遠(yuǎn)程物理化學(xué)離線作業(yè)及答案

浙江大學(xué)遠(yuǎn)程教育學(xué)院第一章熱力學(xué)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(qiáng)度性質(zhì)__________。2.熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式是△U=Q+W。3.ΔU=Qv的適用條件是封閉系統(tǒng)中非體積功為零的等容過程。4.O2(g)的的標(biāo)準(zhǔn)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)從其它部分劃分出來作為研究對象，這部分物質(zhì)稱為系統(tǒng)。與系統(tǒng)密切相關(guān)的物質(zhì)和空間稱為環(huán)境。2.什么是等壓過程？什么是可逆過程？答：等壓過程：環(huán)境壓力恒定，系統(tǒng)始、終態(tài)壓力相同且等于環(huán)境壓力的過程?？赡孢^程：系統(tǒng)經(jīng)過某一過程后，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(xué)第一定律？答：自然界的一切物質(zhì)都具有能量，能量有多種不同的形式，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(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓？什么是標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓？答：在標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓。在標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓。三、計(jì)算題1.1mol單原子理想氣體在298K時(shí)，在恒定外壓為終態(tài)壓力下從15.00dm3等溫膨脹到40.00dm3，求該過程的Q、W、ΔU和ΔH。解：ΔU＝ΔH＝０Ｐ＝nRT/V=(1*8.31*298)/(40/1000)=61.94KPaW=-61.94*(40-15)=-1548.5JQ=-W=1548.5J2.1mol水在100℃、101.3kPa下蒸發(fā)為水蒸氣，吸熱40.7kJ，求該過程的Q、W、△U和△H。解：Q＝40.7KjW=-3.10kJ△U=37.6Kj△H=40.7kJ3.已知298.2K時(shí)，NaCl(s)、H2SO4(l)、Na2SO4(s)和HCl(g)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓分別為-411、-811.3、-1383和-92.3kJ·mol-1，求下列反應(yīng)的和2NaCl(s)+H2SO4(l)=Na2SO4(s)+2HCl(g)解：=(∑H)產(chǎn)物－(∑H)反應(yīng)物＝（－1383－92.3*２）-(-411*2-811.3)=65.7KJ/mol4.已知298.2K時(shí)，C（石墨）、H2（g）和C2H6（g）的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓分別為-393.5kJ·mol-1、-285.8kJ·mol-1和-1559.8kJ·mol-1。計(jì)算下列反應(yīng)的和：2C（石墨）+3H2（g）→C2H6（g）解：＝－84.6kJ/mol=－79.6kJ/mol第二章熱力學(xué)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、等溫可逆壓縮和絕熱可逆壓縮所組成。2.工作在高溫?zé)嵩?73K與低溫?zé)嵩?98K之間的卡諾熱機(jī)的效率為0.2。1mol100℃，100kPa液態(tài)水的吉布斯能大于1mol100℃，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(xué)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(dòng)發(fā)生的過程。熱力學(xué)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?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？答：不矛盾。熱力學(xué)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(shí)，環(huán)境作了電功,同時(shí)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(yuǎn)不會(huì)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什么是熱力學(xué)第三定律？什么是標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵？答：熱力學(xué)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。