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。
相关推荐：
loading