物化题库(整合版)

一、填空题

4. 在温度为T时反应C(s)+O2 (g) = CO2(g)、C(s)+(1/2)O2 (g) = CO(g)的平衡常数分别为K1、K2，则反应CO(g)+(1/2)O2 (g) = CO2(g)的平衡常数为___ K1/K2 。

5. 在电化学中，凡进行氧化反应的电极，皆称为__阳极______极；凡进行还原反应的电极，皆称为___阴极____极。电极高的为___正__极；电势低的为_____负____极。

6. 对于B与C二组分的理想液体混合物的混合焓 ?mixGm=___ RT(nBlnxB+nClnxC)<0。 7.已知化学反应A+B→C+D为基元反应，则速率方程为-dcA/dt=___ kCACB ___，式中速率常数的单位为___[浓度]-1[时间]-1___。

8.下列过程，填上大于，小于还是等于或无法判断：

(1)理想气体绝热可逆压缩过程：ΔU___>____0；ΔS___=____0 (2)在一个隔离系统中发生了一个不可逆过程，则ΔU___=____0；ΔS__>_____0 9. 指出下列公式的适用范围：

(1) dG??SdT?Vdp __适用于一定量的单相纯物质只有PVT变化的一切过程或者是组成恒定的封闭系统从一个平衡态变到另一个平衡态 (2)

θ

θ

θ

θ

?S??θ

2nCV,mT1dT ____物质量一定的任意物质，dV=0或始末体积相等的过程_

10. Jp

11. 在标准压力下，水与水蒸气达到平衡，则该体系的自由度为__1__

2+2+

12. 对电池反应Zn(s)+Cu(α1)? Zn(α2)+ Cu (s)，所设计的原电池用符号表示为 _____ Zn(s)| Zn(α2)|| Cu(α1)|Cu(s)

13. 化学反应A(s) B(s)+D(g)在25oC时ΔrSθm>0,Kθ<1(若反应的ΔrCp,m为零)则升高温度，平衡常数Kθ将会_增大___。

14. 反应达到平衡时正逆反应速率__相等_；平衡时各物质的浓度____不变____。

15. 憎溶胶在热力学上是不稳定的，它能相对稳定存在的三个重要原因是__粒子带电____、___溶剂化作用__、____布朗运动__。

33.下列过程，填上大于，小于还是等于或无法判断：

(1)理想气体绝热可逆压缩过程：Q+W___> ____0；ΔS___ =____0 (2)理想气体的等温过逆膨胀过程，则ΔU__=_____0；ΔS__>_____0 34. Qv=△U适用于 封闭体系、等容、不做非体系功__；Qp=△H适用于 封闭体系、等压、不做非体系功__

35. Jp>K，则化学反应能够_____非自发进行 _

36. 在标准压力下，酒精水溶液气液达到平衡时，则该体系的自由度为__1______

+2+

37. 对电池反应Zn(s)+H(α1)? H2(P=100kPa)+ Zn (α2)，所设计的原电池用符号表示为 __ Zn(s)| Zn(α2)|| H(α1)| H2(P=100kPa)|Pt 38.下列过程，填上大于，小于还是等于或无法判断： (1)隔离系统经历了一个过程：ΔU__=__0。

(2)在恒温下，理想气体经历了一个过程：Q+W__=__0；ΔH__=_0 39. 指出下列公式的适用范围：

(1)?U?nCV,m(T2?T1) _____一定量的理想气体，CV,m为常数，单纯的PVT变化_。

2+

+

θ

2+

2+

(2) ?S?dU?pdV 恒压过程或恒外压过程 ?T1216. 40.隔离体系内发生了不可逆过程，则必定为____自发_过程。

17. 41.已知化学反应A→C+D为基元反应，则速率方程为-dcA/dt=__ kCA ___，式中速率

常数的单位为____[时间]-1_。

18. 42.用熵状态函数的变化值作为过程方向判据的应用条件是____隔离系统____。

43.下列过程，填上大于，小于还是等于或无法判断：

(1) 在恒温下，理想气体向真空自由膨胀过程： W___=____0；ΔH__=_____0 (2) 在一个隔离系统中发生了一个不可逆过程，则ΔU___=____0；ΔS__>_____0 二、单项选择题

( D )34. 下列各偏导数中既是偏摩尔量又是化学势的是（ ）。

A. ? V B. ( ? U )

()p,T,nCp,T,nC?nB?nB

?G?H((),T ,n C. p ,T , nC D. ) p C ?nB?nB( C )35. 理想液态混合物与其气相平衡时各组分的分压符合（ ）。

A 享利定律 B 符合能量守恒定律

C 符合拉乌尔定律 D 符合相律

( C )36. 有关催化剂概念的下列叙述中，不正确的是 ( )

A.影响反应级数 B.不改变标准平衡常数

C.可改化学反应摩尔焓变 D.可改变反应活化能 ( D )37. 对于化学吸附，下面说法中不正确的是( ) A.吸附是单分子层 B.吸附力来源于化学键力

C.吸附热接近反应热 D.吸附速度较快，升高温度则降低反应速度

( B )38. 胶体系统的电泳现象表明（ ）。

A 分散介质不带电 B 胶体粒子带大量的电荷 C 胶团带电 D 胶体粒子处于等电状态

( C )39. 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 )40. 1mol某纯液体，在正常沸点时蒸发为蒸气，未发生改变的量是（ ）

A.内能 B. 熵 C.吉布斯自由能 D.焓

( D )90.在多组分多相封闭系统中，等温等压且不做非体积功下系统经历了一个微小的化学反应过程，当反应达到平衡时dG=( ).