根據(jù)熱力學(xué)第三定律得到的一摩爾物質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)壓力，指定溫度時(shí)的熵。三、計(jì)算題1.1mol300.2K、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。解：△S＝5.76J/K△F=-1730J△G=-1730J2.0.50kg343K的水與0.10kg303K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。解：0.5*75.29*（343－T）＝0.1*75.29*（T－303）T＝336.33△S=Cp,m(T/T0)+Cp,m(T/T1)=2.091J·K-1△S環(huán)＝03.在298K和標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，已知金剛石的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓為1.90kJ·mol-1，金剛石和石墨的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵分別為2.38J·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？解：＝2901J/mol在此條件下，石墨更穩(wěn)定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。解：ΔrHmθ=-635.09+（-393.51）-（-1206.92）=178.32kJ?mol-1ΔrSmθ=213.74+39.75-92.9=160.59J?mol-1?K-1ΔrGmθ=ΔrHθ-TΔrSmθ=178.32*1000-（273+25）*160.59=130464J?mol-1=130.46kJ?mol-1第三章多組分系統(tǒng)熱力學(xué)填空題在蔗糖飽和溶液中，蔗糖晶體的化學(xué)勢等于溶液中蔗糖的化學(xué)勢（填“大于”、“小于”或“等于”）。已知水的正常凝固點(diǎn)為273.15K，凝固點(diǎn)降低常數(shù)kf=1.86K·kg·mol-1，測得0.1000kg水中含0.0045kg某非揮發(fā)性有機(jī)物溶液的凝固點(diǎn)為272.68K。該有機(jī)物的摩爾質(zhì)量為0.178kg.mol-1。簡答題什么是混合物？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)。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(qiáng)電解質(zhì)，電離為Na+和Cl-,溶質(zhì)分子數(shù)（離子數(shù)）遠(yuǎn)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。計(jì)算題已知人的血漿凝固點(diǎn)為-0.5℃，水的凝固點(diǎn)降低常數(shù)kf=1.86K·mol-1·kg，求37℃時(shí)血漿的滲透壓（血漿密度近似等于水的密度，為1.00×103kg·m-3）。解：37℃時(shí)血漿的滲透壓為6.932*105Pa。已知在288K和101.3kPa時(shí)，乙醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.56的乙醇水溶液的乙醇偏摩爾體積為56.58×10-6m3/mol，水偏摩爾體積為17.11×10-6m3/mol，求1.000kg該溶液的體積。解：1.000kg該溶液的體積為1.107*10-3m3。第四章化學(xué)平衡判斷題（正確打√，錯(cuò)誤打×）1.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。（X）二、選擇題已知反應(yīng)N2+3H2=2NH3的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)為，經(jīng)驗(yàn)平衡常數(shù)為，兩者的關(guān)系為D。A．B．C．D．已知反應(yīng)N2+3H2=2NH3的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)為，反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)為，兩者的關(guān)系為D。A．B．C．D．1000K時(shí)反應(yīng)Fe(s)+CO2(g)＝FeO(s)+CO(g)的，當(dāng)氣相中CO2和CO的摩爾數(shù)之比為65∶35時(shí)，則B。A．Fe不會(huì)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)行方向當(dāng)壓力增大時(shí)，反應(yīng)NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)的B。A．增大B．不變C．減小D．不確定反應(yīng)O2+2H2=2H2O的與反應(yīng)的的關(guān)系為B。A.B．D．