物理化学核心教程
P13
2. 在两个密封、绝热、体积相等的容器中，装有压力相等的某种理想气体。试问，这两容器中气体的温度是否相等？
答：不一定相等。根据理想气体状态方程，若物质的量相同，则温度才会相等。
3. 两个容积相同的玻璃球内充满氮气，两球中间用一玻管相通，管中间有一汞滴将两边的气体分开。当左球的温度为273 K ，右球的温度为293 K 时，汞滴处在中间达成平衡。试问：
（1）若将左球温度升高10 K ，中间汞滴向哪边移动？
（2）若两球温度同时都升高10 K, 中间汞滴向哪边移动？
答：（1）左球温度升高，气体体积膨胀，推动汞滴向右边移动。
（2）两球温度同时都升高10 K ，汞滴仍向右边移动。因为左边起始温度低，升高10 K 所占比例比右边大，283/273大于303/293，所以膨胀的体积（或保持体积不变时增加的压力）左边比右边大。
P24
1. 在两个容积均为V 的烧杯中装有氮气，烧瓶之间有细管相通，细管的体积可以忽略不计。若将两烧杯均浸入373 K 的开水中，测得气体压力为60 kPa 。若一只烧瓶浸在273 K 的冰水中，另外一只仍然浸在373 K 的开水中，达到平衡后，求这时气体的压力。设气体可以视为理想气体。
解： 12n n n =+ 根据理想气体状态方程 1221122p V p V p V RT RT RT =+ 化简得： 12112
211()p p T T T =+ 221212732260 kPa 50.7 kPa 273373
T p p T T =?=??=++ 5. 有氮气和甲烷（均为气体）的气体混合物100 g ，已知含氮气的质量分数为0.31。在420 K 和一定压力下，混合气体的体积为9.953
dm 。求混合气体的总压力和各组分的分压。假定混合气体遵守Dalton 分压定律。已知氮气和甲烷的摩尔质量分别为281g mol -?和161g mol -?。
解：()210.31100 g N 1.11 mol 28 g mol
m n M -?===? 41(10.31)100 g (CH ) 4.31 mol 16 g mol n --?=
=? 1133(1.11+4.31) mol 8.314 J mol K 420 K 1902 kPa 9.9510 m
nRT p V ---????===? 2224(N ) 1.11(N )1902 kPa=389.5 kPa (N )(CH ) 1.11 4.31
n p p n n =?=?++ 4(CH )(1902389.5) kPa=1512.5 kPa p =-
P65
一、思考题
1. 判断下列说法是否正确，并简述判断的依据
（1）状态给定后，状态函数就有定值，状态函数固定后，状态也就固定了。
答：是对的。因为状态函数是状态的单值函数。
（2）状态改变后，状态函数一定都改变。
答：是错的。因为只要有一个状态函数变了，状态也就变了，但并不是所有的状态函数都得变。
（3）因为ΔU =Q V ，ΔH =Q p ，所以Q V ，Q p 是特定条件下的状态函数? 这种说法对吗？
答：是对的。?U ，?H 本身不是状态函数，仅是状态函数的变量，只有在特定条件下与Q V ，Q p 的数值相等，所以Q V ，Q p 不是状态函数。
（4）根据热力学第一定律，因为能量不会无中生有，所以一个系统如要对外做功，必须从外界吸收热量。
答：是错的。根据热力学第一定律U Q W ?=+，它不仅说明热力学能（ΔU ）、热（Q ）和功（W ）之间可以转化，有表述了它们转化是的定量关系，即能量守恒定律。所以功的转化形式不仅有热，也可转化为热力学能系。
（5）在等压下，用机械搅拌某绝热容器中的液体，是液体的温度上升，这时ΔH =Q p =0
答：是错的。这虽然是一个等压过程，而此过程存在机械功，即W f ≠0，所以ΔH ≠Q p 。
（6）某一化学反应在烧杯中进行，热效应为Q 1，焓变为ΔH 1。如将化学反应安排成反应相同的可逆电池，使化学反应和电池反应的始态和终态形同，这时热效应为Q 2，焓变为ΔH 2，
则ΔH1=ΔH2。
答：是对的。Q是非状态函数，由于经过的途径不同，则Q值不同，焓（H）是状态函数，只要始终态相同，不考虑所经过的过程，则两焓变值?H1和?H2相等。
5. 用热力学概念判断下列各过程中功、热、热力学能和焓的变化值。
第一定律数学表示式为ΔU = Q + W。
（1）理想气体自由膨胀
（2） van der Waals气体等温自由膨胀
（3） Zn（s）+ 2HCl（l）= ZnCl2 + H2 （g）进行非绝热等压反应
（4） H2（g）+ Cl2（g）= 2HCl（g）在绝热钢瓶中进行
（5）常温、常压下水结成冰（273.15 K，101.325kPa）
答：（1）W = 0 因为自由膨胀外压为零。
Q = 0 理想气体分子间没有引力。体积增大分子间势能不增加，保持温度不变，不必从环境吸热。
?U = 0 因为温度不变，理想气体的热力学能仅是温度的函数。
?H = 0 因为温度不变，理想气体的焓也仅是温度的函数。
（2）W = 0 因为自由膨胀外压为零。
Q> 0 范氐气体分子间有引力。体积增大分子间势能增加，为了保持温度不变，必须从环境吸热。
?U >0 因为从环境所吸的热使系统的热力学能增加。
?H >0 根据焓的定义式可判断，系统的热力学能增加，焓值也增加。
（3）W <0 放出的氢气推动活塞，系统克服外压对环境作功。
Q <0 反应是放热反应。
?U <0 系统既放热又对外作功，热力学能下降。
?H < 0 因为这是不做非膨胀功的等压反应，?H = Q p。
（4）W = 0 在刚性容器中是恒容反应，不作膨胀功。
Q = 0 因为用的是绝热钢瓶
?U = 0 根据热力学第一定律，能量守恒，热力学能不变。
?H >0 因为是在绝热刚瓶中发生的放热反应，气体分子数没有减少，钢瓶内温度升高，压力也增高，根据焓的定义式可判断焓值是增加的。
（5）W <0 常温、常压下水结成冰，体积变大，系统克服外压对环境作功。
Q < 0 水结成冰是放热过程。
?U < 0 系统既放热又对外作功，热力学能下降。
?H < 0 因为这是等压相变，?H = Q p 。
P68
3. 在373 K 恒温条件下，计算1 mol 理想气体在下列四个过程中所做的膨胀功。已知始、终态体积分别为25 dm 3和100 dm 3 。
（1）向真空膨胀；
（2）等温可逆膨胀；
（3）在外压恒定为气体终态压力下膨胀；
（4）先外压恒定为体积等于50 dm 3 时气体的平衡压力下膨胀，当膨胀到50 dm 3以后，再在外压等于100 dm 3 时气体的平衡压力下膨胀。
试比较四个过程的功，这说明了什么问题？
解：（1）向真空膨胀，外压为零，所以
20W =
（2）等温可逆膨胀 1111225ln 1 mol 8.314 J mol K 373 K ln 4299 J 100
V W nRT V --==?????=- （3）恒外压膨胀 3e 21221212
()()()nRT W p V V p V V V V V =--=--=-- 11331 mol 8.314 J mol K 373 K (0.10.025)m 2326 J 0.1 m
--????=-?-=- （4）分两步恒外压膨胀 4e,121e,232213223
()()()()nRT nRT W p V V p V V V V V V V V =----=---- 12232550(11)(2)50100
V V nRT nRT nRT V V =-+-=+-=- 111 mol 8.314 J mol K 373 K 3101 J --=-????=-
说明作功与过程有关，系统与环境压差越小，膨胀次数越多，做的功也越大。
8. 设有300 K 的1 mol 理想气体作等温膨胀，起始压力为1500kPa ，终态体积为10 dm 3
。试计算该过程的Q ，W ，?U 和 ?H 。
解：该过程是理想气体等温过程，故 ΔU =ΔH = 0
始态体积 V 1为： 113111 1 mol 8.314 J mol K 300 K 1.66 dm 15100 kPa
nRT V p --????===? 1112 1.66 ln 1 mol 8.314 J mol K 300 K ln 4.48 kJ 10
V W nRT V --==?????=- 4.48 kJ Q W =-=
11. 有1 m 3
的单原子分子的理想气体，始态为273 K ，1000kPa 。现分别经（1）等温可逆膨胀；（2）绝热可逆膨胀；（3）绝热等外压膨胀，到达相同的终态压力100 kPa 。请分别计算终态温度T 2、终态体积V 2和所做的功。
解：（1）理想气体的等温可逆膨胀过程，pV =常数，则有： T 2=T 1=273K 32112m 010100
011000..p V p V =?== mol 58440273
3148011010003111...RT V p n =???== W = -12ln V V nRT = -2
1ln p p nRT ∴ W = -440.58×8.314×273×100
1000ln = -2302.6kJ （2）绝热可逆膨胀， Q =0，则有ΔU = W 。
R C m V 23=，，R C m p 2
5=，，则35==m V m p C C ，，γ 又 ∵ γγγγ221111T p T p --=，则11212T p p T γγ
-???
? ??= ∴ 11212T p p T γγ-???? ??==273100100035351???? ??-// = 108.6K
W =ΔU = nC V,m ( T 2 －T 1) = 440.58×2
3×8.314×( 108.6 －273) = -903.3 kJ （3）绝热恒外压膨胀， Q =0，则有ΔU = W 。
即 -p e (V 2－V 1) = nC V,m ( T 2 －T 1)
-2p (22p nRT －11p nRT ) = nC V,m ( T 2 －T 1) 则有：- (2T －112p T p ) = 2
3×( T 2 －T 1) - (2T －1000273100?) = 2
3×( T 2 －273) T 2 =174.7K 33222m 4610
1007174314858440....p nRT V =???== W =ΔU = nC V,m ( T 2 －T 1) = 440.58×2
3×8.314×( 174.7 －273) = -540.1 kJ 12.在373K 和101.325kPa 时，有1molH 2O （l ）可逆蒸发成同温、同压的H 2O （g ），已知H 2O （l ）的摩尔气化焓Δvap H m =40.66kJ·mol -1
。（1）试计算该过程的Q 、W 、Δvap U m ，可以忽略液态水的体积；（2）比较Δvap H m 与Δvap U m 的大小，并说明原因
解：H 2O （373K ，101.325kPa ，l ）
H 2O （373K ，101.325kPa ，g ） （1）由于是同温同压下的可逆向变化，则有： Q p =ΔH = n Δvap H m = 1×40.66 = 40.66kJ
W = -p e (V 2－V 1) = -p (V g －V 1) ≈-pV g = -n g RT = -1×8.314×373 = -3.10 kJ
∵ ΔH m =ΔU m + Δn g （RT ）
∴ Δvap U m = Δvap H m － Δv g （RT ）= 40.66 －3.10= 37.56 kJ ·mol
-1
（2）Δvap H m > Δvap U m 等温等压条件下系统膨胀导致系统对环境做功。
14. 在373K 和101.325kPa 时，有1glH 2O 经（l ）等温、等压可逆气化；（2）在恒温373K 的真空箱中突然气化，都变为同温、同压的H 2O （g ）。分别计算两个过程的Q 、W 、ΔU 和ΔH 的值。已知水的气化热2259J·g -1，可以忽略液态水的体积。
解：（1）水在同温同压条件下的蒸发 Q p =ΔH = m Δvap H m = 1×2259 = 2.26kJ
W = -pV g = -n g RT = RT M m O H 2-=-18
1×8.314×373 = -172.3J ΔU = Q + W = 2259 －172.3 = 2.09 kJ
（2）在真空箱中，p e = 0，故W = 0
ΔU 、ΔH 为状态函数，即只要最终状态相同，则数值相等，即有：
ΔH = 2.26kJ ΔU = Q =2.09 kJ
15. 在298K 时，有酯化反应()()()()()()33222COOH s +CH OH l COOCH s +H O l ，
计算酯化反应的标准摩尔反应焓变r m H ? 。已知
()1C m 2COOH s =-120.2kJ mol H -??????
