《热力学与统计物理》考试大纲

本课程考试目的是测试学生对“热力学与统计物理”知识的掌握程度。考试分三个层次要求：了解：只要求初步定性认识并了解其含义。

理解：不但能领会，还能解释其含义。

掌握：要求对某些重要概念、物理公式、定理及相关证明、计算作综合运用。

本课程作为全省统考科目，无论正考与补考均采用闭卷考试方式。

汪志诚编《热力学·统计物理》（第三版）所教授内容。

第一章热力学的基本定律

基本概念：平衡态、热力学参量、热平衡定律

温度，三个实验系数（α，β，）转换关系，物态方程、功及其计算，热力学第一定律（数学表述式）热容量（C，C V，C p的概念及定义），理想气体的内能，焦耳定律，绝热过程及特性，热力学第二定律（文字表述、数学表述），可逆过程克劳修斯不等式，热力学基本微分方程表述式，理想气体的熵、熵增加原理及应用。

综合计算：利用实验系数的任意二个求物态方程，熵增（ΔS）的计算。

第二章均匀物质的热力学性质

基本概念：焓（H），自由能F，吉布斯函数G的定义，全微公式，麦克斯韦关系（四个）及应用、能态公式、焓态公式，节流过程的物理性质，焦汤系数定义及热容量（Cp）的关系，绝热膨胀过程及性质，特性函数F、G，空窖辐射场的物态方程，内能、熵，吉布函数的性质。

综合运用：重要热力学关系式的证明，由特性函数F、G求其它热力学函数（如S、U、物态方程）

第三章、第四章单元及多元系的相变理论

该两章主要是掌握物理基本概念：

热动平衡判据（S、F、G判据），单元复相系的平衡条件，多元复相系的平衡条件，多元系的热力学函数及热力学方程，一级相变的特点，吉布斯相律，单相化学反应的化学平衡条件，热力学第三定律标准表述，绝对熵的概念。

第六章近独立粒子的最概然分布

基本概念：能级的简并度，空间，运动状态，代表点，三维自由粒子的空间，德

布罗意关系（），相格，量子态数。

等概率原理，对应于某种分布的玻尔兹曼系统、玻色系统、费米系统的微观态数的计算

公式，最概然分布，玻尔兹曼分布律（）配分函数

　　作为一位不辞辛劳的人民教师，有必要进行细致的教案准备工作，借助教案可以有效提升自己的教学能力。教案要怎么写呢？以下是小编整理的硫酸的教案，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。

　　1.知道工业生产硫酸的基本原理，了解浓硫酸的特性和硫酸的应用以及硫酸生产过程中产生的废气对环境的污染

　　2.认识几种常见的硫酸盐及其用途。

　　3. 了解硫酸的物理性质、硫酸的通性；

　　掌握浓硫酸的特殊性：吸水性、脱水性、强氧化性。

　　掌握浓硫酸的特殊性：强氧化性。

　　一、硫酸的工业制法

　　目前工业：接触法制硫酸

　　（1）接触法制硫酸的生产阶段、典型设备、反应原理、归纳完成下表：

　　三阶段 1.造气 2.接触氧化 3.SO3的吸收

　　（1）硫酸的物理性质

　　纯硫酸是无色油状的液体，沸点高，密度大，能与水以任意比互溶，溶解时放出大量的热。

　　（2）硫酸的化学性质

　　〖注意“水”可以是混合气体中的水蒸气，也可以是结晶水合物中的结晶水！

　　2、脱水性：浓硫酸可以使有机化合物中的H、O元素按H2O的组成从有机物中“脱离”出来，结合成水分子。如：C12H22O11(蔗糖)＝＝12C＋11H2O，所以浓硫酸对有机物有强烈的腐蚀作用。