三、填空題445℃時(shí)，Ag2O（s）分解壓力為20974kPa，該分解反應(yīng)Ag2O(s)=2Ag(s)+?O2（g）的=15.92kJ·mol-1。當(dāng)反應(yīng)PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g)達(dá)平衡時(shí)，加入惰性氣體，但維持系統(tǒng)總壓力不變，平衡向右移動(dòng)。簡答題化學(xué)反應(yīng)CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)必須在高溫下進(jìn)行，請用熱力學(xué)原理解釋之。答：化學(xué)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(jìn)行乙苯脫氫生成苯乙烯C6H5C2H5（g）＝C6H5CH=CH2（g）+H2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即可提供熱量，維護(hù)較高的反應(yīng)溫度，同時(shí)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計(jì)算題已知Ag2CO3（s）在298.2K時(shí)的分解反應(yīng)Ag2CO3（s）＝Ag2O（s）＋CO2（g）的，求：標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)；解：△rGme=-RTlnKe=-8.314*298.2*lnKe=12890inKe=-5.2Ke=5.521*10-3(2)能自動(dòng)分解（2）若大氣中含0.1%的CO2（體積），298.2K時(shí)Ag2CO3在大氣中能否自動(dòng)分解？答：能自動(dòng)分解。已知25℃CH3OH(g)=HCHO(g)+H2(g)(kJ·mol-1)-201.25-115.9(J·mol-1·K-1)237.6220.1130.59求：（1）該反應(yīng)的、和；解：=85.35kj?mol-1=113.09J?mol-1?K-1=51.63KJ?mol-1（2）該反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)解：=9.032*10－10第五章相平衡一、填空題在常壓下，NH4SO4水溶液與NH4SO4(s)達(dá)到平衡，則相數(shù)Φ=2；自由度f=1。系統(tǒng)的溫度、壓力及總組成在相圖中的狀態(tài)點(diǎn)稱為物系點(diǎn)。二、簡答題什么是最低恒沸混合物？什么是最低恒沸點(diǎn)？答：在恒溫相圖和恒壓相圖的最低點(diǎn)處氣相線與液相線相切，表示該點(diǎn)氣相組成等于液相組成，這時(shí)的混合物叫最低恒沸混合物。其沸點(diǎn)稱為最低恒沸點(diǎn)。液體的飽和蒸氣壓越高，沸點(diǎn)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?yàn)榉悬c(diǎn)是指液體的飽和蒸氣壓等于外壓時(shí)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(shí)，需的溫度較低，故沸點(diǎn)較低；克勞修斯—克拉珀龍方程是用于計(jì)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(jì)算題水和乙酸乙酯部分互溶。310.7K液-液二相平衡時(shí)，其中一相含6.75%乙酸乙酯，另一相含3.79%水（質(zhì)量百分濃度）。已知該溫度時(shí)的純乙酸乙酯蒸氣壓是22.13kPa，純水蒸氣壓是6.40kPa。求：乙酸乙酯的分壓答：乙酸乙酯的分壓為18.57kpa;水蒸氣的分壓答：水蒸氣的分壓為6.31kpa;總蒸氣壓答：總蒸氣壓為24.88kpa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。00102030405060708090020406080100對硝基氯苯w/w%t℃·a當(dāng)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(shí)（即相圖中的點(diǎn)a，液相組成為：對硝基氯苯重量百分含量為60.18），每個(gè)相的重量多少？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(xué)一、選擇題1.公式適用于C。A．任何電解質(zhì)溶液B．電解質(zhì)稀溶液強(qiáng)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，=D。A.B.C.D.3.Pt︱H2(p1)︱H2SO4(m)︱O2(p2)︱Pt的電池反應(yīng)可寫成：①H2(g)+?O2(g)=H2O(l)或②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢和化學(xué)反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)分別用E1?、E2?、K1?和K2?表示，則D。A．E1?=E2?、K1?=K2?B．E1?≠E2?、K1?≠K2?C．E1?≠E2?、K1?=K2?D．E1?=E2?、K1?≠K2?