， ，[]1C m 3CH OH l =-726.5kJ mol H -??， ，()1C m 32COOCH s =-1678kJ mol H -??????， 。
解： r m B C m B (298 K)(B)H H ν
?=-?∑
=()()()m m 3m 322COOH 2CH OH,l COOCH c c c H s H H s ?????+?-?????，，
[]11120.22(726.5)1678kJ mol 104.8 kJ mol --=-+?-+?=?
20. 在标准压力和298K 时，H 2（g ）与O 2（g ）的反应为：H 2（g ）+
12O 2（g ）= H 2O （g ）。 设参与反应的物质均可作为理想气体处理，已知()1f m 2H O g =-241.82kJ mol H -??， ，它
们的标准等压摩尔热容（设与温度无关）分别为()11m 2H g =28.82J K mol C --??， ，()11m 2O g =29.36J K mol C --??， ，()11m 2H O g =33.58J K mol C --??， 。试计算：298K
时的标准摩尔反应焓变r m (298 K)H ? 和热力学能变化r m (298 K)U ? ；
（2）498K 时的标准摩尔反应焓变r m (498 K)H ? 。
解：（1）()()()g O H g O 2
1g H 222=+ ()()r m f m 2298K H O g 241.82H H ?=?=-， 1kJ mol -?
∵ ()()r m r m g 298K 298K H U v RT ?=?+?
∴ ()()r m r m g 298K 298K U H v RT ?=?-?
()3102983148501182241-???----=...
= -240.581kJ mol -?
（2） ()()498K r m r m ,298K 498K 298K d p m H H vC T ?=?+??
= ()()()()498K r ,2,2,2298K 1298K H O g H g O g d 2m p m p m p m H C C C T ???+--????
?，，， = -241.82 + （33.58-28.82-0.5×29.36）×（498-298）×10
-3 = 243.80
P104
一、思考题
1. 自发过程一定是不可逆的，所以不可逆过程一定是自发的。这说法对吗？
答： 前半句是对的，后半句却错了。因为不可逆过程不一定是自发的，如不可逆压缩过程。
2. 空调、冰箱不是可以把热从低温热源吸出、放给高温热源吗，这是否与第二定律矛盾呢？ 答： 不矛盾。Claususe 说的是“不可能把热从低温物体传到高温物体，而不引起其他变化”。而冷冻机系列，环境作了电功，却得到了热。热变为功是个不可逆过程，所以环境发生了变化。
4. 某系统从始态出发，经一个绝热不可逆过程到达终态。为了计算熵值，能否设计一个绝热可逆过程来计算？
答：不可能。若从同一始态出发，绝热可逆和绝热不可逆两个过程的终态绝不会相同。反之，若有相同的终态，两个过程绝不会有相同的始态，所以只有设计除绝热以外的其他可逆过程，才能有相同的始、终态。
5. 对处于绝热瓶中的气体进行不可逆压缩，过程的熵变一定大于零，这种说法对吗？ 答： 说法正确。根据Claususe 不等式T Q S d d ≥
，绝热钢瓶发生不可逆压缩过程，则0d >S 。 6. 相变过程的熵变可以用公式H S T
??=来计算，这种说法对吗？ 答：说法不正确，只有在等温等压的可逆相变且非体积功等于零的条件，相变过程的熵变可以用公式T
H S ?=?来计算。 9. 下列过程中，Q ，W ，ΔU ，ΔH ，ΔS ，ΔG 和ΔA 的数值哪些为零？哪些的绝对值相等？
（1）理想气体真空膨胀；
（2）实际气体绝热可逆膨胀；
（3）水在冰点结成冰；
（4）理想气体等温可逆膨胀；
（5）H 2（g ）和O 2（g ）在绝热钢瓶中生成水；
（6）等温等压且不做非膨胀功的条件下，下列化学反应达到平衡：
H 2（g ）+ Cl 2（g ）
2HCl （g ）
答： （1）0Q W U H ==?=?=
（2）0, R Q S U W =?=?=
（3）e 0, , P G H Q A W ?=?=?=
（4）e 0, =, U H Q W G A ?=?=-?=?
（5）e = 0V U Q W ?==
（6）0=W ，H U Q ?=?=，0=?=?G A
P107
6. 在300K 时，有物质的量为n mol 的单原子分子理想气体由始态100kPa 、122dm 3反抗50 kPa 的外压，等温膨胀到50kPa 。试计算：
（1）ΔU 、ΔH 、终态体积V 2以及如果过程是可逆过程的热Q R 和功W R ；
（2）如果过程是不可逆过程的热Q 1和功W 1；
（3）ΔS sys 、ΔS sur 和ΔS iso 。
解：（1）理想气体等温可逆膨胀过程：即有：ΔU =ΔH =0。
∵ p 1V 1= p 2V 2 ∴ 32112dm 24450
122100=?==p V p V Q R =-W R = 2112ln ln p p nRT V V nRT ==2111ln p p V p =50
100122ln 001?=8.46kJ （2）理想气体等温恒外压过程：ΔU =ΔH =0。
Q 1=-W 1 = p e ΔV =p e （V 2-V 1）= 50×10×103×（244-122）×10-3 = 6.10 kJ
（3）ΔS sys =T
Q R =300104583
?.= 28.17J·K -1 ΔS sur =T
Q 1-=300101063
?-.= -20.33J·K -1 ΔS iso = ΔS sys + ΔS sur = 28.17 -20.33 = 7.84J·K -1
11. 1mol 理想气体在 273 K 等温地从 1000 kPa 膨胀到100 kPa ，如果膨胀是可逆的，试计算此过程的Q ，W 以及气体的ΔU ，ΔH ，ΔS ，ΔG ，ΔA 。
解：理想气体等温可逆膨胀，ΔT = 0 ，ΔU = 0 ，ΔH =0 W =1000
100ln 27331481ln ln 1212???==-.p p nRT V V nRT = -5.23 kJ Q = -W = 5.23 kJ
ΔS = 273
102353
R ?=.T Q = 19.16 J·K -1 W S T A G =?-=?=?= -5.23 kJ
14. 在 373 K ，101.325 kPa 条件下，将2mol 的液态水可逆蒸发为同温、同压的水蒸气。
计算此过程的Q ，W ，ΔU ，ΔH 和ΔS ，，已知 101.325 kPa, 373 K 时水的摩尔汽化焓为 40.68 kJ·mol -1
。 水蒸气可视为理想气体，忽略液态水的体积。
解：水在正常温度和压力的可逆相变化，则：
Q p = Δvap H =Θ?m vap H n = 2 mol ×40.68 kJ·mol -1 = 81.36 kJ Δvap U =Δvap H - p (V g - V l ) ≈ Δvap H - nRT
= 81.36 – 2×8.314×373×10-3
= 75.16 kJ
W= Δvap U - Q p = 75.16 – 81.36 = -6.20 kJ
Δvap S = 373
1036813vap ?=?.T H
= 218.12 J·K -1 16. 1mol 理想气体在122K 等温的情况下反抗恒定的外压，从10dm 3膨胀到终态。已知在该
过程中，系统的熵变为19.14J·K -1，求该膨胀过程系统反抗外压pe 和终态的体积V2，并计算ΔU 、ΔH 、ΔG 、ΔA 、环境熵变ΔS sur 和孤立系统的熵变ΔS iso 。
解：理想气体等温可逆膨胀：ΔT = 0 ，ΔU = 0 ，ΔH =0
Q R =-W R =1
2ln V V nRT 即：ΔS sys = 10
ln 31481ln 212R V .V V nR T Q ??===19.14J·K -1 V 2=100dm 3
p e =p 2=3
21010012231481-???=.V nRT =10.14kPa ΔG =Δ A = - T ΔS =-122×19.14= -2.34 kJ
理想气体等温恒外压膨胀：
Q =-W = p e ΔV= p e (V 2-V 1)=10.14×(100-10)=912.6J
ΔS sur =T Q -=122
6912.-= -7.48J·K -1 ΔS iso = ΔS sys + ΔS sur = 19.14 -7.48 = 11.66J·K -1
20. 在温度为 298 K 的恒温浴中，某2mol 理想气体发生不可逆膨胀过程。过程中环境对系统做功为 3.5 kJ ，到达终态时体积为始态的10倍。 求此过程的Q ，W 及气体的ΔU ，ΔH ，ΔS ，ΔG ，ΔA 。
解：因为在恒温浴中进行，理想气体的 ΔU = ΔH = 0
Q = - W = -3.5 kJ
设计一个始、终态相同的可逆过程，ΔS = Q R /T = nR ln10 = 38.3 J·K -1
ΔG = ΔA = -T ΔS = -11.41 kJ
P168
9．工业上，制水煤气的反应方程式可表示为：
22C(s)H O(g)CO(g)H (g)+=+ 1r m 133.5 kJ mol H -?=?
