第六章 相平衡
1. 在室温和标准压力且无催化剂存在时,氮气和氢气可视为不起反应的。今在一容器中
充入任意量的2()N g 、2()H g 和3()NH g 三种气体,则该体系中物种数S 和组分数C 将是:答案:C
(A )S=3 ,C =1 (B ) S=3 ,C =2 (C ) S=3 ,C =3 (D ) S=2 ,C =3
2. 在抽空的容器中,加热固体4()NH Cl s ,有一部分分解成3()NH g 和()HCl g 。当体系
建立平衡时,其组分数C 和自由度数f 是:答案:A
(A ) C = 1,f = 1 (B ) C = 2,f = 2 (C ) C = 3,f = 3 (D )C = 2,f =1 3. 水煤气发生炉中有()C s 、2()H O g 、()CO g 、2()CO g 及2()H g 五种物质,其间能
发生化学反应:)g (CO 2)s (C )g (CO 2=+;
)g (CO )g (H )s (C )g (O H 22+=+;
在这样的平衡体系中,组分数为:答案:C
(A ) 5 (B ) 4 (C ) 3 (D ) 2
4. 碳酸钠和水可以形成232Na CO H O ?、2327Na CO H O ?、23210Na CO H O ?三种水合
物。当在标准压力下,该体系中共存的相数最多为:答案:C
(A ) 3 (B ) 4 (C ) 2 (D ) 5 5. 如右图所示,体系处于容器内,容器中间的半透膜AB
只允许O 2(g )通过,当体系建立平衡时,则体系中存在的相为:答案: D
(A )气相1,固相1 (B ) 气相1,固相2 (C )气相1,固相3 (D ) 气相2,固相2 6. 二元恒沸混合物的组成:答案: C
)g (CO )g (O H )g (H )g (CO 222+=
+
(A)固定(B)随温度变化(C)随压力变化(D)无法判断
7. 如果只考虑温度和压力的影响,纯物质最多可以共存的相有:答案:C
(A)1 (B)2 (C)3
(D)4
8. 以下各体系中属于单相体系的是:答案:C
(A)极细的斜方硫和单斜硫(B)漂白粉
(C)大小不一的一堆单斜硫碎粒(D)墨汁
9. 关于杠杆规则的适用对象,下面的说法中不正确的是:答案:B
(A)不适用于单组分体系(B)适用于二组分体系的任何相区
(C)适用于二组分体系的两个平衡相(D)适用于三组分体系的两个平衡相
10. 区别单相体系和多相体系的主要根据是:答案:D
(A)化学性质是否相同(B)物理性质是否相同
(C)物理组成是否相同(D)物理性质和化学性质是否都相同
11. 三组分水盐体系的相图常用来分离和或提纯盐类。处理时必须使体系的物系点进入所
需要的相区。为此配合使用的操作很多,但一般不包括:答案:D
(A)加水稀释(B)加入另一种盐或盐溶液
(C)升高或降低温度(D)水蒸气蒸馏12. 关于下述结论,正确的是:答案:C
(A)在等压下有确定沸点的液态体系一定是纯物质
(B)任何纯固体物质都有熔点
(C)在一定温度下,纯液体的平衡蒸气压与液体所受外压力无关
(D)纯固体物质的熔点可以有多个
13. 在0℃到100℃的范围内,液态水的蒸气压p与温度T的关系为:2265
lg p11.08
T
=-+,其中p的单位是Pa,T的单位是K。某高原地区的大气压只有60 kPa,则该地区水的
沸点为359.4 K ;在0℃到100℃水的平均摩尔汽化热为43.37kJ 。
14. 如右图所示的二元凝聚物系的相图,在相区Ⅰ中稳定存在的相为:答案:C
(A)固态A (B)固态A和固态B
(C)B溶在A中的不饱和固溶体
(D)B溶在A中的饱和固溶体
15. 在如右图所示的CaF2-CaCl2的凝聚物系相图中,当物系的组
成处于B点之右时,其步冷曲线都具有相似的形式。步冷曲
线的水平部分所代表的共存相是:l 、
不稳定化合物M 、固体CaCl2。
16. 如右图,二元凝聚物系的相图中,在相区Ⅰ中平衡共存的相是:
答案:D
(A)液相和纯物质A (B)液相和纯物
质B
(C)液相与低共熔混合物
(D)一对互为共轭的液态溶液
17. 如右图所示,对于形成简单低共熔混合物的二元相图,当组成为
x的物系平衡冷却到t℃时,则固液二相重量之比为:
答案:C
(A)W s:W l=ac:ab (B)W s:W l=bc:ab
(C)W s:W l=ac:bc (D)W s:W l=bc:ac
18. 由H2O和CuSO4组成的凝聚物系,当组成为x的CuSO4水溶液250克冷却到25℃时,
物系为A,此时呈平衡的两个相点分别为B和C点,其
中B是CuSO4·H2O晶体,C是与之共存的饱和溶液
x c。已知CA:AB=1:4,则析出的CuSO4·H2O晶体
的重量为:答案:C
(A)200 g (B)62.5 g
(C)50 g (D)150 g
19. 在绝热的条件下,273.15K的NaCl加入273.15K的碎冰中,体系的温度将如何变化?