三、填空題已知H+和SO42-的無限稀釋摩爾電導(dǎo)率分別為S·m2·mol-1和S·m2·mol-1，則H2SO4的8.5924*10-4S·m2·mol-1。0.002mol·kg-1的Na2SO4溶液的離子強(qiáng)度I=0.006，離子平均活度系數(shù)γ±=0.8340。Ag︱AgCl，KCl(a1)‖AgNO3(a2)︱Ag的電池反應(yīng)方程式是Cl-(a1)+Ag+(a2)=AgCl(s)。公式ΔG=-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、簡答題什么是電導(dǎo)率？什么是摩爾電導(dǎo)率？答：電導(dǎo)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(shí)所具有的電導(dǎo)。摩爾電導(dǎo)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(dǎo)。當(dāng)強(qiáng)電解質(zhì)溶液的濃度增大時(shí)，其電導(dǎo)率如何變化？為什么？答：電導(dǎo)率下降。對強(qiáng)電解質(zhì)而言，由于在溶液中完全解離，當(dāng)濃度增加到一定程度后，溶液中正、負(fù)離子間的相互作用增大，離子的運(yùn)動(dòng)速率將減慢，因而電導(dǎo)率反而下降。當(dāng)弱電解質(zhì)溶液的濃度下降時(shí)，其摩爾電導(dǎo)率如何變化？為什么？答：上升。因?yàn)槿蹼娊赓|(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(dǎo)率迅速上升，而且濃度越低，上升越顯著。什么是可逆電池？答：電池中進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，能量轉(zhuǎn)換和其他過程均可逆的電池。五、計(jì)算題298.2K時(shí)，0.020mol·dm-3KCl水溶液的電導(dǎo)率為0.2786S·m-1，將此溶液充滿電導(dǎo)池，測得其電阻為82.4Ω。若將該電導(dǎo)池改充以0.0025mol·dm-3的K2SO4溶液，測得其電阻為376Ω，試計(jì)算：該電導(dǎo)池的電導(dǎo)池常數(shù)解：因?yàn)椋牵剑?R,G=R*A/1所以１/A=kR=0.2786*82.4=22.96m0.0025mol·dm-3的K2SO4溶液的電導(dǎo)率K2=1/R2A=1/376*22.96=0.06105s?m-10.0025mol·dm-3的K2SO4溶液的摩爾電導(dǎo)率因?yàn)椤膍＝KVm=k/c所以∧m（K2SO4）＝k/c=6.11*10-2/0.0025*103=0.0245s?m2?m-125℃時(shí)分別測得飽和AgCl水溶液和純水的電導(dǎo)率為3.41×10-4S·m-1和1.52×10-4S·m-1，已知=61.92×10-4S·m2·mol-1，=76.34×10-4S·m2·mol-1，求AgCl的溶度積。解：=61.92*10-4s?m2mol-1=76.34*10-4s?m2mol-1∧m(AgCl)=(AgCl)=(61.92+76.34)*10-4=1.382*10-2s?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*10-2mol?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＝１dm-3溶液，根據(jù)AgCl的標(biāo)準(zhǔn)活度積為：(AgCl)＝c(Ag+)/c??c(Cl-)/c?=(1.37*10-5)2=1.88*10-1025℃時(shí)，已知，，對于電池Pt│Cl2(g)│Cl-‖MnO4-,H+，Mn2+│Pt，寫出該電池的電極反應(yīng)和電池反應(yīng)解：負(fù)極（氧化反應(yīng)）：２Cl--2eCl2正極（還原）反應(yīng)：ＭnO4-+8H++5e-→Mn2++4H2O電池反應(yīng)：２MnO4-+16H++10Cl-→2Mn2++5Cl2+8H2O求25℃時(shí)該電池的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢解：E?==1.507-1.358=0.149V若溶液的pH=1.0，其它物質(zhì)的活度均為1，求25℃時(shí)該電池的電動(dòng)勢。解：E=E?-(RT)/(Vf)In[(CMn)2*(Ccl)5*(CH2O)8)/C2(MnO4-)=0.149-(8.314*298/10/96500)=0.0543V25℃H2（101.3kPa）｜H2SO4（m=0.5）｜Hg2SO4(s)｜Hg(l)的電動(dòng)勢為0.6960V，已知V，寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)解：正極反應(yīng)：負(fù)極反應(yīng)：電池反應(yīng)：求H2SO4在溶液中的離子平均活度系數(shù)解：H2SO4在溶液中的離子平均活度系數(shù)為0.1572。第七章化學(xué)動(dòng)力學(xué)一、判斷題（正確打√，錯(cuò)誤打×）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)。