?Vdp?0 B. ?SdT?Vdp?A. ?SdTC.

??BBdnB?0

??BBdnB?0 D.

??dn??0 ???BBB( B )91. 科尔劳施的电解质当量电导经验公式 Λm = Λm - Ac，这规律适用于：

A. 弱电解质溶液 B. 强电解质稀溶液 C.无限稀溶液 D. 浓度为1mol·dm-3的溶液

( D )92. 对于化学吸附，下面说法中不正确的是（ ） A .吸附是单分子层；

B. 吸附力来源于化学键力； C. 吸附热接近反应热；

D. 吸附速度较快，升高温度则降低吸附速度。

( B )93. 基元反应的分子数是个微观的概念,其值为 ( )

A . 0,1,2,3 B. 只能是1,2,3 C. 也可能是小于1的数 D. 可正,可负,可为零 ( B )94. 在描述一级反应的下列说法中，不正确的是（ ）

A . ㏑c对时间t作图得一直线；

B. 半衰期与反应物起始浓度成反比；

C. 同一反应消耗反应物的百分数相同时，所需时间相等；

D. 速率常数的量纲为（时间）。

( C )95. 下列对电动电势ξ不正确的描述是（ ）

A.ξ电势表示胶粒溶剂化层界面到均匀液相内的电势 B.少量外加电解质易引起ξ电势值的变化 C.ξ电势的绝对值总是大于热力学电势 D.ξ电势的绝对值越大，溶胶越稳定

( B )96. 下列公式中只适用于理想气体的是( )。 A. ΔU=QV B. W=nRTln(p2/p1) C. ?U?-1

∞1/2

?T2T1CV,mdT D. ΔH=ΔU+pΔV

( C )97. A和B能形成理想溶液。已知在100℃时纯液体A的饱和蒸汽压为133.3kPa, 纯液体B的饱和蒸汽压为66.7 kPa, 当A和B的二元溶液中A的摩尔分数为0.5时，与溶液平衡的蒸气中A的摩尔分数是( )。

A. 1 B. 0.75 C. 0.667 D. 0.5 ( A )98. 使一过程的ΔS>0应满足的条件是( )。 A.绝热不过程 B.可逆绝热过程

C.等容绝热过程 D.等压绝热过程

( C )99. 固态的NH4HS放入一抽空的容器中，并达到化学平衡，其组分数、独立组分数、相数及自由度分别是

A. 1，1，1，2 B. 1，1，3，0 C. 3，1，2，1 D. 3，2，2，2 ( C )100. 2000K时反应CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)的Kp为6.443,则在同温度下反应为2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)的Kp应为( )。

A. 1/6.443 B. (6.443) C. (1/6.443) D. 1/(6.443)

1/2

2

1/2

( A )101. 在电池Pt| H2 (g,p)| HCl （1mol·kg）||CuSO4（0.01 mol·kg）|Cu的

阴极中加入下面四种溶液，使电池电动势增大的是（ ）

A.0.1 mol·kgCuSO4 B.0.1 mol·kgNa2SO4

C.0.1 mol·kgNa2S D.0.1 mol·kg氨水

( B )102. 等温等压下进行的化学反应，其方向由?rHm和?rSm共同决定，自发进行的反应应满足下列哪个关系式( )。

-1

-1

-1

-1

?-1-1

A. ?rSm = ?rHm/T B. ?rSm > ?rHm/T C. ?rSm ≥ ?rHm/T D. ?rSm ≤ ?rHm/T

( A )103. 25℃时，将11.2升O2与11.2升N2混合成11.2升的混合气体，该

过程( )。

A. ?S > 0，?G < 0 B. ?S < 0，?G < 0 C. ?S = 0，?G = 0 D. ?S = 0，?G <

0

( D )104. 在下列体系中自由度F = 2的体系是：

A. 298K时，H2O(l),H2O(g) B. S(s),S(l),S(g)

C. C2H5OH(l) 与H2O(l) 的混合物

D. 一定量的PCl5(g) 分解平衡时：PCl5(g) = PCl3(g) + Cl2(g)

( D )105. 已知某反应的?rCp为零，则该反应的平衡常数随温度升高而( )。

A. 增大 B. 减小 C. 不变 D.不能确定

( B )106 甲、乙、丙三个小孩共吃一支冰棍，三人约定：(1)各吃质量的三分之一；(2)只准吸，不准咬；(3)按年龄由小到大顺序先后吃。结果，乙认为这只冰棍没有放糖，甲则认为这冰棍非常甜，丙认为他俩看法太绝对化。则三人年龄( )。

