物理化學(xué)習(xí)題集(離線選做)

第20頁共20頁浙江大學(xué)遠(yuǎn)程教育學(xué)院《物理化學(xué)》課程作業(yè)（選做）姓名：學(xué)號：年級：學(xué)習(xí)中心：—————————————————————————————第一章熱力學(xué)第一定律一、判斷題狀態(tài)函數(shù)改變后，狀態(tài)一定改變。（√）不做非體積功是指系統(tǒng)的始態(tài)和終態(tài)的體積相同。（×）O2（g）的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓等于零。（√）H2O（l）的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓等于零。（√）H2和O2在絕熱鋼瓶中發(fā)生反應(yīng)的△U等于零。（√）二、單選題A是狀態(tài)函數(shù)。A．GB．△UC．WD．QB具有廣度性質(zhì)。A．TB、UC．PD．ρ（密度）D具有強度性質(zhì)。A．SB．VC．GD．η（粘度）101.325kPa和273.15K的水等溫等壓變?yōu)楸?，該過程的D。A．Q>0B．△U=0C．△H>0D．△H<0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。A．W=0 B．W>0 C．W<0 D．三、填空題最穩(wěn)定單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓等于零（填“小于”、“大于”或“等于”）。完全燃燒產(chǎn)物的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓等于零（填“小于”、“大于”或“等于”）。在充滿氧氣的定容絕熱反應(yīng)器中，石墨劇烈燃燒。若以反應(yīng)器以及其中所有物質(zhì)為系統(tǒng)，則該過程的△H大于零（填“小于”、“大于”或“等于”）。規(guī)定在標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)稱為該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓。C（石墨）的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓大于CO（g）的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓（填“小于”、“大于”或“等于”）。H2（g）的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓小于H2O（g）的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓（填“小于”、“大于”或“等于”）。四、簡答題什么是狀態(tài)函數(shù)？由系統(tǒng)狀態(tài)確定的系統(tǒng)的各種熱力學(xué)性質(zhì)，稱為系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù)。什么是等壓過程？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(xué)能？系統(tǒng)中物質(zhì)的所有能量的總和什么是體積功？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？（1）可逆過程是以無限小的變化進(jìn)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(gòu)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(jìn)行，可是系統(tǒng)和環(huán)境完全恢復(fù)原態(tài)，而沒有任何耗散效應(yīng)。什么是理想氣體？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(dāng)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(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓？規(guī)定在標(biāo)準(zhǔn)壓力p(100kpa)和指定溫度T時，由最穩(wěn)定單質(zhì)生成標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(shè)墻壁門窗均不傳熱）。該方法能否使室內(nèi)溫度下降？為什么？不能。該情況相當(dāng)于一個絕熱系統(tǒng)中作電功，電機發(fā)熱只能使室溫升高。五、計算題1mol理想氣體在等壓下升高1℃，求系統(tǒng)所做的功。答：P1V1=nRT1

P2V2=nRT2

等壓過程

W=PdV=nR(T2-T1)=1×R×1=8.314J

1mol水在100℃、101.325kPa下蒸發(fā)為水蒸氣，吸熱40.7kJ，求該過程的Q、W、△U和△H。答：因為在正常相變溫度、壓力下的相變?yōu)榭赡嫦嘧冞^程，所以：

ΔH=

Qp=Q=40.7KJ

W=-Pe(Vg-Vl)=-PVg=-NRT=-1×8.314×373=-3.101KJ(因為Vg>>Vl)

