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1、物理化学习题第一章 热力学第一定律一、问答题1. 什么是系统？什么是环境？答：将一部分物质从其他部分中划分出来，作为研究的对象，这一部分物质就称为系统；系统之外与系统密切相关的部分称为环境。2. 什么是状态函数？答：由系统状态确定的系统的各种热力学性质，称为系统的状态函数。3. 什么是等压过程？答：在环境压力恒定下，系统始、终态压力相同且等于环境压力的过程。4. 什么是热力学能？答： 是系统中物质的所有能量的总和5. 什么是热力学第一定律？答：将能量守恒与转化定律应用于宏观的热力学系统即为热力学第一定律。6. 什么是体积功答：因系统的体积变化而引起的系统与环境之间交换的功7. 可逆过程有哪些特
2、点？答： （1）可逆过程是以无限小的变化进行，系统始终无限接近于平衡态，即整个过程由一系列无限接近于平衡的状态所构成。（2）系统在可逆过程中作最大功，环境在可逆过程中作最小功，即可逆过程效率最高。（3）沿与过程原来途径相反方向进行，可是系统和环境完全恢复原态，而没有任何耗散效应。8. 什么是理想气体？答：分子本身不占有体积，分子之间没有作用力，实际不存在的假想气体。当温度不是很低或很高，压力不是很低或很高，或没有其他特殊条件时，一般气体均视为理想气体。9. 什么是标准摩尔生成焓？答：规定在标准压力p(100kpa) 和指定温度 T 时，由最稳定单质生成标准状态下1 摩尔化合物的焓变称为该化合物
3、在此温度下的标准摩尔生成焓。10. 夏天为了降温，采取将室内电冰箱门打开，接通电源并紧闭门窗（设墙壁门窗均不传热） 。该方法能否使室内温度下降？为什么？答：不能。该情况相当于一个绝热系统中作电功，电机发热只能使室温升高。二、判断题（正确打，错误打）1. 由于 p 和 V都是状态函数，则 pV也是状态函数。（ ）2. 状态函数改变后，状态一定改变。（ ）3. 孤立系统内发生的一切变化过程，其 U 必定为零。（ ）4. 温度越高， Q 值越大。（ ）5. 等压过程是指系统在变化过程中系统的压力等于环境的压力。（ ）6. 不做非体积功是指系统的始态和终态的体积相同。（ ）7. 在标准状态下，最稳定单
4、质的焓值等于零。（ ）8. O2 （g）的标准摩尔燃烧焓等于零。（ ）9. H2O （l ）的标准摩尔燃烧焓等于零。（ ）10. H2和 O2在绝热钢瓶中发生反应的U 等于零。（ ）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 32 页三、选择题（选1 个答案）1. 是状态函数。（ A ） AG B U CW DQ 2. 不是状态函数。（ D ）AH BU CS D G 3. 具有广度性质。（ B ）AT B、U CP D（密度）4. 具有强度性质。（ D ）AS BV CG D（粘度）5. 的标准摩尔生成焓等于零。（ A ）AC （
5、石墨） BC（金刚石） C CO2 DCO 6 的标准摩尔燃烧焓等于零。（ C ）AC （石墨） BC（金刚石） C CO2 DCO 7. 理 想 气 体 在 外 压 为101.325kPa 下 的 等 温 膨 胀 ， 该 过 程 的。（ A ）AQ0 BQ0 D U 0 B U =0 CH0 DH0 CWVl) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 32 页U=Q+W=40.7-3.101=37.56KJ 4. 已知 298.2K 时， NaCl(s) 、 H2SO4(l) 、 Na2SO4 (s) 和 HCl(g) 的标准
6、摩尔生成焓分别为-411、-811.3、-1383 和-92.3 kJmol-1 ，求下列反应2NaCl(s) + H2SO4(l) = Na2SO4(s) + 2HCl(g) 在 298.2K 时的rHm?。解：2NaCl(s) + H2SO4(l) = Na2SO4(s) + 2HCl(g) rHm?=（H）产物-（H）反应物=（-1383-92.3*2 ）-（-411*2-811.3 ）=65.7KJ/mol 5. 已知（1）Zn (s) + ?O2 (g) = ZnO (s) rHm? = 351.5 kJmol-1 （2）Hg (s) + ?O2 (g) = HgO (s) rHm?
