南京大学物理化学下册(第五版傅献彩)复习题及解答

1、第八章电解质溶液LFaraday电解定律的基本内容是什么？这定律在电化学中有何用处？答:法拉第电解定律的基本内容是工通电于电解质溶液之后，Q）在电极上（两相界面）发生化学变化的物质的最可通入电荷成正比.（2）若将几个电解池串联,通人一定的电荷量后,在各个电解池的电极上发生化学变化的物质的献都相等，Qf-n=工4/上=之十F根据Faraday定律，通过分析电解过程中反应物在电械上物质的垃的变化，就可求出电荷量的数值,在电化学的定量研究和电解工业上有重要的应用.2,电池中正极、负极、阴极、阳极的定义分别是什么？为什么在原电池中负极是阳极而正破是阴枕？答:给出电子到外电路的电极叫做电池的负报，在外电

2、路中电势低.从外电路接受电子的电板叫撇电池的止极.在外电路中电势较高.发生氧化作用的电极称为阳极,发生还原作用的一极称为阴极.原电池的阳帙发生氧化作用,阴极发生还原作用.内电路的电子由阳极运动到阴极，所以原电池的阴极是正极,阴极是仇极.3,电耦质溶液的电导率和摩尔电等率与电解质溶液浓度的关系有何不同?为什么？答:赖电懈质溶液的电导率肺着浓度的增大而升高（导电粒子数目增多），但大到一定程度以后，由于正、负阈子之间的相殳作用增大,因而使高子的运动速率降低，电导率反而下降,弱电解质的电导率随浓度的变化不显著,戒度增加电离度减少.离于数目变化不大.摩尔电导率随浓度的变化与电导率不同,浓度降低，苞子之间

3、相互作用减弱正,负离子的运动速率因而增加故摩尔电号率增加.人怎样分别求强电解质和弱电解质的无限稀降摩尔电号率？为什么要用不同的方法？答:在低浓度下，强电解溶液的摩尔电导率与“成线性关系.4工司（1一£石）在一定温度下，一定电解质溶液来说是定值,通过作I札宜线力纵坐标的交点即为无限稀幅时溶液的摩尔电导率3即外推法.弱电解质的无限稀释摩尔电导率八鼠根据离独立移动定律，可由强电解质溶液的无限稀释摩尔电导率A黑设计求算.不能由外推法求出,由于弱电解质的帏溶液在很低浓度FMm与。不呈直线关系.并且浓度的变化对人刖的值影响很大.实验的误差很大由实验值直接求弱电解质的丁端很困难.5 .离子的摩尔电

4、导率、离子的迁移速率、离子的电迁移率和离户迁移数之间有哪些定最关系式？答:定量关系式，厂*=起+dE/dJr-=m-dE/'dla/一离子迁移速率皿+离手的电迁移率.r+ +r-m*.十心心正离户迁移数SX+»=1无限稀释强电解质溶液A«-A,+A；,6 =（1+二）E6.在某电解质溶液中若看种高存在,则溶液的总电导应该用下列哪个公式表示,?为什么?(DG=告，+春+*i(2)Gh4风风i答:对电解质溶液来说电导。是美导电的能力，以11型电解质溶液为例.G=mAteAmc稀电解质溶液Am=At+A=4=(A1+A)c=A；c+Amc<4-Amc则G+=x+A/

5、17 .电解质与非电解质的化学势表示形式有何不同？活度因子的表示式有何不同?答:非电解质的化学势的表示形式Im=蔺（T）+RTlnymR等=蔺（7）+RT1ur电解质b=储（7）+K“Mb=成（Z）+R口w甘三活度因子表示式:非电解质胃电解质anaa-=a±.8 .为什么要引进离子强度的概念？离子强度对电解质的平均活度因子有什么影响？答:在稀溶液中，影响离子平均活度因子+的主要因素是离子的浓度和价数，并且离子价数比浓度影叫还要更大一些.且价型愈高，影响愈大，因此而提出离子强度的概念.对平均活度因子的影响h一一常数".9,用DebyHiickcl极限公式计算平均活度因子时有何

6、限制条件？在什么时候要用修正的DebyeHuckel公式？答:限制条件为：离子在静电引力下的分布遵从Boltzmann分布公式,并且电荷密度与电势之间的关系遵从静电学中的Poisson（泊松）公式.离子是带电荷的圆球离子电场是球形对称的，离子不极化.在极稀溶液中可看成点电荷.冏子之间的作用力只存在库仑引力，其相互吸引向产生的吸引能小于它的愁运动的能量.在稀溶液中，溶液的介电常数与溶剂的介电常数相差不大,可以忽略加入电解质后的介电常数的变若不把离子看作点电荷，考虑到离子的直径，极限公式像正为:10 .不论是离子的电迁移率不是摩尔电导率,氢离子和氢氯根禹子都比其他与之带相同电荷的离子要大得多,试解

