浙大遠程物理化學離線必做作業(yè)

1、浙江大學遠程教育學院物理化學課程作業(yè)（必做）姓名：學號：年級：學習中心：第一章熱力學第一定律一、填空題1. 系統(tǒng)的性質(zhì)分為廣度性質(zhì)和_強度性質(zhì)_。2. 熱力學第一定律的數(shù)學表達式是quW。3. U=Qv的適用條件是封閉系統(tǒng)中等容非體積功為零。4. O2(g)的的標準摩爾燃燒焓等于零（填“小于”、“大于”或“等于” ）。二、簡答題1. 什么是系統(tǒng)？什么是環(huán)境？答：將一部分物質(zhì)從其他部分中劃分出來，作為研究對象，這一部分物質(zhì)就稱為系統(tǒng)；系統(tǒng)之外與系統(tǒng)密切相關(guān)的部分稱為環(huán)境。2. 什么是等壓過程？什么是可逆過程？答: 等壓過程是在環(huán)境壓力恒定下，系統(tǒng)始，終態(tài)壓力相同且等于環(huán)境壓力的過程。某系統(tǒng)經(jīng)過一

2、過程由狀態(tài)1變?yōu)闋顟B(tài)2之后，如果能使系統(tǒng)和環(huán)境都完全復(fù)原，則該過程稱為可逆過程。3. 什么是熱力學第一定律？答：自然界的一切物質(zhì)都具有能量，能量有多咱不同的形式，能量可以從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，能量的總量在轉(zhuǎn)化過程中保持不變。 4. 什么是標準摩爾生成焓？什么是標準摩爾燃燒焓？答：在標準壓力和指定溫度下，由最穩(wěn)定的單質(zhì)生成1mol物質(zhì)的焓變，稱為該物質(zhì)的標準摩爾生成焓。在標準壓力和指定溫度下，1mol物質(zhì)完全燃燒的焓變，稱為該物質(zhì)的標準摩爾燃燒焓。三、計算題1. 1 mol單原子理想氣體在298K時，在恒定外壓為終態(tài)壓力下從15.00dm3等溫膨脹到40.00 dm3，求該過程的Q、W、U

3、和H。UHnRT/V=(1*8.31*298)/(40/1000)=61.94KPaW=-61.94*(40-15)=-1548.5JQ=-W=1548.5J2. 1 mol水在100、101.3kPa 下蒸發(fā)為水蒸氣，吸熱40.7kJ，求該過程的答：Q40.7KjW=-3.10kJU=37.6KjH=40.7kJ3. 已知298.2K時，NaCl(s)、H2SO4(l)、Na2SO4 (s)和HCl(g)的標準摩爾生成焓分別為-411、-811.3、-1383和-92.3 kJ·mol-1，求下列反應(yīng)的和2NaCl(s) + H2SO4(l) = Na2SO4(s) + 2HCl(

4、g)答：2NaCl(s)+H2SO4(1)=Na2SO4(s)+2HCl(g)rHme=(H)產(chǎn)物(H)反應(yīng)物（138392.3*）-(-411*2-811.3)=65.7KJ/mol4. 已知298.2K時，C（石墨）、H2（g）和C2H6（g）的標準摩爾燃燒焓分別為-393.5 kJ·mol-1、-285.8 kJ·mol-1和-1559.8 kJ·mol-1。計算下列反應(yīng)的和：2C（石墨） + 3H2（g） C2H6（g）答：84.6kJ/mol=-79.6kJ/mol第二章熱力學第二定律一、填空題1. 理想氣體的卡諾循環(huán)由等溫可逆膨脹、絕熱可逆膨脹、等溫可

5、逆壓縮和絕熱可逆壓縮所組成。2. 工作在高溫熱源373K與低溫熱源298K之間的卡諾熱機的效率為0.2。3. 1mol 100，100kPa液態(tài)水的吉布斯能大于1mol 100，100kPa氣態(tài)水的吉布斯能（填“小于”、“大于”或“等于” ）4. 吉布斯能判據(jù)的適用條件是封閉系統(tǒng)等溫等壓和非體積功為零的過程。二、簡答題1. 什么是自發(fā)過程？什么是熱力學第二定律？答：自發(fā)過程是指一定條件下，不需任何外力介入就能自動發(fā)生的過程。熱力學第二定律是指熱量由低溫物體傳給高溫物體而不引起其他變化，是不可能的。2. 空調(diào)可以把熱從低溫熱源傳遞到高溫熱源，這是否與熱力學第二定律矛盾？為什么？答：不矛盾。熱力學

