a物理化學教學知識點3篇

a物理化學篇一：物理化學 (A)

試 卷（作業考核 線下） 卷

一. 單項選擇（每小題2分，共30分）

1. 由熱力學第二定律可知，在任一循環過程中 B。

A．功和熱可以完全互相轉換； B．功可以完全轉換為熱，而熱卻不能完全轉換為功； C．功和熱都不能完全互相轉換； D．功不能完全轉換為熱，而熱卻可以完全轉換為功 2. 一定條件下，一定量的純鐵與碳鋼相比，其熵值是。

A．S（純鐵）> S（碳鋼）；B．S（純鐵）< S（碳鋼）；C．S（純鐵）= S（碳鋼） 3. NH4HS(s)和任意量的NH3(g)及H2S(g)達平衡時，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. 某理想氣體在TK條件下，使體積由V1變化到V2，所做的體積功為W，吸收的熱量為Q。則兩者的關係

正確的是 C。

A．W>Q； B．W< Q ； C．W=Q； D．無確定關係

5. 主要決定於溶解在溶液中粒子的數目，而不決定於這些粒子性質的特性叫 A．一般特性； B．依數性特徵； C．各向同性特性； D．等電子特性

6. 已知某反應的級數為二級，則可確定該反應是D 。

A．簡單反應； B．雙分子反應； C．複雜反應； D．上述都有可能。

7. 在定温、定壓的電池反應中，當反應達到平衡時，電池的電動勢等於。

A．0； B．E； C．不一定； D．隨温度、壓力的數值而變化

8. 在隔離系統中進行的可逆過程，△S

A．>0；B．=0；C．<0； D．無法確定

9. 273K，10p0下，液態水和固態水(即冰)的化學勢分別為μ(l)和μ(s)，兩者的關係為B 。

A．μ(l)>μ(s)； B．μ(l)=μ(s)； C．μ(l)<μ(s)； D．不能確定 相律在下列體系中 D 不適用。 10.

A．NaCl水溶液； B．NaCl飽和水溶液；C．NaCl過飽和水溶液； D．NaCl水溶液與純水達滲透平衡。

?k?

某反應速率係數與各元反應速率係數的關係為 k?k2?1?(來自: 博文 學習 網:a物理化學)11.

?2k4?

活化能的關係是D 。

1/2

，則該反應的表觀活化能與各元反應

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) 化學吸附的吸附力是 C。 12.

A．範德華力； B．庫倫力； C．化學鍵力； D．難於確定

在25℃時，電池Pb/Hg(a1) | Pb(NO3)2(aq) | Pb/Hg (a2)中a1 ? a2，則其電動勢E為A。 13.

A．? 0； B．? 0； C．= 0； D．無法確定

?

對於化學反應K與T的關係中，正確的是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變而K不變；D．以上答案均不正確 標準氫電極是指 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. 判斷題（判斷下列説法是否正確，若正確則在括號內畫√，若不正確則在括號內畫×）（每小題2分，共20分）×√

αβ1. 在?和?兩相中都含有A和B兩種物質，當兩相達到平衡時，?A??B。(× )

-

-7

????

???

2. 對於反應：N2(g) +3H2(g) = 2NH3(g)，在一定温度下增加系統的壓力平衡向右移動。( √) 3. 催化劑只能加快反應速率，而不能改變化學反應的標準平衡常數。( √) 4. 質量作用定律僅能用於基元反應。( √)

5. 熱力學第二定律的克勞休斯説法是：熱從低温物體傳給高温物體是不可能的。( × ) 6. 反應速率係數kA與反應物A的濃度有關。( × ) 7. 當體系變化的始末態確定之後，(Q – W)有定值。( √) 8. 純物質完美晶體的熵值為零。（× ）

θ??

p?100ka)-OaH?(是1)9. 電極PtH標準氫電極，其E(H2?2OH?2H2O?2e)?0。2(

( × )

10. 一級反應肯定是單分子反應。( × )

三．計算題

1.（共14分）甲醇(CH3OH)在101.325 kPa下的沸點為64.65℃，在此條件下的摩爾蒸發焓Δ

vapm

H =35.32

kJ·mol-1。求在上述温度、壓力條件下，l kg液態甲醇全部成為甲醇蒸氣時的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單原子理想氣體從始態750 K、150 kPa，先恆容冷卻使壓力下降至50 kPa，再恆温可逆壓縮至100 kPa。求整個過程的Q，W，ΔU, ΔH 及 ΔS。

解：第一個過程因恆容，體積功為零W1=0,由PV=NRT可計算出v1

第二個過程由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;