设反应在673 K 时达到平衡，讨论下列因素对平衡的影响。
①增加碳的含量；②提高反应温度；③增加系统的总压力；④增加水气分压；⑤增加氮气分压。
答：① 只要碳是纯的固态，则它的活度等于1，它的化学势就等于标准态时的化学势，在复相化学平衡中，纯固态不出现在平衡常数的表达式中，则增加碳的含量对平衡无影响。 ② 提高反应温度会使平衡向右移动，因为这是一个吸热反应，提高反应温度对正反应有利。
③ 增加系统的总压力，虽然不影响平衡常数的数值，但是会影响平衡的组成。因为这是一个气体分子数增加的反应，增加压力，会使平衡向体积变小的方向移动，会使平衡向左方移动，不利于正向反应。所以，工业上制备水煤气时，一般在常压下进行。 ④ 水是反应物，增加水气的分压，会使平衡向正向移动。
⑤ 氮气在这个反应中是惰性气体，增加氮气虽然不会影响平衡常数的数值，但会影响平衡的组成。因为这是个气体分子数增加的反应，增加惰性气体，使气态物质的总的物质的量增加，相当于将反应系统中各个物质的分压降低了，这与降低系统的总压的效果相当，起到了稀释、降压的作用，可以使产物的含量增加，对正向反应有利。
10． 五氯化磷的分解反应为 523PCl (g)=Cl (g)+PCl (g)，在一定温度和压力下，反应达平衡后，改变如下条件，五氯化磷的解离度将如何变化？并解释为什么？设所有气体均为理想气体。
(1) 降低系统的总压；
(2) 通入氮气，保持压力不变，使体积增加一倍；
(3) 通入氮气，保持体积不变，使压力增加一倍；
(4) 通入氯气，保持体积不变，使压力增加一倍。
答：（1） 降低总压有利于正向反应，使五氯化磷的解离度增加，因为这是一个气体分子数增加的反应。
（2）通入氮气，保持压力不变，这对气体分子数增加的反应有利，相当于起了稀释、降压的作用，所以五氯化磷的解离度会增加。
（3） 通入氮气，因保持体积不变，压力和气体的总物质量同时增加，它们的比值不变，所以平衡组成也不变，五氯化磷的解离度亦不变。
（4） 通入氯气，增加了生成物的含量，使平衡向左移动，对正向反应不利，会使五氯化磷的解离度下降。
P170 1．在973 K 和标准压力下，反应222CO(g)H O(g)CO (g)H (g)++ 的
0.71p K =$
。试根据如下两种情况，分别判断反应的方向。
(1) 反应系统中各组分的分压都是51.5210 Pa ?。
(2) 反应系统中，6CO 1.01310 Pa p =?，25
H O 5.06510 Pa p =?，225CO H 1.5210 Pa p p ==?。
解：(1) 根据化学反应等温式 r m ,()ln ln T p p p G RT K RT Q ?=-+ 222CO H CO H O 1.52 1.5211.52 1.52
p p p p p Q p p p p ??===??$$
$$ p p Q K
>，r m ,()0T p G ?>，正向反应是不自发的，而逆向反应是自发的。 (2) 222CO H CO H O 1.52 1.520.04510.13 5.065
p p p p p Q p p p p ??=
==??$$$$ P209
1. 硫氢化铵的分解反应：（1） 在真空容器中分解；（2） 在充有一定氨气的容器中分解，两种情况的独立组分数是否一样?
答：两种独立组分数不一样。
在（1）中，C =1。因为物种数S 为3，但有一个平衡限制条件和1个浓度限制条件；
在（2）中， C =2，浓度限制条件被破坏，所以独立组分数为 2。
2. 纯的碳酸钙固体在真空容器中分解，这时独立组分数为多少?
答：独立组分数为2。因为物种数为3，有一个平衡限制条件，但没有浓度限制条件。因为氧化钙与二氧化碳不处在同一个相，没有摩尔分数累加和等于1的限制条件，所以独立组分数为 2。
4. 在抽空容器中，氯化铵的分解平衡，指出该系统的独立组分数、相数和自由度？
NH 4Cl （s ） NH 3（g ）+ HCl （g ） 答：反应中有三个物种，一个平衡限制条件，一个浓度限制条件，所以独立组分数为1，相数为2。根据相律，自由度为1。即分解温度和分解压力两者之中只有一个可以发生变化。
5. 在含有氨的容器中氯化铵固体分解达平衡，指出该系统的独立组分数、相数和自由度？
NH 4Cl （s ） NH 3（g ）+ HCl （g ）
答： 反应中有三个物种，一个平衡限制条件，没有浓度限制条件。所以独立组分数为2，相数为2，自由度为2。
P211
1. 将 N 2（g ），H 2（g ）和NH 3（g ）三种气体输入 773 K 、3.2 ×107 kPa 的合放有催化剂的合成塔中，指出下列三种情况系统的独立组分数（催化剂不属于组分数）。
（1）N 2（g ），H 2（g ）和NH 3（g ）三种气体在输入合成塔之前；
（2）三种气体在塔内反应达平衡时；；
（3）开始只充入 NH 3（g ），合成塔无其它气体，待其反应达平衡后。
解：（1）进入塔之前，三种气体没有反应，故C =3 。
（2）在塔内反应达平衡时，系统的物种数为3，但有一个化学平衡条件，故C =2 。
（3）只充入 NH 3气，NH 3气分解达平衡，系统的物种数为3，但有一个化学平衡条件和一个浓度限制条件，故C =1 。
2. 指出下列平衡系统中的物种数，组分数，相数和自由度：
（1）CaSO 4的饱和水溶液；
（2）5ｇ氨气通入1 dm 3水中，在常温常压下与蒸气平衡共存。
解：（1）S = 2；C = 2；P = 2。根据相律f = 2，在一定的温度和压力的范围内，能维持固、液两相不变。
（2）S = 3（氨气，水和水合氨，又称为氢氧化铵）；因为有一个平衡，故C = 2 ；有气、液两相，P = 2 ；根据相律f = 2，在一定的温度和压力的范围内，能维持固、气两相不变。
12．在大气压力下，液体A 与液体B 部分互溶，互溶程度随温度的升高而增大。液体A 和B 对Raoult 定律发生很大的正偏差，在它们的B T w -的气-液相图上，在363 K 出现最低恒沸点，恒沸混合物的组成为B 0.70w =。液体A 与液体B 的B T w -的气-液相图，与液体A 与B 部分互溶形成的帽形区在363 K 时重叠，在363 K 的水平线上有三相共存：液体A 中溶解了B 的溶液1l ，其B 0.10w =；液体B 中溶解了A 的溶液2l ，其B 0.85w =；以及组成为B 0.70w =的气-液组成相同的恒沸混合物。根据这些数据：
（1）画出液体A 与液体B 在等压下的B T w -的相图示意图。设液体A 的沸点为373 K ，液体B 的沸点为390 K 。
（2）在各相区中，标明平衡共存的相态和自由度。
（3）在大气压力下，将由350 g 液体A 和150 g 液体B 组成的物系缓缓加热，在加热到接近363 K （而没有到达363 K ）时，分别计算1l 和2l 两个液体的质量。
解：（1）根据题意，所画的相图示意图如下，
（2）CED 线以上，是A 和B 的混合气体单相区，对于二组分系统，根据相律，条件自由度*2f =；
A CF 线以左，是液体A 中溶解了
B 的溶液1l ，单相区，*2f =；
CFE 线之内，是气体与溶液1l 的两相平衡共存区，*1f =；
B DG 线以右，是液体B 中溶解了A 的溶液2l ，单相区，*2f =；
DEG 线之内，是气体与溶液2l 的两相平衡共存区，*1f =；
FEG 线以下，是溶液1l 与溶液2l 的两相平衡共存区，*1f =；
（3）在由350 g 液体A 和150 g 液体B 组成的物系中， B 150 g 0.30(150350)g
w ==+ 在B 0.30w =的物系加热到接近363 K 时，还是两个溶液组成的两相区，近似利用363 K 时两液相的组成，以B 0.30w =为支点，利用杠杆规则，计算1l 和2l 两个液相的质量 12()(0.300.10)()(0.850.30)m l m l ?-=?-
12()()(350150)g 500 g m l m l +=+=
解得， 1()367 g m l =， 2()133 g m l =
13．乙酸（A ）与苯（B ）的相图如下图所示。已知其低共熔温度为265 K ，低共熔混合物中含苯的质量分数B 0.64w =。
（1）指出各相区所存在的相和自由度。
（2）说明CE ，DE ，FEG 三条线的含义和自由度。
（3）当B 0.25()w a =点和B 0.75()w b =点的熔液，自298 K 冷却至250 K ，指出冷却过程
中的相变化，并画出相应的步冷曲线。
解：（1）CED线以上，是熔液单相区，根据相律，条件自由度为
*12112
=+-=+-=
f C P
f=。
CFE线之内，乙酸固体与熔液两相共存，条件自由度*1
f=。
EDG线之内，苯固体与熔液两相共存，条件自由度*1
f=。
在FEG线以下，苯的固体与乙酸固体两相共存，条件自由度*1
f=；
（2）CE线，是乙酸固体的饱和溶解度曲线，条件自由度*1
f=；
DE线，是苯固体的饱和溶解度曲线，条件自由度*1
f=。
在FEG线上，苯固体、乙酸固体与组成为E的熔液三相共存，条件自由度*0（3）
自298 K ，从a 点开始冷却，温度均匀下降，是熔液单相。与CE 线相交时，开始有乙酸固体析出，温度下降斜率变小，步冷曲线出现转折。继续冷却，当与FEG 线相交时，乙酸固体与苯固体同时析出，熔液仍未干涸，此时三相共存，条件自由度*0f =，步冷曲线上出现水平线段，温度不变。继续冷却，熔液干涸，乙酸固体与苯固体两相共存，温度又继续下降。
从b 点开始冷却的步冷曲线与从a 点开始冷却的基本相同，只是开始析出的是苯固体，其余分析基本相同。
P351
2. 电解质溶液的电导率随着电解质浓度的增加有什么变化？
答： 强电解质溶液的电导率随着浓度的增加而升高。当浓度增加到一定程度后，由于正、负离子之间的相互作用力增大，解离度下降，离子运动速率降低，电导率也降低，如HCl ，KOH 溶液。中性盐如KCl 由于受饱和溶解度的限制，浓度不能太高。 弱电解质溶液的电导率随浓度变化不显著，因解离平衡常数不变，浓度增加，其解离度下降，粒子数目变化不大。
3. 电解质溶液的摩尔电导率随着电解质浓度的增加有什么变化？
答：摩尔电导率由于溶液中导电物质的量已给定，都为1mol ，所以，当浓度降低时，粒子之间相互作用减弱，正、负离子迁移速率加快，溶液的摩尔电导率必定升高。但不同的电解质，摩尔电导率随浓度降低而升高的程度也大不相同。
7. 在电解质溶液中，如果有i 种离子存在，则溶液的电导用如下那个式子计算？ 11 i i i
i
G G R R ==∑∑（1）（2） 答： 应该用（1）式计算。因为溶液的总电导等于各个离子电导的加和。在溶液中离子是并联存在，不是串联存在，不能把它们的电阻累加。
10. 某电池反应可以写成如下两种形式，则所计算出的电动势E ，标准摩尔Gibbs 自由能变化值和标准平衡常数值是否相同？
2122212211H ()Cl ()2HCl() H ()Cl ()HCl()22
p p a p p a +=+= 答：电动势E 是相同的，但是摩尔Gibbs 自由能的变化值和标准平衡常数值不同：
212r m,1r m,212 2 ()E E G G K K =?=?=
11. 如果规定标准氢电极的电极电势为1 V ，则各可逆电极的还原氢标电势值有什么变化？电池的电动势有什么变化？
答： 各电极的还原电极电势值也增加1 V 。电池电动势是两个电极电势之差，仍保持不变。
4. 在某电导池内装有两个直径为0.04m 并相互平行的圆形银电极，电极之间的距离为0.12m 。若在电导池内盛满浓度为0.1mol·dm -3的AgNO 3溶液，施以20V 的电压，则所得电流强度为0.1976A 。试计算该电导池的电池常数、AgNO 3溶液的电导、电导率和摩尔电导率。 解：()-1cell 220.12K 96.54m A 0.02
d/2l l ππ====? 310.1976G 9.8810S R 20
I U -====? 3-1cell =GK 9.881095.54=0.944S m κ-=???
