物理化学(下)(总复习题)
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物理化学(二)期末考试复习题一、单项选择题1.一封闭系统从A态出发,经一循环过程后回到A态,则下列何者为零A.QB.WC.Q+WD.Q-W正确答案:C【答案解析】本题知识点:化学反应热效应的计算、能量代谢与微量量热技术简介。
2.系统经一等压过程从环境吸热,则A.Q>0B.△H>0C.△U>0D.a,b都对正确答案:A【答案解析】本题知识点:热化学。
3.若要通过节流膨胀达到制冷目的,则节流操作应控制的条件是A.μ<0J-T>0B.μJ-T=0C.μJ-T值D.不必考虑μJ-T正确答案:B【答案解析】本题知识点:热化学。
4.已知某反应的标准反应熵大于零,则该反应的标准反应吉布斯自由焓将随温度的升高A.增大B.不变C.减小D.不确定正确答案:C【答案解析】本题知识点:卡诺循环、卡诺定理、熵。
5.合成氨反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)达平衡后加惰性气体,且保持体系温度,总压不变(气体为理想气体),则正确答案:D【答案解析】本题知识点:温度对平衡常数的影响、其他因素对化学平衡的影响、反应的偶合。
6.Mg0(s)+CI(g)=MgCl2(s)+O2(g)达平衡后,增加总压(气体为理想气体),则正确答案:B【答案解析】本题知识点:温度对平衡常数的影响、其他因素对化学平衡的影响、反应的偶合。
7.反应2C(s)+O2(g)2CO(g),单位为:J·mol-1,若温度增加,则正确答案:B【答案解析】本题知识点:标准反应吉布斯能变化及化合物的标准生成吉布斯能。
8.在100K时,反应Fe(s)+CO2的Kp=1.84,若气相中CO2含量大于65%,则A.Fe将不被氧化B.Fe将被氧化C.反应是可逆平衡D.无关判断正确答案:B【答案解析】本题知识点:平衡常数表示法、平衡常数的测定和反应限度的计算。
9.某化学反应的<0,则反应的标准平衡常数A.Kθ>1且随温度升高而增大B.Kθ<1且随温度升高而减小C.Kθ<1且随温度升高而增大D.Kθ>1且随温度升高而减小正确答案:D【答案解析】本题知识点:化学反应的平衡条件、化学反应等温方程式和平衡常数。
二 相平衡2-1 是非题1、在一个给定的体系中,物种数可因分析问题的角度不同而不同,但独立组分数是一个确定的数。
( √ )2、自由度就是可以独立变化的量。
( × )3、)()(22g I s I ⇔平衡共存,因10',1,2====C R R S 所以。
( √ )4、单组份体系的相图中两相平衡线都可以用克拉贝隆方程定量描述。
( √ )5、在相图中总可以利用杠杆规则计算两相平衡时两相的相对量。
( √ )6、对于二元互溶液系,通过精馏方法总可以得到两个纯组分。
( × )7、部分互溶双液系总以互相共轭的两相平衡共存。
( × )8、恒沸物的组成不变。
( × )9、相图中的点都是代表体系状态的点。
( √ )10、三组分体系最多同时存在4个相。
( × )11、完全互溶双液系T -x 图中,溶液的沸点与纯组分的沸点的意义是一样的。
( × )12、根据二元液系的p-x 图,可以准确判断该体系的液相是否为理想液体混合物。
( √ )13、二元液系中若A 组分对拉乌尔定律产生正偏差,那么B 组分必定对拉乌尔定律产生负偏差。
( × )14、A 、B 两液体完全不互相溶,那么当有B 存在时,A 的蒸汽压与体系中A 的摩尔分数成正比。
( × )15、双组分体系中,易挥发组分在气相中的组成大于其在液相中的组成。
16、二元液系中若A 组分对拉乌尔定律产生正偏差,那么在T -x 图上必有最高恒沸点。
( × )17、在水的三相点,冰、水、水蒸气三相共存,此时的温度和压力都有确定值,体系的自由度为0。
( √ )18、将双组分进行连续的部分气化和部分冷凝,使混合液得以分离就是精馏的原理。
( √ )19、双组分体系中,易挥发组分在气相中的组成大于其在液相中的组成。
( √ )20、二元体系相图中,物系点移动方向是垂直上下,而相点则水平移动。
( × )21、确定体系的物种数可以人为随意设定,但是组分数是固定不变的。
第八章电解质溶液第九章1.可逆电极有哪些主要类型?每种类型试举一例,并写出该电极的还原反应。
对于气体电极和氧化还原电极在书写电极表示式时应注意什么问题?答:可逆电极有三种类型:(1)金属气体电极如Zn(s)|Zn2+ (m) Zn2+(m) +2e- = Zn(s)(2)金属难溶盐和金属难溶氧化物电极如Ag(s)|AgCl(s)|Cl-(m), AgCl(s)+ e- = Ag(s)+Cl-(m)(3)氧化还原电极如:Pt|Fe3+(m1),Fe2+(m2) Fe3+(m1) +e- = Fe2+(m2)对于气体电极和氧化还原电极,在书写时要标明电极反应所依附的惰性金属。
