(完整word版)物理化學習題答案

物理化學習題第一章熱力學第一定律一、問答題什么是系統(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，作為研究的對象，這一部分物質(zhì)就稱為系統(tǒng)；系統(tǒng)之外與系統(tǒng)密切相關的部分稱為環(huán)境。什么是狀態(tài)函數(shù)？答：由系統(tǒng)狀態(tài)確定的系統(tǒng)的各種熱力學性質(zhì)，稱為系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù)。什么是等壓過程？答：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。什么是熱力學能？答：是系統(tǒng)中物質(zhì)的所有能量的總和什么是熱力學第一定律？答：將能量守恒與轉(zhuǎn)化定律應用于宏觀的熱力學系統(tǒng)即為熱力學第一定律。什么是體積功答：因系統(tǒng)的體積變化而引起的系統(tǒng)與環(huán)境之間交換的功可逆過程有哪些特點？答：（1）可逆過程是以無限小的變化進行，系統(tǒng)始終無限接近于平衡態(tài)，即整個過程由一系列無限接近于平衡的狀態(tài)所構成。（2）系統(tǒng)在可逆過程中作最大功，環(huán)境在可逆過程中作最小功，即可逆過程效率最高。（3）沿與過程原來途徑相反方向進行，可是系統(tǒng)和環(huán)境完全恢復原態(tài)，而沒有任何耗散效應。什么是理想氣體？答：分子本身不占有體積，分子之間沒有作用力，實際不存在的假想氣體。當溫度不是很低或很高，壓力不是很低或很高，或沒有其他特殊條件時，一般氣體均視為理想氣體。什么是標準摩爾生成焓？答：規(guī)定在標準壓力 p（100kpa）和指定溫度 T時，由最穩(wěn)定單質(zhì)生成標準狀態(tài)下 1摩爾化合物的焓變稱為該化合物在此溫度下的標準摩爾生成焓。夏天為了降溫， 采取將室內(nèi)電冰箱門打開， 接通電源并緊閉門窗 （設墻壁門窗均不傳熱）。該方法能否使室內(nèi)溫度下降？為什么？答：不能。該情況相當于一個絕熱系統(tǒng)中作電功，電機發(fā)熱只能使室溫升高。二、判斷題（正確打，，錯誤打X）TOC\o"1-5"\h\z.由于p和V都是狀態(tài)函數(shù)， 則pV也是狀態(tài)函數(shù)。 （，）.狀態(tài)函數(shù)改變后，狀態(tài)一定改變。 （V）.孤立系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生的一切變化過程，其UA必定為零。 （V）.溫度越高，Q值越大。 （X）.等壓過程是指系統(tǒng)在變化過程中系統(tǒng)的壓力等于環(huán)境的壓力。 （X）.不做非體積功是指系統(tǒng)的始態(tài)和終態(tài)的體積相同。 （x）.在標準狀態(tài)下，最穩(wěn)定單質(zhì)的始值等于零。 （X）.O2（g）的標準摩爾燃燒始等于零。 （V）.H2O（1）的標準摩爾燃燒始等于零。 （V）.H2和O2在絕熱鋼瓶中發(fā)生反應的U△等于零。

三、選擇題（選1個答案）1.是狀態(tài)函數(shù)。A.G2.A.A.G2.A.不是狀態(tài)函數(shù)3.A.4.—具有廣度性質(zhì)。TB具有強度性質(zhì)。P（密度）A.刀（粘度）5.的標準摩爾生成燎等于零。A.C（石墨）3.A.4.—具有廣度性質(zhì)。TB具有強度性質(zhì)。P（密度）A.刀（粘度）5.的標準摩爾生成燎等于零。A.C（石墨）6 的（金剛石）

準A.C)C(石墨)（金剛石）7.理想氣體在外壓為101.325kPa下的等溫膨脹，該過程的7.A.AQ>0U△>08.101.325kPa和273.15K的水等溫等壓變?yōu)楸?U△<0該過程的A.AQ>0U△>08.101.325kPa和273.15K的水等溫等壓變?yōu)楸?U△<0該過程的A.9.DQ>0U△=0C.AH>0A.B.C.D.下列敘述中不屬于狀態(tài)函數(shù)特征的C）系統(tǒng)變化時，狀態(tài)函數(shù)的改變值只由系統(tǒng)的始、終態(tài)決定。系統(tǒng)狀態(tài)確定后，狀態(tài)函數(shù)的值也確定。狀態(tài)函數(shù)均有加和性。經(jīng)循環(huán)過程，狀態(tài)函數(shù)的值不變。.AH<0是 10.理想氣體向真空膨脹，其體積從V1增大到V2,則系統(tǒng)做功為A.W=0 B.W>0C.W<0D.W=-nRTlngM）四、填空題△U=Q+WS用于 宏觀上靜止且無外力場存在的封閉 系統(tǒng)。z\H=Q的適用條件是 封閉系統(tǒng)在非體積功為0且等壓。TOC\o"1-5"\h\z最穩(wěn)定單質(zhì)的標準摩爾生成始 等上零（填“小于”、“大于”或“等于” ）。完全燃燒產(chǎn)物的標準摩爾燃燒始等于零（填“小于”、“大于”或“等于” ）。在充滿氧氣的定容絕熱反應器中，石墨劇烈燃燒。若以反應器以及其中所有物質(zhì)為系統(tǒng)，則該過程的大于零（填“小于”、“大于”或“等于” ）。規(guī)定在標準壓力p（100kpa）和指定溫度T時，1摩爾的物質(zhì)完全燃燒的等壓熱效應 稱為該物質(zhì)的標準摩爾燃燒燃。C（石墨）的標準摩爾燃燒始 小于CO（g）的標準摩爾生成始（填“小于”、或“等于”)。H2(g)的標準摩爾燃燒始 小于H2O(g)的標準摩爾生成始(填“小于”、“大于”或“等于”)。系統(tǒng)的性質(zhì)分為廣度性質(zhì)和 _強度性質(zhì)。水(101325Pq273.15K)在等溫等壓下凝結成冰(101325Pa,273.15K)過程的W小于零(填“小于”、“大于”或“等于” )。五、計算題1mol理想氣體在等壓下升高 1C,求系統(tǒng)所做的功。解：p1V1=nRT1p2V2=nRT2等壓過程W=PdV=nR(T2-「)=1>RX1=8.314J1mol單原子理想氣體在298K時，分別按下列三種方式從 15.00dm3膨脹到40.00dm3:(1)自由膨脹；解：(1)自由膨脹過程，w=-pe(V2-V1)=0X(V2-V1)=0因為理想氣體的熱力學能和始都只是溫度的函數(shù)，而理想氣體自由膨脹過程溫度不變，所以：AU=AH=f(T)=0Q=.：U-W=0(2)等溫可逆膨脹；解：因為理想氣體的熱力學能和始都只是溫度的函數(shù)，所以等溫過程AU=AH=0W=-nRTln(v2/v1)=-1x8.314x2981n(40/15)=-2430JQ=-w=2430J(3)在恒定外壓為終態(tài)壓力下等溫膨脹。AU=AH=0P=nRT/V=(1X8.314>298)/(40/1000)=61.94KPaW=-61.94X(40-15)=-1548.5JQ=-w=1548.5J分別求上述三種過程的Q、W、AU和AHo1mol水在100C、101.325kPa 下蒸發(fā)為水蒸氣，吸熱40.7kJ,求該過程的Q、W、△U和AH。解：因為在正常相變溫度、壓力下的相變?yōu)榭赡嫦嘧冞^程，所以：AH=Qp=Q=40.7KJW=-Pe(Vg-Vl)=-PVg=-NRT=-1*8.314*373=-3.101KJ(因為Vg>>Vl)AU=Q+W=40.7-3.101=37.56KJ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-92.3kJmol-1,求下列反應2NaCl(s)+H2SO4(l)=Na2SO4(s)+2HCl(g)在298.2K時的△rHm?。解：2NaCl(s)+H2SO4(l)=Na2SO4(s)+2HCl(g)△rHm?