　　※如果皮肤上不慎沾上浓硫酸，正确的处理方法是 。

　　对比吸水性和脱水性的区别。

　　a冷的浓硫酸使Fe、Al等金属表面生成一层致密的氧化物薄膜而钝化。

　　d 能与其他还原性物质反应

　　名称 俗称和成分 颜色 名称 俗称和成分 颜色

　　（1）制磷肥、氮肥等肥料，也可用于除锈，还可制实验价值较大的硫酸盐等；

　　（2）利用其吸水性，在实验室浓硫酸常用作 剂；

　　（3）利用浓硫酸的高沸点、难挥发性，常用作制取各种挥发性酸，如： 气体；

　　（4）利用其脱水性，常用作脱水剂。

　　【精彩例题】1、用实验验证炭和浓硫酸反应的产物。

　　（1）如按气流由左向右流向，连接上述装置的正确顺序是（填各接口字母）：

　　（2）实验中哪些现象能分别证明产物中有水、二氧化硫和二氧化碳？

　　（3）盛品红试液的试剂瓶为什么要用两次？

　　（4）在浓H2SO4跟木炭、浓H2SO4跟铜的两个反应中，是否利用浓H2SO4的同一性质？

　　1．工业上常用稀硫酸清洗铁表面的锈层，这是利用硫酸的 （ ）

　　A、 强氧化性 B、不挥发性 C、酸性 D、吸水性

　　2．50mL 18mol/L的硫酸中加入足量的铜片并加热，被还原的硫酸的物质的量

　　3．下列关于硫酸性质的描述中，正确的是

　　A、浓H2SO4有氧化性，稀H2SO4无氧化性

　　B、由于浓H2SO4具有脱水性，所以可用做干燥剂

　　C、稀H2SO4与铜不反应，但浓H2SO4在加热条件下可与铜反应

　　D、在受热的情况下浓硫酸也不与铁、铝发生反应

　　4．在下述反应中，浓H2SO4既表出现氧化性，又表现出酸性的是

　　5．下列离子方程式中，不正确的是

　　A、氢氧化铜与硫酸反应：Cu(OH)2＋2H＋＝＝Cu2＋＋2H2O

　　B、铁与稀硫酸反应：2Fe＋6H＋＝＝2Fe3＋＋3H2↑

　　C、氯化钡溶液与硫酸反应：Ba2＋＋SO42―＝＝BaSO4↓

　　D、氧化铜与硫酸反应：CuO＋2H＋＝＝Cu2＋＋H2O

　　6、下列关于亚硫酸、浓硫酸的叙述中，正确的是

　　A、它们都是酸，彼此不发生化学反应

　　B、两种酸中，硫元素都既有氧化性，又有还原性

　　C、两种酸在空气中都很稳定

　　D、按上述顺序，硫元素的氧化性增强，还原性减弱

　　7．向盐酸中加入浓H2SO4时，会有白雾生成，不是导致产生该现象的原因的是（ ）

　　A、浓H2SO4脱水性能 B、浓H2SO4具有吸水性

　　C、盐酸具有挥发性 D、气态溶质的溶解度随度随温度的升高而降低

　　8.通常情况下能共存且能用浓硫酸干燥的气体组是 （ ）

　　9.区别浓H2SO4和稀H2SO4，既简单又可靠的方法是 （ ）

　　A、各取少许溶液分别放入铜片` B、分别与石蕊试液作用

　　C、用玻璃棒各蘸少许液涂在纸上 D、各取少许溶液分别放入铝片

　　10.放在敞口容器中的下列溶液，久置后溶液中该溶质的浓度会变大的是（ ）

　　A 浓硫酸 B 氢氧化钠 C氯水 D氯化钠

　　11．将绿矾晶体加强热，除生成水蒸气以外，还发生如下反应：

　　A、一定产生BaSO4沉淀 B、一定产生BaSO3沉淀

　　C、一定有SO2逸出 D、一定有SO3逸出

　　12、为方便某些化学计算，有人将98％浓硫酸表示成下列形式，其中合理的是

　　13.100g浓度为18mol/L，密度为ρ(g/cm3)的浓硫酸中加入一定量的水稀释成9mol/L的硫酸，则加入水中的体积为

　　14、将三氧化硫溶解在浓硫酸中所得到的混合物被称为“发烟硫酸”，通常以三氧化硫的质量分数表示其组成。今有1LSO3的质量分数为30％的发烟硫酸（密度为1.95g/cm3），要把它稀释成H2SO4的质量分数为95％的浓硫酸，需加水的体积约为（提示：S元素守恒）

　　13.工业制CuSO4时，不是直接用铜跟浓H2SO4在加热条件下反应，而是将铜丝浸入稀H2SO4中，再不断由容器下部吹入细小的空气泡。请从原料的用量以及环境保护的角度说明这样做的好处是① _____________________________________ ，