7、释这是为什么？答:在水溶液中,H+和OH-离子的电迁移率和摩尔电导率特别大说明H+和OFT在电场力作用下运动速率特别快，这是因为水溶液具有氢键质子可以在水分子间转换,电流很快沿着氢键被传导.11 .在水溶液中带有相同电荷数的离子如Li+,NJ.K+.Rb+,.它们的离子半径依次增大,而迁移速率也相应增大,这是为什么？答山+,Na+,K+,Rb'等离子带有相同的电荷，离子半径依次增大.根据修正的DebyuHiickel公式；lav.=二41士口41g人随君离子半径的增大而增大.所以溶液中离子唇度增加，迁移速率亦将增加.1蠹影响难溶盐的溶解度主要有嘟些因素7试时讫AfiCl在下列电解质溶液

8、中的溶解度大小，按由小到大的次序排列出来(除水外,所有的电解质的浓度都是0.1moldmf).(DNaNQj(2)NhCI(3H*O(4元面1(5jNaBr答工影响难溶盐的溶解度的主要因素有t共同离子影响，如AgBr在NaBr中的溶解度远小于水中的溶解度.其它电解质的影响其它电解质的存在通过影响离子强度，髭响难溶盐的活度系数，从而影响溶解度.溶解度顺序为K2)VC)V(D<(4)V(51.13 .用Pr电极电解一定液度的CuSO*溶液,试分析阴极部、中部和阳极部溶液的颤色在电蟀过程申枸何变化?若都改用Cu电报，三部溶液颜色变化又将如何？答:臼是情性电糠,阴极部溶液中C小被还原生成Cu*溶

9、液中Cua+的浓度变小,蠲色变淡,阳钺部常液中C/一向中部迁移，际色变淡，中部的颜色在短时间内基本保持不变.用Cu做电极时,阴极部的蠲色变淡.中部基本不变，阳根部颜色变深.14 .什幺叫离子就？HMbHuckeHZ仃电学理论说明了什么问题t答:溶液中每一个离子鄢被电荷符号相反的离子所包圉，由F离于间的相互作用使得高乎分布不均匀，从而形成离子氨.DebyHuckdOnager电导理论说明，电解质溶液的摩尔电导率与离子间相互作用,离子的性质、府子本身结构和溶剂能力以及介质的介电常数都有关系.第九章1 .可逆电极有哪些主要类型？每种类型试举一例，并写出该电极的还原反应。对于气体电极和氧化还原电极在书

10、写电极表示式时应注意什么问题？答：可逆电极有三种类型：金属气体电极如Zn(s)|Zn2+(m)Zn2+(m)+2e-=Zn(s)(2)金属难溶盐和金属难溶氧化物电极如Ag(s)|AgCl(s)|Cl-(m),AgCl(s)+e-=Ag(s)+Cl-(m)(3)氧化还原电极如：Pt|Fe3+(m1),Fe2+(m2)Fe3+(m1)+e-=Fe2+(m2)对于气体电极和氧化还原电极，在书写时要标明电极反应所依附的惰性金属。2 .什么叫电池的电动势？用伏特表侧得的电池的端电压与电池的电动势是否相同？为何在测电动势时要用对消法？答：正、负两端的电势差叫电动势。不同。当把伏特计与电池接通后，必须有适量

11、的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的情况下才能测量电池的电动势。3 .为什么Weslon标准电池的负极采用含有Cd的质量分数约为0.040.12的Cd-Hg齐时，标准电池都有稳定的电动势值？式用CdHg的二元相图说明。标准电池的电动势会随温度而变化吗？答：在CdHg的二元相图上，Cd的质量分数约为0.040.12的CdHg齐落在与CdHg固溶体的两相平衡区，在一定温度下CdHg齐的活度有定值。因为标准电池的电动势在定温下只与Cd-Hg齐的活度有关，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

12、电池时有哪些通用符号？为什么电极电势有正、有负？用实验能测到负的电动势吗？答：用“|”表示不同界面，用“|”表示盐桥。电极电势有正有负是相对于标准氢电极而言的。不能测到负电势。5.电极电势是否就是电极表面与电解质溶液之间的电势差？单个电极的电势能否测量？如何用Nernst方程计算电极的还原电势？5 .电极电势是否就是电极表面与电解质溶液之间的电势差方程计算电极的还原电势 ？答：电极电势不是电极表面与电解质溶液之间的电势差。 程进行计算：?单个电极的电势能否测量 ？如何用Nernst(Ox |Re d )(Ox Re d )单个电势是无法测量的。用RT .VBIn a BBzF b BNerns

