关于物理化学部分答案

薄3.理想气体绝热可逆和绝热不可逆过程的功，都可用公式计算，那两种过程的功是否一样?膀答：不一样。过程不同，终态不相同，即T不一样，因此绝热可逆和绝热不可逆两过程所做功不一样。羈6.在相同的温度和压力下，一定量氢气和氧气从四种不同的途径生成水：（1）氢气在氧气中燃烧；（2）爆鸣反应；（3）氢氧热爆炸；（4）氢氧燃料电池。在所有反应中，保持反应始态和终态都相同，请问这四种变化途径的热力学能和焓的变化值是否相同?芅答：应该相同。因为热力学能和焓是状态函数，只要始终态相同，无论通过什么途径，其变化值一定相同。这就是：异途同归，值变相等。蚄7.理想气体向真空绝热膨胀后，他的温度将（）。薁（A）升高（B）降低（C）不变（D）不一定蚀答：（C）对于理想气体而言，内能仅仅是温度的单值函数，经真空绝热膨胀后，内能不变，因此体系温度不变。芈9.公式?H=Qp适用于哪个过程（）。螃（A）理想气体绝热等外压膨胀（B）H2O（s）H2O（g）羂（C）Cu2+（aq）+2e-Cu（s）（D）理想气体等温可逆膨胀膈答：（B）式适用于不作非膨胀功的等压过程。肇1.（1）一系统的热力学能增加了100kJ，从环境吸收了40kJ的热，计算系统与环境的功的交换量；（2）如果该系统在膨胀过程中对环境做了20kJ的功，同时吸收了20kJ的热，计算系统热力学能的变化值。袃解：根据热力学第一定律：U=WQ，即有：莃（1）W=UQ=10040=60kJ袀（2）U=WQ=-2020=0螆2.在300K时，有10mol理想气体，始态压力为1000kPa。计算在等温下，下列三个过程做膨胀功：袃（1）在100kPa压力下体积胀大1dm3；薀（2）在100kPa压力下，气体膨胀到压力也等于100kPa；芈（3）等温可逆膨胀到气体的压力等于100kPa。薅解：根据理想气体状态方程pV=nRT，即有：羃（1）W=-peV=-pe(V2V1)羁W=-100103110-3=-100J羀（2）W=-peV=-pe(V2V1)=-()=-薈W=-108.314300（1-）=-22.45kJ肃（3）W=-=-=-=-莂W=-108.314300=-57.43kJ蒇3.在373K恒温条件下，计算1mol理想气体在下列四个过程中所做的膨胀功。已知始、终态体积分别为25dm3和100dm3。莆（1）向真空膨胀；膃（2）等温可逆膨胀；螂（3）在外压恒定为气体终态压力下膨胀；腿（4）先外压恒定为体积等于50dm3时气体的平衡压力下膨胀，当膨胀到50dm3以后，再在外压等于100dm3时气体的平衡压力下膨胀。膅试比较四个过程的功，这说明了什么问题？芃解：（1）向真空膨胀，外压为零，所以膃（2）等温可逆膨胀蚇（3）恒外压膨胀膈（4）分两步恒外压膨胀莃说明作功与过程有关，系统与环境压差越小，膨胀次数越多，做的功也越大。5.1mol理想气体在122K等温的情况下，反抗恒定外压10.15kPa，从10dm3膨胀的终态100dm3，试计算Q、W和U、H。芀解：该过程是理想气体等温过程，故U=H=0荿W=-peV=-pe(V2V1)羇W=-10.15103（100.0-10）10-3=-913.5J蒂根据热力学第一定律：U=WQ，即有：蚁Q=UW=0-（-913.5）=913.5J肁9.在300K时，4gAr（g）（可视为理想气体，其摩尔质量MAr=39.95gmol-1），压力为506.6kPa。今在等温下分别按如下两过程：反抗202.6kPa的恒定外压进行膨胀。（1）等温为可逆过程；（2）等温、等外压膨胀，膨胀至终态压力为202.6kPa。试分别计算两种过程的Q，W，U和H。