蘇州大學物理化學習題課ppt

蘇州大學物理化學習題課熱力學第一定律習題課一.幾個基本概念1.系統(tǒng)與環(huán)境2.狀態(tài)函數(shù)

特點a.系統(tǒng)有確定的狀態(tài)，狀態(tài)函數(shù)就有定值b.系統(tǒng)始終態(tài)確定，狀態(tài)函數(shù)的改變有定值c.系統(tǒng)恢復到原來狀態(tài)，狀態(tài)函數(shù)恢復到原值3.熱和功熱力學第一定律習題課二.熱力學第一定律△U=Q

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W熱力學能U系統(tǒng)內(nèi)部所有能量的總和a.U是狀態(tài)函數(shù)b.熱力學能的絕對值無法確定c.是系統(tǒng)的容量性質d.熱力學能的變化值等于系統(tǒng)和環(huán)境交換的總能量熱力學第一定律習題課三.焓H=U

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PVa.焓是狀態(tài)函數(shù)b.是系統(tǒng)的容量性質c.焓的絕對值無法求得d.△H=Qp

條件——封閉系統(tǒng)；等壓；不作非體積功熱力學第一定律習題課四.熱容dCP=(H/T)P=δQP/dTQP=ΔH=CP(T2-T1)Qv=ΔU=CV(T2-T1)Cp,Cv為常數(shù)dCV=(U/T)V=δQV/dT熱力學第一定律習題課五.應用(一)對理想氣體ΔV=0ΔP=0ΔT=0δ

Q=0

QnCv,mΔT

nCp,m

ΔT

W0W0PΔV

nRTlnV1/V2

Cv

(T2-T1)

nRTlnP2/P1

nRT

(T2-T1)

/(

r－1)ΔU

nCv,mΔT

nCv,m

ΔT0WΔH

nCp,mΔT

nCp,mΔT0Cp,m

(T2-T1)

熱力學第一定律習題課五.應用(二)

對實際氣體節(jié)流過程Joule-ThomsonCoefficientUJ-T=

(?T/?P)H(

?T/?P)H>0致冷，能液化UJ-T<0致溫效應，不能液化熱力學第一定律習題課五.應用(三)

相變過程H2O(l)==

H2O(g)W

=

-PV2=-RTΔU

=QVΔH

=Qp熱力學第一定律習題課五.應用(四)

熱化學1.反應進度2.生成焓燃燒焓dξ=dnB/

BΔrH=Σ

BΔfHBQp=Qv+(Δn)RTΔrH2=ΔrH1+∫CpdTΔrH=-Σ

BΔCHB熱力學第一定律習題課選擇題(1)

某化學反應在燒杯中進行，放熱2000J，設計一個電池進行，該系統(tǒng)做功800J，若兩過程的始終態(tài)相同，而且不作體積功電池中進行反應的Q為－1200Jb.1200J

c.2800Jd.－800J熱力學第一定律習題課選擇題(2)

理想氣體經(jīng)等溫可逆和等溫不可逆膨脹兩條途徑，從狀態(tài)Ⅰ到狀態(tài)Ⅱ，試判斷下例關系式哪個成立Q1>Q2b.W1>W2

c.W1<W2d.(Q1+W1)

>(Q2+W2)熱力學第一定律習題課選擇題(3)

等溫化學反應的ΔH

和ΔU的相對大小關系為ΔH

>ΔU

b.ΔH

<ΔU

c.ΔH=ΔU

d.不能確定熱力學第一定律習題課選擇題(4)

1mol理想氣體等溫膨脹，等容加熱，等壓冷卻回到起始狀態(tài)，若已知氣體在完成一循環(huán)過程中吸熱500J，則該過程的功W

W

=∫PdVb.W

=

nRTlnT1/T2c.W

=

P外ΔV

d.W

=-500熱力學第一定律習題課計算題(1)

4molN2氣在27℃，1.0MPa等溫可逆膨脹到0.1MPa，再等壓升溫至127℃，求此過程的Q,W,ΔH

,ΔU。該氣體可視其為理想氣體，其Cp,m

=28.00J.K-1.mol-1。4molN2（g），27℃，1.0MPa4molN2（g），27℃，0.1MPa4molN2（g），127℃，0.1MPa

Q1W2等溫可逆Q1W2等壓過程解：全過程可圖示如下ΔH=nCP，m(T2-T1)ΔU=nCV，m(T2-T1)W=W1+W2W2=

-p（V2-V1）=-nR

(T2-T1)W1=

-nRTlnp1/p2Q=ΔU-W熱力學第一定律習題課計算題(2)

