南京大学物理化学下册第五版傅献彩复习题及解答.docx

1、南京大学物理化学下册第五版傅献彩复习题及解答第八章 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,并写出该电极得还原反应。对于气体电极与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)|n+（m) n2+（)+2e- =Zn(s) （2)金属难溶盐与金属难溶氧化物电极如 Ag()|Agl（)|-(m）, AgC(s）+ e-= g(s）+Cl-()(3)氧化还原电极 如: Pt|F3+(m),e+(m2） F+(m)e Fe(2) 对于气体电极与氧化还原电极,在书写时要标明电极反应所依附得惰性金属。、什么叫电池得电动势?用伏

2、特表侧得得电池得端电压与电池得电动势就是否相同?为何在测电动势时要用对消法？答:正、负两端得电势差叫电动势。不同。当把伏特计与电池接通后，必须有适量得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得情况下才能测量电池得电动势。 3、为什么Weslon标准电池得负极采用含有Cd得质量分数约为0、40、12得C一Hg齐时，标准电池都有稳定得电动势值?试用Cd一H得二元相图说明。标准电池得电动势会随温度而变化吗？答:在一Hg得二元相图上,Cd得质量分数约为0、040、1得Cd一Hg齐落在与d一g固溶体得两相平衡区，在一定温

3、度下Cd一Hg齐得活度有定值。因为标准电池得电动势在定温下只与C一Hg齐得活度有关,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？用实验能测到负得电动势吗？答:用“|”表示不同界面,用“|”表示盐桥。电极电势有正有负就是相对于标准氢电极而言得。不能测到负电势。、电极电势就是否就就是电极表面与电解质溶液之间得电势差？单个电极得电势能否测量?如何用Nenst方程计算电极得还原电势?5、电极电势就是否就就是电极表面与电解质溶液之间得电势差?单个电极得电势能否测量?如何用Nrnst方程计算电极得还原电势？答:电极电势不就是电极表面与电解质溶液

4、之间得电势差。单个电势就是无法测量得。用ernst方程进行计算:、如果规定标准氢电极得电极电势为1、0V,则各电极得还原电极电势将如何变化?电池得电动势将如何变化?答:各电极电势都升高1，但电池得电动势值不变。7、在公式m=-EF中,rG就是否表示该电池各物都处于标准态时,电池反应得ibbs自由能变化值?答:在公式rGm=-zEF中,rm表示该电池各物都处于标准态时,在T,p保持不变得条件下,按电池反应进行1ml得反应时系统得Gibbs自由能变化值。8、有哪些求算标准电动势得方法？在公式 中,就是否就是电池反应达平衡时得电动势？就是否就是电池中各物质都处于标准态时得平衡常数?答:求算标准电动势

5、得方法较多,常用得有:公式 就是由rGm联系在一起,但E与K处在不同状态,E处在标准态,不就是平衡态（在平衡态时所有得电动势都等于零,因为rm等于零）。K处在平衡态,而不就是标准态（在标准态时平衡常数都等于1)。、联系电化学与热力学得主要公式就是什么？电化学中能用实验测定哪些数据?如何用电动势法测定下述各热力学数据?试写出所设计得电池、应测得数据及计算公式。答:联系电化学与热力学得主要公式就是:G=-F,rGm=-zEF 电化学中用实验能测定E,E, 。用电动势法测定热力学数据得关键就是能设计合适得电池,使电池反应就就是所要求得反应,显然答案不就是唯一得。现提供一个电池作参考。（）、2O(1)

6、得标准摩尔生成ibs自由能fm (H2O，1）; 电池:P|H2(p2) H或OH-(q) O2(pO2)|Pt净反应:H2(p) + 1/2O2(p) H(l)fGm(2,1）-z(2)、H2(1)得离子积常数; 电池:PtH(p）|H+(aH+)|H（OH）|H2(pH2）|Pt 净反应:2O(l) H+(a+) +O（aOH-)（3）HgO2（s)得活度积常数Ksp; 电池:g(l)|Hg22+(ag2)|S42（SO4-)|HgO4（s)|g(l)净反应:H2S4(s)= g2+（aH22+)+O42（aSO42-)（)反应()1/2g2Cl2(s)AgCl（s)+Hg(）得标准摩尔反

