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物理化学核心教程(第二版)沈文霞编科学出版社-课后习题详解第十章

物理化学核心教程(第二版)沈文霞编科学出版社-课后习题详解第十章
物理化学核心教程(第二版)沈文霞编科学出版社-课后习题详解第十章

物理化学核心教程(第二版)沈文霞编科学出版社-课后习题详解第十章

第十章胶体分散系统

三.思考题参考答案

1.憎液溶胶有哪些特征?

答:主要有三个特征:

(1)特有的分散程度。胶粒的大小一般在1-100 nm之间,所以有动力稳定性强、不能通过半透膜、扩散慢和对光的散射作用明显等特点。

(2)多相不均匀性。胶团结构复杂,胶粒是大小不等的超微不均匀质点,胶粒与介质之间存在相界面。

(3)热力学不稳定性。由于胶粒小、表面积大、表面能高,所以有自动聚结以降低表面能的趋势。在制备溶胶时要加适量的稳定剂,这样在胶粒外面就会形成带电的溶剂化层,利用相同电荷相斥的性质,保护胶粒不聚沉。

2.有稳定剂存在时胶粒优先吸附哪种离子?

答:制备溶胶时,一般是将略过量的某一反应物作为稳定剂。胶核优先吸附的是与作为胶核的化合物中相同的那个离子。例如,在制备AgI溶胶时,若用略过量的KI作

AgNO作为稳定剂,则AgI胶为稳定剂,则AgI胶核优先吸附I-离子,若用略过量的

3

核优先吸附Ag+离子,利用同离子效应保护胶核不被溶解。若稳定剂是另外的电解质,胶核将优先吸附使自己不被溶解的离子,或转变成溶解度更小的沉淀的那种离子。在通常情况下,胶核优先吸附水化作用较弱的阴离子,所以自然界中的天然溶胶如泥浆水、豆浆和天然橡胶等,其胶粒都带负电。

3.把人工培育的珍珠长期收藏在干燥箱内,为什么会失去原有的光泽? 能否再恢复?

答:珍珠是一种胶体分散系统,其分散相为液体水,分散介质为蛋白质固体。珍珠长期在干燥箱中存放,作为分散相的水在干燥箱中逐渐被蒸发,胶体分散系统被破坏,故失去光泽。这种变化是不可逆的,珍珠的光泽不可能再恢复。通常在珍珠表面要覆盖一层保护膜,保护水分不被蒸发,保护蛋白质不因被氧化而发黄。

4.当一束会聚光线通过憎液溶胶时,站在与入射光线垂直方向的同学,看到光柱的颜色是淡蓝色;而站在与入射光180o方向的同学看到的是橙红色,这是为什么?

答:站在与入射光线垂直方向(即侧面)的同学,看到的是胶粒的散射光。根据瑞利公式,入射光的波长越短,其散射光就越强。所以,蓝色、紫色等短波长的光容易被散射,其散射光主要呈淡蓝色。而对着入射光看的同学,看到的是经散射后的透射光。在白光中,波长较短的蓝色、紫色光已大部分被散射掉了,剩下的透射光中主要是以波长较长的黄光和红光为主,所以看到的透射光是橙红色的。

5.为什么有的烟囱冒出的是黑烟,有的却是青烟?

答:在燃烧不完全时,烟囱冒出的烟是黑色的,因为烟灰的粒子较大,属于粗分散系统,对入射光主要发生光的吸收和反射,人们看到的黑色是从大的烟灰粒子上反射出来的光,这种大的烟灰粒子在空气中会很快沉降。当燃烧完全时,从烟囱冒出的灰粒极小,落到了胶体的粒径范围,灰粒的直径已小于可见光的波长,对入射光主要发生散射作用。而短波长的蓝光、紫光的散射作用强,所以散射光主要呈蓝青色,所以看到的是青烟。实际上,看到的呈蓝青色的并不是小灰粒的本身,而是它发出的散射光所形成的光点,要比小灰粒的本身大好几倍。

6.为什么晴天的天空呈蓝色?为什么日出、日落时的彩霞特别鲜艳?

答:太阳光是由七色光组成的。空气中有灰层微粒和小水滴,当阳光照射到地球上时,波长较短的蓝光、紫光容易被空气中的微粒散射,所以蓝紫色的散射光较强,人们看到天空呈蓝色,实际上看到的就是这种散射光。而在日出、日落时,太阳接近地平线,阳光要穿过厚厚的大气层才能被人们看到,在阳光穿越空气层时,其中波长较短的青色、蓝色和紫色光,几乎都被大气层中的微粒散射掉了,人们看到的是散射后剩余的波长较长的透射光,主要以红色和橙色的光为主,所以特别绚丽多彩。

7.为什么表示危险的信号灯用红色?为什么车辆在雾天行驶时,装在车尾的雾灯一般采用黄色?

答:因为红色光的波长很长,不容易被散射,能传得较远,可以让人在很远的地方就能看到危险的信号。

在雾天,白光中有一部分短波长的光会被微小的雾滴散射,使光线变弱,不可能传得很远,所以用白色灯做雾灯是不合适的。红色的灯光虽然能传得很远,但容易与停车信号混淆。而黄色光的波长较长,不容易被散射,所以用黄色灯来做雾灯比较合适。雾

天在高速公路上开车,除了要减速以外,还必须把雾灯打开,让黄色的雾灯很远就能被

后面的驾驶员看见,可以防止汽车追尾相撞。

8.为什么在做测定蔗糖水解速率的实验时,所用旋光仪的光源用的是钠光灯?

答:因为在测定蔗糖水解的速率时,主要是用旋光仪测定溶液旋光度的变化,不希

望有其他散射等因素干扰。钠光灯放出的是波长单一的、波长较长的黄色光,不容易被

散射,光线也比较强,能使实验测定更精确。

9.什么是ζ电势?ζ电势的正、负号是如何决定的?ζ电势的大小与热力学电势

有什么差别?ζ电势与憎液溶胶的稳定性有何关系?

答:胶粒表面的电荷分布与电极表面一样,是双电层结构。胶粒在移动时会带着它

吸附的紧密层和紧密层中离子的水化层一起移动,移动时会产生一个滑移界面,这滑移

界面与本体溶液之间的电势差称为ζ电势。因为只有在胶粒移动时才会出现滑移界面,

所以ζ电势也称为动电电势。ζ电势的正、负号与胶核首先吸附的离子符号相同,即

与紧密层所带电荷的符号相同。ζ电势总是小于热力学电势。ζ电势可以使憎液溶胶

具有一定的稳定性,因为胶粒所带电荷的符号相同,在两个胶粒相互接近到一定程度时,

由于同性电荷相斥,会阻止胶粒凝聚,ζ电势越大,溶胶就越稳定。但是,ζ电势会

受外加电解质的影响,随着电解质的加入,ζ电势变小,直至等于零,这时憎液溶胶会

发生聚沉而被破坏。有时加入过量的电解质,会使ζ电势改变符号。

10.在一个U 型玻璃管中间,放一个用AgCl 晶体组成的多孔塞,管中放浓度为

30.001 mol dm -?的KCl 溶液。在多孔塞的两边,放与直流电源相接的电极。接通电源

后,管中的介质将向哪一极方向移动?如果将KCl 溶液的浓度增加10倍,则介质迁移

的速度是变慢了还是变快了?如果管中放的是浓度为30.001 mol dm -?的3AgNO 溶液,

电渗的方向会改变吗?

答:当AgCl 晶体与介质水接触时,一旦发生溶解,由于Ag +

的体积比Cl -小,扩

散速度快,可以远离晶体表面,所以Ag +的溶解量相对而言要比Cl -大得多,而AgCl

晶体又优先吸附溶液中的Cl -离子,因而多孔塞带负电,则介质带正电。电渗时,带正

电的介质会向负极移动。

将KCl 的浓度增加,会使晶体多孔塞的ζ电势下降,使电渗速度变慢。

当用AgNO 3代替KCl 时,AgCl 多孔塞优先吸附溶液中的Ag +离子,使多孔塞带

正电,则介质带负电,电渗的方向与刚才相反。

11.为什么输油管和运送有机液体的管道都要接地?

答:固体表面通常都会吸附一些电荷,形成双电层结构,使得固体表面与扩散层之

间形成电势差。在用泵输送石油或其它碳氢化合物时,由于用泵的压差来迫使液体流动,

在流动的扩散层和管道表面之间会产生电势差,这就是流动电势。如果流动电势很大,

就会产生电火花,以至引发爆炸。为了防止事故发生,都要将这种管道接地或加入有机

电解质,增加它的电导,降低流动电势。

12.为什么明矾能使浑浊的水很快澄清?