6、第二定律指出不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體，而不引起其它變化，而空調(diào)在制冷時，環(huán)境作了電功,同時得到了熱，所以環(huán)境發(fā)生了變化。3. 熵的物理意義是什么？如何用熵判據(jù)判斷過程的方向？答：熵是系統(tǒng)混亂程度的度量，孤立系統(tǒng)的熵值永遠不會減少，孤立系統(tǒng)杜絕了一切人為控制則可用熵增原理來判別過程的自發(fā)方向。孤立系統(tǒng)中使熵值增大的過程是自發(fā)過程也是不可逆過程；使系統(tǒng)的熵值保持不變的過程是可逆過程，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，孤立系統(tǒng)中不可能發(fā)生使熵值變小的任何過程。4. 什么是熱力學第三定律？什么是標準摩爾熵？答：熱力學第三定律是在絕對零度，任何純物質(zhì)完整結(jié)晶的熵等于零。標準摩爾熵是根據(jù)熱力學第三定律得到的一摩爾

7、物質(zhì)在標準壓力，指定溫度時的熵。三、計算題1. 1mol 300.2K、200kPa的理想氣體在恒定外壓100kPa下等溫膨脹到100kPa。求該過程的S、F和G。答：S5.76J/KF=-1730JG=-1730J2. 0.50 kg 343K 的水與0.10 kg 303K 的水混合，已知水的Cp,m=75.29J/( mol·K)，求系統(tǒng)的熵變和環(huán)境的熵變。答：0.5*75.29*（343T）0.1*75.29*（T303）T336.33S=Cp,m (T/T0)+Cp,m (T/T1)=2.091J·K-1S環(huán)03. 在298K和標準狀態(tài)下，已知金剛石的標準摩爾生成

8、焓為1.90 kJ·mol-1，金剛石和石墨的標準摩爾熵分別為2.38 J·mol-1·K-1和5.74J·mol-1·K-1，求石墨金剛石的，并說明在此條件下，哪種晶型更加穩(wěn)定？答：2901J/mol在此條件下，石墨更穩(wěn)定。4. 在25和標準狀態(tài)下，已知CaCO3(s)、CaO(s)和CO2(g) 的標準摩爾生成焓分別為-1206.92 kJ·mol-1、-635.09kJ·mol-1和-393.51 kJ·mol-1，標準摩爾熵分別為92.9 J·mol-1·K-1、39.75 J·

9、;mol-1·K-1和213.74J·mol-1·K-1，求：CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的。答：rH=-635.09+（-393.51）-（-1206.92）=178.32 kJ·mol-1rSm=213.74+39.75-92.9=160.59 J·mol-1·K-1 rGm=rH-TrSm=178.32*1000-（273+25）*160.59=130464 J·mol-1=130.46 kJ·mol-1第三章多組分系統(tǒng)熱力學一、 填空題1. 在蔗糖飽和溶液中，蔗糖晶體的化學勢等于溶液中蔗糖的

10、化學勢（填“大于”、“小于”或“等于”）。2. 已知水的正常凝固點為273.15K，凝固點降低常數(shù)kf=1.86K·kg·mol-1，測得0.1000 kg水中含0.0045 kg某非揮發(fā)性有機物溶液的凝固點為272.68K。該有機物的摩爾質(zhì)量為0.178kg.mol-1。二、 簡答題1. 什么是混合物？什么是溶液？答：混合物是指任何組分可按同樣的方法來處理的均相系統(tǒng)。溶液是指各組分不能用同樣的方法來處理的均相系統(tǒng)。2. 0.01mol/kg 葡萄糖水溶液與0.01mol/kg 食鹽水溶液的蒸氣壓相同嗎？為什么？答：0.01mol/kg葡萄糖水溶液與0.01mol/kg 食