2.什么叫电池的电动势?用伏特表侧得的电池的端电压与电池的电动势是否相同?为何在测电动势时要用对消法?答:正、负两端的电势差叫电动势。
不同。
当把伏特计与电池接通后,必须有适量的电流通过才能使伏特计显示,这样电池中发生化学反应,溶液浓度发生改变,同时电池有内阻,也会有电压降,所以只能在没有电流通过的情况下才能测量电池的电动势。
3.为什么Weslon标准电池的负极采用含有Cd的质量分数约为0.04~0.12的Cd一Hg齐时,标准电池都有稳定的电动势值?试用Cd一Hg的二元相图说明。
标准电池的电动势会随温度而变化吗?答:在Cd一Hg的二元相图上,Cd的质量分数约为0.04~0.12的Cd一Hg齐落在与Cd一Hg固溶体的两相平衡区,在一定温度下Cd一Hg齐的活度有定值。
因为标准电池的电动势在定温下只与Cd一Hg齐的活度有关,所以电动势也有定值,但电动势会随温度而改变。
4.用书面表示电池时有哪些通用符号?为什么电极电势有正、有负?用实验能测到负的电动势吗?答:用“|”表示不同界面,用“||”表示盐桥。
电极电势有正有负是相对于标准氢电极而言的。
不能测到负电势。
5.电极电势是否就是电极表面与电解质溶液之间的电势差?单个电极的电势能否测量?如何用Nernst方程计算电极的还原电势?5.电极电势是否就是电极表面与电解质溶液之间的电势差?单个电极的电势能否测量?如何用Nernst 方程计算电极的还原电势?答:电极电势不是电极表面与电解质溶液之间的电势差。
物理化学Ⅱ练习题1. 298 K某非离子表面活性剂溶液浓度为0.2 mol²m-3,用机械铲从表面上撇去非常薄的表层,测得表面层中表面活性剂物质的吸附量为3³10-6 mol²m-2。
已知298 K纯水的r* =72³10-3 N²m-1 ,假设稀浓度范围内溶液的表面张力与溶液浓度呈线性关系,试计算该溶液的表面张力r。
2. 25 ℃半径为1 μm的水滴与蒸气达到平衡,试求水滴的内外压力差及水滴的饱和蒸气压。
已知25 ℃时水的表面张力为71.97³10-3 N²m-1,体积质量(密度)为0.9971 g²cm-3,蒸气压为3.168 kPa,摩尔质量为18.02 g²mol-1。
3. 273K时,用活性炭吸附CHCl3气体,饱和吸附量为93.8 dm3²kg-1,若CHCl3的分压为6.6672 kPa,其平衡吸附量为73.58 dm3²kg-1,(1) 计算朗缪尔吸附等温式的b值;(2) CHCl3的分压为13.375 kPa 时,平衡吸附量为多少?4. 已知在298K时, 平面上的饱和蒸气压为3167Pa, 请计算在相同温度下半径为2nm 的水滴表面的蒸气压为若干? 设水的摩尔质量为18.016kg⋅ mol-1, 密度为1⨯ 103 kg⋅ m- 3, 水的表面张力为0.0719 N⋅ m-1。
5. 原电池Cd︱Cd2+{ a (Cd2+) = 0.01 }‖Cl- { a ( Cl- ) = 0.5}︱Cl2{ g,100kPa}︱Pt已知:298K时,E {Cl2(g)︱Cl- }=1.3579V, E{Cd2+︱Cd}= - 0.4032V。
(1)写出电极反应和电池反应;(2)计算原电池在298K时的电动势E;(3) 计算电池反应的摩尔吉布斯函数变△r G m及标准平衡常数6. 298K时,原电池Pt︱H2 (g,100kPa )︱HCl ( b = 0.1 mol²kg-1 )︱Cl2 (g,100 kPa )︱Pt 电动势为1.4881 V,计算HCl溶液中HCl的平均离子活度因子。
物理化学复习题一、判断下列说法是否正确(不必改正)1.金属和电解质溶液都是靠自由电子来导电的。
()2.恒温下电解质溶液的浓度增大时,其摩尔电导率总是减小的。
()3.对于基元反应,几分子反应就是几级反应。
()4.电池反应的可逆热,就是该反应的恒压反应热。
()5.阿累尼乌斯活化能等于活化分子平均能量与普通分子平均能量之差。
()6.质量作用定律对基元反应和复杂反应都适用。
()7.对两种不同液体来说,曲率半径相同时,曲面下的附加压力与表面张力成反比。
()8. 朗格缪尔吸附等温式适合于单分子层吸附。
()9.吸附平衡即是固体表面不能再吸附气体分子,而被吸附的气体分子也不再脱附。
()10.金属和电解质溶液都是靠自由电子来导电的。
()11. 25 ℃时电极Hg, Hg2Cl2(S) | KCl(1mol/kg) 的电极电势为0.2800 V,这一数值就是甘汞电极的标准电极电势。
( ×)12. 化学吸附为单分子层吸附,而且具有选择性。
(√)13. 表面过剩就是单位面积的表层溶液中所含溶质的物质的量。
( ×)14. 物质的比表面吉布斯函数就是单位面积的表面层分子所具有的表面吉布斯函数。