答: 明矾是硫酸钾铝复盐,溶于水后产生K +,3Al +等离子。另外,3Al +离子在

水中发生水解,产生3Al(OH)絮状胶体,这种胶粒带正电。混浊的水中有大量带负电的

泥沙胶粒,受电解质3Al +离子的作用,很快就发生凝聚,并与带正电的3Al(OH)絮状

胶体相互作用,两种带不同电荷的胶体发生混凝而迅速下沉,所以明矾能使浑浊的水很

快澄清。目前的净水剂也大多用243Al (SO )系列的盐类。

13.用电解质把豆浆点成豆腐,如果有三种电解质:NaCl ,2MgCl 和

42CaSO 2H O ?,哪种电解质的聚沉能力最强?

答:点豆腐是用合适的电解质溶液(俗称卤水)将豆浆胶粒凝聚,变成凝胶。天然

的豆浆胶粒是带负电的,电解质中的正离子起主要作用。对于负溶胶,显然NaCl 的聚

沉能力最弱,2Mg +

和2Ca +的聚沉能力差不多,但由于2MgCl 中Cl -是负一价的,而

42CaSO 2H O ?中2

4SO -是负二价的,所以相对而言,聚沉能力最强的应该是2MgCl 。但由于2Mg +

加多了会有苦味,所以目前较多是用42CaSO 2H O ?(即生石膏)的溶液来

点豆腐。

14.在能见度很低的雾天飞机急于起飞,地勤人员搬来一个很大的高音喇叭,喇叭

一开,很长一段跑道上的雾就消失了,这是为什么?

答:这叫高音消雾。声音是有能量的,喇叭的音波能促使雾粒相互碰撞,使小水滴

凝结成大水滴而下降,部分更小的水滴获得能量后会气化,所以在音波作用的较近的范

围内,雾会很快消失。

由清华大学席葆树教授研制的大喇叭,输出功率为20 000声瓦。喇叭长5 m ,直

径为2.86 m 。在雾天,这只喇叭朝飞机跑道上大吼一声,可以开出500 m 到1000 m 的

清亮大道。

15.江河入海口为什么会形成三角洲?

答:这有两种原因,一是由于上游的水土流失,江水中常常夹带大量的泥沙,到入

海口时,河道变宽,水的流速变慢,悬浮的泥沙沉积。另一个原因是江水中的泥沙微粒

是带负电的胶粒,碰到含有大量电解质的海水,就会凝聚下沉,所以,江水一般是浑浊

的,而海水都是澄清的。这样两种因素加在一起,由于泥沙不断的沉积,就慢慢形成了

三角洲。

四.概念题参考答案

1.在稀的砷酸溶液中,通入2H S(g)以制备硫化砷23As S 溶胶,该溶胶的稳定剂是

略过量的2H S(g),则所形成胶团的结构式是

( )

(A) 23[(As S )H ()HS ]HS x m n n x x +---??-?

(B) +23[(As S )HS ()H ]H x m n n x x -+-??-?

(C) 23[(As S )H ()HS ]HS x m n n x x +-+-?-?

(D) +23[(As S )HS ()H ]H x m n n x x -++?-?

答:(B)。 稳定剂2H S(g)溶于水后生成氢硫酸,是弱酸,一般发生一级解离,

+2H S H HS -+垐?噲?,胶核优先吸附HS -,使胶粒带负电。而胶团是电中性的。

2.将3FeCl 在热水中水解,制成3Fe(OH)溶胶的反应如下:

323FeCl 3H O()Fe(OH)()3HCl +??

→+热溶胶 溶液中一部分3Fe(OH)还会发生如下的反应:

32Fe(OH)HCl FeOCl 2H O +??→+, FeOCl FeO Cl +-+垐?噲?

则3Fe(OH)溶胶的胶团结构式为 ( )

(A) 3[(Fe(OH))FeO ()Cl ]x m n n x +-+?-

(B) 3[(Fe(OH))FeO ()Cl ]Cl x m n n x x +-+-?-?

(C) 3[(Fe(OH))Cl ()FeO ]FeO x m n n x x -+-+?-?

(D) 3[(Fe(OH))Cl ()FeO ]x m n n x -+-?-

答: (B)。3Fe(OH)胶核优先吸附FeO +,然后有部分Cl -进入吸附层,形成的胶粒

如(A)所示,是带正电的。而胶团是电中性的,所以胶团结构式如(B)所示。

3.溶胶的动力性质是由于粒子的不规则运动而产生的,在下列各种现象中,不属

于溶胶动力性质的是

( )

(A) 渗透压

(B) 扩散 (C) 沉降平衡 (D) 电泳

答: (D) 由于溶胶粒子的不规则Brown 运动,使粒子在分散介质中可以扩散、

与重力达沉降平衡,在半透膜两边产生渗透压。而电泳属于溶胶的电学性质,不属于溶

胶的动力性质。

4.Tyndall

现象是发生了光的什么作用的结果

( )

(A) 散射 (B) 反射

(C) 折射 (D) 透射

答: (A)。 由于胶粒半径远小于入射光的波长,入射光在胶粒上发生散射现象,

产生一束乳白色的散射光,这就是Tyndall 现象,是憎液溶胶的特有性质。 5.日出和日落时太阳呈鲜红或橙黄色的原因是

( )

(A) 蓝光波长短,透射作用显著 (B) 蓝光波长短,折射作用显著

(C) 红、黄光波长长,透射作用显著(D) 红、黄光波长长,散射作用显著

答:(C)。日出和日落时太阳光透过厚厚的大气层时,散射作用显著的短波长的光如蓝光、紫光等大部分已被散射,剩下了透射作用显著的长波长的光,如红光、黄光等。

6.在电泳实验中,观察到胶粒向阳极移动,表明( )

(A) 胶粒带正电(B) 胶粒带负电

(C) ζ电势为正(D) 介质带负电

答:(B)。由于异性电荷相吸,胶粒总是向带相反电荷的电极移动,所以向阳极移动的胶粒带负电。

7.胶体粒子的ζ(Zeta)电势是指( )

(A) 胶粒固体表面与本体溶液之间的电势差

(B) 双电层中紧密层与扩散层的分界处与本体溶液之间的电势差

(C) 扩散层与本体溶液之间的电势差

(D) 固体与溶液之间可以相对移动的界面与本体溶液之间的电势差

答:(D)。Zeta 电势又称为动电电势,只有胶粒在移动时才能显示出来,是指固体与溶液之间可滑移的界面与本体溶液之间的电势差。

8.溶胶的电学性质是由胶粒表面带电而产生的,下列不属于电学性质的是( )

(A) 布朗运动(B) 电泳

(C) 电渗(D) 沉降电势

答:(A) 布朗运动属于溶胶的动力性质。

9.均匀的牛奶是乳状液,如下哪种方法可以从中沉淀出脂肪和蛋白质( )

(A) 加入一些酒精(B) 将牛奶静置

(C) 过滤(D) 加入酸

答:(D)。牛奶是乳脂分散在水中形成的水包油乳状液,加入酸这种强电解质会破坏乳状液,使脂肪和蛋白质与水分离。用超离心的方法也可以达到同样的目的。

10.对于有略过量的KI存在的AgI溶胶,下列电解质中聚沉能力最强的是( )

(A) NaCl (B) K3[Fe(CN)6]

(C) MgSO4(D) FeCl3

答:(D)。有过量的KI存在时,AgI 胶核优先吸附碘离子,使胶粒带负电。电解

质所含的正离子的电价数越高,其聚沉能力也越强。

11.混合等体积的浓度为30.08 mol dm -?的 KI 溶液和浓度为30.10 mol dm -?的 AgNO 3溶液,得到AgI 的憎液溶胶。在这溶胶中分别加入浓度相同的① MgSO 4,② CaCl 2,③

Na 2SO 4,它们聚沉能力大小的次序是

( )

(A) ①>②>③ (B) ②>①>③

(C) ③>①>② (D) ③>②>①

答:(C)。这里AgNO 3略过量,生成的AgI 胶核优先吸附银离子,使胶粒带正电。所以,阴离子的价数越高,其聚沉能力就越强。MgSO 4与Na 2SO 4虽然阴离子相同,但MgSO 4中的阳离子是正二价的,比钠离子的价数高,会减弱硫酸根的聚沉能力,所以Na 2SO 4的聚沉能力最强。

12.用渗透压法测定大分子化合物的摩尔质量,这样测得的摩尔质量属于

( )

(A) 质均摩尔质量 (B) 数均摩尔质量

(C) Z均摩尔质量 (D) 黏均摩尔质量

答:(B)。渗透压法利用的是稀溶液的依数性,所以测得的是数均摩尔质量。

13.将大分子电解质Na R x 的水溶液用半透膜与纯水隔开,大分子电解质中的R -不能透过半透膜,其余的小离子和水分子可以。当达到 Donnan 平衡时,膜外水的pH 值将

( )

(A) 大于 7 (B) 小于 7

(C) 等于 7 (D) 不能确定

答:(A)。大分子电解质中的R -不能透过半透膜,而Na +和H +可以。为了维持溶液的电中性,有Na +出来,必有H +进去,使膜外水的pH 值升高。

14.对于3Fe(OH)水溶胶,NaCl 的聚沉值为3512.2 mmol dm -?,24Na SO 的聚沉值为34.31 mmol dm -?,若用4ZnSO 将其聚沉,其聚沉值约为 ( )

(A) 3512.2 mmol dm -?> (B) 34.31 mmol dm -?<

(C) 34.31 mmol dm -=? (D) 略大于34.31 mmol dm -?

