物理化学问答

1、物理化学问答题总结1. 影响化学反应速率的主要因素是什么？试解释之。答：浓度：其它条件不变，改变反应物浓度就改变了单位体积的活化分子的数目，从而改变有效碰撞，反应速率改变，但活化分子百分数是不变的；温度：升高温度，反应物分子获得能量，使一部分原来能量较低分子变成活化分子，增加了活化分子的百分数，使得有效碰撞次数增多，反应速率加大；催化剂：使用正催化剂能够降低反应所需的能量，使更多的反应物分子成为活化分子，提高了单位体积内反应物分子的百分数，从而增大了反应物速率。负催化剂则反之；压强：相当于改变浓度。2. 在多相催化反应中，一般分几步实现？答：反应物分子扩散到固体催化剂表面； 反应物分子在固体催

2、化剂表面发生吸附； 吸附分子在固体催化剂表面进行反应； 产物分子从固体催化剂表面解吸； 产物分子通过扩散离开固体催化剂表面。3. 一级反应有何特征，二级反应有何特征。答：一级反应特征：a.k1单位是s-1；b.以c对t作图得一直线，斜率为-k1；c.半衰期与反应物起始浓度c0无关。 二级反应特征：a.k2单位为dm3mol-1s-1；b.以1/(a-x)对t作图的一直线斜率为k2；c.半衰期与反应物的起始浓度成反比。4. 电极极化的原因是什么？请举例说明。答：浓差极化：Cu(s)|Cu2+电极作为阴极时，附近的Cu2+很快沉积到电极上面而远处的Cu2+来不及扩散到阴极附近，使电极附近的Cu2+

3、浓度c (Cu2+)比本体溶液中的浓度c (Cu2+)要小，结果如同将Cu 电极插入一浓度较小的溶液中一样 活化极化：H+|H2(g) (Pt)作为阴极发生还原作用时，由于H+变成H2的速率不够快，则有电流通过时到达阴极的电子不能被及时消耗掉，致使电极比可逆情况下带有更多的负电，从而使电极电势变低，这一较低的电势能促使反应物活化，即加速H+转化为H2。5. 何为表面张力，它的物理意义是什么？答：表面张力是在定温定压条件下，增加单位表面积引起系统吉布斯函数的增量。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切线的表面紧缩力。6. 朗格缪尔导出单分子层吸附等温式的基本假定是什么？答：同

4、11。7. 解质溶液的导电机理是什么？答：电流通过溶液是由正负离子的定向迁移来实现的； 电流在电极与溶液界面处得以继续，是由于两电极上分别发生氧化还原作用时导致电子得失而形成的。8. 阴极上发生的还原反应，离子析出的顺序如何？答：如果电解液中含有多种金属离子，则析出电势越高的例子，越易获得电子而优先还原成金属。所以，在阴极电势逐渐由高变低的过程中，各种离子是按其对应的电极电势由高到低的次序先后析出的。9. 何谓金属的钝化？其发生的原因是什么？答：将铁丝浸在稀硝酸中，铁丝会很快被腐蚀，同时产生NO气体。而且硝酸浓度增大，铁丝的溶解速率也加快。但是，如果将铁丝浸入浓硝酸（65%）中，可以观察到在短

5、时间出气之后腐蚀会突然停止，这是若将铁丝取出再放入稀硝酸中，铁丝也不会溶解。这种现象成为金属的钝化。 钝化状态的金属表面是被一层致密的氧化物膜所覆盖，因而大大阻了滞金属的腐蚀。10. 固体表面分子降低表面能的方式是怎样的？答：固体表面分子能对碰到固体表面上来的气体分子产生吸引力，使气体分子在固体表面上发生相对地具体，以降低固体的表面能，使具有较大表面积的固体系统趋于稳定。11. langmuir吸附等温式描述了吸附量与被吸附蒸汽压力之间的定量关系，在推导该公式的过程引入了哪两个重要假设?答：气体在固体表面上的吸附式单分子层的； 吸附分子之间无相互作用力。12. 吸附热的大小对催化剂的催化能力有

6、何影响？P402答：如果反应物A在固体表面的吸附很弱，反应表现为一级反应； 如果反应物A在固体表面的吸附很强，反应表现为零级反应； 如果产物X在固体催化剂表面发生强烈吸附，反应速率与反应物分压的一次方成正比，与产物分压的一次方成反比。13. 直链反应由哪几个主要步骤构成，请详细说明之。P385答：P385直链反应。14. 金属腐蚀分哪两大类？请详细说明之。答：化学腐蚀是氧化剂直接与金属表面接触，发生化学反应而引起的，例如锌在高温干燥的空气中直接被氧化的过程； 电化学腐蚀是发生电化学反应而引起的，最为普遍，造成的危害也最为严重。15. 何谓摩尔电导率？请详细说明之。答：在相距1m的两个平行板电极