7、= 90.8 kJmol-1 求（3）Zn (s) + HgO (s)= ZnO (s) + Hg (s) 的rHm?解：因为反应（ 1）-反应（ 2）=反应（ 3）所以rHm?（3）=rHm?（1）-rHm?（2）=351.5-90.8=260.7KJ/mol 第二章 热力学第二定律一、问答题1. 什么是热力学第二定律？答：热量由低温物体传给高温物体而不引起其他变化，是不可能的。2. 什么是卡诺循环？答：工作物质从高温热源（ T2）吸取热量 Q2，一部分做功 W ，一部分放热 Q1给低温热源（ T1） ，这个由处于不同温度的两等温步骤和两绝热步骤所组成的可逆循环即为卡诺循环。3. 熵的物理意
8、义是什么？答：熵是系统混乱程度的度量。4. 如何用熵判据判断过程的方向？答：孤立系统的熵值永远不会减少， （熵增原理），孤立系统杜绝了一切人为控制则可用熵增原理来判别过程的自发方向。孤立系统中使熵值增大的过程是自发过程也是不可逆过程；使系统的熵值保持不变的过程是可逆过程，系统处于平衡态；孤立系统中不可能发生使熵值变小的任何过程。5. 如何用吉布斯能判据判断过程的方向？答：在等温等压和W=0的条件下，封闭系统自发过程总是朝着吉布斯能减小的方向进行，直至吉布斯能降到极小值（最小吉布斯能原理），系统达到平衡。6. 如何用亥姆霍兹能判据判断过程的方向？答：在等温等溶和非体积功W=0的条件下封闭系统自发
9、过程朝着亥姆霍兹能减少的方向进行直至亥姆霍兹能达到极小值（最小亥姆霍兹能原理），系统达到平衡。7. 空调可以把热从低温热源传递到高温热源，这是否与热力学第二定律矛盾？为什么？答：不矛盾，克劳斯说的是“不可能把热从低温物体传到高温物体，而不引起其他变化”，而冷冻机系列环境作了电功却得到了热，热变为功是不可逆过程，所以环境发生了变化。8. 一般情况下，温度升高，固体溶解度增大，气体溶解度减小，请用热力学原理解释之。答： 一般情况下，固体溶解是熵增加过程，而气体溶解是熵减少过程。根据G= H-TS 提高温度对固体溶解有利而对气体溶解不利。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结
10、 - - - - - - -第 4 页，共 32 页9. 什么是热力学第三定律？答：在绝对零度，任何纯物质完整晶体的熵等于零。10. 什么是标准摩尔熵？答：1 摩尔物质处于温度T 时在标准状态下的规定熵又称该物质在温度T时的标准摩尔熵。二、判断题（正确打，错误打）1. 根据热力学第二定律，热不能从低温物体传到高温物体。（ ）2. 功可以完全变为热而不发生其它变化。（ ）3. 只要不违反能量守恒，任何过程都有可能发生。（ ）4. 在常压下，0水结冰是熵增大过程。（ ）5. 非理想气体经过绝热可逆过程， 熵保持不变。（ ）6. 最稳定单质的标准摩尔熵等于零。（ ）7. 金刚石的标准摩尔生成吉布斯能
11、等于零。（ ）8. 某电解反应在等温等压下自发进行，该反应的G一定小于零。（ ）9. 理想气体绝热可逆膨胀过程的G等于零。（ ）10. 1mol 25，101.3kPa 液态水向真空膨胀成25，101.3kPa 水蒸气的G大于零。（ ）三、选择题（选1 个答案）1. 在 等 温 等 压 不 做 非 体 积 功 的 情 况 下 ， 下 列 哪 个 过 程 肯 定 能 自 发 进 行 ？（C ）AH0 ，S0 BH0 ，S0 CH0 DH0 ，S0 ，S0 BG0 ，S0 CG0 DG0 ，S0 3. 1 mol 0 、 101.325kPa 的 水 在等 温 等压 下 变 为冰 ， 该 过 程
12、的。（ A ）AG=0 ，H0 B G=0 ，H=0 CG0 ，H0 DG0 ，S0 BH0 ，S0 CH0 DH0 ，S0 D绝热可逆过程的S0 9. 若 N2(g) 和 O2 (g) 都视为理想气体，等温等压下，1 molN2 (g) 和 1 molO2 (g) 混合 后 ， 不 发 生 变 化 的 一 组 热 力 学 性 质 是。（ A ）AU 、H 、V B U 、H、G CS、F、G DV、F、S 10. 1 mol 100、 101.325kPa 的水在等温等压下变为水蒸气，该过程的。（B ）AG=0 ，H0 CG0 ，H0 DG0 四、填空题1. 自发过程的共同特征是具有方向的单
