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《物理化学实验》标准实验报告
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物理化学实验
物理化学实验|燃烧焓的测
&内容简介：
&　　《物理化学实验》标准实验报告　　
粘度法测定高聚物的相对摩尔质量 2　　
凝固点下降法测定摩尔质量 6　　
燃烧焓的测定 9　　
液体饱和蒸汽压的测定 14　　
碳酸钙分解压的测定 17　　
分光光度法测定络合物的稳定常数 22　　
双液系气液平衡相图的绘制 27　　
二组分合金相图的绘制 30　　
电池电动势的测定及其应用 34　　
碳钢在碳酸氢铵溶液中极化曲线的测定 40　　
实验十一 蔗糖水解速率常数的测定 45　　
实验十二 过氧化氢的催化分解 49　　
实验十三 乙酸乙酯皂化反应速率常数测定 55　　
实验十四 胶体电泳速度的测定 59　　
实验十五 溶液表面吸附作用和表面张力的测定 63　　
实验十六 水热法制备纳米SnO2微粉 67
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＞＞＞下列说法中正确的是（）A．反应产物的总焓大于反应物的总焓时，反应..
下列说法中正确的是（　　）A．反应产物的总焓大于反应物的总焓时，反应吸热，△H＜0B．生成物全部化学键形成时所释放的能量大于破坏反应物全部化学键所吸收的能量时，反应为吸热反应C．为了提高煤的利用率，常将煤直接燃烧D．在化学反应过程中，发生物质变化的同时伴随能量变化
题型：单选题难度：中档来源：不详
A．反应产物的总焓大于反应物的总焓时，反应吸热，△H＞0，故A错误；B．生成物全部化学键形成时所释放的能量大于破坏反应物全部化学键所吸收的能量时，反应为放热反应，故B错误；C．为了提高煤的利用率，可将煤气化、液化，燃烧时将煤粉碎，增大表面积，通入足量的氧气，故C错误；D．化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成，化学键断裂吸收能量，形成化学键放出能量，则一定伴随能量的变化，故D正确．故选D．
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据魔方格专家权威分析，试题“下列说法中正确的是（）A．反应产物的总焓大于反应物的总焓时，反应..”主要考查你对&&焓变、反应热，影响化学反应速率的因素&&等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：
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焓变、反应热影响化学反应速率的因素
反应热，焓变：化学能可以转化为热能、电能和光能等，化学反应中的能量变化，通常主要表现为热量的变化。 1．定义：在化学反应过程中，当生成物和反应物具有相同温度时所放出或吸收的热量，通常叫做化学反应的反应热。在恒温、恒压条件下，化学反应过程中吸收或放出的热量称为反应的焓变。 2．符号：△Ⅳ 3．单位：kJ·mol-1 4．产生原因：化学反应过程中旧键断裂吸收的总能量与新键形成释放的总能量不相等，故化学反应均伴随着能量变化——吸热或放热。 5．表示方法：放热反应的△H&0，吸热反应的△H&0.影响化学反应速率的因素：1．内因：参加反应的物质的结构及性质。 2．外因：主要是指浓度、温度、压强和催化剂，另外还有光、超声波、激光、搅拌、固体表面积、形成原电池等。 (1)浓度：其他条件相同时，增大反应物浓度，化学反应速率增大；减小反应物浓度，化学反应速率减小。在一定温度下，同体、纯液体的浓度视为定值，如C与CO2的反应、Na与H2O的反应中，C的量和Na、H2O 的量减少并不意味着其“浓度”减小，即不冈其量的增减而影响反应速率，但会因固体表面积的变化而改变反应速率。 (2)温度：其他条件相同时，升高温度，可以加快反应速率，实验测得，温度每升高10℃，化学反应速率通常增大到原来的2～4倍。 经验公式为(3)压强：对于气体反应，当温度不变时，增大压强可以加快反应速率。对于气体反应体系，压强改变时有以下几种情况：&(4)催化剂：催化剂是能改变化学反应速率但在反应前后本身的质量和化学性质都不变的物质。对于某些化学反应，使用正催化剂能显著加快化学反应速率。 (5)其他因素：增大同体的表面积(如将块状改为粉末状)，可增大反应速率；光照一般也可增大某些反应的速率；形成原电池可以加快反应速率；此外，超声波、放射线、电磁波等因素也能影响反应速率。 3．外因对化学反应速率影响的微观解释
