物理化學人民衛(wèi)生出版社第6版復習指導
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1、6 版復習指導 熟悉熱力學的一些基本概念,如系統(tǒng)與環(huán)境、系統(tǒng)的性質、 狀 態(tài)函數(shù)、熱和功及過程與途徑等。 2 熟悉熱力學第一定律及熱 力學 能的概念。 掌握熱和功只有在系統(tǒng)與環(huán)境間有能量交換時才 有意義。 3 掌握狀態(tài)函數(shù)的概念和特性,掌握熱力學能和焙都是 狀態(tài)函數(shù)。 4 熟悉準靜態(tài)過程與可逆過程的意義和特點。 5 掌握 熱力學第一定律 的各種計算方法,如計算理想氣體在等溫、等壓 過程中的 Q 、 W 、 和。 6 了解節(jié)流膨脹的概念和意義。 7 掌握應用 生成焙及燃燒焙計算 反應熱的方法。本章知識點 —、基本概念 1、 系統(tǒng)的分類:敞開系統(tǒng)、封閉系統(tǒng)、孤立系統(tǒng) 2、 系
2、統(tǒng)的性質:廣度性質 (m,n,V,C,U,S) 、強度性質 (T, p, p , n) 3、 狀態(tài)函數(shù):特征:異途同歸,值變相等;周而復始,值 變 為零。 4、 熱與功: (1) Q,W 的取值符號; ( 2) Q,W 不是狀態(tài)函 數(shù), 其數(shù)值與過程有關。 二、熱力學第一定律 1、 數(shù)學表達式: AU = U2pedV (pe 為系統(tǒng)外壓 ) 2、 不同過程的體積功: ( 特征 ) ⑴自由膨脹:pe = 0, W=0 (2)恒外壓膨脹(壓縮):W=2,例 1-4 習題 : 1,2,3,6,7,8,12 二、概念題 1、 下 列說法中哪些是不正確的? 【( 1)做功;( 3
3、)物質交換】 ( 1)絕熱封閉系統(tǒng)就是孤立系統(tǒng); ( 2)不做功的封閉系統(tǒng) 未必就是孤立系統(tǒng); ( 3)做功又吸熱的系統(tǒng)是封閉系統(tǒng);( 4) 與 環(huán)境有化學作用的系統(tǒng)是敞開系統(tǒng)。 2、 一隔板將一剛性絕熱容器分為左右兩側,左室氣體的壓 力大于右室氣體的壓力。現(xiàn)將隔板抽去,左右氣體的壓力達到平 衡。若以全部氣體作為系統(tǒng),則 AU,Q,W 為正?為負?或為零? 【 AU 二 W 二 Q 二 0] 3、 下列物理量中哪些是強度性質? 【A D] A、 Um B、 II C、 Q D、 T 4、 若系統(tǒng)經(jīng)下列變化過程,則 Q,W,Q+W 和 AU 各量是否已 完全確定?為
4、什么? ( 1)使一封閉系統(tǒng)由某一始態(tài)經(jīng)不同途徑變 到同一終態(tài); [Q+W=AU 確定 ; Q,W 不確定】 (2)在絕熱的條件下使系統(tǒng)從某一始態(tài)變到某一終態(tài)。 【Q二0確定,W二AU確定,Q+W確定】 5、 根 據(jù)可逆過程的特征指出下列過程中哪些是可逆過程? 【 (2 ) (5)] (1)在室溫和大氣壓力(101、325kPa)下,水蒸發(fā)為同溫同 壓的水蒸氣; ( 2)在 3 73、15K和大氣壓(101、325kPa)下,水蒸發(fā)為同溫同壓的水 蒸氣; ( 3)摩擦生熱; (4)用干電池使燈泡發(fā)光; (5)水在冰 點時凝結 成同溫同壓的冰; ( 6)在等溫等壓下將氮氣與
5、氧氣混 合。 6、 判 斷下列說法是否正確? 【 (1) (6) (10)正確】 (1) 狀態(tài)函數(shù)改變后,狀態(tài)一定改變; ( 2)狀態(tài)改變后, 狀態(tài)函數(shù)一定都改變; ( 3) 系統(tǒng)的溫度越高,向外傳遞的熱量越 多; (4) 一個絕熱的剛性容器一定是個孤立系統(tǒng); (5) 系統(tǒng)向 外放 熱,則其熱力學能必定減少; ( 6)孤立系統(tǒng)內發(fā)生的一切變 化過 程,其 AU 必定為零; ( 7) 因為 AIl-Qp, 而 II 是狀態(tài)函數(shù), 所以熱 (Qp)也是狀態(tài)函數(shù);(9) 一定量的理想氣體反抗 101、325kPa做絕 熱膨脹,則 All = Qp = 0 ; (10)系統(tǒng)經(jīng)過一循環(huán)