答: (D)。从两者的聚沉值看出3Fe(OH)溶胶带正电,所以外加电解质负离子的价数越高,聚沉能力就越强,而聚沉值却就越小。而4ZnSO 虽然与24Na SO 负离子相同,但由于阳离子是两价的,所以聚沉能力要略弱一点,聚沉值就要略大一点。

15.对于AgI 的水溶胶,如下三种电解质33Al(NO ),32Mg(NO )和3NaNO 的聚沉值分别为30.067 mmol dm -?,32.60 mmol dm -?和3140 mmol dm -?,则AgI 溶胶的胶粒所

带的电荷是

( )

(A) 正的 (B) 负的

(C) 不带电 (D) 无法判断

答: (B)。因为33Al(NO )的聚沉值最小,而3NaNO 的聚沉值最大,可以看出3Al +的聚沉能力最强,所以AgI 溶胶的胶粒所带的电荷是负的。 五.习题解析

1.将FeCl 3在热水中水解,制得 Fe(OH)3溶胶后,为什么要用半透膜进行渗析? 解:FeCl 3在热水中水解后,除了得到Fe(OH)3溶胶外,溶液中还含有较多的HCl 。HCl 是强电解质,对于Fe(OH)3溶胶而言,就是外加电解质,它会使溶胶的双电层压缩,ζ 电势变小,使制得的Fe(OH)3溶胶不稳定,容易聚沉,所以要用渗析的方法除去多余的HCl 。检验渗析是否已经完成的方法是,用稀的AgNO 3溶液检测半透膜外面的水,若不出现AgCl 的白色沉淀,表明Cl -的浓度已很低,则剩余的HCl 就不会再影响Fe(OH)3溶胶的稳定性了。

物理化学核心教程第二版(沈文霞)课后习题答案

第一章 气体 一.基本要求 1.了解低压下气体的几个经验定律; 2.掌握理想气体的微观模型,能熟练使用理想气体的状态方程; 3.掌握理想气体混合物组成的几种表示方法,注意Dalton 分压定律和Amagat 分体积定律的使用前提; 4.了解真实气体m p V -图的一般形状,了解临界状态的特点及超临界流体的应用; 5.了解van der Waals 气体方程中两个修正项的意义,并能作简单计算。 二.把握学习要点的建议 本章是为今后用到气体时作铺垫的,几个经验定律在先行课中已有介绍,这里仅是复习一下而已。重要的是要理解理想气体的微观模型,掌握理想气体的状态方程。因为了解了理想气体的微观模型,就可以知道在什么情况下,可以把实际气体作为理想气体处理而不致带来太大的误差。通过例题和习题,能熟练地使用理想气体的状态方程,掌握,,p V T 和物质的量n 几个物理量之间的运算。物理量的运算既要进行数字运算,也要进行单位运算,一开始就要规范解题方法,为今后能准确、规范地解物理化学习题打下基础。 掌握Dalton 分压定律和Amagat 分体积定律的使用前提,以免今后在不符合这种前提下使用而导致计算错误。 在教师使用与“物理化学核心教程”配套的多媒体讲课软件讲课时,要认真听讲,注意在Power Point 动画中真实气体的m p V -图,掌握实际气体在什么条件下才能液化,临界点是什么含义等,为以后学习相平衡打下基础。 三.思考题参考答案 1.如何使一个尚未破裂而被打瘪的乒乓球恢复原状?采用了什么原理? 答:将打瘪的乒乓球浸泡在热水中,使球的壁变软,球中空气受热膨胀,可使其恢复球状。采用的是气体热胀冷缩的原理。 2.在两个密封、绝热、体积相等的容器中,装有压力相等的某种理想气体。试问,这两容器中气体的温度是否相等? 答:不一定相等。根据理想气体状态方程,若物质的量相同,则温度才会相等。

物理化学简明教程习题答案 精品

第一章气体的pVT性质 1.1 物质的体膨胀系数与等温压缩率的定义如下 试推出理想气体的,与压力、温度的关系。 解:根据理想气体方程 1.2 0℃,101.325kPa的条件常称为气体的标准状况,试求甲烷在标准状况下的密度。 解:将甲烷(M w =16.042g/mol)看成理想气体: PV=nRT , PV =mRT/ M w 甲烷在标准状况下的密度为=m/V= PM w /RT =101.325 16.042/8.3145 273.15(kg/m3) =0.716 kg/m3 1.3 一抽成真空的球形容器,质量为25.0000g充以4℃水之后,总质量为125.0000g。若改充以25℃,13.33 kPa的某碳氢化合物气体,则总质量为 25.0163g。试估算该气体的摩尔质量。水的密度1g·cm3计算。 解:球形容器的体积为V=(125-25)g/1 g.cm-3=100 cm3 将某碳氢化合物看成理想气体:PV=nRT , PV =mRT/ M w M w = mRT/ PV=(25.0163-25.0000)×8.314×298.15/(13330×100×10-6) M w =30.31(g/mol) 1.4 两个容积均为V的玻璃球泡之间用细管连结,泡内密封着标准状态下的空气。若将其中的一个球加热到 100℃,另一个球则维持 0℃,忽略连接细管中气体体积,试求该容器内空气的压力。 解:由题给条件知,(1)系统物质总量恒定;(2)两球中压力维持相同。 标准状态:

因此, 1.5 0℃时氯甲烷(CH 3Cl )气体的密度ρ随压力的变化如下。试作p p -ρ 图,用外推法求氯甲烷的相 对分子质量。

物理化学沈文霞课后习题答案

第一章 气体 一.基本要求 1.了解低压下气体的几个经验定律; 2.掌握理想气体的微观模型,能熟练使用理想气体的状态方程; 3.掌握理想气体混合物组成的几种表示方法,注意Dalton 分压定律和Amagat 分体积定律的使用前提; 4.了解真实气体m p V -图的一般形状,了解临界状态的特点及超临界流体的 应用; 5.了解van der Waals 气体方程中两个修正项的意义,并能作简单计算。 二.把握学习要点的建议 本章是为今后用到气体时作铺垫的,几个经验定律在先行课中已有介绍,这 里仅是复习一下而已。重要的是要理解理想气体的微观模型,掌握理想气体的状 态方程。因为了解了理想气体的微观模型,就可以知道在什么情况下,可以把实 际气体作为理想气体处理而不致带来太大的误差。通过例题和习题,能熟练地使 用理想气体的状态方程,掌握,,p V T 和物质的量n 几个物理量之间的运算。物理 量的运算既要进行数字运算,也要进行单位运算,一开始就要规范解题方法,为 今后能准确、规范地解物理化学习题打下基础。 掌握Dalton 分压定律和Amagat 分体积定律的使用前提,以免今后在不符合 这种前提下使用而导致计算错误。 在教师使用与“物理化学核心教程”配套的多媒体讲课软件讲课时,要认真 听讲,注意在Power Point 动画中真实气体的m p V -图,掌握实际气体在什么条 件下才能液化,临界点是什么含义等,为以后学习相平衡打下基础。 三.思考题参考答案 1.如何使一个尚未破裂而被打瘪的乒乓球恢复原状?采用了什么原理? 答:将打瘪的乒乓球浸泡在热水中,使球的壁变软,球中空气受热膨胀,可 使其恢复球状。采用的是气体热胀冷缩的原理。 2.在两个密封、绝热、体积相等的容器中,装有压力相等的某种理想气体。 试问,这两容器中气体的温度是否相等? 答:不一定相等。根据理想气体状态方程,若物质的量相同,则温度才会相 等。