ΔU=Q+W=40.7-3.101=37.56KJ

已知在298.2K時的△rHm?。Zn(s)+?O2(g)=ZnO(s)△rHm?=351.5kJ·mol-1Hg(s)+?O2(g)=HgO(s)△rHm?=90.8kJ·mol-1求Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(s)的△rHm?答：△rHm?=351.5-90.8=260.7KJ/mol第二章熱力學(xué)第二定律一、判斷題功可以完全變?yōu)闊岫话l(fā)生其它變化。（×）非理想氣體經(jīng)過絕熱可逆過程，熵保持不變。（√）金剛石的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯能等于零。（×）某電解反應(yīng)在等溫等壓下自發(fā)進(jìn)行，該反應(yīng)的△G一定小于零。（×）理想氣體絕熱可逆膨脹過程的△G等于零。（×）二、單選題1mol90℃、101.325kPa的過冷水蒸氣在等溫等壓下變?yōu)樗撨^程的D。A．△G>0，△S>0B．△G>0，△S<0C．△G<0，△S>0D．△G<0，△S<0化學(xué)反應(yīng)CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的A。A．△H>0，△S>0B．△H>0，△S<0C．△H<0，△S>0D．△H<0，△S<0當(dāng)溫度升高時，反應(yīng)NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)的△rGm?C。A．增大B．不變C．減小D．不確定下列說法正確的是B。A．絕熱過程的ΔS=0B．絕熱可逆過程的ΔS=0C．絕熱過程的ΔS>0D．絕熱可逆過程的ΔS>0若N2(g)和O2(g)都視為理想氣體，等溫等壓下，1molN2(g)和1molO2(g)混合后，不發(fā)生變化的一組熱力學(xué)性質(zhì)是A。A．U、H、VB．U、H、GC．S、F、GD．V、F、S三、填空題自發(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。苯和甲苯混合過程的ΔG小于零（填“小于”、“大于”或“等于”）?！鱃=△H-T△S的適用條件是等溫過程。合成氨反應(yīng)的ΔS小于零（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。四、簡答題什么是卡諾循環(huán)？工作物質(zhì)從高溫?zé)嵩矗═2）吸取熱量Q2，一部分做功W，一部分放熱Q1給低溫?zé)嵩矗═1），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？熵是系統(tǒng)混亂程度的度量。

如何用亥姆霍茲能判據(jù)判斷過程的方向？孤立系統(tǒng)的熵值永遠(yuǎn)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?？照{(diào)可以把熱從低溫?zé)嵩磦鬟f到高溫?zé)嵩?，這是否與熱力學(xué)第二定律矛盾？為什么？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。什么是熱力學(xué)第三定律？在絕對零度，任何純物質(zhì)完整晶體的熵等于零。什么是標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵？1摩爾物質(zhì)處于溫度T時在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的規(guī)定熵又稱該物質(zhì)在溫度T時的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵。

五、計算題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、W、△U 、△H、△S、△F和△G。答：1mol甲苯為0.092kgQ=362×0.092=33.304KJ

=33304JW=-P(Vg-VI)=-PVg=-RT=-8.314×383.2=-3185.9248J

△U=Q+W=30118J△H=Q=33.304KJ

△S=Qr/T=33.304/383.2=86.91J/K△F=△U-T△S=30118-383.2×86.91=-3147.59J

△G=0在298K的室內(nèi)有一冰箱，冰箱內(nèi)溫度為273K。使1kg水結(jié)成冰，至少需耗電多少？已知冰的熔化熱為334.7J/kg。因為β=Q1/W=T1/(T2-T1)，所以W=Q1×【(T2-T1)/T1】=1×334.7×【（298-273）/273】=30.7KJ計算下列等溫（25℃）反應(yīng)的熵變：2C（石墨）+3H2（g）→C2H6（g）已知25℃時C（石墨）、H2（g）和C2H6（g）的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵分別為：5.74J·mol-1·K-1、130.6J·mol-1·K-1和229.5J·mol-1·K-1。答：ΔrSmθ=SmθC2H6（g）-2SmθC（石墨）-3SmθH2（g）=229.5-2×5.74-3×130.6=-173.78

J·mol-1·K-1

4、在25℃和標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，已知CaCO3(s)、CaO(s)和CO2(g)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓分別為-1206.92kJ·mol-1、-635.09kJ·mol-1和-393.51kJ·mol-1，標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵分別為92.9J·mol-1·K-1、39.75J·mol-1·K-1和213.74J·mol-1·K-1，求：CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的。答：ΔrHθ=-635.09+（-393.51）-（-1206.92）=178.32