13、t 方6 .如果规定标准氢电极的电极电势为 如何变化？1.0V ,则各电极的还原电极电势将如何变化答：各电极电势都升高i,但电池的电动势值不变。7 .在公式AG®=-zE®F中，AG®是否表示该电池各物都处于标准态时，电池反应的Gibbs自由能变化值？答：在公式ArG®=-zE®F中，ArG®表示该电池各物都处于标准态时，在T,p保持不变的条件下，按电池反应进行1mol的反应时系统的Gibbs自由能变化值。8 .有哪些求算标准电动势E6的方法？在公式答：求算标准电动势 E®的方法较多，常用的有：E，E 噪E ART公式E邪1

14、nK中，E®是否是电池反应达平衡时的电动势？K®是否是电池中各物质都处于标准态时的平衡常数？是由ArG®联系在一起，但E®和K®处在不同状态，E®处在标准态，不是平衡态(在平衡态时所有的电动势都等于零，因为ArG®等于零)。K®处在平衡态，而不是标准态(在标准态时平衡常数都等于1)。9 .联系电化学与热力学的主要公式是什么？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？试写出所设计的电池、应测的数据及计算公式。答：联系电化学与热力学的主要公式是:E rG=-zEF, A rGn° =z

15、E°F电化学中用实验能测定E,E®,斤p。用电动势法测定热力学数据的关键是能设计合适的电池,使电池反应就是所要求的反应，显然答案不卜唯一的。现提供一个电池作参考。(1) .H©(1)的标准摩尔生成Gibbs自由能AfGn6(H2。,1);电池:Pt|H2(pH2)|H+或OH(aq)|O2(p。前Pt净反应：H2(p®)+1/2O2(pe)=H2O(l)AfG®(H2O,1)=-zEeF(2) .H2O(1)的离子积常数K;电池:Pt|H2(pH2)|H+(ah+)|OH-(a°H-)|H2(pH2)|Pt净反应：H2O(l)?H+(

16、ah+)+OH-(aoh-)Kw expzE FRT(3)Hg 2SO(s)的活度积常数Ksp®电池：Hg(I)|Hg 22+(a Hg22+)|SO 42-(a so2-)|Hg 2SQ(s)|Hg(I) 净反应:Hg 2SO(s) = Hg 22+(a Hg22+)+S。2- (a so42-)|/zE FKspexp -R亍反应Ag(s)+1/2Hg 202(s) -AgCl(s)+Hg(1)的标准摩尔反应始变电池:Ag(s)|AgCl(s)|Cl-(a ci- )|Hg 2CI 2(s)|Hg(l)净反应：Ag(s)+1/2Hg 2c|2(s) 一AgCl(s)+Hg(1)A

17、fHn ； rGn° =-ZE °F=A H®- TArS®rHm二-ZEF+zFT -E-T p(5).稀白HHCI水溶液中，HCl的平均活度因子Y士;电池:Pt|H2(p®)|HCl(m)|AgCl(s)|Ag(s)净反应：H2(p®) + AgCl(s) = H+(a H+)+Cl-(a ci-) +Ag(s)EERTln%a。ERTlnzF12zF(6)Ag2O(s)的标准摩尔生成烙AfH®和分解压。电池:Ag(s)+Ag2O(s)|OH-(a。什)|O2(p6)|Pt净反应：Ag2O(s)1/2O2(p6)+2Ag

18、(s)fHmKpzE FzFT T pAg2O,sD 12 pO2pzE Fexp RT.反应H&C12(s)+H2(g)-2HCl(aq)+2Hg(l)的标准平衡常数Ka®电池：Pt|H2(pe)|HCl(aHci)|Hg2cl2(s)|Hg(l)expzE FRT(8).醋酸的解离平衡常数。电池：Pt|H2(p®)|HAc(mHAc),Ac-(mAc-),Cl-(aci-)|AgCl(s)|Ag(s)RTln zF净反应：AgCl(s)+H2(p®)一H+(ah+)+C1-(aci-)+Ag(s)aHaCl1aH2mHAc_HAc?HaHaAcKaaH

19、Ac10 .当组成电极的气体为非理想气体时，公式ArGm=-zEF是否成立？Nernst方程能否使用？其电动势E应如何计算？答：因为是非理想气体，所以先计算电池反应的AG,包p2Vdppi,公式中代人非理想气体的状态方程。然后根据ArGm与电动势的关系，计算电动势ArG=-zEF公式和Nernst方程能使用。11 .什么叫液接电势？它是怎样产生的？如何从液接电势的测定计算离子的迁移数？如何消除液接电势？用盐桥能否完全消除液接电势？答：在两种含有不同溶质的溶液界面上，或者两种溶质相同而浓度不同的溶液界面上，存在着微小的电位差，称为液体接界电势。产生的原因是由于离子迁移速率的不同而引起的。用盐桥只