=(EH)產(chǎn)物-(Z3H)反應物=(-1383-92.3*2)-(-411*2-811.3)=65.7KJ/mol已知Zn(s)+?O2(g)=ZnO(s) △rHm?=351.5kJmol-1Hg⑸+?O2(g)=HgO(s) △rHm?=90.8kJmol-1求(3)Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(s)的△rHm?解：因為反應( 1)-反應( 2)=反應( 3)所以△rHm?(3)=ArHm?(1)-△rHm?(2)=351.5-90.8=260.7KJ/mol第二章熱力學第二定律一、問答題什么是熱力學第二定律？答：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。什么是卡諾循環(huán)？答：工作物質(zhì)從高溫熱源(T2)吸取熱量Q2,一部分做功W一部分放熱Q1給低溫熱源(T1),這個由處于不同溫度的兩等溫步驟和兩絕熱步驟所組成的可逆循環(huán)即為卡諾循環(huán)。熵的物理意義是什么？答：熵是系統(tǒng)混亂程度的度量。如何用熵判據(jù)判斷過程的方向？答：孤立系統(tǒng)的熵值永遠不會減少， (熵增原理) ，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)處于平衡態(tài)；孤立系統(tǒng)中不可能發(fā)生使熵值變小的任何過程。如何用吉布斯能判據(jù)判斷過程的方向？答：在等溫等壓和W=0的條件下，封閉系統(tǒng)自發(fā)過程總是朝著吉布斯能減小的方向進行，直至吉布斯能降到極小值(最小吉布斯能原理) ，系統(tǒng)達到平衡。如何用亥姆霍茲能判據(jù)判斷過程的方向？答：在等溫等溶和非體積功 W=0的條件下封閉系統(tǒng)自發(fā)過程朝著亥姆霍茲能減少的方向進行直至亥姆霍茲能達到極小值(最小亥姆霍茲能原理) ，系統(tǒng)達到平衡?？照{(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，克勞斯說的是“不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體，而不引起其他變化”，而冷凍機系列環(huán)境作了電功卻得到了熱，熱變?yōu)楣κ遣豢赡孢^程，所以環(huán)境發(fā)生了變化。一般情況下，溫度升高，固體溶解度增大，氣體溶解度減小，請用熱力學原理解釋之。答：一般情況下，固體溶解是嫡增加過程，而氣體溶解是嫡減少過程。根據(jù) G=\H-TS提高溫度對固體溶解有利而對氣體溶解不利。

什么是熱力學第三定律？答：在絕對零度，任何純物質(zhì)完整晶體的嫡等于零。什么是標準摩爾嫡？答：1摩爾物質(zhì)處于溫度T時在標準狀態(tài)下的規(guī)定嫡又稱該物質(zhì)在溫度T時的標準摩爾嫡。二、判斷題（正確打，，錯誤打X）TOC\o"1-5"\h\z.根據(jù)熱力學第二定律，熱不能從低溫物體傳到高溫物體。 （X）.功可以完全變?yōu)闊岫话l(fā)生其它變化。 （，）.只要不違反能量守恒，任何過程都有可能發(fā)生。 （X）.在常壓下，0c水結冰是嫡增大過程。 （X）.非理想氣體經(jīng)過絕熱可逆過程，嫡保持不變。 （，）.最穩(wěn)定單質(zhì)的標準摩爾嫡等于零。 （X）.金剛石的標準摩爾生成吉布斯能等于零。 （X）.某電解反應在等溫等壓下自發(fā)進行，該反應的4G一定小于零。 （X）.理想氣體絕熱可逆膨脹過程的4G等于零。 （X）.1mol25C,101.3kPa液態(tài)水向真空膨脹成25C,101.3kPa水蒸氣的4G大于零。 （，）三、選擇題（選1個答案）1.在等溫等壓不做非體積功的情況下，下列哪個過程肯定能自發(fā)進行？（C）A.C.2.A.C.3.△H>QAS>0△HvQAS>01mol90C、D)△G>0AS>0△G<0AS>01mol0c、BD101.325kPaBD101.325kPa.AH>C^AS<0.△HvQAS<0的過冷水蒸氣在等溫等壓下變?yōu)樗?該過程的.AG>（0AS<0.AG<C）AS<0A.C.2.A.C.3.△H>QAS>0△HvQAS>01mol90C、D)△G>0AS>0△G<0AS>01mol0c、BD101.325kPaBD101.325kPa.AH>C^AS<0.△HvQAS<0的過冷水蒸氣在等溫等壓下變?yōu)樗?該過程的.AG>（0AS<0.AG<C）AS<0的水在等溫等壓下變?yōu)楸?，該過程的A.C.4.A.C.5.A.6.A)△G=0△G<0化A)△H>Q△H<Q反A)大于零△H<0△H<0學反△S>0△S>0應NH4CI.△G=QAH=0.AG<C)AH=0CaCO3(s尸CaO(s)+CO2(g)BD(s).AH>CiAS<0.△HvQAS<0NH3(g)+HCl(g)△rSm?當溫度升高時，反應C）CNH4CI(s)=NH3(g)+.不確定?HCl(g)的z\rGmA.增大B7.A.增大B7.下列（C）A.嫡不會減小.減小D的是—.嫡總是增大C.孤立系統(tǒng)中燧不會減小D.孤立系統(tǒng)中嫡總是增大8. 下列說法正確的是 （B）A.絕熱過程的AS=0B.絕熱可逆過程的AS=0C.絕熱過程的AS>0D.絕熱可逆過程的AS>09.若N2(g)和O2(g)都視為理想氣體，等溫等1molN2（g）合后，不發(fā)生變化的一組熱力學性質(zhì)是和1molO2(g)混(A)A.UUHH1mol(B)A.AG=(0C.AG<(0(A)A.UUHH1mol(B)A.AG=(0C.AG<(0B.LKH、GC101.325kPaF、S的水在等溫等壓下變?yōu)樗魵?，該過程的△H<0△H<0.AG=C)AH>0.AG<(0AH>0四、填空題TOC\o"1-5"\h\z.自發(fā)過程的共同特征是 具有方向的單一和限度，不可逆，做功的能力 。.熱力學第二定律主要是解決了 過程方向限度 問題。.水和乙醇混合過程的AS上土零（填“小于”、“大于”或“等于” ）。.苯和甲苯混合過程的AG小上零（填“小于”、“大于”或“等于” ）。.理想氣體的卡諾循環(huán)由等溫可逆膨脹、絕熱可逆膨脹、等溫可逆壓縮和 絕熱可逆壓縮所組成。.AG=^H-TAS的適用條件是 等溫過程。.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 。.1mol100C,101.3kPa液態(tài)水的吉布斯能笠上1mol100C,101.3kPa氣態(tài)水的吉布斯能（填“小于”、“大于”或“等于”）。.合成氨反應的AS小土零（填“小于”、“大于”或“等于” ）。.亥姆霍茲能判據(jù)的適用條件是 等溫等容和非體積功為零 。五、計算題1.1mol甲苯在其沸點383.2K時蒸發(fā)為氣，已知該溫度下甲苯的汽化熱為 362kJ?kg-1,求該過程的Q、WAH和4G解：Q=362*0.092=33.304KJW=-P(Vg-VI)=-PVg=-RT=-8.314*383.2=-3185.9248JH=Q=33.304KJG=0.計算下列等溫（25C）反應的嫡變:2c(石墨)+3H2(g)-C2H6(g)已知25c時C(石墨)、H2(g)和C2H6(g)的標準摩爾嫡分別為：5.74J?mol-1?K-1、30.6J?mol-1-K-1和229.5Jmol-1K-1。解：ArSm=Sm,C2H6,g-3Sm,H2,g-2Sm,C,s=229.5-3*130.6-2*5.74=--1 -1=229.5-3*130.6-2*5.74=--1 -1173.78J?mol-K3.有一大恒溫槽，其溫度為 96.9℃，室溫為26.9℃，經(jīng)過相當時間后，有4184J的熱因恒溫槽絕熱不良而傳給室內(nèi)空氣，試求： (1)恒溫槽的熵變； (2)空氣的熵變； (3)試問此過程是否可逆。