(√)简答下列概念溶液表面过剩正吸附原电池表面张力基元反应二、填空题1、对于平行反应,一般地说Ea值小的反应,k值随T的变化率,升温对Ea值的反应影响更大。
2. 在恒温下,加入催化剂能加快反应速率的原因是由于,而升高温度能增加反应速率的原因是由于。
3. 一定温度下,液滴越小,饱和蒸汽压越,而液体中气泡越小,泡内液体的饱和蒸汽压越。
(大;小)4. 用导线把电池的两极连接上,理科产生电流,电子的流动是从极经由导线进入极的。
在电池内部,电解质的正离子通过溶液向极迁移,并发生反应,负离子通过溶液向极迁移,并发生反应。
(负;正;正;还原;负;氧化)5. 链反应由链、链和链三步构成。
(引发;传递;终止)6. 电池恒温恒压可逆放电时,吉布斯函数的降低值与该电池所做的电功的关系为。
I 练习题一、判断题电解质溶液1.电解池通过l F 电量时,可以使1mol 物质电解。
2.电解质溶液中各离子迁移数之和为1。
3.溶液是电中性的,正、负离子所带电量相等,所以正、负离子离子的迁移数也相等。
4.离子迁移数与离子速率成正比,某正离子的运动速率一定时,其迁移数也一定。
5.由公式Λm =κ/c 可知,对强电解质,若浓度增大一倍,离子数目增大一倍,其电导率也增大一倍,故Λm 不随浓度变化。
6.无论是强电解质还是弱电解质,溶液的摩尔电导率Λm 均随浓度的增大而减小。
7.无限稀释时,电解质的摩尔电导率可由作图外推法得到。
8.离子的摩尔电导率与其价态有关系。
9.因离子在电场作用下可以定向移动,所以测定电解质溶液的电导率时要用直流电桥。
10.无限稀电解质溶液的摩尔电导率可以看成是正、负离子无限稀摩尔电导率之和,这一规律只用于强电解质。
11.电解质的无限稀摩尔电导率m Λ∞可以由m Λ作图外推到c 1/2=0得到。
12.德拜—休克尔公式适用于强电解质。
13.对于BaCl 2溶液,以下等式成立:A . a =γm ;B .a =a +·a -;C .γ±=γ+·γ-2;D .m =m +·m -;E .m ±3=m +·m -2;F .m ±=4m ±3。
14.若a (CaF 2)=0.5,则a (Ca 2+)=0.5,a (F -)=1。
15.可以通过电导测定法求离子的平均活度系数。
16.温度越高,电解质溶液的电阻越大。
17.电解质溶液的电导率随浓度增大而增大。
18.稀释强电解质溶液时,其摩尔电导率Λm 将增大。
19.电解质溶液的摩尔电导率可以看作是正、负离子的摩尔电导率之和。
可逆电池的电动势及其应用1.只要在电池放电时的反应与充电时的反应互为可逆,则该电池就是可逆电池。
2.电池Ag(s)|AgCl(s)|KCl(aq)|Hg 2Cl 2(s)|Hg(l)与电池Hg(l)|Hg 2Cl 2(s)|KCl(aq)|AgNO 3(aq)|Ag(s)的电池反应可逆。
河南工大物理化学(A)下册复习题一、选择题42. 298K 时,当H 2SO 4溶液的质量摩尔浓度从0.01molkg -1增加到0.1molkg -1时,其电导率κ和摩尔电导率m Λ将( )(A)κ减小,m Λ 增加 (B) κ增加,m Λ 增加 (C) κ减小,m Λ减小 (D) κ增加,m Λ 减小43. 298K 时,在含下列离子的无限稀释的溶液中,离子摩尔电导率最大的是( )(A) Al 3+ (B) Mg 2+ (C) H + (D) K +44. CaCl 2的电导率与其离子的摩尔电导率的关系是( )(A) 2,m CaCl ∞Λ=2,m Ca +∞Λ+,m Cl -∞Λ (B) 2,m CaCl ∞Λ=1/22,m Ca +∞Λ+,m Cl -∞Λ(C) 2,m CaCl ∞Λ=2,m Ca +∞Λ+2,m Cl -∞Λ (D) 2,m CaCl ∞Λ=2(2,m Ca +∞Λ+,m Cl -∞Λ) 45. 已知Cu 的相对原子量为64,用0.5法拉第电量可从CuSO 4溶液中沉淀出多少Cu ?( )(A) 16 g (B) 32 g (C) 64 g (D) 127 g46. 298K 时,质量摩尔浓度为0.001molkg -1的下列电解质溶液,其离子平均活度因子γ±最大的是( )(A) CuSO 4 (B) CaCl 2 (C) LaCl 3 (D) NaCl47. 质量摩尔浓度为m 的FeCl 3溶液(设其能完全电离),平均活度因子为γ±,则FeCl 3的活度a 为( ) (A) 4()m m γ±Θ (B) 444()m m γ±Θ (C) 44()m m γ±Θ (D) 4427()m mγ±Θ 48. 离子电迁移率的单位可以表示成( )(A) ms -1 (B) m·s -1·V -1 (C) m 2·s -1·V -1 (D) s -149. 