東南大學(xué)物理化學(xué)習(xí)題

習(xí)題課徐華生物電子學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（1）熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式熱力學(xué)第一定律內(nèi)能：狀態(tài)函數(shù)熱、功：過(guò)程函數(shù)第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)是不可能存在的熱用符號(hào)Q表示系統(tǒng)吸熱，Q＞0系統(tǒng)放熱，Q＜0功用符號(hào)W表示系統(tǒng)對(duì)環(huán)境作功，W＜0環(huán)境對(duì)系統(tǒng)作功，W＞0（a）氣體向真空膨脹W=0（b）氣體在恒定外壓的情況下膨脹（c）在整個(gè)膨脹過(guò)程中，始終保持外壓比氣體壓力p只差無(wú)限小的數(shù)值。（2）體積功(3)定容及定壓下的熱定容熱定壓熱焓

H=U+pV（4）理想氣體的內(nèi)能和焓對(duì)理想氣體的定溫過(guò)程

ΔU=0ΔH=0定容熱容定壓熱容：（6）蓋斯定律一個(gè)化學(xué)反應(yīng)不論是一步完成還是分成幾步完成，其熱效應(yīng)總是相同的。定容定壓（5）實(shí)際氣體的節(jié)流膨脹恒焓過(guò)程焦耳-湯姆遜系數(shù):恒焓過(guò)程中氣體溫度隨壓力的變化率P16-17例題/習(xí)題熱力學(xué)第二定律（1）熱力學(xué)第二定律第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)是不可能存在的功可自發(fā)地全部變?yōu)闊?，但熱不可能全部轉(zhuǎn)變?yōu)楣Χ灰鹑魏纹渌兓療崃W(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式——克勞修斯不等式在熱力學(xué)上可以作為變化方向與限度的判據(jù)?！?gt;”

號(hào)為不可逆過(guò)程“=”

號(hào)為可逆過(guò)程（1）定溫過(guò)程的熵變理想氣體：(2)定壓變溫過(guò)程的熵變（4）相變化的熵變?cè)诙囟▔合聝上嗥胶鈺r(shí)所發(fā)生的相變過(guò)程屬于可逆過(guò)程。(3)定容變溫過(guò)程的熵變等溫下氣體混合過(guò)程中的熵變。設(shè)在恒溫273K時(shí)，將一個(gè)22.4L的盒子用隔板從中間隔開(kāi)。一方放0.5molO2，另一方放0.5molN2，抽去隔板后，兩種氣體均勻混合。試求過(guò)程中的熵變。VA=11.2LVB=11.2LO2N2解在90℃、p0下，1mol水蒸發(fā)成等溫等壓下的水蒸氣，求此過(guò)程的ΔS，并判斷此過(guò)程是否可能發(fā)生。已知90℃時(shí)水的飽和蒸氣壓為7.012×104Pa，90℃時(shí)的可逆汽化熱為41．10kJ·mol-1，100℃時(shí)可逆汽化熱為40.67kJ·mol-1，液態(tài)水和氣態(tài)水的定壓摩爾熱容分別為75.30J·K-1·mol-1和33.58J·K-1·mol-1。（水蒸氣可視為理想氣體）等壓變溫可逆過(guò)程解化學(xué)勢(shì)偏摩爾量的定義式自發(fā)過(guò)程平衡化學(xué)勢(shì)（1）（2）（3）化學(xué)勢(shì)在多相及化學(xué)平衡中的應(yīng)用多組分系統(tǒng)多相平衡的條件：溫度，壓力，化學(xué)勢(shì)化學(xué)平衡的條件正向反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行逆向反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行拉烏爾定律亨利定律不揮發(fā)性溶質(zhì)理想稀溶液的依數(shù)性蒸氣壓降低、沸點(diǎn)升高、凝固點(diǎn)降低、滲透壓（5）（6）（7）理想液態(tài)混合物中物質(zhì)的化學(xué)勢(shì)理想稀溶液中物質(zhì)的化學(xué)勢(shì)純組分理想氣體的化學(xué)勢(shì)（4）化學(xué)平衡標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)范特霍夫等溫方程（3）反應(yīng)的和標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的求算***(a)通過(guò)測(cè)定反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)來(lái)計(jì)算；（P118例題2）(b)用己知反應(yīng)的計(jì)算所研究反應(yīng)的(c)通過(guò)反應(yīng)的和,用公式（P118例題3）

(d)通過(guò)電池的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)來(lái)計(jì)算；（P118例題3）K

=2.44×105

有人想用甲烷和苯蒸氣的混合物來(lái)制取甲苯,反應(yīng)為:CH4(g)+C6H6(g)=C6H5CH3(g)+H2(g)

求500K及標(biāo)準(zhǔn)壓力下的fGm

及K

已知500K時(shí)CH4,C6H6,C6H5CH3的fGm分別為－3.68kJ·mol1,161.92kJ·mol1,172.38kJ·mol1.rGm

={172.38－(－33.68)－161.92}kJ·mol1=44.14kJ·mol1lnK

=－rGm/RT=－10.62標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)；（1）與方程式寫(xiě)法有關(guān)（2）溫度對(duì)平衡常數(shù)的影響（3）壓力及惰性氣體的影響p125多相平衡相律是相平衡體系中揭示相數(shù)

，獨(dú)立組分?jǐn)?shù)K和自由度f(wàn)之間關(guān)系的規(guī)律利用相律求算自由度***例試說(shuō)明下列平衡系統(tǒng)的自由度（1）25℃及標(biāo)準(zhǔn)壓力下，NaCl（s）與其水溶液平衡共存；（2）I2（s）與I2（g）呈平衡；（3）開(kāi)始時(shí)用任意量的HCl（g）和NH3（g）組成的系統(tǒng)中，反應(yīng)