氣體氦自273K，5×105Pa，10dm3的始態(tài)，經(jīng)過一絕熱可逆過程膨脹至105Pa。試計算終態(tài)的溫度及體積，此過程的Q,W,ΔU和ΔH

為若干？設He為理想氣體。解：此過程可表示如下:P1=5×105PaT1=273KV1=10dm3P2=105PaT2=？V2=？絕熱可逆此氣體的物質的量為：此氣體為單原子分子理想氣體，故（1）v2的計算由，得（2） T2的計算（3）Q的計算

Q=0（4）W的計算（5）ΔU的計算ΔU=W=－3.551kJ（6）ΔH的計算熱力學第一定律習題課計算題(3)

如果上題的過程為絕熱不可逆過程，在恒定外壓力為105Pa下快速膨脹到氣體壓力為105Pa。試計算T2及過程的Q,W,ΔU和ΔH。解：此過程可表示如下P1=5×105PaT1=273KV1=10dm3P2=105PaT2=？V2=？絕熱不可逆熱力學第一定律習題課(1)T2的計算因為是絕熱不可逆過程，故絕熱可逆過程方程不能用。根據(jù)及等式中有T2，V2兩個未知數(shù)，還需要一個包括T2，V2的獨立的方程式才能求解，而理想氣體狀態(tài)方程可滿足此要求，即熱力學第一定律習題課將V1和V2的表達式代入上式?？傻媒Y合Cp,m-Cv,m=R,代入上式可得熱力學第一定律習題課故熱力學第一定律習題課（2）V2的計算（3）Q的計算

Q=0（4）W的計算熱力學第一定律習題課（5）ΔU的計算（6）ΔH的計算第二定律習題課一、幾個熱力學函數(shù)（一）熵體系的一種性質，是狀態(tài)函數(shù)熵是體系混亂度的量度。熵變熵變計算：1、理想氣體狀態(tài)變化（1）()T理想氣體無論可逆與否第二定律習題課（2）變溫過程（a）等壓變溫（b）等容變溫（3）混合過程（4）P，V，T都變第二定律習題課2、相變（1）（可逆）（2）不可逆設計一個可逆過程3、化學反應△S的計算產(chǎn)物（+）反應物（-）第二定律習題課熵判據(jù)（孤立體系中）自發(fā)進行的過程都是熵增大的，等于0表示達到平衡。第二定律習題課（二）亥姆霍茲自由能2、△A的計算a、理想氣體等溫b、1、定義式：3、判據(jù)：等溫可逆過程，體系的△A的減少，等于它所能做的最大功。等溫不可逆過程中，則體系所做的功小于△A的減少。()T，V不做非膨脹功。第二定律習題課說明過程自發(fā)說明過程可逆（三）吉布斯自由能（1）定義式：（2）△G的計算a、理想氣體的等溫變化第二定律習題課b、等溫、等壓可逆相變不可逆相變，設計一個可逆過程。c、d、第二定律習題課（3）自由能判據(jù)()T，P可逆過程中，一個密閉體系所做的最大非膨脹功（有效功）等于其自由能的減少，等溫不可逆，則所做的非膨脹功小于體系自由能的減少。判據(jù)等溫等壓不做其他功的條件下<0自發(fā)=0平衡>0不能自發(fā)第二定律習題課二、四個基本關系式三、熱力學第三定律稱為物質B在溫度T時的規(guī)定摩爾熵標準狀態(tài)下的規(guī)定摩爾熵稱為標準摩爾熵第二定律習題課選擇題：1、分別在一定壓力和一定體積下，將1mol理想氣體從300K加熱到600K時，對應的熵變?yōu)椤鱏1和△S2則A、△S1<△S2B、△S1>△S2

C、△S1=△S2D、無法確定

第二定律習題課2、25℃，1標準大氣壓下，NaCl在水中溶解度為6mol.L-1,如將1molNaCl溶解于1L水中，此溶解過程體系的△S和△G變化為A、△S<0,△G>0B、△S>0,△G>0C、△S>0,△G<0D、△S>0,△G=0第二定律習題課3、化學反應在等溫等壓下，從反應物開始進行反應，則此過程為