解：(1)AS槽=-Q/T槽=-4184/(96.9+273)=-11.3J?K-1(2)AS空=Q/T空=4184/(26.9+273)=13.95J-K-1(3)因為\S=\S槽+AS空=-11.3+13.95=2.65JK-1>0所以不可逆。.在25c和標準狀態(tài)下，已知金剛石的標準摩爾生成始為 1.90kJ?mol-1,金剛石和石墨的標準摩爾嫡分別為2.44J?mol-1-K-1和5.69J?mol-1?K-1,求石墨—金剛石的ArGem,并說明在此條件下，哪種晶型更加穩(wěn)定？解：A&e=Se,金剛石,s-Se,石墨，s=2.44-5.69=-3.25J?mol-1?K-1ArGem=ArHe-TArSm9=1.90*1000-(25+273)*(-3.25)=2868J/mol=2.87KJ/mol石墨更穩(wěn)定.在25c和標準狀態(tài)下，已知CaCO3(s)、CaO(s)和CO2(g) 的標準摩爾生成始分別為-1206.92kJ-mol-1、-635.09kJ-mol-1和-393.51kJ-mol-1,標準摩爾嫡分別為92.9J?mol-1?K-1、39.75J?mol-1K-1和213.74J?mol-1?K-1,求：CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的ArGm8。解：ArH9=-635.09+(-393.51)-(-1206.92)=178.32kJ-mol-1AS9=213.74+39.75-92.9=160.59J?mol-1K-1ArGem=ArHe-TArSme=178.32*1000-(273+25)*160.59=130464J?mol-1=130.46kJ-mol-1第三章化學平衡一、問答題.什么是標準生成吉布斯能？答：在標準壓力P8下，最穩(wěn)定單質(zhì)的吉布斯能為零，由穩(wěn)定單質(zhì)生成一摩爾某化合物時反應的標準吉布斯能變化就是該化合物的標準生成吉布斯能4G me.化學反應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CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g足吸熱反應，提高反應溫度可以增大平衡常數(shù)，有利于反應正向進行。乙苯脫氫生成苯乙烯 C6H5C2H5(g)=C6H5CH=CH2g)+H2(g)是吸熱反應，通入過熱水蒸氣(不參加反應)可以提高苯乙烯產(chǎn)率，為什么？乙苯脫氫生成苯乙烯 C6H5C2H5(g)=C6H5CH=CH2g)+H2(g)是吸熱反應，通入過熱水蒸氣(不參加反應)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，提高反應溫度有利；該反應也是增加體積的反應，減少壓力有利。通過通入過熱水蒸氣即可以提供熱量，維持較高的反應溫度，同時還由于水蒸氣不參加反應，起稀釋作用，與減少壓力效果等同。二、判斷題(正確打，，錯誤打X)對于合成氨反應3H2(g)+N2(g)=2NH3(g)，提高壓力可以增大平衡常數(shù)，從而提高產(chǎn)

率(x)增加反應物濃度，使ZXrGm減小，有利于反應正向進行。(V)某化學反應的0GAmr<9,在等溫等壓不做非體積功的條件下， 該反應將自發(fā)進行。(x)標準平衡常數(shù)沒有單位，而經(jīng)驗平衡常數(shù)一定有單位。(X)標準平衡常數(shù)和經(jīng)驗平衡常數(shù)都與反應物濃度無關。(V)溫度越高，平衡常數(shù)越大。(x)8mrGA表示化學反應達到平衡時產(chǎn)物與反應物的吉布斯能差。(x)加入催化劑雖然不能改變經(jīng)驗平衡常數(shù)，但可以改變標準平衡常數(shù)。(X)三、選擇題(選1個答案)改變反應物的濃度將影響化學平衡，這是由于發(fā)生改變所致。(B)A. 8mrGA B .△rGmC.經(jīng)驗平衡常數(shù) D .標準平衡常數(shù)已知反應N2+3H2=2NH3的標準平衡常數(shù)為K1?,反應(g)NH(g)H23(g)N21322=+的標準平衡常數(shù)為K2?,兩者的關系為A.K1?=K2?B.K1?=2K2?C.K1?=?K2?D.K1?=(K2?)2反應N2O5(g)=N2O4(g)+?O2(g) 的△rHrnTPu41.84kJ-mol-1,為了提高N2O4的產(chǎn)率，可以采取的措(產(chǎn)率，可以采取的措(B)A.降低溫度、提高壓力 BC.降低溫度、降低壓力 D?降低壓力、提高溫度.提高溫度、提高壓力

若298K時反應N2O4(g) =2NO2(g)的K?=0.1132，則當N2O4和NO2的分壓均為1.0kPa為1.0kPa時(A)A.向生成NO2的方向進行C.正好達到化學平衡B.向生成N2O4的方向進行D .難于判斷其進行方向第7頁共28頁5.1000K時反應Fe(s)+CO2(g)=FeO(s)+CO(g)的K?=1.84,當氣相中CO2和5.1000KCO的摩爾數(shù)之比為(CO的摩爾數(shù)之比為(B)A.Fe不會被氧化 BC.正好達化學平衡 D.Fe將被氧化6.某氣態(tài)反應為放熱反應,在6.某氣態(tài)反應為放熱反應,在827c時的在727c時的K?=3.4X10-5,已知△rHm?=-189kJ?mol-1,則K?=。A.3.4X10-5B.3.4X10-4C.4.3X10-6D.4.3X10-7四、填空題1. 已知反應C(s)+O2(g)=CO2(g) 的標準平衡常數(shù)為K1?,CO(g)+?O2(g)=CO2(g)的標準平衡常數(shù)為K2?,2C(s)+O2(g)=2CO(g) 的標準平衡常數(shù)為K3?,則K3?與K1?和K2?的關系為(Ki?/K/)2。2.已知反應CO(g)+?O2(g)=CO2(g) 的標準平衡常數(shù)為K1?=6.443,則反應2CO2(g)=2CO(g)+02(g)的標準平衡常數(shù)K2?=0.02409 。.當反應PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g)達平衡時， 增大系統(tǒng)總壓力， 平衡左移動。.當反應PCl5(g)=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，平衡回正移動。.當反應NH4CI(s)=NH3(g)+HCl(g) 達平衡時，提高反應溫度， 平?衡向右移動。.445C時，Ag2O(s)分解壓力為20974kPa,該分解反應Ag2O(s)=2Ag(s)+?02(g)的ArGm?=-15.92 kJ,mol-1。五、計算題1.合成氨時所用的氫氣和氮氣的比例是 3：1,在673K、1013.25kPa下，平衡混合物中氨的物質(zhì)的量分數(shù)為0.0385,求N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) 的標準平衡常數(shù)。解：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)反應前1 3 0a3a2a反應后1-a 3-3a2a2a/【(1-a)+(3-3a)+2cJ=0.0385a=0.0744-2a=3.8523-3a=2.7781-a=0.926N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)0.24040.72110.0385Kp=(XNH3)2/[(XN2)(XH2)3]=0.0385*0.0385/[0.2404*(0.7211) 3]=1.644*10-2*(1013.25)-2K9=Kp(p9)2=1.644*10-2*(1013.25)-2*(101.325)2=1.644*10-4.