11、鹽水溶液的蒸氣壓不同。雖然兩者都是稀溶液且質(zhì)量摩爾濃度相同，但食鹽水溶液中的NaCl是強電解質(zhì)，電離為Na+和Cl-,溶質(zhì)分子數(shù)（離子數(shù)）遠大于相同質(zhì)量摩爾濃度的葡萄糖水溶液中的溶質(zhì)分子數(shù)（離子數(shù)），因此，0.01mol/kg葡萄糖水溶液大于0.01mol/kg 食鹽水溶液的蒸氣壓。三、 計算題1. 已知人的血漿凝固點為 -0.5，水的凝固點降低常數(shù)kf=1.86 K·mol-1·kg，求（血漿密度近似等于水的密度，為1.00×103 kg·m-3）。答：37時血漿的滲透壓為6.932*105Pa。2.已知在288K和101.3kPa時，乙醇的質(zhì)量分數(shù)為

12、0.56的乙醇水溶液的乙醇偏摩爾體積為56.58×10-6 m3/mol，水偏摩爾體積為17.11×10-6 m3/mol，求1.000 kg該溶液的體積。答：1.000 kg該溶液的體積為1.107*10-3m3。第四章化學平衡一、 判斷題（正確打，錯誤打×）1.某化學反應(yīng)的，在等溫等壓不做非體積功的條件下，該反應(yīng)將自發(fā)進行。×二、選擇題1. 已知反應(yīng)N2+3H2= 2NH3的標準平衡常數(shù)為，經(jīng)驗平衡常數(shù)為，兩者的關(guān)系為。DA B C D2. 已知反應(yīng)N2+3H2= 2NH3的標準平衡常數(shù)為，反應(yīng)的標準平衡常數(shù)為，兩者的關(guān)系為。DA B C D3. 1

13、000K 時反應(yīng)Fe(s) + CO2(g) FeO(s) + CO(g) 的，當氣相中CO2和CO的摩爾數(shù)之比為6535時，則B。AFe不會被氧化 BFe將被氧化C正好達化學平衡 D難于判斷其進行方向4. 當壓力增大時，反應(yīng) NH4Cl (s) = NH3(g) + HCl (g)的。BA增大 B不變 C減小 D不確定5. 反應(yīng)O2+2H2= 2H2O的與反應(yīng)的的關(guān)系為。BA. BC D三、填空題1. 445時，Ag2O（s）分解壓力為20974kPa，該分解反應(yīng)Ag2O(s) = 2Ag(s)+½O2（g）的= -15.92 kJ·mol-1。2. 當反應(yīng) PCl5(g

14、) = PCl3(g) + Cl2(g) 達平衡時，加入惰性氣體，但維持系統(tǒng)總壓力不變，向右平衡移動。四、 簡答題1. 化學反應(yīng)CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)必須在高溫下進行，請用熱力學原理解釋之。答：化學反應(yīng)CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) 是吸熱反應(yīng)，提高反應(yīng)溫度可以增大平衡常數(shù)，有利于反應(yīng)正向進行。2. 乙苯脫氫生成苯乙烯 C6H5C2H5（g） C6H5CH=CH2（g）+ H2（g）是吸熱反應(yīng)，通入過熱水蒸氣（不參加反應(yīng)）可以提高苯乙烯產(chǎn)率，為什么？答：乙苯脫氫生成苯乙烯是吸熱反應(yīng)，提高反應(yīng)溫度有利；該反應(yīng)也是增加體積的反應(yīng)，減少壓力有利。通過通入過熱水蒸汽

15、即可提供熱量，維護較高的反應(yīng)溫度，同時還由于水蒸汽不參加反應(yīng)，起稀釋作用，與減少壓力效果等同。五、 計算題1. 已知Ag2CO3（s）在298.2K時的分解反應(yīng) Ag2CO3（s）Ag2O（s）CO2（g）的，求：（1）標準平衡常數(shù)；（2）若大氣中含0.1%的CO2（體積），298.2K時Ag2CO3在大氣中能否自動分解？答：（1）rGme=-RTlnKe=-8.314*298.2*lnKe=12890inKe=-5.2 Ke=5.521*10-3(2)能自動分解。2. 已知25時下列反應(yīng)的標準摩爾生成焓和標準熵如下：CH3OH(g) = HCHO(g) + H2(g) (kJ·mo

