《物理化学》(下册)-期末总复习

物理化学(下册)期末考试大纲可逆电池，电池的书面写法，电极反应和电池反应，可逆电池的热力学(桥梁公式、E与R的关系),用Nernst公式计算电极电势和电池电动势，电动势测定的应用(计算平均活度方程(推导和计算)及特点(反应速率常数的量纲、半衰期),典型复杂反应(对峙、平行、连续)的特点，对峙、平行反应速率方程的推导，温度对反应速率的影响，阿仑尼乌斯公式率方程.杨-拉普拉斯公式，开尔文公式，液-固界面现象(铺展、润湿、接触角、毛细管液面高度),表面活性剂的作用，表面活性物质在溶液中的分布，物理吸附、化学分散系统，胶体，胶体的结构表示式，胶体的丁铎尔效应，一.名词解释：(每词3分，共4词，计12分)二.选择填空：(每题2分，共20题，计40分)三.证明与推导：(计8分)四.计算题：(电化学1题，动力学2题，表面化学1题，共计40分)重要的名词2.迁移数：离子j所传导的电流(量)与总电流(量)之比.力=」=」jIQC4.柯尔劳施离子独立运动(迁移)定律：在9.分解电压：使某电解质溶液能连续不断地进行分解时所需(必须)的最小外加电压.m13.界面：密切接触的两相之间的过渡区(约几个分子厚度).18.物理吸附：由于范德华力的作用而产生的吸附.19.化学吸附：由于生成化学键而发生电子的转移与原子重排的吸附20.吸附质：被吸附剂吸附的物质.21.吸附剂：具有吸附能力的物质.通常都是固体.22.表面过剩/表面吸附量：在单位面积的表面层中，所含溶质的物质的量与同量溶剂在溶液本体中所含溶质的物质的量的差值.23.表面活性剂：能使溶液表面张力降低的物质.习惯上只把那些溶入少量就能显著降低溶液表面张力的物质称为表面活性剂.24.临界胶束浓度：形成一定形状的胶束所需的表面活性物质的最低浓度25.速率方程：表示化学反应的反应速率与浓度等参数间的关系式，或浓度与时间等参数间的关系式.也称动力学方程.26.转化速率：单位时间内发生的反应进度.27.反应速率：单位时间单位体积内发生的化学反应的反应进度或单位体积内，反应进度随时间的变化率.(恒容)28.反应机理：表示一个总包(复杂)反应所经历的具体途径的若干基元反应的有序集合.也称反应历程.29.基元反应：反应物粒子在碰撞中相互作用直接转化为产物的反应.30.简单反应：只包含一个基元反应的总包反应.31.复合反应：由两个或两个以上基元反应组成的总包反应.也称复杂反应32.具有简单级数的反应/简单级数反应：反应速率只与反应物浓度的简单方次(0或正整数)有关的反应.可以是基元反应、简单反应，也可是复合反应，但必须具有简单级数.33.质量作用定律：反应的反应速率与以计量系数的绝对值为指数的反应物浓度的乘积成正比.只适用于基元反应.34.反应级数：速率方程中各浓度项的指数和.若速率方程中有加减运算，则无级数可言35.零级反应/一级反应/二级反应/三级反应：反应速率与反应物浓度的0/1/2/3次方成正比的一类反应.36.反应分子数：引发一个基元反应所必需的反应物相互作用的最少微观粒子(分子、原子、离子、自由基等)数.即基元反应中的反应物分子个数之和.37.半衰期：反应物浓度降低到其初始浓度的一半所需的时间M/2.38.分数寿期：消耗掉反应初始浓度的某一分数a所需的时间Q.分数衰期：反应物浓度降低到其初始浓度的某一分数P所需的时间*.若u=1—P,则ta=tp.如：某一级反应四分之三寿期t3/4=60min,而其四分之一衰期t₁/4=60min39.初始速率：反应刚开始进行的一瞬间的反应速率.可以认为反应物没有消耗.40.