A、熱力學可逆過程B、熱力學不可逆過程

C、不能確定D、平衡過程4、常壓下110℃過熱水，變成110℃水汽，在該過程中Gibbs自由能和焓的變化是

A、△G<0,△H>0B、△G>0,△H<0

C、△G=0,△H=0D、△G<0,△H<0第二定律習題課計算題1、已知在263.15K時，H2O（S）和H2O（l）的飽和蒸氣壓分別為552Pa。試計算下列過程的△G。（1）在273.15K，101.325Pa下1mol水結冰；（2）在263.15K,101.325Pa下1mol水結冰。第二定律習題課解（1）1molH2O（l）273.15K101.325Pa1molH2O（S）273.15K101.325Pa該過程是等溫且不做非體積功的可逆相變過程，故有（2）該過程為不可逆相變過程，有兩種解法。解法一由于過程等溫故解法二利用題中所給數(shù)據(jù)可以設計如下可逆過程：第二定律習題課1molH2O（l）263.15K101.325Pa1molH2O（s）263.15K101.325Pa1molH2O（l）263.15K611Pa1molH2O（s）263.15K552Pa1molH2O（g）263.15K611Pa1molH2O（g）263.15K522Pa不可逆相變等溫可逆等溫等壓可逆相變等溫可逆等溫等壓可逆相變等溫可逆第二定律習題課根據(jù)狀態(tài)函數(shù)的性質有兩種狀態(tài)所得結果基本相同。由于（2）是等溫等壓且不作非體積功的過程，符合吉布斯函數(shù)判據(jù)的應用條件，故可判斷263.15K，101.325Pa條件下是個自發(fā)進行的不可逆過程。第二定律習題課2、一個標準大氣壓25℃時在原電池中1molH2和0.5molO2可逆的生成1molH2O（l）放熱48.62KJ，試計算（1）該反應的△S；（2）1atm，25℃時，H2和O2直接反應是否自發(fā)？（已知反應的△H=-28583KJ）第二定律習題課3.已知25℃及標準壓力下有以下數(shù)據(jù)：（i）求25℃及標準壓力下石墨變成金剛石的ΔGΘ，并判斷過程能否自發(fā)進行？（ii）加壓能否使石墨變成金剛石？如果可能，在25℃時壓力需為多大？物質C（石墨）5.6940-393.5142.26×103C（金剛石）2.4388-395.4103.513×103第二定律習題課解：（i）因為ΔGT，p>0，故在25℃及標準壓力下石墨不能自發(fā)變成金剛石第二定律習題課（ii）根據(jù)ΔGm(p)=0時的壓力p是開始能實驗石墨轉變?yōu)榻饎偸淖畹蛪毫?。因此第二定律習題課于是第二定律習題課解方程得p=1.512×109Pa由此例可知，在25℃時，壓力需1.512×109Pa（相當于大氣壓力的15000倍）才可使石墨轉變?yōu)榻饎偸?。溶液習題課一、兩個概念1、偏摩爾量（1）定義式（2）偏摩爾量的集合公式溶液習題課（3）吉布斯-杜亥母公式此式說明當溶液濃度改變時，各組分偏摩爾量變化所遵循的關系。2、化學勢（1）定義式通?；瘜W勢指偏摩爾自由能溶液習題課（2）應用：用化學勢可以判斷物質轉移的方向的強度因素化學勢判據(jù)：

（）T，P體系發(fā)生自發(fā)變化總是向化學勢減少的方向進行，達到平衡時為0。

溶液習題課二、兩個實驗定律（1）拉烏爾定律（2）亨利定律：在稀溶液中，揮發(fā)性溶質的平衡分壓與溶液中溶質的摩爾分數(shù)成正比。溶液習題課三、化學勢表示式（理想氣體和非理想氣體的化學勢）1、氣體化學勢表示式（1）純理想氣體溶液習題課（2）混合理想氣體任一組分（3）純實際氣體引入一個正系數(shù)，將實際氣體對理想氣體的偏差，都在此校正系數(shù)內(nèi)，從而體系溶液習題課（4）混合實際氣體中任一組分的化學勢2、溶液化學勢表示式（1）理想溶液，每一個組分在整個濃度范圍內(nèi)都服從拉烏爾定律的溶液稱為理想溶液。溶液習題課（2）理想溶液的通性（3）稀溶液