13、一和限度，不可逆，做功的能力。2. 热力学第二定律主要是解决了过程方向限度问题。3. 水和乙醇混合过程的S大于 零（填“小于”、“大于”或“等于” ） 。4. 苯和甲苯混合过程的G 小于 零（填“小于”、“大于”或“等于” ） 。5. 理想气体的卡诺循环由等温可逆膨胀、绝热可逆膨胀、等温可逆压缩和绝热可逆压缩所组成。6. G= H - TS 的适用条件是等温过程。7. 吉布斯能判据的适用条件是封闭系统等温等压和非体积功为零。8. 1mol 100， 101.3kPa 液态水的吉布斯能等于 1mol 100， 101.3kPa 气态水的吉布斯能（填“小于”、“大于”或“等于” ） 。9. 合成氨
14、反应的 S 小于 零（填“小于”、“大于”或“等于” ） 。10. 亥姆霍兹能判据的适用条件是等温等容和非体积功为零。五、计算题1. 1 mol 甲苯在其沸点 383.2K 时蒸发为气，已知该温度下甲苯的汽化热为362 kJkg-1，求该过程的 Q、W 、H 和G 。解：Q=362*0.092=33.304KJ W=-P(Vg-VI)=-PVg=-RT=-8.314*383.2=-3185.9248J H=Q=33.304KJ G=02. 计算下列等温（ 25）反应的熵变：2C（石墨） + 3H2 （g） C2H6（g）已知 25时 C（石墨）、H2（g）和 C2H6（g）的标准摩尔熵分别为：
15、 5.74 J mol- 1K -1、130.6 J mol-1K -1 和 229.5 J mol- 1K -1。解：rSm=Sm，C2H6,g-3 Sm，H2,g-2 Sm，C,s =229.5-3*130.6-2*5.74=-173.78 J mol-1K-1精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 32 页3. 有一大恒温槽，其温度为96.9，室温为26.9，经过相当时间后，有 4184J 的热因恒温槽绝热不良而传给室内空气，试求：(1) 恒温槽的熵变； (2) 空气的熵变； (3) 试问此过程是否可逆。解： （1）S槽=
16、-Q/T槽=-4184/ （96.9+273）=-11.3 J K-1 （2）S空=Q/T空=4184/（26.9+273）=13.95 J K-1 （3）因为 S总=S槽+S空=-11.3+13 .95=2.65 J K-10 所以不可逆。4. 在 25和标准状态下，已知金刚石的标准摩尔生成焓为1.90 kJ mol-1 ，金刚石和石墨的标准摩尔熵分别为2.44 J mol- 1K -1 和 5.69J mol- 1K -1，求 石墨金刚石的 r Gm，并说明在此条件下，哪种晶型更加稳定？解：rSm=S，金刚石 ,s- S，石墨,s=2.44-5.69=- 3.25 J mol-1K-1r
17、Gm=rH-TrSm=1.90*1000- （25+273）*（-3.25 ）=2868J/mol=2.87KJ/mol 石墨更稳定5. 在 25和标准状态下，已知 CaCO3(s)、CaO(s)和 CO2(g) 的标准摩尔生成焓分别为- 1206.92 kJ mol-1 、 - 635.09kJ mol-1 和- 393.51 kJ mol-1 ， 标准摩尔熵分别为 92.9 Jmol-1K -1、 39.75 Jmol-1K -1 和 213.74Jmol- 1K -1， 求： CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) 的 rG m。解：rH=-635.09+ （-393.51 ）-
18、（-1206.92 ）=178.32 kJ mol-1rSm=213.74+39.75- 92.9=160.59 J mol- 1K -1 rGm=rH-TrSm=178.32*1000- （273+25）*160.59=130464 Jmol- 1=130.46 kJ mol-1 第三章 化学平衡一、问答题1. 什么是标准生成吉布斯能？答：在标准压力P 下，最稳定单质的吉布斯能为零，由稳定单质生成一摩尔某化合物时反应的标准吉布斯能变化就是该化合物的标准生成吉布斯能Gm2. 化学反应 CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)必须在高温下进行，请用热力学原理解释之。答：化学反应 CaCO3(
19、s)=CaO(s)+CO2(g) 是吸热反应，提高反应温度可以增大平衡常数，有利于反应正向进行。3. 乙苯脱氢生成苯乙烯 C6H5C2H5 （g） C6H5CH=CH2（g）+ H2（g）是吸热反应，通入过热水蒸气（不参加反应）可以提高苯乙烯产率，为什么？答：乙苯脱氢生成苯乙烯是吸热反应，提高反应温度有利；该反应也是增加体积的反应，减少压力有利。通过通入过热水蒸气即可以提供热量，维持较高的反应温度，同时还由于水蒸气不精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 32 页参加反应，起稀释作用，与减少压力效果等同。二、判断题（正确打，错误