范特霍夫规则：对同一化学反应，反应的温度每升高10c(K),反应速率约增加1～341.对峙反应：正向和逆向同时进行的反应.也称可逆反应.42.平行反应：反应物能同时进行几种不同的反应.43.连串反应：反应所产生的物质能继续起反应而产生其它物质的一类反应.也称连续反应.44.稳态近似法：在一系列的连串反应中，若生成高活性的中间产物粒子(如原子、离子、自由基等),因其能量高、活性大、反应能力强，一旦生成就立即发生反应，当反应达到稳定状态后，其净的反应速率可视为零的一种近似处理方法.45.链反应：用光、热、辐射或其它方法使反应引发，通过活性组份(自由基或原子)的不断再生，使反应得以自动发展下去的一类连续反应.又称连锁反应.46.直链反应：由一个自由基或原子与饱和分子反应,只生成一个新自由基或原子的链反应.也称为单链反应.47.支链反应：由一个活性粒子(自由基或原子)与饱和分子反应生成两个及两个以上新活性粒子(自由基或原子)的反应.48.原盐效应：在稀溶液中，离子强度对离子反应的反应速率的影响.49.光化反应：在光的作用下进行的化学反应.50.光化学定律：(1).只有被物质吸收的光，才能引发光化学反应.(2).在初级过程中，一个分子(或原子)吸收一个光子而活化.51.光敏剂：能把所吸收的光能传递给对光不敏感的物质并使其活化乃至发生反应而加入的一类物质.52.催化剂：加入少量就可以显著改变反应的速率，而本身在反应前后没有数量和化学性质变化的一类物质.53.催化作用：化学反应速率由于催化剂的加入而发生变化的这种作用54.自催化作用：反应产物对反应本身具有加速反应的作用.55.催化反应的选择性：转化为目标产物的原料量与发生转化的原料总量之比56.分散体系(系统):把一种或几种物质分散在另一种物质中所构成的体系(系统).57.分散相：被分散在分散介质中的物质或被分散介质所分散的物质.58.分散介质：呈连续分布的、起分散作用的物质.59.分子分散体系(系统):以分子、原子或离子状态均匀分散在分散介质中形成的体系(系统).又称真溶液，简称溶液.或1～1000nm理101~10上m,天大版)之间的分散体系(系统).61.扩散：有浓度梯度时，物质粒子因热运动(布朗运动)而发生宏观上的定向迁移现象.其推动力是浓度梯度，扩散过程是不可逆的.dn=-DAs^c62.憎液溶胶：由难溶物分散在分散介质中所形成的胶体分散体系.简称溶胶.63.沉降：多相分散系统中的粒子，因受重力作用而下沉的过程.64.电泳：在外电场的作用下，胶体粒子在分散介质中定向迁移的现象.65.电渗：在多孔膜(或毛细管)两端施加一定电压，液体通过多孔膜而定向流动的现象.66.流动电势：在外力的作用下，迫使液体通过多孔隔膜(或拎细管)定向流动时，在多孔膜两边所产生的电势差.67.沉降电势：分散相粒子在重力场或离心力场的作用下迅速移动时,在移动方向的两端所产生的电势差.68.聚沉值：使一定量溶胶在一定时间内完全聚沉所需电解质的最小浓度.聚沉值越小聚沉能力越强.69.感胶离子序：将带有相同电荷的离子按聚沉能力从大到小排列的顺序70.悬浮液：将不溶性固体粒子分散在液体中所形成的粗分散体系(系统).71.乳状液：由两种不互溶或部分互溶的液体所形成的粗分散体系(系统).72.唐南平衡：若用半透膜将小分子电解质水溶液与大分子电解质水溶液隔开,由于大分子电解质离子不能透过半透膜，而小分子电解质离子可以透过半透膜，当膜两边达成渗透平衡时，小分子电解质在膜两边的分布不同.1.已知在300K时，某一级反应的半衰期为50s,且反应温度升高10c反应速率增加1倍.(1).300K时，反应的转化率达到87.5沏需的时间.