螆解：（1）理想气体的可逆过程，4gAr的物质的量为：蒂（2）虽为不可逆过程，但状态函数的变化应与（1）相同，即肂10.在573K时，将1molNe（可视为理想气体）从1000KPa经绝热可逆膨胀到100kPa。求Q、W、U和H。蕿解法1：因该过程为绝热可逆过程，故Q=0。蒅，则薂又，则蒃=228K芁解法2：可得：薈1.自发过程一定是不可逆的，所以不可逆过程一定是自发的。这说法对吗？蚂答：前半句是对的，后半句却错了。因为不可逆过程不一定是自发的，如不可逆压缩过程。薀6.相变过程的熵变可以用公式来计算，这种说法对吗？虿答：说法不正确，只有在等温等压的可逆相变且非体积功等于零的条件，相变过程的熵变可以用公式来计算。芇8.110-3kg水在373K，101325Pa的条件下汽化为同温同压的水蒸气，热力学函数变量为U1，H1和G1；现把110-3kg的H2O（温度、压力同上）放在恒373K的真空箱中，控制体积，使系统终态蒸气压也为101325Pa，这时热力学函数变量为U2，H2和G2。问这两组热力学函数的关系为（）。螂（A）U1U2，H1H2，G1G2（B）U1U2，H1H2，G1H2，G1=G2莀答：（C）系统始态与终态都相同，所有热力学状态函数的变量也都相同，与变化途径无关。肅5.有2mol单原子理想气体由始态500kPa、323K加热到终态1000kPa、3733K。试计算此气体的熵变。肆解：理想气体的p、V、T变化设置过程如下：蒁袈2mol，500kPa，323K肈2mol，1000kPa，373K膆2mol，1000kPa，323K袂S薀S1袇S2芆dT=0芃dp=0肈理想气体等温可逆过程：即有：U=H=0，则有蚆QR=-W=莅S1=28.314ln=-11.52JK-1莀理想气体等压可逆过程：S2=螀S2=5.98JK-1莅S=S1+S2=-11.52+5.98=-5.54JK-1蒅12.300K时1mol理想气体，压力从100kPa经等温可逆压缩到1000kPa，求Q,W,?U,?H,?S,?A和?G。螁解：理想气体等温可逆压缩，T=0，U=0，H=0膈W=5.74kJ蒈Q=-W=-5.74kJ薅S=-19.1JK-1膂=5.74kJ羀14.在373K，101?325kPa条件下，将2mol的液态水可逆蒸发为同温、同压的水蒸气。计算此过程的Q，W，U，H和S，已知101?325kPa,373K时水的摩尔汽化焓为40.68kJmol-1。水蒸气可视为理想气体，忽略液态水的体积。膇解：水在正常温度和压力的可逆相变化，则：蚅Qp=vapH=2mol40.68kJmol-1=81.36kJ薃vapU=vapH-p(Vg-Vl)vapH-nRT莈=81.3628.31437310-3羆=75.16kJ蚅W=vapU-Qp=75.1681.36=-6.20kJ蚀vapS=218.12JK-123.在600K、100kPa压力下，生石膏的脱水反应为：聿CaCO32H2O（s）CaCO3（s）+2H2O（g）螄试计算该反应进度为1mol时的Q，W，?rU，?rH，?rS，?rA和?rG。