【重磅】天大物理化学简明教程习题答案

第一章气体的pVT性质 1.1物质的体膨胀系数与等温压缩率的定义如下 试推出理想气体的,与压力、温度的关系。 解:根据理想气体方程 1.20℃,101.325kPa的条件常称为气体的标准状况,试求甲烷在标准状况下的密度。 解:将甲烷(M w=16.042g/mol)看成理想气体:PV=nRT,PV=mRT/M w 甲烷在标准状况下的密度为=m/V=PM w/RT =101.32516.042/8.3145273.15(kg/m3) =0.716kg/m3 1.3一抽成真空的球形容器,质量为25.0000g充以4℃水之后,总质量为125.0000g。若改充以25℃,13.33kPa的某碳氢化合物气体,则总质量为25.0163g。试估算该气体的摩尔质量。水的密度1g·cm3计算。 解:球形容器的体积为V=(125-25)g/1g.cm-3=100cm3 将某碳氢化合物看成理想气体:PV=nRT,PV=mRT/M w M w=mRT/PV=(25.0163-25.0000)×8.314×298.15/(13330×100×10-6) M w=30.31(g/mol) 1.4两个容积均为V的玻璃球泡之间用细管连结,泡内密封着标准状态下的空气。若将其中的一个球加热到100℃,另一个球则维持0℃,忽略连接细管中气体体积,试求该容器内空气的压力。 解:由题给条件知,(1)系统物质总量恒定;(2)两球中压力维持相同。 标准状态:

因此, 1.50℃时氯甲烷(CH 3Cl )气体的密度ρ随压力的变化如下。试作p p -ρ 图,用外推法求氯甲烷的相对分 子质量。

1.6今有20℃的乙烷-丁烷混合气体,充入一抽成真空的200cm3容器中,直至压力达101.325kPa,测得容器中混合气体的质量为0.3897g。试求该混合气体中两种组分的摩尔分数及分压力。 解:将乙烷(M w=30g/mol,R1),丁烷(M w=58g/mol,R2)看成是理想气体: PV=nRTn=PV/RT=8.314710-3mol (R130+(1-R1)58)8.314710-3=0.3897 R1=0.401P1=40.63kPa R2=0.599P2=60.69kPa

大学物理化学核心教程第二版(沈文霞)课后参考答案第4章.

第四章多组分系统热力学 一.基本要求 1.了解混合物的特点,熟悉多组分系统各种组成的表示法。 2.掌握偏摩尔量的定义和偏摩尔量的加和公式及其应用。 3.掌握化学势的狭义定义,知道化学势在相变和化学变化中的应用。 4.掌握理想气体化学势的表示式,了解气体标准态的含义。 5.掌握Roult定律和Henry定律的含义及用处,了解它们的适用条件和不同之处。 6.了解理想液态混合物的通性及化学势的表示方法,了解理想稀溶液中各组分化学势的表示法。 7.了解相对活度的概念,知道如何描述溶剂的非理想程度,和如何描述溶质在用不同浓度表示时的非理想程度。 8.掌握稀溶液的依数性,会利用依数性来计算未知物的摩尔质量。 二.把握学习要点的建议 混合物是多组分系统的一种特殊形式,各组分平等共存,服从同一个经验规律(即Rault定律),所以处理起来比较简单。一般是先掌握对混合物的处理方法,然后再扩展到对溶剂和溶质的处理方法。先是对理想状态,然后扩展到对非理想的状态。 偏摩尔量的定义和化学势的定义有相似之处,都是热力学的容量性质在一定的条件下,对任一物质B的物质的量的偏微分。但两者有本质的区别,主要体现在“一定的条件下”,即偏微分的下标上,这一点初学者很容易混淆,所以在学习时一定要注意它们的区别。偏摩尔量的下标是等温、等压和保持除B以外的其他组成不变(C B )。化学势的下标是保持热力学函数的两个特征变量和保持除B以外的其他组成不变。唯独偏摩尔ibbs自G由能与狭义化学势是一回事,因为Gibbs自由能的特征变量是,T p,偏摩尔量的下标与化学势定义式的下标刚好相同。 多组分系统的热力学基本公式,比以前恒定组成封闭系统的基本公式,在 d n时所引起的相应热最后多了一项,这项表示某个组成B的物质的量发生改变 B

生物化学简明教程课后习题答案解析

1 绪论 1.生物化学研究的对象和内容是什么? 解答:生物化学主要研究: (1)生物机体的化学组成、生物分子的结构、性质及功能; (2)生物分子分解与合成及反应过程中的能量变化; (3)生物遗传信息的储存、传递和表达; (4)生物体新陈代谢的调节与控制。 2.你已经学过的课程中哪些内容与生物化学有关。 提示:生物化学是生命科学的基础学科,注意从不同的角度,去理解并运用生物化学的知识。 3.说明生物分子的元素组成和分子组成有哪些相似的规侓。 解答:生物大分子在元素组成上有相似的规侓性。碳、氢、氧、氮、磷、硫等6种是蛋白质、核酸、糖和脂的主要组成元素。碳原子具有特殊的成键性质,即碳原子最外层的4个电子可使碳与自身形成共价单键、共价双键和共价三键,碳还可与氮、氧和氢原子形成共价键。碳与被键合原子形成4个共价键的性质,使得碳骨架可形成线性、分支以及环状的多种多性的化合物。特殊的成键性质适应了生物大分子多样性的需要。氮、氧、硫、磷元素构成了生物分子碳骨架上的氨基(—NH 2)、羟基(— OH )、羰基(C O )、羧基(—COOH )、巯基(—SH )、磷酸基(—PO 4 )等功能基团。这些功能基团因氮、硫和磷有着可变的氧化数及氮和氧有着较强的电负性而与生命物质的许多关键作用密切相关。生物大分子在结构上也有着共同的规律性。生物大分子均由相同类型的构件通过一定的共价键聚合成链状,其主链骨架呈现周期性重复。构成蛋白质的构件是20种基本氨基酸。氨基酸之间通过肽键相连。肽链具有方向性(N 端→C 端),蛋白质主链骨架呈“肽单位”重复;核酸的构件是核苷酸,核苷酸通过3′, 5′-磷酸二酯键相连,核酸链也具有方向性(5′、→3′ ),核酸的主链骨架呈“磷酸-核糖(或脱氧核糖)”重复;构成脂质的构件是甘油、脂肪酸和胆碱,其非极性烃长链也是一种重复结构;构成多糖的构件是单糖,单糖间通过糖苷键相连,淀粉、纤维素、糖原的糖链骨架均呈葡萄糖基的重复。2 蛋白质化学 1.用于测定蛋白质多肽链N 端、C 端的常用方法有哪些?基本原理是什么? 解答:(1) N-末端测定法:常采用2,4―二硝基氟苯法、Edman 降解法、丹磺酰氯法。 ①2,4―二硝基氟苯(DNFB 或FDNB)法:多肽或蛋白质的游离末端氨基与2,4―二硝基氟苯(2,4―DNFB )反应(Sanger 反应),生成DNP ―多肽或DNP ―蛋白质。由于DNFB 与氨基形成的键对酸水解远比肽键稳定,因此DNP ―多肽经酸水解后,只有N ―末端氨基酸为黄色DNP ―氨基酸衍生物,其余的都是游离氨基酸。② 丹磺酰氯(DNS)法:多肽或蛋白质的游离末端氨基与与丹磺酰氯(DNS ―Cl )反应生成DNS ―多肽或DNS ―蛋白质。由于DNS 与氨基形成的键对酸水解远比肽键稳定,因此DNS ―多肽经酸水解后,只有N ―末端氨基酸为强烈的荧光物质DNS ―氨基酸,其余的都是游离氨基酸。③ 苯异硫氰酸脂(PITC 或Edman 降解)法:多肽或蛋白质的游离末端氨基与异硫氰酸苯酯(PITC )反应(Edman 反应),生成苯氨基硫甲酰多肽或蛋白质。在酸性有机溶剂中加热时,N ―末端的PTC ―氨基酸发生环化,生成苯乙内酰硫脲的衍生物并从肽链上掉下来,除去N ―末端氨基酸后剩下的肽链仍然是完整的。④ 氨肽酶法:氨肽酶是一类肽链外切酶或叫外肽酶,能从多肽链的N 端逐个地向里切。根据不同的反应时间测出酶水解释放的氨基酸种类和数量,按反应时间和残基释放量作动力学曲线,就能知道该蛋白质的N 端残基序列。(2)C ―末端测定法:常采用肼解法、还原法、羧肽酶法。 肼解法:蛋白质或多肽与无水肼加热发生肼解,反应中除C 端氨基酸以游离形式存 在外,其他氨基酸都转变为相应的氨基酸酰肼化物。 ② 还原法:肽链C 端氨基酸可用硼氢化锂还原成相应的α―氨基醇。肽链完全水解后,代表原来C ―末端氨基酸的α―氨基醇,可用层析法加以鉴别。③ 羧肽酶法:是一类肽链外切酶,专一的从肽链的C ―末端开始逐个降解,释放出游离的氨基酸。被释放的氨基酸数目与种类随反应时间的而变化。根据释放的氨基酸量(摩尔数)与反应时间的关系,便可以知道该肽链的C ―末端氨基酸序列。2.测得一种血红蛋白含铁0.426%,计算其最低相对分子质量。一种纯酶按质量计算含亮氨酸1.65%和异亮氨酸2.48%,问其最低相对分子质量是多少?解答: (1)血红蛋白: 55.8100100131000.426??=铁的相对原子质量最低相对分子质量==铁的百分含量 (2)酶: 因为亮氨酸和异亮氨酸的相对分子质量相等,所以亮氨酸和异亮氨酸的残基数之比为:1.65%:2.48%=2:3,因此,该酶分子中至少含有2个亮氨酸,3个异亮氨酸。()r 2131.11100159001.65M ??=≈最低 ()r 3131.11100159002.48M ??=≈最低 3.指出下面pH 条件下,各蛋白质在电场中向哪个方向移动,即正极,负极,还是保持原点? (1)胃蛋白酶(pI 1.0),在pH 5.0; (2)血清清蛋白(pI 4.9),在pH 6.0; (3)α-脂蛋白(pI 5.8),在pH 5.0和pH 9.0; 解答:(1)胃蛋白酶pI 1.0<环境pH 5.0,带负电荷,向正极移动; (2)血清清蛋白pI 4.9<环境pH 6.0,带负电荷,向正极移动; (3)α-脂蛋白pI 5.8>环境pH 5.0,带正电荷,向负极移动; α-脂蛋白pI 5.8<环境pH 9.0,带负电荷,向正极移动。 4.何谓蛋白质的变性与沉淀?二者在本质上有何区别? 解答:蛋白质变性的概念:天然蛋白质受物理或化学因素的影响后,使其失去原有的生物活性,并伴随着物理化学性质的改变,这种作用称为蛋白质的变性。变性的本质:分子中各种次级键断裂,使其空间构象从紧密有序的状态变成松散无序的状态,一级结构不破坏。