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328446382465354781344892246235326892焓的物理意义的研究_中华文本库
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科技信息○高校讲台○ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ２００７年第２８期
焓的物理意义的研究
马永梅周伟
（淮阴工学院生化学院化工系江苏
２２３００３）
摘要】物理化学中焓是一个重要的物理量，各种教材中均讲它没有明确的物理意义，对于初学物理化学的同学来说，对焓的理解存在一【
定的难度。通过分析焓变的物理意义提出焓具有明确的物理意义，丰富了焓的内涵，对学习物理化学的同学透彻理解这个概念和恒压反应热与焓变的关系很有帮助。
关键词】焓；物理化学；
物理意义【
物理化学中有许多抽象、深奥的内容，因此众多学生将《物理化学》教材视为天书。作者认为物理化学教学工作者应致力于将物理化学内容易懂化的研究。物理化学中焓是一个重要的物理参量，但其物理意义却是不够清楚的，在此基础上，尽管焓变有明确的物理意义，比
理论太抽象，难以捉摸。试想焓本身重要，初学者会感到这部分概念、
一下，如果焓没有特定的物理意义，焓变怎么会有明确的物理意义呢？本文通过分析焓变的物理意义提出焓具有明确的物理意义，丰富了焓的内涵，可使学生深刻地认识焓，更好地理解焓变，使物理化学中的相关内容具体化和易懂化。
积功的封闭体系中，焓应该有相应的明确的物理意义，即焓是内能与压力势能之和。根据王伯年的论点，只要压力场是定常的，即!ｐ＝０，
著名学者对焓的物理意义的论点可分为两大类：一是认为焓没有特定的物理意义，另一是确认焓是有物理意义的。后者又可分为三种：焓是无条件具有特定的物理意义的；焓仅在特定的体系或过程中才具有特定的物理意义；焓的物理意义还需要把体系之外的外界的特定能
量考虑进去才能阐明清楚［１～。
中写到：“本质上参量焓?ＦＨａｕｎｇ在《ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｓ》
的意义纯粹是为了运算上的方便，它之提出，完全是作为一种方便的手段，把在热力学方程中反复共同出现的几个热力特性参量合并一
［１］起”。这种认为焓没有特定物理意义的论点，无视焓变具有明确的物理意义。如果焓没有特定的物理意义，焓变是不可能有明确的物理意义的。
焓可以看作是气体的能量，即气体的雅氏工程热力学》中写到：“《
内能和压力势能之和”。这种焓是无条件具有特定的物理意义的论点，没有对赋予ｐＶ以压力势能概念的条件进行说明，表述较笼统。
王伯年从热力学第一定律出发，明确地提出，只要压力场是定常的，即!ｐ＝０，就可以赋予ｐＶ以压力势能的概念，因而在此条件下，焓
就是内能与压力势能之和。王伯年从外力场的作功与体系势能的关系，以及流场中的介质对微元体系的作功量两方面对上述结论予以阐明［１］。王伯年的论点，能提供出定量的证明，但因其仅仅针对压力场是定常的情况，不能被普遍推广。作者对王伯年的论点加以发展，通过分析焓变的物理意义，对体系经历等压过程与非等压过程时焓的物理意义分别加以阐明。
焓就是内能与压力势能之和；在化学热力学中，通常是研究宏观静止
离的体系，无整体运动，并且一般没有特殊的外力场存在（如电磁场、
心力场等），因此恒压只做体积功的封闭体系中，只考察内能与压力势