6、過 程對環(huán)境做 lkJ 的功,它必然從環(huán)境吸熱 lkJ ; (11)化學中的可 逆過 程就是熱力學中的可逆過程。 7、 在 101、 325kPa. 373K 下水向真空蒸發(fā)成 101、 325kPa. 373K 的水蒸氣 ( 此過程環(huán)境溫度保持不變 ) 。下述兩個結論是否正 確? (1)設水蒸氣可以視為理想氣體,因為此過程為等溫過程, 所 以 AU = 0 ; [X 有相變熱】 (2) 此過程 AH=AU+pAV, 由于向真空氣化, W=nRTln(V2/Vl) 12、 理想氣體絕熱變化過程中 W 可逆二 CVAT, W 不可逆 =CVAT, 所以 W 可逆二 W 不可
7、逆; ( X) 13、 因為 H 二 U+pV, 而理想氣體的熱力學能僅是溫度的函 數(shù), 所以理想氣體的焙與 p,V,T 都有關系 (X) 14、 分別判斷下列各過程的 Q,W, AU, 為正、負或零? (1)理想氣體自由膨脹; 【W(wǎng) 二 0,Q 二 0, AU 二 0, A H=0] (2) 理想氣體等溫可逆膨脹; 【AU=0, AH=0, W<0,Q>0] (3) 理想氣體節(jié)流膨脹; [A 11=0, AU=0, W=0, Q=0] (4) 理想氣體絕熱、反抗恒外壓膨脹; 【Q 二 0, W<0, AU<0 , A1K0] (5) 水蒸氣通過蒸汽機對外作出一定量的功
8、之后恢復原態(tài),以 水蒸氣為系統(tǒng) ; [AU=O , A 11=0, Q>0, W<0] (6)水(101325Pa,2 73、 15K) f 冰(101325Pa,2 73、 15K) ; [Q<0, W<0, AU<0 , A1K0] (7) 在充滿氧的定容絕熱反應容器中,石墨劇烈燃燒,以反應 器及其中所有物質為系統(tǒng)。 【Q二 0, W=0, AU=O , AH>0] 第二章熱力學第二定律基本要求 1 理解熱力學第二定律的表 述方法; 2 理解克勞修斯不等式的意義; 4 理解如何從可逆性判 據(jù) 演變成特定條件下的平衡判據(jù),并用以確定過程的方向和限 度; 5 理解熱
9、力學第三定律及炳的意義; 6 理解吉布斯能和亥姆 霍茲的意 義本章知識點 1、 熱力學第二定律克勞修斯表述:“熱量由低溫物體傳給 高溫物體而不引起其它變化是不可能的”。開爾文表述:“從單 一 熱源取出熱使之完全變?yōu)楣?,而不發(fā)生其他變化是不可能 的”。 2、 卡諾循環(huán)卡諾熱機效率:結論: ( 1)可逆熱機的效率與 兩熱源的溫度有關,兩熱源的溫差越大,熱機的效率越大; ( 2 熱 機必須工作于不同溫度兩熱源之間,把熱量從高溫熱源傳到低溫 熱 源而作功; (3)當 T1 - 0,可使熱機效率 h -100%,但這是 不能實現(xiàn) 熱機效率總 的,因熱力學第三定律指出絕對零度不可能達到
10、,因此 是小于 lo 三、炳 1、熱力學第二定律數(shù)學表達式克勞修斯不等式 dS TS,在等 溫條件下,-(dF) T 3—dW,式中,可逆過程用等號,不可逆過 程 用大于號。其意義是,封閉系統(tǒng)在等溫條件下系統(tǒng)亥姆霍茲能 減 少,等于可逆過程系統(tǒng)所作的最大功。若 dW = 0, 0,表示 封閉系統(tǒng)在等溫,等容和非體積功為零的條件下,只有使系統(tǒng)亥 姆 霍茲能減小的過程才會自動發(fā)生,且一直進行到該條件下所允 許的 最小值,此時系統(tǒng)達到平衡狀態(tài)。這一規(guī)則,稱為最小亥姆 霍茲能 原理。 2、 吉布斯能:G三II (dG) T, P 3 — dW,表明,封閉系統(tǒng) 在等溫等壓條件下,