16、l-1) -201.25 -115.9 (J·mol-1·K-1) 237.6 220.1 130.59求：（1）該反應(yīng)的、和；答：85.35kj·mol-1=113.09J·mol-1·K-1=51.63KJ·mol-1（2）該反應(yīng)的標準平衡常數(shù)答：9.032*1010第五章相平衡一、填空題1. 在常壓下，NH4SO4水溶液與NH4SO4 (s)達到平衡，則相數(shù)=2；自由度f=1。2. 系統(tǒng)的溫度、壓力及總組成在相圖中的狀態(tài)點稱為物系點。二、簡答題1. 什么是最低恒沸混合物？什么是最低恒沸點？答：在恒溫相圖和恒壓相圖的最低點處氣相線

17、與液相線相切，表示該點氣相組成等于液相組成，這時的混合物叫最低恒沸混合物。其沸點稱為最低恒沸點。2.液體的飽和蒸氣壓越高，沸點就越低；而由克勞修斯克拉珀龍方程表明，液體溫度越高，飽和蒸氣壓愈大。兩者是否矛盾？為什么？答：兩者并不矛盾。因為沸點是指液體的飽和蒸氣壓等于外壓時對應(yīng)的溫度。在相同溫度下，不同液體的飽和蒸氣壓一般不同，飽和蒸氣壓高的液體，其飽和蒸氣壓等于外壓時，需的溫度較低，故沸點較低；克勞修斯克拉珀龍方程是用于計算同一液體在不同溫度下的飽和蒸氣壓的，溫度越高，液體越易蒸發(fā)，故飽和蒸氣壓越大。三、計算題1. 水和乙酸乙酯部分互溶。310.7K液-液二相平衡時，其中一相含6.75%乙酸乙

18、酯，另一相含3.79%水（質(zhì)量百分濃度）。已知該溫度時的純乙酸乙酯蒸氣壓是22.13kPa，純水蒸氣壓是6.40kPa。求：（1）乙酸乙酯的分壓。（2）水蒸氣的分壓（3）總蒸氣壓答：(1)乙酸乙酯的分壓為18.57kpa;(2) 水蒸氣的分壓為6.31kpa;(3) 總蒸氣壓為24.88 kpa。2. 以下是對硝基氯苯和鄰硝基氯苯在常壓下的固液平衡相圖。0102030405060708090020406080100對硝基氯苯w/w%t·a當70g對硝基氯苯和30g鄰硝基氯苯高溫熔化后再冷卻至50.10時（即相圖中的點a，液相組成為：對硝基氯苯重量百分含量為60.18），每個相的重量多

19、少？答：根據(jù)杠桿規(guī)則：Na/n1=(70-60.18)/(100-70)=9.82/30na=(70+30)*9.28/(30+9.82)=24.66gn1=(70+30)*30 /(30+9.82)=75.34g第六章電化學一、選擇題1.公式適用于。CA任何電解質(zhì)溶液 B電解質(zhì)稀溶液C 強電解質(zhì)稀溶液 D弱電解質(zhì)稀溶液2.質(zhì)量摩爾濃度為m的K3PO4溶液，=。 DA. B. C. D. 3.PtH2 (p1)H2SO4 (m)O2 (p2)Pt的電池反應(yīng)可寫成： H2 (g) + ½O2 (g) = H2O (l)或 2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O (l)相應(yīng)的標準

20、電動勢和化學反應(yīng)標準平衡常數(shù)分別用E1、E2、K1和K2表示，則。DAE1= E2、K1= K2 BE1E2、K1K2CE1E2、K1= K2DE1= E2、K1K2三、填空題1. 已知H+ 和SO42- 的無限稀釋摩爾電導率分別為 S·m2·mol-1和S·m2·mol-1，則H2SO4的8.5924*10-4S·m2·mol-1。2. 0.002mol·kg-1的Na2SO4溶液的離子強度I=0.006，離子平均活度系數(shù)±=0.8340。3. Ag，KCl(a1)AgNO3(a2)Ag的電池反應(yīng)方程式是Cl-(