　　13．（12分）下列实验事实或实验现象，反映了硫酸的哪些性质。

　　（1）在工业上可用铁制槽车或铝制槽车运输浓硫酸

　　（2）浓硫酸与甲酸共热可制备一氧化碳

　　（3）实验室用锌粒和稀H2SO4反应制备氢气

　　22． (1)在硫酸工业生产中，我国采用黄铁矿为原料 生产SO2，反应的化学方程式为： ，该反应在 中进行。

　　(2)为了有利于SO2的转化为SO3，且能充分利用热能，采 用 了多层催化剂间有热交换器的接触室(见右图)。按此密闭体系中气体的流向，则C处流出的气体为 ，A、B、C三处气体的温度由高到低的顺序为 。

　　(3)在吸收塔中用 吸收SO3，从吸收塔上部导出的气体再次通入 ，进行第二次氧化，再进行一次吸收后将尾气中很少的SO2净化回收，以防污染大气。

　　16．向铜片中加入115mL某浓度的硫酸，在加热条件下反应，待铜片全部溶解后，将其溶液稀释到500mL，再加入足量锌粉，使之充分反应，收集到2.24L（标准状况）气体。过滤残留固体，干燥后称量，质量减轻了7.5g。求原硫酸的物质的量浓度

　　1、了解氨的物理性质，掌握氨的化学性质、铵盐的化学性质

　　2、学会铵离子的检验方法

　　3、学会氨气的实验室制取、收集、检验的方法。

　　通过实验的观察和分析，培养观察能力、思维能力和应用化学实验发现学习新知识的能力

　　情感、态度和价值观

　　1、通过新闻报道，培养学生的环保意识。

　　2、不断引导学生发挥主观能动性，自行归纳、整理知识线索，交流学习方法，培养创新精神。

　　氨和铵盐的化学性质,实验室制氨的化学反应原理。

　　20xx年4月20日上午10时，杭州市一制冷车间发生氨气泄露事故，整个厂区是白茫茫一片，寒气逼人，方圆数百米，空气中弥漫着一股浓烈的刺激性气味，进入厂区呼吸都感到困难……

　　1、为什么厂区内会寒气逼人？

　　2、从本则报道中你能总结出氨气的哪些性质？

　　3、如何吸收泄露而弥漫在空气中的氨气？

　　喷泉实验现象及原因：

　　讨论：水不能充满整个烧瓶，原因可能有哪些?

　　思考：CO2 溶于水是1：2能否用水作为吸收剂完成喷泉实验？如果用NaOH溶液能否完成？

　　下列气体和溶液组合能进行喷泉实验吗？若能，水面能上升到满吗？为什么？你能从中得到什么规律？

　　氨水呈弱碱性原因 ：

　　氨水成份：分子： 离子：

　　【实验】用两根玻璃棒分别在浓氨水和浓盐酸里蘸一下，然后将这两根玻璃棒接近（不要接触），观察发生的现象。

　　【思考】浓氨水与浓硝相遇及浓氨水与浓硫酸相遇是否有相同的现象？及用氨水吸收CO2的方程式

　　(2)跟酸的反应：

　　(3) 盐+NH3H2O――碱+盐（两者发生复分解反应）：

　　（2）铵盐受热易分解

　　NH4Cl的分解类似碘的升华，但两者变化的本质是不同的，前者是 变化，后者是 变化

　　在试管中加入少量的NH4Cl固体，再滴加适量的10％NaOH溶液，加热，并将湿润的红色石蕊试纸贴在玻璃棒上靠近试管口。这一实验的反应实质是什么？

　　与氧气反应：4NH3+5O2===4NO+6H2O 放热反应（催化氧化，用于制硝酸

　　文P87最后一段至P88第一段，思考下列问题：

　　1、用上什么试剂制备氨气？如何选择实验装置？

　　2、用什么方法收集NH3？

　　4、NH3的实验室制法

　　根据氨的性质，我们可以归纳出氨的哪些用途呢？

　　［例1］气体X可能有NH3、Cl2、H2S、HBr、CO2中的一种或几种组成，已知X通入AgNO3溶液时产生淡黄色沉淀，该沉淀不溶于稀HNO3溶液，若将X通入澄清石灰水中，却不见沉淀产生，则有关气体X的成份的下列说法正确的是( )