(A)不变(B)降低(C)升高(D)不能确定答案:A
20. 如图H 2O —NaCl —Na 2SO 4的三元体系中,Na 2SO 4和H 2O 能形成水合物Na 2SO 4. 10H 2O
(D ),在DBC 相区中稳定存在的是:答案: B (A )水合物D 和溶液
(B )水合物D 和Na 2SO 4及NaCl 三相共存 (C )水合物D 、NaCl 和组成为G 的溶液 (D )纯NaCl 、纯Na 2SO 4和水溶液
21. 如下图所示的含有化合物(一个稳定化合物和一个不稳定化合物)的二元凝
聚体系的相图:请指出:
(A )1—9个相区中稳定存在的相及自由度。
(B )图中有哪几条三相线?在线上发生的变 化用化学式表示出来。
(三条三相线)(1)()()l A s C s +
(2)'()()C s l C s + (3)()'()l B s C s +
(C )画出稳定化合物、不稳定化合物及组成为M %物系的步冷曲线。
22. 下图为水-乙醇双液体系的温度-组成示意图。请指出:
(A )四个相区中稳定存在的相及自由度数。
(1)l *
2f =(2)l+g *
1f = (3)l+g *
1f = (4)l *
2f = (B )证明C 点的自由度数为0,并阐明该点的特性。*
11210f C =-Φ+=-+= (C )若有一组成为70%的乙醇体系,经加热,首先出现的气相组成是什么?最后一
滴的液相组成是什么?(用图示法表示)
(D )上述70%的乙醇体系,能用精馏法得到100%的纯乙醇?为什么?
不能。只能得到水和96%的乙醇。
23. 已知金属A 、B 二组份体系的步冷曲线的实验数据如下:(温度单位为℃)
(A )画出相图。
(B )填出各相区中的相、自由度数。 (C )指出相图中各化合物的分子式。
(D )相图中,中间一条三相线上发生的变化?(用文字指明三相线,并用化学式表明三
相线上的变化)
24. 指出下列相图中各部分的相及自由度数。
第七章电解质溶液
1. 按导体导电方式的不同而提出的第二类导体,其导电机理是:
(A)电解质溶液中能导电的正负离子的定向迁移。
(B)正负离子在电极上有氧化还原作用的产生(电子在电极上的得失)。
2. 按物体导电方式的不同而提出的第二类导体,对于它的特点的描述,那一点是不正确
的?答案:A
(A)其电阻随温度的升高而增大(B)其电阻随温度的升高而减小
(C)其导电的原因是离子的存在(D)当电流通过时在电极上有化学反应发生
3. 描述电极上通过的电量与已发生电极反应的物质的量之间的关系是:答案:C
(A ) 欧姆定律 (B ) 离子独立移动定律 (C ) 法拉第定律 (D ) 能斯特定律
4. 0.1mol.kg -1的Na 3PO 4水溶液的离子强度是: 21
0.62
i i I m Z =
=∑ ;0.001m 的36K [Fe(CN)]的水溶液的离子强度是:21
0.0062
i i I m Z =
=∑。 5. 用同一电导池分别测定浓度为0.01mol.dm -3和0.10.01mol.dm -3的同种电解质溶液,其电
阻分别为1000Ω和500Ω,则它们的摩尔电导之比为:答案:B
(A ) 1:5 (B ) 5:1 (C ) 1:20 (D ) 20:1
122
211
5:1R c R c λλ== 6. 在25℃无限稀释的水溶液中,离子摩尔电导最大的是:答案:D
(A ) La 3+ (B ) Mg 2+ (C ) NH +4
(D ) H +
7. 电解质溶液的摩尔电导可以看作是正负离子的摩尔电导之和,这一规律只适用于:(A )
强电解质 (B ) 弱电解质 (C ) 无限稀溶液 (D ) m =1的溶液 答案:C
8. 科尔劳施定律认为电解质溶液的摩尔电导与其浓度成线性关系为)c 1(m m β-λ=λ∞。
这一规律适用于:答案:B
(A ) 弱电解质 (B ) 强电解质的稀溶液 (C ) 无限稀溶液 (D )m =1的溶液
9. 0.1m 的CaCl 2水溶液其平均活度系数±γ=0.219,则离子平均活度为:答案:B (A ) 3.476×10-
3 (B ) 3.476×10-
2 (C ) 6.964×10
-2
(D ) 1.385×
10-
2
10. 在HAc 电离常数测定的实验中,直接测定的物理量是不同浓度的HAc 溶液的: (A ) 电导率 (B ) 电阻 (C ) 摩尔电导 (D ) 电离度 答案:B
11. 对于0.002m 的Na 2SO 4溶液,其平均质量摩尔浓度±m 是:
33.17510m -±==?。
12. 已知25℃时,NH 4Cl 、NaOH 、NaCl 的无限稀释摩尔电导∞
λm 分别为:1.499×10-
2、2.487
×10-
2、1.265×10-
2(S.m 2mol -
1),则NH 4OH 的∞
λm (S.m 2mol -
1)为:答案:B
(A ) 0.277×10-
2 (B ) 2.721×10-
2 (C ) 2.253×10-
2 (D ) 5.25×
10-
2
13. Ostwald 稀释定律表示为 2m c m m m c K ()
∞∞λ=λλ-λ,它适用于:答案:C
(A ) 非电解质溶液 (B ) 强电解质溶液
(C ) 电离度很小的1—1型弱电解质溶液 (D ) 无限稀释的电解质溶液 14. 在25℃时,0.002 mol.Kg -1的CaCl 2溶液的平均活度系数1)(±γ与0.002 mol.Kg -1的CaSO 4
溶液的平均活度系数2)(±γ的关系为:答案:A
(A ) 1)(±γ>2)(±γ (B ) 1)(±γ<2)(±γ (C ) 1)(±γ=2)(±γ (D ) 无法比较
15. 在25℃时,一电导池中盛以 0.01mKCl 溶液,电阻为150Ω;盛以0.01mHCl 溶液,电
阻为51.4Ω。已知25℃时,0.01m KCl 溶液的电导率κ为0.140877S.m -
1,则电导池常
数)A l (
=121.13R m κ-=;0.01 mHCl 的电导率κ=11()0.411112.l
S m R A
-?=,
摩尔电导m λ=
20.0411112..mol S m c
κ
-=。
