物理化学11小结例题和作业
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物理化学经典习题一、填空题1.硫酸与水可形成三种水合盐:H 2SO 4·H 2O 、H 2SO 4·2H 2O 、H 2SO 4 ·4H 2O 。
常压下将一定量的H 2SO 4溶于水中,当达三相平衡时,能与冰、 H 2SO 4水溶液平衡共存的硫酸水合盐的分子中含水分子的数目是 。
2.Na +、H +的还原电极电势分别为 –2.71V 和 –0.83V ,但用Hg 作阴极电解 NaCl 溶液时,阴极产物是Na –Hg 齐,而不是H 2,这个现象的解释是 。
3.在稀亚砷酸溶液中通入过量的硫化氢制备硫化砷溶液。
其胶团结构式为 。
注明紧密层、扩散层、胶核、胶粒、胶团。
4.在两个具有0.001mAgNO 3溶液的容器之间是一个AgCl 多孔塞,在多孔塞两端放两个电极,接通直流电源后,溶液将向 极方向流动。
5. 反应 A −→−1k B (Ⅰ) ; A −→−2k D (Ⅱ)。
已知反应(Ⅰ)的活化能大于反应(Ⅱ)的活化能,加入适当催化剂 改变获得B 和D 的比例。
6.等温等压(298K 及p ø)条件下,某一化学反应在不做非体积功条件下进行,放热40.0 kJ·mol -1,若该反应通过可逆电池来完成,吸热 4.00 kJ·mol -1,则该化学反应的熵变为 。
7.若稀溶液表面张力γ 与溶质浓度c 的关系为 γ0 – γ = A + B ln c (γ0为纯溶剂表面张力, A 、B 为常数), 则溶质在溶液表面的吸附量Γ 与浓度c 的关系为 。
8.298.2K 、101.325kPa 下,反应 H 2(g) + 21O 2(g) ═ H 2O(l) 的 (∆r G m – ∆r F m )/ J·mol -1为 。
二、问答题1.为什么热和功的转化是不可逆的? 2.在绝热钢筒中进行一化学反应:H 2(g) +21O 2(g) ═ H 2O(g),在反应自发进行。
物理化学题库及详解答案物理化学是一门结合物理学和化学的学科,它通过物理原理来解释化学现象,是化学领域中一个重要的分支。
以下是一些物理化学的题目以及相应的详解答案。
题目一:理想气体状态方程的应用题目内容:某理想气体在标准状态下的体积为22.4L,压力为1atm,求该气体在3atm压力下,体积变为多少?详解答案:根据理想气体状态方程 PV = nRT,其中P是压力,V是体积,n是摩尔数,R是理想气体常数,T是温度。
在标准状态下,P1 = 1atm,V1 = 22.4L,T1 = 273.15K。
假设气体摩尔数n和温度T不变,仅压力变化到P2 = 3atm。
将已知条件代入理想气体状态方程,得到:\[ P1V1 = nRT1 \]\[ P2V2 = nRT2 \]由于n和R是常数,且T1 = T2(温度不变),我们可以简化方程为:\[ \frac{P1}{P2} = \frac{V2}{V1} \]代入已知数值:\[ \frac{1}{3} = \frac{V2}{22.4} \]\[ V2 = \frac{1}{3} \times 22.4 = 7.46667L \]所以,在3atm的压力下,该气体的体积约为7.47L。
题目二:热力学第一定律的应用题目内容:1摩尔的单原子理想气体在等压过程中吸收了100J的热量,如果该过程的效率为40%,求该过程中气体对外做的功。
详解答案:热力学第一定律表明能量守恒,即ΔU = Q - W,其中ΔU是内能的变化,Q是吸收的热量,W是对外做的功。
对于单原子理想气体,内能仅与温度有关,且ΔU = nCvΔT,其中Cv 是摩尔定容热容,对于单原子理想气体,Cv = 3R/2(R是理想气体常数)。
由于效率η = W/Q,我们有:\[ W = ηQ \]\[ W = 0.4 \times 100J = 40J \]现在我们需要找到内能的变化。
由于过程是等压的,我们可以利用盖-吕萨克定律(Gay-Lussac's law)PV = nRT,由于n和R是常数,我们可以简化为PΔV = ΔT。
南京⼤学《物理化学》练习第⼗⼀章化学动⼒学基础_⼆_第⼗⼀章化学动⼒学基础(⼆)返回上⼀页1. 将1.0 g氧⽓和0.1 g氢⽓于300 K时在1 dm3的容器内混合,试计算每秒钟内单位体积内分⼦的碰撞数为若⼲?设O2和H2为硬球分⼦,其直径分别为0.339和0.247 nm.2. 某双原⼦分⼦分解反应的阈能为83.68 kJ/mol,试分别计算300 K及500 K时,具有⾜够能量可能分解的分⼦占分⼦总数的分数为多少?3. 某⽓相双分⼦反应, 2A(g) ---> B(g)+C(g),能发⽣反应的临界能为100 kJ/mol.已知A的相对分⼦量为60,分⼦直径为0.35 nm,试计算在300 K 时,该分解作⽤的速率常数k 值.4. 