A. 甲最大，乙最小 B. 甲最小，乙最大 C. 丙最大，甲最小 D. 丙最小，乙最大

( C )107. 298.15K时，已知Eθ(Zn2+/Zn)=-0.763V , Eθ(Sn4+/Sn2+)=0.150V,若利用反应Zn + Sn4+→Zn2++ Sn2+组成电池，则电池的标准电动势Eθ为（ ）V。

A 1.392 B 0.921 C 0.913 D 1.076

( C )108. 不饱和溶液中溶质的化学势?与纯溶质的化学势?*的关系为( )。

A. ??>?* B. ?=?* C. ?

A.43.29 s B.15 s C. 30 s D. 21.65 s ( B )110. 酶催化的主要缺点是：

A.选择性不高 B.极易受酶杂质影响 C.催化活性低 D.对温度反应迟钝

( C )111. 溶胶的基本特性之一是( )。

A. 热力学上和动力学上皆属于稳定体系 B. 热力学上和动力学上皆属不稳定体系

-2

-1

3

-1

C. 热力学上不稳定而动力学上稳定体系 D. 热力学上稳定而动力学上不稳定体系

( B )112. 附加压力?p与液面曲率半径和表面张力的关系为( )。

2??3??p? Ｃ．?p? D.

rr2rr( B )113. 区别溶胶与真溶液和悬浮液最简单最灵敏的方法是( )。

A.乳光计测定粒子浓度 B. 观察丁铎尔效应 C. 超显微镜测定粒子大小 D. 观察ζ电位

Ａ．?p?? Ｂ．?p?（ D ）123. 对于内能是体系状态的单值函数概念，错误理解是（ ）。

A. 体系处于一定的状态，具有一定的内能

B.对应于某一状态，内能只能有一数值不能有两个以上的数值 ； C.状态发生变化，内能也一定跟着变化 D.对应于一个内能值，可以有多个状态

( B )124. 理想气体向真空膨胀，当一部分气体进入真空容器后，余下的气体继续膨胀所做的体积功（ ）。

A. W > 0 B. W = 0 C. W < 0 D. 无法计算

( B )125. 反应 C(石墨) + ?O2 = CO(g)，?H(298K) < 0，若将此反应放于一个恒容绝热容器中进行，则体系（ ）。

A. ?T < 0，?U < 0，?H < 0 B. ?T > 0，?U = 0，?H > 0 C. ?T > 0，?U > 0，?H > 0 D. ?T > 0，?U = 0，?H = 0

( C )126. 在一定温度范围内，某化学反应的ΔrCp,m=0，那么该反应的ΔrSθm随温度升高而（ ）。

A . 增大 B. 减小 C. 不变 C. 不确定

( A )127. 热力学第一定律的数学表达式为（ ）。

A. dU??Q??W B. dS??QrT C. dG≥δWˊ D. dA≥δ

Wˊ

( B )128. 可逆热机的效率最高，因此由可逆热机带动的火车（ ）。

A． 跑的最快 B. 跑的最慢 C. 夏天跑的快 D.冬天跑的快

? H ( D )129. 成立的条件是（ ）。 ?S ?T

A 等压不可逆过程 B 等温过程

C 不可逆化学反应过程 D 可逆相变过程

( C )130. 理想气体在绝热条件下，在恒外压下被压缩到终态，则体系与环境的熵变（ ）。

A. ?S(体) > 0，?S(环) > 0 B. ?S(体) < 0，?S(环) < 0 C. ?S(体) > 0，?S(环) = 0 D. ?S(体) > 0，?S(环) < 0

( C )131. 热力学基本方程 dG = -SdT + Vdp，可适应用下列哪个过程（ ）。

A. 298K、标准压力下，水气化成蒸汽 B.理想气体向真空膨胀

C. 电解水制取氢气 D. N2 + 3H2=2NH3未达到平衡

有一极大点，则该体系( )。

A.叫最低恒沸混合物 B.叫最高恒沸混合物 C.所对应的组成是唯一不变的 D.在该点气液两相的组成相同 E.在该点气液两相的量相同

( CD )28．气相单分子反应D((g)=M(g)+G(g)，其动力学方程 ( )。 A.有可能是：kt=1/2[1/(c0-x)-1/c0] B.一定是 kt=ln(c/c0) C.有可能是 kt=ln(c0/c) D.有可能是 c=c0e E.可能是1/c=kt+1/c0

( AD )29．反应A→B的速率常数k为5.0×10dm·mol·s，cA,0=0.4mol·dm，则 ( )。

A.t3/4=1.5×10s B.t3/4=2.78×10

C.t3/4=6.0×10s D.1/cA,0对时间t作图为一直线 E.lncA对t作图为一直线

( AE )30．化学吸附的特征是 ( )。

A.吸附力为化学键力 B.吸附层为单分子层或多分子层 C.通常可逆 D.吸、脱附速度快

E.具有选择性

( AC )31. 下列过程中ΔU，ΔH均为零的是 ( ) A.理想气体的卡诺循环过程 B.理想气体的恒容过程 C.理想气体的等温过程 D.理想气体的绝热可逆过程