第一個過程Q1=ΔU1 =n*Cv*ΔT=4*1.5*8.314*(250-750)= -24942J;第二個過程可逆，dD=0, 所以ΔU2=ΔH2=0， Q2= -W2=-5762.8J,Q= Q1+ Q2=30704.8J ΔU=ΔU1+ΔU2= -31181.3+8645.3= -24942J；

第一個過程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溶液中進行分解反應，反應為一級，反應進行10min後，N2O5反應掉30％。問N2O5反應掉50％需多少時間？

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）在電池Pt | H2(g, 100 kPa) | HI溶液{a(HI) = 1}| I2(s) | Pt = 1中進行如下電池反應：

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計算電池反應的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）根據相圖回答問題

1.填表：請將答案添入下面三個表中的空格處。 2.畫出圖中由P1點到P2點的步冷曲線

a物理化學篇二：物理化學常用公式

物理化學主要公式及使用條件

第一章 氣體的pVT關係 主要公式及使用條件

1. 理想氣體狀態方程式

pV?(m/M)RT?nRT

或 pVm?p(V/n)?RT

式中p，V，T及n單位分別為Pa，m3，K及mol。 Vm?V/n稱為氣體的摩爾體積，其單位為m3 · mol-1。 R=8.314510 J · mol-1 · K-1，稱為摩爾氣體常數。

此式適用於理想氣體，近似地適用於低壓的真實氣體。

2. 氣體混合物 （1） 組成

摩爾分數 yB (或xB) = nB/?nA

A

?

??yVm,B/B體積分數B

?yV

AA

?

m,A

式中?nA 為混合氣體總的物質的量。V

A

?

m,A

表示在一定T，p下純氣體A的摩

爾體積。?yAV?m,A為在一定T，p下混合之前各純組分體積的總和。

A

（2） 摩爾質量

Mmix??yBMB?m/n??MB/?nB

B

B

B

式中 m??mB 為混合氣體的總質量，n??nB為混合氣體總的物質的量。上

B

B

述各式適用於任意的氣體混合物。

?

（3） yB?nB/n?pB/p?VB/V

式中pB為氣體B，在混合的T，V條件下，單獨存在時所產生的壓力，稱為B

的分壓力。VB為B氣體在混合氣體的T，p下，單獨存在時所佔的體積。

3. 道爾頓定律

pB = yBp，p??pB

B

?

上式適用於任意氣體。對於理想氣體

pB?nBRT/V

4. 阿馬加分體積定律

?VB?nBRT/V

此式只適用於理想氣體。

5. 範德華方程

2(p?a/Vm)(Vm?b)?RT

(p?an2/V2)(V?nb)?nRT

式中a的單位為Pa · m6 · mol-2，b的單位為m3 · mol-1，a和b皆為只與氣體的種類有關的常數，稱為範德華常數。

此式適用於最高壓力為幾個MPa的中壓範圍內實際氣體p，V，T，n的相互計算。

6. 維裏方程

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‘….分別稱為第二、第三、第四…維裏係數，它們皆是與氣體種類、温度有關的物理量。

適用的最高壓力為1MPa至2MPa，高壓下仍不能使用。

7. 壓縮因子的定義

Z?pV/(nRT)?pVm/(RT)

Z的量綱為一。壓縮因子圖可用於查找在任意條件下實際氣體的壓縮因子。但計

算結果常產生較大的誤差，只適用於近似計算。

第二章熱力學第一定律 主要公式及使用條件

1. 熱力學第一定律的數學表示式

?U?Q?W

或 dU?δQ?δW?δ

Q?ampdb

Vδ?' W

規定系統吸熱為正，放熱為負。系統得功為正，對環境作功為負。式中 pamb為環境的壓力，W‘為非體積功。上式適用於封閉體系的一切過程。

2. 焓的定義式 3. 焓變

（1） ?H??U??(pV)

式中?(pV)為pV乘積的增量，只有在恆壓下?(pV)?p(V2?V1)在數值上等於體積功。 （2） ?H?

H?U?pV

?