20、打）1. 对于合成氨反应 3H2 （g）+N2 （g）=2NH3 （g） ，提高压力可以增大平衡常数，从而提高产率()2. 增 加 反 应 物 浓 度 ， 使 rGm减 小 ， 有 利 于 反 应 正 向 进 行 。（ ）3. 某化学反应的 0 G m r TB，两者可构成最高恒沸物，组分为E。现将任意比例的 A和 B混合，于 精 馏 塔 中 蒸 馏 ， 则 塔 顶 馏 出 物 为。（ D ）A纯 A B纯 B C恒沸物 E D可能为 A，也可能为 B 7. 简单低共熔双组分系统T-x 相图如图所示。当物系点M随温度下降时，固相物质与液相物质重量的比值。（ A ）A增大 B减小 C不变 D先增
21、大，后减小8. 双组分系统的最低共熔点， 由相组成。（ D ）A0 B1 C2 D3 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 32 页四、填空题1. 在常温常压下，由 O2（g） 、N2 （g） 、CO2 （g）和 H2O（l ）等四种物质组成的平衡系统含有 2 相。2. 碳酸钠与水可以形成三种含水盐。在一个大气压下， 最多可以得到 2 种与冰共存的含水盐。3. 碳 酸 钠 与 水 可 以 形 成 三 种 含 水 盐 ： Na2CO3 H2O(s) 、 Na2CO3 7H2O(s) 和Na2CO3 10H2O(s)。 在常压下
22、，Na2CO3(s)与 Na2CO3 溶液及一种 Na2CO3 含水盐 (s) 三相平衡，则该含水盐含有 1 个水分子。4. 硫酸与水可形成三种水合物：H2SO4 ?H2O(s)、H2SO4 ?2H2O(s)和 H2SO4 ?4H2O(s)。常压下，H2O (s) 与 H2SO4 溶液及一种 H2SO4 水合物 (s) 三相平衡，则该水合物含有 4 个水分子。5. 单组分系统三相点的自由度等于 0 。6. 双组分系统恒沸点的自由度等于 0 。7. 在相图中，代表系统总组成的点称为物系点。8. 在相图中，代表各相组成的点称为相点。9. 已知 A 和 B 不会形成恒沸混合物，纯 A 的沸点低于纯
23、B 的沸点。对任一比例的 A 和 B混合物进行精馏，塔底馏出物是纯 B 。10. 固体混合物在某个比例时的熔点最低，该熔点称为最低共熔点。五、计算题1. 已知水的气化热为 H=40.67kJmol-1 ，求 p=404.13kPa 时水的沸点。解：lnP2/P1=H (T2-T1)/RT1T2 P1=101.32kPa TI=100+273=373K P2=404.13kPa H=40.67kJmol -1 ln(404.13/101.32)=40670*(T2-373)/(8.314*373*T2) T2=144.12. 乙酰乙酸乙酯是重要的化学试剂，它的蒸气压方程为 5960lnpBT=-
24、 + 此试剂在正常沸点181时部分分解，但在70是稳定的。用减压蒸馏法提纯时，压力应减低到多少？并求该试剂的摩尔气化热。解：1）已知正常沸点181时的压力是 P1101.325kpa，代入方程 lnP1=（-5960/T1）+B ln101.325=（-5960/454 ）+B B=17.746 已知稳定温度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 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师
25、归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 32 页3.如图所示，当 T = t1 时，由 8mol A与 2mol B 组成的二组分固 -液平衡系统的物系点为 O点，液相点 M 所对应的液相组成为 B(l)x =0.5，固相为纯 A，求此时平衡共存两相的量。解：根据杠杆规则： ns/nl=（0.5-0.2 ）/0.2=3/2 由于 ns+nl=8mol+2mol=10mol 所以 ns=6mol nl=4mol 4. 以下是对硝基氯苯和邻硝基氯苯在常压下的固液平衡相图。（1）分别说明图中四块区域由哪些相组成。A区（上面）：液相B区（中左）：液相+固相邻硝基氯苯C区（中右）：液相+固