水溶液中氢和氢氧根离子的淌度特别大,其原因为( )(A)发生电子传导 (B)发生质子传导 (C)离子荷质比大 (D)离子水化半径小50. 欲要比较各种电解质的导电能力的大小,更为合理应为 ( )(A) 电解质的电导率值 (B) 电解质的摩尔电导率值(C) 电解质的电导值 (D) 电解质的极限摩尔电导率值51. 对可逆电池,下列关系式中成立的是( )(A) r m G zEF ∆=-(B) r m G zEF ∆<- (C) r m G zEF ∆>- (D) r m 0G zEF ∆=-=52. 对应电池Ag(s)|AgCl(s)|KCl(aq)|Hg 2Cl 2(s)|Hg(l)的化学反应是( )(A) 2Ag(s)+Hg 22+(aq) = 2Hg(l) +2Ag + (B) 2Hg+2Ag + = 2Ag +Hg 22+(C) 2AgCl+2Hg = 2Ag +Hg 2Cl 2 (D) 2Ag+Hg 2Cl 2 = 2AgCl +2Hg53. 一个电池反应确定的电池,E 值的正或负可以用来说明: ( )(A) 电池是否可逆 (B) 电池反应是否已达平衡(C) 电池反应自发进行的方向 (D) 电池反应的限度54. 将反应 H ++ OH -= H 2O 设计成可逆电池,选出下列电池中正确的一个 ( )(A) Pt │H 2│H +(aq)‖OH -│O 2│Pt (B) Pt │H 2│NaOH(aq)│O 2│Pt(C) Pt │H 2│NaOH(aq)‖HCl(aq)│H 2│Pt (D) Pt │H 2(p 1)│H 2O(l)│H 2(p 2)│Pt55. 下列电池中哪个的电动势与Cl -离子的活度无关( )(A)Zn ︱ZnCl 2(aq)︱Cl 2(g)︱Pt (B)Ag ︱AgCl(s)︱KCl(a q)︱Cl 2(g)︱Pt(C)Hg ︱Hg 2Cl 2(s)︱KCl(a q)‖AgNO 3(aq)︱Ag (D) Pt ︱H 2(g)︱HCl(a q)︱Cl 2(g)︱Pt56. 在应用电位计测定电动势的实验中,通常必须用到( )(A) 标准电池 (B)标准氢电极 (C)甘汞电极 (D)活度为1的电解质溶液57.离子独立运动定律适用于( )(A) 强电解质溶液 (B) 弱电解质溶液(C) 无限稀电解质溶液 (D) 理想稀溶液58. 电解质水溶液属离子导体。
物理化学第五版下册复习题答案傅献彩1、33.小明用已调节好的天平测物体质量,通过增、减砝码后,发现指针指在分度盘的中央刻度线左边一点,这时他应该()[单选题] *A.将游码向右移动,直至横梁重新水平平衡(正确答案)B.将右端平衡螺母向左旋进一些C.将右端平衡螺母向右旋出一些D.把天平右盘的砝码减少一些2、5.推着自行车前行时前轮和后轮所受摩擦力的方向相同.[判断题] *对(正确答案)错3、29.生产和生活中,人们选择材料时会考虑材料的物理性质,下面属于主要从密度的角度考虑选材料的是()[单选题] *A.用塑料作为插座外壳的材料B.用铝合金作为制作飞机的材料(正确答案)C.用橡胶作为汽车轮胎的材料D.用钨作为白炽灯泡灯丝的材料4、51.下列不是光源的是()[单选题] *A.萤火虫B.太阳C.月亮(正确答案)D.燃烧的火把5、关于光现象,下列说法正确的是()[单选题]A. 光在水中的传播速度是3×108m/sB.矫正近视眼应佩戴凸透镜C. 光的色散现象说明白光是由多种色光组成的(正确答案)D. 镜面反射遵守光的反射定律,漫反射不遵守光的反射定律6、75.在生产和生活中,人们常以密度作为选择材料的主要因素。
下面属于主要从密度的角度考虑选材的是()[单选题] *A.用水做汽车发动机的冷却液B.用塑料做电源插座外壳C.用塑料泡沫做表演场景中的“滚石”(正确答案)D.用橡胶作为汽车轮胎的材料7、2.先启动计时器,再释放小车.[判断题] *对(正确答案)错8、30.如图,我国首款国际水准的大型客机C919在上海浦东机场首飞成功,标志着我国航空事业有了重大突破。
它的机身和机翼均采用了极轻的碳纤维材料。
这种材料的优点是()[单选题] *A.密度大B.密度小(正确答案)C.熔点低D.硬度小9、下列物体中,质量约为2×105mg的是()[单选题] *A. 一颗图钉B. 一本初二物理课本(正确答案)C. 一张课桌D. 一支黑水笔10、2.物体的加速度a=0,则物体一定处于静止状态.[判断题] *对错(正确答案)11、4.骑着自行车前行时前轮和后轮所受摩擦力的方向相同.[判断题] *对错(正确答案)12、93.小明在测量某种液体的密度时,根据测量数据绘制出了烧杯和液体的总质量与液体体积的关系图象如图所示,下列说法正确的是()[单选题] *A.该液体的密度是3g/cm3B.由图象可知,该液体体积越大,密度越小C.该液体体积是50cm3时,液体和烧杯的总质量是90g(正确答案)D.烧杯的质量是40kg13、继共享单车之后,共享汽车已经悄然走进我们的生活。