16. 在18℃时,已知Ba(OH)2、BaCl 2和NH 4Cl 溶液无限稀释时的摩尔电导率分别为0.04576、
0.02406和0.01298 S.m 2.mol -
1,试计算该温度时NH 4OH 溶液的无限稀释时的摩尔电导
∞λm = 0.02383 S.m 2.mol -1。
17. 25℃时,测出AgCl 饱和溶液及配制此溶液的高纯水的电导率κ分别为3.41×10-
4 S.m
-1
和1.60×10-
4S.m -
1,已知AgCl 的相对分子量为143.4,则在25℃时AgCl 的电导率
为κ=24
1.8410H O κκ--=?S.m -
1,查表得25℃时AgCl 的无限稀释时的摩尔电导为
∞m λ=0.01383 S.m 2
mol -1,AgCl 饱和溶液的浓度c =
5
. 1.30910AgCl
m AgCl
κλ-∞
=?moldm -3,饱和溶解度S =Mc =31.87710-?g.dm -
3,AgCl 的溶度积K SP =31.7110-?mol 2dm -6。
第十章 化学动力学
1. 反应322O 3O →,其反应速度方程式为332O 211O O dC k C C dt --
= 或者2
32
O 21
2O O dC k C C dt
-=,速度常数1k 和2k 的关系是: 答案:C
(A ) 122k 3k = (B ) 12k k = (C ) 123k 2k = (D )
1211
k k 23
-= 2. 某反应其速度常数k =2.31×10-
2 S -
1.dm 3.mol -
1,对初始浓度为 1.0 mol.dm
-3
的反应
物,则反应的半衰期为:答案:A
(A ) 43.29 S (B ) 15.0 S (C ) 30.0 S (D ) 21.65 S
3. 某化学反应其反应物消耗
43所需的时间是它消耗掉2
1
所需时间的2倍,则反应的级数为:答案:B
(A )零级 (B ) 一级 (C ) 二级 (D ) 三级
4. 某反应的速度常数k 为
5.0×10-
5 S -
1dm 3.mol -
1,若浓度单位改变为 mol.cm -
1,时间单
位改变为 min ,则k 的数值为:答案:A (A )3 (B ) 8.33×10-10
(C ) 8.33×10-
4
(D ) 3×10-
3
5. 零级反应A B →的半衰期2
1t 与 A 的起始浓度 C 0及速度常数k 的关系为:答案:C
(A )2
1t = 2k 1
0C - (B ) 2
1t = 2 k 0C (C ) 2
1t =
k
2C 0
(D ) 2
1t =
kC 21
6. 反应 22CO(g)Cl (g)COCl (g)+→,实验测得其速度方程式为:
]CO []Cl [k dt
]
COCl [d n 22=。当温度及CO 浓度维持不变而使Cl 2的浓度增至3倍时,反应速度加快到原来的5.2倍,则相应于Cl 2的n 值是:答案:D
(A )1 (B ) 2 (C ) 3 (D ) 1.5
7. 某反应的速度常数为 4.62×10-
2 min -1,若其反应物的初始浓度为 0.1mol.dm -3,则反应
的半衰期2
1t 为:答案:B
(A ) 216 min (B ) 15 min (C ) 30 min (D ) 1.08 min
8. 对于反应A B →,当实验测得反应物A 的浓度C A 与时间t 成线性关系时,则该反应
为:答案:D
(A )一级反应 (B )二级反应 (C )分数级反应 (D ) 零级反应
9. 在下列各速度方程式所描述的反应中,哪一个无法定义其反应级数:答案:C
(A ) 22I H HI
C kC dt
dC = (B ) 21
Cl H HCl 2
2C kC dt dC = (C ) 2
2
2Br HBr
'21Br H HBr
C C k 1C kC dt
dC +=
(D )
21H C H CH 2
224
C kC dt
dC =
10. 在基元反应中:答案:D
(A )反应级数与反应分子数总是一致的(B )反应级数总是大于反应分子数 (C )反应级数总是小于反应分子数 (D )反应级数不一定与反应分子数总是相一致
(E ) 速度常数的单位是(时间)-
1
11. 对于任意给定的化学反应A B 2D +→,则在动力学研究中:答案:C
(A )表明它为二级反应 (B ) 表明它是双分子反应
(C )表示了反应物与产物分子间的计量关系 (D ) 表明它为基元反应 12. 下列基元反应中,哪一个反应的活化能为零:答案:D
(A )22A B 2AB +→ (B )A BC AB C +→+
(C )2A M 2A M +→+
(D ) 2A A M A M ++→+ 13. 反应 1
2B
A |
D
??→
-??→,已知反应1的活化能E 1大于反应2的活化能E 2,以下措施中
哪一种不能改变获得B 和C 的比例?答案:B
(A )提高反应温度 (B )延长反应时间 (C )加入适当的催化剂(D )降低反应温度
14. 若某反应的活化能为 80 kJ mol -1,则反应温度由20℃增加到30℃时,其反应 速度常
数约为原来的:答案:B
(A ) 2倍 (B ) 3倍 (C ) 4倍 (D ) 5 倍
15. 已知反应:123B D()
A |G
??→??→-??→产物 ,且13E E ,为有利于产物D 的生成,原
则上选择:答案:A
(A )升高温度 (B ) 降低温度 (C ) 维持温度 (D ) 及时移走副产物G
16. 已知反应 :2
1
3D
A B |G
??→??→-??→(产物),且23E E ,为有利于产物D 的生成,原
则上选择:答案:B
(A ) 升高温度 (B ) 降低温度 (C ) 维持温度不变 (D ) 及时移走副产物G
17. 描述平行反应1
2
k k B
A |D
??→-??→的特点时,哪一点是不正确的?答案:A
(A ) k 1和 k 2的比值不随温度变化
(B )反应的总速度等于两个平行的反应速度之和
(C ) 反应产物B 和D 的量之比等于两个平行反应的速度比 (D ) 反应物消耗的速度主要决定于反应速度较大的哪一个反应
18. 对峙反应1
2
k
k
A B ,当温度一定时由纯A 开始,下列说法中哪一点是不正确的? (A )起始时A 的消耗速度最快