松节油萜(液体)的消旋作⽤上⼀级反应,在457.6 K和510.1 K时的速率常数分别为2.2×和3.07×min-1,试求反应的实验活化能E a,在平均温度时的活化焓和活化熵.5. 在298 K时某化学反应,如加了催化剂后使其活化熵和活化焓⽐不加催化剂是时分别下降了10 J/(mol·K)和10 kJ/mol,试求不加催化剂与加了催化剂的两个速率常数的⽐值.6. 在298 K时有两个级数相同的基元反应A和B,其活化焓相同,但速率常数k A=10k B,求两个反应的活化熵相差多少?7. 某顺式偶氮烷烃在⼄醇溶液中不稳定,通过计量其分解放出的N2⽓来计算其分解的速率常数k值,⼀系列不同温度下测定的k值如下所⽰:T/ k 248 252 256 260 264k×/s-1 1.22 2.31 4.39 8.50 14.3试计算该反应在298K时的实验活化能,活化焓,活化熵和活化吉布斯⾃由能.8. 对下述⼏个反应,若增加溶液中的离⼦强度,则其反应速率常数是增⼤,减⼩还是不变?(1) NH4+ +CNO- --->CO(NH2)2(2) 酯的皂化作⽤.(3) S2O82- + I- --->P9. 在298 K时,反应N2O4(g)2NO2(g)的速率常数k1=4.80×s-1,已知NO2和N2O4的⽣成吉布斯⾃由能分别为51.3和97.8 kJ/mol,试求(1)298 K时, N2O4的起始压⼒为101.325 kPa时, NO2(g)的平衡分压?(2)该反应的弛豫时间?10. ⽤温度跳跃技术测量⽔的离解反应: H2O H+ + OH-,在298 K时的弛豫时间τ=37×s,试求该反应正向和逆向反应的速率常数k1和k-2.11. 在光的影响下,蒽聚合为⼆蒽.由于⼆蒽的热分解作⽤⽽达到光化平衡.光化反应的温度系数(即温度每增加10K反应速率所增加的倍数)是1.1,热分解的温度系数是2.8,当达到光化平衡时,温度每升⾼10K.⼆蒽产量是原来的多少倍?12. ⽤波长为313nm的单⾊光照射⽓态丙酮,发⽣下列分解反应:(CH3)2CO +hv---> C2H6 + CO ,若反应池的容量是0.059 dm3,丙酮吸收⼊射光的分数为0.915,在反应过程中,得到下列数据:反应温度:840 K 照射时间t=7 h起始压⼒:102.16 kPa ⼊射能48.1×J/s,终了压⼒:104.42 kPa计算此反应的量⼦效率.13. 有⼀酸催化反应A+B C+D,已知该反应的速率公式为d[C]/dt=k[H+][A][B] ,当[A]0=[B]0=0.01 mol·dm-3时,在pH=2的条件下,在298 K时的反应的半衰期为1 h,若其他条件不变,在288 K时t1/2为2 h,试计算(1)在298 K时反应的速率常数k值。
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第十一章选择题1.反应A →产物为一级反应,2B →产物为二级反应,t 12(A)和t 12(B)分别表示两反应的半衰期,设A 和B 的初始浓度相等,当两反应分别进行的时间为t =2t 12(A)和t =2t 12(B)时,A ,B 物质的浓度c A ,c B 的大小关系为:()(A)c A >c B (B)c A =c B (C)c A <c B (D)两者无一定关系 2.在反应Ak 1Bk 2C ,Ak 3D 中,活化能E 1>E 2>E 3,C 是所需要的产物,从动力学角度考虑,为了提高C 的产量,选择反应温度时,应选择:() (A)较高反应温度 (B)较低反应温度 (C)适中反应温度 (D)任意反应温度3.两个活化能不相同的反应,如E 2>E 1,且都在相同的升温度区间内升温,则:(A)21d ln d ln d d k k T T >(B)21d ln d ln d d k k T T <(C )21d ln d ln d d k k T T =(D)21d d d d k k T T> 4.400K 时,某气相反应的速率常数k p =10-3(kPa)-1·s -1,如速率常数用k C 表示,则k C 应为:()(A)3.326(mol ·dm -3)-1·s -1(B)3.0×10-4(mol ·dm -3)-1·s -1 (C)3326(mol ·dm -3)-1·s -1(D)3.0×10-7(mol ·dm -3)-1·s -15.如果臭氧(O 3)分解反应2O 3→3O 2的反应机理是:O 3→O+O 2(1) O+O 3→2O 22)请你指出这个反应对O 3而言可能是:() (A)0级反应(B)1级反应(C)2级反应(D)1.5级反应6.两个一级平行反应Ak 1B ,Ak 2C ,下列哪个结论是不正确的:()(A)k总=k 1+k 2(B)k 1/k 2=[B]/[C](C)E 总=E 1+E 2(D)t 12=0.693/(k 1+k 2)7.某反应物反应掉7/8所需的时间恰好是它反应掉1/2所需时间的3倍,则该反 应的级数是:()(A)零级(B)一级反应(C)二级反应(D)三级反应 8.