物理化学下册课后复习题答案第八章电解质溶液第九章可逆电池电动势及其应用第十章电解与极化作用第十一章化学动力学(一)第十二章化学动力学基础(二)第十三章1.比表面有哪能几种表示方法?表面张力与表面Gibbs自由能有哪些异同点?答:A0= As/m或A0= As/V;表面张力又可称为表面Gibbs自由能,二者数值一样。
但一个是从能量角度研究表面现象,另一个是从力的角度研究表面现象;故二者物理意义不同;单位不同。
2.为什么气泡、小液滴、肥皂泡等都呈圆形?玻璃管口加热后会变得光滑并缩小(俗称圆口),这些现象的本是什么?用同一滴管滴出相同体积的苯。
水和NaCl 溶液,所得的液滴数是否相同弯曲液面有附加压力,其最终会将不规则的液面变为圆形或球形;球形表面积最小,表面自由能最低,最稳定;不相同。
3.用学到的关于界面现角的知识解释以下几种做法或现象的基体原理:①人工降雨;②有机蒸馏中加沸石;③多孔固体吸附蒸气时的毛细凝聚;④过饱和溶液,过饱和蒸气,过冷液体等过饱和现象;⑤重量分析中的“陈化”过程;⑥喷洒农药时,为何常常在农药中加入少量表面活性剂这些现象都可以用开尔文公式说明,①、②、④、⑤是新相刚形面时的体积小,曲率半径小,对与之平衡的旧相有更加苛刻的条件要求。
③多孔固体吸附蒸气时,被吸附的气体的液相对毛细管是润湿的,其曲率半径小零,当气体的分压小于其饱和蒸气压时,就可以发生凝聚。
⑥喷洒农药时,在农药中加入少量表面活性剂,可以降低药液的表面张力,使药液在叶面上铺展。
4.在三通活塞的两端涂上肥皂液,关断右端通路,在左端吹一个大泡,然后关闭左端,在右端吹一个小泡,最后让左右两端相通。
试问当将两管接通后,两泡的大小有何变化?到何时达到平衡?讲出变化的原因及平衡时两泡的曲率半径的比值。
小球更小,大球更大;最后小泡变成一个与大泡曲率半径相同的弧;由于小泡的附加压力大,所以大泡变大,小泡变小,最后使两泡的曲率半径相同5.因系统的Gibbs自由能越低,系统越稳定,所以物体总有降低本身表面Giibs自由能的趋势。
第八章电解质溶液1・Faraday电解定律的基本内容是什么?这定律在电化学中有何用处? 答:法拉第电解定律的基本内容是:通电于电解质溶液之后,(1)在电极上(两相界面),发生化学变化的物质的量与通入电荷成正比・(2〉若将几个电解池串联,通入一定的电荷量后,在各个电解池的电极上发生化学变化的物质的量都相等.Q(E)=Z+eL=z^F根据Faraday定律,通过分析电解过程中反应物在电极上物质的量的变化,就可求岀电荷量的数值,在电化学的定量研究和电解工业上有重要的应用.2.电池中正极、负极、阴极、阳极的定义分别是什么?为什么在原电池中负极是阳极而正极是阴极?答:给出电子到外电路的电极叫做电池的负极,在外电路中电势低.从外电路接受电子的电极叫做电池的正极,在外电路中电势较高.发生氧化作用的电极称为阳极,发生还原作用的一极称为阴极•原电池的阳极发生氧化作用•阴极发生还原作用,内电路的电子由阳极运动到阴极•所以原电池的阴极是正极,阳极是负极.3・电解质溶液的电导率和摩尔电导率与电解质溶液浓度的关系有何不同?为什么?答:强电解质溶液的电导率随着浓度的增大而升高(导电粒子数目增多),但大到一定程度以后,由于正、负离子之间的相互作用增大,因而使离子的运动速率降低,电导率反而下降•弱电解质的电导率随浓度的变化不显著,浓度增加电离度减少,离子数目变化不大•摩尔电导率随浓度的变化与电导率不同,浓度降低,粒子之间相互作用减弱,正、负离子的运动速率因而增加,故摩尔电导率增加.4.怎样分别求强电解质和弱电解质的无限稀释摩尔电导率?为什么要用不同的方法?答:在低浓度下,强电解溶液的摩尔电导率与乞成线性关系.在一定温度下,一定电解质溶液来说,0是定值,通过作图,直线与纵坐标的交点即为无限稀释时溶液的摩尔电导率人箒•即外推法.弱电解质的无限稀释摩尔电导率A益,根据离子独立移动定律,可由强电解质溶液的无限稀释摩尔电导率A 益设计求算,不能由外推法求岀,由于弱电解质的稀溶液在很低浓度下与坨不呈直线关系•并且浓度的变化对4m 的值影响很大,实验的误差很大,由实验值直接求弱电解质的A益很困难.5.离子的摩尔电导率、离子的迁移速率、离子的电迁移率和离子迁移数之间有哪些定量关系式?答:定量关系式:厂+ = “+ dE/ dZ r- = u- dE/ dl厂+ •厂-离产迁移速率山+ 4一离子的电迁移率.饥I4 7一厂++~・"乍=耳=母卯正离子迁移数艺= 1无限稀释强电解质溶液銘=益4 +銘・-盈=(屛+“GF・6.在某电解质溶液中,若有i种离子存在,则溶液的总电导应该用下列哪个公式表示: 答:对电解质溶液来说电导G是其导电的能力,以1一1型电解质溶液为例.⑴G=^+舟+ ・・・;(2)G = 爭?