应的E，rm和K
?
E=E右-E左=0.535
?
?rGm
=-ZFE=-2*96485*0.535=103238.95J/mol
由lnK=ZFE/RT
18
lnK=2*96485*0.535/(8.314*298.15)=41.648 K=1.2*10 5．（共9分）根据相图回答问题
1.填表：请将答案添入下面三个表中的空格处。 2.画出图中由P1点到P2点的步冷曲线
a物理化学篇二：物理化学常用公式
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/M)RT?nRT
或 pVm?p(V/n)?RT
式中p，V，T及n单位分别为Pa，m3，K及mol。 Vm?V/n称为气体的摩尔体积，其单位为m3 · mol-1。 R=8.314510 J · mol-1 · K-1，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 yB (或xB) = nB/?nA
A
?
??yVm,B/B体积分数B
?yV
?
m,A
式中?nA 为混合气体总的物质的量。V
A
?
m,A
表示在一定T，p下纯气体A的摩
尔体积。?yAV?m,A为在一定T，p下混合之前各纯组分体积的总和。
A
（2） 摩尔质量
Mmix??yBMB?m/n??MB/?nB
B
B
B
式中 m??mB 为混合气体的总质量，n??nB为混合气体总的物质的量。上
B
B
述各式适用于任意的气体混合物。
?
（3） yB?nB/n?pB/p?VB/V
式中pB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
的分压力。VB为B气体在混合气体的T，p下，单独存在时所占的体积。
3. 道尔顿定律
pB = yBp，p??pB
B
?
上式适用于任意气体。对于理想气体
pB?nBRT/V
4. 阿马加分体积定律
?VB?nBRT/V
此式只适用于理想气体。
5. 范德华方程
2(p?a/Vm)(Vm?b)?RT
(p?an2/V2)(V?nb)?nRT
式中a的单位为Pa · m6 · mol-2，b的单位为m3 · mol-1，a和b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
23pVm?RT(1?B/Vm?C/Vm?D/Vm?......)
及pVm?RT(1?B'p?C'p2?D'p3?......)
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，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)?pVm/(RT)
Z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 dU?δQ?δW?δ
Q?ampdb
Vδ?' W
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 pamb为环境的压力，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 3. 焓变
（1） ?H??U??(pV)
式中?(pV)为pV乘积的增量，只有在恒压下?(pV)?p(V2?V1)在数值上等于体积功。 （2） ?H?
H?U?pV
?
2
1
nCp,mdT
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
?U??nCV,mdT
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
QV??U (dV?0W,?' 0 Qp??H (dp?0,W'?0)
2
6. 热容的定义式 （1）定压热容和定容热容
Cp?δQp/dT?(?H/?T)p
CV?δQV/dT?(?U/?T)V
（2）摩尔定压热容和摩尔定容热容
Cp,m?Cp/n?(?Hm/?T)p
CV,m?CV/n?(?Um/?T)V
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）
cp?Cp/m?Cp,m/M
（4） Cp,m?CV
?R
式中m和M分别为物质的质量和摩尔质量。
,m
此式只适用于理想气体。
（5）摩尔定压热容与温度的关系 Cp,m?a?bT?cT2?dT3 式中a, b, c及d对指定气体皆为常数。 （6）平均摩尔定压热容
Cp,m??T12Cp,mdT/(T2?T1)
T
7. 摩尔蒸发焓与温度的关系
?vapHm(T2)??vapHm(T1)???vapCp,mdT
T
1
T2
或 (??vaH/?Tp)??pmCvapp
式中 ?vapCp,m = Cp,m(g) —Cp,m(l)，上式适用于恒压蒸发过程。
8. 体积功 （1）定义式
?W??pambdV
dV 或 W???pamb
（2） W??p(V1?V2)??nR(T2?T1)适用于理想气体恒压过程。
（3） W??pam(bV1?V2) 适用于恒外压过程。
（4） W???pdV??nRTln(V2/V1)?nRTln(p2/p1) 适用于理想气体恒温
V1V2
可逆过程。
（5） W??U?nCV,m(T2适用于CV,m为常数?T)1的理想气体绝热过程。
9. 理想气体可逆绝热过程方程
(T2/T1)
CV,mCp,m
(V2/V1)R?1 (p2/p1)?R?1
(T2/T1)
(p2/p1)(V2/V1)r?1
上式中，??Cp,m/CV,m称为热容比（以前称为绝热指数），适用于CV,m为常数，理想气体可逆绝热过程p，V，T的计算。
10. 反应进度
???nB/?B
上式是用于反应开始时的反应进度为零的情况，?nB?nB?nB,0，nB,0为反应前B的物质的量。?B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
?rHm???B?fHm(B,?)????B?cHm(B,?)