(2).使反应转化率在50s内达到75淅需的温度.2.反应A+BP的动力学实验数据如下若该反应的速率方程为r=k[A]叫B]匕求a和P.解：据题有：「o=k[A]₀[B]o,故可得：将第1,2两级数据代入上式得：ln生同理，将第1,4组数据代入则可得：3.今在473.2K时研究反应A+2B—kT2C+D,其速率方程可写成r=k[A]x[B]y.现经实验1得当A、B的初始浓度分别为0.01mol0m』和0.02moldm二时，测得反应物B在不同时刻的浓度数据如下表：0试求：(1).该反应的总级数(2).实验2:当A、B的初始浓度均为0.02moldm二时，测得初始反应速率仅为实验1的初始速率的1.414倍，求A、B的反应级数x和y的值.故原方程可写成「=k[A]×[B]y=k2V([A]o-x)×y=k2V[A]xy=k'[A]n,即此条件下，反应速率与简单n级反应相同.利用简单n级反应的分数寿期公式ta(n-1)C·k即：0.02’黑0.02v=1.414M0.01xx0.02x所以：Ik'(1-0.5)j5-14.某一级反应ATP,在某给定条件下的初始速率为1xi0J3moldm^min1,1h后速率为0.25M10,moldm,min].求反应的k,ti/2和初始浓度Ca,0.(这是微分方程与积分方程联合求解的实例)C的蜕变反应的速率常数为9.72父10/01.问在20亿年(2:<10⁹a)解：据题中反应速率常数的单位可知，两蜕变反应均为一级反应，由In型=kt可得：C/exp[(k₂3—k₂5)t]=1396,已知对峙反应A(g)=且=B(g)在25c时的正、逆向速率常数分别为0.06324h-1。现将温度升高10C,发现正向反应的速率比25c时增加2.5倍，逆反应的(1).反应在25c时的平衡常数Kp(2).正反应的活化能Ea及逆反应在35c时的速率常数k-i(3).反应在35c时的平衡常数R(4).反应1小时后的转化率a及反应物转化35惭需的时间t(5).反应的热效应Q解：(1).反应开始后，正反应的速率为：「正=kiPo(1-a),r逆=k/pa.当反应达到平衡时.有：「=Kp=kp=kj逆反应的速率为：由(1)和(2)和结果可得：反应物转化30惭需的时间为：一、选择题(22分)1.强电解质CaCl₂的摩尔电导率与其离子的摩尔电导率的关系是()A.A^(CaCl₂)=zm(Ca勺十毫o一)B.A贤CaC”=0.5九m(Ca²+)十九m(Cl-)2.强电解质CaCb的水溶液，其离子平均活度电解质活度^B之间的关系为()A.31/23.在不可逆电极过程中，随着电流密度的增大(()A.阴极电势变低，阳极电势变高B.电池的电动势降低C.电解池耗电能增加D.以上说法都对4.某电池反应为2HgO)+5^+2H20(1)=2Hg+40H,当电池反应达平衡时，电池的电动势E必然是()5.下列说法中正确的是：()A.反应级数等于反应分子数B.具有简单级数的反应是基元反应C.不同反应若具有相同的级数形式，一定具有相同的反应机理D.反应级数不一定是简单正整数6.某化学反应的方程式为2ATB,在动力学研究中表明该反应为()A.二级反应B.基元反应C.双分子反应D.以上都无法确定7.设理想气体反应体系ATP的速率方程为re=kecA.若用分压中kc与p的关系为()8.催化剂能极大地改变反应速率，下列说法错误的是()A.催化剂改变了反应历程B.催化剂降低了反应活化能C.催化剂改变了反应平衡，提高了转化率D.催化剂同时加快正向与逆向反应9.一定温度、压力下，将1克液体水分散成半径为10₉米的小水滴，经过此变化后，以下性质A.