(B )反应进行的净速度是正反应和逆反应的速度之差 (C ) k 1 / k 2的比值是恒定的
(D )达到平衡时正反应和逆反应的速度常数相等 答案:D
19. 若某反应的反应热0r m H ?为 100 kJmol -1
,则该反应的活化能:答案:B
(A ) 必定等于或小于100 kJmol -1 (B ) 必定等于或大于100 kJmol -1 (C )可能大于或小于100 kJmol -1 (D ) 只能小于100 kJmol -1 20. 质量作用定律适用于:答案:D
(A )对峙反应 (B )平行反应 (C )连串反应 (D )基元反应
21. 平行反应12B
A |D
??→-??→,其反应1和反应2的频率因子相同而活化能不同,E 1 为 120
kJ.mol -1,E 2为80 kJ.mol -1,则当在1000 K 进行时,两个反应速度常数之比是:答案:A
(A ) 8.138×10
-3
(B ) 1.228×102 (C ) 1.55×10-
5 (D ) 6.47×104
22. 反应速度常数随温度变化的Arrhenius 经验式是适用于:答案:B
(A )基元反应 (B ) 基元反应和大部分非基元反应 (C ) 对峙反应 (D ) 所有化学反应 23. 一个复杂化学反应可以利用平衡浓度法近似处理的条件是:答案:B
(A )反应速度快,迅速达到化学平衡
(B )包含可逆反应且很快达到平衡,其后的基元步骤速率慢 (C )中间产物的浓度小,第二步反应慢 (D )第一步反应快,第二步反应慢
24. 温度对化学反应速度影响很大,温度变化主要改变:答案:D
(A )活化能 (B )指数前因子 (C )物质浓度或分压 (D )速度常数
25. 已知某复杂反应的反应历程为1
1
k
k
A B - 、 2k B D J +??→ 。 则B 的浓度随时间的变化率
dt
]
B [d 是:答案:B (A ) 12k [A]k [D][B]- (B )112k [A]k [B]k [D][B]--- (
C ) 112k [A]k [B]k [D][B]--+ (
D )112k [A]k [B]k [D][B]--++ 26. 反应CH 3CHO → CH 4 +CO 其活化能为 190 KJmol -1,当加入催化剂碘蒸气后,活化
能降为 136 KJmol -1;若加入催化剂后反应的频率因子不变,则在500℃时加入催化剂后反应速度增大多少倍?答案:C
(A )2.3×10-
6 (B ) 4.38×105 (C ) 4.46×103 (D ) 2.24×10-
4
27. 对一般化学反应,温度升高时应该是:答案:C
(A )活化能明显降低 (B )平衡常数一定变大 (C )正、逆反应的速度常数成比例变化 (D )反应达到平衡的时间缩短 28. 气体反应的碰撞理论的要点是:答案:D
(A )气体分子可看成刚球,故一经碰撞就能引起化学反应 (B )反应分子必须互相碰撞且限于一定方向才能引起化学反应 (C )反应物分子只要互相迎面碰撞才引起化学反应
(D )一对反应分子具有足够的能量的迎面碰撞才引起化学反应 29. 化学反应的过渡状态理论的要点是:答案:B
(A )反应物通过简单碰撞就能变成产物
(B )反应物首先要形成活化络合物,反应速度决定于活化络合物分解为产物的分解速
度
(C )在气体分子运动论的基础上提出来的
(D )引人了方位因子的概念,并认为它与熵变化有关 30. 过渡状态理论的速度常数的计算式是:答案:B
(A )RT
E
Ae
k -= (B )
RT
E R S 0e
e
h
N RT k 0-
?≠=
(C ) RT E
0RT E
B
A e
Z e n n Z k --== (D ) RT E
0e PZ k -= 31. 气相反应22H (g)I (g)2HI(g)+→的速度公式为:
22d[HI]
k[H ][I ]dt
=。 其反应机理为:1
1
k
2k
I M 2I M -++ , 2
k 2H 2I 2HI +??→
经处理后得:
1222221
d[HI]k k
k[H ][I ][H ][I ]dt k -==,则此反应的表观活化能E 与E 1、 E -1、E 2之间的关系为:答案:A
(A ) 121E E E E -=+- (B ) 121E E E E -=-- (C ) 121E E E /E -=? (D ) 无法表达
32. 在连串反应 A ?→?1k B ?→?2
k
C 中,为了得到尽可能多的B (中间产物),可利
用哪一组式子来计算:答案:A
(A ) 2
12
1
max
.B k k )
k k ln(t -=
122k k k 21m a x .B )k k (a c -= (B ) 1
21k k k 2
1
m a x .B )k k (
a t -= 2
12
1m a x .B k k )k k l n (c -=
(C ) 2
12
1
max
.B k k )
k k ln(
t -=
121k k k 21max .B )k k (a c -= 33. NO 的氧化反应的计量式为 222NO O 2NO +→ ,实验确定为三级反应,其速度公
式为
22
O 2NO NO C kC dt
dC = 反应机理如下:12
k
22k
2NO N O (快) 3k 2222N O O 2NO +??→(慢)
(1)用“稳态”假设求证
22
O 2NO NO C kC dt
dC =
解:
23222[]
2[][]d NO k N O O dt
= 22212223222[]
[][][][]0d N O k NO k N O k N O O dt
=--=
2
122232[][][]
k NO N O k k O =+
2132232222322[][][]
2[][][]
k k NO O d NO k N O O dt k k O ==+ 由于232[]k k O
22213213
2222322
2[][]2[][][][][][]k k NO O k k d NO NO O k NO O dt k k O k ===+ (2)用“平衡”假设求出
dt
dC 2
NO 的表达式?
