習題課徐華生物電子學國家重點實驗室（1）熱力學第一定律的數學表達式熱力學第一定律內能：狀態函數熱、功：過程函數第一類永動機是不可能存在的熱用符號Q表示系統吸熱，Q＞0系統放熱，Q＜0功用符號W表示系統對環境作功，W＜0環境對系統作功，W＞0（a）氣體向真空膨脹W=0（b）氣體在恒定外壓的情況下膨脹（c）在整個膨脹過程中，始終保持外壓比氣體壓力p只差無限小的數值。（2）體積功(3)定容及定壓下的熱定容熱定壓熱焓

H=U+pV（4）理想氣體的內能和焓對理想氣體的定溫過程

ΔU=0ΔH=0定容熱容定壓熱容：（6）蓋斯定律一個化學反應不論是一步完成還是分成幾步完成，其熱效應總是相同的。定容定壓（5）實際氣體的節流膨脹恒焓過程焦耳-湯姆遜系數:恒焓過程中氣體溫度隨壓力的變化率P16-17例題/習題熱力學第二定律（1）熱力學第二定律第二類永動機是不可能存在的功可自發地全部變為熱，但熱不可能全部轉變為功而不引起任何其它變化熱力學第二定律的數學表達式——克勞修斯不等式在熱力學上可以作為變化方向與限度的判據。“>”

號為不可逆過程“=”

號為可逆過程（1）定溫過程的熵變理想氣體：(2)定壓變溫過程的熵變（4）相變化的熵變在定溫定壓下兩相平衡時所發生的相變過程屬于可逆過程。(3)定容變溫過程的熵變等溫下氣體混合過程中的熵變。設在恒溫273K時，將一個22.4L的盒子用隔板從中間隔開。一方放0.5molO2，另一方放0.5molN2，抽去隔板后，兩種氣體均勻混合。試求過程中的熵變。VA=11.2LVB=11.2LO2N2解在90℃、p0下，1mol水蒸發成等溫等壓下的水蒸氣，求此過程的ΔS，并判斷此過程是否可能發生。已知90℃時水的飽和蒸氣壓為7.012×104Pa，90℃時的可逆汽化熱為41．10kJ·mol-1，100℃時可逆汽化熱為40.67kJ·mol-1，液態水和氣態水的定壓摩爾熱容分別為75.30J·K-1·mol-1和33.58J·K-1·mol-1。（水蒸氣可視為理想氣體）等壓變溫可逆過程解化學勢偏摩爾量的定義式自發過程平衡化學勢（1）（2）（3）化學勢在多相及化學平衡中的應用多組分系統多相平衡的條件：溫度，壓力，化學勢化學平衡的條件正向反應自發進行逆向反應自發進行拉烏爾定律亨利定律不揮發性溶質理想稀溶液的依數性蒸氣壓降低、沸點升高、凝固點降低、滲透壓（5）（6）（7）理想液態混合物中物質的化學勢理想稀溶液中物質的化學勢純組分理想氣體的化學勢（4）化學平衡標準平衡常數范特霍夫等溫方程（3）反應的和標準平衡常數的求算***(a)通過測定反應的標準平衡常數來計算；（P118例題2）(b)用己知反應的計算所研究反應的(c)通過反應的和,用公式（P118例題3）

(d)通過電池的標準電動勢來計算；（P118例題3）K

=2.44×105

有人想用甲烷和苯蒸氣的混合物來制取甲苯,反應為:CH4(g)+C6H6(g)=C6H5CH3(g)+H2(g)

求500K及標準壓力下的fGm

及K

已知500K時CH4,C6H6,C6H5CH3的fGm分別為－3.68kJ·mol1,161.92kJ·mol1,172.38kJ·mol1.rGm

={172.38－(－33.68)－161.92}kJ·mol1=44.14kJ·mol1lnK

=－rGm/RT=－10.62標準平衡常數；（1）與方程式寫法有關（2）溫度對平衡常數的影響（3）壓力及惰性氣體的影響p125多相平衡相律是相平衡體系中揭示相數

，獨立組分數K和自由度f之間關系的規律利用相律求算自由度***例試說明下列平衡系統的自由度（1）25℃及標準壓力下，NaCl（s）與其水溶液平衡共存；（2）I2（s）與I2（g）呈平衡；（3）開始時用任意量的HCl（g）和NH3（g）組成的系統中，反應