（X）二、填空題某化學(xué)反應(yīng)A+B→P的速率方程是，該反應(yīng)的反應(yīng)級數(shù)等于3。某化學(xué)反應(yīng)A→P是一級反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)時(shí)間為2t1/2時(shí)，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率為75%。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。溫度對光化反應(yīng)的速率常數(shù)影響不大。三、簡答題合成氨反應(yīng)可能是基元反應(yīng)嗎？為什么？答：不可能是基元反應(yīng)。合成氨反應(yīng)的化學(xué)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。什么是假一級反應(yīng)（準(zhǔn)一級反應(yīng)）？答：有些反應(yīng)實(shí)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(xiàng)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(zhǔn)一級反應(yīng)。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(xué)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。對于平行反應(yīng)AB，AC，已知活化能E1＞E2，請問：溫度升高，k2增大、減小或保持不變？答：溫度升高，K2增大。升高溫度對兩種產(chǎn)物的比值有何影響？答：升高溫度，B產(chǎn)物的相對含量增大。四、計(jì)算題在100ml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(jì)測得在28℃解：（１）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/mol所以該反應(yīng)的活化能Ｅ＝85.60kJ/mol２）速率常數(shù)：k3=k2*exp[-E/R*(1/298-1/316)]=5.68*10-3h-15-氟脲嘧啶在pH=9.9時(shí)的分解是一級反應(yīng)，在60℃時(shí)的速率常數(shù)為4.25×10-4h-1，反應(yīng)活化能Ea=102.5kJ·mol-1（1）60℃（2）25℃（3）25℃答：（1）60℃時(shí)的反應(yīng)半衰期為1631h。（2）25℃時(shí)的速率常數(shù)為5.525*10-6h-1(3)25℃時(shí)分解10%需1.907*10-4h第八章表面現(xiàn)象一、填空題20℃時(shí),水的表面張力σ=7.275×10-2N·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。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。將200gHLB=8.6的表面活性劑與300gHLB=4.5的表面活性劑進(jìn)行混合，所得混合物的HLB=6.14。對于化學(xué)吸附，當(dāng)吸附溫度升高時(shí)，吸附速率增大，吸附量減少。二、簡答題什么是溶液的表面吸附？為什么會(huì)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,使表面張力增大的溶質(zhì)分子將自動(dòng)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(dòng)從本體向表面層轉(zhuǎn)移,形成濃度差；同時(shí),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(kuò)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(shí),就產(chǎn)生溶液的表面吸附什么是表面活性劑？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(shí)具有親水反應(yīng)速率常數(shù)解：（1）k=0.0193min-1。反應(yīng)的初始速率r0=5.79*10-3mol?dm-3?min-1;反應(yīng)時(shí)間為20min時(shí)的瞬時(shí)速率解：r=3.94*10-3mol?dm-3?min-1;40min時(shí)已水解的蔗糖百分?jǐn)?shù)解：40min時(shí)已水解的蔗糖百分?jǐn)?shù)53.8%。氣相反應(yīng)2HI→H2＋I(xiàn)2是二級反應(yīng)，508℃時(shí)的速率常數(shù)為1.21×10-8Pa-1·s-1反應(yīng)半衰期答：反應(yīng)半衰期為826.4sHI分解40%需要多少時(shí)間答：HI分解40%需要551s青霉素G的分解為一級反應(yīng)，測得37℃和43℃時(shí)的半衰期分別為32.1h和17.1h，求該反應(yīng)的活化能和的極性基團(tuán)和親油的非極性基團(tuán)。