　　①一定含有HBr，可能含有CO2 ②一定不含CO2 ③一定不含NH3、Cl2、H2S ④可能含有Cl2、CO2。

　　（A）只有① （B）只有③ （C）①和③ （D）②和③

　　［例2］关于氨水的叙述中，错误的是（ ）

　　（A）氨水的溶质是NH3H2O

　　（B）氨水可使酚酞指示剂变红

　　（C）氨水中含三种分子和三种离子

　　（D）氨水中溶质的质量分数越大，溶液密度越小

　　［例3］由三种相同体积气体组成的混合气，依次通过足量的下列4种试剂：饱和的碳酸氢钠溶液、浓硫酸、灼热的氧化铜和过氧化钠后，气体体积减小一半（气体体积均在相同条件下测定且温度高于水的沸点），这种混合气体的合理组成是（ ）

　　第四节 硫酸、硝酸和氨检测试题3

　　1：氨气可以做喷泉实验，这是利用 （ ）

　　A、易液化 B、比空气轻 C、极易溶于水 D、与水起反应

　　2：下列离子方程式错误的是 （ ）

　　A、氨气通入稀硫酸 NH3+H＋=NH4＋

　　B、稀烧碱溶液和氯化铵溶液混合 NH4＋+OH-=NH3H2O

　　3：可以在实验室制取氨气的方法是 （ ）

　　A、在浓氨水中加固体NaOH B、混合NH4Cl溶液和NaOH溶液

　　C、加热分解NH4Cl晶体 D、加热消石灰和NH4Cl的固体混合物

　　4：下列实验操作中所用仪器一般要求干燥的是 （ ）

　　A. 配置一定物质的量浓度的溶液时所用的容量瓶

　　B. 用氯化铵和熟石灰混合时所用的试管

　　C. 用氯化钠和浓硫酸反应制氯化氢的烧瓶

　　D. 做喷泉实验用来收集氨气的烧瓶

　　5：下列反应中，NH3既显还原性，又显碱性的是 （ ）

　　6：下列实验操作中所用仪器一般要求干燥的是 （ ）

　　E. 配置一定物质的量浓度的溶液时所用的容量瓶

　　F. 用氯化铵和熟石灰混合时所用的试管

　　G. 用氯化钠和浓硫酸反应制氯化氢的烧瓶

　　H. 做喷泉实验用来收集氨气的烧瓶

　　7：能把Na2SO3、NH4NO3、KCl、(NH4)2SO4四种无色溶液区别开的一种试剂是（必要是可加热）

　　8：鉴别三瓶浓酸：HCl、H2SO4、HNO3可选用的试剂是( )

　　9：在下列反应中，HNO3既能表现氧化性又能表现酸性的是( )