20、能使液接电势降到可以忽略不计，但不能完全消除。12.根据公式h ZE Frm z 1压热效应一部分转变成电功（-zEF）,出因为zF E T S T p应的A rH版电池反应进行的始变值大zFT_J_,如果为负值，则表示化学反应的等TpTp而余下部分仍以热的形式放cmo这就表明在相同的始终态条件下，化学反QrU（指绝对值），这种说法对不对？为什么？答：不对，H是状态函数ArHm的值只和反应的始终态有关，而和反应的途径无关，不管反应经历的是化学反应还是电池反应，始终态相同时ArHn值是相同的。但两种反应的热效应是不一样的。第十章电解与极化作用L什么叫分解电压？它在数值上与理论分解电压（即原电池的

21、可逆电动势）有何不同？实际操作时用他分解电压要克服哪几种阻力？窜分解电压是使某电解质溶液能连续不断发生电艇时所必需的最小外电上从理论上曲分解电压等于原电池的可逆电动势，但实际上,分解电压大于可逆电瓜分解电压应克服相应原电池的电动势,电极极化兼应及体系电阻引星的电势辞表示为；E分解同诙+&E.可设+JR.Z产生极化作用的原因主要有哪几种？原电池触解他的极化现象有何不同？答:产生极化作用的主要原因是电化学极化和浓差报化电解时.电流密度愈大.超电势愈大,外加电压岐漕大,所消耗的能量越多,原电池放电时,有电流在电极上通过，随触流密度增尢由于极化作用，正费比可逆电势愈来愈小，负极比可逆电势越来越

22、大原电池的电动势逐渐减小花雕作的电功逐渐减小3,什么叫超电势？它是怎样产生的？如何阐K超电势的数值？答:把某一电流密度5的电势”胸与阴也之间的差值称为超电势,超电势产生的原因有，电化学极化同浓差极化,及电解过程中，在电极表面形成一层,化膜或其它物苑从而对电流的通过产生祖力（电阻超电势、在外加电压不太大的情况下,把溶液励烈搅动可以降低浓差极化，但由于电极袤面扩散层的存在不可能把浓差极ft完全除去.除此之外，还砌加入去极化剂和减小体系的阴值R来降低超电娜值4'析出电势与电极的平衡电势有何不同？由于超电势的存在,使电解池阴棚极的析出电势如何变北？便原电池E负极的电极电势如何变化？超电势的存在

23、有何不利和有利之处？售油于超电势的存在使得覆用出匚御力电+悯9l1.fr出一评,可逆一如一定电流密度卜,每个电极的实际析出电势等于逆电势加上或减去电极超电势.超电势使得电解池的阴用两极随电流密度的增大，阳极更正阴极更负.外加电压变大吊耗电动增多.而原电池的阳极随着电流密度的增加而变小阴极的电势增大总体上原电池的电动势减小，所作的电动减小从能最消耗上讲,无论原电池或是电解池，极化作用都是不利的,但超电势也可以利用.如极谱分析.就是利用浓差极化来分析的一种方法.5 .什么叫氢超电势？氢超电势与哪些因素有关？如何计算辄超电势？氢超电势的存在对电髀过程有何利弊？答：氢超电势：由于电极极化,某电流密度下

24、氢的电势行可逢W9可逆之间的差值.一般h2在电极上析出的超电势很大氢昭电势与电极材料溶液组成、电极表面状态及实脸温度有关.1905Tafe】提出经验公式rja-bIn(j/j)电解制Hz、由于H超电势的存在,使得电解时需要更多消耗能量.电流效率降低.有利的地方在于,某些生产过程,如湿法冶金、电解精炼,应用商超电势的金属作阴极抑制产生氧气的副反应，也可以利用H超电势,使得本来在H之后阴极上还原的反应也能独利地在阴极进行.6 .在电解时，阴、阳离子分别在、阴极上放电.其放电先后次序有何规律？欲使不同的金属离子用电第方法分离需控制什么条件？答：电解时.还原电势愈证，住阴极上其氧化态愈先还原而析出.在

25、阳极还原电势愈负者,还原态先国化而析出.控制外加电压的大小可使具有不同的析出电势的金属离子分步析出而得以分离.7 .金属电化学腐蚀的机理是什么？为什么铁的耗氧腐蚀经析氮腐蚀要严章得多？为什么粗锌(杂质在要是Cu,Fe等)经纯锌在稀H/SO,溶液中反应得更快？答:金属表面与介质(电解液等)接触时形成原电池而发生电化学作用而引起的腐蚀叫电化学腐蚀.机理是进行原电池的电化学作用,吸氧腐蚀的,121H+229V比析氢腐蚀的阳，均大得多，即例，3与伊4旧的原电池电势相比,飞修叫c与2？if.组成的电池电动势小得多所以有氧气存在时Fe的腐住更严重.纯锌在稀H2S()4中发生化学腐蚀而含Cu、Fe的粗锌除发