E.气体的任何过程

( CE )32. 下列叙述中正确的是 ( ) A.恒温可逆过程中，环境对体系作最大功 B.恒温可逆过程中，体系对环境作最小功

C.等温不可逆膨胀中，不可逆程度越大，体系作的功越少 D.不可逆压缩时，不可逆程度越大，环境消耗的功越少

E.恒温压缩过程中，p外越小，则环境所消耗的功越小

( BC )33.理想气体由 p1＝2×10Pa绝热可逆变化到 p2＝1×10Pa，则( )

5

5

34

4

-3

3

-1

-1

-3

-kt

A.ΔT>0、ΔS>0 B.ΔT<0、ΔS＝0 C.ΔV<0、ΔS＝0 D.ΔT<0、ΔS＝0 E.ΔV>0、ΔS>0 ( CD )34.下列说法中，正确的是( ) A.非自发过程，ΔS(绝热)<0 B.自发过程，ΔS(绝热)>0

C.热力学过程无论自发与否，都有ΔS(总)>0 D.等熵过程不一定是绝热可逆过程

E.孤立体系在平衡态时的熵变等于零，且达到最小值 ( BC )35.下列关于偏摩尔量的叙述中正确的是( ) A.偏摩尔量是状态函数，与物质总量有关 B.偏摩尔数量是体系的强度性质 C.对于纯物质偏摩尔量就是摩尔量 D.偏摩尔量只是正值

E.各偏摩尔量之间是相互独立的

( BC )36. 反应 H2(g，p)+1/2 O2(g，p)=H2O(l，p)的ΔrHm是 ( ) A.H2O的标准生成热ΔfHm

B.H2(g)的标准燃烧热ΔcHm(H2，g) C.H2O(l)的标准生成热ΔfHm(H2O，l) D.氢氧电池可逆热效应

E.以上均不对

( BD )37. 在恒温恒压下，化学反应由左向右自发进行时，一定不成立的是( ) A.(?G/?ξ)T，p<0 B.(?G/?ξ)T，p>0

C.ΔG<0 D.(∑νiμI)产物-(∑νiμi)反应物＞0 E.(∑νiμI)产物-(∑νiμi)反应物＜ 0。

( BC )38. 用ΔrGm=-RTlnK+RTlnJP可判断反应的方向与限度，下述说法错误的是( )

A. JPK，ΔrGm>0，反应正向进行 C. JP0，反应逆向进行 D. JP=K，ΔrGm=0，反应处于平衡 E. JP>K，ΔrGm>0，反应逆向进行

?????

?θθθθ

θ

θ

( AB )39. 下述不属于二级反应动力学特征的是 ( ) A.反应速率与反应物浓度成正比

B.反应到一定转化率时所需时间与c0无关 C.1/c对t作图为直线

D.速率常数的单位为dm·mol·s E.半衰期与c0成反比

( AE )40. 为了增加反应物分子的有效碰撞分数，可以 ( ) A.升温 B.降温 C.加压

D.增加反应物浓度 E.使用催化剂 三、是非题

( F )40. 生物体内由氨基酸合成蛋白质是一个熵增的过程。 ( T )41. 一切循环过程系统的状态函数的改变量都等于零。 ( F )42. 所有的偏摩量都是化学势。

( F )43. 过程的ΔG=0，则该过程一定处于平衡态。 ( F )44. 相律也适合于热力学非平衡体系。

( F )45. 一个已达到平衡的化学反应，只有当标准平衡常数改变时，平衡才会发生移动。 ( T )46. 反应级数为分数的反应一定不是基元反应。

( T )47. 两相达到平衡时，某物质B在两相的化学势必须相等。 ( F )48. 存放在营养液中的细胞是一个封闭体系。

( F )49. 当溶液表面产生正吸附时，会使表面张力增大。

( T )50. 胶体系统具有热力学不稳定性与高度分散的多相性主要特征。 ( T )51. 熵增加的放热反应是自发反应。

( F )52. 当热量由系统传给环境时，系统的内能必定减少。 ( F )53. 同一理想气体的化学反应，其定压反应热效应│QP│必定大于定容热效应│QV│。 ( F )54. 由于系统经循环过程后回到始态，?S = 0，所以一定是一个可逆循环过程。 ( F )55. 在等温、等压不作非体积功的条件下，反应的? rGm < 0时，若值越小，自发进

行反应的趋势也越强，反应进行得越快。

( F )56. 单组分系统的物种数一定等于1。

( T )57. 对于理想稀溶液，溶剂严格符合拉乌尔定律，溶质则严格符合享利定律。 ( F )58. 体在毛细管内上升或下降决定于该液体的表面张力的大小。 ( T )59.在电化学反应中，负极发生氧化反应，正极发生还原反应。 ( T )60. 晴朗的天空是蓝色，是白色太阳光被大气散射的结果。 四、计算题 6. 25oC时电池

Ag(s)|AgCl(s)|HCl(b)|Cl2(g=100kPa)|Pt(s)

的电动势E=1.136V，电动势的温度系数（?E/ ? T ）p =-5.95×10-4V·K-1。电池反应为

Ag(s)+1/2Cl2(g,100kPa) AgCl(s)