在25c和標準狀態(tài)下，已知CaCO3(s)、CaO(s)和CO2(g) 的標準摩爾生成吉布斯能分別為-1128.76kJ-mol-1、-604.2kJ-mol-1和-394.38kJ-mol-1，求：CaCO3(s尸CaO(s)+CO2(g)的ArG9m。解：ArGm=AfGmCaO(s)+AfGm，CO2(g)-AfG'm，CaCO3(s)=-394.38-604.2+1128.76=130.18kJmol-1第8頁共28頁.已知 25℃時下列反應的標準摩爾生成吉布斯能2C2H2(g)+3H2O(g)=CH3COCH3(g+CO2(g)+2H2(g)AfGm?(kJ-mol-1)209.2-228.59-154.62 -394.38計算 25℃時的標準平衡常數(shù) K?。解：ArG m=AfGmCO2(g)+ AfG m， CH3COCH3(g-)2 AfG( m， C2H2(g)-3AfG m， H2O(g)=-394.38-154.62+228.59*3-209.2*2=-281.63ArGem=-RTlnKlnK=529.61*1000/8.314/298=113.67K?=2.157*10494.已知298.2K時下列反應的△rHm?=-46.02kJ-mol-1和各組分的標準摩爾生成吉布斯能C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g)AfGm?(kJ-mol-1)68.178-228.59 -168.6 分別計算298.2K和500K時的標準平衡常數(shù) K?。解：(1)因為△rGm?=-168.6-68.178+228.59=-8.268 kJ-mol-1△rGm?=-RTlnK?lnK?=△rGm?/(-RT)=-8.268*103/(-8.314*298.2)=3.3025?所以 K?=27.18(298.2K)(2)ln (K2/K1)=【△rH?*(1/T1-1/T2)]/Rlnk 2/27.18=-46.02*1000*(1/298.2-1/500)/8.314lnk 2/k1=7.5K 2=0.015165.已知Ag2CO3(s)在298.2K時的分解反應Ag2CO3(s)=Ag2O(s)+CO2(g)的△rGrr?=12.89kJmol-1,求：(1)標準平衡常數(shù)；解：△rGm=-RTlnK?=-8.314*298.2*lnK?=12890lnK?=-5.2K?=5.521*10-3(2)若大氣中含0.1%的CO2(體積)，298.2K時Ag2CO3ft大氣中能否自動分解?解：能自動分解第四章相平衡一、問答題對于二組分系統(tǒng)相圖，是否必須保持溫度或壓力恒定？為什么？答：要在平面上繪制相圖，變量數(shù)不能大于2,及自由度不能大于2。根據(jù)相律：f=K-①+n,當相數(shù)①最小時，自由度f最大。將K=2和最小的①（①二1）代入相律，得f=2-1+n小于等于2,n小于等于 1，因此對于二組分系統(tǒng)相圖必須保持溫度或壓力恒定。什么是恒沸混合物？答：氣液平衡時兩相組成相同的混合物。什么是共軛溶液？答：兩個平衡共存的液相互稱為共軛溶液。什么是上臨界溶解溫度？答：兩種液體能夠以任何比例完全互溶的最低溫度。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汽壓等于外壓時對應的溫度。在相同溫度下不同液體的飽和蒸汽壓一般不同，飽和蒸汽壓高的液體，其飽和蒸汽壓等于外壓時所需的溫度較低，故沸點較低，克勞修斯 -克拉伯龍方程是用于計算同一液體在不同溫度下的飽和蒸汽壓的，溫度越高，液體越易蒸發(fā)，故飽和蒸汽壓越大。二、判斷題（正確打，，錯誤打X）TOC\o"1-5"\h\z.外壓越大，沸點越高。 （，）.在適當?shù)膲毫ο?，水蒸氣可以直接凝結為冰。 （，）.水蒸氣、液態(tài)水和冰有可能同時共存。 （，）.杠桿規(guī)則適用于任何兩相平衡區(qū)。 （V ）.在單相區(qū)，物系點與相點重合；在多相區(qū)，物系點與相點不重合。 （，）.可以用精儲方法分離雙組分系統(tǒng)的恒沸混合物。 （X）.溫度越高，兩種液體的相互溶解度越大。 （X）.兩種固體混合后的熔點降低。 （，）.對于二組分系統(tǒng)，易揮發(fā)組分在氣相中的濃度一定大于其在液相中的濃度。 （X）.溶液的沸點一定介于組成該溶液的純組分沸點之間。 （x）三、選擇題(選1個答案).關于克-克方程，下列說法正確的是。(B)A.適用于任何兩相平衡 B .適用于氣-液平衡和氣-周平衡C.適用于固-液平衡和氣-固平衡 D.適用于氣-液平衡和液-周平衡.已知A和B可以形成最低恒沸混合物，純A的沸點低于純B的沸點。對某一比例的A和B混合物進行精微，。(C)A.塔底得到純A,塔頂?shù)玫郊傿B.塔底得到純B,塔頂?shù)玫郊傾C.塔底得到純A或純B,塔頂?shù)玫阶畹秃惴谢旌衔顳.塔底得到最低恒沸混合物，塔頂?shù)玫郊傾或純B.乙醇和乙酸乙酯完全互溶，當乙醇的摩爾分數(shù)為 0.462時，形成恒沸物。若用精儲方法分離乙醇的摩爾分數(shù)為0.35的乙醇和乙酸乙酯組成的混合溶液，。(B)A,只能得到純乙醇 B.只能得到純乙酸乙酯C.能夠得到純乙醇和純乙酸乙酯D.純乙醇和純乙酸乙酯都不能得到.對于雙組分完全互溶系統(tǒng)的恒沸物，下列說法正確的是。 (A)A.氣液兩相的組成相同B.液相中兩種組分的含量相同C.氣相中兩種組分的含量相同D.較易揮發(fā)組分在氣相中的含量高于在液相中的含量.對于雙組分部分互溶的液-液系統(tǒng)，下列說法正確的是。 (D)A,升高溫度能夠使之完全互溶B.降低溫度能夠使之完全互溶C.升高或降低溫度都能夠使之完全互溶D.改變溫度能否使之完全互溶取決于給定的系統(tǒng).組分A和B沸點TA>TB,兩者可構成最高恒沸物，組分為E?，F(xiàn)將任意比例的A和B混合，于精儲塔中蒸儲，則塔頂儲出物為。(D)A.iAB.純BC .恒沸物ED.可能為A,也可能為B.簡單低共熔雙組分系統(tǒng)T-x相圖如圖所示。當物系點M隨溫度下降時，固相物質(zhì)與液相物質(zhì)重量的比值。(A)A.增大 B.減小C.不變D.先增大，后減小.雙組分系統(tǒng)的最低共熔點，由相組成。 (D)A.0 B.1C.2 D .3四、填空題.在常溫常壓下，由O2(g)、N2(g)、CO2(g)和H2O(l)等四種物質(zhì)組成的平衡系統(tǒng)含有2相。.碳酸鈉與水可以形成三種含水鹽。 在一個大氣壓下，最多可以得到2種與冰共存的含水鹽。.碳酸鈉與水可以形成三種含水鹽：Na2CO3H2O(s)、Na2CO37H2O(s)和Na2CO310H2O(s)。在常壓下，Na2CO3(s歸Na2CO3溶液及一種Na2CO3含水鹽(s)三相平衡，則該含水鹽含有1個水分子。.硫酸與水可形成三種水合物：H2SO4H2O(s)、H2SO42H2O(s)和H2SO夕4H2O(s)。常壓下，H2O(s)與H2SO4溶液及一種H2SO4水合物(s)三相平衡，則該水合物含有4個水分子。.單組分系統(tǒng)三相點的自由度等于 0—o.雙組分系統(tǒng)包沸點的自由度等于 0—。.在相圖中，代表系統(tǒng)總組成的點 稱為物系點。.在相圖中，代表各相組成的點稱為相點。.已知A和B不會形成恒沸混合物，純A的沸點低于純B的沸點。對任一比例的A和B混合物進行精儲，塔底儲出物是 純B。. 固體混合物在某個比例時的熔點最低，該熔點 稱為最低共熔點。五、計算題.已知水的氣化熱為△H=40.67kJ?mol-1,求p=404.13kPa時水的沸點。