7、应焓变 Hm；电池：Ag（s)|Al(s)|-(al-)|2Cl2(s)|Hg() 净反应：Ag()+/gCl2（s）AgC()+H(1)r =-ZEF=Hm-TrS（5）、稀得HCI水溶液中,HCl得平均活度因子Y;电池:t|H2(p)|Hl()|gCl(s）|g（s） 净反应:H2(p)+ACl(） = （aH+)+Cl-(aCl-） +g（s）(6）A2O(s)得标准摩尔生成焓fHm与分解压。电池:Ag(s)+Ag2O()OH(aH-)O2（p )P净反应:A2O(s)1/2O2（p )+2Ag(s)（)、反应Hg2C(s)H2（）2Cl(aq)+2Hg()得标准平衡常数Ka;电池：Pt

8、|H2(）|HCl（Cl)|g2Cl()|(）()、醋酸得解离平衡常数。电池：t|H2()|A（mHAc),c-（Ac-),l-（aCl-)|gCl()|Ag(s)净反应:gCl(s)H(p)H(aH）+C-(al-) +Ag（s）0、当组成电极得气体为非理想气体时,公式rGm-z就是否成立?Nerns方程能否使用?其电动势E应如何计算?答:因为就是非理想气体,所以先计算电池反应得rGm， ,公式中代人非理想气体得状态方程。然后根据rG与电动势得关系,计算电动势rGm-zE公式与rst方程能使用。11、什么叫液接电势?它就是怎样产生得?如何从液接电势得测定计算离子得迁移数?如何消除液接电势？用

9、盐桥能否完全消除液接电势?答:在两种含有不同溶质得溶液界面上,或者两种溶质相同而浓度不同得溶液界面上,存在着微小得电位差, 称为液体接界电势。产生得原因就是由于离子迁移速率得不同而引起得。用盐桥只能使液接电势降到可以忽略不计，但不能完全消除。1、根据公式 ,如果 为负值，则表示化学反应得等压热效应一部分转变成电功(-zEF),而余下部分仍以热得形式放出 。这就表明在相同得始终态条件下,化学反应得Hm按电池反应进行得焓变值大（指绝对值),这种说法对不对?为什么？答:不对,H就是状态函数rHm得值只与反应得始终态有关,而与反应得途径无关,不管反应经历得就是化学反应还就是电池反应，始终态相同时Hm值

10、就是相同得。但两种反应得热效应就是不一样得。第十章 电解与极化作用第十一章1、请根据质量作用定律写出下列基元反应得反应速率表示式（试用各种物质分别表示）。()A=P(2)2A+B=2P(3)B=PS (4)C+M=Cl+M、零级反应就是否就是基元反应?具有简单级数得反应就是否一定就是基元反应?反应b（C2H5)4=b+42H5，就是否可能为基元反应?零级反应不可能就是基元反应,因为没有零分子反应。一般就是由于总反应机理中得决速步与反应物得浓度无关，所以对反应物呈现零级反应得特点。零级反应一般出现在表面催化反应中,决速步就是被吸附分子在表面上发生反应，与反应物得浓度无关,反应物通常总就是过量得。

11、基元反应一定具有简单反应级数,但具有简单级数得反应不一定就是基元反应，如H2(g)+I2()=2（g)就是二级反应,但就是一个复杂反应。P（C2H5)= Pb+4C25，不可能就是基元反应。根据微观可逆性原理,正、逆反应必须遵循相同得途径。基元反应最多只有三分子反应,现在逆反应有五个分子,所以逆反应不可能就是基元反应,则正反应也不可能就是基元反应。、在气相反应动力学中,往往可以用压力来代替浓度,若反应aAP为n级反应。式中p就是以压力表示得反应速率常数,pA就是A得分压。所有气体可瞧作理想气体时,请证明kp=k（RT)。4、对于一级反应,列式表示当反应物反应掉1/n所需要得时间t就是多少?试证

12、明一级反应得转化率分别达到5%,7%,87、5%所需得时间分别为t/,21/,31/2。 5、对反应一P,当反应掉3/4所需时间为A反应掉12所需时间得3倍，该反应就是几级反应?若当A反应掉/所需时间为A反应掉所需时间得5倍,该反应就是几级反应?请用计算式说明。所以,对=b得二级反应，4=3 12。同理，对a=b=得三级反应t3/45t1/2。6、某一反应进行完全所需时间就是有限得，且等于c0k(c0为反应物起始浓度),则该反应就是几级反应？零级、请总结零级反应、一级反应与二级反应各有哪些特征?平行反应、对峙反应与连续反应又有哪些特征?零级反应:cA作图为直线，斜率为0,k0得量纲为浓度时间,