试计算该反应过程的ΔrGm、 ΔrHm、 ΔrSm及电池恒温可逆放电时过程的可逆热Qr,m

（法拉弟常数为96485.309C ·mol-1）。 .解：

3

-1

-1

（1）

电池反应Ag(s)+1/2Cl2(g,100kPa) AgCl(s)在两极上得失电子数z=1 ΔrGm=-zFE=-1×96484.6C·mol-1×1.36v =-109.6kJ·mol-1 （2）

ΔrSm= zF (?E/ ? T )p

=1×96484.6C·mol-1×(-5.95×10-4)v·K-1 =-57.4J·K-1·mol-1 （3）

ΔrHm = ΔrGm +TΔrSm

=-109.6kJ·mol-1+298.15K×(-57.4J·K-1·mol-1) =-126.7kJ·mol-1 （4）

Qr,m=T ΔrSm

=298.15K × (-57.4J·K-1·mol-1) =-17.11kJ·mol-1

13. NAD+和NADH分别是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的气氧化态和还原态。

（1）已知298.15K时，反应NADH（eq）+H+ (eq) NAD+( eq)+H2(g)，

??rGm??21.83kJ?mol-1，计算Kθ

（2）[NADH]=1.5×10-2mol?dm-3，[H+]=3×10-5mol?dm-3，[NAD+]=4.6×10-3mol?dm-3，

pH2=1.01325kPa，计算?rGm，并判断反应在该条件下是否自发进行？

??rGm21.83?103??解：(1)lnK?? RT8.314?298.15?K= 6.70×103

(2)

θ

??rGm??rGm?RTln([NAD?]/c?)?(pH2/p?)([NADH]/c?)?([H?]/c?)4.6?10?0.01?1??10.36(kJ?mol)?0?2?51.5?10?3?10?3

?21830?8.314?298.15ln

此反应在该条件下自发进行。

14.已知某药物分解反应的活化能Ea=73.2kJ?mol-1,323K时的速率常数为7.08×10-4h 。若该药物分解30%即告无效， 计算在298K时药物的有效期。 解：

ln解：

k2EaT2?T1?()k1RT2T1k273200298.15?323?()?48.314298.15?3237.08?10-5

-1

lnK2=7.07×10(h)

从已知的速率常数单位可以看出，该反应为一级反应，其反应物浓度与时间关系为：

t?1c0lnkcc01 ?ln?507c07.07?10?5.05?103(h)=7个月。

298K时该药物的有效期为7个月

15. 某抗菌素施于人体后在血液中的反应呈现一级反应。如在人体中注射0.5克某抗菌素，然后在不同时间测其在血液中的浓度，得到下列数据： t (h) CA (血液中药含量mg/100ml) 4 0.48 8 0.31 12 0.24 16 0.15 lncA-t的直线斜率为-0.0979, lncA,0=-0.33 (1) 求反应速率常数。

(2) 计算半衰期

(3) 若使血液中某抗菌素浓度不低于0.37mg/100ml，问需几小时后注射第二针。 解： 设cA,0为抗菌素开始浓度

cA,0ln(1)反应速率方程积分形式 ?ktlncA=-kt+lncA,0 cA

由斜率为-k=-0.0979得，k=0.0979h-1 (2) t1?2ln2?7.08h k

(3)由ln cA,0=-0.33得，cA,0?0.72mg/100ml

1cA,010.72t?ln?ln?6.8h

kcA0.09790.37约需6.8小时后注射第二针。

五、 扼要说明下列各概念 1.相

答：相是指体系中物理化学性质相同，而且均匀的部分 2.标准摩尔生成焓

答：在温度T、参与反应的各物质处于标准状态下，由稳定相单质生成1molβ相某化合物B的标准摩尔焓变，称为该化合物B(β)在温度 T下的标准摩尔生成焓，以ΔfH ?m(B,β,T)表示。 3.活化能