26、生化学腐蚀外还要发生电化学腐独.所以在:稀H2s(L中粗锌腐蚀较快.8 .在铁锚里放一点水.哪一个部位最先出现铁锈？为什么？为什么海轮要比江轮采取更有效的防腐措施？答：水面附近的部位先出现铁锈，因为水面以下部分是析氮腐性，水而附近含有a与h，发生吸气腐吸氧腐蚀比析氢腐蚀容易发生.海水中含有电解质容易发生电化学腐蚀.所以海轮比江轮采取更有效的防腐措施.9 .比较镀锌铁与镀锡铁的防腐效果？一旦镀层有损坏,两种镀层对铁的防腐效果有何不同？答:在傻层完整时两种保护层并无原则上的区别.但当镀层损坏或不完整时,镀锌铁的防腐效果好：镀锡铁，一旦镀层损坏锡保护层作为阳极与F<*构成原电池从而加速Fe的腐

27、蚀.但锌保护层会作为阴极先被腐蚀,从而保护Fe不受腐蚀,直到保护层被完全腐蚀.10 .金属防腐主要有哪些方法？这些防腐方法的原理有何不同？答:金属防腐有以下方法：非金属保护.产.保护器保护电化学保护jb.阚机电保护U阳极电保护加缓蚀剂保护钝化保护.II.化学电源主要有哪几类？常用的爵电池有哪几种中各有何优缺点P家就魂料电池有何优缺点？答:化学电原可以分为:一次电池,二次电池及燃料电池常用蓄电池有r酸式铅善电池麻式蓄电池A岂一加蓄电池金属氢化物一镣电池下£一冲或CdN：电池铅蓄电池用史最早,较我熟、价廉、质量大、保养要求产格，易损坏.锦蓄电池能够经受制烈振动,比较经得起於电，保藏维护要

28、求不高质地轻，低温性能好.结构复杂，制造费用高.Ag?ti蓄电池电位质量、电位容设所蓄电能高、能大电流放电.经受机械振动，费用昂设“使用寿命短.解料电池的优点t能量转换率高，减少大气污酹.比能量高、高度的稳定.缺点是，使用电极材料贵噩.电解液的腐曲性比较强等.I工试述电解方法在工业上有哪些应用，并举例说明之.答:港解制备金属寓予的分高电簸污水处理铝及其合金的电化学辄化和表面着色.（试用各种物质分别表示第十一章1 .请根据质量作用定律写出下列基元反应的反应速率表示式A+B=2P(2)2A+B=2PA+2B=P+2S(4)2Cl+M=Cl2+M1 rid Adtd Bdt1 d P2 dtk2 A

29、 B221 d A2 dtd Bdt1 d P2 dt2k3 A B33d Adt1 d B d P 1 d Sk3 A B2 dt dt 2 dt441 d Cl2 dtd Mdtd Cl2dtd Mdt2k3 Cl M2 .零级反应是否是基元反应？具有简单级数的反应是否一定是基元反应？反应Pb(C2Ho4=Pb+4CH5,是否可能为基元反应？零级反应不可能是基元反应，因为没有零分子反应。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。基元反应一定

30、具有简单反应级数，但具有简单级数的反应不一定是基元反应，如H2(g)+I2(g)=2HI(g)是二级反应，但是一个复杂反应。Pb(C2H5)4=Pb+4c2H5,不可能是基元反应。根据微观可逆性原理，正、逆反应必须遵循相同的途径。基元反应最多只有三分子反应，现在逆反应有五个分子，所以逆反应不可能是基元反应，则正反应也不可能是基元反应。3 .在气相反应动力学中，往往可以用压力来代替浓度，若反应aA-P为n级反应。式中kp是以压力表示的反应速率常数,aA PPa是A的分压。所有气体可看作理想气体时,1 d A kc A a dtrp请证明1 dpA a dtkp=kc(RT)k_ n pPa若A为

31、理想气体，则有A /RTn1dA 1 1 dpA .Pa kc a dt a RT dt RTd A 1 dpAdtRT dt1 dpA a dtPaRTnRTkp pA1 nkD 院 RTp c4.对于一级反应，列式表示当反应物反应掉1/n率分别达到50%,75%,87.5%所需的时间分别为11/2,2t所需要的时间t是多少？试证明一级反应的转化1/2,3t1/2。对于一级反应，其定积分的一种形式为Ln，k11 y现在y=l,则需要时间的表示式为 nK'n当y 0.5时,t1 2A% 1ln 2当y 0.75时,11 34t3 4 1n k13 4k1ln 4k12t1 2当 y 0