11、系統(tǒng)吉布斯能的減小,等于可逆過程所作非 體 積功(),若發(fā)生不可逆過程,系統(tǒng)吉布斯能的減少大于系統(tǒng)所 作 的非體積功。由于實際的化學變化和相變化,非體積功常為 零,則 在等溫等壓非體積功為零的條件下, 0,表示封閉系統(tǒng)在等溫等壓 和非體積功為零的條件下,只有使系統(tǒng)吉布斯能減小 的過程才會自 動發(fā)生,且一直進行到在該條件下吉布斯能最小為 止,此時系統(tǒng)達 到平衡狀態(tài)。這一規(guī)則稱為最小吉布斯能原理。 練習題 1、判斷: 【⑴ (5) (6) 正確】 1) ) 熱力學原理說明,自同一始態(tài)出發(fā),絕熱可逆過程與絕熱 不可逆過程不可能達到同一終態(tài)。 (2)在可逆過程中系統(tǒng)的值不 變。
12、 ( 3)如一個化學反應的 Aril 與溫度無關,則其 ArS 也與溫度 無 關。(4)根據(jù)dG二-SdT+Vdp,對于任意等溫等壓過程 dT二0, dp=0, 則dG一定為0、(5)理想氣體向真空膨脹(6)在等溫情況 下,理想氣 體發(fā)生狀態(tài)變化時, AF 二 AG(7) 因為在等溫等壓下, 化學反應無 論可逆與否,其反應熱均等于過程的 AH, 所以反應的 2) 指出下列過程中 AU, AH, AS, AF, AG 何者為零? (1) 理想 氣體不可逆等溫壓縮; 【 AU 二 A 11=0 ] (2) 真實氣體不可逆循環(huán)過程; 【AU 二 AH= AG= AF= AS= 0]
13、(3) 絕熱等容沒有非體積功時發(fā)生的化學反應; 【AU=0] (4) 絕熱等壓沒有非體積功時發(fā)生的化學反應。 【A 11=0】 3、 A 和 B 兩種同溫同容積的理想氣體混合后保持 A 和 B 的溫 度和體積不變。 AU = 0, All = 0, A S = 0, AF = 0, AG 二 0。 4、 水在正常冰點 101、 3kPa,273K 時結冰。 AU < 0, All < 0, AS < 0, AG = 0, AF < 0 5、 在 300K 時, 2mol 某理想氣體的吉布斯函數(shù) G 與亥姆霍茲 函數(shù) F 的差值為( 49 88、 4J ) [G-F=pV
14、=nRT] 6、 系統(tǒng)經(jīng)歷一個不可逆循環(huán)后( C ) A 、 系 統(tǒng)的炳增加 B 、 系 統(tǒng)吸熱大于對外做功 C、 環(huán) 境的炳一定增加 D 、 環(huán) 境內能減小 7、 已知某反應的標準反應炳大于零,則該反應的標準反應 吉 布斯函數(shù)將隨溫度的升高而 ( C ) A 、 增 大; 8、 、 不變; C、 減小 D 、 不 確定第三章化學平衡基本要求 1 掌握化學平衡的條 件。 理解化學平衡是一個動態(tài)平衡過程,變化是絕對的,平衡是 相對 的。 2 掌握化學平衡等溫方程式和平衡常數(shù),理解標準平衡 常數(shù)以 及標準平衡常數(shù)與化學反應標準反應吉布斯能變的關系。 3 理解平 衡常數(shù)
15、和標準平衡常數(shù)的表示法。了解氣體反應、液相反 應、與氣 體參加的多相反應的標準平衡常數(shù)表示。 4 掌握平衡轉 化率的計算 方法。 5 理解標準狀態(tài)下反應的吉布斯能變化和化合 物的標準吉布 斯能。 6 掌握溫度對平衡常數(shù)的影響,理解吉布斯 能變化隨溫度的 關系。 7 理解其他因素如壓力、配比、惰性氣體 對平衡的影響。本 章知識點 1、 化 學反應的平衡條件 1、 化 學反應等溫式: 標準平衡常數(shù): 標準平衡常數(shù)和標準反應吉布斯能的關系為 K0 和 ArGmO 的意 義: K0 :某溫度下反應的平衡壓力、濃度商; ArGmO :反 應在標 態(tài)下的吉布斯能變 2、 化學反應方
16、向、限度的判別及其計算。當時,反應向右自 發(fā)進行;當時,反應向左自發(fā)進行;當時,反應達到平衡。 2、 平 衡常數(shù)的表示方法 Kp 只與溫度有關 Kx 與溫度、壓力 均有關 Kn 與溫度、壓力、配料比均有關 3、 平 衡轉化率與平衡產(chǎn)率(相關計算) 4、 標 準狀態(tài)下反應的吉布斯能變化及化合物的標準生成吉 布斯能 1、 規(guī)定:在標準壓力下,最穩(wěn)定單質的吉布斯能為零,由穩(wěn) 定單質生成 lmol 某化合物時反應的標準吉布斯能變化就是該化合 物的標準生成吉布斯能。 2、 用計算出反應的,用計算平衡常數(shù)。 5、 溫 度對平衡常數(shù)的影響 1、 DrIIqm>0, T- , Kq-