答：将普通分子变成活化分子至少需要吸收的能量

4.封闭体系

答：体系与环境之间只有能量交换而无物质交换的体系。 5.热力学第三定律

答：在绝对零度时，纯物质的完美晶体的熵为零。 6.流动电势

答：在多孔塞（或毛细管）的两端施加一定的电压，液体通过多孔塞而定向流动，这种现象称为电渗。

7.隔离系统

答：系统与环境之间既无物质交换又无能量交换的系统。 8.摩尔电导率

答：在相距1m的两个平行电极之间，放置含有1mol某电解质溶液的电导。 9.吸附平衡

答：对于一个指定的吸附系统，当吸附速率等于脱附速率时所对应的状态。 10.热力学平衡态

答：在没有环境影响的条件下，如果系统的各种宏观性质不随时间变化时，则称该系统处于热力学平衡态。 11.享利定律

答：在一定温度下，稀溶液中挥发性溶质B在平衡气相中的分压力PB与其在溶液中的浓度成正比，既为享利定律。 12.表面张力

答：在液体表面上，有一与液体的表面相切并垂直作用于单位长度线段上的表面收缩力，称为表面张力。 13．自发过程

答：将无需依靠消耗环境的作用就能够自动进行的过程 14.热力学第三定律

答：在绝对零度时，纯物质完美晶体的熵值为零。 15．可逆电池

答：若电池在充电或放电时所进行的一切反应或其它过程在热力学上都是可逆的，这样的电池称为可逆电池。

16.恒压过程

答：若过程中环境的压力始终保持不变，当系统发生变化时，始态的压力等于终态的压力，且与环境的压力相，则此过程为恒压过程。

17. 吸附平衡

答：对于一个指定的吸附系统，当吸附速率等于脱附速率时所对应的状态，称为吸附平衡。

18.理想液态混合物

答：若液态混合物中任一组分在全部浓度范围内都符合拉乌尔定律，则该液态混合物称为理想液态混合物。

六、应用题

1. 请分别叙述热力学第一、第二及第三定律,并就各自所能解决的问题予以简要说明。

7.以列表形式写出你所学物理化学教材各章名称、各章的核心物理量（仅限一个）

章名称 热力学第一定律 热力学第二定律 多组分热力学 化学平衡 相平衡 电化学 表面 化学反应动力学 胶体 核心物理量(限一个) U（内能） S（熵） ?（化学势） K?（标准平衡常数） F（自由度） E（电动势） ?（表面张力） k（Ea）（速率常数或活化能） ?（?电势） 8.找出右边拦目与左边拦目的对应关系（在右边拦目后括号内写出字母编号）：

(a) 克劳修斯（Clausius）不等式 电解质溶液理论 ( d ) (b) BET公式 固体表面吸附 ( b ) (c) DLVO理论 反应焓 ( f) (d) 德拜-许克尔（Debye-Hückel）公式 活化能 ( e) (e) 阿累尼乌斯公式 溶胶的稳定与聚沉 ( c ) (f) 基希霍夫(Kirchhoff)公式 热力学第二定律 ( a )

9. 结合你所学的物理化学某一方面的理论浅谈在自己所学专业中或生活中的应用 论述要求：1.问题具体；论点与论据充分；语句通顺，逻辑思维清晰。

2.用什么理论指导或计算、设计什么实验来解决所提出来的问题（尽可能的例出

公式与实验步骤）。

3.结论明确。

4.300-500字之间。

12. 人体通过排汗来调节热平衡，是人体能量代谢的一种方式，定量了解它的作用和机理对

防止疾病、健身、临床医学及运动员合理的训练等都有益处。 一个体重68kg的人，由于体内新陈代谢，每天要产生约1.25×104 kJ的热，假设他与环境间没有热交换，他一天的体温要升高多少度？假设人完全是通过排汗而散去这些热的，为了维持其体温是37℃，他每天要蒸发多少汗液？夏天至少要饮用多少水？假设人的热容和水的热容相等，为Cp=75.30 J/(K·mol)； 37℃时水的蒸发热是2405J/g。 答：

体重68kg的人一天产生的热为Q=1.25×104 kJ，如果这些热全部用于升温，则 ΔH=Qp=CpΔT

Qp=CpΔT=75.30×(68×103/18)×ΔT=1.25×107J ΔT=43.94℃

从计算结果可以看出，假设这个人与环境间没有热交换，他一天的体温要升高约44℃，所以，要维持正常体温37℃就得让多余的热散去。炎热的夏日要注意散热以防中暑，就是这个原因。人体散热主要是通过皮肤，极少部分热量也可随呼吸、排泄尿便时散发于体外。在皮肤散热中，如果环境温度低于体表温度时，可通过皮肤的对流、传导、辐射等方式进行散热。当环境温度接近或高于皮肤温度时，则以蒸发方式散发热量。在温和气候情况下从事轻体力劳动的人，每日散热量约为1.25×104 kJ。假设人完全是通过排汗而散去这些热的，为了维持其体温是37℃，上述体重68kg的人每天要蒸发汗液的量可以通过下列方法计算。

水的蒸发热Q水=2405J/g，即每蒸发1g水(汗)需要2405J的热，也就是从人体吸收2405J的热，或人体散去2405J的热。

体重68kg的人，每天要产生约1.25×104 kJ的热，需排汗 1.25×107/2405≈5.20kg

体重68kg的人，由于体内新陈代谢，每天要产生约1.25×104 kJ的热，为了维持其体温是37℃，他每天要蒸发5.20kg 汗液。为达到水平衡，不至于使人脱水，夏天至少要饮用5.20kg水，并适当补充食盐。

13.根据下列热力学数据，结合汽车的工作原理与制造汽车所用的材料，论述水在汽车发动机中是否可以变油。 热力学状态函数 ??fGm/kJ?mol?1 ??fHm/kJ?mol?1 ?Sm/J?mol?1?K?1 H2O(g) -228.57 -241.82 188.83 H2(g) / / 130.68 O2(g) / / 205.14 答：

H2O(g)=H2(g)+1/2O2(g)

?（1） 由?rGm???B?故在室温的?fGm?0?0?(?228.57)?228.57kJ?mol?1?0，

条件下，水不能自发地变成氢气和氧气，即水也就不能为汽车提供动力燃料。

（2） 由于上述反应是一个熵增加的反应，提高温度有可能使其自发进行，即

???rHm???B?fHm?0?0?(?241.82)?241.82kJ?mol?1

???rSm???BSm?1?205.14?130.68?188.83?44.42J?mol?1?K?1 2???令?rGm??rHm?T?rSm?241.82?T?44.42?10?3?0，得