kJ·mol-1

ΔrSmθ=213.74+39.75-92.9=160.59

J·mol-1·K-1

ΔrGθm=ΔrHθ-TΔrSmθ

=178.32×1000-（273+25）×160.59=130464

J·mol-1=130.46

kJ·mol-1第四章化學(xué)平衡一、判斷題對于合成氨反應(yīng)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。(×)某化學(xué)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(jìn)行。(√)溫度越高，平衡常數(shù)越大。(×)表示化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡時產(chǎn)物與反應(yīng)物的吉布斯能差。(×)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(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)。(×)二、單選題1000K時反應(yīng)Fe(s)+CO2(g)＝FeO(s)+CO(g)的K?=1.84，當(dāng)氣相中CO2和CO的摩爾數(shù)之比為65∶35時，則B。A．Fe不會被氧化B．Fe將被氧化C．正好達(dá)化學(xué)平衡D．難于判斷其進(jìn)行方向三、填空題當(dāng)反應(yīng)PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g)達(dá)平衡時，加入惰性氣體，但維持系統(tǒng)總壓力不變，平衡向右移動。四、簡答題什么是標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯能？在標(biāo)準(zhǔn)壓力Pθ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(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯能變化就是該化合物的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯能△Gmθ

五、計算題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?jǐn)?shù)為0.0385，求N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)。答:N2

(g)+3H2

(g)=

2NH3

(g)

反應(yīng)前

1

3

0

a

3a

2a

反應(yīng)后1-a

3-3a

2a

2a/【（1-a）+（3-3a）+2a】=0.0385

a=

0.074

4-2a=3.852

3-3a=2.778

1-a=0.926

N2

(g)+3H2

(g)=

2NH3

(g)

0.2404

0.7211

0.0385

Kp=(X

NH3)2/[(X

N2)(

X

H2)3]=0.0385×0.0385/[0.2404×(0.7211)3]

=1.644×10-2×(1013.25)-2

Kθ=

Kp(pθ)2=1.644×10-2×(1013.25)-2×(101.325)

2=1.644×10-4

在25℃和標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，已知CaCO3(s)、CaO(s)和CO2(g)的標(biāo)準(zhǔn)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)=CaO(s)+CO2(g)的。答：Δr

Gθm=Δf

Gθm，CaO(s)+

Δf

Gθm，CO2(g)-

Δf

Gθm，CaCO3(s)

=-394.38-604.2+1128.76=130.18

kJ·mol-1已知25℃時下列反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯能2C2H2(g)+3H2O(g)=CH3COCH3(g)+CO2(g)+2H2(g)△fGm?(kJ·mol-1)209.2-228.59-154.62-394.38計算25℃時的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K?。答：Δr

Gθm=Δf

Gθm，CO2(g)+

Δf

Gθm，CH3COCH3(g)-

2Δf

Gθm，C2H2(g)-

3Δf

Gθm，H2O(g)

=-394.38-154.62+228.59×3-209.2×2

=-281.63

Δr

Gθm=-RTln

K?ln

K?=529.61×1000/8.314/298=113.67

K?=2.157*1049

第五章相平衡一、判斷題在適當(dāng)?shù)膲毫ο?，水蒸氣可以直接凝結(jié)為冰。（√）水蒸氣、液態(tài)水和冰有可能同時共存。（√）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。（√）兩種固體混合后的熔點降低。（√）二、單選題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組分A和B沸點TA>TB，兩者可構(gòu)成最高恒沸物，組分為E。現(xiàn)將任意比例的A和B混合，于精餾塔中蒸餾，則塔頂餾出物為D。（）A．純A B．純B C．恒沸物E D．可能為A，也可能為B雙組分系統(tǒng)的最低共熔點，由D相組成。A．0B．1C．2D．3三、填空題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。硫酸與水可形成三種水合物：H2SO4H2O(s)、H2SO42H2O(s)和H2SO44H2O(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1個水分子。雙組分系統(tǒng)恒沸點的自由度等于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。四、簡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？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-Ф+n，當(dāng)相數(shù)Ф最小時，自由度f最大。將K=2和最小的Ф（Ф=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。什么是共軛溶液？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？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？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(yīng)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。五、計算題乙酰乙酸乙酯是重要的化學(xué)試劑，它的蒸氣壓方程為此試劑在正常沸點181℃時部分分解，但在70℃是穩(wěn)定的。用減壓蒸餾法提純時，壓力應(yīng)減低到多少？并求該試劑的摩爾氣化熱。1）已知正常沸點181℃時的壓力是P1101.325kpa，代入方程

lnP1=（-5960/T1）+B

ln101.325=（-5960/454）+B

B=17.746

已知穩(wěn)定溫度70℃代入方程

lnP2=（-5960/T2）+B

lnp2=（-5960/343）+17.746

lnp2=0.3699

P=1454pa

2）-△vapHm/R=5960

-△vapHm=5960*8.314=49.55KJ/mol如圖所示，當(dāng)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(yīng)的液相組成為=0.5，固相為純A，求此時平衡共存兩相的量。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=6mol