已知各物质298.15K、100kPa时的热力学数据如下螅物质肀?fH（kJmol-1）薇S（Jmol-1K-1）螇C平，m（Jmol-1K-1）袅CaCO32H2O（s）芇-2021.12羅193.97节186.20蚁CaCO3（s）蚈-1432.68蒃106.70肁99.60螀2H2O（g）聿-241.82膅188.83肄33.58袀解：CaCO32H2O（s）CaCO3+2H2O（g）膆W=-peV=-p（V2-V1）=-ngRT=-28.314600=-9.98kJ袇Qp=H=r+袃=2fH（H2O，g）+fH（CaCO3，s）-fH（CaCO32H2O，s）+2Cp,m（H2O，g）+Cp,m（CaCO3，s）-Cp,m（CaCO32H2O，s）（T2-T1）羀=104.8103-5870.88薇=98.93kJmol-1莅rUm=Q+W=98.93-9.98=88.95kJmol-1蚂Sm（600K）=r+肀=（2188.83+106.7-193.97）+（233.58+99.60-186.20）羈=290.39-13.60肆=276.79Jmol-1K-1莁Am=rUm-TSm=88.95103-276.79600=-76.65kJmol-1膀Gm=rHm-TSm=98.93103-276.79600=-67.14kJmol-1荿3.Roult定律和Henry定律的表示式和适用条件分别是什么？蒄答：Roult定律的表示式为：蒃式中为纯溶剂的蒸气压，为溶液中溶剂的蒸气压，为溶剂的摩尔分数。该公式用来计算溶剂的蒸气压。芀公式适用条件为：定温、稀溶液、非挥发性溶质，后来推广到液态混合物。薅Henry定律的表示式为：芆式中kx，km和kc是用于物质B用不同浓度表示时的Henry系数，Henry系数与温度、压力、溶质和溶剂的性质有关。膂Henry定律说明挥发性溶质在液体里的溶解度与其平衡分压成正比。只有溶质在气相和液相中分子状态相同时才能使用该定律。对于液态混合物，Henry定律与Roult定律是等效的。芀5.溶液的化学势等于溶液中各组分的化学势之和，这样说对不对?羆答：不对。化学势是某组分的偏摩尔Gibbs自由能。溶液中可以分为溶剂的化学势或溶质的化学势，而没有整个溶液的化学势。蚄9.在室温下，物质的量浓度相同的蔗糖溶液与食盐水溶液的渗透压是否相等?羁答：不相等。渗透压是溶液依数性的一种反映。依数性只与粒子的数目有关，而与粒子的性质无关。食盐水中，NaCl会离解成两个离子，所以物质的量浓度相同的食盐水的渗透压可以是蔗糖溶液的两倍。2.下列偏微分中，能称为偏摩尔量的是（）。莀（A）（B）莇（C）（D）莆答：（A）偏摩尔量定义。3.下列偏微分中，不是化学势的是（）。羄（A）（B）葿（C）（D）螈答：（B）广义的化学式：袄3.在298K时，有大量的甲苯（A）和苯（B）的液态混合物，其中苯的摩尔分数xB=0.20。如果将1mol纯苯加入此混合物中，计算这个过程的G。螃解：G=G2-G1=2(A，B)1(A，B)+*(B)蕿=nA+n(n+1)B-(nA+nB+)腿=B-=（+RTlnxB）-薆=8.314298RTln0.2薂=-3.99kJ虿5.液体A与液体B形成理想液态混合物。在343K时，1molA和2molB所成混合物的蒸气压为50.663kPa，若在溶液中再加入3molA，则溶液的蒸气压增加到70.928kPa，试求：芆（1）p和p；肄（2）对第一种混合物，气相中A，B的摩尔分数。芁解：（1）蝿联立，式，解得p=91.19kPap=30.40kPa蚇（2）8.液体A和B在333.15K时，pA*=93300Pa，pB*=40000Pa，A和B能形成理想液态混合物，当组成为xA的该混合物在333.15K汽化，将该蒸气冷凝后，其冷凝液在333.15K时的蒸气压为66700Pa，试求xA。螅解：（1）设刚冷凝时的液相组成xA、xB等于气相组成yA和yB莄9.298K和标准压力下，将2mol苯与3mol甲苯混合，形成理想的液态混合物，求该过程的Q、W、mixV、mixU、mixH、mixS、mixA和mixG。