2

1

nCp,mdT

此式適用於理想氣體單純pVT變化的一切過程，或真實氣體的恆壓變温過程，或純的液體、固體物質壓力變化不大的變温過程。

4. 熱力學能(又稱內能)變

?U??nCV,mdT

1

此式適用於理想氣體單純pVT變化的一切過程。

5. 恆容熱和恆壓熱

QV??U (dV?0W,?' 0 Qp??H (dp?0,W'?0)

2

6. 熱容的定義式 （1）定壓熱容和定容熱容

Cp?δQp/dT?(?H/?T)p

CV?δQV/dT?(?U/?T)V

（2）摩爾定壓熱容和摩爾定容熱容

Cp,m?Cp/n?(?Hm/?T)p

CV,m?CV/n?(?Um/?T)V

上式分別適用於無相變變化、無化學變化、非體積功為零的恆壓和恆容過程。 （3）質量定壓熱容（比定壓熱容）

cp?Cp/m?Cp,m/M

（4） Cp,m?CV

?R

式中m和M分別為物質的質量和摩爾質量。

,m

此式只適用於理想氣體。

（5）摩爾定壓熱容與温度的關係 Cp,m?a?bT?cT2?dT3 式中a, b, c及d對指定氣體皆為常數。 （6）平均摩爾定壓熱容

Cp,m??T12Cp,mdT/(T2?T1)

T

7. 摩爾蒸發焓與温度的關係

?vapHm(T2)??vapHm(T1)???vapCp,mdT

T

1

T2

或 (??vaH/?Tp)??pmCvapp

式中 ?vapCp,m = Cp,m(g) —Cp,m(l)，上式適用於恆壓蒸發過程。

8. 體積功 （1）定義式

?W??pambdV

dV 或 W???pamb

（2） W??p(V1?V2)??nR(T2?T1)適用於理想氣體恆壓過程。

（3） W??pam(bV1?V2) 適用於恆外壓過程。

（4） W???pdV??nRTln(V2/V1)?nRTln(p2/p1) 適用於理想氣體恆温

V1V2

可逆過程。

（5） W??U?nCV,m(T2適用於CV,m為常數?T)1的理想氣體絕熱過程。

9. 理想氣體可逆絕熱過程方程

(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稱為熱容比（以前稱為絕熱指數），適用於CV,m為常數，理想氣體可逆絕熱過程p，V，T的計算。

10. 反應進度

???nB/?B

上式是用於反應開始時的反應進度為零的情況，?nB?nB?nB,0，nB,0為反應前B的物質的量。?B為B的反應計量係數，其量綱為一。?的量綱為mol。

11. 標準摩爾反應焓

θθθ

?rHm???B?fHm(B,?)????B?cHm(B,?)

θθ

式中?fHm(B,?)及?cHm(B,?)分別為相態為?的物質B的標準摩爾生成焓和標

準摩爾燃燒焓。上式適用於?=1 mol，在標準狀態下的反應。

?12. ?rHm與温度的關係

a物理化學篇三：物理化學教案

【教學重點】1、介紹物理化學的定義、目的和內容

2、掌握物理化學的學習方法

【教學難點】物理化學定義及內容的理解

緒 論

【引 言】化學是研究物質性質與變化的科學。自然界的物質是由大量的分子、

原子等構成的，所以從微觀上看，化學所研究的物質變化，實質上就是分子、原子之間相互作用、相互結合方式及運動方式的變化。這些分子、原子相互作用及相對運動均具有一定的能量。故相互作用及運動方式的變化亦引起能量形式的變化，因而物質變化的化學現象常伴隨着熱、光、電、聲等物理現象。例如：光照射照相底片所引起的化學反應可使圖像顯示出來；蓄電池中電極和溶液之間進行的化學反應是電流產生的原因等。許多的現象都説明物理現象與化學現象之間總是緊密聯繫着的。

【提 問】那麼什麼是物理化學呢？

【板 書】一、物理化學的定義：從化學現象與物理現象的聯繫去尋找化學變化

規律的學科，也稱為理論化學。

二、物理化學的目的：解決生產實際和科學實驗向化學提出的.理論問

題，從而使化學更好地為生產實際服務。

【引 言】物理化學要解決哪些問題？或者説其內容是什麼？ 【板 書】三、物理化學的內容（解決三個方面的問題）

1、化學反應的方向和限度問題——化學熱力學； 2、化學反應的速率和機理問題——化學動力學；

3、物質的性質與其結構之間的關係問題——物質結構。 四、物理化學的形成、發展和前景

【講 解】 1、形成：19世紀前期，歐洲發生產生革命，手工業向機械工業過渡，

化學向現代科學轉化。

①1804年道爾頓（Dalton）的原子論原子分子學説； ②1811年阿伏加德羅(Avogadro)的分子論定比定律；

至19世紀中葉，隨着生產的發展，化學已經積累了很多經驗，在這種情況下，物理化學逐漸建立起來。

2、發展：

③1840年蓋斯(Hess)的熱化學定律；

④1869年門捷列夫(Mendeleyev)的元素週期律；

⑤1876年吉布斯(Gibbs)奠定了多相體系的熱力學理論基礎； ⑥1884年範特霍夫(Van′t Hoff)創立了稀溶液理論；

⑦1886年阿累尼烏斯(Arrhenius)的電離學説，揭示了電解質水溶

液本性；

⑧1906年能斯特(Nernst)發現了熱定理，進而建立了熱力學第三定律；

⑨1895—1910年，倫琴(Roentgen)、湯姆遜(Thomson)、密裏肯(Millikan)、居里夫人(MarieCurie)、盧瑟福(Ruthrford)、玻爾(Bohr)及愛因斯坦(Einstein)等人相繼發現X-射線、電子的質量和電荷、α–β–γ三種射線、光電效應、原子核組成等，產生了舊量子學説的原子結構模型，進一步的研究創立了量子化學，使物理化學進入微觀領域。