nl=4mol第六章電化學(xué)一、判斷題E?是電池反應(yīng)達(dá)平衡時的電動勢。（×）電化學(xué)中規(guī)定，陽極總是發(fā)生氧化反應(yīng)。（√）二、單選題在電導(dǎo)滴定中，用強堿滴定弱酸時，終點以后溶液的電導(dǎo)D。A．不變 B．減小 C．不規(guī)則改變 D．增加公式適用于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)稀溶液當(dāng)電池的電動勢E=0V時，C。A．電池反應(yīng)中，反應(yīng)物的活度與產(chǎn)物的活度相等B．電池反應(yīng)中，反應(yīng)物的活度與產(chǎn)物的活度相等C．正、負(fù)極的電極電勢相等D．正、負(fù)極的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢相等三、填空題公式ΔG=-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(yīng)的θ值：Fe2+2eFe，1θ；Fe3+eFe2+，2θ。則電極反應(yīng)Fe3+3eFe的3θ值為____3θ=_(21θ_+2θ)_/3_________。蓄電池充電時，蓄電池的正極與外加電源的正極連接。四、簡答題什么是電導(dǎo)率？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(dǎo)。什么是標(biāo)準(zhǔn)電極電勢？在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，標(biāo)準(zhǔn)氫電極作為負(fù)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(biāo)準(zhǔn)電極電勢。五、計算題298K時，AgCl的Kspθ＝1.56×1010，計算其在0.01mol·kg1KNO3水溶液中的溶解度。答：

AgCl在含有KNO3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離子的貢獻(xiàn)。

在KNO3溶液中I

根據(jù)Debye-Huckel極限公式根據(jù)Debye-Huckel極限公式

25℃時，已知，，計算化學(xué)反應(yīng)2Fe3++2I-=2Fe2++I2的△rGm?和標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K?。答：Eθ=φθFe3+/Fe2+-φθI2/r=0.771-0.5355=0.2355

V

△Gmθ=-zEθF=-2×0.2355×96500=-45.45KJ/mol

Eθ=(RT)/(zF)×lnKθ

lnKθ=

Eθ/[(RT)/(zF)]=0.2355/[(8.314×298)/(2×96500)]=18.34

Kθ=9.154×107第七章化學(xué)動力學(xué)一、判斷題測得反應(yīng)的反應(yīng)級數(shù)等于1，該反應(yīng)可能是基元反應(yīng)。（×）速率常數(shù)的單位與反應(yīng)級數(shù)有關(guān)。（√）任何反應(yīng)的反應(yīng)速率與濃度的關(guān)系都符合質(zhì)量作用定律。（×）二、單選題二級反應(yīng)的半衰期與初始濃度B。A．成正比B．成反比C．無關(guān)D．平方成正比某反應(yīng)的反應(yīng)物消耗一半的時間正好是反應(yīng)物消耗1/4的時間的2倍，則該反應(yīng)的反應(yīng)級數(shù)為A。A．零B．一C．二D．三下列性質(zhì)中，不屬于一級反應(yīng)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(yīng)物初始濃度成反比C．反應(yīng)物消耗的百分?jǐn)?shù)相同時所需的反應(yīng)時間也相同D．速率常數(shù)的單位為[時間]-1三、填空題由多個基元反應(yīng)組成的反應(yīng)稱為總包反應(yīng)。1愛因斯坦表示1

mol

光量子所具有的能量。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。四、簡答題合成氨反應(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(xué)方程式為3H+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。速率常數(shù)的單位是什么？答：速率常數(shù)的單位與反應(yīng)級數(shù)有關(guān)，對于n級反應(yīng)，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(yīng)級數(shù)是否與原來相同？答：反應(yīng)級數(shù)反映反應(yīng)物和產(chǎn)物的濃度對反應(yīng)速率的影響程度，與計量方程式的寫法無關(guān)。計量方程式乘上一個常數(shù)后，反應(yīng)級數(shù)不變。催化反應(yīng)是基元反應(yīng)還是復(fù)雜反應(yīng)？為什么？答：催化反應(yīng)一定是復(fù)雜反應(yīng)。在催化反應(yīng)中，由于催化劑在反應(yīng)前后的數(shù)量和化學(xué)性質(zhì)都沒有改變，催化劑至少參加了兩步反應(yīng)：一步是作為反應(yīng)物，一步是作為產(chǎn)物。五、計算題放射性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？解：