物理化学简明教程习题答案

第七章电化学 7.1用铂电极电解溶液。通过的电流为20 A,经过15 min后,问:(1)在阴极上能析出多少质量的?(2) 在的27℃,100 kPa下的? 解:电极反应为 电极反应的反应进度为 因此: 7.2 用Pb(s)电极电解Pb(NO3)2溶液,已知溶液浓度为每1g水中含有Pb(NO3)21.66×10-2g。 7.3用银电极电解溶液。通电一定时间后,测知在阴极上析出的,并知阴极区溶液中的总量减少了。求溶液中的和。 解:解该类问题主要依据电极区的物料守恒(溶液是电中性的)。显然阴极区溶液中的总量的改变等于阴极析出银的量与从阳极迁移来的银的量之差:

7.4已知25℃时溶液的电导率为。一电导池中充以此溶液,在25℃时测得其电阻为。在同一电导池中装入同样体积的质量浓度为的溶液,测得电阻为。计算(1)电导池系数;(2)溶液的电导率;(3)溶液的摩尔电导率。 解:(1)电导池系数为 (2)溶液的电导率 (3)溶液的摩尔电导率 7.525℃时将电导率为的溶液装入一电导池中,测得其电阻为。在同一电导池中装入的溶液,测得电阻为。利用表7.3.2中的数据计算的解离度及解离常熟。 解:查表知无限稀释摩尔电导率为 因此,

7.7已知25℃时水的离子积,、和的分别等于,和。求25℃时纯水的电导率。 解:水的无限稀释摩尔电导率为 纯水的电导率 7.10电池电动势与温度的关系为 (1)写出电池反应;(2)计算25℃时该反应的以及电池恒温可逆放电时该反应过程的。 解:(1)电池反应为 (2)25℃时

因此, 7.20在电池中,进行如下两个电池反应: 应用表7.7.1的数据计算两个电池反应的。 解:电池的电动势与电池反应的计量式无关,因此 7.13写出下列各电池的电池反应。应用表7.7.1的数据计算25℃时各电池的电动势、各电池反应的摩尔Gibbs函数变及标准平衡常数,并指明的电池反应能否自发进行。 解:(1)电池反应

物理化学核心教程第二版(沈文霞)课后习题答案5-8

物理化学核心教程第二版(沈文霞)课后习题 答案5-8 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

四.概念题参考答案 1.在等温、等压且不做非膨胀功的条件下,当反应的1r m 5 kJ mol G -?=?时,该反应自发进行的方向为 ( ) (A) 正向自发进行 (B) 逆向自发进行 (C) 无法判断 (D) 反应不能进行 答:(C)。 判断反应能否自发进行,要用等温、等压且不做非膨胀功的条件下r m G ?的变化值,而不能用r m G ?的值。除非该反应是在标准压力下进行,则r m 0G ?>,反应能逆向自发进行。或者r m G ?是一个绝对值很大的负值,改变压力商也不可能改变r m G ?的符号,则r m G ?也小于零,这时可以估计反应能自发正向进行。 2.理想气体混合物在化学反应达平衡时,应该使用下列哪个关系式 ( ) (A ) r m ln p G RT K ?=- (B )r m ln p G RT K ?=- (C )r m ln x G RT K ?=- (D )r m ln c G RT K ?=- 答:(B )。根据理想气体化学势的表示式,对数项中用B /p p 表示,在化学反应等温式中,对数项中是压力商p Q ,达平衡时,是平衡时的压力商,所以标准平衡常数是p K ,相应的Gibbs 自由能的变化值为r m G ?。 3.理想气体反应23CO(g)2H (g)CH OH(g)+=的r m G ?与温度T 的关系为:1r m /(J mol )21 66052.92/K G T -??=-+。若要使反应的平衡常数大于1,则应控制的反应温度为 ( ) (A) 必须低于409.3℃ (B) 必须高于409.3 K (C) 必须低于409.3 K (D) 必须等于409.3 K 答:(C)。r m G ?与标准平衡常数p K 的关系式为r m ln p G RT K ?=-,要使1p K =,则r m 0G ?=。从已知的关系式,解得409.3 K T =。要使反应在标准压力下能自发正向进行,r m G ?必须小于零,所以,根据已知的关系式,反应温度必须低于409.3 K 。 4.在973 K 时,反应222CO(g)H O(g)CO (g)H (g)++的标准平衡常数0.71p K =。若将如下各分压的理想气体混合在一起,CO 100 kPa p =,

大学物理化学核心教程第二版(沈文霞)课后参考答案第7章

第七章化学反应动力学 一.基本要求 1.掌握化学动力学中的一些基本概念,如速率的定义、反应级数、速率系数、基元反应、质量作用定律和反应机理等。 2.掌握具有简单级数反应的共同特点,特别是一级反应和a = b的二级反应的特点。学会利用实验数据判断反应的级数,能熟练地利用速率方程计算速率系数和半衰期等。 3.了解温度对反应速率的影响,掌握Arrhenius经验式的4种表达形式,学会运用Arrhenius经验式计算反应的活化能。 4.掌握典型的对峙、平行、连续和链反应等复杂反应的特点,学会用合理的近似方法(速控步法、稳态近似和平衡假设),从反应机理推导速率方程。学会从表观速率系数获得表观活化能与基元反应活化能之间的关系。 5.了解碰撞理论和过渡态理论的基本内容,会利用两个理论来计算一些简单反应的速率系数,掌握活化能与阈能之间的关系。了解碰撞理论和过渡态理论的优缺点。 6.了解催化反应中的一些基本概念,了解酶催化反应的特点和催化剂之所以能改变反应速率的本质。 7.了解光化学反应的基本定律、光化学平衡与热化学平衡的区别,了解光敏剂、量子产率和化学发光等光化反应的一些基本概念。 二.把握学习要点的建议 化学动力学的基本原理与热力学不同,它没有以定律的形式出现,而是表现为一种经验规律,反应的速率方程要靠实验来测定。又由于测定的实验条件限制,同一个反应用不同的方法测定,可能会得到不同的速率方程,所以使得反应速率方程有许多不同的形式,使动力学的处理变得比较复杂。反应级数是用幂函数型的动力学方程的指数和来表示的。由于动力学方程既有幂函数型,又有非幂函数型,所以对于幂函数型的动力学方程,反应级数可能有整数(包括正数、负数和零)、分数(包括正分数和负分数)或小数之分。对于非幂函数型的动力学方程,就无法用简单的数字来表现其级数。对于初学者,