26、相对硝基氯苯D区（下面）：固相邻硝基氯苯 +固相对硝基氯苯（2） 当 70g 对硝基氯苯和 30g 邻硝基氯苯高温熔化后再冷却至50.10时 （即相图中的点 a ，液相组成为：对硝基氯苯重量百分含量为 60.18 ） ，每个相的重量多少？解：根据杠杆规则：ns/nl=（70-60.18 ）/ （100-70）=9.82/30 ns=（70+30）*9.28/（30+9.82）=24.66g nl=（70+30）*30/ （30+9.82）=75.34g 第五章 电化学一、问答题1. 什么是电导率？答：相距一米，截面积为一平方米的两平行电极间放置一立方米电解质溶液时所具有的电导。2. 什么是摩尔
27、电导率？答：摩尔电导率是指相距为1m的两平行电极间放置含有1mol 电解质的溶液所具有的电导。3. 什么是可逆电池？答：电池中进行的化学反应，能量转换和其他过程均可逆的电池。4.什么是标准电极电势？答：在标准状态下，标准氢电极作为负极，给定电极作为正极，所组成的电池的电动势称为该电极的标准电极电势。二、判断题（正确打，错误打）1. 当浓度无限稀时， HAc 完全电离成 H+ 离子和 Ac- 离子。（ ）2. 浓度越大，弱电解质的电离度越小。（ ）3. 能斯特方程式可以计算任何电池的电动势。（）4. E ?是电池反应达平衡时的电动势。（ ）5. 电池的正极发生还原反应。（ ）6. 电池反应一定是
28、发生氧化-还原反应。（ ）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 32 页7. 电化学中规定，阳极总是发生氧化反应。（ ）三、选择题（选1 个答案）1. 当电解质的浓度降低时， 电导率。（ D ）A增大 B减小 C不变 D可能增大，也可能减小2. 下列说法正确的是。（ B ）A摩尔电导率总是随着电解质浓度的增大而增大 B摩尔电导率总是随着电解质浓度的减小而增大 C摩尔电导率与电解质浓度无关 D当电解质浓度增大时，摩尔电导率可能增大，也可能减小3. 在电导滴定中，用强碱滴定弱酸时，终点以后溶液的电导（D ）A不变 B减小 C不规
29、则改变 D 增加4. 在电导滴定中，用强酸滴定强碱时，终点以后溶液的电导（ D ）A不变 B减小 C不规则改变 D 增加5. 公式 ) c (1 m m - = 适用于。（ C ）A任何电解质溶液 B电解质稀溶液C强电解质稀溶液 D弱电解质稀溶液6. 下列说法正确的是。（ A ）AE 与电解质活度有关， E?与电解质活度无关 BE与电解质活度无关， E? 与电解质活度有关 CE和 E?均与电解质活度无关 DE和 E?均与电解质活度有关7. 当电池的电动势 E = 0 V时，。（ C ）A电池反应中，反应物的活度与产物的活度相等B电池反应中，反应物的活度与产物的浓度相等C正、负极的电极电势相等D
30、正、负极的标准电极电势相等8. PtH2 (p1) H2SO4 (m) O2 (p2) Pt 的电池反应可写成： H2 (g) + ?O2 (g) = H2O (l) 或 2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O (l) 相应的标准电动势和化学反应标准平衡常数分别用E1?、 E2 ?、 K1 ? 和 K2? 表示，则。（ D ）AE1?= E2?、K1?= K2?BE1?E2?、K1?K2?CE1?E2?、K1?= K2?DE1?= E2?、K1?K2?四、填空题1. Ca2+ 和 Cl- 的无限稀释摩尔电导率分别为 3Ca m 10 190 . 1 2 - = + ，精选学习资料 -
31、- - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 32 页Sm2 mol-1 和 3Cl m 10 634 . 7 - - = ， Sm2 mol-1 ，则 CaCl2 的无限稀释摩尔电导率 m,CaCl2 = 0.01646 Sm2 mol-1。2. Ag AgCl， KCl(a1)AgNO 3(a2) Ag的电池反应是 Cl-(al)+Ag+（a2） =AgCl （s）。3. Pt H2 (p) NaOH (a) HgO (s) Hg(l) 的 正 极 反 应 是HgO（ s ）+H2O+2e-=Hg(l)+2OH-(a) 。4. PtH2 (p1)
32、 H2SO4 (m) H2 (p2) Pt 的负极反应是 H2(p1)=2H+(m)+2e-。5. 在电化学中，规定标准氢电极的电极电势为零。6. 公式 G= - zFE 的使用条件是封闭系统中的等温等压， 非体积功只做电功的可逆过程。7. 已知下列电极反应的? 值：Fe2+ + 2e ? Fe，?1；Fe3+ e- ? Fe2+，?2。则电极反应 Fe3+ + 3e- Fe 的3 值为32OO21O。8. 蓄电池充电时，蓄电池的正极与外加电源的正 极连接。五、计算题1. 298.2K时，0.020moldm-3 KCl 水溶液的电导率为0.2786S m -1 ，将此溶液充满电导池，测得其电