为什么?G=K AJ I K =A H \ • c稀电解质溶液A m =Ai +Am ・•・〃=(△: +Am >C = Am ・ c+Am ・ c «+ =Am • c 则 G+ =/c> A/2・•・G 总=G++G —=盒+古…=工盒・7. 电解质与非电解质的化学势表示形式有何不同?活度因子的表示式有何不同? 答:非电解质的化学势的表示形式:活度因子表示式:非电解质a m ^ = Vm^ —电解质 QB=a 甘• a^r =a±・&为什么要引进离子强度的概念?离子强度对电解质的平均活度因子有什么影响?答:在稀溶液中,影响离子平均活度因子7士的主要因素是离子的浓度和价数,并且离子价数比浓度影 响还要更大一些•且价型愈高,影响愈大,因此而提出离子强度的概念.I = *另加必对平均活度因子的影响lg/+=—常数/!9. 用DebyeHuckel 极限公式计算平均活度因子时有何限制条件?在什么时候要用修正的Debys Hiickel 公式? 答:限制条件为:① 离子在静电引力下的分布遵从Boltzmann 分布公式,并且电荷密度与电势之间的关系遵从静电学中的Poisson (泊松)公式.I② 离子是带电荷的圆球,离子电场是球形对称的,离子不极化•在极稀溶液中可看成点电荷.③ 离子之间的作用力只存在库仑引力,其相互吸引而产生的吸引能小于它的热运动的能量.④ 在稀溶液中,溶液的介电常数与溶剂的介电常数相差不大,可以忽略加入电解质后的介电常数的变 化.若不把离子看作点电荷,考虑到离子的直径,极限公式修正为:—A\z+z- 1/7lgy 士随着离子半径的增大而增大•所以溶液中离子溶度增加,迁移速率亦将增加.12. 影响难溶盐的溶解度主要有哪些因素?试讨论AgCl 在下列电解质溶液中的溶解度大小,按由小 到大的次序排列出来(除水外,所有的电解质的浓度都是0・1 mol ・dm'3).(l) NaNQ (2)NaCl (3)H 2O (4)CuSC)4 (5)NaBr阿=阴(T) +RTlnZn.B 今=炖(丁) +RTlnoni ・B电解质 /zB=/^(T)+RTlnaB=〃g(T) + RTlna# • cf-7M Blgz±= 1+辆I ・10. 不论是离子的电迁移率不是摩尔电导率,氢离子和氢氧根离子都比其他与之带相同电荷的离子要 大得多,试解释这是为什么?答:在水溶液中,屮和OH-离子的电迁移率和摩尔电导率特别大,说明 屮和OH —在电场力作用下 运动速率特别快,这是因为水溶液具有氢键质子可以在水分子间转换,电流很快沿着氢键被传导.11. 在水溶液中带有相同电荷数的离子,如Li 十,Na 十,K + ,Rb +,…,它们的离子半径依次增大,而迁移 速率也相应增大,这是为什么?答:IF ,Na+ ,K+ ,Rb 〒等离子带有相同的电荷,离子半径依次增大,根据修正的Debye-Huckel 公式:答:影响难溶盐的溶解度的主要因素有:①共同离子影响,如AgBr在NaBr中的溶解度远小于水中的溶解度.②其它电解质的影响,其它电解质的存在通过影响离子强度,影响难溶盐的活度系数,从而影响溶解度.溶解度顺序为:(2)<(3)<(1)<(4)«5).13.用Pt电极电解一定浓度的CuSQ溶液,试分析阴极部、中部和阳极部溶液的颜色在电解过程中有何变化?若都改用Cu电极,三部溶液颜色变化又将如何?答:Pt是惰性电极,阴极部溶液中C£+被还原生成Cu,溶液中Ci?+的浓度变小,颜色变淡,阳极部溶液中+向中部迁移,颜色变淡,中部的颜色在短时间内基本保持不变.用Cu做电极时,阴极部的颜色变淡,中部基本不变,阳极部颜色变深.14.什么叫离子氛?Debye-Hiickel-()nsager电导理论说明了什么问题?苔:溶液中每一个离子都被电荷符号相反的离子所包围,由于离子间的相互作用使得离子分布不均匀, 从而形成离子氛.Deby^Huckel-Oisager电导理论说明,电解质溶液的摩尔电导率与离子间相互作用、离子的性质、离子本身结构和溶剂能力以及介质的介电常数都有关系.第九章1.可逆电极有哪些主要类型?每种类型试举一例,并写出该电极的还原反应。
陕西科技大学试题课程物理化学(2)班级学号姓名题号一二三四五六七八九十总分得分阅卷人一、填空。
1.液体在固体表面铺展,必须满足。
2.在测定正丁醇表面张力实验中,dσ/dc0,Г0,溶液表面发生吸附。
ngmiur吸附等温式的线性关系是,低压时Γ=。
4.表面活性剂的分子结构中含有基团和基团。
表面活性剂的应用举三例。
5.憎液胶体的特征有,制备方法有。
6.胶体的动力性质表现为。
7.乳化剂的作用有,乳状液的类型包括,鉴别方法有.8.电池分为,阴极极化的结果使电极电势。
9.若用甘汞电极做阳极,电极反应为。
10.弱电解质的极限摩尔电导率可用求得。
11.浓度为b的Na3PO4溶液,正负离子活度系数分别γ+,γ-,则平均活度系数γ±=,平均活度α±=,离子强度I=。