溶劑遵守拉烏爾定律溶質遵守亨利定律溶液習題課溶液習題課(4)稀溶液的依數(shù)性1、蒸氣的降低2、凝固點降低3、沸點升高4、溶液習題課3、非理想溶液溶劑：純?nèi)苜|服從亨利定律：溶液習題課例1、在15℃、1atm某酒窖中存有10000dm3的酒，其中含乙醇96%（重量百分數(shù)）。今欲加水調制為含乙醇56%的酒，試計算（1）應加水多少dm3？（2）能得到多少dm356%的酒？已知15℃、1atm時水的密度為0.9991g.cm-3，水與乙醇的偏摩爾體積如下：酒精中乙醇濃度VH2O（cm3.mol-1）V乙醇（cm3.mol-1）96%14.6158.0156%17.1156.58溶液習題課解：設濃度為96%的酒中含有乙醇和水各n1，n2mol溶液習題課（1）設加入xmol的水可將96%的酒調制為含乙醇56%的酒，則溶液習題課（2）能得到含乙醇56%的酒的體積為溶液習題課例2、利用方程證明某純物質溶解于惰性溶劑成為稀溶液時偏摩爾溶解熵為的飽和蒸氣壓，xi為純物質在溶液中的摩爾分數(shù)，溶液習題課證明：（）T，P，純物質i→ci（稀溶液）平衡蒸氣壓

化學勢在氣-液或氣-固平衡時,i組分在兩相中的化學勢相等，即：溶液習題課溶液習題課例3、在25.00g苯中溶入0.245g苯甲酸，測得凝固點降低ΔTf=0.2048K。試求苯甲酸在苯中的分子式。溶液習題課解：由表查得苯的Kf=5.10K·kg·mol-1。已知苯甲酸C6H5COOH的摩爾質量為0.122kg·mol-1，故苯甲酸在苯中的分子式為（C6H5COOH）2?；瘜W平衡習題課一、幾個基本概念化學平衡：在一定條件下化學反應可能進行的最大限度（最大產(chǎn)率）。用熱力學方法求平衡常數(shù)用熱力學方法分析溫度、壓力、和濃度對平衡的影響?；瘜W平衡習題課標準平衡常數(shù)與經(jīng)驗平衡常數(shù)的關系：化學平衡習題課二、等溫方程壓力商2.反應的標準自由能變化化學平衡習題課化合物的標準生成自由能在標準狀態(tài)下,由穩(wěn)定單質生成1mol的化合物時反應的標準自由能變化就是此化合物的標準摩爾生成自由能化學平衡習題課三、等壓方程（討論溫度對平衡的影響）化學平衡習題課四、壓力對平衡移動的影響化學平衡習題課五、加入惰性氣體對平衡的影響不定容下加惰性氣體不影響平衡組成?；瘜W平衡習題課1.對反應已知數(shù)據(jù)如下：設氣體服從理想氣體狀態(tài)方程，求298.15K時反應的和。物質C2H4(g)H2(g)C2H6(g)52.280-84.67219.6130.7229.6化學平衡習題課解：化學平衡習題課化學平衡習題課2.對于反應求KΘ（800K）。設不隨溫度而變。已知：物質CO2(g)H2(g)CH4(g)H20(g)-393.510-74.85-241.83-394.380-50.83-228.58化學平衡習題課解：先計算化學平衡習題課因為不隨溫度的變化而變化，所以相平衡習題課一、吉布斯相律二、單組分體系1.克拉貝龍-克勞修斯方程2.水的相圖相平衡習題課三、二組分體系相圖（一）雙液體系相圖完全互溶雙液體系理想的非理想的部分互溶雙液體系不互溶雙液體系精餾原理杠桿規(guī)則相平衡習題課完全互溶雙液體系相圖

相平衡習題課此類相圖可看成由兩個簡單相圖組合起來的，在P-X圖上有最高點，在T-X圖上有最低點，這個最低點稱為最低恒沸點，該點組成的物系稱為恒沸混合物。負偏差很大的體系，在P-X圖上有最低點，而在T-X圖上有最高點。相平衡習題課平衡兩相的相對質量比符合杠桿規(guī)則部分互溶雙液體系相圖相平衡習題課

完全不互溶的雙液體系此體系的兩種液體共存時，每個液體都有其固定的蒸汽壓，且與各液體的數(shù)量無關。體系的總蒸汽壓等于兩種液體的飽和蒸汽壓之和，因此，體系的沸點低于任一純組分的沸點?？山忉屗羝麴s精餾原理。相平衡習題課