7、之间充入1mol电解质的溶液时所具有的电导，称为该物质的摩尔电导率。16. 何谓离子独立移动定律？请详细说明之。答：在无限稀释时，所有电解质都全部电离，而且离子间一切相互作用均可忽略，因此离子在一定电场作用下的迁移速率只取决于该种离子的本性而与共存的其他离子的性质无关。17. 活化能对反应速度有何影响？答：由阿伦尼乌斯公式，活化能Ea越大，速率常数k越小，反应速度越慢；反之亦反。18. 跟踪一个化学变化时，可选择一个合适的物理量，通过不断地测量它可以获得反应进程，这个物理量在此体系中需要具备什么条件，可能是哪些量？答：测量某种成单值关系的物理量随时间变化。浓度。19. 可逆过程有何特点，请简述

8、之。答：系统处于无限接近于平衡态（准静态过程）；过程的推动力与阻力只相差无穷小；完成任一有限量变化均需无限长时间；在定温的可逆过程中，系统对环境所作之功为最大功，环境对系统所做之功为最小功。20. 吸附曲线有哪几种，他们各自的重要作用是什么？答：吸附等压线：吸附质平衡分压p一定时，反应吸附温度T与吸附量a之间关系，用于判别吸附类型；吸附灯亮线：吸附量一定时，反映吸附温度T与吸附质平衡分压p之间关系，用于求算吸附热adsHm；吸附等温线：温度一定时，反映吸附质平衡分压p与吸附量a之间关系，型研究多分子吸附层的性质，到型为多分子层的吸附情况。21. 举例说明金属腐蚀的防护方法。答：在金属表面涂覆各

9、种防护层：在铁上镀锌，锌的电极电势低于铁，遭腐蚀的是锌镀层；选择合适的金属和合金：实验室中常用铂作坩埚或惰性电极，效果较好；改变介质的性质：缓蚀剂能明显抑制金属腐蚀；电化学保护：将锌或镁与铁相连接，锌或镁为阳极，发生溶解，而铁是阴极，得到保护。22. 用开尔文公式说明人工降雨的基本原理。答：高空中如果没有灰尘，水蒸气可以达到相当高的过饱和程度而不致凝结成水。若在此时撇入凝聚核心，将凝聚水滴的初始曲率半径加大，其相应饱和蒸汽压可以高于高空中已有的水蒸气压力，因此蒸汽会迅速凝结成水。23. 固体表面分子降低表面能的方式是怎样的？答：同10。24. 表面吸附量的定义是什么？答：单位面积的表面层所含溶

10、质的物质的量比同量溶剂在本体溶液中所含溶质的物质的量的超出值。25. 何谓溶胶的电动现象？举例说明。答：在外电场的作用下，分散相与分散介质发生相对移动的现象，成为“电动现象”。电泳：在电场作用下，分散粒子在液体介质中坐定向移动；电渗：与电泳现象相反，使固体胶粒不动而液体介质在电场中发生定向移动的现象。26. 溶胶粒子带电的原因是什么？试解释之。答：吸附：胶体分散系统比表面大、表面能高，所以很容易吸附杂质。如果溶液中有少量电解质，溶胶粒子就会吸附离子。当吸附了正离子时，溶胶离子荷正电；吸附了负离子则荷负电；电离：当分散相固体与液体介质接触时，固体表面分子发生电离，有一种离子溶于液相，因而使固体粒

11、子带电。27. 反应级数和反应分子数的概念有何不同，能否说一级反应都是单分子反应，二级反应都是双分子反应，为什么有时两者数值一致？答：对于基元反应，直接作用所必需的反应物微观粒子（分子、原子、离子、自由基）数，称为“反应分子数”。反应分子数是针对基元反应而言的，表示反应微观过程的特征。化学反应的速率方程中各物浓度的指数称为各物的分级数，所有指数的总和称为反应总级数，用n表示。对于非基元反应不存在反应分子数的概念。反应分子数是微观量, 反应级数是宏观量开放分类不能。在基元反应中，反应级数和反应分子数数值相等。28. 物理吸附和化学吸附有什么区别，请详细说明。答：P293表格。29. 试述相律f=

12、K-+2的物理意义及各项的含义。答：相律就是在平衡系统中，联系系统内相数、组分数、自由度数及影响物质性质的外界因素之间关系的规律。只考虑温度和压力因素的影响时，平衡系统中相数、组分数和自由度数之间的关系如上所述。f表示系统的自由度数，K表示组分数，表示相数，2即为温度和压力两变量。30. 试述范特霍夫等温方程rGm=-RTK+RTQp的物理意义。答：用等温方程可判别一化学反应是否能进行及进行到什么限度为止。当QpK时，rGm0，反应能够正向进行；当QpK时，rGm0，反应能够逆向进行；当QpK时，rGm0，反应达到平衡。31. 影响化学平衡的因素有哪些，请较详细地说明之。答：温度：吸热反应时，