解:对于平衡态假设:由于反应(1)达到快速平衡,1222
2[]
[]k N O K k NO =
=
21
222
[][]k N O NO k =
221323222222
2[]
2[][][][][][]k k d NO k N O O NO O k NO O dt k ===
(3)若相对于k 1、k 2、k 3 有E 1、E 2、E 3,则总反应222NO O 2NO +→所对应的表观
活化能E 是多少?(即E 与E 1、E 2、E 3的关系式)
解:
2
ln d k E
dT RT
= 1322k k k k = 123E E E E =-+ 34. 某物质按一级反应进行分解。已知25℃时反应完成40%需要时间为50分钟。如果反
应在50℃时完成40%需要时间为10分钟试求:(1)25℃时反应的半衰期;(2)25℃时以秒为单位的反应速率常数;(3)该反应的活化能。(4)50℃时完成80%反应所需要的时间。
解:一级反应进行分解:25℃时:
1412981111
ln ln 0.01022min 1.70310150140%
K k s t y ---====?--
14
2
298ln 2ln 2
(298)407067.84min 1.70310
t K s k -=
===? 141
3231111ln
ln 0.05108min 8.51410110140%
K k s t y ---====?--
2
ln d k E
dT RT =
211211ln ()k E k R T T =- 44
8.5141011
ln ()1.703108.314298323
E --?=-? 5151851.52E J kJ ==
4
3231111
ln
ln 189031.5min 18.51410180%
K
t s k y -=
===-?- 35. 某一均相催化反应机理可以表示为:
1
2
1
k k k S K X
R K -+
??→+ (催化剂)(中间络合物)
(产物)(催化剂)
(反应物)
设反应物和催化剂的起始浓度分别为0S C 和0K C ,而且0S C 0K C ,假设21k k -,
试证明反应有下列表达式:1S 1S K 12R k C k C C k k dt dC 00
0-+=。并讨论两种极端情形(1)1S 1k C k 0- ;(2)1S 1k C k 0- 时速率表达式将具有何种形式?
解:
2[]R
dC k X dt
= 11210012[]
[][][][][][][][]d X k S K k X k X k S X K X k X k X dt
--=--=----
由于00[][]S K ,根据稳态假定,
10012[]
[][][][]0d X k S K X k X k X dt
-≈---= 1001012[][][][]k S K X k S k k -=
++ 由于:12k k - 100101
[][]
[][]k S K X k S k -=+
120
02101
[][][][]R
k k S K dC k X dt k S k -==+ (1)011S k C k -
1200
12001011
[][][][][]R k k S K dC k k K k K dt k S k k -=≈=+为零级反应; (2)
011S k C k - 1200
1200001011
[][][][][][][]R k k S K dC k k S K k S K dt k S k k --=≈=+为一级反应;
36. 有一个涉及一种反应物(A )的二级反应,此反应的速率常数表达式为
)1045.1exp(10
0.45
10
RT
T k ?-?= mol -1.dm 3.s -1。
(1)求在600K ,当反应物A 的初始浓度为0.1mol ·dm -3
时,此反应的半衰期;
(2)求此反应在300K 时的阿累尼乌斯(Arrhenius )活化能;
(3)如果上面的反应是通过下述历程进行的:1
2
k
k
A B 3k B A C +??→
4k C P ??→
其中B 、C 为活性中间产物,P 为最终产物,试推导出此反应的速率方程,并讨论在什么条件下,该反应历程能给出二级速率方程。
解:(1)600K
时,
5
10
1311.45104.010)0.2330..8.314600
k mol dm s --?=?-=? 12
01142.90.23300.1
t s kc =
==?
(2)52
252ln 1 1.45101() 1.451022
a d k E RT RT RT dT T RT ?==+=+? 51.462510146.25J kJ =?= (3)
4[]
[]d P k C dt
= 根据稳态假定:
123[]
[][][][]0d B k A k B k A B dt
=--= 123[]
[][]
k A B k k A =
+
34[]
[][][]0d C k A B k C dt
=-= 2313423[][][][][]k k k A C A B k k k A ==
+ 2134423[][]
[][]
k k k A d P k C dt k k A ==+ 当23[]k k A 时,22134
2
[][][]k k k d P A k A dt k ==为二级反应