杠桿規(guī)則n液DO=n氣FO，式中n液和n氣分別表示剩余物和餾出物的摩爾數(shù)，將n液+n氣=n總的關系代入上式，可求得n液和n氣。杠桿規(guī)則是以平衡相的連接線上總組成點為支點，作為杠桿關系來計算平衡相的相對量。如果相圖上的組成不是用摩爾分數(shù)表示，而是用總質量數(shù)百分數(shù)表示時，杠桿規(guī)則仍適用。相平衡習題課（二）固液體系相圖簡單低共溶混合物形成穩(wěn)定化合物形成不穩(wěn)定化合物相平衡習題課（1）步冷曲線法（2）分析（3）冷卻過程中相變化的情況相平衡習題課水-鹽體系溶解度法E：冰、鹽、溶液三相共存及三相共存所能達到的最低溫度。兩相共存區(qū)，杠桿規(guī)則適用。應用：制冷劑，精制鹽類形成穩(wěn)定化合物的相圖可以看成是兩個簡單低共熔體系的相圖合成。形成不穩(wěn)化合物的體系做一般了解。相平衡習題課四、三組分體系等邊三角形表示法三角形的頂點表示三個組分，三條邊分別表示A-B，B-C，C-A二組分體系的組成。三角形內(nèi)的體系點，代表三組分體系。由體系點引各邊的平行線，體系點的組成由這些平行線的長度決定。用等邊三角形法表示的三組分體系組成時的特征。相平衡習題課2.部分互溶的三液體系——連續(xù)萃取3.二固體和一液體的水-鹽體系相平衡習題課例一、指出下列平衡體系的組分數(shù)，自由度（或條件自由度）各為多少？NH4Cl（g）部分分解為NH3（g）和HCl（g）