蝿解：根据理想液态混合物的定义肇mixV=0Qp=mixH=0mixW=mixU=0膃13.苯在101325Pa下的沸点为353.35K，沸点升高常数为2.62Kkgmol-1，求苯的摩尔汽化焓。已知苯的摩尔质量MA=0.078kgmol-1。肂解：已知衿14.今有7.900mg酚酞和129.2mg樟脑的混合物，测得该溶液的凝固点为164，求酚酞的摩尔质量。已知樟脑的熔点是172，kf=40Kkgmol-1。蒈解：因为羅=0.306kgmol-117.人的血浆的渗透压在310K时为729.54kPa，葡萄糖等渗液中葡萄糖的质量分数应该为多少？已知：葡萄糖的摩尔质量为0.174kg?mol-1，葡萄糖液密度为103kg?m-3。如果配的太浓或太稀，输液后会造成什么严重后果？袁解：（1）罿质量分数衿（2）太稀，导致血细胞脱浆，太浓会导致红细胞吸水膨胀，甚至导致人死亡。莃18.分别将6.110-3kg苯甲酸溶于0.1kg乙醇和0.1kg的苯中，乙醇和苯的沸点各自升高了0.54K和0.60K，已知苯和乙醇的沸点升高常数分别为2.6K?kg?mol-1和1.19K?kg?mol-1，苯甲酸的摩尔质量为0.134kg?mol-1。试问：苯甲酸在乙醇和在苯中是解离还是缔合？还是既不解离也不缔合。袄解：聿由此可见，苯甲酸在乙醇中不电离也不缔合，而在苯中以双分子缔合。羆19.在298K下，将2g某化合物溶于1kg水中，其渗透压与在298K下将0.8g葡萄糖（C6H12O6）和1.2kg蔗糖（C12H22O11）溶于1kg水中的渗透压相同。肅（1）求此化合物的摩尔质量；蚃（2）求溶液的凝固点降低值；膈（3）该溶剂的蒸气压降低值。莇已知水的冰点下降常数kf=1.86K?kg?mol-1，298K时水的饱和蒸气压为3167.7Pa，稀溶液密度可视为与水相同，葡萄糖的摩尔质量0.180kgmol-1，蔗糖的摩尔质量0.342kgmol-1。9在298K时，某化学反应的标准Gibbs自由能变化的变化值，则反应对应的标准平衡常数将()螇(A)(B)蒂(C)(D)芈答：(B)。因为，。螈1在973K和标准压力下，反应的。试根据如下两种情况，分别判断反应的方向。芅(1)反应系统中各组分的分压都是。芁(2)反应系统中，。莈解：(1)根据化学反应等温式腿，正向反应是不自发的，而逆向反应是自发的。羇(2)芄，正向反应是自发的。莈2反应的标准平衡常数与温度的关系为莆，当，和的起初组成的摩尔分数分别为0.30，0.30，0.20和0.20，总压为时，问在什么温度以下（或以上），反应才能自发地向生成产物的方向进行？蒄解：要使反应自发地向生成产物的方向进行，必须使反应的，即肃解得蒈3在313K时，反应的。在一个的容器内含有的，如果要使全部变成，试计算需通入的物质的量的。设气体为理想气体。螆解：欲使反应向左进行，应满足：膆这是一个复相化学反应，标准平衡常数只与的压力有关。设需通入的物质的量为，则螁10反应的平衡常数，在250400K的温度范围内，与温度的关系式为。设在这个温度范围内。试计算在300K时：袂（1）在真空容器中分解时的解离压力和和的分压。膇（2）反应的和。薄解：（1）在300K时，分解反应的标准平衡常数为袄这是一个复相化学反应，设解离压力为，则有羂解得薈（2）莆13在323K时，下列反应的解离压力为3.998kPa薃2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)设气体为理想气体。求算323K时，反应的标准摩尔Gibbs自由能的变化值。肂解：这是一个复相化学反应，系统中气体的总压等于两个气体生成物压力的加和，因为罿所以标准平衡常数螄14在298K时，有反应，试计算反应在该温度下的标准平衡常数。