13、温度升高，标准平衡常数增大，有利于正向反应的进行；放热反应时，温度升高，标准平衡常数减小，不利于正向应的进行；压力：若0，系统总压力p改变对平衡组成没有影响；若0，系统总压力增大时，系统的平衡组成向产物减少，反应物增多的方向变化；若0，系统总压力增大时，系统的平衡组成向产物增加，反应物减少的方向变化；惰性气体：若0，惰性气体的存在不影响系统的平衡组成；若0，充入惰性气体，使产物的物质的量增大，反应物的物质的量减小；若0，充入惰性气体，使产物的物质的量减小，反应物的物质的量增大。32. 用范特霍夫等温方程rGm=-RTK+RTQp是如何判断一化学反应的方向和限度的。答：同30。33. 阿伦尼乌斯

14、对活化能是如何解释的？答：不是反应物分子之间的任何一次直接作用都能发生反应，只有那些能量相当高的分子之间的直接作用方能发生反应。在直接作用中能发生反应的、能量高的分子称为“活化分子”。活化分子的能量比普通分子的能量的超出值称为反应的活化能。34. 弯曲液面下产生附加压力的根本原因是什么？答：由于表面能的作用，任何液面都有尽量紧缩而减小表面积的趋势。如果液面是弯曲的，则这种紧缩趋势会对液面产生附加的压力。35. 胶体的电动现象产生的原因什么，请分别叙述之。答：在外电场的作用下，分散相与分散介质发生相对移动导致胶体的电动现象。在电场作用下，分散相粒子在液体介质中定向移动导致电泳；在电场作用下，固体

15、胶粒不动而液体介质在电场中发生定向移动导致电渗。36. 试述表面活性剂的几种重要作用。答：湿润：表面活性剂处理棉布，使得布与水的接触角加大，变原来的湿润为不湿润，制成防水又透气的雨布；增溶：浓度达到或超过临界胶束浓度的表面活性剂水溶液却能“溶解”相当量的碳氢化合物；乳化和去乳化：只要把少量表面活性剂加入到两种互不相溶的液体之中,经剧烈搅拌或超声振荡,就可制成较稳定的乳状液;表面活性剂亦具有趋乳化的作用；起泡：表面活性剂有双亲性的特征，具有起泡作用；洗涤：表面活性剂的湿润、起泡等作用有助于去除油脂污垢。37. 催化剂为什么能够加快反应速度？答：催化剂参与化学反应，改变了原来的反应途径，致使反应活

16、化能显著降低，从而加快反应速率。38. 可逆电池必须具备的条件是什么？答：可逆电池放电时的反应与充电时的反应必须互为逆反应；可逆电池所通过的电流必须为无限小；即可逆电池在充电、放电时，不仅物质的转变时可逆的，而且能量的转变也是可逆的。39. 何为参比电极，作为参比电极需要具备什么条件。答：实际测量电极电势时，经常使用的一种易于制备、使用方便、电势稳定的电极为参比电极。易于制备，使用方便，电极电势稳定且易重现。40. 电极溶液界面电势差与电动势有何区别？答：电极溶液界面电势差：金属离子在电极相中与在溶液相中的化学势不相等，则必然会发生相间的转移，破坏了电极和溶液各相中的电中性，使相见出现电势差。

17、当静电吸引与热分散平衡时，在电极与溶液界面处就形成了一个双电层。电极溶液界面电势差为电极电势与溶液本体电势差的绝对值。 电动势：各种电极的界面电势差就是电池电动势，如果没有液体接界电势存在，或者采用盐桥消除液体接界电势之后，可逆电池电动势E总是组成电池的两电极电势之差。41. 如何将一个化学反应设计成电池，有哪几个步骤？答：确定电解质溶液：对总反应中没有离子出现的反应，依据参加反应的物质找出相应的例子；确定电极：从已知三类电极中选择；复核反应：电池组成后必须写出该电池对应的反应，并与给定的反应对照，两者必须一致。42. 简述可逆电极的种类，并举例说明。答：第一类电极包括：金属电极和气体电极等。Cu2+|Cu，H+|H2(g,p)(Pt)。第二类电极包括：微溶盐电极和微溶氧化物电极。甘汞电极：Cl-|Hg2Cl2(s)-Hg(l)，贡-氧化汞电极：H+|HgO(s)-Hg(l)。第三类电极包括：氧化还原电极，是由惰性金属插入含有某种离子的两种不同氧化态的溶液中而成。Fe3+-Fe2+电极：Fe3+, Fe2+|(Pt)。43. 某两相在温度相等，压强不等的情况下能否达到相平衡？答：不能。 相平衡的热力学条件是各相的温度和压力相等，任一组分在各相的化学势相等。由于两相压强不等，故不能达到相平衡。44. 在100，p0，1mo