32、.875时,t78 Ln 78k17 8 1ln8k13t1 25.对反应A P,当A反应掉3/4所需时间为A反应掉1/2所需时间的3倍,应？若当A反应掉3/4所需时间为A反应掉1/2所需时间的5倍，该反应是几级反应该反应是几级反?请用计算式说明。Qt对于a,1 b二级反应，当x=1a时，时间为 "小当x=3a时，时间为t1 2 a _ ±3：4,代入上式 2ka23kat3 4152ka2所以，对a=b的二级反应，t3/4 =3 t 1/2。同理，对a=b=c 的三级反应 t3/4 =5t 1/2。6.某一反应进行完全所需时间是有限的，且等于co/k(c 0为反应物起始浓

33、度)，则该反应是几级反应7 .请总结零级反应、一级反应和二级反应各有哪些特征？平行反应、对峙反应和连续反应又有哪些特征？零级反应：cat作图为直线，斜率为ko,ko的量纲为浓度时间-1,t1/2=a/2ko.一级反应：Incat作图为直线，斜率为-k1,k1的量纲为时间-1,t1/2=ln2/k1.二级反应：1/cat作图为直线，斜率为k2,k2的量纲为浓度卜1时间-1,t1/2=1/k2a8 .某总包反应速率常数k与各基元反应速率常数的关系为k=k2(k1/2k4)1/2,则该反应的表观活化能已和指前因子与各基元反应活化能和指前因子的关系如何EaEa2a,2Ea,1Ea,4A12Ak 2 1

34、ka9 .某定容基元反应的热效应为100kJmol-1,则该正反应的实验活化能E的数值将大于、等于还是小于100kJ-mol-1,或是不能确定？如果反应热效应为-100kJ-mol-1,则Ea的数值又将如何？对于吸热反应，Ea大于等于100kJmol-1;对于放热反应，Ea值无法确定。10 .某反应的Ea值为190kJmol-1,加入催化剂后活化能降为136kJmol-1。设加入催化剂前后指前因子A值保持不变，则在773K时，加入催化剂后的反应速率常数是原来的多少倍？根据Arrhenius经验式k=Ae(-Ea/RT),设加了催化剂的速率常数为k2,未加催化剂的速率常数为k1,代人相应的数据后

35、相比，得4458k1k2Ea,2Ea,1136190ln8.4k1RTRT可见，加入催化剂可以明显地提高反应速率11 .根据van'tHoff经验规则："温度每增加10K,反应速率增加24倍"。在298308K的温度区间内，服从此规则的化学反应之活化能值Ea的范围为多少？为什么有的反应温度升高，速率反而下降？因为活化能的定义可表示为Ea=RT2(dlnk/dT)当取温度的平均值为303K,dlnk/dT=0.2时，Ea=152.7kJmol-1。同理，当dlnk/dT=0.4时，E=305.3kJ-mol-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

36、多热，大于决速步的活化能，或激发态分子发生反应，生成处于基态的生成物，表观上活化能是负值，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NOM化反应有关。12 .某温度时，有一气相一级反应A(g)-2B(g)+C(g),在恒温、恒容条件下进行。设反应开始时，各物质的浓度分别为a,b,c,气体总压力为p%经t时间及当A完全分解时的总压力分别为pt和p，试推证该分解反应的速率常数为1k lntp Pop Ptt=0 t=tA(g)-2B(g)+C(g)p000p总=popA=po-p2pppt=po+2pt=oo02popop-=3po代入速率方程,r=-dpJdt=kpp

37、ApA=p0-p=1/3p8-1/2(pt-p0)=1/3Poo-1/2(pt-1/3P=1/2(ppt)进行定积分pptdR1ktdtk1ln-一p0pp0PA2P0tppt式中k=1/2kp,是表观速率常数。13 .已知平行反应A-B和A-C的活化能分别为Ea,1、Ea,2,且日1>&2,为提高B的产量，应采取什么措施？措施一：选择合适的催化剂，减小活化能Ea,1,加快生成B的反应；措施二：提高反应温度，使ki的增加量大于k2的增加量，使B的含量提高。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，控速步近似和平

38、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，在反应系统中的浓度很小的情况，控速步近似适用于当反应涉及几个步骤时，其中一步的速率比其它各步的速率小得多的场合，而平衡假设适用于其中一步比其它各步速率大，该反应涉及的物质的浓度可以认为是处于的平衡的浓度。第十三章15 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：A=As/m或A)=As/V;表面张力又可称为表面Gibbs自由能，二者数值一样。但一个是从能量角度研究表面现象，另一个是从力的角度研究表面现象；故二者物理意义不同；单位不同。16 为什么气泡、小液滴、肥皂泡等都呈圆形？玻璃管口加热后会变得光滑并缩小(