NH4Cl==NH3+HCl

b.若在上述體系中再加入少量的NH3（g）相平衡習題課NH4HS（S）在和任意量的NH3（g）及H2S（g）平衡NH4HS==NH3（g）+H2S（g）d.C（S），CO（g），CO2（g），O2（g）在1000℃達到平衡C（S）+1/2O2（g）==CO（g）CO（g）+1/2O2（g）==CO2（g）相平衡習題課例二、不同溫度時溴化鉀在水中的溶解度S數(shù)據(jù)如下：T（℃）020406080100S5464768695104已知當KBr水溶液的濃度為1mol/kg時，溶液的冰點比純水降低3.29℃。（1）繪制水-溴化鉀二組分體系相圖，估計其低共熔點的溫度。相平衡習題課（2）若把溫度為100℃的100gKBr飽和溶液冷卻到20℃，使部分KBr晶體析出。過濾后，所得晶體溶于水，蒸發(fā)此溶液直到100℃達到飽和為止，然后再冷到20℃，如此又可得到KBr的晶體。試計算重結晶后純KBr的重量百分數(shù)。（3）若使100℃的KBr飽和溶液冷卻到20℃，濾去第一批結晶后蒸發(fā)母液，使之再在100℃飽和，然后再冷卻到20℃，如此又得到第二批結晶。試求所得KBr的總重量百分數(shù)為多少？相平衡習題課解：（1）繪制H2O-KBr體系的溫度-組成相圖，關鍵是在相圖上畫出兩條液相線，即KBr水溶液的凝固點下降曲線和KBr在水中的飽和溶解度曲線。根據(jù)適用于電解質溶液的凝固點下降公式：利用此關系式，可以求得如下結果：M（mol/Kg）00.531.001.582.103.15ΔTf01.73.35.26.910.4KBr%05.010.615.020.030.0相平衡習題課根據(jù)上述數(shù)據(jù),在相圖上描繪出KBr水溶液的凝固點下降曲線ab。由KBr在水中的溶解度數(shù)據(jù)可以求得相應的KBr在溶液中的質量百分濃度。結果如下：T（℃）020406080100S5464768695104KBr%35.139.043.246.248.751.0根據(jù)以上數(shù)據(jù)，在相圖上繪出KBr在水中的飽和溶解度曲線cd。延長ab、cd線交與e，e即為最低共熔點。相平衡習題課H2O-KBr體系相圖相平衡習題課（2）一次結晶的重量百分數(shù)可由相圖用杠桿規(guī)則或幾何法（見相圖所示）求出：將19.7gKBr配成100℃時的飽和溶液（含KBr51%）38.6g，則第二次結晶所得的KBr為：相平衡習題課（3）第一次結晶后，可得母液（100—19.7）g，蒸發(fā)去水，使之再在100℃飽和，則此飽和溶液的重量為：據(jù)（2），61.4g飽和溶液可以回收KBr：占原溶液總重量的12.1%.所以總計所得KBr的重量百分數(shù)為:統(tǒng)計熱力學初步習題課主要內(nèi)容一.玻爾茲曼統(tǒng)計與最可幾分布玻爾茲曼統(tǒng)計與最可幾分布基本假定（等幾率假定）體系分類粒子運動特點分類不可別粒子可別粒子粒子間有無相互作用分類獨立粒子相依粒子微觀狀態(tài)數(shù)的求算——排列組合法最可幾分布的求算——Lagrange乘因子法最可幾分布公式（玻爾茲曼分布公式）統(tǒng)計熱力學初步習題課二.配分函數(shù)及配分函數(shù)的應用配分函數(shù)及配分函數(shù)的應用配分函數(shù)的定義配分函數(shù)的求算配分函數(shù)與熱力學函數(shù)的關系配分函數(shù)的應用分子的運動狀態(tài)及能級公式各種運動方式配分函數(shù)的求算分子配分函數(shù)的分離由配分函數(shù)求各熱力學函數(shù)（包括內(nèi)能、熵、熱焓、功函、自由能、熱容等）分子最低能級的選擇對熱力學函數(shù)的影響自由能函數(shù)與熱函函數(shù)的定義、求法及應用化學反應平衡常數(shù)的求算統(tǒng)計熱力學初步習題課基本公式一.分子各種運動狀態(tài)的能級公式1.氣體分子的平動能2.轉動能（剛性轉子）3.振動能線性諧振子線型多原子分子非線型分子統(tǒng)計熱力學初步習題課二.分布的微觀狀態(tài)數(shù)公式——U、V、N確定的體系1.能級為簡并時2.能級為非簡并時三.熱力學幾率公式統(tǒng)計熱力學初步習題課四.玻爾茲曼熵公式五.玻爾茲曼分布公式（最可幾分布公式）——U、V、N確定的體系六.配分函數(shù)Q1.轉動配分函數(shù)Q轉（1）雙原子分子和線性多原子分子統(tǒng)計熱力學初步習題課（2）非線型多原子分子2.振動配分函數(shù)Q振（1）雙原子分子或寫成上式中，稱為振動特征溫度。（2）多原子分子上式中3n-5適用與線型多原子分子，3n-6適用與非線型多原子分子統(tǒng)計熱力學初步習題課3.平動配分函數(shù)Q平七.熱力學函數(shù)與配分函數(shù)的關系1.N個粒子組成的獨立的非定位體系（1）功函A（2）熵S（3）內(nèi)能U統(tǒng)計熱力學初步習題課（4）焓H（5）自由能G（6）熱容CV2.N個粒子組成的獨立的定位體系定位體系的U、H、CV的表示式與非定位體系的表達式是相同的。但S、A、G卻不同。（1）熵S統(tǒng)計熱力學初步習題課（2）功函A（3）自由能GSackur-Tetrode公式八.自由能函數(shù)標準情況下有統(tǒng)計熱力學初步習題課上三式中，為取最低能級為零時的配分函數(shù)。九.熱函函數(shù)十.平衡常數(shù)的統(tǒng)計熱力學求算對任意的理想氣體反應計算題1.已知Cl2分子轉動慣量是1.146×10-45kg·m2,基本振動波數(shù)為565cm-1，分子量為70.92。計算1molCl2在298K和1atm壓力下，分子的（1）平動配分函數(shù)；（2）轉動配分函數(shù)；（3）振動配分函數(shù)。計算題解：（1）由可知只需已知m、V及T即可求出Q平。如果將Cl2分子看成是理想氣體分子，則有Pv=RT求得：計算題代入Q平得：（2）對于同核雙原子分子（如這里的Cl2）有將題中給出的數(shù)據(jù)直接代入上式得：計算題（3）如果將分子看成是諧振子，則有由題意知，代入上式得：計算題2.已知一氧化碳分子的轉動慣量是基本振動波數(shù)，分子量為28.0，其電子基態(tài)是單態(tài)。計算在298K、1atm下一氧化碳氣體的摩爾熵值。計算題解：由于CO氣體為非定位體系，其熵公式為：可將其看成是體系的平動熵、轉動熵、振動熵及電子熵等之和。可先分別求出各運動形式的熵、再求和而得體系的總熵。上式的-klnN!項歸入平動熵計算。計算題（1）平動熵先求平動配分函數(shù)式中m為CO分子的質量計算題∴計算題（2）轉動熵先求轉動配分函數(shù)將題給的數(shù)據(jù)代入上式