12.复杂反应速率方程近似处理方法有。
13.原电动势测定的应用举三例。
14.硅胶的胶团结构。
15.亚稳状态包括。
16.基元反应有____种类型,分别是___________________________________.17.电解槽中放有AB电解质溶液,已知A+离子的运动速率是B-离子运动速率的1.5倍,该溶液中B-的迁移数t-=___________.18.笼效应是指___________________________________________.19.碰撞频率Z AB=_______________________________.20.CMC有那些测定方法______________________________________________.21.对行一级反应的半衰期时,反应物浓度c A=___________.(反应开始时产物浓度为0)22.胶体稳定的原因有________________________________________________.23.液体1要在液体2上面铺展,γ1、γ2、γ3需满足的条件为___________________.24.以银电极电解AgNO3溶液时当分析阴极区Ag+在电解前后的物质量n而计算t Ag+时,计算公式为_____________________(n电解为通入电量的总法拉第数).25.弱电解质的极限摩尔电导率可用_______________求得。
26.1mol光子能量E m=__________.27.空气中有一肥皂泡,半径为R,肥皂液的表面张力为σ,则泡内的压力p=_____.二、判断题。
1.质量作用定律对任何反应都适用。
()2.界面层中某组分的浓度处处是均匀的。
()3.吸附是一自发过程,其吸附量都为正值。
()4.弱电解质的电离度随浓度降低而增大,由此推知,在极限时,电离度也能等于1.()5.A+B==C+3D不可能是基元反应。
()6.表面活性剂具有润湿、起泡等作用,则其相反作用就不具有。
()7.因为H2(g)+I2(g)=2HI(g)是二级反应,所以H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)也是二级反应。
()8.化学反应是旧键破裂,新键生成的过程,故活化能就是反应物化学键键能的加和。
()9.催化剂能加速反应,是因为改变了反应的历程,但不能改变反应的△G。
()10.胶体聚沉的价数规则是,反粒子价数越高,聚沉值越高。
()11.液体的表面张力总是力图缩小液体的表面积。
()三、电化学计算1.(14)用电化学方法测定反应2Ag+Cl2(g,100kpa)==2AgCl,在25℃时的Δr H mθ,Δr G mθ,Δr S mθ。
回答下列问题:(1)据上述反应设计原电池。
(2)画出测定原理图。
(3)需测哪些数据,如何处理这些数据以求得上述三个热力学函数的变化值(只列式)。
2.(13)电池Pt,H2(100kPa)|HCl(0.1mol·kg-1)|AgCl(s),Ag在25℃时电动势E=0.3524V,Eθ=0.2223V.求0.1mol·kg-1HCl的平均活度a±,平均活度系数γ±。
3.(12)25℃、100kPa时,某混合溶液中,CuCl2浓度为0.5mol·kg-1,HCl浓度为0.01 mol·kg-1,用Pt电极电解,若H2(g)在Cu(s)上的超电势为-0.2V,问当外加电压增加到有H2(g)在电极上析出时溶液中所余Cu2+浓度为多少?(已知Eθ(Cu2+/Cu)=0.34V)4.25℃,测得电池Zn(s)︱ZnCl2(b=0.555mol·kg-1)︱AgCl(s)︱Ag电动势E=1.015V,电动势温度系数为-1.34×10-4V·K-1,查表知Eθ(Zn2+/Zn)=-0.763V,Eθ(AgCl/AgCl-)=0.2221V.(1)写出电池反应式(Z=2)。
(2)求反应的标准平衡常数。
(3)求电解质溶液ZnCl2(b=0.555mol·kg-1)的离子平均活度系数。
(4)求该反应的摩尔反应焓。
5.298K,某普通钢铁容器内盛水溶液,当pH等于多少时容器才不会被腐蚀?(可适当近似)(以c Fe2+=1×10-6mol·dm-3时为被腐蚀的标准,φθ(Fe2+/Fe)=-0.440V)。
6.25℃时,用Zn电极做阴极,电解ZnSO4(γ±=1)水溶液,(1)已知Eθ(Zn2+/Zn)=-0.7630V,水溶液为中性,a(H+)=10-7。
又知在某一电流密度下,H2在Zn电极上超电势为0.7V,求H2在Zn电极上实际析出电势E(H+/H2)。