解：lnP2/P1=AH(T2-Ti)/RTiT2P1=101.32kPaTI=100+273=373KP2=404.13kPa △H=40.67kJ?mol-1ln(404.13/101.32)=40670*(T 2-373)/(8.314*373叮2)T2=144.1C.乙酰乙酸乙酯是重要的化學試劑，它的蒸氣壓方程為5960lnpBT=-+此試劑在正常沸點181c時部分分解，但在70c是穩(wěn)定的。用減壓蒸儲法提純時，壓力應減低到多少？并求該試劑的摩爾氣化熱。解：1)已知正常沸點181c時的壓力是R101.325kpa,代入方程lnP1=(-5960/T1)+Bln101.325= (-5960/454)+BB=17.746已知穩(wěn)定溫度70c代入方程lnP2=(-5960/T2)+Blnp2=(-5960/343)+17.746lnp2=0.3699P=1454pa2)-△vapHm/R=5960-△vapHm=5960*8.314=49.55KJ/mol.如圖所示，當T=t1時，由8molA與2molB組成的二組分固-液平衡系統(tǒng)的物系點為O點，液相點M所對應的液相組成為B（l）x=0.5,固相為純A,求此時平衡共存兩相的量。解：根據(jù)杠桿規(guī)則： ns/nl=（0.5-0.2）/0.2=3/2由于 ns+nl=8mol+2mol=10mol所以 ns=6molnl=4mol.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。（1）分別說明圖中四塊區(qū)域由哪些相組成。A區(qū)（上面）：液相B區(qū)（中左） ：液相 +固相鄰硝基氯苯C區(qū)（中右）：液相+固相對硝基氯苯D區(qū)（下面） ：固相鄰硝基氯苯 +固相對硝基氯苯（2）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），每個相的重量多少？解：根據(jù)杠桿規(guī)則：ns/nl=（70-60.18）/（100-70）=9.82/30ns=（70+30）*[9.28/（30+9.82）]=24.66gnl=（70+30）*[30/（30+9.82）]=75.34g第五章電化學一、問答題什么是電導率？答：相距一米，截面積為一平方米的兩平行電極間放置一立方米電解質(zhì)溶液時所具有的電導。什么是摩爾電導率？答：摩爾電導率是指相距為1m的兩平行電極間放置含有1mol電解質(zhì)的溶液所具有的電導。什么是可逆電池？答：電池中進行的化學反應，能量轉(zhuǎn)換和其他過程均可逆的電池。什么是標準電極電勢？答：在標準狀態(tài)下，標準氫電極作為負極，給定電極作為正極，所組成的電池的電動勢稱為該電極的標準電極電勢。二、判斷題（正確打，，錯誤打X）TOC\o"1-5"\h\z.當濃度無限稀時，HAc完全電離成H+離子和Ac-離子。 （，）.濃度越大，弱電解質(zhì)的電離度越小。 （，）.能斯特方程式可以計算任何電池的電動勢。 （X）.E?是電池反應達平衡時的電動勢。 （X）.電池的正極發(fā)生還原反應。 （，）.電池反應一定是發(fā)生氧化-還原反應。 （X）.電化學中規(guī)定，陽極總是發(fā)生氧化反應。 (V)三、選擇題(選1個答案).當電解質(zhì)的濃度降低時，電導率。 (D)A.增大 B.減小C.不變D.可能增大，也可能減小.下列說法正確的是。 (B)A.摩爾電導率總是隨著電解質(zhì)濃度的增大而增大B.摩爾電導率總是隨著電解質(zhì)濃度的減小而增大C.摩爾電導率與電解質(zhì)濃度無關D.當電解質(zhì)濃度增大時，摩爾電導率可能增大，也可能減小TOC\o"1-5"\h\z.在電導滴定中，用強堿滴定弱酸時，終點以后溶液的電導 (D)A.不變 B .減小 C .不規(guī)則改變 D.增加.在電導滴定中，用強酸滴定強堿時，終點以后溶液的電導 (D)A.不變 B .減小 C .不規(guī)則改變 D.增加.公式)c0(1AAmm-=00適用于0 (C)A.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.下列說法正確的是。 (A)A.E與電解質(zhì)活度有關，E?與電解質(zhì)活度無關B.E與電解質(zhì)活度無關，E?與電解質(zhì)活度有關C.E和E?均與電解質(zhì)活度無關D.E和E?均與電解質(zhì)活度有關.當電池的電動勢E=0V時，。 (C)A.電池反應中，反應物的活度與產(chǎn)物的活度相等B.電池反應中，反應物的活度與產(chǎn)物的濃度相等C.正、負極的電極電勢相等D.正、負極的標準電極電勢相等.Pt|H2(p1)|H2SO4(m)|O2(p2)|Pt的電池反應可寫成：①H2(g)+?O2(g)=H2O(l)或②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)相應的標準電動勢和化學反應標準平衡常 數(shù)分別用 E1?、E2?、K1?和K2?表示，則。(D)E1?=E2?、K1?=K2?E1?wE2?、K1?wK2?E1?wE2?、K1?=K2?E1?=E2?、K1?wK2?四、填空題Ca2+和Cl-的無限稀釋摩爾電導率分別為 3Cam10190.1入2-8乂=+,

S-m2?mol-1和3Clm10634.7S-m2?mol-1和3Clm10634.7入ooXS?m2?mol-1,則CaCl2的無限稀釋摩爾電導率入m°,CaCl2=0.01646S-m2-mol-1。Ag|AgCl,KCl(a1)AgNOII3(a2)|Ag的電池反應是Cl-(al)+Ag+(a2)=AgCl(s) 。Pt|H2(p)|NaOH(a)|HgO(s) |Hg(l)的正極反應是HgO(s)+HO+2e=Hg(l)+2OH-(a)。Pt|H2(p1)|H2SO4(m)|H2(p2)|Pt的負極反應是H2(p1)=2H+(m)+2e-。在電化學中，規(guī)定 標準氫電極 的電極電勢為零。公式AG=-zFE的使用條件是封閉系統(tǒng)中的等溫等壓，非體積功只做電功的可逆過程。已知下列電極反應的？8值：Fe2++2e?一Fe,?18;Fe3++e-?—Fe2+,?28。則O O電極反應Fe3++3e--Fe的小38值為中0=2科”2。3蓄電池充電時，蓄電池的正極與外加電源的 正極連接。五、計算題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82.4Qo若將該電導池改充以0.0025mol?dm3的K2SO4溶液，測得其電阻為376Q,試計算：該電導池的電導池常數(shù)；解：因為G=1/R,G=R*A/l所以l/A=kR=0.2786*82.4=22.96m-10.0025mol-dm-3的K2SO4溶液的電導率； __ -1K2=l/R2A=1/376*22.96=0.06105sm0.0025mol-dm-3的K2SO4溶液的摩爾電導率。解：因為Am=KVm=k/c所以Am(&SO)=k/c=6.11*10-2/0.0025*103=0.0245S?m2-mol-125c時分別測得飽和AgCl水溶液和純水的電導率為3.41X10-4S-m-1和1.52X10-4S-m-1,已知oo+Agm,入=61.92X10-4S?m2-mol-1,oo-Clm,入=76.34x10-4S-m2-mol-1,求AgCl的溶度積Ksp?。解：已知入m0Ag+=61.92*10-4s?m2mol"1-6.34*10-4s-m2mol-1Am(AgCl)八mm(AgCl)=(61.92+76.34)*10-4=1.382*10-2s-m2mol-1根據(jù)C(飽和)=〔k(溶液)-k(水)〕/Xm(AgCl)=〔(3.41-1.52)*10-4〕/1.382*10-2=1.37*10-2mol?m-3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=1dm3溶液，所以AgCl的標準活度積為：Ksp?