13、1/=a/、 一级反应:lncAt作图为直线,斜率为-k, k1得量纲为时间1,/2=n2/k、 二级反应：1/cAt作图为直线，斜率为2,k2得量纲为浓度- 时间-1，t1/1/k2a8、某总包反应速率常数与各基元反应速率常数得关系为k=k2(1/2k4）1/2,则该反应得表观活化能Ea与指前因子与各基元反应活化能与指前因子得关系如何?9、某定容基元反应得热效应为10 mo-1,则该正反应得实验活化能Ea得数值将大于、等于还就是小于100kmol1,或就是不能确定？如果反应热效应为-10 kJmol-,则a得数值又将如何?对于吸热反应,大于等于00 kmo1;对于放热反应,Ea值无法确定。0

14、、某反应得Ea值为10kJmol-1，加入催化剂后活化能降为36Jmol1。设加入催化剂前后指前因子A值保持不变,则在773K时，加入催化剂后得反应速率常数就是原来得多少倍?根据Arhenius经验式k=(Ea/RT),设加了催化剂得速率常数为k2,未加催化剂得速率常数为k1,代人相应得数据后相比,得可见,加入催化剂可以明显地提高反应速率1、根据vt Hoff经验规则:温度每增加1,反应速率增加24倍。在2838得温度区间内,服从此规则得化学反应之活化能值Ea得范围为多少?为什么有得反应温度升高，速率反而下降?因为活化能得定义可表示为 Ea=RT2(dl/dT)当取温度得平均值为3K,dlnk

15、/dT=、2时,Ea=15、7kJmol-。同理,当dln/dT=0、时,= 35、3kJmo-1。活化能大约处于这范围之内。对于复杂反应,如果有一步放出很多热,大于决速步得活化能,或激发态分子发生反应,生成处于基态得生成物,表观上活化能就是负值,所以有负温度系数效应，反应温度升高,速率反而下降。这种反应不多，一般与O氧化反应有关。1、某温度时,有一气相一级反应A()2B(g)+（g）,在恒温、恒容条件下进行。设反应开始时，各物质得浓度分别为,b,气体总压力为p0，经时间及当A完全分解时得总压力分别为pt与p,试推证该分解反应得速率常数为A（) 2B()+ C（) t=0 p0 0 0 p总=

16、 p0 t=t pA=p0-p 2p p p=p+2p t= 0 2 p p=3p0 r=-dpA/dt=kpApAp-p=1/3p/(t-p)=1/3P-1/2(pt13p) =1/2(p-pt)代入速率方程,进行定积分式中k=12kp，就是表观速率常数。1、已知平行反应B与AC得活化能分别为Ea,、Ea,2,且,1Ea,2,为提高得产量，应采取什么措施?措施一:选择合适得催化剂,减小活化能,加快生成B得反应；措施二:提高反应温度,使k1得增加量大于k2得增加量,使B得含量提高。14、从反应机理推导速率方程时通常有哪几种近似方法?各有什么适用条件?从反应机理推导速率方程时通常有稳定态法，控速

17、步近似与平衡态假设。稳态法适用于反应历程涉及中间态产物反应活性高,在反应系统中得浓度很小得情况,控速步近似适用于当反应涉及几个步骤时,其中一步得速率比其它各步得速率小得多得场合,而平衡假设适用于其中一步比其它各步速率大，该反应涉及得物质得浓度可以认为就是处于得平衡得浓度。 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/;表面张力又可称为表面Gibbs自由能,二者数值一样。但一个就是从能量角度研究表面现象,另一个就是从力得角度研究表面现象;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

18、后会变得光滑并缩小（俗称圆口),这些现象得本就是什么?用同一滴管滴出相同体积得苯。水与NaCl溶液,所得得液滴数就是否相同弯曲液面有附加压力,其最终会将不规则得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、用学到得关于界面现角得知识解释以下几种做法或现象得基体原理:人工降雨;有机蒸馏中加沸石;多孔固体吸附蒸气时得毛细凝聚; 过饱与溶液,过饱与蒸气,过冷液体等过饱与现象;重量分析中得“陈化” 过程;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,、 、 就是新相刚形面时得体积小，曲率半径小，对与之平衡得旧相有更加苛刻得条件要求。多孔固体吸附