设气体为理想气体，298K时的热力学数据如表中所示。莂热力学函数肁解：要计算的值，首先要求得反应的。利用所给的热力学数据，先计算反应的和，然后可得到。肆这个反应的趋势还是很大的。蒆20在298K时，丁烯脱氢制取丁二烯的反应为，根据热力学数据表，试计算：膁（1）298K时反应的，和标准平衡常数的值。膁（2）830K时标准平衡常数的值，设与温度无关。蒇（3）若在反应气中加入水蒸气，加入量与丁烯的比例为，试计算反应在830K，200kPa条件下，丁烯的平衡转化率。羄已知，298K时参与反应物质的热力学数据为：膄物质芁8袈解：（1）在298K时蚆（2）利用vanderHoff公式羃解得。莁可见，对于吸热反应，升高温度可以使平衡常数增大。艿（3）设反应开始时为1mol，平衡转化率为肃平衡时总的物质的量为蚂已知总压，则膁解得肅如果不加水蒸气，显然转化率会小得多。蒅4.在抽空容器中，氯化铵的分解平衡，指出该系统的独立组分数、相数和自由度？膀NH4Cl（s）NH3（g）+HCl（g）膀答：反应中有三个物种，一个平衡限制条件，一个浓度限制条件，所以独立组分数为1，相数为2。根据相律，自由度为1。即分解温度和分解压力两者之中只有一个可以发生变化。蒆5.在含有氨的容器中氯化铵固体分解达平衡，指出该系统的独立组分数、相数和自由度？羃NH4Cl（s）NH3（g）+HCl（g）膃答：反应中有三个物种，一个平衡限制条件，没有浓度限制条件。所以独立组分数为2，相数为2，自由度为2。芀1.NH4HS（s）和任意量的NH3（g）及H2S（g）达平衡时，有（）。袇（A）C=2，P=2，f=2（B）C=1，P=2，f=1蚅（C）C=2，P=3，f=2（D）C=3，P=2，f=3羂答：（A）反应有三个物种，一个平衡条件，所以组分数为2，有2相共存，根据相律，自由度为2。莀2.在大气压下，FeCl3（s）与H2O（l）可以生成FeCl32H2O（s）、FeCl35H2O（s）、FeCl36H2O（s）和FeCl37H2O（s）四种固体水合物，则平衡系统的组分数C和能够平衡共存的最大相数P为（）。芈（A）C=2，P=2（B）C=1，P=4（C）C=2，P=3（D）C=3，P=5膃答：（C）反应有S=6，R=4，所以组分数为2，根据相律，f=C-P+1，则有3相共存。螁1.将N2（g），H2（g）和NH3（g）三种气体输入773K、3.2107kPa的合放有催化剂的合成塔中，指出下列三种情况系统的独立组分数（催化剂不属于组分数）。蒀（1）N2（g），H2（g）和NH3（g）三种气体在输入合成塔之前；虿（2）三种气体在塔内反应达平衡时；袅（3）开始只充入NH3（g），合成塔无其它气体，待其反应达平衡后。螄解：（1）进入塔之前，三种气体没有反应，故C=3。薀（2）在塔内反应达平衡时，系统的物种数为3，但有一个化学平衡条件，故C=2。袆（3）只充入NH3气，NH3气分解达平衡，系统的物种数为3，但有一个化学平衡条件和一个浓度限制条件，故C=1。薆2.指出下列平衡系统中的物种数，组分数，相数和自由度：薂（1）CaSO4的饱和水溶液；蚀（2）5氨气通入1dm3水中，在常温常压下与蒸气平衡共存。芆解：（1）S=2；C=2；P=2。根据相律f=2，在一定的温度和压力的范围内，能维持固、液两相不变。肄（2）S=3（氨气，水和水合氨，又称为氢氧化铵）；因为有一个平衡，故C=2；有气、液两相，P=2；根据相律f=2，在一定的温度和压力的范围内，能维持固、气两相不变。