(AgCl)=c(Ag+)/c?-c(Cl-)/c?=(1.37*10-298K時，AgCl的Ksp9=1.56X10-10,計算其在0.01mol-kg-1KNO3水溶液中的溶解度。298K時，AgCl的Ksp9=1.56X10-10,計算其在0.01mol-kg-1KNO3水溶液中的溶解度。解：AgCl在含有KNO或KCl的水溶液中形成混合溶液，此混合溶液的離子強度影響了AgCl的溶解度。由于AgCl的溶解度很小，故在計算離子強度I時可忽略Ag離子與Cl福子的貢獻。在KNO容液中11% 2I=—"mBZB2B1 2 2=—[0.011 0.01(-1)]=0.012根據(jù)Debye-Huckel極限公式ln--AzzjI--1.17211..0.01--0.1172飛尸0.8894o 2，m、2Ksp(AgCl)-aAgaCl--(-)(~o)mio 2m21.5610 =0.88942(-)215 .. 」m=1.4010molkg4.25C時，已知.eMnO4-,H+/Mn2+=1.507V「Cl-Cl-1=1.358V,對于電池Pt|Cl2(g)|Cl-IIMnO4H+,Mn2+|Pt,(1) 寫出該電池的電極反應和電池反應；負極(氧化反應)：2cl--2e—?Cl 2正極(還原)反應：MnO+8Hh+5e-好Mn 2++4H2O電池反應：2MnO+16H++10C—?2Mn 2++5Cl2+8HO(2)求25c時該電池的標準電動勢；解：Ee=(|)25c時，已知(|)eFe37Fe2+=0.771V,小eI2/I25c時，已知(|)eFe37Fe2+=0.771V,小eI2/I-=0.5355V,計算化學反應2Fe3++2I-=2Fe2++I2的△rGm?和標準衡常數(shù)K?o(3)若溶液的pH=1.0,其它物質(zhì)的濃度均為標準濃度，求 25c時該電池的電動勢。解：E=Ee-(RT)/(Vf)ln[(CMn) 2*(Ccl)5*(CH2O)8]/C2(Mno4-)=0.149-(8.314*298/10/96500)=0.0543V或E=E-(RT/ZF)Ln(1/[H+]16)=Eo-(0.05916/10)LOG(1/[H+]16)=Eo-(0.05916/10)X16PH=0.149-0.0947=0.0543V解：Ee=(|)9Fe3+/Fe2+-(J)6I2/r=0.771-0.5355=0.2355V△G9=-zEeF=-2*0.2355*96500=-45.45KJ/molEe=(RT)/(zF)*lnK9lnK9=Ee/[(RT)/(zF)]=0.2355/[(8.314*298)/(2*96500)]=18.34K9=9.154*107第六章化學動力學一、問答題.計量方程式H2+I2-2HI可以改寫成？H2+?I2一HI嗎？為什么？答：可以，計算方程式僅僅表示所有反應物和產(chǎn)物之間量的比例關系，在劑量方程式中乘上一個常數(shù)不會改變質(zhì)有的比例關系。.機理方程式H2+2I-2HI可以改寫成？H2+I-HI嗎？為什么？答：不可以。機理方程式表示相應的基元反應是如何發(fā)生的。在方程式中乘上一個常數(shù)，雖然不改變消耗的各種反應物粒子和生成的各種產(chǎn)物的各種產(chǎn)物粒子之間的比例關系，但卻改變了方程式所表示的機理。而且反應物和產(chǎn)物的粒子數(shù)只能是沒有意義的，機理方程式中的系數(shù)不可能是分數(shù)。.合成氨反應可能是基元反應嗎？為什么？答：不可能。合成氨反應的化學方程式為3H+NT*2NH3方程式中反應物的系數(shù)之和等于4,四分子反應迄今還沒有發(fā)現(xiàn)過。.速率常數(shù)的單位是什么？答：速率常數(shù)的單位與反應級數(shù)有關，對于 n級反應，其單位是：時間-1?濃度1-n。.如果把計量方程式2O3-3O2改寫成？O3—O2,反應級數(shù)是否與原來相同？答：反應級數(shù)反映反應物和產(chǎn)物的濃度對反應速率的影響程度，與計量方程式的寫法無關。計量方程式乘上一個常數(shù)后，反應級數(shù)不變。.什么是準一級反應？答：有些反應實際上不是真正的一級反應，但由于其它反應物的濃度在反應過程中保持不變或變化很小，這些反應物的濃度項就可以并入速率常數(shù)中，使得反應速率只與某反應物的一次方成正比，其速率方程的形式與一級反應相同，這樣的反應稱為準一級反應^.用活化分子的概念解釋提高反應溫度可以加快化學反應的原因。答：根據(jù)波茲曼能量分布定律，溫度升高，高能量分子所占的比例增大，即活化分子增多，反應速率加快。.為什么光化反應的速率常數(shù)與溫度關系不大？答：在熱化學反應中，活化分子是根據(jù)玻爾茲曼能量分布反應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。而在光化反應中，活化分子主要來源于反應物分子吸收光子所形成，活化分子數(shù)與溫度關系不大，因此，速率常數(shù)也與溫度關系不大。.催化反應是基元反應還是復雜反應？為什么？答：催化反應一定是復雜反應。在催化反應中，由于催化劑在反應前后的數(shù)量和化學性質(zhì)都沒有改變，催化劑至少參加了兩步反應：一步是作為反應物，一步是作為產(chǎn)物。.降低反應溫度有利于提高合成氨反應的平衡轉(zhuǎn)化率 ，但實際生產(chǎn)中為什么選取450~550c的較高溫度？答：由于合成氨反應是放熱反應，降低反應溫度有利于提高合成氨反應的平衡轉(zhuǎn)化率 ，但實際生產(chǎn)中，不僅要考慮平衡轉(zhuǎn)化率，還要考慮反應速率，升高溫度對提高反應速率有利。實踐的結果是選取450~550C比較合適。二、判斷題(正確打，，錯誤打X)測得反應C12+H-2HC1的反應級數(shù)等于3/2,該反應不可能是基元反應。測得反應2O”3O2的反應級數(shù)等于1,該反應可能是基元反應。(X)速率常數(shù)的單位與反應級數(shù)有關。(V)任何反應的反應速率與濃度的關系都符合質(zhì)量作用定律。(X)阿侖尼烏斯公式不適用于光化反應。催化劑改變速率常數(shù)，但不改變平衡常數(shù)。反應溫度既改變速率常數(shù)，也改變平衡常數(shù)。(V)速率常數(shù)與溫度、催化劑、反應物濃度等因素有關。(X)三、選擇題(選1個答案).化學反應2O”3O2的反應速率可以表示為 -dCoJdt或dCO-dt,兩者之間的關系。(D)A.-dCo/dt=dC02/dt B .-dCo/dt=2dCo2/dtC.-dCo/dt=(3/2)dCo2/dt D.-dC°Jdt=(2/3)dCo2/dt.一級反應的半衰期與初始濃度。 (C)A.成正比 B .成反比 C .無關 D .平方成正比.二級反應的半衰期與初始濃度。 (B)A.成正比 B .成反比 C .無關 D .平方成比.某反應的反應物消耗一半的時間正好是反應物消耗 1/4的時間的2倍，則該反應的反應級數(shù)為0(A)A.零B.一 C.二 D.三.關于活化分子，下列說法錯誤的是。 (A)A.能量大于反應物分子的平均能量的分子是活化分子B.只有活化分子的碰撞才可能發(fā)生化學反應C.活化分子數(shù)與反應溫度有關D.活化分子數(shù)與反應物濃度有關.關于基元反應的活化能， 下列說法正確的是。 (D)A.活化分子的最低能量B.活化分子的平均能量C.反應物分子的平均能量D.活化分子的平均能量與反應物分子的平均能量之差.下列性質(zhì)中，不屬于一級反應特征的是。 (B)A.lnc對時間t作圖為一條直線B.半衰期與反應物初始濃度成反比C.反應物消耗的百分數(shù)相同時所需的反應時間也相同D.速率常數(shù)的單位為［時間］-18.光化反應的特點之一是。(C)A.多數(shù)是一級反應B.