某气相1-1级平行反应Mk 1R ;Mk 2S ,其指前因子A 1=A 2,活化能E 1≠E 2,但均与温度无关,现测得298K 时,k 1/k 2=100,则754K 时k 1/k 2为:() (A)2500(B)2.5(C)6.2(D)缺活化能数据,无法解 9.下表列出反应A+B →C 的初始浓度和初速:初始浓度/mol ·dm -3 初速 /mol ·dm -3·s -1 c A,0 c B,0 1.0 1.0 0.15 2.0 1.0 0.30 3.0 1.0 0.45 1.0 2.0 0.15 1.0 3.0 0.15此反应的速率方程为:()(A)r =kc B (B)r =kc A c B (C)r =kc A (c B )2(D)r =kc A10.某反应在指定温度下,速率常数k 为4.62×10-2min -1,反应物初始浓度为 0.1mol ·dm -3,该反应的半衰期应是:()(A)150min(B)15min(C)30min(D)条件不够,不能求算 11.二级反应的速率常数的单位是:()(A)s -1(B)dm 6·mol -2·s -1(C)s -1·mol -1(D)dm 3·s -1·mol -112.当一反应物的初始浓度为0.04mol ·dm -3时,反应的半衰期为360s ,初始浓度 为0.024mol ·dm -3时,半衰期为600s ,此反应为:() (A)0级反应(B)1.5级反应(C)2级反应(D)1级反应13.某反应A →B ,反应物消耗3/4所需时间是其半衰期的5倍,此反应为:() (A)零级反应(B)一级反应(C)二级反应(D)三级反应14.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,则该反应的级数是:()(A)0.5级反应(B)0级反应(C)1级反应(D)2级反应15.某反应的速率常数k =7.7×10-4s -1,又初始浓度为0.1mol ·dm -3,则该反应的半衰期为:() (A)86580s(B)900s(C)1800s(D)13000s 16.如果反应2A+B =2D 的速率可表示为:r =-12d c A /d t =-d c B /d t =12d c D /d t 则其反应分子数为:()(A)单分子(B)双分子(C)三分子(D)不能确定17.对于一个一级反应,如其半衰期t 12在0.01s 以下,即称为快速反应,此时它的速率常数k 值在:()(A)69.32s -1以上(B)6.932s -1以上(C)0.06932s -1以上(D)6.932s -1以下18.反应A+BC →AB+C 的焓变∆r H m >0,A ,C 是自由基,εAB ,εBC 是分子AB ,BC 的摩尔键焓。
实验十一电导法测定弱电解质的电离常数和难溶盐的溶解度Ⅰ、电导法测定弱电解质的电离常数一、实验目的1.掌握电导法测定弱电解质电离常数的原理。
2.掌握用电导率仪测定醋酸电离常数K的方法。
HAc3.通过实验了解溶液的电导(L)、摩尔电导率(λ)、弱电解质的电离度(α)、电离常数(K)等概念及它们之间的关系。
4.学会使用DDS-1lA型电导率仪。
二、实验原理弱电解质如醋酸,在一般浓度范围内,只有部分电离。
因此有如下电离平衡:+- Ac + H HAc =起始浓度 C 0 0平衡浓度C(1-α) CαCα-+的平衡状态下AcH及α各为HAc、α为电离度,故C(1-α)、C其中C为醋酸的起始浓度,的浓度。
如果溶液是理想的,在一定温度下,可由质量作用定律得到电离常数(K)为:HAc(1)根据电离学说,弱电解质的α随溶液的稀释而增加,当溶液无限稀释时,α→1,即弱电解质趋近于全部电离。
当温度一定时,弱电解质溶液在各种不同浓度时,。
只与在该浓度时所生成的离子数有关,因此可通过测量在该浓度所生成的离子数有关的物理量,如pH值、电导率等来测定α。
本实验是通过测量不同浓度时溶液的电导率来计算α和K值。
1-(欧姆)或S((欧姆),所以电导的单位为Ω西门电导,即电阻的倒数,电阻的单位是Ω成反比,和导体的截面积(A)l)成正比。
)。
对于金属导体,电导(L)的数值和导体的长度(子(2)其中l/A为常数,定义为Q;Lo称为电导率或比电导,其物理意义是长l为lm,截面积A2-1/m或S/m的导体的电导,所以它的单位可以写成Ω。
对于每种金属导体,为lm温度一定,电导率(Lo)是一定的,因此可以用它来衡量金属导体的导电能力。
但是,对于电解质溶液,其导电机制是靠正、负离子的迁移来完成的。
它的电导率,不仅与温度有关,而且与该电解质溶液的浓度有关,所以若用电导率L。
来衡量电解质溶液的导电能力就不合适了。
这样,就提出了摩尔电导率λ的概念。
它的定义是:含有lmol电解质的溶液,全部置于相距为单位距离(SI单位用lm)的两个平行电极之间,该溶液的电导称为摩尔电导率(λ)。