芁3.CaCO3（s）在高温下分解为CaO（s）和CO2（g），根据相律解释下列实验事实：螀（1）在一定压力的CO2（g）中，将CaCO3（s）加热，实验证明在加热过程中，在一定的温度范围内CaCO3（s）不会分解。蚇（2）在CaCO3（s）的分解过程中，若保持CO2的压力恒定，实验证明达分解平衡时，温度有定值。螆解：（1）该系统的物种数S=2（CO2，CaCO3），在没反应时C=2。现在有两相共存（一个固相和一个气相），P=2。当CO2气的压力恒定时，根据相律f*=1。即在一定的温度范围内，平衡可维持不变，CaCO3不会分解。肀（2）该系统的物种数S=3(CO2，CaCO3和CaO)，有一个化学平衡R=1,但没有浓度限制条件，因为产物不在同一个相，故C=2。现在有三相共存（两个固相和一个气相），P=3。当CO2气的压力恒定时，条件自由度f*=0，即CaCO3的分解温度是定值，使CaCO3和CaO的混和物不发生变化的温度只有一个。螀4.已知固体苯的蒸气压在273K时为3.27kPa，293K时为12.30kPa；液体苯的蒸气压在293K时为10.02kPa，液体苯的摩尔汽化焓为vapHm=34.17kJmol-1。试计算：肈（1）在303K时液体苯的蒸气压，设摩尔气化焓在此温度区间内是常数；膄（2）苯的摩尔升华焓；肃（3）苯的摩尔熔化焓。衿解：（1）用Clausius-Clapeyron方程求出液态苯在303K时的蒸气压膅p2=15.91kPa袆（2）用Clausius-Clapeyron方程求出固体苯的摩尔升华焓袂（3）苯的摩尔熔化焓等于摩尔升华焓减去摩尔汽化焓罿5.结霜后的早晨冷而干燥，在-5，当大气中的水蒸气分压降至266.6Pa时，霜会变为水蒸气吗?若要使霜不升华，水蒸气的分压要有多大？薆已知水的三相点：273.16K，611Pa，水的vapHm（273.16K）=45.05kJmol-1，莄fusHm（273.16K）=6.01kJmol-1。设相变时摩尔焓变在此温度区间内是常数。蚁解：冰的摩尔升华焓等于摩尔熔化焓加摩尔汽化焓聿subHm=vapHm+fusHm=45.05+6.01=51.06kJmol-1羇根据Clausius-Clapeyron方程，计算268K时冰的饱和蒸气压肆计算得再268K（-5）时冰的蒸气压为401.6Pa，而水蒸气分压为266.6Pa，所以这时霜要升华。当水蒸气分压等于或大于401.8Pa时，霜可以存在。蚄6.在平均海拔为4500m的高原上，大气压力只有57.3kPa，已知压力与温度的关系式为：，试计算在此高原上水的沸点。腿解：沸点是指水的蒸气压等于外界压力时的温度。现根据压力与温度的关系式，代入压力的数据，计算蒸气压等于57.3kPa时的温度，莈解得：T=357K，即高原上水的沸点为357K。薄2.某化学反应化学计量方程为A+B=C，能认为这是二级反应吗？蒃答：不能。反应级数应该从实验中求出。化学反应方程式只表示参与反应的各物质的量之间的关系，不代表反应机理。若注明它是基元反应，则可以运用质量作用定律，确定它是二级反应，也是双分子反应4.零级反应是否是基元反应？艿答：不是。因为不可能有零分子反应。一般是由于总反应机理中的决速步与反应物的浓度无关，所以对反应物呈现零级反应的特点。零级反应一般出现在表面催化反应中，决速步是被吸附分子在表面上发生反应，与反应物的浓度无关，反应物通常总是过量的。2.某人工放射性元素，放出确?粒子，半衰期为15min。若该试样有80%分解，计算所需时间？蝿解：放射性元素的蜕变符合一级反应的特征，按一级反应的积分式：芅设当分解80%所需时间为：膁3.