T=5543.9K

(3)结论：要使水变成燃料氢气与氧气，所需温度要达到5543.9K以上，在汽车工作环境与所用材料中是无法实现的。因此水不能变为油作为汽车的动力原料。

七、问答题

1、表面能、表面自由能、比表面自由能、表面张力是否是一个概念？相同否？

总的说来四者都是描述表面的过剩能量，但概念上有区别，表面能为物质表面较其内部多余的能量；若在 T，p 恒定时，这部分能量称为表面自由能（表面吉布斯自由能）；若在T，

－

p恒定时，单位表面的自由能，便称为比表面自由能，其单位为J·m2，因 J＝N·m，故 J·m－2－

也可化为 N·m1，这样表面自由能又转变为另一概念，成为垂直作用于单位长度相表面上沿着相表面的切面方向的力，称为表面张力。虽然比表面自由能和表面张力的数值相同，也可混用，但概念有差别，前者是标量，后者是矢量。 2、催化作用有哪些特征？ 酶催化与一般催化有何异同？ 答：催化作用特征：

（1） 催化剂参与反应生成中间产物。

（2）对于热力学认为可以自发进行的反应，催化剂只能缩短达到平衡的时间，不能改变平衡位置。

（3） 催化剂改变反应途径，降低决定速率步骤的活化能。 （4） 催化剂具有选择性。

酶催化与一般催化比较，不同点为：高度专一性；高度催化活性；特殊的温度效应 。

???G?RTlnKrm3、对于一个等温等压下的封闭反应体系，因其，故反应体系的标??G?0，则体系是否一rm准态即是平衡态，这个概念是否正确？如果体系的情况为

定处于平衡态？

??这个概念不正确。?rGm与K各自对应于反应体系二种不同的状态，?rGm是指反应物与

?产物都处于标准态的自由能之差，K?是反应体系处于平衡态时反应组分的活度积，

???与K之间数值上的关系，并没有物理意义上联系，更?rGm?RTlnK?仅反映了?rGm没有表明是同一状态。当体系中?rGm?0，体系不一定处于平衡态，因为?rGm?0，体

???系的 ?rG??rGm只要活度商Ja≠1，则?rGm?0，体系就不是化学平衡态。?RTlnJ?，

只有当体系的Ja＝1，或反应体系中各反应物质都处于标准态，

??rG??rGm?RTlnJ??0，体系才处于平衡态，这仅是一种特殊的情况。

4、如有一化学反应其等压热效应ΔH＜0，则该反应发生时一定放热，且ΔS＜0，对吗？

为什么？并举例说明。

不对。因为化学反应的热效应ΔH是指在等温等压、无非体积功条件下，这时Qp＝ΔH，当ΔH＜0，Qp＜0，反应发生时放热。如果反应不是在等温等压、无非体积功的条件下，Q≠ΔH，ΔH＜0，也不一定放热。例如：绝热容器中H2与Ｏ2燃烧反应，反应的等压热效应ΔH＜0，但该条件下Q＝0，不放热，也不吸热。再如等温等压下在可逆电池发生的反应，虽然ΔH＜0，但Q可能大于零。即使是放热反应，ΔＳ也不一定小于零，例如：浓 H2SO4 溶于水，放热，但 ΔＳ＞0。

5、在化工生产中，固体原料的焙烧，目前很多采用沸腾焙烧，依表面现象来分析有哪些优点？

答：沸腾焙烧是将固体原料碎成小颗粒，通入预热的空气或其它气体，使炉内固体颗粒在气体中悬浮，状如沸腾，这样就增大了固气间的接触界面，增强了传质与传热，使体系处于较高的化学活性状态。

6、可逆过程的热温商与熵变是否相等，为什么? 不可过程的热温商与熵变是否相等？

可逆过程的热温商即等于熵变。即ΔS＝QR/T (或ΔS＝∫δQR/T)。不可逆过程热温商与熵变不等，其原因在于可逆过程的 QR 大于 QIr，问题实质是不可逆过程熵变由两部分来源，一个是热温商，另一个是内摩擦等不可逆因素造成的。因此，不可逆过程熵变大于热温商。由于熵是状态函数，熵变不论过程可逆与否，一旦始终态确定,则ΔS 值是一定的。

7、如何理解溶胶是动力学上稳定而热力学上不稳定的体系，且具有聚沉不稳定的特性? 答：

由于溶胶的布朗运动以及扩散运动，又由于胶粒表面的双电层结构及离子溶剂化膜,造成溶胶的动力学稳定性，但溶胶是高度分散的非均相体系，具有很大的表面自由能,有自发聚沉以降低体系能量的趋势，因此是热力学的不稳定体系，有聚沉不稳定的特性。