第五章原子结构和元素周期表 本章总目标: 1:了解核外电子运动的特殊性,会看波函数和电子云的图形 2:能够运用轨道填充顺序图,按照核外电子排布原理,写出若干元素的电子构型。 3:掌握各类元素电子构型的特征 4:了解电离势,电负性等概念的意义和它们与原子结构的关系。 各小节目标: 第一节:近代原子结构理论的确立 学会讨论氢原子的玻尔行星模型213.6E eV n = 。 第二节:微观粒子运动的特殊性 1:掌握微观粒子具有波粒二象性(h h P mv λ= =)。 2:学习运用不确定原理(2h x P m π???≥ )。 第三节:核外电子运动状态的描述 1:初步理解量子力学对核外电子运动状态的描述方法——处于定态的核外电子在核外空间的概率密度分布(即电子云)。 2:掌握描述核外电子的运动状态——能层、能级、轨道和自旋以及4个量子数。 3:掌握核外电子可能状态数的推算。 第四节:核外电子的排布 1:了解影响轨道能量的因素及多电子原子的能级图。 2。掌握核外电子排布的三个原则: ○ 1能量最低原则——多电子原子在基态时,核外电子尽可能分布到能量最低的院子轨道。 ○ 2Pauli 原则——在同一原子中没有四个量子数完全相同的电子,或者说是在同一个原子中没有运动状态完全相同的电子。 ○ 3Hund 原则——电子分布到能量简并的原子轨道时,优先以自旋相同的方式
分别占据不同的轨道。 3:学会利用电子排布的三原则进行 第五节:元素周期表 认识元素的周期、元素的族和元素的分区,会看元素周期表。 第六节:元素基本性质的周期性 掌握元素基本性质的四个概念及周期性变化 1:原子半径——○1从左向右,随着核电荷的增加,原子核对外层电子的吸引力也增加,使原子半径逐渐减小;○2随着核外电子数的增加,电子间的相互斥力也增强,使得原子半径增加。但是,由于增加的电子不足以完全屏蔽增加的核电荷,因此从左向右有效核电荷逐渐增加,原子半径逐渐减小。 2:电离能——从左向右随着核电荷数的增多和原子半径的减小,原子核对外层电子的引力增大,电离能呈递增趋势。 3:电子亲和能——在同一周期中,从左至右电子亲和能基本呈增加趋势,同主族,从上到下电子亲和能呈减小的趋势。 4:电负性——在同一周期中,从左至右随着元素的非金属性逐渐增强而电负性增强,在同一主族中从上至下随着元素的金属性依次增强而电负性递减。 习题 一选择题 1.3d电子的径向函数分布图有()(《无机化学例题与习题》吉大版) A.1个峰 B.2个峰 C. 3个峰 D. 4个峰 2.波函数一定,则原子核外电子在空间的运动状态就确定,但仍不能确定的是() A.电子的能量 B.电子在空间各处出现的几率密度 C.电子距原子核的平均距离 D.电子的运动轨迹 3.在下列轨道上的电子,在xy平面上的电子云密度为零的是()(《无机化学例题与习题》吉大版) A .3s B .3p x C . 3p z D .3d z2 4.下列各组量子数中,合理的一组是() A .n=3,l=1,m l=+1,m s= +1/2 B .n=4,l=5,m l= -1,m s= +1/2 C .n=3,l=3,m l=+1,m s= -1/2 D .n=4,l=2,m l=+3,m s= -1/2 5.第四周期元素原子中未成对电子数最多可达()(《无机化学例题与习题》吉大版) A.4 B.5 C.6 D.7
物理化学习题三 《相平衡、化学势与化学平衡》部分 一 判断题 1、二组分完全互溶双液系理想溶液,若P A *> P B * 则Y A
第四章相平衡 物质在温度、压力、成分变化时,其状态可以发生改变。相图就是表示物质的状态和温度、压力、成分之间的关系的简明图解,即相图是研究一个多组分(或单组分)多相体系的平衡状态随温度、压力、组分浓度等的变化而改变的规律。利用相图,我们可以知道在热力学平衡条件下,各种成分的物质在不同温度、压力下的相组成、各种相的成分、相的相对量。因为相图表示的是物质在热力学平衡条件下的情况,所以又称之为平衡相图。由于我们涉及到的材料一般都是凝聚态的,压力的影响极小,所以通常的相图是指在恒压下(一个大气压)物质的状态与温度、成分之间的关系图。 材料的性质除了与化学组成有关外,还取决于其显微结构,即其中所包含的每一相(晶相、玻璃相及气孔)的组成、数量和分布。研究材料显微结构的形成,需要综合考虑热力学和动力学这二方面的因素。相图为我们从热力学平衡角度判断系统在一定的热力学条件下所趋向的最终状态,提供了十分有用的工具。所以对材料的研究与生产来说,相图可以帮助我们正确选择配料方案及工艺制度,合理分析生产过程中的质量问题以及帮助我们进行新材料的研制。 第一节相图的基本知识 1876年吉布斯以严谨的热力学为工具,推导了多相图体系的普遍规律——相律。经过长期实践的检验,相律被证明是自然界最普遍的规律之一。材料系统的相图当然也不会例外。但由于材料是一种固体材料,材料系统的相图与以气、液相为主的一般化工生产中所涉及的平衡体系相比,具有自己的特殊性。简要地讨论一下这个问题,对我们今后正确理解和实际应用材料相图是有帮助的。 相图又称平衡状态图。顾名思义,相图上所表示的体系所处的状态是一种热力学平衡态,即一个不再随时间而发生变化的状态。体系在一定热力学条件下从原先的非平衡态变化到该条件下的平衡态,需要通过相与相之间的物质传递,因而需要一定的时间。但这个时间可长可短,依系统的性质而定。从0℃的水中结晶出冰,显然比从高温SiO2熔体中结晶出方石英要快得多。这是由相变过程的动力学因素所决定的。然而,这种动力学因素在相图中完全不能反映,相图仅指出在一定条件下体系所处的平衡状态(即其中所包含的相数,各相的形态、组成和数量),而不管达到这个平衡状态所需要的时间,这是相图的热力学属性。无机非金属材料体系的高温物理化学过程要达到一定条件下的热力学平衡状态,所需要的时间往往比较长,由于动力学原因,热力学非平衡态,即介稳态,经常出现于无机非金属材料系统中,因此实际进行的过程不一定达到相图上所指示的平衡状态。但相图所指示的平衡状态表示了在一定条件下系统所进行的物理化学变化的本质、方向和限度,因而它对于我们从事科学研究以及解决实际问题仍然具有重要的指导意义。 下面来讨论相图中的组分、相及相律,根据吉布斯相律: c f =p 2 - + 式中:f——自由度数,即在温度、压力、组分浓度等可能影响系统平衡状态的变量中,可以在一定范围内任意改变而不会引起旧相消失或新相产生的独立变量的数 目; c——独立组分数,即构成平衡物系所有各相组成所需要的最少组分数; p——相数; 2——指温度和压力这二个影响系统平衡的外界因素。