32-1m 0.944===9.4410S m mol 0.11000
c κ
-Λ???? 5. 298 K 时，0.1 mol·dm -3 的 KCl 的电导率为 1.289 S·m -1
，用某一电导池测得0.1 mol·dm -3
的 KCl 的电阻为 24.69 Ω，0.01 mol·dm -3的 HAc 溶液的电阻为 1982 Ω。试
求该 HAc 溶液的摩尔电导率和解离常数。已知：Λm ∞
(HAc) = 390.72×10-4 S·m 2·mol -1。 解：用已知电导率的KCl 溶液测定电导池的电阻，主要是测定电导池常数， cell 1l K R kR A ρ
=== 相同的电导池，电导池常数也相同，则电导率之比等于电阻的反比，
(HAc)(KCl)(KCl) (HAc)(KCl)(KCl)(HAc)(HAc)
k R R k k k R R == 1124.69(HAc) 1.289 S m 0.016 S m 1982
k --=??=? 1
321m 330.016 S m (HAc) 1.610S m mol 0.0110mol m
k c ----?Λ===????? 要计算解离常数，首先要计算解离度 321m 421m 1.610S m mol 0.04390.7410S m mol
α--∞--Λ???===Λ??? 22
5(0.04)0.01 1.710(1)(10.04)c K c αα-==?=?--
8. 分别计算下列各溶液的离子强度：①NaCl ；②MgCl 2；③CuSO 4；④LaCl 3；⑤NaCl 和LaCl 3
的混合溶液，质量摩尔浓度各位0.025mol·kg -1。社所有电解质的质量摩尔浓度各位0.025mol·kg -1，并假设这些电解质都能完全电离。 解：据离子强度的计算式，2B B B
12I m z =∑ ① +22Na Cl 1(11)2
I m m -=?+? 22111(0.02510.0251)mol kg 0.025mol kg 2
--=?+??=? 对于1-1价电解质，其离子强度等于质量摩尔浓度。 同理：②0.075mol·kg
- ③0.10 mol·kg -1 ④0.15mol·kg -1 ④0.1756mol·kg -1
9. 298K 时，某溶液含CaCl 2的浓度为 0.002mol·kg -1，含ZnSO 4的浓度亦为0.002mol·kg -1，试用Debye-Huckel 极限公式求 ZnSO 4的离子平均活度系数。已知：A = 0.509(mol·k g -1) -1/2 解：对于混合电解质溶液，计算离子强度时，要把所有的离子都计算在内。但在计算离子平均活度系数时，只用到相关电解质离子的价数。
2B B B
12I m z =∑ 2222111(0.002220.00210.00220.0022) mol kg 0.014 mol kg 2
--=?+??+?+??=
?lg 0.509220.2409Az z ±+-γ=-∣=-??-
0.574±=g
10. 298K 时，MgCl 2和ZnSO 4的浓度均为0.025mol·kg -1，并假设它们都能完全电离。试计算这两种溶液的①离子强度I ；②离子平均质量摩尔浓度m ±；③离子平均活度因子γ±，已知：A = 0.509(mol·kg -1)
-1/2；④电解质的离子平均活度a ±和电解质的活度a B 。 解：① 2B B B
12I m z =∑ 22111(0.025220.0251) mol kg 0.075 mol kg 2
--=?+???=? 同理ZnSO 4离子强度I ：0.10 mol·kg -1
② ()()1/1/321+-0.0250.050.0397 mol kg v v v m m m +--±==?=?
同理ZnSO 4离子平均质量摩尔浓度m ±：0.0.25mol·kg -1
③
lg 0.509210.279Az z ±+-γ=-∣=-??- 0.526±=γ
同理ZnSO 4离子平均活度因子γ±：0.227
④ 0.0397=0.5260.02091
m a m γ±±±=?= 39B =0.02099.1210a a ν-±==?
同理ZnSO 4离子平均活度a ±和电解质的活度a B 分别为：5.675×10-3和3.221×10-5。
15. 反应 Zn （s ） + CuSO 4（a =1）Cu （s ）+ ZnSO 4（a =1）在电池中进行， 288 K 时，测得 E = 1.0934 V ，电池的温度系数414.2910V K p
E T --???=-??
???? 。 （1）写出电池表示式和电极反应 （2）求电池反应的 r m G ? 、r m S ? 、r m H ? 和Q R 。
解：（1）反应式中，Zn （s ）被氧化为ZnSO 4，应作为阳极放在电池左边，CuSO 4还原为Cu （s ），应作为阴极放在电池右边，所以电池表示式为：
Zn│ZnSO 4（a =1）‖CuSO 4（a =1）│Cu
（-） Zn （s ）
Zn 2+（a =1） + 2e -
（+） Cu 2+（a =1）+ 2e - Cu （s ） （2）已知电池的电动势和温度系数值，代入相应的计算式，就可以得到所求的热力学函数的变化值。
11r m r m 2 1.0934 V 96500 C mol 211.03 kJ mol G G zEF --?=?=-=-???=-?
14111r m 296500 C mol ( 4.2910 V K )82.8 J K mol p
E S z
F T -----????==???-??=-?? ???? r m H ? = r m
G ? + T r m S ? = -211.03 +288×（-82.8）×10-3
= -234.87 kJ·mol -1 Q R = T r m S ? = 288×（-82.8）×10-3 = -23.846 kJ·mol -1
24. 298 K 时 Ag +/Ag 的 E = 0.7991 V ， Cl -│AgCl（s ）│Ag 的 E = 0.2224 V ，
计算（1）AgCl 在 0.01 mol·dm
-3 KNO 3溶液中的溶解度（设此溶液 γ±= 0.889） （2）AgCl （s ）= Ag +（aq ） + Cl -（aq ）的标准Gibbs 自由能 r m G ? 。
（3）计算结果说明AgCl （s ）= Ag +（aq ） + Cl -
（aq ）是自动向何方进行?为什么? 写出此两电极在 298 K 标准情况下组成电池的正确写法。
解：（1）要计算 AgCl 的溶解度，首先要计算它的解离平衡常数，这可通过设计电池来解决，使设计的电池反应就是AgCl 的解离反应。所设计的电池为：
Ag （s ）Ag +‖Cl -
│AgCl（s ）│Ag（s ）
电池反应 AgCl （s ）= Ag +（aq ） + Cl -（aq ）
电池的 E = 0.2224 V - 0.7991 V = - 5767 V 101(0.5767)96500exp exp 1.8108.314298ap
zE F K RT -???-???===??????????
2
2ap m K a a a m γ±+-±
±??=?== ???
121015()(1.810) 1.49100.899ap K m m γ--±±?===? AgCl 在 0.01 mol·dm -3 KNO 3溶液中的溶解度用AgCl 的质量摩尔浓度表示，
551(AgCl) 1.4910 1.4910mol kg m m m ---±==?=??
（2）根据电池的E
?与标准反应Gibbs 自由能 r m G ? 间的关系，得： 11r m 1(0.5767 V)96500 C mol 55.65 kJ mol G zE F --?=-=-?-??=?