39、俗称圆口)这些现象的本是什么？用同一滴管滴出相同体积的苯。水和NaCl溶液，所得的液滴数是否相同弯曲液面有附加压力，其最终会将不规则的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。17 用学到的关于界面现角的知识解释以下几种做法或现象的基体原理：人工降雨；有机蒸储中加沸石；多孔固体吸附蒸气时的毛细凝聚；过饱和溶液，过饱和蒸气，过冷液体等过饱和现象；重量分析中的“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，、是新相刚形面时的体积小，曲率半径小，对与之平衡的旧相有更加苛刻的条件要求。多孔固体吸附蒸气时，被吸附的气体的液相对毛细管是

40、润湿的，其曲率半径小零，当气体的分压小于其饱和蒸气压时，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，可以降低药液的表面张力，使药液在叶面上铺展。18 在三通活塞的两端涂上肥皂液，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，两泡的大小有何变化？到何时达到平衡？讲出变化的原因及平衡时两泡的曲率半径的比值。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的弧；由于小泡的附加压力大，所以大泡变大，小泡变小，最后使两泡的曲率半径相同19 因系统的Gibbs自由能越低，系统越稳定，所以物体总有降低本身表面Giibs自由能的趋势。

41、请说说纯液体、溶液、固体是如何降低自己的表面Gibbs自由能的。纯液体：缩小液体表面积；溶液：表面与本相中溶质的浓度不同；固体：吸附作用。20 为什么小晶粒的熔点比大块固体的熔点低，而溶解度却比大晶粒大？根据开尔文公式由于表面张力的存在，小晶粒的附加压力大，它的化学势相对较高，所以小晶粒的熔点比大块固体的熔点低，而溶解度却比大晶粒大。21 若用CaCO（s）进行热分解，问细粒CaCQs）的分解压（pi）与大块的CaC国s）分解压（p2）原相比，两者大小如何？试说明为什么？答：小颗粒的CaCO分解压大。因为小粒的附加压力大，化学势高。=-ATIn居（八七正比于我3C=""CM

42、3cOJ热力学数据表上的&吠一般指大颖粒而言的，极盘小的CKO,j3）粒子甫七较大的表面能，因而使变小.专变大，故八口也变大：8.设有内径一样大的a、b、c、d、e、f管及内径比较大的g管一起插入水中（如图所示），除f内壁涂有石蜡外，其余全是洁净的玻璃管，若a管内液面升高为h,试估计其余管内的水面高度？若先将水在各管内（c,d管除外）都灌到h的高度，再让其自动下降，结果又如何？b管垂直高度为h,c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/n倍ho9 .把大小不等的液滴（或蔡粒）密封在一玻璃罩内，隔相当长时间后

43、，估计会出现什么现象？小液滴消失，大液滴更大。弯曲液面所产生的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的饱和蒸气压。10 .为什么泉水和井水都有较大的表面张力？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？因为泉水和井水溶有较多的离子，根据溶质对表面张力的影响规律，有较大的表面张力；当将泉水小心注入干燥杯子时，水面会高出杯面，这是因为水的表面张力的收缩作用。如果在液面上滴一滴肥皂液，液面将降低。11 .为什么在相同的风力下，和海面的浪比湖面大？用泡沫护海堤的原理是什么？（1）海水中有大量盐类，表面张力比湖水大，可以形成

44、较大的浪花（如较大的表面张力液滴大）。（2）形成泡沫的物质可以使水的表面张力降低，水的凝聚力减小，对堤坝的冲击力降低。12 .如果某固体的大粒子（半径为R'）在水中形成饱和溶液的浓度为C1,微小粒子（半径为R2'）在水中形成饱和溶液的浓度为C2,固一液界面张力为丫s-l.试证明饱和溶液浓度与曲率半径的关系式为c22slM11In；:。RTR2R1式中M为该固体的摩尔质量，为其密度Gs,T, R s,T,p RTln 一 ccs,T,P2s,T,p RTln 一cRT In c2Ci2 g iMR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的化学势之差两粒子的化学势之差C2

45、in 一G2siM11'1RTR2R13 .什么叫表面压？如何测定它？它与通常的气体压力有何不同?表面压为纯水的表面张力与膜表面张力之差。可以用膜天平进行测定；与通常的气体压力不同的是它是二维压力。14 .接触角的定义是什么？它的大小受哪些因素影响？如何用接触角的大小来判断液对固体的润湿情况？接触角为在气液固三相交接处，气-液界面与固-液界面之间的夹角，其大小由三种界面张力的相对大小决定；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。15 .表面活性剂的效率和能力有何不同？表面活性剂有哪些主要作用？表面活性剂的效率：使水的表面张力下降到一定值