物理化学测验(四) 一、选择题。在题后括号内,填上正确答案代号。 1、硫酸与水可形成H2SO4?H2O(s),H2SO4?2H2O(s),H2SO4?4H2O(s)三种水合物,问在101325 Pa的压力下,能与硫酸水溶液及冰平衡共存的硫酸水合物最多可有多少种?( ) (1) 3种;(2) 2种;(3) 1种;(4) 不可能有硫酸水合物与之平衡共存。 2、组分A(高沸点)与组分B(低沸点)形成完全互溶的二组分系统,在一定温度下,向纯B 中加入少量的A,系统蒸气压力增大,则此系统为:( )。 (1)有最高恒沸点的系统; (2)不具有恒沸点的系统; (3)具有最低恒沸点的系统。 3、设反应a A(g ) == y Y(g) + z Z(g),在101.325 kPa、300 K下,A的转化率是600 K的2倍,而且在300 K下系统压力为101 325 Pa的转化率是2×101 325 Pa的2 倍,故可推断该反应()。 (1)平衡常数与温度,压力成反比; (2)是一个体积增加的吸热反应; (3)是一个体积增加的放热反应; (4)平衡常数与温度成在正比,与压力成反比。 4、某反应A(s) == Y(g) + Z(g)的?r G与温度的关系为?r G= (-45 000+110 T/K) J ·mol -1,在标准压力下, 要防止该反应发生,温度必须:( ) 。 (1) 高于136 ℃; (2) 低于184 ℃; (3) 高于184 ℃; (4) 低于136 ℃; (5) 高于136 ℃而低于184 ℃。 5、将固体NH4HCO3(s) 放入真空容器中,等温在400 K,NH4HCO3按下式分解并达到平衡:NH4HCO3(s) === NH3(g) + H2O(g) + CO2(g) 系统的组分数C和自由度数?为:( )。 (1)C=2,?=1; (2)C=2,?=2; (3)C=1,?=0; (4)C=3,?=2。 6、已知等温反应 ①CH4(g) == C(s) + 2H2(g) ②CO(g) + 2H2(g) == CH3OH(g) 若提高系统总压力,则平衡移动方向为()。 (1)①向左,②向右; (2)①向右,②向左; (3)①和②都向右。 二、计算题。请计算下列各题。 ( 本大题7分) 在323 K时,下列反应中NaHCO3(s)和CuSO4-5H2O(s)的分解压力分别为4 000 Pa和6052 Pa: 反应①2NaHCO3(s) ==Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g)
第五章 原子结构和元素周期表 本章总目标: 1:了解核外电子运动的特殊性,会看波函数和电子云的图形 2:能够运用轨道填充顺序图,按照核外电子排布原理,写出若干元素的电子构型。 3:掌握各类元素电子构型的特征 4:了解电离势,电负性等概念的意义和它们与原子结构的关系。 各小节目标: 第一节:近代原子结构理论的确立 学会讨论氢原子的玻尔行星模型213.6E eV n = 。 第二节:微观粒子运动的特殊性 1:掌握微观粒子具有波粒二象性(h h P mv λ= =)。 2:学习运用不确定原理(2h x P m π???≥ )。 第三节:核外电子运动状态的描述 1:初步理解量子力学对核外电子运动状态的描述方法——处于定态的核外电子在核外空间的概率密度分布(即电子云)。 2:掌握描述核外电子的运动状态——能层、能级、轨道和自旋以及4个量子数。 3:掌握核外电子可能状态数的推算。 第四节:核外电子的排布 1:了解影响轨道能量的因素及多电子原子的能级图。 2;掌握核外电子排布的三个原则: ○ 1能量最低原则——多电子原子在基态时,核外电子尽可能分布到能量最低的院子轨道。 ○ 2Pauli 原则——在同一原子中没有四个量子数完全相同的电子,或者说是在同一个原子中没有运动状态完全相同的电子。 ○3Hund 原则——电子分布到能量简并的原子轨道时,优先以自旋相同的方式
分别占据不同的轨道。 3:学会利用电子排布的三原则进行 第五节:元素周期表 认识元素的周期、元素的族和元素的分区,会看元素周期表。 第六节:元素基本性质的周期性 掌握元素基本性质的四个概念及周期性变化 1:原子半径——○1从左向右,随着核电荷的增加,原子核对外层电子的吸引力也增加,使原子半径逐渐减小;○2随着核外电子数的增加,电子间的相互斥力也增强,使得原子半径增加。但是,由于增加的电子不足以完全屏蔽增加的核电荷,因此从左向右有效核电荷逐渐增加,原子半径逐渐减小。 2:电离能——从左向右随着核电荷数的增多和原子半径的减小,原子核对外层电子的引力增大,电离能呈递增趋势。 3:电子亲和能——在同一周期中,从左至右电子亲和能基本呈增加趋势,同主族,从上到下电子亲和能呈减小的趋势。 4:电负性——在同一周期中,从左至右随着元素的非金属性逐渐增强而电负性增强,在同一主族中从上至下随着元素的金属性依次增强而电负性递减。 习题 一选择题 1.3d电子的径向函数分布图有()(《无机化学例题与习题》吉大版) A.1个峰 B.2个峰 C. 3个峰 D. 4个峰 2.波函数一定,则原子核外电子在空间的运动状态就确定,但仍不能确定的是() A.电子的能量 B.电子在空间各处出现的几率密度 C.电子距原子核的平均距离 D.电子的运动轨迹 3.在下列轨道上的电子,在xy平面上的电子云密度为零的是()(《无机化学例题与习题》吉大版) A .3s B .3p x C . 3p z D .3d z2 4.下列各组量子数中,合理的一组是() A .n=3,l=1,m l=+1,m s= +1/2 B .n=4,l=5,m l= -1,m s= +1/2 C .n=3,l=3,m l=+1,m s= -1/2