（3）计算结果说明，反应AgCl （s ）= Ag +（aq ） + Cl -（aq ）自动向左进行，因为对应电池的电动势为负值，是非自发电池。
在 298 K 标准情况下，组成自发电池的正确写法为：
Ag （s ）│AgCl（s ）│Cl -（a ）‖Ag +（a ）│Ag（s ）
279 界面现象 1. 表面张力、表面功及表面吉布斯函数 表面张力γ：引起液体或固体表面收缩的单位长度上的力，单位为N·m -1。 表面功：'δ/d r s W A ，使系统增加单位表面所需的可逆功，单位为J·m -2。 表面吉布斯函数：B ,,()(/)s T p n G A α??，恒温恒压下系统增加单位表面时所增加的吉布斯 函数，单位为J·m -2。 表面吉布斯函数的广义定义： B()B()B()B(),,,,,,,,( )()()()S V n S p n T V n T p n s s s s U H A G A A A A ααααγ????====???? ',r s T p s W dA dG dA γδ== 表面张力是从力的角度描述系统表面的某强度性质，而表面功及表面吉布斯函数则是从能量角度和热力学角度描述系统表面的某一性质。三者虽为不同的物理量，但它们的数值及量纲等同的，均可化为N·m -1。 在一定温度、压力下，若系统有多个界面，其总界面吉布斯函数： s i i s i G A γ=∑ 2. 弯曲液面的附加压力、拉普拉斯方程 附加压力：Δp =p 内-p 外 拉普拉斯方程：2p r γ?= 规定弯曲液面凹面一侧压力位p 内，凸面一侧压力位p 外；γ为表面张力；r 为弯曲液面的曲率半径，△p 一律取正值；附加压力方向总指向凹面曲率半径中心。 3. 毛细现象 毛细管内液体上升或下降的高度 2cos h r g γθρ= 式中：γ为表面张力；ρ为液体密度；g 为重力加速度；θ为接触角；r 为毛细管半径。当液体不能润湿管壁，θ>90°即0cos θ<时，h 为负值，表示管内凸液体下降的深度。 4. 微小液滴的饱和蒸汽压——开尔文公式
物理化学与计算机编程的联系 说到化学我还以自豪下，毕竟曾经我取得啦较好的成绩，然而到大学化学老师延伸拓展让我开阔啦眼界，同时也觉得自己是井底之蛙，然来化学与计算机有着密切的联系。我找到啦一些资料来充实自己。例如化学中的分析与量子化都需要计算机编程，在此我浅谈自己的所了解的···· 计算机在分析化学中的应用————简称计算分析，其内容有：1.1数据处理利用一元统计，可对同一项目的若干次测量数据进行统计处理，计算置信区间、标准误差、变动系数等。利用二元统计，可以计算含量与滴定体积或浓度与吸光度之间的直线方程（线性回归法）。用程序型计算器也能迅速完成这些计算。 1.2 条件预测根据溶液平衡原理，考虑副反应系数校正，形成精确的数学模型，可对化学分析条件进行预测，例如显色反应最合适的pH的预测、离子交换色谱法中淋洗液浓度和用量的预测等。在较复杂的情况下，可以利用计算数学方法。设有10种金属离子与10种络合剂共存，它们之间的竞争反应可用迭代法预测，计算机对每种络合物用迭代法处理，获得收敛结果的报出答案,迭代999次仍不收敛者弃去，总共不多于10万个数据的计算。按常法以每个数据平均费时6分钟计,一个人要三年半才能算完，用计算机处理不到1小时可得出答案，为化学分析中哪种离子参加反应、哪些离子被掩蔽等条件，获得可靠的预测效果。 1.3 提高选择性即准确测定指定的组分,消除干扰一般可概括为下列两种模型：①平衡模型，以各种平衡常数为依据,把共存的每种平衡都写成一个方程式,形成一组方程。在测得某些未知量之后，就可把被测物质的共存干扰物质的含量一起计算出来。这种模型适于处理化学分析问题，但受到平衡常数的精密度和高浓度溶液中活度校正的准确度的限制。②当量模型，以广义的当量关系，即测定信息与被测物含量的关系为依据。这些测定信息可以是滴定体积、沉淀重量、吸收、发射、电流、电压、波峰的高度或面积等。将它们组成方程组，可把多种组分的含量一起计算出来。这种模型适用于化学分析和各种仪器分析，准确度高于平衡模型，但也受到某些限制。此外，国内还研究了在多波长光度法中用计算机选择波长对（或波长组），以及无机红外光谱等方法，来提高测定性质相近元素的选择性。 1.4 提高灵敏度改善信噪比、提高分辨率，常采用数学
编号：AQ-BH-00998 ( 文档应用) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 物理化学实验室安全知识 Safety knowledge of Physical Chemistry Laboratory
物理化学实验室安全知识 备注：通过安全生产宣传教育的活动，实现园区企业安全生产主体责任落实，职工安全技能、安全知识不断提高，群众安全意识增强，杜绝重特大事故，使园区安全生产形势持续稳定。 物理化学实验室安全知识 [授课时间]：2008年5月26日 [授课课题]：《物理化学实验室安全知识》 [授课班级]：06级石油化工班 [教学目标]：1、理解实验操作时安全的重要性； 2、掌握实验室安全用电、使用化学药品的安全防护等知识； 3、掌握实验室常见伤害的救护并能灵活运用于实践； [教学重点]：实验室的防护和应急措施； [教学难点]：细心操作，遇事冷静，认真分析，灵活运用； [教学过程]： 一、导入新课 在化学实验室里，安全是非常重要的，它常常潜藏着诸如发生爆炸、着火、中毒、灼伤、割伤、触电等事故的危险性，如何来防
止这些事故的发生以及万一发生又如何来急救.这是每一个化学实验工作者必须具备的素质。这些内容在先行的化学实验课中均已反复地作了介绍。本节主要结合物理化学实验的特点介绍安全用电、使用化学药品的安全防护等知识。 二、讲授新课 1.安全用电常识 违章用电常常可能造成人身伤亡，火灾，损坏仪器设备等严重事故。物理化学实验室使用电器较多，特别要注意安全用电。下表列出了不同强度交流电通过人体时的反应情况。 表一不同电流强度时的人体反应 电流强度 1～10 10～25 25～100 100以上 人体反应
选 择 题 1. 在相同的温度及压力下，把一定体积的水分散成许多小水滴经这一变化过程，以下性质保持不变 的是（ d ） （a ）总表面能 （b ）比表面 （ c ）液面下的附加压力 （ d ）表面张力 2. 直径为 1×10 -2 m 的球形肥皂泡所受的附加压力为（已知表面张力为 ?m -1 ）（ d ） （a ）5 Pa （b ）10 Pa （c ）15 Pa （d ）20 Pa 思路：因为肥皂泡有内、外两个表面，内面的附加压力是负值，外面的附加压力是正值，故 4 p s ，答案选 d 。 R' 4. 298K 时，苯蒸汽在石墨上的吸附符合 Langmuir 吸附等温式， 在苯蒸汽压力为 40Pa 时，覆盖率 θ=， 当 θ =时，苯蒸汽的平衡压力为（ b ） （a ）400 Pa （b ）760 Pa （c ）1000 Pa （ d ） 200 Pa 思路： Langmuir 公式 1 ap 将已知条件的压强和覆盖率代入公式， 计算得到 a 的值，然后根据新的覆盖度和 a ，计算出平衡压力。 答案为 b 。（要求能够自己推导 Langmuir 公式） 5. 在 298K 时，已知 A 液的表面张力是 B 液的一半，其密度是 B 液的两倍。如果 A ， B 液分别用相同 的毛细管产生大小相同的气泡时， A 液的最大气泡压力差等于 B 液的（ a ） （a ）倍 （b ）1倍 （c ）2倍 （d ）4 倍 2 思路： p s ，代入该公式计算比值，答案选 a 。 s R' 6. 将一毛细管插入水中，毛细管中水面上升 5cm ，在 3cm 处将毛细管折断，这时毛细管上端（ c ） （a ）水从上端溢出 （b ）水面呈凸面 （c ）水面呈凹形弯月面 （ d ）水面呈水平面 思路：液体具有流动性， Yang-Laplace 公式中的半径是可以变化的，不可能出现“井喷”的情况。 7. 用同一滴管分别滴下 1cm 3 的 NaOH 水溶液、水、乙醇水溶液，各自的滴数多少的次序为（ c ） （a ）三者一样多 （b ）水 ＞乙醇水溶液 ＞NaOH 水溶液 （c ）乙醇水溶液 ＞水 ＞NaOH 水溶液 （d ）NaOH 水溶液 ＞水＞乙醇水溶液 思路：乙醇对水而言是表面活性剂， NaOH 对水而言是非表面活性3. 已知水溶解某物质以后，其表面张力 γ0 为纯水的表面张力， 式中 A ， γ 与溶质的活度 a 呈如下关系： B 为常 数，则溶液表面过剩 Γ2为（ c ） a ） Aa RT 1 Ba b ） ABa RT 1 Ba c ） ABa RT 1 Ba d ） Ba RT 1 Ba 思路： ad RT da RT A B 1 Ba ABa ，答案选 c 。 RT 1 Ba
物理化学核心教程 P13 2. 在两个密封、绝热、体积相等的容器中，装有压力相等的某种理想气体。试问，这两容 器中气体的温度是否相等？ 答：不一定相等。根据理想气体状态程，若物质的量相同，则温度才会相等。 3. 两个容积相同的玻璃球充满氮气，两球中间用一玻管相通，管中间有一汞滴将两边的气 体分开。当左球的温度为273 K ，右球的温度为293 K 时，汞滴处在中间达成平衡。试问： （1）若将左球温度升高10 K ，中间汞滴向哪边移动？ （2）若两球温度同时都升高10 K, 中间汞滴向哪边移动？ 答：（1）左球温度升高，气体体积膨胀，推动汞滴向右边移动。 （2）两球温度同时都升高10 K ，汞滴仍向右边移动。因为左边起始温度低，升高10 K 所占比例比右边大，283/273大于303/293，所以膨胀的体积（或保持体积不变时增加的 压力）左边比右边大。 P24 1. 在两个容积均为V 的烧杯中装有氮气，烧瓶之间有细管相通，细管的体积可以忽略 不计。若将两烧杯均浸入373 K 的开水中，测得气体压力为60 kPa 。若一只烧瓶浸在273 K 的冰水中，另外一只仍然浸在373 K 的开水中，达到平衡后，求这时气体的压力。设气体可 以视为理想气体。 解： 12n n n =+ 根据理想气体状态程 1221122p V p V p V RT RT RT =+ 化简得： 12112 211()p p T T T =+ 221212732260 kPa 50.7 kPa 273373 T p p T T =?=??=++ 5. 有氮气和甲烷（均为气体）的气体混合物100 g ，已知含氮气的质量分数为0.31。 在420 K 和一定压力下，混合气体的体积为9.953 dm 。求混合气体的总压力和各组分的分 压。假定混合气体遵守Dalton 分压定律。已知氮气和甲烷的摩尔质量分别为281g mol -?和 161g mol -?。
物理化学实验Ⅰ 课程名称：物理化学实验Ⅰ 英文名称：Experiments in Physical Chemistry 课程代码：147012 学分：0.5 课程总学时：16 实验学时：16 （其中，上机学时：0） 课程性质：?必修□选修 是否独立设课：?是□否 课程类别：?基础实验□专业基础实验□专业领域实验 含有综合性、设计性实验：?是□否 面向专业：高分子材料科学与工程、材料科学与工程（无机非金属材料科学与工程、材料化学） 先修课程：物理、物理化学、无机化学实验、有机化学实验、分析化学实验等课程。 大纲编制人：课程负责人张震实验室负责人刘仕文 一、教学信息 教学的目标与任务： 该课程是本专业的一门重要的基础课程，物理化学实验的特点是利用物理方法来研究化学系统变化规律，是从事本专业相关工作必须掌握的基本技术课程。其任务是通过本课程的学习，使学生达到以下三方面的训练： （1）通过实验加深学生对物理化学原理的认识，培养学生理论联系实际的能力； （2）使学生学会常用的物理化学实验方法和测试技术，提高学生的实验操作能力和独立工作能力； （3）培养学生查阅手册、处理实验数据和撰写实验报告的能力，使学生受到初步的物理性质研究方法的训练。 教学基本要求： 物理化学实验的特点是利用物理方法来研究化学系统变化规律，实验中常用多种物理测量仪器。因此在物理化学实验教学中，应注意基本测量技术的训练及初步培养学生选择和配套仪器进行实验研究工作的能力。 物理化学实验包括下列内容： （1）热力学部分量热、相平衡和化学平衡实验是这部分的基本内容。还可以选择稀溶液的依数性、溶液组分的活度系数或热分析等方面的实验。