19、蒸气时，被吸附得气体得液相对毛细管就是润湿得,其曲率半径小零，当气体得分压小于其饱与蒸气压时,就可以发生凝聚。喷洒农药时,在农药中加入少量表面活性剂,可以降低药液得表面张力,使药液在叶面上铺展。4、在三通活塞得两端涂上肥皂液，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,两泡得大小有何变化?到何时达到平衡?讲出变化得原因及平衡时两泡得曲率半径得比值。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得弧;由于小泡得附加压力大,所以大泡变大，小泡变小,最后使两泡得曲率半径相同5、因系统得Gibbs自由能越低,系统越稳定，所以物体总有降

20、低本身表面Giibs自由能得趋势。请说说纯液体、溶液、固体就是如何降低自己得表面Gs自由能得。纯液体:缩小液体表面积;溶液：表面与本相中溶质得浓度不同;固体:吸附作用。6、为什么小晶粒得熔点比大块固体得熔点低,而溶解度却比大晶粒大?根据开尔文公式由于表面张力得存在,小晶粒得附加压力大,它得化学势相对较高,所以小晶粒得熔点比大块固体得熔点低,而溶解度却比大晶粒大。 7、若用aC(s)进行热分解，问细粒CaCO(s)得分解压(p）与大块得aO3(s)分解压(2)原相比,两者大小如何?试说明为什么?答:小颗粒得CO3分解压大。因为小粒得附加压力大,化学势高。8、设有内径一样大得a、c、d、 e、f管

21、及内径比较大得g管一起插入水中（如图所示)，除f内壁涂有石蜡外,其余全就是洁净得玻璃管,若a管内液面升高为h,试估计其余管内得水面高度?若先将水在各管内（c, d管除外）都灌到h得高度,再让其自动下降,结果又如何？管垂直高度为 h, 管调整表面曲率半径但不溢出，d管不溢出,e 管高度为到扩大部分为止,但上去后不会下降仍然为 hf 管将下降为凸液面,g 管为 1/倍h。 、把大小不等得液滴（或萘粒)密封在一玻璃罩内,隔相当长时间后,估计会出现什么现象?小液滴消失，大液滴更大。 弯曲液面所产生得附加压力将使液体在以小液滴形式分散存在时比大量聚集存在时具有更大得饱与蒸气压。10、为什么泉水与井水都有

22、较大得表面张力？当将泉水小心注入干燥杯子时,水面会高出杯面，这就是为什么?如果在液面上滴一滴肥皂液,会出现什么现象?因为泉水与井水溶有较多得离子,根据溶质对表面张力得影响规律，有较大得表面张力;当将泉水小心注入干燥杯子时，水面会高出杯面,这就是因为水得表面张力得收缩作用。如果在液面上滴一滴肥皂液,液面将降低。 、为什么在相同得风力下,与海面得浪比湖面大？用泡沫护海堤得原理就是什么？()海水中有大量盐类,表面张力比湖水大,可以形成较大得浪花(如较大得表面张力液滴大)。（2)形成泡沫得物质可以使水得表面张力降低，水得凝聚力减小,对堤坝得冲击力降低。2、如果某固体得大粒子（半径为R1)在水中形成饱与

23、溶液得浓度为c1，微小粒子（半径为R)在水中形成饱与溶液得浓度为c2,固液界面张力为-l 、试证明饱与溶液浓度与曲率半径得关系式为 式中为该固体得摩尔质量, 为其密度 大粒子与其溶液成平衡时小粒子与其溶液成平衡时两溶液得化学势之差两粒子得化学势之差、什么叫表面压？如何测定它？它与通常得气体压力有何不同？表面压为纯水得表面张力与膜表面张力之差。可以用膜天平进行测定;与通常得气体压力不同得就是它就是二维压力。 1、接触角得定义就是什么？它得大小受哪些因素影响?如何用接触角得大小来判断液对固体得润湿情况？接触角为在气液固三相交接处,气液界面与固-液界面 之间得夹角,其大小由三种界面张力得相对大小决定

24、；接触角为零 ，液体在固体表面铺展 ,小于 90液体能润湿固体,大于 90，不能润湿。 1、表面活性剂得效率与能力有何不同？表面活性剂有哪些主要作用?表面活性剂得效率：使水得表面张力下降到一定值时所需表面活性剂浓度。表面活性剂得能力:表面活性剂能使水得表面张力下降得程度(又称有效值),两种数值常常相反。表面活性剂有润湿、气泡、乳化、增溶、洗涤作用。6、什么叫吸附作用?物理吸附与化学吸附有何异同点？两者得根本区别就是什么？固体得表面有剩余得力场,使气体分子可以在固体得表面相对得浓集，这种作用中吸附作用。P69。二者得根本区别在于吸附力得不同。17、为什么气体吸附在固体表面一般就是放热得？而确有一