网物理化学简明教程第四版相关练习题与答案

第十二章表面现象练习题 一、判断题: 1.只有在比表面很大时才能明显地看到表面现象,所以系统表面增大是表面张力产生的原因。 2.对大多数系统来讲,当温度升高时,表面张力下降。 3.比表面吉布斯函数是指恒温、恒压下,当组成不变时可逆地增大单位表面积时,系统所增加的吉布斯函数,表面张力则是指表面单位长度上存在的使表面张紧的力。所以比表面吉布斯函数与表面张力是两个根本不同的概念。 4.恒温、恒压下,凡能使系统表面吉布斯函数降低的过程都是自发过程。 5.过饱和蒸气之所以可能存在,是因新生成的微小液滴具有很大的比表面吉布斯函数。6.液体在毛细管内上升或下降决定于该液体的表面张力的大小。 7.单分子层吸附只能是化学吸附,多分子层吸附只能是物理吸附。 8.产生物理吸附的力是范德华力,作用较弱,因而吸附速度慢,不易达到平衡。 9.在吉布斯吸附等温式中,Γ为溶质的吸附量,它随溶质(表面活性物质)的加入量的增加而增加,并且当溶质达饱和时,Γ达到极大值。。 10.由于溶质在溶液的表面产生吸附,所以溶质在溶液表面的浓度大于它在溶液内部的浓度。 11.表面活性物质是指那些加人到溶液中,可以降低溶液表面张力的物质。 二、单选题: 1.下列叙述不正确的是: (A) 比表面自由能的物理意义是,在定温定压下,可逆地增加单位表面积引起系统吉布斯自由能的增量; (B) 表面张力的物理意义是,在相表面的切面上,垂直作用于表面上任意单位长度功线的表面紧缩力; (C) 比表面自由能与表面张力量纲相同,单位不同; (D) 比表面自由能单位为J·m2,表面张力单位为N·m-1时,两者数值不同。 2.在液面上,某一小面积S周围表面对S有表面张力,下列叙述不正确的是: (A) 表面张力与液面垂直;(B) 表面张力与S的周边垂直; (C) 表面张力沿周边与表面相切; (D) 表面张力的合力在凸液面指向液体内部(曲面球心),在凹液面指向液体外部。 3.同一体系,比表面自由能和表面张力都用σ表示,它们: (A) 物理意义相同,数值相同;(B) 量纲和单位完全相同; (C) 物理意义相同,单位不同;(D) 前者是标量,后者是矢量。 4.一个玻璃毛细管分别插入25℃和75℃的水中,则毛细管中的水在两不同温度水中上升的高度: (A) 相同;(B) 无法确定; (C) 25℃水中高于75℃水中;(D) 75℃水中高于25℃水中。 5.纯水的表面张力是指恒温恒压组成时水与哪类相接触时的界面张力: (A) 饱和水蒸气;(B) 饱和了水蒸气的空气; (C) 空气;(D) 含有水蒸气的空气。 6.水的相图中s、l、g分别表示固、液、气三态,a、b、c、 d是四种不同的状态,则在这四种状态中没有界面张力、 只有一种界面张力、有两种以上界面张力的状态依次是:

物理化学核心教程第二版(沈文霞)课后习题答案5-8

第五章 化学平衡 一.基本要求 1.掌握化学反应等温式的各种形式,并会用来判断反应的方向和限度。 2.了解标准平衡常数的定义,掌握标准平衡常数的各种表示形式和计算方法。 3.掌握标准平衡常数K 与r m G ?在数值上的联系,熟练用热力学方法计算r m G ?,从而获得标准平衡常数的数值。 4.了解标准摩尔生成Gibbs 自由能f m G ?的定义和它的应用。 5.掌握温度对化学平衡的影响,记住van ’t Hoff 公式及其应用。 6.了解压力和惰性气体对化学平衡的影响。 二.把握学习要点的建议 把本章放在多组分系统之后的目的,就是要利用多组分系统中介绍的化学势的概念和各种表示方式,来导出化学反应等温式,从而用来判断化学反应的方向与限度。 本章又用到了反应进度的概念,不过其值处在0 1 mol -的区间之内。因为在利用化学势的表示式来计算反应的Gibbs 自由能的变化值时,是将化学势看作为一个定值,也就是在有限的反应系统中,化学进度为d ξ,如果在一个很大的系统中, 1 mol ξ=。 严格讲,标准平衡常数应该用绝对活度来定义,由于本教材没有介绍绝对活度的概念,所以利用标准态化学势来对标准平衡常数下定义,其含义是一样的。从标准平衡常数的定义式可知,标准平衡常数与标准化学势一样,都仅是温度的函数,因为压力已指定为标准压力。对于液相反应系统,标准平衡常数有其相应的形式。对于复相化学反应,因为纯的凝聚态物质本身就作为标准态,它的化学势就是标准态化学势,已经归入r m G ?中,所以在计算标准平衡常数时,只与气体物质的压力有关。 学习化学平衡的主要目的是如何判断反应的方向和限度,知道如何计算平衡常数,了解温度、压力和惰性气体对平衡的影响,能找到一个经济合理的反应条件,为科研和工业生产服务。而不要过多地去考虑各种浓度表示式和各种平衡常数表示式之间的换算,否则会把自己搞糊涂了,反而没抓住主要内容。 由于标准平衡常数与r m G ?在数值上有联系,r m ln p G RT K ?=-, 所以有了r m G ?的值,就可以计算p K 的值。定义了标准摩尔生成Gibbs 自由能f m G ?,就可以很方便地用热力学数据表中个物质的f m G ?值,来计算反应的r m G ?,从而可以求出标准平衡常数。 为什么说r m G ?与p K 仅是在数值上有联系呢?因为它们处于不同的状态,r m G ?处于标准态,而p K 处于平衡态,它们之间的关系可以这样来理解。根据公式: B r m ,r m B B ()ln T p p G G RT p ν???=?+ ???∏ 在等温、等压不做非膨胀功时,化学反应达到平衡,r m ,()0T p G ?=,才得到