－－

8.制备AgI溶胶时，两个烧杯盛有25×103dm3，0.016mol·dm3的AgNO3溶液，分别加入

－－－

0.005mol·dm3的NaI溶液60×103，100×103dm3。 （1）写出两个烧杯中生成溶胶的胶团结构。 （2）溶胶中加入直流电压，胶体粒子如何运动？ 答：（1）第一个烧杯中溶胶的胶团结构为 [(AgI)mnAg+,(n-x)NO3-]x+·xNO3- 第二个烧杯中溶胶的胶团结构为 [(AgI)mnI-,(n-x)Na+]x-·xNa+

(2)由于第一个烧杯中的胶粒带正电荷，所以通电后，胶粒向阴极移动；而第二个烧杯中的胶粒带负电，所以通电后，胶粒向阳极移动。

9. 亲水的固体表面，经表面活性剂(如有机胺)溶液处理，将变为憎水的，若再用其浓溶液处理，又变为憎油的，试用图文并茂形式解释其原因。

答:：亲水的固体表面，经有机胺溶液处理后，极性基团如胺基与表面接触，非极性

的集团朝向空气排列，故表面是憎水的；若再用其浓溶液处理，这时的表面因憎水，有机胺分子的非极性集团与表面的憎水基团接触，极性的胺基指向空气排列，所以表面变为憎油。如图所示：

非极性基 极性基 10.“对于绝热过程有ΔS≥0，那末由A态出发经过可逆与不可逆过程都到达B态，这样同一状态B就有两个不同的熵值，熵就不是状态函数了”。显然，这一结论是错误的，错在何处？请用理想气体绝热膨胀过程阐述之。

答：绝热可逆过程中ΔＳ值一定等于零，因此该过程中QR＝0，体系与环境无热交换；而绝热不可逆过程中，QIr＝0，而ΔＳ一定大于零。另外，从同一始态出发经绝热可逆过程与绝热不可逆过程达到的终态是不同。现以理想气体从同一始态出发，分别经过绝热可逆膨胀和绝热不可逆膨胀达到相同的压力，绝热可逆膨胀过程向外做的功的绝对值比绝热不可逆过程膨胀向外做的功的绝对值要大些，内能降低得也多些，故绝热可逆过程终态温度低于绝热不可逆过程终态温度，相同的终态压力时，终态体积是经绝热可逆过程的小，经绝热不可逆过程的大，两者是不同的终态。

11.在进行蒸馏实验时要在蒸馏烧瓶中加些碎磁片或沸石以防止暴沸，试用物理物理知识解释其道理何在？

答：若无碎磁片或沸石，由于液体内部不易形成新相( 气相 )，因若形成新相的刹那间，该新气泡相的凹形表面的曲率很大，则根据开尔文公式，这样微小的气泡便自发消失，因此体系便不能在正常情况下沸腾，便会升高温度形成局部过热的介稳定状态，导至暴沸。如果在液体内加上沸石，则在沸石表面的尖端有较大的凸端，此处 pr( 气泡内压强)＞＞p*(液体饱和蒸气压)，因而容易沸腾，并且沸石内部吸附的空气，也因受热而脱附，成为形成气泡气核，又因沸石与瓶底紧密相接，而成为局部过热处，两者相接处的液膜在瞬间过热，pr＞p*，便成为微泡，使沸石跳动，结果便成为一新气泡上升。

非极性基 极性基 10.“对于绝热过程有ΔS≥0，那末由A态出发经过可逆与不可逆过程都到达B态，这样同一状态B就有两个不同的熵值，熵就不是状态函数了”。显然，这一结论是错误的，错在何处？请用理想气体绝热膨胀过程阐述之。

答：绝热可逆过程中ΔＳ值一定等于零，因此该过程中QR＝0，体系与环境无热交换；而绝热不可逆过程中，QIr＝0，而ΔＳ一定大于零。另外，从同一始态出发经绝热可逆过程与绝热不可逆过程达到的终态是不同。现以理想气体从同一始态出发，分别经过绝热可逆膨胀和绝热不可逆膨胀达到相同的压力，绝热可逆膨胀过程向外做的功的绝对值比绝热不可逆过程膨胀向外做的功的绝对值要大些，内能降低得也多些，故绝热可逆过程终态温度低于绝热不可逆过程终态温度，相同的终态压力时，终态体积是经绝热可逆过程的小，经绝热不可逆过程的大，两者是不同的终态。

11.在进行蒸馏实验时要在蒸馏烧瓶中加些碎磁片或沸石以防止暴沸，试用物理物理知识解释其道理何在？

答：若无碎磁片或沸石，由于液体内部不易形成新相( 气相 )，因若形成新相的刹那间，该新气泡相的凹形表面的曲率很大，则根据开尔文公式，这样微小的气泡便自发消失，因此体系便不能在正常情况下沸腾，便会升高温度形成局部过热的介稳定状态，导至暴沸。如果在液体内加上沸石，则在沸石表面的尖端有较大的凸端，此处 pr( 气泡内压强)＞＞p*(液体饱和蒸气压)，因而容易沸腾，并且沸石内部吸附的空气，也因受热而脱附，成为形成气泡气核，又因沸石与瓶底紧密相接，而成为局部过热处，两者相接处的液膜在瞬间过热，pr＞p*，便成为微泡，使沸石跳动，结果便成为一新气泡上升。

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