已知物质A的分解反应是一级反应，当A起始浓度为0.1moldm-3时，分解20%的A需时50min，试计算：艿（1）计算反应的速率系数k羅（2）计算该反应的半衰期t蚃（3）计算起始浓度为0.02moldm-3时分解20%所需的时间。羀解：（1）因为是一级反应，则有。荿（2）一级反应的半衰期与反应物的起始浓度无关莆（3）对于一级反应，各种转化率所需时间都与反应物的起始浓度无关，所以，只要转化率相同，所需时间也相同，故与（1）的答案相同,也是50min。5.大气中，CO2含有量较少，但可鉴定出放射性同位素14C。一旦CO2由光合作用固定，从大气中拿走14C，而新的14C又不再加入，那么放射量会以5770年半衰期的一级过程减少。现从某古代松树的木髓取样,测定其14C含量是大气中CO2的14C含量的54.9%，求该树年龄约多大?蒅解：放射性同位素的蜕变是一级反应，设在大气中的CO2中14C的含量为c0，古代松树中的14C的含量为c，利用一级反应的积分式：羃根据已知的半衰期计算出速率系数值：葿即该古代松树的树龄为4997年。螇7.298K时，乙酸乙酯与NaOH的皂化作用，反应的速率常数为6.36dm3mol-1min-1，若起始时酯和碱的浓度均为0.02moldm-3，试求10min后酯的水解分数。袃解法1：是一个反应物起始浓度相等的二级反应，它的速率方程和速率系数的表示式分别为：螂把t=10min，a=0.02moldm-3，k2=6.36dm3mol-1min-1代入上式，得：薈x=0.0112moldm-3膈10min后酯的水解分数为薅解法2：是一个反应物起始浓度相等的二级反应，它的速率方程和速率系数的表示式分别为：薁把t=10min，a=0.02moldm-3，k2=6.36dm3mol-1min-1代入上式，得：蚈y=56%蕿13.某一级反应的半衰期在300K和310K分别为5000s和1000s,求此反应的活化能。肃解：已知一级反应的半衰期，就等于知道一级反应的速率系数，因为薄半衰期之比就等于速率系数的反比。根据Arrhenius的定积分公式，从两个温度下的速率系数值，计算反应的活化能螈则该反应的活化能为。蚆17.某药物分解30即为失效，若放置在3的冰箱中，保存期为两年。某人购回此新药物，因故在室温（25）下搁置了两周，试通过计算说明此药物是否已经失效。蒁已知该药物分解百分数与浓度无关，且分解活化能为Ea=130.0kJmol-1。聿解：已知反应的活化能，利用Arrhenius公式：薄从一个温度下的速率系数值求另一温度下的速率系数值，从而计算在室温(25)下搁置两周，药物分解30所需的时间。因为是同一药物，反应级数相同，分解分数也相同，所以速率系数之比就等于所需的时间的反比。螃即分解30所需的时间为11.14天，故放置二周即已失效。膂18.某一级反应，40时完成20%需15min，已知其活化能为100kJmol-1，若要使反应在15min内能完成50%，问反应温度控制在多少？袈解：对于一级反应，已知反应完成20%所需的时间，就可以从它的积分式求出速率系数蚄对于一级反应，已知半衰期（完成50%所需的时间），就可以计算该温度下的速率系数芃在Arrhenius的定积分公式中，T2成了唯一的未知数蚀所以，反应温度应控制在323K。蚆24.乙醛热分解反应历程如下：螄CH3CHOCH3+CHO（1）蚄CH3+CH3CHOCH4+CH3CO（2）莂CH3COCH3+CO（3）虿CH3+CH3C2H6（4）袄推导出：以甲烷生成速率表示的速率方程及表观活化能Ea表达式。