17、, 吸熱反應,提高溫度有利反應 DrHqm=O, T- , Kq 不變,溫度對反應無影響 DrHqm<0, T-, Kq? ,放熱反應,提高溫度不利反應 2、 計算:六、壓力、惰性氣體對平衡的影響壓力,惰性氣 體不影響平衡常數(shù),但可影響平衡位置 1、 壓力若 D v >0 (DV>0) p- , Kx _若 Dv 二 0 (DV=0) p 對 Kx 無影響 若 Dv <0 (DV<0) p- , Kx- 2、 惰性氣體總壓一定時,加入惰性氣體降低反應氣體分壓 ( 稀釋 ) , 其效果相當與降低了總壓 DV>0 反應加入惰性氣體, Kx? DV 二 0反應加入惰性氣體,無影響
18、DV 〈0反應加入惰性氣 體, Kx -練習題 —、概念題 1、 因為,所以表示系統(tǒng)達到平衡時產(chǎn)物與反應物的吉布斯能 差。 ( X) 2、 若化學反應的與溫度無關,一定與溫度無關;由此可以 推出也與溫度無關。 ( X) 3、 移走反應體系中的催化劑,可使平衡向左移動。 (X) 4、 某確定的化學反應的平衡常數(shù)是一個不變的常數(shù)。 ( X) 5、 反應 CO (g)+1120 (g) =C02 (g) +H2 (g) 因為反應前后分子數(shù) 相 等,所以無論壓力如何變化,對平衡均無影響。 (J) 4、在一定溫度壓力下,某反應的 △rGm>0,所以要選用合適 的 催化劑,使反應
19、得以進行。 (X) 5、已知在溫度 T 時,反應的平衡常數(shù)為 K1, 則反應方程式書 寫為:時,其平衡常數(shù)K2二(C ) o A 、 2K1 B、 K1 C、 K12 D、 1/2 K 16、下列哪項是判斷一個化學反應的方向及是否達到平衡的 判 據(jù)(D )。 A、 B、 C、 D、 7、在溫度 T 時,分解反應 A (s) =B (g) +D (g) 達到平 衡后 體系的壓力為 88、06 kPa,該反應的平衡常數(shù)二(D )。 A 、 7755 B、 1939 C、 0、 7755 D、 0、 193 98、合成氨反應 N2 (g) +3112 (g) =
20、2NII3 (g) 達平衡后,加入惰 性 氣體,且保持體系的溫度、總壓不變,則 ( D ) A 、 nN2 減少, nII2 減少, nNH3 增加, K0 不變 B、 nN2 減少, nII2 減少, nNH3 增加, K0 增加 第 1 頁共 1 頁 C、 nN2,nH2,nNH3 不變, KO 不變 D 、 nN2 增加 , nH2 增加 , nNH3 減少, KO 不變 9、 MgO (s)+C12 (g)=MgC12 (s)+1/202 (g) 達平衡后,增加總 壓,則 ( B ) A、n02相對增加,nC12相對減少,K0增加 B、p02相對增加,pC12相
21、對減少,K0不變 C、n02相對增加,nC12相對減少,Kx不變 D、n02相對增加,r) C12相對減少,Kc增加 10、 2C(s)+02 (g)=2C0(g), A rGmO =-232600-1 67、8T,若溫度增加,則(A ) A 、 ArGmO 變負,反應更完全 B 、 K0 變大,反應更完全 C 、 K0 變大,反應更不完全 D 、 K0 變小,反應更不完全 1 1、在 1000K 時,反應 Fe (s) +C02 (g) =FeO (s) +CO (g) 的 KO 1、84,若氣相中C02含量大于65%,則(B) A、Fe將不被氧化 B、Fe將被氧化
22、 C 、 反應是可逆平衡 D 、 無關判斷 12、某化學反應的 ArllmO <0, A rSm 0 >0 , 則反應的平衡 常數(shù) (D) A、KO>1,且隨溫度升高而增大 B、KO<1,且隨溫度升高而減小 B、KO<1,且隨溫度升高而增大 D、KO>1,且隨溫度升高而減小 13、已知氣相反應2N0(g)+02(g)二2N02(g)是放熱反應,當反 應達到平衡時,可采用下列哪種方法使平衡向右移動? ( D) A 、 降溫和減壓 B 、 升溫和增壓 C 、 升溫和減壓 D 、 降溫和增壓 二、計算題例 1,例 4,例 5,例 8,例 10 習題 2, 5,7,11,1