HCl（g）+NH3（g）=NH4Cl(s)達(dá)到平衡。解：（1）K=2，=2

f=K-=0

（2）K=1，=2

f=K-+2=1

（3）S=3，R=1，R’=0，K=S-R-R’=2，=2

f=K-+2=2

P147習(xí)題***水的相圖：三個(gè)單相面，三條兩相平衡線，一個(gè)三相點(diǎn)單相面：

f=

兩相平衡：f=三相平衡：f=3-=

3-1=23-=

3-2=13-=

3-3=0根據(jù)相圖，指出系統(tǒng)發(fā)生的變化X到Y(jié)系統(tǒng)的變化

f=K-+2=1-+2=3-單組分系統(tǒng)二組分系統(tǒng)二組分系統(tǒng)最多可有4相共存達(dá)到平衡；最多可以有3個(gè)自由度：溫度，壓力和濃度。液相區(qū)氣相區(qū)兩相平衡區(qū)物系點(diǎn)：o相點(diǎn)：b，b‘組成為x1的溶液加熱，系統(tǒng)發(fā)生的變化杠桿規(guī)則“以物系點(diǎn)為分界，將兩個(gè)相點(diǎn)的結(jié)線分為兩個(gè)線段。一相的量乘以本側(cè)線段長(zhǎng)度，等于另一相的量乘以另一側(cè)線段的長(zhǎng)度?！彪娀瘜W(xué)（1）電導(dǎo)、電導(dǎo)率和摩爾電導(dǎo)率V=IRρ為電阻率溶液的電阻R與兩電極間的距離l成正比，與浸入溶液的電極面積A成反比電導(dǎo)電導(dǎo)率摩爾電導(dǎo)率：在相距為1m的兩個(gè)平行板電極之間充入含1mol電解質(zhì)的溶液時(shí)所具有的電導(dǎo)

電池表示法及與電池反應(yīng)的“互譯”左邊為負(fù)極，起氧化作用；右邊為正極，起還原作用?！皘”表示相界面，有電勢(shì)差存在。“||”表示鹽橋。要注明溫度，不注明就是298.15K；要注明物態(tài)，氣體要注明壓力；溶液要注明濃度。將一個(gè)化學(xué)反應(yīng)設(shè)計(jì)成電池，必須抓住三個(gè)環(huán)節(jié)：確定電解質(zhì)溶液確定電極復(fù)核反應(yīng)(Pt)H2(g,p0)|HCl(m)|AgCl-Ag(s)寫(xiě)出下列電池所對(duì)應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)左負(fù)極右正極電池反應(yīng)將下列化學(xué)反應(yīng)式設(shè)計(jì)成電池：Zn(s)+Cd2+→Zn2++Cd(s)解該反應(yīng)中Zn被氧化成Zn2+，Cd2+被還原成Cd，因此Zn極為負(fù)，Cd極為正設(shè)計(jì)電池為Zn(s)∣Zn2+∣Cd2+

∣Cd(s)復(fù)核左負(fù)極Zn-2e-→Zn2+

右正極Cd2++2e-→CdZn(s)+Cd2+→Zn2++Cd(s)電池反應(yīng)書(shū)上P327習(xí)題電極電勢(shì)及電池電動(dòng)勢(shì)的應(yīng)用（1）判斷反應(yīng)趨勢(shì)p259（2）求化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)電極電勢(shì)較低的金屬能從容易中置換出電極電勢(shì)較高的金屬p260表面現(xiàn)象拉普拉斯公式開(kāi)爾文公式毛細(xì)管現(xiàn)象凸液面：p'=p+Δp凹液面：

p'=p-Δp液泡：Δp=4σ/r1.人工降雨的原理2.液體加熱時(shí)加入沸石，可避免暴沸p289接觸角液體的潤(rùn)濕和鋪展?jié)櫇癫粷?rùn)濕完全潤(rùn)濕00=q0180=q完全不潤(rùn)濕解釋鋤地保墑的原理p291氣固吸附“物理吸附”“化學(xué)吸附”朗格繆爾單分子層吸附BET多分子層吸附吸附力不同BET公式可用于測(cè)定和計(jì)算固體吸附劑的比表面積。溶液的表面吸附表面活性劑作用：潤(rùn)濕、增溶、乳化表面膜及LB膜：P305溶膠的光學(xué)、力學(xué)、電性質(zhì)分散系統(tǒng)（1）溶膠的光學(xué)性質(zhì)

——

丁達(dá)爾效應(yīng)

光的散射（2）溶膠的力學(xué)性質(zhì)——布朗運(yùn)動(dòng)、擴(kuò)散、沉降及沉降平衡（3）溶膠的電性質(zhì)

——

電泳電滲

電泳：在電場(chǎng)作用下，固體的分散相粒子在液體介質(zhì)中作定向移動(dòng)。蛋白、核酸分離

電滲：在電場(chǎng)作用下，固體的分散相粒子不動(dòng)，而液體介質(zhì)發(fā)生定向移動(dòng)。

水的凈化

溶膠粒子帶電的原因

吸附法揚(yáng)斯規(guī)則：與溶膠粒子有相同化學(xué)元素的粒子優(yōu)先被吸附。

用KI和AgNO3制備AgI溶膠，（1）試分別寫(xiě)出KI或AgNO3過(guò)量的膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)式，并注明膠核、膠粒和膠團(tuán).