生物化学简明教程课后习题答案完整版

生物化学简明教程课后 习题答案 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】

1绪论 1.生物化学研究的对象和内容是什么? 解答:生物化学主要研究: (1)生物机体的化学组成、生物分子的结构、性质及功能; (2)生物分子分解与合成及反应过程中的能量变化; (3)生物遗传信息的储存、传递和表达; (4)生物体新陈代谢的调节与控制。 2.你已经学过的课程中哪些内容与生物化学有关。 提示:生物化学是生命科学的基础学科,注意从不同的角度,去理解并运用生物化学的知识。 3.说明生物分子的元素组成和分子组成有哪些相似的规侓。 解答:生物大分子在元素组成上有相似的规侓性。碳、氢、氧、氮、磷、硫等6种是蛋白质、核酸、糖和脂的主要组成元素。碳原子具有特殊的成键性质,即碳原子最外层的4个电子可使碳与自身形成共价单键、共价双键和共价三键,碳还可与氮、氧和氢原子形成共价键。碳与被键合原子形成4个共价键的性质,使得碳骨架可形成线性、分支以及环状的多种多性的化合物。特殊的成键性质适应了 生物大分子多样性的需要。氮、氧、硫、磷元素构成了生物分子碳骨架上的氨基(—NH2)、羟基(—OH)、羰基(C O )、羧基 (—COOH)、巯基(—SH)、磷酸基(—PO4 )等功能基团。这些功能基团因氮、硫和磷有着可变的氧化数及氮和氧有着较强的电负性而与生命物质的许多关键作用密切相关。 生物大分子在结构上也有着共同的规律性。生物大分子均由相同类型的构件通过一定的共价键聚合成链状,其主链骨架呈现周期性重复。构成蛋白质的构件是20种基本氨基酸。氨基酸之间通过肽键相连。肽链具有方向性(N 端→C端),蛋白质主链骨架呈“肽单位”重复;核酸的构件是核苷酸,核苷酸通过3′, 5′-磷酸二酯键相连,核酸链也具有方向性(5′、→3′ ),核酸的主链骨架呈“磷酸-核糖(或脱氧核糖)”重复;构成脂质的构件是甘油、脂肪酸和胆碱,其非极性烃长链也是一种重复结构;构成多糖的构件是单糖,单糖间通过糖苷键相连,淀粉、纤维素、糖原的糖链骨架均呈葡萄糖基的重复。 2 蛋白质化学 1.用于测定蛋白质多肽链N端、C端的常用方法有哪些基本原理是什么 解答:(1) N-末端测定法:常采用2,4 ―二硝基氟苯法、Edman降解法、丹磺酰氯法。 ①2,4 ―二硝基氟苯(DNFB或FDNB)法:多肽或蛋白质的游离末端氨基与 2,4 ―二硝基氟苯( 2,4 ―DNFB)反应(Sanger反 应),生成DNP―多肽或DNP―蛋白质。由于DNFB与氨基形成的键对酸水解远比肽键稳定,因此DNP―多肽经酸水解后,只有N―末端氨基酸为黄色DNP―氨基酸衍生物,其余的都是游离氨基酸。 ②丹磺酰氯(DNS)法:多肽或蛋白质的游离末端氨基与与丹磺酰氯(DNS―Cl)反应生成DNS―多肽或DNS―蛋白质。由于DNS与氨基形成的键对酸水解远比肽键稳定,因此DNS―多肽经酸水解后,只有N―末端氨基酸为强烈的荧光物质DNS―氨基酸,其余的都是游离氨基酸。 ③苯异硫氰酸脂(PITC或Edman降解)法:多肽或蛋白质的游离末端氨基与异硫氰酸苯酯(PITC)反应(Edman反应),生成苯氨基硫甲酰多肽或蛋白质。在酸性有机溶剂中加热时,N―末端的PTC―氨基酸发生环化,生成苯乙内酰硫脲的衍生物并从肽链上掉下来,除去N―末端氨基酸后剩下的肽链仍然是完整的。 ④氨肽酶法:氨肽酶是一类肽链外切酶或叫外肽酶,能从多肽链的N端逐个地向里切。根据不同的反应时间测出酶水解释放的氨基酸种类和数量,按反应时间和残基释放量作动力学曲线,就能知道该蛋白质的N端残基序列。 (2)C―末端测定法:常采用肼解法、还原法、羧肽酶法。 肼解法:蛋白质或多肽与无水肼加热发生肼解,反应中除C端氨基酸以游离形式存 在外,其他氨基酸都转变为相应的氨基酸酰肼化物。 ②还原法:肽链C端氨基酸可用硼氢化锂还原成相应的α―氨基醇。肽链完全水解后,代表原来C―末端氨基酸的α―氨基醇,可用层析法加以鉴别。 ③羧肽酶法:是一类肽链外切酶,专一的从肽链的C―末端开始逐个降解,释放出游离的氨基酸。被释放的氨基酸数目与种类随反应时间的而变化。根据释放的氨基酸量(摩尔数)与反应时间的关系,便可以知道该肽链的C―末端氨基酸序列。 2.测得一种血红蛋白含铁%,计算其最低相对分子质量。一种纯酶按质量计算含亮氨酸%和异亮氨酸%,问其最低相对分子质量是多少? 解答: (1)血红蛋白: (2)酶: 因为亮氨酸和异亮氨酸的相对分子质量相等,所以亮氨酸和异亮氨酸的残基数之比为:%:%=2:3,因此,该酶分子中至少含有2个亮氨酸,3个异亮氨酸。 3.指出下面pH条件下,各蛋白质在电场中向哪个方向移动,即正极,负极,还是保持原点? (1)胃蛋白酶(pI ),在pH ; (2)血清清蛋白(pI ),在pH ; (3)α-脂蛋白(pI ),在pH 和pH ; 解答:(1)胃蛋白酶pI <环境pH ,带负电荷,向正极移动; (2)血清清蛋白pI <环境pH ,带负电荷,向正极移动; (3)α-脂蛋白pI >环境pH ,带正电荷,向负极移动; α-脂蛋白pI <环境pH ,带负电荷,向正极移动。 4.何谓蛋白质的变性与沉淀二者在本质上有何区别 解答:蛋白质变性的概念:天然蛋白质受物理或化学因素的影响后,使其失去原有的生物活性,并伴随着物理化学性质的改变,这种作用称为蛋白质的变性。 变性的本质:分子中各种次级键断裂,使其空间构象从紧密有序的状态变成松散无序的状态,一级结构不破坏。 蛋白质变性后的表现:①生物学活性消失;②理化性质改变:溶解度下降,黏度增加,紫外吸收增加,侧链反应增强,对酶的作用敏感,易被水解。

物理化学沈文霞课后习题答案

第一章 气体 一.基本要求 1.了解低压下气体的几个经验定律; 2.掌握理想气体的微观模型,能熟练使用理想气体的状态方程; 3.掌握理想气体混合物组成的几种表示方法,注意Dalton 分压定律与Amagat 分体积定律的使用前提; 4.了解真实气体m p V -图的一般形状,了解临界状态的特点及超临界流体的应用; 5.了解van der Waals 气体方程中两个修正项的意义,并能作简单计算。 二.把握学习要点的建议 本章就是为今后用到气体时作铺垫的,几个经验定律在先行课中已有介绍,这里仅就是复习一下而已。重要的就是要理解理想气体的微观模型,掌握理想气体的状态方程。因为了解了理想气体的微观模型,就可以知道在什么情况下,可以把实际气体作为理想气体处理而不致带来太大的误差。通过例题与习题,能熟练地使用理想气体的状态方程,掌握,,p V T 与物质的量n 几个物理量之间的运算。物理量的运算既要进行数字运算,也要进行单位运算,一开始就要规范解题方法,为今后能准确、规范地解物理化学习题打下基础。 掌握Dalton 分压定律与Amagat 分体积定律的使用前提,以免今后在不符合这种前提下使用而导致计算错误。 在教师使用与“物理化学核心教程”配套的多媒体讲课软件讲课时,要认真听讲,注意在Power Point 动画中真实气体的m p V -图,掌握实际气体在什么条件下才能液化,临界点就是什么含义等,为以后学习相平衡打下基础。 三.思考题参考答案 1.如何使一个尚未破裂而被打瘪的乒乓球恢复原状?采用了什么原理? 答:将打瘪的乒乓球浸泡在热水中,使球的壁变软,球中空气受热膨胀,可使其恢复球状。采用的就是气体热胀冷缩的原理。 2.在两个密封、绝热、体积相等的容器中,装有压力相等的某种理想气体。试问,这两容器中气体的温度就是否相等? 答:不一定相等。根据理想气体状态方程,若物质的量相同,则温度才会相等。 3. 两个容积相同的玻璃球内充满氮气,两球中间用一根玻管相通,管中间有一

大学物理化学核心教程第二版(沈文霞)课后参考答案第8章

第八章电化学 一.基本要求 1.理解电化学中的一些基本概念,如原电池和电解池的异同点,电极的阴、阳、正、负的定义,离子导体的特点和Faraday 定律等。 2.掌握电导率、摩尔电导率的定义、计算、与浓度的关系及其主要应用等。了解强电解质稀溶液中,离子平均活度因子、离子平均活度和平均质量摩尔浓度的定义,掌握离子强度的概念和离子平均活度因子的理论计算。 3.了解可逆电极的类型和正确书写电池的书面表达式,会熟练地写出电极反应、电池反应,会计算电极电势和电池的电动势。 4.掌握电动势测定的一些重要应用,如:计算热力学函数的变化值,计算电池反应的标准平衡常数,求难溶盐的活度积和水解离平衡常数,求电解质的离子平均活度因子和测定溶液的pH等。 5.了解电解过程中的极化作用和电极上发生反应的先后次序,具备一些金属腐蚀和防腐的基本知识,了解化学电源的基本类型和发展趋势。 二.把握学习要点的建议 在学习电化学时,既要用到热力学原理,又要用到动力学原理,这里偏重热力学原理在电化学中的应用,而动力学原理的应用讲得较少,仅在电极的极化和超电势方面用到一点。 电解质溶液与非电解质溶液不同,电解质溶液中有离子存在,而正、负离子总是同时存在,使溶液保持电中性,所以要引入离子的平均活度、平均活度因子和平均质量摩尔浓度等概念。影响离子平均活度因子的因素有浓度和离子电荷等因素,而且离子电荷的影响更大,所以要引进离子强度的概念和Debye-Hückel极限定律。 电解质离子在传递性质中最基本的是离子的电迁移率,它决定了离子的迁移数和离子的摩尔电导率等。在理解电解质离子的迁移速率、电迁移率、迁移数、电导率、摩尔电导率等概念的基础上,需要了解电导测定的应用,要充分掌握电化学实用性的一面。 电化学在先行课中有的部分已学过,但要在电池的书面表示法、电极反应和电池反应的写法、电极电势的符号和电动势的计算方面进行规范,要全面采用国标所规定的符号,以便统一。会熟练地书写电极反应和电池反应是学好电化学的基础,以后在用Nernst方程计算电极电势和电池的电动势时才不会出错,才有可能利用正确的电动势的数值来计算其它物理量的变化值,如:计算热力学函数的变化值,电池反应的标准平衡常数,难溶盐的活度积,水的解离平衡常数和电解质的离子平均活度因子等。