23、2第四章相平 衡基本要求 1 熟悉相、組分數(shù)和自由度的 概念,掌握相律的意義及 應用。 2 理解克氏方程在相圖中的應 用。 3 掌握杠桿規(guī)則及其在相圖 中的應用。 4 了解雙液體系統(tǒng)的 p-x 和 T-x 圖,熟悉蒸館和精餡的原 理,了解恒沸系統(tǒng)的特點。 5 熟悉低共熔系統(tǒng)相圖的意義和應用。本 章知識點 一、相律 1、相 (1)相是系統(tǒng)中物理性質和化學性質完全均勻的部 分。 (2) 不同種類的氣體相混合只能有一個相;各種液體間,根 據(jù)相互溶解 關系可以是一個相也可以是多個相;固體一般是有一 個固體便有一 個相,如果一個固體能均勻地分散在另一固體中形 成固態(tài)混合物, 則為一
24、個相。 2 、 物種數(shù)與組分數(shù) ( 1)平衡系統(tǒng)中所含的化學物質數(shù)稱為 物種數(shù),足以表示系統(tǒng)中所有各相組成所需的最少物種數(shù),稱獨 立 組分數(shù)或簡稱組分數(shù) ( 2 )系統(tǒng)的組分數(shù)與物種數(shù)關系為: K 二 S- R R , R 為獨立的化學平衡數(shù), R 為獨立的濃度限制條件。 3 、 自由度在一個平衡系統(tǒng)中,在不發(fā)生舊相消失或新相產(chǎn) 生 的條件下,在一定范圍內可以任意改變的可變因素(溫度、壓 力及 濃度等強度因素)的最多數(shù)目,稱為自由度。 4、相律:f二K-①+2 單組分系統(tǒng) 1、 水 的相圖及應用:升華與冷凍干燥,三相點與冰點 2、 克-克方程:克勞修斯 -克拉珀龍方程是
25、單組分系統(tǒng)二相 平 衡線 P-T 關系的數(shù)學描述,理解其對水相圖的解釋。氣 -液之間 二相 平衡, p~T 關系為: 液- 固二相平衡, p~T 關系為: 3、 完全互溶的雙液系統(tǒng) 1 、 理想的完全互溶雙液系統(tǒng)理想的完全互溶液態(tài)混合物,組 分的蒸氣壓遵循拉烏爾定律。若,則 yA> xA, 即易揮發(fā)組分在氣 相 中含量大于其在液相中的含量 2 、 杠桿規(guī)則(在相圖中的應用)杠桿規(guī)則是二相平衡時二個 相的物質量多少的定量關系式,與物系點位置和相點的位置有 關。 3、非理想的完全互溶雙液體系 ( 1)當混合后分子間作用力 減 弱時,產(chǎn)生正偏差,當分子間作用力增強時,產(chǎn)生負偏差
26、。 ( 2)正偏差很大時,在 T-x 相圖中會出現(xiàn)最低點,此點的溫度為 最低恒沸溫度,組成稱為最低恒沸組成;負偏差很大時,在 T-x 相圖 中會出現(xiàn)最高點,此點的溫度為最高恒沸溫度,組成稱為最 高恒沸 組成。 ( 3)以恒沸點為界,進行精館時,分別得到不同的 純組分 和恒沸物。 4、 部分互溶和完全不互溶的雙液系統(tǒng) 1、 部分互溶的雙液系統(tǒng) ( 1)兩種液體由于極性等性質有顯 著差別,以致在常溫時只能有條件的相互溶解,超過一定范圍便 要 分層形成兩個平衡液相。兩液相互飽和,互稱為共覘相。( 2) 利用 杠桿規(guī)則計算共覘相組成。 2、 完全不互溶的雙液系統(tǒng) ( 1 )完全不
27、互溶的雙液系統(tǒng)的蒸 氣壓是兩純組分的飽和蒸氣壓之和,因此系統(tǒng)的沸點低于任一純 組 分。( 2)它的重要應用是水蒸氣蒸館。兩種完全不互溶的液體 共 同在低于其中任一組分沸點的溫度下沸騰,利用其完全不互溶 的性 質進行分離。 5、 二組分固 -液系統(tǒng)平衡相圖簡單低共熔系統(tǒng)的相圖 ( 1) 簡單低共熔系統(tǒng)的相圖中,有二個 s-1平衡區(qū)和一個s-s平衡 區(qū),杠 桿規(guī)則適用于這些區(qū)域的計算。有一條低共熔三相線和相 應的低共 熔點。( 2)物質間形成低共熔的混合物有許多應用,例 如樣品的 純度檢驗、微晶的形成、冷凍劑和散熱介質的選擇等; 利用結晶和 蒸館相結合,可分離恒沸物和低共熔物。