(2)若Zn在Zn电极上超电势可忽略,则上述电解过程中在Zn极上优先析出的是什么?7.(12)把0.1mol·dm-3KCl水溶液置于电导池中,在25℃测得其电阻为24Ω,已知该水溶液的电导率为1.16S·m-1,若在上述电导池中改装入0.01mol·dm-3的HAc溶液,在25℃时测得电阻为1982Ω,试计算0.01mol·dm-3的HAc溶液在25℃时的摩尔电导率Λm。
8.(10)已知298K时,纯水的电导率为5.54×10-6S·m-1,又知ΛH+∞=3.50×10-2S·m2·mol-1,ΛOH-∞=1.98×10-2S·m2·mol-1。
求水的电离度(水的密度为1000kg·m-3)。
9.(15)已知Eθ(Cl-|AgCl/Ag)=0.2221V,Eθ(Ag+|Ag)=0.7994V。
计算:(1)25℃时AgCl(s)在纯水中的活度积。
(2)反应Ag++Cl-→AgCl的ΔGθ。
10.(15)101.325kPa的大气中氧气的物质量分数为0.21,试求Ag2O(s)在大气中的分解温度。
已知298K时,Δr H mθ,Ag2O(s)=-30.56kJ·mol-1,φθAg2O(s)/Ag=0.344V,φθ(O2/OH-)=0.401V,Ag2O分解反应热不随温度变化。
11.(10)298K时,AgCl饱和溶液和纯水的电导率分别为3.41×10-4S·m-1和1.6×10-4S·m-1,Ag+和Cl-的极限摩尔电导率分别6.19×10-3S·m2·mol-1和7.63×10-3S·m2·mol-1。
求此条件下,AgCl在水中的溶解度.四、胶体表面化学1.(11)25℃时刮300cm2的肥皂溶液的表面得到2ml溶液(质量2g),其中肥皂的含量为4.013×10-5mol,溶液本体内2ml中含肥皂4.0×10-5mol。
请根据Gibbs吸附公式和σ=σ0-bc关系计算溶液的表面张力。
(已知σ0=72mN·m-1)2.设CHCl3(g)在活性炭上吸附服从Langmiur等温吸附公式。
在298K时,当CHCl3(g)的压力为5.2kPa及13.5kPa时,平衡吸附量分别为0.0692m3·kg-1和0.0826m3·kg-1(已换算为标准状态),求:(1)CHCl3(g)在活性炭上的吸附系数b;(2)活性炭的饱和吸附量Γm;(3)若CHCl3(g)分子的截面积为0.32nm2,求活性炭的比表面。
3.18℃时,各种饱和脂肪酸水溶液的表面张力γ为γ=γ0〔1-blg(1+c/a)〕,式中γ0=72.86mN·m-1,b=0.411,a为常数,c为浓度。
试求:(1)各种饱和脂肪酸水溶液的Gibbs吸附等温式。
(2)表面紧密排列时每个酸分子占的面积。
4.有一杀虫剂粉末,想分散在一适当的的液体中,以制得悬浮喷洒剂,今有三种液体,测得它们与虫体表皮和药粉之间的界面张力关系如下:从润湿角度考虑,选择哪一种液体最合适?讨论说明。
(a)γ粉﹥γ液1-粉γ表皮﹤γ表皮-液1+γ液1(b)γ粉﹤γ液2-粉γ表皮﹥γ表皮-液2+γ液2(c)γ粉﹥γ液3-粉γ表皮﹥γ表皮-液3+γ液35.(13)20℃时,水的表面张力为0.0727N·m-1,水银的表面张力为0483N·m-1,水银和水的界面张力为0.415N·m-1。
请分别用润湿角θ和铺展系数S的计算结果判断:(1)水能否在水银表面润湿和铺展?(2)水银能否在水表面润湿和铺展?五、动力学计算1.(10)基元反应2A==B+C,400K时t1/2=15min,求:(1)400K反应进行多长时间反应速率为初始速率的一半。
(2)410K时初始浓度不变,该反应t1/2=5min,求反应的活化能E a。
2.定容反应A+2B→C,已知速率常数K与T的关系为:ln〔K B(dm3·mol-1·S-1)〕=-9622/T+24.00(1)计算该反应的活化能。
(2)若反应开始时,c A,0=0.1mol·dm-3,c B,0=0.2mol·dm-3,欲使在10分钟内转化率达90%,则反应温度应控制在多少?3.有人认为A2+B2→2AB的机理如下:B2==2BΔH=148.4kJ·mol-12B+A2→2AB E2=22.2kJ·mol-1请根据上述机理导出动力学方程并求出表观活化能。
4.(13)400-500℃时有反应:C2H5Cl→C2H4+HCl,实验证明产物对反应速率不产生影响,该反应速率常数与温度之间的关系为:㏒k(s-1)=-13290/T+14.6(1)求该反应的活化能。
(2)在430℃时,将压力为26.66kPa的C2H5Cl通入一反应器中,使之发生上述反应,需多长时间,反应器中的压力可变为46.66kPa?5.(12)反应CO+Cl2→COCl2,实验测得反应级数为2.5级,有人提出以下机理:Cl2→2Cl·(快速平衡)CO+Cl→COCl·(快速平衡)COCl·+Cl2→COCl2+Cl·请导出以d〔COCl2〕/dt表示的速率方程,并求出表观活化能与每步活化能的关系。