已知14C半衰期為5720年，

0.67=（1/2）N

N=log1/20.67=(lg0.67)/(lg1/2)=0.5777

0.5777×5720=3305（年前）

3305-1974=1331年某物質(zhì)A的分解是二級反應(yīng),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(shè)CA0=1

則CA1=2/3

CA2=1/3

因為1/CA1-1/CA0=KA×T

3/2-1=KA×2

KA=1/4

又1/CA2-1/CA1=KA×T

3-3/2=1/4×T

T=6第八章表面現(xiàn)象一、判斷題溫度升高時，純液體的表面張力增大。（×）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。（√）弗侖因德立希吸附等溫式不適用于化學(xué)吸附。（×）當(dāng)接觸角大于90°時，液體能夠潤濕固體。（×）兩性型表面活性劑是非離子型表面活性劑。（×）二、單選題將毛細(xì)管插入某種溶液中，可能發(fā)生的現(xiàn)象是D。A．毛細(xì)管中的液面既不上升，也不下降B．接觸角小于90度，毛細(xì)管中液面下降C．毛細(xì)管中液面是凸的，液面上升D．這種溶液能夠潤濕毛細(xì)管，液面上升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(xué)吸附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(xué)吸附D．只適用于物理吸附三、填空題已知肥皂液的表面張力為σ，則空氣中半徑為r的肥皂泡所受的附加壓力為Δp

=

4σ／r。25℃時，CaCO3大塊固體在水中的溶解度為1.533×10-2mol·dm-3，密度為2960kg·m-3，與水的表面張力為1.387N·m-1，則25℃時半徑為2×10-7m的CaCO3小顆粒固體在水中的溶解度為1.983×10-2

mol·dm-3。當(dāng)表面活性劑的HLB值在10附近時，親水親油能力均衡。蘭格繆爾吸附等溫式的線性形式為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類。四、簡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，彎曲液面的附加壓力Δp，其大小與與彎曲液面的曲率半徑r成反比，力的方向指向曲率半徑的圓心。當(dāng)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(xì)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：根據(jù)楊-拉普拉斯公式，彎曲液面的附加壓力Δp，其大小與液體的表面張力σ成正比，與彎曲液面的曲率半徑r成反比。毛細(xì)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Δp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(guān)，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(dá)平衡時，就產(chǎn)生溶液的表面吸附。什么是膠束？什么是臨界膠束濃度？答：當(dāng)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(tuán)。形成膠束的最低濃度被稱作臨界膠束濃度。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(dá)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。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(dāng)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。五、計算題已知298K時，σ汞-水=0.375N·m-1，σ汞-苯=0.362N·m-1，σ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

σS，g-σS，l=σl，gcosθ

cosθ=（0.362-0.375）/0.0326=-0.39877

θ=113.5o

第九章膠體分散系統(tǒng)一、判斷題大分子溶液又稱為親液膠體，溶膠又稱為憎液膠體。（√）在稀砷酸溶液中通入過量H2S制備硫化砷溶膠。在直流電場中，該溶膠的膠粒向正極定向移動。（√）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。（√）二、單選題溶膠是D。A．粗分散系統(tǒng)B．膠體分散系統(tǒng)C．均相系統(tǒng)D．分子分散系統(tǒng)A是溶膠的動力性質(zhì)。A．布朗運動B．電滲現(xiàn)象C．電泳現(xiàn)象D．丁達(dá)爾現(xiàn)象電泳現(xiàn)象表明D。A．溶膠粒子不帶電B．分散介質(zhì)不帶電C．分散介質(zhì)帶電D．溶膠粒子帶電三、填空題按分散相粒徑大小，分散系統(tǒng)可分為粗分散系統(tǒng)、膠體分散系統(tǒng)和分子分散系統(tǒng)。愛因斯坦推導(dǎo)出布朗運動平均位移的公式。KBr與過量的AgNO3溶液形成AgBr溶膠，其膠束結(jié)構(gòu)式［（AgBr）m×nAg+×（n-x）NO3-］xNO3-在電場作用下，液體介質(zhì)做定向運動的現(xiàn)象稱為電滲。