θθ
式中?fHm(B,?)及?cHm(B,?)分别为相态为?的物质B的标准摩尔生成焓和标
准摩尔燃烧焓。上式适用于?=1 mol，在标准状态下的反应。
?12. ?rHm与温度的关系
a物理化学篇三：物理化学教案
【教学重点】1、介绍物理化学的定义、目的和内容
2、掌握物理化学的学习方法
【教学难点】物理化学定义及内容的理解
绪 论
【引 言】化学是研究物质性质与变化的科学。自然界的物质是由大量的分子、
原子等构成的，所以从微观上看，化学所研究的物质变化，实质上就是分子、原子之间相互作用、相互结合方式及运动方式的变化。这些分子、原子相互作用及相对运动均具有一定的能量。故相互作用及运动方式的变化亦引起能量形式的变化，因而物质变化的化学现象常伴随着热、光、电、声等物理现象。例如：光照射照相底片所引起的化学反应可使图像显示出来；蓄电池中电极和溶液之间进行的化学反应是电流产生的原因等。许多的现象都说明物理现象与化学现象之间总是紧密联系着的。
【提 问】那么什么是物理化学呢？
【板 书】一、物理化学的定义：从化学现象与物理现象的联系去寻找化学变化
规律的学科，也称为理论化学。
二、物理化学的目的：解决生产实际和科学实验向化学提出的.理论问
题，从而使化学更好地为生产实际服务。
【引 言】物理化学要解决哪些问题？或者说其内容是什么？ 【板 书】三、物理化学的内容（解决三个方面的问题）
1、化学反应的方向和限度问题——化学热力学； 2、化学反应的速率和机理问题——化学动力学；
3、物质的性质与其结构之间的关系问题——物质结构。 四、物理化学的形成、发展和前景
【讲 解】 1、形成：19世纪前期，欧洲发生产生革命，手工业向机械工业过渡，
化学向现代科学转化。
①1804年道尔顿（Dalton）的原子论原子分子学说； ②1811年阿伏加德罗(Avogadro)的分子论定比定律；
至19世纪中叶，随着生产的发展，化学已经积累了很多经验，在这种情况下，物理化学逐渐建立起来。
2、发展：
③1840年盖斯(Hess)的热化学定律；
④1869年门捷列夫(Mendeleyev)的元素周期律；
⑤1876年吉布斯(Gibbs)奠定了多相体系的热力学理论基础； ⑥1884年范特霍夫(Van′t Hoff)创立了稀溶液理论；
⑦1886年阿累尼乌斯(Arrhenius)的电离学说，揭示了电解质水溶
液本性；
⑧1906年能斯特(Nernst)发现了热定理，进而建立了热力学第三定律；
⑨1895—1910年，伦琴(Roentgen)、汤姆逊(Thomson)、密里肯(Millikan)、居里夫人(MarieCurie)、卢瑟福(Ruthrford)、玻尔(Bohr)及爱因斯坦(Einstein)等人相继发现X-射线、电子的质量和电荷、α–β–γ三种射线、光电效应、原子核组成等，产生了旧量子学说的原子结构模型，进一步的研究创立了量子化学，使物理化学进入微观领域。
二十世纪40年代，由于原子能的发现，大大促进了物理化学的飞速发展。
3、前景：对研究无机、有机、高分子和生化反应的机理，有着重要的启
发性，如今由于计算机的应用，使物理化学有了更加广阔的前景。
【引 言】怎样能够学好物理化学这门课程呢？ 【板 书】五、物理化学的学习方法
1、注意逻辑推理的思维方法；2、注意自己动手推导公式； 3、重视多做习题； 4、勤于思考。
【教学重点】1、理想气体及其状态方程的理解；
2、掌握理想气体混合物的P、V、T关系； 3、真实气体状态方程的领会。
【引 言】由于气体是气、液、固三态中最简单的一种聚集状态，气态物质的变
化在物质变化中最有典型意义，所以物理化学课程一般都由气态的学习开始。为什么以气体为研究对象呢？