2017 年秋季学期研究生课程考核 （读书报告、研究报告） 考核科目:固体界面物理与化学 学生所在院（系）:化工学院 学生所在学科:化学工程与技术 学生姓名: 学号: 学生类别: 考核结果阅卷人 第 1 页（共7 页）
吸附等温线及其应用 1 吸附等温线的定义 吸附等温曲线是指在一定温度下溶质分子在两相界面上进行的吸附过程达到平衡时它们在两相中浓度之问的关系曲线。在一定温度下．分离物质在液相和固相中的浓度关系可用吸附方程式来表示。作为吸附现象方面的特性有吸附量、吸附强度、吸附状态等，而宏观地总括这些特性的是吸附等温线，也就是说吸附等温线是吸附研究中最重要的关系曲线。 2吸附等温线的分类 2.1 气体吸附等温线 文献中曾报道过许多不同形状的气体吸附等温线，但由国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）提出的物理吸附等温线分类可以归纳为如图1所示的六类吸附等温线：分别是I型、II型、III型、IV型和VI型吸附等温线。图中纵坐标表示吸附量，横坐标为相对压力P/P0，P0表示气体在吸附温时的饱和蒸汽压，P表示吸附平衡时气相的压力。各种吸附等温线对应着吸附时气体在固体表面上的排列形式，固体的孔、表面积、孔径分布以及孔容积等有关信息。 图1 六类气体吸附等温线 I型等温线的特点是，在低相对压力区域，气体吸附量有一个快速增长。这是由于发生了微孔填充过程。随后的水平或近水平平台表明，微孔已经充满，没
有或几乎没有进一步的吸附发生。达到饱和压力时，可能出现吸附质凝聚。外表面相对较小的微孔固体，如活性炭、分子筛沸石和某些多孔氧化物，表现出这种等温线。II型等温线一般由非孔或宏孔固体产生。B点通常被作为单层吸附容量结束的标志。III型等温线以向相对压力轴凸出为特征。这种等温线在非孔或宏孔固体上发生弱的气－固相互作用时出现，而且不常见。IV型等温线由介孔固体产生。一个典型特征是等温线的吸附分支与等温线的脱附分支不一致，可以观察到迟滞回线。在P/P0值更高的区域可观察到一个平台，有时以等温线的最终转而向上结束。V型等温线的特征是向相对压力轴凸起。与III型等温线不同，在更高相对压力下存在一个拐点。V型等温线来源于微孔和介孔固体上的弱气－固相互作用，微孔材料的水蒸汽吸附常见此类线型。VI型等温线以其吸附过程的台阶状特性而著称。这些台阶来源于均匀非孔表面的依次多层吸附。液氮温度下的氮气吸附不能获得这种等温线的完整形式，而液氩下的氩吸附则可以实现。 在这些等温线类型中，已发现存在多种迟滞回线。虽然影响吸附迟滞的不同原因尚未完全清晰，但其存在4种特征，并已由国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）划分出了4种特征类型。迟滞回线的标准类型如图2所示。 图2 迟滞回线的标准类型 H1型迟滞回线可在孔径分布相对较窄的介孔材料，和尺寸较均匀的球形颗粒聚集体中观察到。H2型迟滞回线由有些固体，如某些二氧化硅凝胶给出。其中孔径分布和孔形状可能不好确定，比如，孔径分布比H1型回线更宽。H3型迟
a四川大学级物理化学(I)-2期末考试题(B卷)打印中级
四川大学期末考试试题 （2003—2004学年第2学期） 课程号：20307030 课程名称：物理化学（I ）-2 任课教师：何玉萼、童冬梅 成绩： 适用专业年级：2001 化学、应化、材化 学生人数：185 印题份数：200 学号： 姓名： 考试须知 四川大学学生参加由学校组织或由学校承办的各级各类考试，必须严格执行《四川大学考试工作管理办法》和《四川大学考场规则》。有考试违纪作弊行为的，一律按照《四川大学学生考试违纪作弊处罚条例》进行处理。 四川大学各级各类考试的监考人员，必须严格执行《四川大学考试工作管理办法》、《四川大学考场规则》和《四川大学监考人员职责》。有违反学校有关规定的，严格按照《四川大学教学事故认定及处理办法》进行处理。 2001级物理化学（下期）期末考试试题 B 卷 一、（12分）选择题 1、14C 放射性蜕变反应的半衰期2 1 t =5730年，今测 试某一考古样品中14C 已衰变为初始值的72%，该样品大约已存在了 年。 （A ）20464 （B ）10525 （C ）1179 （D ）2716 2、臭氧分解反应2O 3 ?→ ?k 3O 2，速率方程为 2 3 3 O 2 O O d d 21P P k t P r =-=，该反应为 。 （A ）一级反应 （B ）二级反应 （C ）单分子基元反应 （D ）双分子基元反应 3、298K 0.01mol ?kg -1的CaCl 2水溶液中，CaCl 2的离子平均活度系数γ±为 。 （A ）0.847 （B ）0.791 （C ）0.889
第十章界面现象 10.1 界面张力 界面：两相的接触面。 五种界面：气—液、气—固、液—液、液—固、固—固界面。（一般常把与气体接触的界面称为表面，气—液界面=液体表面，气—固界面=固体表面。） 界面不是接触两相间的几何平面！界面有一定的厚度， 有时又称界面为界面相(层）。 特征：几个分子厚，结构与性质与两侧体相均不同 比表面积：αs=A s/m（单位：㎡·㎏-1） 对于一定量的物质而言，分散度越高，其表面积就越大，表面效应也就越明显，物质的分散度可用比表面积αs来表示。 与一般体系相比，小颗粒的分散体系有很大的表面积，它对系统性质的影响不可忽略。 1. 表面张力，比表面功及比表面吉布斯函数 物质表面层的分子与体相中分子所处的力场是不同的——所有表面现象的根本原因！ 表面的分子总是趋向移往内部，力图缩小表面积。液体表面如同一层绷紧了的富有弹性的橡皮膜。 称为表面张力：作用于单位界面长度上的紧缩力。单位：N/m, 方向：表面（平面、曲面）的切线方向 γ可理解为：增加单位表面时环境所需作的可逆功，称比表面功。单位：
J · m-2。 恒温恒压： 所以： γ等于恒温、恒压下系统可逆增加单位面积时，吉布斯函数的增加，所以，γ也称为比表面吉布斯函数或比表面能。单位J · m-2 表面张力、比表面功、比表面吉布斯函数三者的数值、量纲和符号等同，但物理意义不同，是从不同角度说明同一问题。(1J=1N·m故1J·m-2=1N·m-1，三者单位皆可化成N·m-1) 推论：所有界面——液体表面、固体表面、液-液界面、液-固界面等，由于界面层分子受力不对称，都存在界面张力。 2. 不同体系的热力学公式 对一般多组分体系，未考虑相界面面积时：
编号：SY-AQ-09384 ( 安全管理) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 天然气及其组分的物理化学性 质 Physical and chemical properties of natural gas and its components
天然气及其组分的物理化学性质 导语：进行安全管理的目的是预防、消灭事故，防止或消除事故伤害，保护劳动者的安全与健康。在安全管理的四项主要内容中，虽然都是为了达到安全管理的目的，但是对生产因素状态的控制，与安全管理目的关系更直接，显得更为突出。 天然气的主要成分为甲烷，此外还含有乙烷、丙烷、丁烷等烃 类气体，氮、CO2 、H2 S及微量氢、氦、氩等非烃类气体，一般气藏天然气的甲烷含量 在90%以上。油田伴生气中甲烷含量占65%～80%，此外还含有相 当数量的乙烷、丙烷、丁烷等烃类气体。 一、天然气主要组分的物理化学性质 天然气主要组分的物理化学性质见表1-3-1。 表1-3-1天然气主要组分在标准状态下的物理化学性质 名称 分子式 相对分子质量 摩尔体积Vm
/(m3 /kmol) 气体常数R(J/kg·K) 密度ρ/(kg/m3 ) 临界温度Tc /K 临界压力Pc /MPa 高热值Hh /(MJ/m3 ) 高热值Hh /(MJ/kg) 低热值H1 /(MJ/m3
) 甲烷CH4 16.043 22.362 518.75 0.7174 190.58 4.544 39.842 35.906 乙烷 C2 H6 30.07 22.187
一、选择题 1. 在相同的温度及压力下，把一定体积的水分散成许多小水滴经这一变化过程，以下性质保持不变的是（d ） （a ）总表面能 （b ）比表面 （c ）液面下的附加压力 （d ）表面张力 2. 直径为1×10-2m 的球形肥皂泡所受的附加压力为（已知表面张力为0.025N?m -1）（d ） （a ）5 Pa （b ）10 Pa （c ）15 Pa （d ）20 Pa 思路：因为肥皂泡有内、外两个表面，内面的附加压力是负值，外面的附加压力是正值，故 4' s p R γ=，答案选d 。 3. 已知水溶解某物质以后，其表面张力γ与溶质的活度a 呈如下关系： ()0ln 1A Ba γγ=-+ 式中γ0为纯水的表面张力，A ，B 为常数，则溶液表面过剩Γ2为（c ） （a ）()21Aa RT Ba Γ=-+ （b ）() 21ABa RT Ba Γ=-+ （c ）()21ABa RT Ba Γ=+ （d ）() 21Ba RT Ba Γ=-+ 思路：() 211a d a B ABa A RT da RT Ba RT Ba γ??Γ=-=--= ?++??，答案选c 。 4. 298K 时，苯蒸汽在石墨上的吸附符合Langmuir 吸附等温式，在苯蒸汽压力为40Pa 时，覆盖率θ=0.05，当θ=0.5时，苯蒸汽的平衡压力为（b ） （a ）400 Pa （b ）760 Pa （c ）1000 Pa （d ）200 Pa 思路：Langmuir 公式1ap ap θ=+ 将已知条件的压强和覆盖率代入公式，计算得到a 的值，然后根据新的覆盖度和a ，计算出平衡压力。答案为b 。（要求能够自己推导Langmuir 公式） 5. 在298K 时，已知A 液的表面张力是B 液的一半，其密度是B 液的两倍。如果A ，B 液分别用相同的毛细管产生大小相同的气泡时，A 液的最大气泡压力差等于B 液的（a ） （a ）0.5倍 （b ）1倍 （c ）2倍 （d ）4倍 思路：2' s p R γ=，代入该公式计算比值，答案选a 。 6. 将一毛细管插入水中，毛细管中水面上升5cm ，在3cm 处将毛细管折断，这时毛细管上端（c ） （a ）水从上端溢出 （b ）水面呈凸面 （c ）水面呈凹形弯月面 （d ）水面呈水平面
物理化学测验题（六） 一、选择题。在题后括号内，填上正确答案代号。 1、接触角是指： （１）ｇ／ｌ界面经过液体至ｌ／ｓ界面间的夹角； （２）ｌ／ｇ界面经过气相至ｇ／ｓ界面间的夹角； （３）ｇ／ｓ界面经过固相至ｓ／ｌ界面间的夹角； （４）ｌ／ｇ界面经过气相和固相至ｓ／ｌ界面间的夹角； 2、朗缪尔公式克描述为：（ ）。 （１）五类吸附等温线； （２）三类吸附等温线； （３）两类吸附等温线； （４）化学吸附等温线。 3、化学吸附的吸附力是：（ ）。 （１）化学键力；（２）范德华力； （３）库仑力。 4、温度与表面张力的关系是： （ ）。 （1）温度升高表面张力降低； （2）温度升高表面张力增加； （3）温度对表面张力没有影响； （4）不能确定。 5、液体表面分子所受合力的方向总是：（ ），液体表面张力的方向总是：（ ）。 （1）沿液体表面的法线方向，指向液体内部； （2）沿液体表面的法线方向，指向气相； （3）沿液体的切线方向； （4）无确定的方向。 6、下列各式中，不属于纯液体表面张力的定义式的是： （ ）； （1）； (2) ； (3) 。 7、气体在固体表面上吸附的吸附等温线可分为：( )。 （１）两类； （２）三类； （３）四类； （４）五类。 8、今有一球形肥皂泡，半径为r ，肥皂水溶液的表面张力为σ，则肥皂泡内附加压力是：（ ）。 （1） ；（2）；（3）。 9、若某液体能在某固体表面铺展，则铺展系数?一定：（ ）。 （１）< ０； （２）> ０；（３）＝ ０。 10、等温等压条件下的润湿过程是：（ ）。 （１）表面吉布斯自由能降低的过程； （２）表面吉布斯自由能增加的过程； （３）表面吉布斯自由能不变的过程； p T A G ,??? ????p T A H ,??? ????V T A F ,? ?? ????r p σ2 =?r p 2σ=?r p σ4=?