量子效率小于1C.可以向△G>0的方向進行D.溫度影響非常顯著四、填空題.由反應物微粒(分子、原子、離子、自由基)一步直接生成產(chǎn)物的反應. 由多個基元反應組.成的反應 稱為總包反應。.只表示反應前后的物料平衡關系(反應組分之間的數(shù)量關系)的化學反應方程稱為計量方.表示反應進行的實際過程的化學反應方程稱為機理方程。.某化學反應A+B^P的速率方程是-dCA/dt=kCaCB2,該反應的反應級數(shù)等于3。.某化學反應KP是一級反應，當反應時間為2t1/2時，反應的轉(zhuǎn)化率為75% 。.已知下列兩個反應的指前因子相同，活化能不同，且Ea,1>Ea,2ABCk1k2當反應溫度升高時，k1小上k2(填“大于”、“小于”或“等于")，k1/k2』大(填“增大”、“減小”或“不變”)。.1愛因斯坦表示1mol 光量子所具有的能量。.按照光化當量定律,在光化反應的初級過程中，1愛因斯坦能量活化1mol 反應物分子。.催化劑通過改變反應途徑可以使活化能降低、反應速率加快。五、計算題.某一級反應ZB,在某溫度下的初速率為4.00x10-3mol?dm3?min-1,2小時后的速率為1.00x10-3mol-dm3-min-1。求：(1)反應速率常數(shù)；解：ln(CUCa)=KTCa,0/Ca=「a,0/ra=4Ln4=K*120Ka=ln4/120=0.0116min-1(2)半衰期；解：11/2=ln2/kA=0.693/0.0116=60min(3)反應物初始濃度。解：rA=k*CACA=4.00義10-3/0.0116=0.345mol*dm-3.放射性14C的一級衰變的半衰期約為5720年。1974年考查一具古尸上裹的亞麻布碎片，其14C/12C比值等于正常值的67.0%,問此尸體約在何時埋葬？14解：已知C半發(fā)期為5720年，0.67= (1/2)NN=log1/20.67=(lg0.67)/(lg1/2)=0.57770.5777*5720=3305 (年前)3305-1974=1331年.某物質(zhì)A的分解是二級反應，在某溫度下分解1/3所需的時間是2min,再分解同樣多的A還需要多少時間？解：設C=1則Gi=2/3Ca2=1/3因為1/Cai-1/CafK*T3/2-1=Ka*2Ka=1/4又1/Ca2-1/Cai=K*T3-3/2=1/4*TT=6.青霉素G的分解為一級反應，測得37c和43c時的半衰期分別為32.1h和17.1h,求該反應的活化能和25C時的速率常數(shù)。解：(1)t11/2=ln2/K1=32.1*60=1926K=3.60*10-4h-1T2i/2=ln2/K2=17.1*60=1026K2=6.76*10-4h-1根據(jù)Arrhenius方程1n宜]=_Ea11L_1：,代入各已知值得gjRrTj1n(6.76/3.60)=-E/8.314*[1/(37+273)-1/(43+273)]E=85.60kJ/mol故反應的活化能 E=85.60kJ/mol(2)k3=k2*exp[-E/R*(1/298-1/316)]=5.68*10 -3h-1.阿司匹林的水解為一級反應。100c下速率常數(shù)為7.92d-1，活化能為56.48kJ-mol-1求：100c時水解反應的半衰期；解：t1/2=(ln2)/k=ln2/7.92=0.0875d25c時水解反應的速率常數(shù)；解：k2=k1*exp[-E/R*(1/298-1/373)]=0.04341d -125c下水解30%所需的時間。解：t0.7=(1/K)*ln(10/7)=8.22d第七章表面現(xiàn)象一、問答題為什么氣泡和小液滴總是呈球形？答：根據(jù)楊-拉普拉斯公式pp=<j[1+—,彎曲液面的附加壓力Ap,其大小與與彎曲液1「1 「2」面的曲率半徑r成反比，力的方向指向曲率半徑的圓心。當液滴或氣泡不是球形時，球面上各點受力的方向和大小各不相同(見右圖)，只有液滴或氣泡為球形時，球面各點受力平衡，因此它們總是呈球形。如圖所示，水平放置的毛細管，裝有少量濕潤性液體。問：管內(nèi)液體最后平衡位置在何處？為什么？答：答：根據(jù)楊-拉普拉斯公式Ap=。'1+1,彎曲液面的附加壓力Ap,其大小與液體的表[「1 「2」面張力(T成正比，與彎曲液面的曲率半徑r成反比。毛細管中的液體兩側(cè)表面張力相同，影響附加壓力的是彎曲液面的曲率半徑。管中液體為凹液面， r<0, 附加壓力Ap的方向指向液體外部，左側(cè)液面曲率半徑較小，因而向左的附加壓力較大，使液體向左移動，直至兩側(cè)的曲率半徑相同處為最后平衡的位置。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與濃度有關，為了降低表面張力，使表面張力增大的溶質(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。什么是表面活性劑？其結構特征如何？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。什么是膠束？什么是臨界膠束濃度？答：當濃度增加到一定程度時，表面活性劑分子在溶液中形成疏水基向內(nèi)，親水基向外的多分子聚集體，稱作膠束或膠團。形成膠束的最低濃度被稱作臨界膠束濃度。表面活性物質(zhì)如何起增溶作用？答表面活性物質(zhì)是通過形成膠團使溶質(zhì)溶解在膠團中而起增溶作用。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。表面活性劑有哪些重要作用？答：表面活性劑的作用非常廣泛，如增溶作用、潤濕作用、乳化作用、發(fā)泡作用、洗滌作用等。什么是物理吸附？什么是化學吸附？答：固體和吸附質(zhì)之間由于范德華引力所引起的吸附稱為物理吸附，固體和吸附質(zhì)之間由于化學鍵力所引起的吸附稱為化學吸附。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<a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二、判斷題(正確打，，錯誤打X)粒子越小，比表面越大。(V)溫度升高時，純液體的表面張力增大(X)HLB值越大， 親脂性越強(X)表面活性劑的用途非常廣泛，例如，既可以用表面活性劑起潤濕、乳化、起泡等作用，也可以用表面活性劑起去潤濕、破乳、消泡等作用(V)BET吸附等溫式適用于多分子層吸附(V)弗侖因德立希吸附等溫式不適用于化學吸附(X)只有表面張力較小的液體才可能在表面張力較大的液體表面鋪展(V)當接觸角大于 90° 時，液體能夠潤濕固體(x)兩性型表面活性劑是非離子型表面活性劑(x)作為洗滌劑的表面活性劑的HLB值通常在12~15三、選擇題(選1個答案)1.將毛細管插入某種溶液中，可能發(fā)生的現(xiàn)象是。 (D)A.毛細管中的液面既不上升，也不下降B.接觸角小于90度，毛細管中液面下降C.毛細管中液面是凸的，液面上升D.這種溶液能夠潤濕毛細管，液面上升2.晶體物質(zhì)的溶解度和熔點與粒子大小的關系是。 (A)A.粒子越小，溶解度越大，熔點越低B.粒子越小，溶解度越大，熔點越高C.粒子越小，溶解度越小，熔點越低D.粒子越小，溶解度越小，熔點越高3.化學反應剛產(chǎn)生沉淀時，生成的沉淀顆粒大小不一，當放置一段時間后，會出現(xiàn)的現(xiàn)象是。 (B)A.小顆粒變大，大顆粒變小，直至顆粒大小相同B.小顆粒變小直至消失，大顆粒變得更大C.小顆粒和大顆粒都變小，顆粒數(shù)增加D.小顆粒和大顆粒都不發(fā)生變化