21、a1) +Ag+(a2)= AgCl(s)。4. 公式G= -zFE的使用條件是封閉系統(tǒng)中等溫、等壓、非體積功只有電功的可逆過程。四、簡答題1. 什么是電導率？什么是摩爾電導率？答：電導率是相距1m、截面積為1m2 的兩平行電極間放置1m3 電解質(zhì)溶液時所具有的電導。摩爾電導率是指相距為m的兩平行電極間放置含有mol電解質(zhì)的溶液所具胡的電導。2. 當強電解質(zhì)溶液的濃度增大時，其電導率如何變化？為什么？答：電導率下降。對強電解質(zhì)而言，由于在溶液中完全解離，當濃度增加到一定程度后，溶液中正、負離子間的相互作用增大，離子的運動速率將減慢，因而電導率反而下降。3. 當弱電解質(zhì)溶液的濃度下降時，其摩爾電

22、導率如何變化？為什么？答：上升。因為弱電解質(zhì)溶液的稀釋，使得解離度迅速增大，溶液中離子數(shù)目急劇增加，因此，摩爾電導率迅速上升，而且濃度越低，上升越顯著。4. 什么是可逆電池？答：電池中進行的化學反應(yīng)，能量轉(zhuǎn)換和其他過程均可逆的電池。五、計算題1. 298.2K時，0.020mol·dm-3KCl水溶液的電導率為0.2786S ·m-1，將此溶液充滿電導池，測得其電阻為82.4。若將該電導池改充以0.0025mol·dm-3的K2SO4溶液，測得其電阻為376，試計算：（1） 該電導池的電導池常數(shù)；（2） 0.0025mol·dm-3的K2SO4溶液的電導

23、率（3） 0.0025mol·dm-3的K2SO4溶液的摩爾電導率答：（）因為/R,G=R*A/1所以/A=kR=0.2786*82.4=22.96m-1(2)K2=1/R2A=1/376*22.96=0.06105s·m-1(3)因為mKVm=k/c所以m（K2SO4）k/c=6.11*10-2/0.0025*103=0.0245s·m2·m-12. 25時分別測得飽和AgCl水溶液和純水的電導率為3.41×10-4S·m-1和1.52×10-4S·m-1，已知=61.92×10-4S·m2&

24、#183;mol-1，=76.34×10-4S·m2·mol-1，求AgCl的溶度積。答：已知=61.92*10-4 s·m2mol-1=76.34*10-4 s·m2mol-1m(AgCl)= ( AgCl)=(61.92+76.34)*10-4=1.382*10-2 s·m2mol-1根據(jù)C(飽和)k（溶液）k(水)/ m(AgCl) =(3.41-1.52)* 10-4/1.382*10-2=1.37*10-2 mol·m根據(jù)溶解度定義：每kg溶液溶解的固體kg數(shù)，對于極稀溶液dm-3溶液，根據(jù)AgCl的標準活度積為：

25、(AgCl)c(Ag+)/c ·c(Cl-)/c =(1.37*10-5)2=1.88*10-103. 25時，已知，對于電池PtCl2(g)Cl -MnO4-, H+，Mn2+Pt，（1） 寫出該電池的電極反應(yīng)和電池反應(yīng)（2） 求25時該電池的標準電動勢（3） 若溶液的pH=1.0，其它物質(zhì)的活度均為1，求25時該電池的電動勢。答：（）負極（氧化反應(yīng)）：Cl-2e Cl2 正極（還原）反應(yīng)：nO4-+8H+5e- Mn2+4H2O 電池反應(yīng)：MnO4-+16H+10Cl-2Mn2+5Cl2+8H2O(2)E = =1.507-1.358=0.149V(3)E=E -(RT)/(Vf