28、練習題 1、 Na2C03 的水合物有下列幾種: Na2C03 ? H20; Na2C03 ? 71120; Na2C03 ? 10H20; (l)pq 下 Na2C03 水溶液和冰 共 存的含水鹽最多可以有幾種 ?(2)30oC 時,可與水蒸氣平衡共存的 含 水鹽最多可有幾種? 【系統(tǒng)的K=2,增加含水鹽不增加 K,因為S增加1 , R也同 時 增加1、(1)指定壓力下:f*二K-F+1二2-F+1二3-F含水鹽最多 時 ,f=0, F 二 3,其中有一相是水溶液,一相是冰,因此最多只有一種 含水鹽、 ( 2)指定溫度下: f* 二 3- F f 二 0, F 二 3, — 個相
29、是水蒸氣, 最 多可有兩種含水鹽、】 2、 試說明下列系統(tǒng)的自由度為若干? ( 1 )25oC,pq 下 ,NaCl(s) 與其水溶液平衡共存;(2)I2(s)與12(g)呈平衡;(3)開始時用任 意量 的HCl(g)和NH3(g)組成的系統(tǒng)中,下列反應達平衡: HCl(g)+NH3 (g)=NH4Cl(s) 【 ( 1)K 二 2; f 二 2-2+0 二 0 指定溫度和壓力,食鹽飽和水溶 液的濃 度為定值 (2)K 二 1 f=l-2+2 二 1 p 與 T 有一定的關系。 ⑶S=3; R=l ; R=0; K=3-l=2 ; f 二 2-2+2 二 2 溫度及總壓,或溫度 及
30、任 一氣體的濃度或壓力】 3、 (1) 在一個抽空的容器中,放入過量的 NH4I (s) 并發(fā)生下列反 應: NH4I (s) — NH3 (g) + III (g) 2111 (g) — H2 (g) + 12 (g)體系的相數(shù)*= (2);組分數(shù)K = (1 );自由度f = (1 ) o (2) 在一個抽空的容器中,放入過量的 NH4IIC03 (s) 并發(fā)生下列 反 應: NH4IIC03 (s) — NH3 (g) + 1120 (g) + C02 (g) 體系的 相數(shù) d) = (2 ); 組分數(shù) K = (1 ) ; 自由度 f = (1 )。 (3) 在一個抽
31、空容器中,放入足夠多的 110(1)、 CC14 (1)及 12 (g) o 110 (1)和CC1 (1)共存時完全不互溶,12 (g)可同時溶 于11() (1)和CC1 (1)中,容器上部的氣相中同時含有 12 (g)、 1120 (g)及 CC14 (g) o 該平衡體系的相數(shù) "=(3 ); 組分數(shù) K — (3 ); 自由度 f = (2)。 4、 水的三相點與正常冰點有何不同? 【三相點是嚴格的單組分體系,水呈氣、液、固三相共存時 對應的溫度為o、orc,壓力為o、6i0kPa。而冰點是在水中溶有 空氣和 外壓為 101、 325kPa 時測得的數(shù)據(jù)。首先,由于水
32、中溶有 空氣,形 成了稀溶液,冰點較三相點下降了 0、 002421,其次, 三相點時體系 的蒸氣壓低于冰點時的外壓,由于壓力的不同冰點 又下降了 0、 00747 c故冰點時的溫度約為 01?!? 5、 、 液體的飽和蒸氣壓越高,沸點就越低;而由克勞修斯克 拉 貝龍方程是用于計算同一液體在不同溫度下的飽和蒸氣壓的, 溫度 越高,液體越易蒸發(fā),故飽和蒸氣壓越大?!? 6、 、 在一定壓力下,若 A 、 B 二組分體系的溫度一組成圖中出現(xiàn)最高恒沸點,則其蒸 氣壓對拉烏爾定律產(chǎn)生正偏差嗎? 【產(chǎn)生負偏差。因為溫度一組成圖上有最高點,壓力一組成 圖上必有最低點,故題中所給體系對拉烏
33、爾定律產(chǎn)生最大負偏 差?!? 7、選擇一個正確答案 ( 1) 單組分物質的熔點: A 是常數(shù) B 僅是壓力的函數(shù) C 同時是溫 度 和壓力的函數(shù) D 是溫度壓力及其他因素的函數(shù) (2) 單組分體系固液平衡線的斜率的值: A> OB 二 0C< 0D 不確定 (3)某一理想溶液,若組分 A的蒸氣壓PA大于組分B的蒸氣壓 PB,則其可能的T-x相圖為:TxABTxABTxABTxAB (4) 組分A和B 沸點 TA > TB, 兩者可構成最高恒沸物,組分為 E ?,F(xiàn)將任意比例 的 A和B混合,于精飽塔中蒸飽,則塔頂館出物為: A純AB純B C高 沸物ED可能為A,也可能為Bt( C