計算題（3）振動熵先求振動配分函數(shù)已知計算題將數(shù)據(jù)代入得（4）電子熵由于電子的基態(tài)是單態(tài)，∴Q電=1S電=0所要求的總熵

化學動力學習題課一.幾個基本概念

反應分子數(shù)和反應級數(shù)

基元反應和復雜反應

質量作用定律化學動力學習題課二.簡單級數(shù)的速率方程

1.一級反應

化學動力學習題課特點：

（1）lnC對t作圖為一直線

（2）只要t相同，為一定值

（3）（4）k1的單位為時間-1

化學動力學習題課2.二級反應化學動力學習題課特點：

（1）對t作圖為一直線（2）（3）化學動力學習題課三.復雜反應（1）對峙反應特征

B（y）（2）平行反應AC（z）化學動力學習題課

（3）連串反應對B可以獲得最大產(chǎn)率及所需要的時間化學動力學習題課四.Arrhenius方程

化學動力學習題課五.反應速率理論

碰撞理論

過渡狀態(tài)理論單分子反應理論化學動力學習題課六.反應機理的確定

1.假設反應機理，利用質量作用定律，寫出基元反應的速率方程。

2.求出活化能并與實驗值比較。選擇題1.某反應物反應了所需時間是反應了所需時間的2倍，則該反應的級數(shù)（）。

A0級B1級C2級D3級B選擇題2.已知某反應的級數(shù)為一級，則可確定反應一定是（）。A簡單反應B單分子反應C復雜反應D上述都不對D選擇題3.某復雜反應表現(xiàn)速率常數(shù)k與各基元反應速率常數(shù)間關系為，則表現(xiàn)活化能Ea與各基元反應活化能Ei之間關系為（）

AB

CDB選擇題4.任何化學反應的半衰期與初始濃度[M]0,速率常數(shù)k的關系是()A與k,[M]0均有關系B與[M]0有關,與k無關C與k有關D與[M]0無關,與k有關計算題1.在一恒容均相體系中，某化合物分解50%所經(jīng)過的時間與起始壓力成反比，試推斷其反應級數(shù)。在不同起始壓力和溫度下，測得分解反應的半衰期為

t/(℃)P0/(mmHg)/s7579673601520212計算題1）計算在兩種溫度時的k值，用mol1·dm3·S-1表示。2）反應的活化能Ea3）阿侖尼烏斯公式中的指前因子A（694℃）計算題解：

因與起始壓力成反比，這是二級反應的特點，所以該反應為二級反應。（1）計算題同理，在757℃時計算題計算題（3）計算題2.乙醛的熱分解實驗測得活化能為200.8kJ·mol-1，及速率方程計算題有人提出反應機理為：試推斷上述反應機理是否合理；并求該反應的活化能。計算題解：根據(jù)穩(wěn)態(tài)近似：（1）（3）（2）計算題（2）式+（3）式得：將（4）代入（1）式得：（4）計算題計算題3.下述氣相反應，已知該反應的速率方程為：，在保持恒溫、體積一定的抽真空容器內(nèi)，注入反應物A(g)及B(g)，當700K時，，實驗測得，以總壓力表示的初始速率：計算題（i）推導出與的關系；（ii）計算在上述條件下，以A及B的消耗速率表示的速率系數(shù)及；（iii）計算在上述條件下，氣體A(g)反應掉80%所需時間t；（iv）800K時，測得該反應速率系數(shù)

計算上述反應的活化能。計算題解：（i）由計量方程：

t=0:pA,0pA,00t=t:pA2pApA,0-pA

則時間t時的總壓力為

pt=pA+2pA+(pA,0-pA)=pA,0+2pA

上式對t微分，得因為所以計算題（ii）由，將代入得由計量方程知：所以計算題（iii）因為pA,0:pB,0=1:2,所以反應過程中始終保持pA:pB=1:2,即pB=2pA,于是有：分離變量積分，得以代入得將代入得計算題（iv）由式及于是計算題4.液相反應：反應的動力學方程如下：式中，c(CuCl)是催化劑CuCl的物質的量濃度，在反應過程中保持不變。已知反應的速率系數(shù)與溫度的關系為（i）計算反應的活化能；（ii）計算當催化劑濃度為時，反應溫度為200℃，經(jīng)過120min后，求氯苯的轉化率計算題解：（i）（ii）因c(CuCl)為常數(shù)，以代入反應動力學方程，分離變量積分得當時，代入的關系式，得于是解得計算題5.對亞硝酸根和氧的反應，有人提出反應機理為：