26、)In(CMn)2*(Ccl)5*(CH2O)8)/C2(MnO4-) =0.149-(8.314*298/10/96500)=0.0543V4. 25時，測得電池H2（101.3kPa）H2SO4（m=0.5）Hg2 SO4 (s) Hg (l)的電動勢為0.6960V，已知V，（1） 寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)答：正極反應(yīng)：負極反應(yīng)：電池反應(yīng)：（2）求H2SO4在溶液中的離子平均活度系數(shù)答：H2SO4在溶液中的離子平均活度系數(shù)為0.1572。第七章化學動力學一、判斷題（正確打，錯誤打×）1. 測得反應(yīng)的反應(yīng)級數(shù)等于1，該反應(yīng)可能是基元反應(yīng)。 ×二、填空題1. 某化學反應(yīng)A+

27、BP 的速率方程是，該反應(yīng)的反應(yīng)級數(shù)等于3。2. 某化學反應(yīng)AP是一級反應(yīng)，當反應(yīng)時間為2t1/2時，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率為75%。3. 催化劑通過改變反應(yīng)途徑，可以使活化能降低、反應(yīng)速率加快。4. 溫度對光化反應(yīng)的速率常數(shù)影響不大。三、簡答題1. 合成氨反應(yīng)可能是基元反應(yīng)嗎？為什么？答：不可能。合成氨反應(yīng)的化學方程式為3H2 + N2 2NH3,方程式中反應(yīng)物的系數(shù)之和等于4，四分子反應(yīng)迄今還沒有發(fā)現(xiàn)過。2. 什么是假一級反應(yīng)（準一級反應(yīng)）？答：有些反應(yīng)實際上不是真正的一級反應(yīng)，但由于其它反應(yīng)物的濃度在反應(yīng)過程中保持不變或變化很小，這些反應(yīng)物的濃度項就可以并入速率常數(shù)中，使得反應(yīng)速率只與某反應(yīng)物的一

28、次方成正比，其速率方程的形式與一級反應(yīng)相同，這樣的反應(yīng)稱為準一級反應(yīng)。3. 為什么光化反應(yīng)的速率常數(shù)與溫度關(guān)系不大？答：在熱化學反應(yīng)中，活化分子是根據(jù)玻爾茲曼能量分布反應(yīng)物分子中能量大于閾能的部分。溫度升高，活化分子所占的比例明顯增大，速率常數(shù)增大。而在光化反應(yīng)中，活化分子主要來源于反應(yīng)物分子吸收光子所形成，活化分子數(shù)與溫度關(guān)系不大，因此，速率常數(shù)也與溫度關(guān)系不大。4. 對于平行反應(yīng)AB，AC，已知活化能E1E2，請問：（1） 溫度升高，k2增大、減小或保持不變？（2）升高溫度對兩種產(chǎn)物的比值有何影響？答：（1）溫度升高，K2增大。（2）升高溫度，B產(chǎn)物的相對含量增大。四、計算題1. 在100

29、ml水溶液中含有0.03mol蔗糖和0.1molHCl，蔗糖在H+催化下開始水解成葡萄糖和果糖。以旋光計測得在28時經(jīng)20min有32%的蔗糖發(fā)生水解。已知蔗糖水解為準一級反應(yīng)。求：（1） 反應(yīng)速率常數(shù)（2） 反應(yīng)的初始速率（3） 反應(yīng)時間為20min時的瞬時速率（4） 40min時已水解的蔗糖百分數(shù)答：（1）k=0.0193min-1;(2)r0=5.79*10-3mol·dm-3·min-1;(3)r=3.94*10-3mol·dm-3·min-1;(4)53.8%2. 氣相反應(yīng)2HI H2I2是二級反應(yīng)，508時的速率常數(shù)為1.21×10

30、-8Pa-1·s-1。當初始壓力為100kPa時，求：（1） 反應(yīng)半衰期（2） HI分解40%需要多少時間答：（1）反應(yīng)半衰期為826.4 s(2) HI分解40%需要551s。3. 青霉素G的分解為一級反應(yīng)，測得37和43時的半衰期分別為 32.1h和17.1h，求該反應(yīng)的活化能和25時的速率常數(shù)。答：（）反應(yīng)的活化能：T11/2=In2/k1=32.1*60=1926K1=3.60*10-4h-1T21/2=In2/K2=17.1*60=1026K2=6.76*10-4h-1In(6.76/3.60)=-E/8.314*1/(37+273)-1/(43+273)E=85.60kJ