第一章 气体的PVT关系 1－1 理想气体状态方程
【板 书】一、为什么以气体为研究对象？
1、对T和P影响敏感；
2、P、V、T定量关系易发现；
3、热力学主要研究对象（理想气体）。
【引 言】从17世纪中期，人们开始研究低压下（P<1MPa）气体的PVT关系，
发现了三个对各种气体均适用的经验定律。
【板 书】二、理想气体状态方程式 【幻 灯 片】1、波义尔定律
2、盖－吕萨克定律
3、阿伏加德罗定律
V/N=K（T、P恒定）即V∝N
理想气体状态方程式：P1V1/T1=P2V2/T2=?=PnVn/Tn=K=PV/T
【板 书】1Pa＝1N/m2=105dyn/(102cm)2=10dyn/cm2
1N=1Kg2m/s2=1000g3100cm/s2=105dyn 由mmHg的定义出发：
P=mg/s=ρvg/s=ρshg/s=ρgh（其中汞的密度ρ汞＝13.595g/cm3） 代入:1mmHg=13.5953980.665310.1=1333.22dym/cm2=133.322N/m2 又∵1atm=760mmHg=101325Pa
∴1atm=7603133.322=1.01325dyn/cm2=1.01325105N/m2 R=PV/T=0.08206atm?l?K-1?mol-1
=(1.013253106dyn/cm2322.4143103cm3)/273.15K?mol
=8.3143107ergs?K-1?mol-1 所以 R=8.314J?K-1?mol-1
R=1.987cal?K-1?mol-1
注意：1atm?l＝8.314/0.08206=101.3J
1J=0.24cal, 1cal=4.18J, 1J=107ergs（尔格） 【板 书】三、理想气体的特征：
1、分子之间无相互作用力； 2、分子本身不占有体积。
通常把在任何温度，任何压力下均服从理想气体状态方程的气体
称为理想气体。
1－2 理想气体混合物
【板 书】一、混合物的组成
1、摩尔分数（xB） 2、质量分数（ωB） 3、体积分数（φB）
二、理想气体状态方程对理想气体混合物的应用 【副 板 书】
道尔顿分压定律：混合理想气体的总压等于各组分的分压加和。 ．．．．．．．【提 问】何谓分压？
【板 书】1、分压：各组分在相同温度下，单独存在时所占据混合气体总体积的
压力叫分压，即P总＝P1 + P 2 + P 3+?+ Pi =?Pi
由分压定律：P1＝n1RT/V，P2＝n2RT/V，?，Pi＝niRT/V
故P总＝(n1+ n2+?+ni) RT/V
因为n1+ n2+?+ni＝n总 ，所以 P1/P总＝n1/n总＝x1 同理可得：Pi/P总＝xi──摩尔分数 因此分压定律数学表达式为：Pi＝xi P总 又因为 PV=nRT
所以V=nRT/P= n1RT/P + n2RT/P +?+ niRT/P = V1+V2+?+Vi 即 V总＝V1 + V 2 + V 3+?+ Vi
【讲 解】进而得出分体积的定义
【板 书】2、分体积：各组分在相同温度、相同压力下，单独存在时所占据的体
积，即 Vi/V总 = Xi
【板 书】例题1 计算0℃、1atm下甲烷气体的密度。
例题2用细管连接体积V相等的两个玻璃球中放入0℃、1atm的空气加以密封，若将其中一个球加热至100℃，另一个球仍保持0℃，求容器中气体的压力（细管的体积可忽略不计）
例题3物质的热膨胀系数α及压缩系数β的定义如下：
α＝1/V(?V/?T)P ；β=-1/V(?V/?P)T，试求理想气体的α、β和温度、压力的关系。
书香门第