33、阻为 82.4 。若将该电导池改充以0.0025moldm-3 的 K2SO4 溶液，测得其电阻为 376 ，试计算：（1）该电导池的电导池常数；解：因为 G=1/R ，G=R*A/l 所以 l/A=kR=0.2786*82.4=22.96m-1 （2）0.0025moldm-3 的 K2SO4 溶液的电导率；K2=l/R2A=1/376*22.96=0.06 105S m-1（3）0.0025moldm-3 的 K2SO4 溶液的摩尔电导率。解：因为m=KVm=k/c 所以m（K2SO4）=k/c=6.11*10-2/0.0025*103=0.0245Sm2mol-1 2. 25 时 分 别
34、 测 得 饱 和AgCl 水 溶 液 和 纯 水 的 电 导 率 为3.4110- 4Sm -1和1.5210- 4Sm -1 ，已 知+Ag m,=61.9210-4Sm2 mol-1 ，- Cl m,=76.3410- 4Sm2 mol-1，求 AgCl 的溶度积 Ksp ?。解：已知 mAg+=61.92*10-4sm2mol-1mcl+=76.34*10-4sm2mol-1m（AgCl）=m（AgCl）=（61.92+76.34 ）*10-4=1.382*10-2sm2mol-1根据 C （饱和） = k( 溶液)-k（水） / m(AgCl)= (3.41-1.52)*10-4 /1
35、.382*10-2=1.37*10-2molm-3根据溶解度定义：每kg 溶液溶解的固体kg 数，对于极稀溶液 =1dm-3溶液，所以 AgCl 的标准活度积为： KSP?（AgCl）=c（Ag+）/c?c(Cl-)/ c?=(1.37*10-5)2=1.88*10-10 3. 298 K时，AgCl 的 Ksp1.5610-10，计算其在0.01 molkg-1KNO3 水溶液中的溶解度。解： AgCl 在含有 KNO3或 KCl 的水溶液中形成混合溶液， 此混合溶液的离子强度影响了AgCl精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页
36、，共 32 页的溶解度。由于 AgCl 的溶解度很小，故在计算离子强度I 时可忽略 Ag 离子与 Cl 离子的贡献。在 KNO3溶液中01.0) 1(01.0101.02121222BBBzmI根据 Debye-Huckel 极限公式1172.001.011172.1lnIzzA8894.02O2ClAgOsp(AgCl)mm()(aaK2210)1(8894.01056.1m15kgmol1040.1m4. 25 时，已知. MnO4-, H+ / Mn2+= 1. 507 V ，Cl2/ Cl-1=1.358 V， 对于电池PtCl2(g) Cl - MnO4 -, H+ ，Mn2+ Pt
37、，（1）写出该电池的电极反应和电池反应；负极（氧化反应）：2Cl-2e Cl2正极（还原）反应： MnO4-+8H+5e- Mn2+4H2O 电池反应： 2MnO4-+16H+10Cl- 2Mn2+5Cl2+8H2O （2）求 25时该电池的标准电动势；解：E=MnO4- ，Mn2+- Cl2（g）/cl-=1.507-1.358=0.149V （3）若溶液的 pH=1.0 ，其它物质的浓度均为标准浓度，求25时该电池的电动势。解： E=E -(RT)/(Vf)ln(CMn)2*(Ccl)5*(CH2O)8/C2(Mno4-) =0.149-(8.314*298/10/96500) =0.05
38、43V 或 E=E0-(RT/ZF)Ln(1/H+16)=E0-(0.05916/10)LOG(1/H+16) =E0-(0.05916/10)X16PH=0.149-0.0947=0.0543V 5.6.7.8.25时，已知Fe3+/ Fe2+=0.771V，I2/I-=0.5355V，计算化学反应 2Fe3+ 2I- = 2Fe2+ I2 的rGm?和标准衡常数 K?。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 32 页解：E=Fe3+/Fe2+-I2/r=0.771-0.5355=0.2355 V Gm=-zEF=-2*0.