31、/mol所以該反應(yīng)的活化能85.60kJ/mol（）速率常數(shù)：k3=k2*exp-E/R*(1/298-1/316)=5.68*10-3h-14. 5-氟脲嘧啶在pH=9.9時的分解是一級反應(yīng)，在60時的速率常數(shù)為4.25×10-4h-1，反應(yīng)活化能Ea=102.5kJ·mol-1，求：（1）60時的反應(yīng)半衰期（2）25時的速率常數(shù)（3）25時分解10%所需的時間答：（1）60時的反應(yīng)半衰期為1631h。（2）25時的速率常數(shù)為5.525*10-6h-1(3) 25時分解10%需1.907*10-4h第八章表面現(xiàn)象一、填空題1. 20時, 水的表面張力=7.275×

32、;10-2N·m-1，水中直徑為10-6m的氣泡所受到的附加壓力等于2.91*105pa。2. p平、p凹和 p凸分別表示平面、凹面和凸面液面上的飽和蒸氣壓，則三者之間的大小關(guān)系是p凹<p平p凹< p凸。3. 將200g HLB=8.6的表面活性劑與300g HLB=4.5的表面活性劑進行混合，所得混合物的HLB=6.14。4. 對于化學吸附，當吸附溫度升高時，吸附速率增大，吸附量減少。二、簡答題1. 什么是溶液的表面吸附？為什么會產(chǎn)生溶液的表面吸附？答：溶液的表面層濃度與本體濃度不同的現(xiàn)象稱為溶液的表面吸附。由于溶液的表面張力濃度有關(guān),為了降低表面張力,使表面張力增大的

33、溶質(zhì)分子將自動從表面層向本體轉(zhuǎn)移,而使表面張力減小的溶質(zhì)分子將自動從本體向表面層轉(zhuǎn)移,形成濃度差；同時,為了使系統(tǒng)的熵值盡可能大,溶質(zhì)將從高濃度向低濃度方向擴散,使表面層濃度與本體濃度趨于均一,這兩種相反的作用達平衡時,就產(chǎn)生溶液的表面吸附。2. 什么是表面活性劑？其結(jié)構(gòu)特征如何？答：能顯著降低溶液表面張力的物質(zhì)稱為表面活性劑。表面活性劑都是兩親分子，即同時具有親水的極性基團和親油的非極性基團。3. 增溶作用與溶解作用有什么不同？答：增溶作用是難溶性有機物“溶解”于濃度達到或超過臨界膠束濃度的表面活性劑水溶液中的現(xiàn)象它不同于溶解作用。溶解作用是溶質(zhì)以單個分子或離子的形式完全分散到溶劑中，每個溶

34、質(zhì)分子或離子完全被溶劑分子所包圍，而增溶作用是難溶性有機物聚集在表面活性劑分子所形成的膠束中。4. 固體吸附氣體是吸熱還是放熱？為什么？答：固體吸附氣體通常是放熱的。因為氣體被吸附到固體表面，運動的自由度減少，即熵減少，S<0。根據(jù)G=H-TS，當吸附自動發(fā)生時，G<0，可推知H<0，所以固體吸附氣體通常是放熱的。三、計算題1. 在293K時，將半徑為1.0 mm的水滴分散成半徑為1.0 m的小水滴，已知水的表面張力為0.07288 J/m2，請計算：（1） 比表面是原來的多少倍（2） 環(huán)境至少需做多少功答：（1）比表面是原來的1000倍；（2）環(huán)境至少需做9.149*104

35、J的功。2. 20時，將半徑為3.5×10-4m的毛細管插入汞液，測得毛細管內(nèi)外的汞面相差16mm，汞與毛細管壁的接觸角為140°，已知汞的密度=1.359×104kg·m-3，請問：（1）毛細管內(nèi)的汞面上升還是下降（2）汞的表面張力答：（）因為靜（液氣）液hg又因為（）/r,rcos=R所以（cos）/R因此液hg（cos）/R即h=（cos）/(液hg R)根據(jù)汞與毛細管壁的接觸角為140°，>90°,h<0, 毛細管內(nèi)液面下降，低于正常液面。所以毛細管內(nèi)的汞面下降。（2）由上題公式h=(cos）/(液hg R)得 (