螁解：根据稳态近似可得袀CH3=(k1/2k4)1/2CH3CHO1/2蒈dCH4/dt=k2CH3CH3CHO袃=k2(k1/2k4)1/2CH3CHO3/2膂式中，表观速率系数为：薂活化能可定义为：膇对所有速率系数取对数：芇然后对温度微分：薃分别代入活化能定义式：羀于是得到表观活化能与基元反应活化能之间的关系为：2.一个飘荡在空气中的肥皂泡上，所受的附加压力为多少？芀答：肥皂泡有内外两个球面，附加压力的方向都指向曲率半径的圆心。若忽略膜的厚度，一个凸球面和一个凹球面的曲率半径近似相等，则附加压力是普通球面附加压力的两倍。莇3.自然界中为什么气泡、小液滴都呈球形？羄答：液膜和液体表面都具有表面自由能，表面自由能越低，系统越稳定。所以，为了降低表面自由能，液体表面都有自动收缩到最小的趋势。而球形是相同体积的物体具有表面积最小的一种形式，所以气泡和小液滴都呈球形。螂4.纯液体、溶液和固体是怎样降低自身的表面自由能的？罿答：纯液体只有收缩，在体积小时收缩成球形。蒇溶液有两种方法，一种是收缩，另一种是调节表面层浓度。如果溶质是表面活性剂，则尽可能使溶质分子排在表面；如果溶质是非表面活性物质，尽可能将溶质分子藏在体相。莅洁净的固体表面靠吸附液体或气体分子来降低表面自由能。膀7.用同一支滴管滴出相同体积的水、NaCl稀溶液和乙醇溶液，滴数是否相同？螈答：不相同。因为在密度相差不大的情况下，液滴的大小与表面张力有关。一般表面张力越大，在管端能悬挂的液滴体积也越大。所以，液体体积相同的情况下，表面张力最大的NaCl稀溶液的液滴最大，滴数最少。水居中，乙醇溶液的液滴最小，滴数最多。若液体密度相差大，还要考虑密度的影响。1.下列说法中不正确的是（）。蒇（A）生成的新鲜液面都有表面张力蒂（B）平面液体没有附加压力袁（C）弯曲液面的表面张力的方向指向曲率中心薇（D）弯曲液面的附加压力指向曲率中心薇答：（C）表面张力的方向总是与表面相切。5.有一飘荡在空气中的球形液膜，内部也是空气。若其直径为210-3m，表面张力为0.07Nm-1，则液膜所受总的附加压力为（）。袂（A）0.14kPa（B）0.28kPa（C）0.56kPa（D）0.84kPa荿答：（B）飘荡在空气中的球形液膜有两个气-液界面，一个凸球面和一个凹球面，附加压力都指向球心，液膜所受总的附加压力是相同半径球形液膜的两倍。蕿11.当表面活性物质加入溶剂后，所产生的结果是（）。蚇（A），正吸附（B），负吸附芃（C），正吸附（D），负吸附肁答：（A）表面活性物质加入溶剂后，使溶液的表面张力明显降低，表面张力随表面活性物质的浓度增加而下降，表面浓度高于本体浓度，发生正吸附。莈4.当一束会聚光通过溶胶时，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；而站在入射光180o方向的同学看到的是橙红色，这是为什么？螇答：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，入射光波长越短，散射光越强。所以，蓝色、紫色光容易散射，散射光呈淡蓝色。而对着入射光看的同学，看到的是透射光。在白光中，波长较短的蓝色、紫色光已被散射，剩下的透射光主要是波长较长的光，所以看到的透射光是橙红色的。蚄6.为什么晴天的天空呈蓝色？为什么日出、日落时云彩特别红？蕿答：太阳光由七色光组成。空气中有灰层微粒和小水滴，当阳光照射地球时，波长较短的蓝光、紫光被微粒散射后的散射光较强，所以，看到的天空呈蓝色，实际上看到的是这种散射光。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我们才能看到。阳光中短波长的青色、蓝色、紫色光被大气层中的微粒散射掉了，我们看到的是散射