总表面能B.表面张力C.比表面积D.液面下的附加压力10.硅胶吸水后其表面吉布斯自由能将()11.在水中加入肥皂液后，将发生()A.NaClB.FeCl₃C.MgSCMD.K₃PO13.下列各分散体系中丁铎尔(Tyndall)效应最强的是()A.Ag(s)|AgCl(s)|KCl(aq)|Cl₂(p),PtB.Ag(s)|Ag+||C1-|Cl₂(g),C.Ag(s)|Ag+||C1-|AgCl(s)|Ag(s)D.Ag(s)|AgCl(s)|Cl21.实验活化能Ea临界能Ec和OK时的能量差Eo,三者在数值上近似相等的条件是()A.基态振动频率很高B.Ec很小C.温度很低D.基元反应A.饱和吸附量B.平衡吸附量C.铺满第一层的吸附量D.总吸附量二、简答题(16分)1、试用所学知识解释毛细凝聚现象。已知活化能E₁>E,怎样改变温度对反应(1)有利?还可以采取什么措施?3、使溶胶聚沉的主要方法有哪些?三、计算题(62分)1、反应H₂(g)+I₂(g)--“2HI(g)的速率方程为出22,400K时k=1X10skPa。将H引入含有过量固体碘的玻璃瓶中，H的初始压力为20kPa,假设固体碘与其蒸气迅速达成平衡，碘的蒸气压为120kPa,试计算该反应的半衰期1(1)说明该反应是几级反应?导出该反应速率的定积分表达式；(2)反应的活化能Ea-OkJ.m。¹,试计算100C时反应的速率常数2-?3、已知100c时水的表面张力“2。=g₅10N·,密度为P=958kgm。在100C、101325Pa压力下的纯水中，假设在水面下形成一个半经R'=10"m的小气泡。问：(15分)(1)该小气泡需承受那些力的作用，大小是多少?(2)小气泡内水的蒸汽压多大?(3)由以上数据说明液体过热的原因4、已知298K时电池Pt,H₂(P创H₂SO(b)|0₂(P》,Pt的E为1.228V,水的生成始fHm.(H₂O,1,298K)=286.1kJ.mol」(15分)(1)写出电极及电池反应式；厂在、(2)计算电池反应的△「%=?电动势的温度系数PT15、25c时，某溶液中含有Ag+(ai=0.001),Ni₂(a₂=0.1)和「(2₃=0.001),且已知H(g)在Pt、Ag、Ni上的超电势分别为0.12,0.2及0.24。用Pt电极电解上述溶液，当外加电压从零开始逐渐增加时，在阴极上依次发生什么反应?假设在Pt等金属上析出上述各金属的超电势可忽略不一、单项选择题(22分);二、简答题(16分)3、试用所学知识解释毛细凝聚现象。答：由开尔文公式可知，相同温度下凹液面上方液体的蒸气压小于平液面，因此对平液面没有达到饱和时，对凹液面已经达到饱和甚至过饱和，蒸气将在毛细管中凝聚，例如硅胶吸水就是水对硅胶润湿由于毛细凝聚所至。已知活化能E>E,怎样改变温度对反应(1)有利?还可以采取什么措施?答：升高温度有利。还可采用加入适当催化剂的方法增加目的产物B的量。3、使溶胶聚沉的主要方法有哪些?答：加入电解质；加入与胶粒带相反电荷的胶体；加入少量的高分子溶液；升温等三、计算题(62分)3、反应H₂(g)+I₂(g)--“2HI(g)的速率方程为出22,400K时k=#107skPa”。将从引入含有过量固体碘的玻璃瓶中，尺的初始压力为20kPa,假设固体碘与其蒸气迅速达成平衡，碘的蒸气压为120kPa,试计算该反应的半衰期解：依题意可知2反应为准一级反应的半衰期1(1)说明该反应是几级反应?导出该反应速率的定积分表达式；(2)反应的活化能Ea=60kJ.mo1,试计算100c时反应的速率常数七=?(15