在恒压只做体积功的封闭体系中，体系吸收的热量全能。如此说来，“
部用于增加体系的焓”这句话就很容易理解了。
在只做体积功的封闭体系中，体系吸收的热量全部用于增加体系的焓，该结论也适用于等压过程。体系始态和终态处于压力为ｐ体系的环境压力场中，可以赋予ｐＶ以压力势能的概念。相应地，在等压只做体积功的封闭体系中，体系始态和终态的焓都是内能与压力为ｐ体
在等压系（体系的压力）的环境压力场下的压力势能之和。这样来看，“
只做体积功的封闭体系中，体系吸收的热量全部用于增加体系的焓”这句话也较容易理解，而其推导过程同式（３）～式（６）。
没有“只做体积功”这一条件，在等压的封闭体系中，体系始态和终态处于压力为ｐ体系的环境压力场中，ｐＶ可被给予压力势能的概念，体系始态和终态的焓也都是内能与压力为ｐ体系的环境压力场下的压力势能之和，但△Ｈ与Ｑｐ不一定相等。
焓这个概念正是因为封闭体系在只做体积功的等压过程中Ｑｐ＝Ｈ１－Ｈ２＝△Ｈ才被提出来的，大多数化学反应是在恒压下进行的，式（６）在实际中应用很广，上述讨论对大家透彻理解焓这个概念和式（６）很有帮助。
２．２体系经历非等压过程一般学者认为：
只有封闭体系在不做非体积功的等压过程中才有△Ｈ＝Ｑ或ｄＨ＝δＱ。如果不满足这些条件，当一个过程发生后，虽然△Ｈ或ｄＨ仍然存在，但它与Ｑ或δＱ不一定相等，△Ｈ也无特殊意义，只表示（Ｕ２＋ｐ２Ｖ２）
－（Ｕ１＋ｐ１Ｖ１）之差。
许多人对非等压过程封闭体系的△Ｈ进行了广泛的研究，作者认为非等压过程封闭体系的△Ｈ是有一定意义的。
假设一个封闭体系经历了图１所示的三个过程，过程１和过程３为等压过程，过程２为非等压过程。
２．焓的物理意义
２．１体系经历等压过程
恒压只做体积功的过程中，ｐ环＝ｐ２＝ｐ１＝ｐ，由热力学第一定律得（３）△Ｕ＝Ｑｐ－ｐ△Ｖ
式中，Ｕ：体系的内能；ｐ：体系的压力；Ｖ：体系的体积。所以Ｑｐ＝△Ｕ＋ｐ△Ｖ＝Ｕ２－Ｕ１＋ｐ（Ｖ２－Ｖ１）
（４）＝（Ｕ２＋ｐ２Ｖ２）－（Ｕ１＋ｐ１Ｖ１）
热力学中，焓Ｈ被定义为：
（５）Ｈ＝Ｕ＋ｐＶ
Ｕ、ｐ、Ｖ都是状态函数，由它们组合而成的焓Ｈ也是状态函数。如果将焓理解为体系的内能加体系的体积与压力之乘积的和，焓的物理意义不十分明显［４，５，６，７，８，９，１０］。
由式（４）和式（５）可得：
（６）Ｑｐ＝Ｈ２－Ｈ１＝△Ｈ
式（６）有很明确的物理意义，即在恒压只做体积功的封闭体系中，体系吸收的热量全部用于增加体系的焓［４，５，６，７，８，９，１０］。实际上正是因为式（４）～（６）才引入了焓的概念，针对焓变明确的物理意义，在恒压只做体
体系变化过程图
如果单独考虑过程２，△Ｈ无特殊意义，但将图１所示的三个过程
综合起来考虑，过程２中△Ｈ与Ｑ不一定相等，但Ｈ２变化为Ｈ３以后，过程３的始态状态３的焓就确定了，从而决定过程３中△Ｈ＝Ｈ４－Ｈ３值。推广到一般，非等压过程的△Ｈ的实际意义是：它决定该过程终态焓，也就是下一个过程的始态焓。Ｈ１～状态４体系的Ｈ４分别是状态１～
前面的讨论都内能与压力为ｐ体系的环境压力场下的压力势能之和。
针对封闭体系，封闭体系与开口体系仅是人们求解问题时所采用的不同研究方式，显然不应影响到事物的物理性质［１］。焓的物理意义始终体现在：一个体系处于某个确定的状态时，焓是内能与压力为ｐ体系的环境压力场下的压力势能之和。
焓是状态函数，一个体系处于某个确定的状态，无论该体系下面经历一个怎样的过程，都不影响该体系在此状态下的焓的量与物理意
终态有关以外，还与体系义。焓变不是状态函数，除了与体系的始态、
状态变化的具体途径有关。正因为ｐＶ是体系处于压（下转第１７４页）
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其关系式如下：& & H和H*分别为气体在和零压下的焓值；Tc为气体的；Tr和pr分别为气体的和对比压力；Z为压缩因子。经过适当的数学处理，上式以(H-H*)/RTc为Tr和pr的作图，可用于求取气体和蒸气的修正焓值。此图常见于化工手册和专著。
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