二十世紀40年代，由於原子能的發現，大大促進了物理化學的飛速發展。

3、前景：對研究無機、有機、高分子和生化反應的機理，有着重要的啟

發性，如今由於計算機的應用，使物理化學有了更加廣闊的前景。

【引 言】怎樣能夠學好物理化學這門課程呢？ 【板 書】五、物理化學的學習方法

1、注意邏輯推理的思維方法；2、注意自己動手推導公式； 3、重視多做習題； 4、勤于思考。

【教學重點】1、理想氣體及其狀態方程的理解；

2、掌握理想氣體混合物的P、V、T關係； 3、真實氣體狀態方程的領會。

【引 言】由於氣體是氣、液、固三態中最簡單的一種聚集狀態，氣態物質的變

化在物質變化中最有典型意義，所以物理化學課程一般都由氣態的學習開始。為什麼以氣體為研究對象呢？

第一章 氣體的PVT關係 1－1 理想氣體狀態方程

【板 書】一、為什麼以氣體為研究對象？

1、對T和P影響敏感；

2、P、V、T定量關係易發現；

3、熱力學主要研究對象（理想氣體）。

【引 言】從17世紀中期，人們開始研究低壓下（P<1MPa）氣體的PVT關係，

發現了三個對各種氣體均適用的經驗定律。

【板 書】二、理想氣體狀態方程式 【幻 燈 片】1、波義爾定律

2、蓋－呂薩克定律

3、阿伏加德羅定律

V/N=K（T、P恆定）即V∝N

理想氣體狀態方程式：P1V1/T1=P2V2/T2=?=PnVn/Tn=K=PV/T

【板 書】1Pa＝1N/m2=105dyn/(102cm)2=10dyn/cm2

1N=1Kg2m/s2=1000g3100cm/s2=105dyn 由mmHg的定義出發：

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（爾格） 【板 書】三、理想氣體的特徵：

1、分子之間無相互作用力； 2、分子本身不佔有體積。

通常把在任何温度，任何壓力下均服從理想氣體狀態方程的氣體

稱為理想氣體。

1－2 理想氣體混合物

【板 書】一、混合物的組成

1、摩爾分數（xB） 2、質量分數（ωB） 3、體積分數（φB）

二、理想氣體狀態方程對理想氣體混合物的應用 【副 板 書】

道爾頓分壓定律：混合理想氣體的總壓等於各組分的分壓加和。 ．．．．．．．【提 問】何謂分壓？

【板 書】1、分壓：各組分在相同温度下，單獨存在時所佔據混合氣體總體積的

壓力叫分壓，即P總＝P1 + P 2 + P 3+?+ Pi =?Pi

由分壓定律：P1＝n1RT/V，P2＝n2RT/V，?，Pi＝niRT/V

故P總＝(n1+ n2+?+ni) RT/V

因為n1+ n2+?+ni＝n總 ，所以 P1/P總＝n1/n總＝x1 同理可得：Pi/P總＝xi──摩爾分數 因此分壓定律數學表達式為：Pi＝xi P總 又因為 PV=nRT

所以V=nRT/P= n1RT/P + n2RT/P +?+ niRT/P = V1+V2+?+Vi 即 V總＝V1 + V 2 + V 3+?+ Vi

【講 解】進而得出分體積的定義

【板 書】2、分體積：各組分在相同温度、相同壓力下，單獨存在時所佔據的體

積，即 Vi/V總 = Xi

【板 書】例題1 計算0℃、1atm下甲烷氣體的密度。

例題2用細管連接體積V相等的兩個玻璃球中放入0℃、1atm的空氣加以密封，若將其中一個球加熱至100℃，另一個球仍保持0℃，求容器中氣體的壓力（細管的體積可忽略不計）

例題3物質的熱膨脹係數α及壓縮係數β的定義如下：

α＝1/V(?V/?T)P ；β=-1/V(?V/?P)T，試求理想氣體的α、β和温度、壓力的關係。