46、时所需表面活性剂浓度。表面活性剂的能力：表面活性剂能使水的表面张力下降的程度(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。16.什么叫吸附作用？物理吸附与化学吸附有何异同点？两者的根本区别是什么？固体的表面有剩余的力场，使气体分子可以在固体的表面相对的浓集，这种作用中吸附作用。P369。二者的根本区别在于吸附力的不同。17 .为什么气体吸附在固体表面一般是放热的？而确有一些气-固吸附是吸热的(H2(g)如在玻璃上的吸附),如何解释现象？由于吸附总是自发过程，故G<0,气体在固体表面被吸附，固体不变，体系Sv0,在等温下，由H=AG+TAS,可推Hv0,故

47、吸附一般放热。当有气体原子解离发生时有化学键的改变，使有些化学吸附的嫡变大于零，这样吸热吸附的情况下，也可以使AG小于零。18 .试说明同一个气固相催化反应，为何在不同的压力下表现出不同的反应级数？请在符合Langmuir吸附假设的前提下，从反应物和产物分子的吸附性，解释下列实验事实：NH3(g)在金属鸨表面的分解呈零级数反应的特点；NkO(g)在金表面的分解是一级反应；H原子在金表面的复合是二级反应；NH3(g)在金属电目的分解速率由于N2(g)的吸附而显著降低，但尽管表面被Nb(g)所饱和，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的吸附快慢与强弱，因而决定反应速度，体现在速率方

48、程上，就是反应级数不同。由于反应物在表面的吸附很强，在分压很小时，达到饱和吸附，反应速率与分压无关；MO(g)在金表面的吸附较弱，其分解呈一级反应；H原子在金表面的吸附为弱吸附，复合时被吸附H的和气相H的反应而复合，是二级反应；N2(g)在在金属铝表面的吸附为强吸附，可以形成饱和吸附，但即是饱和吸附时，仍有NH的吸附，NH分解速率不为零19 .为什么用吸附法测定固体比表面时，被吸附蒸气的比压要控制在0.050.35之间？BET吸附公式与Langmuir吸附公式有何不同？试证明BET公式在压力很小时(即时p<<ps)可还原为Langmuir吸附公式。因为压力过小时，建立不起来多层吸附

49、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的吸附量。BET吸附公式与Langmuir吸附公式都是理想的吸附公式，而Langmuir吸附公式是单层吸附公式，BET公式是多层吸附公式。20 .如何从吸附的角度来衡量催化剂的好坏？为什么金属镍既是好的加氢催化剂，又是好的脱氢催化剂？良好的催化剂应该具有适中的吸附与脱附性能。催化剂的活性与反应物在固体表面的吸附强度有关，只有合适的吸附强度，其催化活性才大。催化剂即可以加速正向反应，又能加速逆向反应，所以金属镍既是好的加氢催化剂，又是好的脱氢催化剂第十四章1 .用AS20与略过量的HS制成的硫化种As2s溶胶，试写出

50、其胶团的结构式。用FeCl3在热水中水解来制备Fe(OH)3溶胶，试写出Fe(OH)3溶胶的胶团结构。H2S是弱酸，考虑它做一级电离:(As2&)mnHS(n-x)H+x-xH+Fe(OH)3mnFeO(n-xCl-)x+xCl-2 .在以KI和AgNO为原料制备溶胶时，或者使KI过量，或者使AgNO±量，两种情况制得的AgI溶胶的胶团结构有何不同？胶核吸附稳定离子时有何规律？使KI过量时，胶团带负电，AgNO过量时，胶团带正电。按照法杨斯规则，能和胶核形中离子成不溶物的离子优先被吸咐。3 .胶粒发生Brown运动的本质是什么？这对溶胶的稳定性有何影响？胶粒发生Brown运动

51、的本质是溶剂分子的无规则运动和溶剂分子对胶粒的不断碰撞。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的Brown运动会使溶胶聚沉。4 .Tyndall效应是由光的什么作用引起的？其强度与入射光的波长有什么关系？粒子大小范围在什么区间内可以观察到Tyndall效应？为什么危险信号要用红灯显示？为什么早霞、晚霞的色彩特别鲜艳？Tyndall效应是由光的散射作用引起的，其强度与入射光波长的四次方成反比。当粒子的尺度落在胶粒的范围内时，可以观察到Tyndall效应。危险信号要用红灯显示是因为红光的波长长，不易被空气中的尘粒子反射，早晨和晚上时，空气中的湿度大，水蒸气的液珠对阳光的红光产生了散射作用。5 .电泳和电渗有何异同点？流动电势与沉降电势有何不同？这些现象有什么应用？电泳是在电场的作用下，胶粒相对于介质移动，而电渗是在电场作用下，介质相对于胶粒移动。流动电势是介质相对于胶粒移动产生电场，而沉降电势是由于胶粒相对于介质移动产生电场。这些现象在实践中有重要应用(可参考相关书籍)6 .在由