0.溶質(zhì)可能是表面活性劑0.溶質(zhì)可能是表面活性劑.表面超量大于零TOC\o"1-5"\h\zA.濃度增大使表面張力減小 BC.發(fā)生負吸附 D.是物理吸附的特點。 (C)A.吸附熱大 B .穩(wěn)定性高 C.多分子層吸附 D.有吸附選擇性.蘭格繆爾吸附等溫式不適用于。 (B)A.單分子層吸附B.多分子層吸附 C.物理吸附 D.化學吸附.溶質(zhì)表觀吸附量實際吸附量。 (B)A.大于B.小于C.等于D.大于或小于.描述固體在溶液中吸附的蘭格繆爾吸附等溫式。 (A)A.是經(jīng)驗公式 B .是理論公式C.只適用于化學吸附 D .只適用于物理吸附四、填空題.已知肥皂液的表面張力為 (7,則空氣中半徑為r的肥皂泡所受的附加壓力為Ap=46/r。.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， 則三者的關系是p凹<p平<p凸。.20C時，水的飽和蒸氣壓為2337.57Pa,密度為998.3kg?m-3,表面張力為7.275X10-2NJ-m-1,則半徑為10-9m的水滴在20c時的飽和氣壓為6864.83Pa。.25c時，CaCO3大塊固體在水中的溶解度為1.533X10-2mol?dm3,密度為2960kg?m-3,與水的表面張力為1.387N-m-1,WJ25c時半徑為2Xl0-7m的CaCO3小顆粒固體在水中的溶解度為1.983X10-2mol?dm-3。.已知某溫度下液體A、液體B和它們之間的表面張力分別 (tA=7.5X10-2NJ-m-1, (tB=3.2X10-2NJ-m-1, A-B=1.2X10-2N?m-1,則A在B表面的鋪展系數(shù)等于-5.5X10-2N?m-1,A不能在B表面鋪展(填“能”或“不能”)。.當表面活性劑的HLB值在10附近時，親水親油能力均衡。.將200gHLB=8.6的表面活性劑與300gHLB=4.5的表面活性劑進行混合，所得混合物的HLB=6.14 。.對于化學吸附，當吸附溫度升高時，吸附速率 型大，吸附量減少。.蘭格繆爾吸附等溫式的線性形為V=Vm*bp/(1+bp)。.根據(jù)表面活性劑分子溶于水后是否電離，表面活性劑可以分為離子型和非離子型 兩大五、計算題20C時，將半徑為3.5Xl0-4m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p=1.359X104kg?m-3,請問：(1)毛細管內(nèi)的汞面上升還是下降解：因為P靜=(p液-p氣)hg=p液hg又Ap=(2①)/r,rcos0=R所以Ap=(2o-cos0)/R因止匕p液hg=(2o-cos0)/R即h=(2o-cos0)/(p液hgR)根據(jù)汞與毛細管壁的接觸角為 140。，9>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)汞的表面張力解：由上題公式h=(2o-cos8)/(p液hgRO得6=(p液hgR)/(2cos0)=[ 1.359X104*(-16)*9.8*3.5X10-4]/[2*(cos140)]/1000=0.487N/m如果水中只有直徑為 10-6m的空氣泡，這樣的水開始沸騰的溫度是多少？已知 100℃時，水的表面張力(t=58.9X10-3NJ-m-1,摩爾氣化熱AvapHm=40.656kJ?mol-1。解：已知水的M=18.015*10—3 (r=58.9X10-3NJ-m-1100℃時水的密度=958.4kg/m已知已知298K時，(T汞-水=0.375N?m-1,6汞-苯=0.362N?m-1,6水-苯=0.0326N-m-1,若將一滴水滴入苯和汞的界面上，其接觸角多大？解：根據(jù)楊氏公式(TS,g-(TS,l=(TI,gcos0cos9=(0.362-0.375)/0.0326=-0.39877T=100+273=373r=10-6/2=5*10-7由開爾文公式得知：In(pr/p)=(2(rM)/(pRTr)ln(pr/101.325)=(2*58.9*10-3*18.015*10-3)/[958.4*8.314*373*(-1*5*10-7)]p r=101.1804kpa△P=(2(r)/r=[(2*58.9*10 —3)/(1*5*10-7)]*10-3=235.600kpaP=pr+AP=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=({[RIn(p2/p1)]/(-△vapHm)}+(1/T1))-13=({[8.314*In(336.7804/101.1804)]/(-40.656*10 -3)}+(1/373))=410.77K(138℃)9=113.5o4.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CHCL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；解：蘭格繆爾吸附等溫式 F=Fm*(bp)/(1+bp)82.5=93.8* (13.4b)/(1+13.4b)b=0.545kpa -1(2)CHC13的分壓為6.67kPa時的平衡吸附量。解：由蘭格繆爾吸附等溫式 F=Fm*(bp)/(1+bp)1由上題已知 b=0.545kpa得F=93.8*(0.545*6.67)/(1+0.545*6.67)=73.6dm3/kg第八章膠體分散系統(tǒng)一、問答題什么是分散系統(tǒng)？什么是分散相？什么是分散介質(zhì)？答：分散系統(tǒng)是指一種或幾種物質(zhì)被分散到另一種物質(zhì)中所形成的系統(tǒng)， 其中以非連續(xù)形式存在的被分散的物質(zhì)稱為分散相，另一種以連續(xù)相形式存在的物質(zhì)稱分散介質(zhì)。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。與小分子溶液、大分子溶液以及粗分散系統(tǒng)相比，溶膠有哪些基本特性？答：與小分子溶液、大分子溶液以及粗分散系統(tǒng)相比，溶膠具有特有的分散程度、相不均勻性和聚結不穩(wěn)定性等基本特性。什么是布朗運動？它對溶膠的穩(wěn)定性有何影響？答：懸浮在液面上的花粉不停的作不規(guī)則的折線運動。介質(zhì)小分子不斷地撞擊比他們大的多的粒子，每一瞬間粒子在各個方向受到的撞擊力不能相互抵消，合力將使粒子向某一方向移動。合力的方向隨時改變，粒子的運動方向也隨之變化，這就是粒子布朗運動的本質(zhì)。與小分子溶液和粗分散系統(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。二、判斷題(正確打，，錯誤打X).大分子溶液又稱為親液膠體，溶膠又稱為憎液膠體。 (，).光的波長越短，散射作用越強。 (，：.在稀種酸溶液中通入過量H2s制備硫化神溶膠。在直流電場中，該溶膠的膠粒向正極定向移動。.以FeCl3作為穩(wěn)定劑制備得到的Fe(OH)3溶膠帶負電。(X)TOC\o"1-5"\h\z.電解質(zhì)對溶膠的聚沉作用，主要取決于反離子的濃度。 (X).溶膠粒子的大小通常可以用滲透壓法測定。(X).(電勢的絕對值越大，溶膠越穩(wěn)定。 (，).墨汁是碳黑分散在水中的懸浮液，可以加入適量的動物膠使墨汁穩(wěn)定。 (V)三、選擇題(選1個答案)分散相粒子半徑在的分散系統(tǒng)稱為膠體分散系統(tǒng)。(A)A.1?10nmB.10?100nm C.1?100nm D.1?1000nm溶膠是。(D)A.粗分散系統(tǒng) B.膠體分散系統(tǒng) C.均相系統(tǒng)D.小分子溶液關于溶膠和大分子溶液，下列說法正確的是。(A)A.都是膠體分散系統(tǒng) B .都是熱力學穩(wěn)定系統(tǒng)C.都是熱力學不穩(wěn)定系統(tǒng) D.都是多相系統(tǒng)TOC\o"1-5"\h\z是溶膠的動力學性質(zhì)。 (A)A.布朗運動B.電滲現(xiàn)象C.電泳現(xiàn)象