感谢你的观看 感谢你的观看 一、 选择题 1. 在相同的温度及压力下，把一定体积的水分散成许多小水滴经这一变化过程，以下性质保持不变的是（d ） （a ）总表面能 （b ）比表面 （c ）液面下的附加压力 （d ）表面张力 2. 直径为1×10-2m 的球形肥皂泡所受的附加压力为（已知表面张力为0.025N?m -1）（d ） （a ）5 Pa （b ）10 Pa （c ）15 Pa （d ）20 Pa 思路：因为肥皂泡有内、外两个表面，内面的附加压力是负值，外面的附加压力是正值，故 4's p R γ =，答案选d 。 3. 已知水溶解某物质以后，其表面张力γ与溶质的活度a 呈如下关系： 式中γ0为纯水的表面张力，A ，B 为常数，则溶液表面过剩Γ2为（c ） （a ）()21Aa RT Ba Γ=- + （b ）() 21ABa RT Ba Γ=- + （c ）()21ABa RT Ba Γ= + （d ）()21Ba RT Ba Γ=- + 思路：()211a d a B ABa A RT da RT Ba RT Ba γ??Γ=- =--= ?++??，答案选c 。 4. 298K 时，苯蒸汽在石墨上的吸附符合Langmuir 吸附等温式，在苯蒸汽压力为40Pa 时，覆盖率θ=0.05，当θ=0.5时，苯蒸汽的平衡压力为（b ） （a ）400 Pa （b ）760 Pa （c ）1000 Pa （d ）200 Pa 思路：Langmuir 公式1ap ap θ= + 将已知条件的压强和覆盖率代入公式，计算得到a 的值，然后根据新的覆盖度和a ，计算出平衡压力。答案为b 。（要求能够自己推导Langmuir 公式） 5. 在298K 时，已知A 液的表面张力是B 液的一半，其密度是B 液的两倍。如果A ，B 液分别用相同的毛细管产生大小相同的气泡时，A 液的最大气泡压力差等于B 液的（a ） （a ）0.5倍 （b ）1倍 （c ）2倍 （d ）4倍 思路：2's p R γ =，代入该公式计算比值，答案选a 。 6. 将一毛细管插入水中，毛细管中水面上升5cm ，在3cm 处将毛细管折断，这时毛细管上端（c ） （a ）水从上端溢出 （b ）水面呈凸面 （c ）水面呈凹形弯月面 （d ）水面呈水平面 思路：液体具有流动性，Yang-Laplace 公式中的半径是可以变化的，不可能出现“井喷”的情况。 7. 用同一滴管分别滴下1cm 3的NaOH 水溶液、水、乙醇水溶液，各自的滴数多少的次序为（c ）
初中物理化学合卷 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
理化合卷 （考试时间120分钟满分150分） 第一部分选择题（40分） 一、选择题（本题包括20小题，物理、化学各10题，每小题2分，计40分。每小 题只有一个选项符合题意。） 1．古诗词是古人留给我们的宝贵精神财富。下列诗词中涉及化学变化的是（） A．好雨知时节，当春乃发生 B.欲渡黄河冰塞川，将登太行雪满山。 C.气蒸云梦泽，波撼岳阳城。 D．爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏 2．加油站必须粘贴的标志是( )。 3．CO和CO2相比较，下列说法错误的是( )。 A．它们都是氧化物，又都是纯净物 B．组成元素种类相同，但碳元素的化合价不同 C．常温下都是气体，前者有毒，后者一般不支持燃烧 D．它们都能溶于水，生成酸 4．在M + H2SO4(稀) → Fe2(SO4)3 + N ( M、N分别代表不同的物质) 反应中，M 可能是下列物质中的 ( )。①Fe ②Fe2O3 ③Fe(OH)3 ④FeC12 A．①② B．②③ C．①②③ D．全部 5．某温度下，有一杯饱和的硝酸钾溶液，欲使其溶质的质量分数发生改变，下列操 作可行的是( )。 A. 加入一定质量的硝酸钾晶体 B．加入少量的水 C. 升高温度 D．恒温蒸发溶剂 6．多数花卉适合在微酸性土壤中生长。某盆花长势不佳，经测定盆中土壤的pH为，用较稀的硫酸亚铁溶液浇灌后，长势良好。这说明该硫酸亚铁溶液的pH( ) A．大于7 B．小于7 C．等于7 D．无法判断 7、2006年5月15日国家食品、药品管理局通报了查处齐齐哈尔第二制药有限公司假药案的情况。“齐二药”违反规定，购入工业用“二甘醇”（化学式为C4H10O3）代 替医用丙二醇（化学式为C3H8O2）为辅料，用于“亮菌甲素”注射液的生产，导致病人肾功能急性衰竭，造成多人死亡。下列有关说法正确的是（） A、丙二醇和二甘醇物理性质、化学性质完全相同 B、丙二醇中碳、氢、氧元素的质量比为3：8：2 C、二甘醇的相对分子质量为106 D、丙二醇中氧元素质量分数大于二甘醇 8．有Fe2O3、Fe、Ba（OH）2溶液、K2CO3溶液、稀H2SO4等五种物质，在常温下两 种物质间能发生的化学反应最多有：（）
界面物理化学复习知识点 绪论 1、界面定义 界面：物体与物体之间的接触面，也称两种物质之间的接触面、连接层和分界层。 复合材料的界面是指基体与增强物之间化学成分有显著变化的、构成彼此结合的、能起载荷传递作用的微小区域。界面通常包含以下几个部分：基体和增强物的部分原始接触面；基体与增强物相互作用生成的反应产物，此产物与基体及增强物的接触面； 2、复合材料定义：用经过选择的、含一定数量比的两种或两种以上的组分（或称组元），通过人工复合、组成多相、三维结合且各相之间有明显界面的、具有特殊性能的材料。 外加颗粒增强和内生颗粒增强复合材料的比较 3、界面连接情况 根据界面的连接紧密程度，界面连接有两种情况:物质之间无相互渗透和物质之间有相互渗透 4、界面所起的作用 界面的效应 (1)传递效应界面能传递力，即将外力传递给增强物，起到基体和增强物之间的桥梁作用。 (2)阻断效应结合适当的界面有阻止裂纹扩展、中断材料破坏、减缓应力集中的作用。
(3)不连续效应在界面上产生物理性能的不连续性和界面摩擦出现的现象，如抗电性、电感应性、磁性、耐热性、尺寸稳定性等。(4)散射和吸收效应光波、声波、热弹性波、冲击波等在界面产生散射和吸收，如透光性、隔热性、隔音性、耐机械冲击及耐热冲击性等。 (5)诱导效应一种物质(通常是增强物)的表面结构使另一种(通常是聚合物基体)与之接触的物质的结构由于诱导作用而发生改变，由此产生一些现象，如强的弹性、低的膨胀性、耐冲击性和耐热性等 界面效应是任何一种单一材料所没有的特性，它对复合材料具有重要的作用。界面效应既与界面结合状态、形态和物理-化学性质有关，也与复合材料各组分的浸润性、相容性、扩散性等密切相关。 5、物质固液气态，表现出的界面种类，举例说明 气—液界面：蒸发、蒸馏、表面张力、泡沫。蒸发——部分液相分子在一定温度下转换为气相分子；蒸馏——液体分子蒸发后，部分气相分子凝结为液相分子。 液—液界面：乳液、界面张力。乳液——两不互溶液体相互接触时，一相的微滴分散在另一项的液体内，微滴对光线发生漫射反射；界面张力——互不相溶的两相液体接触界面上所特有的一种力。 气/固界面：气体吸附、气蚀、升华、灰尘、催化反应、固体的分解。气体吸附——吸附剂吸收气体的一种作用；气蚀——如汽轮机的叶片，长期受喷射气体的冲刷所发生的腐蚀；升华——固体直接气化的现象；灰尘——固体的微粒悬浮于空气中。
1．什么是蛋白质的一级结构？为什么说蛋白质的一级结构赖氨酸、精氨酸、组氨酸，带负电荷的氨基酸：天冬氨酸和决定其空间结构？ 蛋白质一级结构指蛋白质中共价连接的氨基酸残基的排列顺序,包括二硫键的位臵。 生物大分子高级结构的组装是自我组装，一级结构不仅提供组装的信息，而且提供组装的能量，使其自发进行。 一条肽链合成完以后，会自发折叠形成高级结构。一般情况下，蛋白质的天然结构就是肽链最稳定的构象，这是由组成肽链的氨基酸的性质决定的，所以说一级结构决定高级结构。 2．蛋白质的α—螺旋结构有何特点？ 蛋白质中的α—螺旋几乎都是右手螺旋，右手螺旋比左手螺旋稳定；每圈螺旋包括3.6个氨基酸残基，螺距味0,54nm；α—螺旋中氨基酸残基的侧链伸向外侧。相邻螺圈之间形成链内氢键，氢键取向几乎与螺旋轴平行。 3．蛋白质的β—折叠结构有何特点？ ①是肽链相当伸展的结构，肽链平面之间折叠成锯齿状，相邻肽键平面间呈110°角。氨基酸残基的R侧链伸出在锯齿的上方或下方。 ②依靠两条肽链或一条肽链内的两段肽链间的C＝O与H梄形成氢键，使构象稳定。 ③两段肽链可以是平行的，也可以是反平行的。即前者两条链从“N端”到“C端”是同方向的，后者是反方向的。β－片层结构的形式十分多样，正、反平行能相互交替。 ④平行的β－折叠结构中，两个残基的间距为0.65nm；反平行的β－片层结构，则间距为0.7nm. 4．简述氨基酸的主要理化性质。 氨基酸呈无色结晶，熔点高，熔融时即分解，一般不溶于有机溶剂，有两性电离和等电点，有特有的PI 5．什么叫等电点？中性、酸性和碱性氨基酸的等电点如何计算？ 当蛋白质溶液处于某一PH时，蛋白质解离成正，负离子的趋势相等，成为既带正电荷又带负电荷的兼性离子，净电荷为零，此时溶液的PH称为蛋白质的等电点 普通氨基酸，设有p1,p2那么pI=(p1+p2)/2 酸性氨基酸，设有p1 界面物理化学-习题 一、 选择题 1. 