39、2355*96500=-45.45KJ/mol E=(RT)/(zF)*lnKlnK= E/(RT)/(zF)=0.2355/(8.314*298)/(2*96500)=18.34 K=9.154*107第六章 化学动力学一、问答题1. 计量方程式H2 + I2 2HI 可以改写成?H2 + ?I2 HI 吗？为什么？答：可以，计算方程式仅仅表示所有反应物和产物之间量的比例关系，在剂量方程式中乘上一个常数不会改变质有的比例关系。2. 机理方程式H2 + 2I 2HI 可以改写成?H2 + I HI 吗？为什么？答：不可以。机理方程式表示相应的基元反应是如何发生的。在方程式中乘上一个常数，虽然不
40、改变消耗的各种反应物粒子和生成的各种产物的各种产物粒子之间的比例关系，但却改变了方程式所表示的机理。而且反应物和产物的粒子数只能是没有意义的，机理方程式中的系数不可能是分数。3. 合成氨反应可能是基元反应吗？为什么？答：不可能。合成氨反应的化学方程式为3H+N2 2NH3方程式中反应物的系数之和等于4，四分子反应迄今还没有发现过。4. 速率常数的单位是什么？答：速率常数的单位与反应级数有关，对于n 级反应，其单位是：时间-1 浓度 1-n。5. 如果把计量方程式2O3 3O2 改写成?O3 O2 ，反应级数是否与原来相同？答：反应级数反映反应物和产物的浓度对反应速率的影响程度，与计量方程式的写
41、法无关。计量方程式乘上一个常数后，反应级数不变。6. 什么是准一级反应？答：有些反应实际上不是真正的一级反应，但由于其它反应物的浓度在反应过程中保持不变或变化很小，这些反应物的浓度项就可以并入速率常数中，使得反应速率只与某反应物的一次方成正比，其速率方程的形式与一级反应相同，这样的反应称为准一级反应. 7. 用活化分子的概念解释提高反应温度可以加快化学反应的原因。答：根据波兹曼能量分布定律，温度升高，高能量分子所占的比例增大，即活化分子增多，反应速率加快。8. 为什么光化反应的速率常数与温度关系不大？答：在热化学反应中，活化分子是根据玻尔兹曼能量分布反应物分子中能量大于阈能的部分。温度升高，活
42、化分子所占的比例明显增大，速率常数增大。而在光化反应中，活化分子主要来源于反应物分子吸收光子所形成，活化分子数与温度关系不大，因此，速率常数也与温度关系不大。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 32 页9. 催化反应是基元反应还是复杂反应？为什么？答：催化反应一定是复杂反应。在催化反应中，由于催化剂在反应前后的数量和化学性质都没有改变，催化剂至少参加了两步反应：一步是作为反应物，一步是作为产物。10. 降低反应温度有利于提高合成氨反应的平衡转化率, 但实际生产中为什么选取 450 550的较高温度？答：由于合成氨反应是放热
43、反应，降低反应温度有利于提高合成氨反应的平衡转化率, 但实际生产中，不仅要考虑平衡转化率，还要考虑反应速率，升高温度对提高反应速率有利。实践的结果是选取 450 550 比较合适。二、判断题（正确打，错误打）1. 测 得 反 应Cl2+H22HCl 的 反 应 级 数 等 于3/2 ，该 反 应 不 可 能 是 基 元 反 应 。（）2. 测 得 反 应2O3 3O2 的 反 应 级 数 等 于1 ， 该 反 应 可 能 是 基 元 反 应 。（）3. 速率常数的单位与反应级数有关。（）4. 任 何 反 应 的 反 应 速 率 与 浓 度 的 关 系 都 符 合 质 量 作 用 定 律 。（）
44、5. 阿仑尼乌斯公式不适用于光化反应。（）6. 催化剂改变速率常数，但不改变平衡常数。（）7. 反应温度既改变速率常数，也改变平衡常数。（ ）8. 速 率常数 与 温度 、催 化剂 、 反应物 浓 度 等因素 有 关 。（）三、选择题（选1 个答案）1. 化学反应2O3 3O2 的反应速率可以表示为-dCO3/dt或 dCO2/dt ，两者之间的关系。（ D ）A-dCO3/dt= dCO2/dt B-dCO3/dt= 2dCO2/dt C-dCO3/dt= (3/2)dCO2/dt D-dCO3/dt= (2/3)dCO2/dt 2. 一级反应的半衰期与初始浓度。（ C ）A成正比 B成反比