當k2>>k3時，試證明由上述機理推導出的反應的速率方程為：計算題解：得計算題代入前式得當k2>>k3時，計算題6.在水溶液進行的下列反應：由實驗得到的動力學方程為，試為該反應推測一個合理的反應機理。計算題解：推測一個可能的反應機理如下：計算題式（a）、（b）、（c）中的為“平衡常數(shù)”，即假定反應（a）、（b）、（c）為快速平衡，（d）為反應的控制步驟，k4為該步的反應速率系數(shù)，由質量作用定律及平衡態(tài)近似法，可有式中，。所得動力學方程與實驗動力學方程一致，表明該機理可能正確。計算題7.在自然界中某些物理量之間的聯(lián)系均以對數(shù)形式出現(xiàn)，它們有相似之處，如：1.Boltzmann分布（1）式是大氣壓強隨高度等溫變化公式；式中p1、p2表示在高度h1、h2處時氣體的壓強；為氣體的平均摩爾質量；g為重力加速度；R為氣體常數(shù)；T為熱力學溫度。（1）計算題2.Clapeyron-Clausius公式這是液體蒸汽壓隨溫度變化的公式，T2、T1時液體蒸汽壓為p2、p1;為液體的摩爾氣化熱，被近似看作定值，如水的3.Arrhenius公式（3）（2）計算題反應速度常數(shù)隨溫度變化的公式中，T2、T1時反應速度常數(shù)為K2、K1；E為反應活化能，被近似看成定值。4.一級反應速度公式c2、c1表示在時間為t2、t1時反應物的濃度，k為一級反應的速率常數(shù)。（4）計算題

根據(jù)以上知識計算下列問題：已知雞蛋中蛋白的熱變作用為一級反應，反應活化能，于海平面處在沸水中煮熟一個雞蛋需要10min。現(xiàn)有一登山隊員攀登上珠穆朗瑪峰（海拔8848m）后在山頂上用水煮雞蛋，問煮熟一個雞蛋需要多少分鐘？（設：（i）空氣中80.0%為N2，20.0%為O2；（ii）從海平面到山頂氣溫均為298.2K

）計算題解：1.8848m處氣體壓強計算題2.8848m處的沸點代入得：計算題3.在8848m和海平面兩處反應速率之比計算題4.在山頂煮雞蛋所需時間設其始時（t=0）蛋白濃度為C0，則（4）式為：因煮熟雞蛋蛋白濃度相同，即值相同，因此令t1=10min,得t2=70min在海拔8848m山頂上用水煮熟一個雞蛋需70min.電化學習題課一、電解質質溶液1.導電能力的表示方法及計算a.電導b.電導率c.摩爾電導（一）電導相距1m的兩片平行電極間,一摩爾電解質的電導。電化學習題課2.影響導電能力的因素(1)與濃度的關系a.電導率與濃度的關系b.摩爾電導與濃度的關系電化學習題課(2)與離子運動的關系電化學習題課3.電導測定的應用（1）計算弱電解質電離度和平衡常數(shù)（2）測定難溶鹽的溶解度電化學習題課（二）弱電解質的活度和活度系數(shù)1.定義式電化學習題課2.影響活度系數(shù)的因素3.強電解質溶液理論電化學習題課二、可逆電池（一）電池符號，電池表示式電池反應（二）可逆電池熱力學（1）電池電動勢和自由能變化“互譯”電化學習題課（2）Nernst方程（3）（4）電化學習題課（三）電極電勢1、電極電勢2、電極電勢的Nersent方程3、4、液接電勢電化學習題課（四）電池電動勢測定的應用（1）求平衡常數(shù)Ka，Ksp，Kw（2）測pH（3）求熱力學函數(shù)的變化值電化學習題課三、不可逆電極過程（一）極化，超電勢（二）Tafel公式電化學習題課三、電極反應次序1、判斷標準：比較各離子的析出電極2、析出電勢3、應用：a、金屬離子的分離b、共同析出c、pH控制電化學習題課例1、25℃時電池電動勢為1.3660V,水蒸氣和鹽酸蒸氣的壓力分別為24及0.00025mmHg,求可逆反應H2+Cl22HCl(25℃)的平衡常數(shù)。電化學習題課例2、25℃時1atm空氣平衡時的蒸餾水中CO2的濃度為1.682X10-5mol.dm-3,CO2溶于水后僅產(chǎn)生H+和HCO3-,已知碳酸的一級電離常數(shù)是4.7X10-7,