物理化學學習指導 第十一章第十四章 孫德坤

.第十一章化學動力學基礎(一).0.01moldm3,每隔一定時間，用標準酸溶液滴定其中的堿含量，實驗所得結(jié)果如下：357(1)證明該反應為二級反應，并求出速率常數(shù)k值-3-3同理，可以求出其他的速率常數(shù)值為(2)因為已經(jīng)證明該反應為二級反應，代入二級反應的以轉(zhuǎn)化分數(shù)表示的定積分式，就可以計算出轉(zhuǎn)化95%所需的時間，利用a=b的二級反應的半衰期公式計算半衰期。11.碳的放射性同位素4C在自然界樹木中的分布基本保持為總碳量的1.10×10-13%。某考古隊在一山洞中發(fā)現(xiàn)一些古代木頭燃燒的灰燼，經(jīng)分析14C的含量為總碳量的9.87×10-14%。已知4C的半衰期為5700a,試計算這灰燼距今約有多少年?解：放射性同位素的蛻變是一級反應。設燃燒時樹木剛枯死，它含有C約為1.10×10-13%。先從已知的半衰期求出反應的速率常數(shù)，然后用一級反應的定積分式計算灰燼距今的時間。這灰燼距今約有888年。t0oP總而且計時開始時已有生成物存在，所以要先寫出各物質(zhì)在不同時刻的壓力和彼此之間的關17.某反應在300k時進行，完成40%需時24min。如果保持其他條件不變，在340k時進行，同樣完成40%,需時6.4min,求該反應的實驗活化能。時間的反比，即在相同的升溫區(qū)間內(nèi)，正、逆反應速率常數(shù)的變化值相同，說明正、逆反應的活化能相同。這是一個反應前后氣體分子數(shù)不同的反應，所以焓的變化值與熱力學能的變化值不相等。(3)根據(jù)平衡常數(shù)與溫度的關系式，因在相同的升溫區(qū)間內(nèi)正、逆反應速率常數(shù)的變化值相同，所以設溫度為298k時，(4)這需要寫出參與反應的物質(zhì)在不同時刻的壓力變化，寫出速率方程的微分式，進行定積分，才能計算所需的時間。,從實驗測出不同反應溫度時，,從實驗測出不同反應溫度時，實驗次數(shù)TKt?tS1234P1或))③④(2)已知鍵能數(shù)據(jù)如下，估算各基元反應之活化能：化學鍵g解：(1)首先寫出用生成物HBr表示的速率方程，快平?jīng)Q速步快反應試推導出反應的速率方程，并求表觀活化能與各基元反應活化能之間的關系。率可表示為HOCl是中間產(chǎn)物，其濃度不知道，要用反應物(或生成物)的濃度代替。該題是快平衡后面有一個慢反應，符合用平衡態(tài)假設的條件，所以用平衡態(tài)假設近似法求出中間產(chǎn)物的濃度與反應物濃度之間的關系。設快反應達平衡時有代入速率方程得反應中H?O,OH的濃度基本不變。根據(jù)速率常數(shù)與活化能的關系，得k(3)若反應速率方程寫成r=k,[A],且"為高壓極限時的表觀速率常速，請計時則(4)用簡單碰撞理論計算的2值大于實驗值，說明反應機理不一定完全符合實際情況。試推導出CO的生成速率表達式和CO的量子產(chǎn)率表達式。由于CH?CO·是中間產(chǎn)物，該速率方程是無效的，要用穩(wěn)態(tài)近似法將中間產(chǎn)物的濃度用反應物濃度代替。到達穩(wěn)態(tài)時，活潑自由基的濃度隨時間變化率等于零，則25.O?的光化學分解反應歷程如下：設單位時間、單位體積中吸收光為,φ為過程①的量子產(chǎn)率，則(2)已知：解得第十三章表面物理化學1.在298K時，把半徑為1.0mm的水滴分散成半徑為1.0um的小水滴，試計算(已知293K時水的表面Gibbs自由能為0.07288Jmr2):(1)表面積是原來的多少倍?(2)表面Gibbs自由能增加了多少?(3)完成該變化時，環(huán)境至少需做多少功?解：(1)設半徑為1.0mm水滴的表面積為A?,體積為V?,半徑為R?,半徑為1.0um水滴的表面積為A:2,體積為V?,半徑為R?。因為V?=NV?,所以式中N為小水滴個數(shù)。5.把半徑為R的毛細管插在某液體中，設該液體與玻璃間的接觸角為θ,毛細管中液體所成凹面的曲率半徑為R',液面上升到h高度后達到平衡，試證明液體的表面張力可近似的表示為解-1-1第十四章膠體分散系統(tǒng)和大分子溶液。試求：r=2.26×10-8mM由已知條件得山