HCl（g）+NH3（g）=NH4Cl(s)達到平衡。解：（1）K=2，=2

f=K-=0

（2）K=1，=2

f=K-+2=1

（3）S=3，R=1，R’=0，K=S-R-R’=2，=2

f=K-+2=2

P147習題***水的相圖：三個單相面，三條兩相平衡線，一個三相點單相面：

f=

兩相平衡：f=三相平衡：f=3-=

3-1=23-=

3-2=13-=

3-3=0根據相圖，指出系統發生的變化X到Y系統的變化

f=K-+2=1-+2=3-單組分系統二組分系統二組分系統最多可有4相共存達到平衡；最多可以有3個自由度：溫度，壓力和濃度。液相區氣相區兩相平衡區物系點：o相點：b，b‘組成為x1的溶液加熱，系統發生的變化杠桿規則“以物系點為分界，將兩個相點的結線分為兩個線段。一相的量乘以本側線段長度，等于另一相的量乘以另一側線段的長度。”電化學（1）電導、電導率和摩爾電導率V=IRρ為電阻率溶液的電阻R與兩電極間的距離l成正比，與浸入溶液的電極面積A成反比電導電導率摩爾電導率：在相距為1m的兩個平行板電極之間充入含1mol電解質的溶液時所具有的電導

電池表示法及與電池反應的“互譯”左邊為負極，起氧化作用；右邊為正極，起還原作用。“|”表示相界面，有電勢差存在。“||”表示鹽橋。要注明溫度，不注明就是298.15K；要注明物態，氣體要注明壓力；溶液要注明濃度。將一個化學反應設計成電池，必須抓住三個環節：確定電解質溶液確定電極復核反應(Pt)H2(g,p0)|HCl(m)|AgCl-Ag(s)寫出下列電池所對應的化學反應左負極右正極電池反應將下列化學反應式設計成電池：Zn(s)+Cd2+→Zn2++Cd(s)解該反應中Zn被氧化成Zn2+，Cd2+被還原成Cd，因此Zn極為負，Cd極為正設計電池為Zn(s)∣Zn2+∣Cd2+

∣Cd(s)復核左負極Zn-2e-→Zn2+

右正極Cd2++2e-→CdZn(s)+Cd2+→Zn2++Cd(s)電池反應書上P327習題電極電勢及電池電動勢的應用（1）判斷反應趨勢p259（2）求化學反應的平衡常數電極電勢較低的金屬能從容易中置換出電極電勢較高的金屬p260表面現象拉普拉斯公式開爾文公式毛細管現象凸液面：p'=p+Δp凹液面：

p'=p-Δp液泡：Δp=4σ/r1.人工降雨的原理2.液體加熱時加入沸石，可避免暴沸p289接觸角液體的潤濕和鋪展潤濕不潤濕完全潤濕00=q0180=q完全不潤濕解釋鋤地保墑的原理p291氣固吸附“物理吸附”“化學吸附”朗格繆爾單分子層吸附BET多分子層吸附吸附力不同BET公式可用于測定和計算固體吸附劑的比表面積。溶液的表面吸附表面活性劑作用：潤濕、增溶、乳化表面膜及LB膜：P305溶膠的光學、力學、電性質分散系統（1）溶膠的光學性質

——

丁達爾效應

光的散射（2）溶膠的力學性質——布朗運動、擴散、沉降及沉降平衡（3）溶膠的電性質

——

電泳電滲

電泳：在電場作用下，固體的分散相粒子在液體介質中作定向移動。蛋白、核酸分離

電滲：在電場作用下，固體的分散相粒子不動，而液體介質發生定向移動。

水的凈化

溶膠粒子帶電的原因

吸附法揚斯規則：與溶膠粒子有相同化學元素的粒子優先被吸附。

用KI和AgNO3制備AgI溶膠，（1）試分別寫出KI或AgNO3過量的膠團的結構式，并注明膠核、膠粒和膠團.