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(jī)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(gè)分子或離子的形式完全分散到溶劑中，每個(gè)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(jī)物聚集在表面活性劑分子所形成的膠束中。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?yàn)闅怏w被吸附到固體表面，運(yùn)動(dòng)的自由度減少，即熵減少，△S<0。根據(jù)△G=△H-T△S，當(dāng)吸附自動(dòng)發(fā)生時(shí)，△G<0，可推知△H<0，所以固體吸附氣體通常是放熱的。三、計(jì)算題在293K時(shí)，將半徑為1.0mm的水滴分散成半徑為1.0μm的小水滴，已知水的表面張力為0.07288J/m2，請計(jì)算：比表面是原來的多少倍答：比表面是原來的1000倍。環(huán)境至少需做多少功答：環(huán)境至少需做9.149*10－4J的功。20℃時(shí)，將半徑為3.5×10-4m的毛細(xì)管插入汞液，測得毛細(xì)管內(nèi)外的汞面相差16mm，汞與毛細(xì)管壁的接觸角為140°，已知汞的密度ρ=1.359×104kg·m-3，請問：毛細(xì)管內(nèi)的汞面上升還是下降答：（１）因?yàn)椋徐o＝（ρ液－ρ氣）＝ρ液hg又因?yàn)椤鳎校剑ǎ拨遥?r,rcosθ=R所以△Ｐ＝（２σcosθ）/R因此ρ液hg＝（２σcosθ）/R即h=（２σcosθ）/(ρ液hgR)根據(jù)汞與毛細(xì)管壁的接觸角為140°，θ>90°,h<0,毛細(xì)管內(nèi)液面下降，低于正常液面。所以毛細(xì)管內(nèi)的汞面下降汞的表面張力答：由上題公式h=(２σcosθ）/(ρ液hgR)得σ＝(ρ液hgR)/(２cosθ）=[1.359*104*(-16)*9.8*3.5*10-4]/[2*(cos140)]1000=0.487N/m已知100℃時(shí)，水的表面張力σ=58.9×10-3N·m-1，摩爾氣化熱ΔH=40.66kJ·mol-1。如果水中只有半徑為10-6m的空氣泡，求：水中氣泡所受到的附加壓力答：水中氣泡所受到的附加壓力為1.178*10-5Pa;這樣的水開始沸騰的溫度答:已知水的M＝18.015*10-8σ＝58.9*10-8N?m-1100℃時(shí)水的密度＝958.4kg/m3P=101.325kpaT=100+273=373r=10-6/2=5*10-7由開爾文公式得知In(pr/p)=(2σM)/(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=(2σ)/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=(｛[RIn(p2/P1)]/(-△vapHm)｝+(1/T1))-2=(｛[8.314*In(336.7804/101.1804)]/(-40.656*10-3)｝+(1/373))=410.77k(138℃)用活性碳吸附CHCl3符合蘭格繆爾吸附等溫式，在273K時(shí)的飽和吸附量為93.8dm3·kg-1，已知CHCl3的分壓為13.4kPa時(shí)的平衡吸附量為82.5dm3·kg-1，請計(jì)算：蘭格繆爾吸附等溫式中的吸附系數(shù)b答：蘭格繆爾吸附等溫式Γ＝Γm*(bp)/(1+bp)82.5=93.8*(13.4b)/(1+13.4b)b=0.545kpa-1。CHCl3的分壓為6.67kPa時(shí)的平衡吸附量答：由蘭格繆爾吸附等溫式Γ＝Γm*(bp)/(1+bp)由上題已知b=0.545kpa-1得Γ＝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。KBr與過量的AgNO3溶液形成AgBr溶膠，其膠團(tuán)結(jié)構(gòu)式。二、簡答題為什么說溶膠是熱力學(xué)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(dòng)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(xué)不穩(wěn)定系統(tǒng)。由于布朗運(yùn)動(dòng)、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。與分子分散系統(tǒng)和粗分散系統(tǒng)相比，溶膠具有丁達(dá)爾現(xiàn)象，為什么？答：產(chǎn)生丁達(dá)爾現(xiàn)象的兩個(gè)基本條件是：一、粒子直徑小于入射光的波長；二、光學(xué)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(gè)條件，因此具有丁達(dá)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(xué)不均勻性條件。三、計(jì)算題某溶膠粒子的平均直徑為4.2nm，介質(zhì)粘度η＝1.0×10-3Pa·s，求298.2K時(shí)溶膠粒子因布朗運(yùn)動(dòng)在1s內(nèi)沿x軸方向的平均位移。答：