34、)0、2AB0. 40、 60 、 860 (5) 圖為 A、B部分互溶雙液系統(tǒng)的相圖,當 t=60 C時,1 mol B與9 mol A 混合,然后一邊攪拌一邊不斷地向體系加入直到加入 81 mol B 為止,問整個過程中發(fā)生的現(xiàn)象是什么? A 溶液由清變 混 B 溶液 由混變清 C 溶液由清變混,后又變清 D 溶液由混變清, 后又變混 【答案: (1) Bo 單組分, K=l, 熔點處固液二相平衡, F = 2,因此 f=K- F+2 = l, 即熔點溫度僅是壓力的函數(shù)。 ( 2) Do , 由于 DV 不確定,因此可能大于零,也可能小于零。 (3) Bo 理想溶液的液
35、相線在 P — x 相圖中為直線,但在 T-x 圖中 不 pA > pB 時,則沸點 TA 〈 TB, 因此 B 選項是正確 的。 4) Do 精飽結果,塔頂總是低沸物,不可能為高沸物 E 。如果混 合 物組成小于E,塔頂館出A,如果組成大于E,塔頂館出Bo (5) Co開始時,xB=0、1,于單相區(qū)(清),加入B后,可進入 二相 區(qū)(混),最后,又處于單相區(qū)(清)?!? 第五章電化學基本要求 1 理解電解質溶液的活度、平均活度 系 數(shù)、平均濃度和離子強度的定義,理解 Debye-huckel 極限公 式。 2 掌握可逆電池的基本概念和電池的書寫規(guī)則。 3 了解電池 電動勢的
36、產(chǎn)生機理,理解用鹽橋消除液體接界電勢的原理。 4 理 解可逆電池 電動勢和電極電勢的測定原理,掌握它們的有關計 算。 8 了解電解 過程的有關基本概念和基本原理,理解電極產(chǎn)生 極化的原因。本章 知識點 —、原電池 1、 可逆電極的類型幾種類型的可逆電極 2、 電池的書寫方式 電池書寫規(guī)則 二、可逆電池熱力學電池反應的能斯特方程 電 極電勢 1、 標準氫電極: Pt I 112 (pq) I 11+ (a=l) 2、 電極電勢:將兩個任意電極組成電池時,電勢高者為正 極,電勢低者為負極。 3、 電極反應的 Nerst 方程的應用: 4、 濃 差電池單液濃差電池 5、
37、電極的極化和超電勢 1、 極 化產(chǎn)生的原因 2、 電池的極化曲線練習題 1、 當 電池的電動勢 E 二 0 V 時, (C) A 、 電池反應中,反應物的活度與產(chǎn)物的活度相等 B 、 反應體系中各物質都處于標準態(tài) C 、 陰、陽極的電極電勢相等 D 、 陰、陽極的電極電勢均為零 2、 濃差極化造成的原因是 (B) A 、 兩個半電池中溶液濃度的不同 B 、 電極附近和溶液內部電解質濃度的改變 C 、 電池的可逆性 D 、 測 量時溫度的變化 3 已知其中最強的還原劑是 ( C) A、 I- B、 Fe2+ C、 S032- D、 Cl- 4、為反應 2Ag+C
38、12(g) % ? 2AgCl (s) 設計的電池為 Ag(s)% AgCl(s) % Cl- (a) % C12(p) % Pt 4、 由于超電勢的存在,實際電解時,要使正離子在陰極 上發(fā) 生—還原—反應,外加在該電極上的電勢要比可逆電極的電 勢更— 負—一些。 要使負離子在—陽—極上發(fā)生—氧化—反應, 外 加在該電 極上的電勢要比可逆電極的電勢更—正—一些,因而電 解反應所消 耗的電能更多。 5、 將 反應設計成電池,并寫出電池的表示式。 6、 將 反應設計成電池,并寫出電池的表示式。 7 在銅鋅原 電池 中,如果在銅的半電池中加入氨水,則原電池的電動勢會減 小。
39、 (J ) 8對于濃差電池,由 Nerst方程可知,c2 < cl。 (X) 9、習題: 11,12,13,17,18第六章 化學動力學基本要求 1 掌握基 元反應、總包反應、反應級數(shù)、反應分子數(shù)等基本概念。 2 掌握簡單 級數(shù)反應的微分和積分速率方程。 3 掌握溫度對反應速 率的影響及 預測藥物貯存期的基本方法。 4 了解典型的復雜反 應、鏈反應、光 化反應和溶液中的反應的基本特征。 5 熟悉催化 作用的基本概念, 了解酸堿催化和酶催化的基本原理。 6 了解碰撞 理論和過渡態(tài)理論 的要點。本章知識點 1、 反 應速率的表示方法對于同一個化學反應,反應速率在 不 同的情況下