36、液hg R)/ (cos） =1.359*104*(-16)*9.8*3.5*10-4/2*(cos140)1000 =0.487N/m3. 已知100時，水的表面張力=58.9×10-3N·m-1，摩爾氣化熱H=40.66kJ·mol-1。如果水中只有半徑為10-6m的空氣泡，求：(1) 水中氣泡所受到的附加壓力(2) 這樣的水開始沸騰的溫度答：（1）水中氣泡所受到的附加壓力為1.178*10-5Pa;（2）已知水的M18.015*10-8 58.9*10-8N·m-1100時水的密度958.4kg/m3 P=101.325kpaT=100+273=3

37、73 r=10-6/2=5*10-7由開爾文公式得知In(pr/p)=(2M)/(pRTr)In(pr/101.325)=(2*58.9*10-3*18.015*10-3)/958.4*8.314*373*(-1*5*10-7) Pr=101.1804kpa P=(2)/r=(2*58.9*10-3)/(1*5*10-7)*10-3)=235.600kpaP= Pr+ P=101.1804+235.600=336.7804kpa根據(jù)克勞修斯克拉伯龍方程In=(P2/P1)=(-vapHm)/R*(1/T2)-(1/T1)T2=( R In(p2/P1)/( -vapHm)+(1/T1)-2 =

38、(8.314*In(336.7804/101.1804)/(-40.656*10-3) +(1/373) =410.77k(138)4. 用活性碳吸附CHCl3符合蘭格繆爾吸附等溫式，在273K時的飽和吸附量為93.8dm3·kg-1，已知CHCl3的分壓為13.4kPa時的平衡吸附量為82.5dm3·kg-1，請計算：（1）蘭格繆爾吸附等溫式中的吸附系數(shù)b（2） CHCl3的分壓為6.67kPa時的平衡吸附量答：（1）蘭格繆爾吸附等溫式m*(bp)/(1+bp) 82.5=93.8*(13.4b)/(1+13.4b) b=0.545kpa-1(2)由蘭格繆爾吸附等溫式m*

39、(bp)/(1+bp)由上題已知b=0.545kpa-1得93.8*（0.545*6.67）/(1+0.545*6.67)=73.6dm3/kg第九章膠體分散系統(tǒng)一、填空題1. 膠體分散系統(tǒng)可分為3種基本類型，即憎液膠體、親液膠體和締合膠體。2.KBr與過量的AgNO3溶液形成AgBr溶膠，其膠團結(jié)構(gòu)式。二、簡答題1. 為什么說溶膠是熱力學不穩(wěn)定系統(tǒng)？溶膠為什么能穩(wěn)定存在？答:溶膠是高度分散的多相系統(tǒng)，有很大的表面積和表面吉布斯能，具有自動聚沉而使分散相顆粒變大、表面吉布斯能減小的趨勢，因此，溶膠是熱力學不穩(wěn)定系統(tǒng)。由于布朗運動、膠粒帶電和溶劑化作用都能阻礙溶膠聚沉，因此溶膠能穩(wěn)定存在。2. 與分子分散系統(tǒng)和粗分散系統(tǒng)相比，溶膠具有丁達爾現(xiàn)象，為什么？答：產(chǎn)生丁達爾現(xiàn)象的兩個基本條件是：一、粒子直徑小于入射光的波長；二、光學不均勻性，即分散相與分散介質(zhì)的折光率不同。溶膠正好滿足這兩個條件，因此具有丁達爾現(xiàn)象，而粗分散系統(tǒng)由于粒子太大不滿足粒子大小的條件，小分子溶液由于是均相系統(tǒng)不滿足光學不均勻性條件。三、計算題1. 某溶膠粒子的平均直徑為4.2nm，介質(zhì)粘度1.0×10-3 Pa·s，求298.2K時溶膠粒子因布朗運動在1s內(nèi)沿x軸方向的平均位移。答：x=RTt/(3兀rL