　　10．在下列变化中，吸收能量的是（ ）。

　　（A）氨气液化为液氨 （B）磷与氧气化合成五氧化二磷

　　（C）液氨汽化为氨气 （D）氨在催化剂存在的情况下与氧气反应

　　11：四支试管分别充满O2、NO2、Cl2、NH3四种气体，把它们分别倒立于盛有下列各种液体的水槽中，发生的现象如下图所示，其中充满Cl2的试管是（ ）。

　　12．下列气体不能用H2SO4干燥的是 （ ）

　　13．关于氨的下列叙述中，错误的是 （ ）

　　A．氨易液化，因此可用来作制冷剂

　　B．氨易溶解于水，因此可用来作喷泉实验

　　C．氨极易溶解于水，因此氨水比较稳定（不容易分解）

　　D．氨溶解于水显弱碱性，因此可使酚酞试剂变为红色

　　14．有关氨气的实验较多，下面对这些实验的实验原理的分析中，正确的是 （ ）

　　A．氨气极易溶解于水的性质可以解释氨气的喷泉实验

　　B．氨气的还原性可以解释氨气与氯化氢的反应实验

　　C．铵盐的水溶性大是实验室中用NH4Cl和Ca(OH)2的混合物制取氨气的原因

　　D．NH3H2O的热不稳定性可以解释实验室中用加热氨水的方法制取氨气

　　15．将湿润的红色石蕊试纸放在进行下列实验的试管口，试纸变蓝色的有 （ ）

　　A．加热浓氨水 B．加热NH4Cl固体

　　16：在标况下，1L水溶解了300L氨气，所得氨水密度为0.92g/mL，此氨水中溶质质量分数为 ，物质的量浓度为

　　17：实验室制取氨气通常用的药品是 ，化学方程式 收集氨气的试管口处放一团棉花的 ，要制得干燥的氨气时，使氨气通过 。

　　18：舞台上的幕布与布景多是用浓氯化铵溶液浸泡过而制成，可以防火，其原因是 。

　　19：一瓶澄清的溶液，其中可能含有NH4＋、K＋、Na＋、Mg2＋、Ba2＋、Al3＋、Cl－、I－、NO3－、CO32－、SO42－离子，取该溶液进行以下实验：

　　（1）取pH试纸检验，表明溶液呈酸性。排除__________离子的存在。

　　（2）取出部分溶液，加入少量CCl4及数滴新制氯水，经振荡后CCl4层呈紫色，排除__________离子的`存在。

　　（3）另取部分溶液逐渐加入少量NaOH溶液，使溶液从酸性逐渐变为碱性，在滴加过程中和滴加完毕后，溶液均无沉淀产生，则可排除__________离子的存在。

　　（4）取上述部分碱液加碳酸钠溶液，有白色沉淀产生，证明__________离子的存在，又排除__________离子的存在。

　　（5）将（3）得到的碱性溶液加热，有气体放出，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，根据上述实验事实确定：

　　①该溶液中肯定存在的离子是_______________；

　　20：由二氧化氮、氨、氧气组成的混合气体，在标准状况下占有的体积是22.4L，通过过量的稀硝酸充分吸收后，溶液质量增加了35.8g，气体体积缩小至2.24L（已折算成标准状况）。试通过计算求出原混合气体中各气体的体积分数。

　　18.受热分解,降温

　　分析浓、稀硫酸的物理、化学性质和用途，掌握SO4 2- 的检验方法。

　　浓H2SO4的吸水性、脱水性、强氧化性、酸性和浓H2SO4的工业制法。

　　学生先预习，后师生讨论。

　　一、复习稀硫酸的性质(各写一个化学方程式)

　　①、稀硫酸和酸碱指示剂作用：

　　②、稀硫酸和活泼金属的置换反应：

　　③、稀硫酸和碱性氧化物的中和反应：

　　④、稀硫酸和碱的中和反应：

　　⑤、稀硫酸和某些盐反应生成新盐和新酸：(注：生成物之一必须是不溶的)

　　2、SO42-的检验方法： 。

　　二、硫酸的工业制法介绍

　　工业生产设备： 沸腾炉、氧化室 、吸收塔。

　　三、浓硫酸的特性：

　　⒈ 浓硫酸的物理性质：

　　⒉ 浓硫酸的吸水性：

　　⒊ 浓硫酸的脱水性：

　　⒋ 浓硫酸的强氧化性：

　　分析上述四个反应中化合价的变化，辨认氧化产物、还原产物。

　　⒌ 浓硫酸的酸性：

　　小结：上述反应中怎样辨认氧化性、酸性?

　　四、浓H2SO4使Fe 、Al 、Co 、Ni 等钝化，加热条件下，能继续反应。

　　1、下列各组气体中，能用浓硫酸干燥的是( )

　　2、关于硫化氢气体叙述不正确的是( )

　　A 、 有剧毒 B 、 又臭鸡蛋气味 C 、 可排入大气 D 、是大气污染物

　　3、关于硫的叙述不正确的是( )

　　A、俗称硫磺 B 、不溶于水 C 、 密度比水小 D、易溶于CS2

　　4、为了检验SO2中是否有CO2气体杂质，下列操作正确的是( )

　　A、先通入水中，再通入澄清石灰水中 B、通入品红溶液 C、通入酸性KMnO4溶液，在通入澄清石灰水中 D、通入澄清石灰水中

　　5、发现氧气的科学家是( ) A、拉瓦锡 B、舍勒 C、普利斯特里 D，门捷列夫

　　8某稀酸B与盐A反应，生成无色有刺激性气味的气体C，C可以与NaOH反应生成A，C氧化成D，D溶于水生成B，则A?D的化学式为：A