在相同的温度及压力下，把一定体积的水分散成许多小水滴经这一变化过程，以下性质保持不变的是（d ） （a ）总表面能 （b ）比表面 （c ）液面下的附加压力 （d ）表面张力 2. 直径为1×10-2m 的球形肥皂泡所受的附加压力为（已知表面张力为0.025N?m -1）（d ） （a ）5 Pa （b ）10 Pa （c ）15 Pa （d ）20 Pa 思路：因为肥皂泡有内、外两个表面，内面的附加压力是负值，外面的附加压力是正值，故 4's p R γ =，答案选d 。 3. 已知水溶解某物质以后，其表面张力γ与溶质的活度a 呈如下关系： ()0 ln 1A Ba γγ=-+ 式中γ0为纯水的表面张力，A ，B 为常数，则溶液表面过剩Γ2为（c ） （a ）()21Aa RT Ba Γ=-+ （b ）()21ABa RT Ba Γ=-+ 4倍 思路：2's p R γ=，代入该公式计算比值，答案选a 。 6. 将一毛细管插入水中，毛细管中水面上升5cm ，在3cm 处将毛细管折断，这时毛细管上端（c ） （a ）水从上端溢出 （b ）水面呈凸面 （c ）水面呈凹形弯月面 （d ）水面呈水平面 思路：液体具有流动性，Yang-Laplace 公式中的半径是可以变化的，不可能出现“井喷”的情况。 7. 用同一滴管分别滴下1cm 3的NaOH 水溶液、水、乙醇水溶液，各自的滴数多少的次序为（c ） （a ）三者一样多 （b ）水>乙醇水溶液>NaOH 水溶液 （c ）乙醇水溶液>水>NaOH 水溶液 （d ）NaOH 水溶液>水>乙醇水溶液 思路：乙醇对水而言是表面活性剂，NaOH 对水而言是非表面活性剂。 8. 当水中加入表面活性剂后，将发生（a ） 界面现象 1. 表面张力、表面功及表面吉布斯函数 表面张力γ：引起液体或固体表面收缩的单位长度上的力，单位为N·m -1。 表面功：'δ/d r s W A ，使系统增加单位表面所需的可逆功，单位为J·m -2。 表面吉布斯函数：B ,,()(/)s T p n G A α??，恒温恒压下系统增加单位表面时所增加的吉布斯 函数，单位为J·m -2。 表面吉布斯函数的广义定义： B()B()B()B(),,,,,,,,( )()()()S V n S p n T V n T p n s s s s U H A G A A A A ααααγ????====???? ',r s T p s W dA dG dA γδ== 表面张力是从力的角度描述系统表面的某强度性质，而表面功及表面吉布斯函数则是从能量角度和热力学角度描述系统表面的某一性质。三者虽为不同的物理量，但它们的数值及量纲等同的，均可化为N·m -1。 在一定温度、压力下，若系统有多个界面，其总界面吉布斯函数： s i i s i G A γ=∑ 2. 弯曲液面的附加压力、拉普拉斯方程 附加压力：Δp =p 内-p 外 拉普拉斯方程：2p r γ?= 规定弯曲液面凹面一侧压力位p 内，凸面一侧压力位p 外；γ为表面张力；r 为弯曲液面的曲率半径，△p 一律取正值；附加压力方向总指向凹面曲率半径中心。 3. 毛细现象 毛细管内液体上升或下降的高度 2cos h r g γθρ= 式中：γ为表面张力；ρ为液体密度；g 为重力加速度；θ为接触角；r 为毛细管半径。当液体不能润湿管壁，θ>90°即0cos θ<时，h 为负值，表示管内凸液体下降的深度。 4. 微小液滴的饱和蒸汽压——开尔文公式 第九章界面现象 界面现象 1.表面张力、表面功及表面吉布斯函数 表面张力γ：引起液体或固体表面收缩的单位长度上的力，单位为N·m 1。 表面功：' 2。 W A ，使系统增加单位表面所需的可逆功，单位为J·m δ r / d s 表面吉布斯函数：( G / A s ) T , p,n B ( ) ，恒温恒压下系统增加单位表面时所增加的吉布斯 函数，单位为 J·m 2。 表面吉布斯函数的广义定义： ( U )S ,V , n B( H ) S, p,n B( ) ( A G A s ) ( ) T,V ,n B( ) ( )T ,p ,n B( ) A s A s A s ' dA s dG T , p dA s W r 表面张力是从力的角度描述系统表面的某强度性质，而表面功及表面吉布斯函数则是 从能量角度和热力学角度描述系统表面的某一性质。三者虽为不同的物理量，但它们的数 值及量纲等同的，均可化为N·m 1。 在一定温度、压力下，若系统有多个界面，其总界面吉布斯函数： G s i A s i i 2.弯曲液面的附加压力、拉普拉斯方程 附加压力：p=p 内 p 外 2 拉普拉斯方程：p r 规定弯曲液面凹面一侧压力位 p 内，凸面一侧压力位 p 外；γ为表面张力； r 为弯曲液面的曲率半径，△ p 一律取正值；附加压力方向总指向凹面曲率半径中心。 3.毛细现象 毛细管内液体上升或下降的高度 2 cos h g r 式中：γ为表面张力；ρ为液体密度； g 为重力加速度；θ为接触角；r为毛细管半径。当液体不能润湿管壁，θ>90°即cos0 时，h为负值，表示管内凸液体下降的深度。 4.微小液滴的饱和蒸汽压——开尔文公式 初中物理 八年级上 第一章机械运动 第1节长度和时间的测量第2节运动的描述 第3节运动的快慢 第4节测量平均速度 第二章声现象 第1节声音的产生与传播第2节声音的特征 第3节声的利用 第4节噪声的危害和控制第三章物态变化 第1节温度 第2节熔化和凝固 第3节汽化和液化 第4节升华和凝华 第四章光现象 第1节光的直线传播 第2节光的反射 第3节平面镜成像 第4节光的折射 第5节光的色散 第五章透镜及其应用 第1节透镜 第2节生活中的透镜 第3节凸透镜成像的规律第4节眼睛和眼镜 第5节显微镜和望远镜第六章质量与密度 第1节质量 第2节密度 第3节第3节测量物质的密度 第4节第4节密度与社会生活 八年级下 第七章力 第1节力 第2节弹力 第3节重力 第八章运动和力 第1节牛顿第一定律 第2节二力平衡 第3节节摩擦力 第九章压强 第1节压强 第2节液体的压强 第3节大气压强 第4节液体压强与流速的关系 第十章浮力 第1节浮力 第2节阿基米德原理 第3节物体的浮沉条件及应用 第十一章功和机械能 第1节功 第2节功率 第3节动能和势能 第4节机械能及其转化 第十二章简单机械 第1节杠杆 第2节滑轮 第3节机械效率 九年级全 第十三章内能 第1节分子热运动 第2节内能 第3节比热容 第十四章内能的利用 第1节热机 第2节热机的效率 第3节能量的转化和守恒 第十五章电流和电路 第1节两种电荷 第2节电流和电路 第3节串联和并联 第4节电流的测量 第5节串、并联电路中电流的规律 第十六章电压电阻 第1节电压 第2节串、并联电路中电压的规律 第3节阻 第4节变阻器 第十七章欧姆定律 第1节电流与电压和电阻的关系 第2节欧姆定律 第3节电阻的测量 第4节欧姆定律在串、并联电路中的 应用 第十八章电功率 第1节电能电功 第2节电功率 第3节测量小灯泡的电功率 第4节焦耳定律 第十九章生活用电 第1节家庭电路 第2节家庭电路中电流过大的原因 第3节安全用电 第二十章电与磁 第1节磁现象磁场 第2节第2节电生磁 第3节电磁铁电磁继电器 第4节电动机 第5节磁生电 第二十一章信息的传递 第1节现代顺风耳──电话 第2节电磁波的海洋 第3节广播、电视和移动通信 第4节越来越宽的信息之路 第二十二章能源与可持续发展 第1节能源 第2节核能 第3节太阳能 第4节能源与可持续发展 硕士研究生课程论文（或读书报告） 课程名称：界面物理化学 题目：讨论空气中微小分散粒子对环境的影响题目类型（课程论文或读书报告）：读书报告 学院：化学工程学院 专业名称： 姓名： 学号： 任课教师： 授课时间：2013年11月13日～2014年01月08日提交时间： 2014年01月13日 背景：在工业化时代，人类对能量资源的开发利用极度丰富了人类自身生活，促进了人类发展。然而对资源的过度开发以及对环境的忽视，人类居住的空间愈发混沌。40年代美国洛杉矶光化学烟雾事件；1952年伦敦毒雾事件；1989年希腊雅典二氧化碳超标接近60%全国进入紧急状态事件；2013年年初，我国中东部地区雾霾久久不能散去，一条巨大的深褐色的污染带横扫华夏，北京地区PM2.5检测值接近1000等等。环境污染事件层出不穷，触目惊心。对空气监测刻不容缓，研究和掌握空气中微小分散粒子的性质意义重大。 空气中微小分散粒子对环境的影响 分散质即分散介质是由物质分散成微小的离子而分布在另一种物质中所组成的物系。通常根据分散介质为气液固得到气溶胶液溶胶和固溶胶。由各种固体或液体微粒均匀地分散在空气中形成一个庞大的分散体系，称为气溶胶体系。气溶胶体系中分散的各种粒子称为大气颗粒物。从城市空气质量评价标准的角度考虑，有总悬浮颗粒物、二氧化硫、氮氧化物三大指标。其中，总悬浮颗粒物按粒径分为动力学直径小于10μｍ不能被人的上呼吸道所阻挡的可吸入性颗粒PM10；动力学直径小于2.5μｍ的可吸入性气溶胶PM2.5，这种气溶胶微粒被吸入人体后，会渗透到肺部组织的深处，可引起支气管炎和肺癌等病变。从颗粒状态分成8类，如图1。 图1 大气颗粒物分类及其粒径界面物理化学-习题
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