物理化学简明教程第四版答案

生物常识 1、遗传变异与特种演化是生物界中存在的普遍现象,这种现象产生的原因是( 基因的重组或突变 ) 2、鳄鱼流泪的原因是(鳄鱼的肾脏发育不完全,需要靠眼睛附近的腺体排除盐分 ) 3、人体消化道中很长的器官是(小肠)。 4、葡萄传入中国的时间是( 西汉) 5、心脏血流方向是( 左心房→左心室→体循环→右心房→右心室→肺循环→左心房) 6、临床上以(血红蛋白值)作为判断贫血的依据。 7、覆盖在大脑半球表面的一层灰质称为(大脑皮层)。 8、医学伦理学具体原则包括(自主原则、不伤害原则、尊重原则、有利原则和公正原则)。 9、心肺复苏的正确步骤是(胸外按压→开放气道→人工呼吸)? 10、(《黄帝内经》《难经》《伤寒杂病论》《神农本草经》)是我国传统医学的四大经典著作。 11、“杂交水稻之父”袁隆平培育出高产的杂交水稻新品种,是利用了( 基因的多样性)。 12、红药水能否和碘酒一起使用( 不能,会有毒性物质产生 )? 13、人的泪水里的咸味是从哪里来的( 血液中来的 )? 14、建国后,我国发行的第一枚生肖邮票的图案是哪种动物( 猴 )? 15、坐长途车要注意揉搓小腿、大腿这是为防止( 脚浮肿 )? 16、绿色食品是指(无污染的安全、优质、营养类食品。)。 17、误食重金属盐会引起中毒,可用于急救的解毒方法是(服用大量的牛奶或豆浆)。 18、( 单选题 )绿色食品是指经专门机构认定,许可使用绿色食品标志的无污染的安全、优质、营养食品,绿色食品标志是由中国绿色食品发展中心在国家

工商行政管理总局正式注册的质量证明商标。绿色食品标志由三部分组成,即上方的太阳、下方的叶片和中心的蓓蕾,标志为( A )。 A. 正圆形,意为保护 B. 椭圆形,意为安全 C. 正方形,意为安全 D. 长方形,意为保护 19、哪种维生素可促进钙的吸收( D )? 20、人体含水量很高的器官是(眼球) 。 21、具有止血功能的维生素是(维生素K)。 化学常识 1、被称为“化学的圣经”的元素周期表是由俄国化学家( 门捷列夫 )首先系统提出的。 2、蒸发时(吸热),结冰时(放热)。 3、物质构成的很小单元是(夸克和轻子)。 4、吃松花蛋时佐以(食醋),是为了减少松花蛋的涩味 5、电灯泡中加入少量(红磷),是为了防止灯丝氧化。 6、纯碱使馒头稀松多孔,是因为化学反应产生( 二氧化碳)。 物理科技 1、20世纪40年代末,美国物理学家( 伽莫夫)等提出了大爆炸宇宙模型,认为宇宙起源于160亿年前温度和密度极高的“原始火球”的一次大爆炸。 2、宇航员在外太空中( 不会(没有空气作为介质,声音无法传播,即使有声音也听不见);)听到声音。 3、光纤通讯为人类提供了难以想象的巨大通信容量和超高速率。被称为“光纤之父”的是(高琨 )。

物理化学核心教程(第二版)沈文霞编科学出版社_课后习题详解第一章

物理化学核心教程--沈殿霞 课后习题答案 第一章气体 三.思考题参考答案 1.如何使一个尚未破裂而被打瘪的乒乓球恢复原状?采用了什么原理? 答:将打瘪的乒乓球浸泡在热水中,使球的壁变软,球中空气受热膨胀,可使其恢复球状。采用的是气体热胀冷缩的原理。 2.在两个密封、绝热、体积相等的容器中,装有压力相等的某种理想气体。试问,这两容器中气体的温度是否相等? 答:不一定相等。根据理想气体状态方程,若物质的量相同,则温度才会相等。 3.两个容积相同的玻璃球内充满氮气,两球中间用一根玻管相通,管中间有一汞滴将两边的气体分开。当左边球的温度为273 K,右边球的温度为293 K 时,汞滴处在中间达成平衡。试问: (1) 若将左边球的温度升高10 K,中间汞滴向哪边移动? (2) 若将两个球的温度同时都升高10 K,中间汞滴向哪边移动? 答:(1)左边球的温度升高,气体体积膨胀,推动汞滴向右边移动。 (2)两个球的温度同时都升高10 K,汞滴仍向右边移动。因为左边球的起始温度低,升高10 K所占的比例比右边的大,283/273大于303/293,所以膨胀的体积(或保持体积不变时增加的压力)左边的比右边的大。 4.在大气压力下,将沸腾的开水迅速倒入保温瓶中,达保温瓶容积的0.7左右,迅速盖上软木塞,防止保温瓶漏气,并迅速放开手。请估计会发生什么现象? 答:软木塞会崩出。这是因为保温瓶中的剩余气体被热水加热后膨胀,当与迅速蒸发的水汽的压力加在一起,大于外面压力时,就会使软木塞崩出。如果软木塞盖得太紧,甚至会使保温瓶爆炸。防止的方法是,在灌开水时不要灌得太快,且要将保温瓶灌满。 5.当某个纯的物质的气、液两相处于平衡时,不断升高平衡温度,这时处

大学物理化学核心教程第二版(沈文霞)课后参考答案第5章.

第五章 化学平衡 一.基本要求 1.掌握化学反应等温式的各种形式,并会用来判断反应的方向和限度。 2.了解标准平衡常数的定义,掌握标准平衡常数的各种表示形式和计算方法。 3.掌握标准平衡常数K 与r m G ?在数值上的联系,熟练用热力学方法计算r m G ?,从而获得标准平衡常数的数值。 4.了解标准摩尔生成Gibbs 自由能f m G ?的定义和它的应用。 5.掌握温度对化学平衡的影响,记住van ’t Hoff 公式及其应用。 6.了解压力和惰性气体对化学平衡的影响。 二.把握学习要点的建议 把本章放在多组分系统之后的目的,就是要利用多组分系统中介绍的化学势的概念和各种表示方式,来导出化学反应等温式,从而用来判断化学反应的方向与限度。 本章又用到了反应进度的概念,不过其值处在0 1 mol -的区间之内。因为在利用化学势的表示式来计算反应的Gibbs 自由能的变化值时,是将化学势看作为一个定值,也就是在有限的反应系统中,化学进度为d ξ,如果在一个很大的系统中, 1 mol ξ=。 严格讲,标准平衡常数应该用绝对活度来定义,由于本教材没有介绍绝对活度的概念,所以利用标准态化学势来对标准平衡常数下定义,其含义是一样的。从标准平衡常数的定义式可知,标准平衡常数与标准化学势一样,都仅是温度的函数,因为压力已指定为标准压力。对于液相反应系统,标准平衡常数有其相应的形式。对于复相化学反应,因为纯的凝聚态物质本身就作为标准态,它的化学势就是标准态化学势,已经归入r m G ?中,所以在计算标准平衡常数时,只与气体物质的压力有关。 学习化学平衡的主要目的是如何判断反应的方向和限度,知道如何计算平衡常数,了解温度、压力和惰性气体对平衡的影响,能找到一个经济合理的反应条件,为科研和工业生产服务。而不要过多地去考虑各种浓度表示式和各种平衡常数表示式之间的换算,否则会把自己搞糊涂了,反而没抓住主要内容。 由于标准平衡常数与r m G ?在数值上有联系,r m ln p G RT K ?=-, 所以有了r m G ?的值,就可以计算p K 的值。定义了标准摩尔生成Gibbs 自由能f m G ?,就可以很方便地用热力学数据表中个物质的f m G ?值,来计算反应的r m G ?,从而可以求出标准平衡常数。 为什么说r m G ?与p K 仅是在数值上有联系呢?因为它们处于不同的状态,r m G ?处于标准态,而p K 处于平衡态,它们之间的关系可以这样来理解。根据公式: B r m ,r m B B ()ln T p p G G RT p ν???=?+ ???∏

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