40、有不同的表示方法。 aA+ dD % ? gG +hll 它們的關系: 2、 基 元反應 1 計量方程與機理方程一般的化學反應方程, 只 寫出了反應的始態(tài)與終態(tài),它只表示了反應前后的物料平衡關 系, 稱為計量方程。而表示實際反應過程的方程稱為機理方程。 2 基元反 應與總包反應如果一個化學反應,反應物分子(分子、原 子、離子 或自由基等)在碰撞中相互作用直接轉化為生成物分子, 這種化學 反應稱為基元反應。由多個基元反應組成的反應稱為總 包反 . 應。 3 反應分子數(shù)參加基元反應的分子(分子、原子、離子或 自由基等) 數(shù)目稱為反應分子數(shù)。已知的反應分子數(shù)只有 1、 2 和 3
41、。 3、 反 應速率方程 1 基元反應的速率方程%質量作用定律在 恒 溫下,基元反應的速率正比于各反應物濃度事的乘積,各濃度 幕中 的指數(shù)等于基元反應方程中各相應反應物的計量系數(shù)。 2 反 應速率 常數(shù)和反應級數(shù)在具有反應物濃度瓢乘積形式的速率方程 中,比例 常數(shù) k 稱為反應速率常數(shù),簡稱速率常數(shù)或比速率。其 值與反應條 件例如溫度、催化劑、溶劑等有關。在具有及應物濃 度幕乘積形式 的速率方程中,各反應物濃度幕中的指數(shù),稱為該 反應物的級數(shù); 所有反應物的級數(shù)之和,稱為該反應的總級數(shù), 或反應級數(shù)。注 意: ( 1)反應級數(shù)可以是整數(shù),也可以是分數(shù);可 以是正數(shù),也可以
42、是負數(shù)或零;有些反應也可能無級數(shù)可言; ( 2) 基元反應:反應級數(shù) 二速率方程中各反應物濃度事的指數(shù)之和二 基元反應中反應物的計 量系數(shù)之和(3)總包反應:庾應級數(shù)二速 率方程中各反應物濃度事的 指數(shù)之和 H 總包反應中反應物的計 量系數(shù)之和 3、 簡單級數(shù)反應的速率方程 1 一級反應反應速率與反應物 濃度的一次方成正比。微分速率方程為,積分速率方程為 In cA 二 In cA,O-kAt,可見In cA與t為線性關系。半衰期 2二級反.應反 應速 率與反應物濃度的二次方成正比的化學反應。微分速率方程 為,積 分速率方程為或,可見 1/cA 與 t 成線性關系。 3 零級反
43、應 反應速率 與反應物濃度的零次方成正比的化學反應。微分速率方 程為,積分 速率方程為cA,O-cA=kAt,可見cA與t為線性關系。4簡單級數(shù)反應 的速率方程小結對簡單級數(shù)反應,微分速率方程為 (n “ 1;積分速率方程為) , 1/cn-1 與 t 成線性關系;半衰期 為;速率 常數(shù)的單位為 [mol Xm-3] l-nX sT 。 4、 反應級數(shù)的確定 ( 不要求相關計算 ) 1 積分法也稱嘗試 法, 是將不同時刻的反應物濃度數(shù)據(jù)代入各簡單級數(shù)反應的積分 速率方 程中,若計算結果與某級反應的積分速率方程符合,則此 反應為該 級反應。應用此法時實驗數(shù)據(jù)的濃度變化范圍應足夠
44、 大。 2 微分法 以反應速率的對數(shù) In (-dcA/dt) 對濃度的對數(shù) In cA 作圖,由直線的斜 率求得反應級數(shù)n。如果反應產(chǎn)物對反應速 率有影響,可采用“初 速率法”;如果對反應速率有影響的反應 物不止一種,可采用“隔 離法”。 3 半衰期法根據(jù)反應級數(shù)與半 衰期的關系,可由兩組數(shù)據(jù) 求得反應級數(shù)。如果數(shù)據(jù)較多,用作圖 法則更為準確。 1 阿侖尼烏斯公式 ( 相關計算 ) 2 活 化能 (1) 發(fā)生化學反應的首要條件是反應物之間的相互碰撞 有少數(shù)能量足夠高的分子碰撞后才能發(fā)生反應,這樣的分 化分子。活化分子的平均能量與所有反應物分子的平均 為阿侖尼烏斯活化能。活化分子的平均能量與所有反 均能量都隨溫度 , 但是只 子稱為活 能量之差稱 應物分子的平
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