45、 C无关 D平方成正比3. 二级反应的半衰期与初始浓度。（ B ）A成正比 B成反比 C无关 D平方成比精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 32 页4. 某反应的反应物消耗一半的时间正好是反应物消耗 1/4 的时间的 2 倍，则该反应的反应级数为。（ A ）A零 B一 C二 D三5. 关于活化分子，下列说法错误的是。（ A ）A能量大于反应物分子的平均能量的分子是活化分子 B只有活化分子的碰撞才可能发生化学反应 C活化分子数与反应温度有关 D活化分子数与反应物浓度有关6. 关于基元反应的活化能，下列说法正确的是。（ D ）
46、A活化分子的最低能量 B活化分子的平均能量 C反应物分子的平均能量 D活化分子的平均能量与反应物分子的平均能量之差7. 下列性质中，不属于一级反应特征的是。（ B ）Alnc 对时间 t 作图为一条直线B半衰期与反应物初始浓度成反比C反应物消耗的百分数相同时所需的反应时间也相同 D速率常数的单位为 时间 -1 8. 光化反应的特点之一是。（ C ）A多数是一级反应 B量子效率小于 1 C可以向 G0的方向进行 D温度影响非常显著四、填空题1. 由 反 应 物 微 粒 ( 分 子 、 原 子 、 离子 、 自 由 基 ） 一 步 直 接 生 成 产 物 的 反 应称为基元反应。2. 由多个基元反
47、应组成的反应称为总包反应。3. 只表示反应前后的物料平衡关系（反应组分之间的数量关系）的化学反应方程称为计量方程。4. 表示反应进行的实际过程的化学反应方程称为机理方程。5. 某化学反应A+B P 的速率方程是 -dCA/dt=kCACB2，该反应的反应级数等于3 。6. 某化学反应AP 是一级反应，当反应时间为 2t1/2时，反应的转化率为 75% 。7. 已知下列两个反应的指前因子相同，活化能不同，且 Ea,1Ea,2 ABCk1k2 当反应温度升高时， k1 小于 k2 （填 “大于” 、 “小于” 或 “等于” ） ，k1k2 增精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归
48、纳总结 - - - - - - -第 20 页，共 32 页大（填“增大” 、 “减小”或“不变” ） 。8. 1 爱因斯坦表示 1 mol 光量子所具有的能量。9. 按照光化当量定律 , 在光化反应的初级过程中, 1 爱因斯坦能量活化 1 mol 反应物分子。10. 催化剂通过改变反应途径可以使活化能降低、反应速率加快。五、计算题1. 某一级反应AB，在某温度下的初速率为4.0010-3moldm - 3 min-1 ，2 小时后的速率为 1.0010- 3moldm -3 min -1。求：（1）反应速率常数；解：ln （CA,0/CA）=KAT CA,0/CA=r A,0/rA=4 Ln
49、4=KA*120 KA= ln4/120=0.0116 min-1（2）半衰期；解：t1/2=ln2/kA=0.693/0.0116=60min （3）反应物初始浓度。解：rA=k*CA CA= 4.0010-3/0.0116=0.345mol*dm-3 2.放射性14C 的一级衰变的半衰期约为 5720 年。 1974 年考查一具古尸上裹的亚麻布碎片，其14C 12C比值等于正常值的 67.0%，问此尸体约在何时埋葬？解：已知14C半衰期为 5720 年， 0.67=（1/2 ）N N=log1/20.67=(lg0.67)/(lg1/2)=0.5777 0.5777*5720=3305（年
50、前） 3305-1974=1331年3. 某物质 A 的分解是二级反应 , 在某温度下分解 1/3 所需的时间是 2min ，再分解同样多的A还需要多少时间 ? 解：设 CA0=1 则 CA1=2/3 CA2=1/3 因为 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 4. 青霉素 G 的分解为一级反应，测得37和 43时的半衰期分别为 32.1h 和 17.1h ，求该反应的活化能和25时的速率常数。解：(1)t11/2=ln2/K1=32.1*60=1926 精选学习资料 - - - - - -