25、些气-固吸附就是吸热得（H2()如在玻璃上得吸附）,如何解释现象? 由于吸附总就是自发过程,故G0,气体在固体表面被吸附,固体不变,体系0,在等温下,由H=TS，可推H0,故吸附一般放热。当有气体原子解离发生时有化学键得改变,使有些化学吸附得熵变大于零,这样吸热吸附得情况下，也可以使G小于零。1、试说明同一个气固相催化反应,为何在不同得压力下表现出不同得反应级数?请在符合angmuir吸附假设得前提下，从反应物与产物分子得吸附性,解释下列实验事实:NH3(g）在金属钨表面得分解呈零级数反应得特点;N2(g)在金表面得分解就是一级反应; H原子在金表面得复合就是二级反应; H3()在金属钼得分解

26、速率由于N(g)得吸附而显著降低，但尽管表面被N2（g）所饱与,但速率不为零。由于系统压力大小决定反应物在催化剂 表面得吸附快慢与强弱,因而决定反应速度，体现在速率方程上,就就是反应级数不同。 由于反应物在表面得吸附很强,在分压很小时，达到饱与吸附，反应速率与分压无关；N2O（g)在金表面得吸附较弱,其分解呈一级反应; 原子在金表面得吸附为弱吸附,复合时被吸附H得与气相H得反应而复合,就是二级反应； 2(g) 在在金属钼表面得吸附为强吸附,可以形成饱与吸附，但即就是饱与吸附时,仍有得吸附,NH分解速率不为零19、为什么用吸附法测定固体比表面时,被吸附蒸气得比压要控制在0、05、35之间?BET

27、吸附公式与Lanmuir吸附公式有何不同?试证明E公式在压力很小时(即时pp)可还原为Lanmui吸附公式。因为压力过小时,建立不起来多层吸附平衡,在压力过大时，可能产生毛细管凝聚,吸附量不代表多层吸附平衡时固体表面所对应得吸附量。BET吸附公式与Lgmur吸附公式都就是理想得吸附公式,而angmui吸附公式就是单层吸附公式，BT公式就是多层吸附公式。 20、如何从吸附得角度来衡量催化剂得好坏？为什么金属镍既就是好得加氢催化剂,又就是好得脱氢催化剂？良好得催化剂应该具有适中得吸附与脱附性能。催化剂得活性与反应物在固体表面得吸附强度有关,只有合适得吸附强度,其催化活性才大。催化剂即可以加速正向反

28、应,又能加速逆向反应,所以金属镍既就是好得加氢催化剂，又就是好得脱氢催化剂第十四章1、用As2S3与略过量得H制成得硫化砷A2溶胶，试写出其胶团得结构式。用FeCl3在热水中水解来制备Fe(OH)3溶胶,试写出(OH)3溶胶得胶团结构。H2S就是弱酸,考虑它做一级电离: (A2S3)mnS-(n)H+-+ Fe（OH）3mnFeO+(-xCl-)x+xl2、在以KI与gNO3为原料制备溶胶时,或者使KI过量,或者使g3过量，两种情况制得得gI溶胶得胶团结构有何不同?胶核吸附稳定离子时有何规律？使KI过量时，胶团带负电,gNO3过量时,胶团带正电。按照法杨斯规则，能与胶核形中离子成不溶物得离子优

29、先被吸咐。3、胶粒发生Brown运动得本质就是什么？这对溶胶得稳定性有何影响?胶粒发生ro运动得本质就是溶剂分子得无规则运动与溶剂分子对胶粒得不断碰撞。 Brown运动一方面可以使溶胶稳定,另一方面过于剧烈或过于缓慢得Brown运动会使溶胶聚沉。4、Tyndal效应就是由光得什么作用引起得?其强度与入射光得波长有什么关系？粒子大小范围在什么区间内可以观察到ynl效应?为什么危险信号要用红灯显示?为什么早霞、晚霞得色彩特别鲜艳?Tyndll效应就是由光得散射作用引起得,其强度与入射光波长得四次方成反比。当粒子得尺度落在胶粒得范围内时,可以观察到Tyndll效应。危险信号要用红灯显示就是因为红光得波长长,不易被空气中得尘粒子反射,早晨与晚上时,空气中得湿度大,水蒸气得液珠对阳光得红光产生了散射作用。5、电泳与电渗有何异同点?流动电势与沉降电势有何不同?这些现象有什么应用?电泳就是在电场得作