物理化学习题二 《相平衡、化学势与化学平衡》部分 一 判断题 1、二组分完全互溶双液系理想溶液,若P A *> P B * 则Y A
物理化学相平衡知识点
相平衡 一、主要概念 组分数,自由度,相图,相点,露点,泡点,共熔点,(连)结线,三相线,步冷(冷却)曲线,低共熔混合物(固相完全不互溶) 二、重要定律与公式 本章主要要求掌握相律的使用条件和应用,单组分和双组分系统的各类典型相图特征、绘制方法和应用,利用杠杆规则进行有关计算。 1、相律: F = C - P + n, 其中:C=S-R-R’ (1) 强度因素T,p可变时n=2 (2) 对单组分系统:C=1, F=3-P (3) 对双组分系统:C=2,F=4-P;应用于平面相图时恒温或恒压,F=3-P。 2、相图 (1)相图:相态与T,p,x的关系图,通常将有关的相变点联结而成。 (2)实验方法:实验主要是测定系统的相变点。常用如下四种方法得到。 1
2 对于气液平衡系统,常用方法蒸气压法和沸点法; 液固(凝聚)系统,通常用热分析法和溶解度法。 3、单组分系统的典型相图 对于单组分系统C =1,F =C -P +2=3-P 。当相数P =1时,自由度数F =2最大,即为双变量系统,通常绘制蒸气压-温度(p-T )相图,见下图。 p T l B C A O s g C ' p T l B C A O s g F G D 单斜硫p T 液体硫B C A O 正交硫 硫蒸气 (a) 正常相图 (b) 水的相图 (c) 硫的相图 图6-1 常见的单组分系统相图 4、二组分系统的相图 类型:恒压的t -x (y )和恒温的p -x (y )相图。 相态:气液相图和液-固(凝聚系统)相图。 (1)气液相图 根据液态的互溶性分为完全互溶(细分为形
第5章电化学基础……问题 1. 什么是氧化还原的半反应式?原电池的电极反应与氧化还原反应式有何关系? 答:任何一个氧化还原反应都可以分写成两个半反应:一个是还原反应,表示氧化剂被还原;一个是氧化反应,表示还原剂被氧化。即: 还原反应:氧化态+n e-→ 还原态; 氧化反应:还原态-n e-→氧化态 这两个式子称为氧化还原的半反应式。 原电池的总反应是一个氧化还原反应,原电池的两个电极反应各乘以一个适当的系数后再加和起来,即得原电池总反应式……氧化还原反应式。 2. 原电池由那些部分组成?试分别叙述每一部分的作用。 答:原电池主要由以下几个部分组成:E正极得到电子,发生还原反应; 负极提供电子,发生氧化反应;●在双液电池中盐桥也必不可少,其作用是通过离子扩散来保持溶液的电中性,消除电极反应产生的过剩电荷的阻力,导通电流;?导线是导通电流,确保反应持续进行。 3. 如何将一个在溶液中进行的氧化还原反应设计成原电池? 答:E先将氧化还原反应分写成两个半反应:一个是还原反应,表示氧化剂被还原;一个是氧化反应,表示还原剂被氧化; 根据两个半反应的电对特点将其设计成电极,并用符号表示电极的组成;●确定正负极:氧化反应对应于阳极,即负极;而还原反应对应于阴极,即正极;?不同的电解质间要用盐桥连接以减小液接电势。 例如:将反应2KMnO4+5Na2SO3+3H2SO4=2MnSO4+5Na2SO4+K2SO4+3H2O设计成原电池。 E氧化反应;SO32--ne-→ SO42- ●电极组成:(-) Pt| Na2SO4,Na2SO3 还原反应:MnO4-+ne-→ Mn2+(+) Pt| KMnO4,MnSO4,H2SO4 ?电池符号:(-)Pt| Na2SO4,Na2SO3‖KMnO4,MnSO4,H2SO4| Pt(+) 4. 如何用符号表示一个原电池?写出原电池:Pt|H2|H+||Cl-|AgCl|Ag的电极反应及电池反应式。 答:用符号表示一个原电池的一般规则为:E负极在左,正极在右; 用“|”表示两相之间的相界面,用“||”表示盐桥;●溶液应注明浓度(mol?L-1),气体应注明分压(kPa);?从负极开始沿着电池内部依次书写到正极。 原电池:Pt|H2|H+||Cl-|AgCl|Ag的电极反应及电池反应如下: 负极反应:H2-2e-→ 2H+ 阳极反应:AgCl +e-→ Ag +Cl- 电池反应:H2 + 2AgCl = 2Ag + 2Cl- 5. 何谓电极电势?怎样用这一概念解释原电池产生电流的原因? 答:电极与溶液形成双电层达到动态平衡时,金属的电势E(金属)与溶液的电势E(溶液)之差称为电极电势,以符号E(M n+/M)表示。即:E(M n+/M)= E(金属)-E(溶液)。M n+/M表示组成该电极的氧化还原电对,如E(Zn 2+/Zn), E(Cu 2+/Cu)和E(Cl 2/C1-)等。 将两个电极电势不同的电极组成原电池时,原电池的电动势E≠0,电就会从电极电势高的电极(正极)自动
物理化学《相平衡》习题及答案 2-3 选择题 1、水煤气发生炉中共有)()()()(22g CO g CO g O H s C 、、、及)(2g H 5种物质,它们能发生下述反应:)(2)()(2g CO s C g CO ?+,)()()()(222g O H g CO g H g CO +?+,)()()()(22g CO g H s C g O H +?+,则此体系的组分数、自由度为( C ) A.5、3 B.4、3 C.3、3 D.2、2 2、物质A 与B 可形成低共沸混合物E ,已知纯A 的沸点小于纯B 的沸点,若将任意比例的A+B 混合在一个精馏塔中精馏,则塔顶的馏出物是( C ) A.纯A B.纯B C.低共沸混合物 D.都有可能 3、克拉贝隆-克劳修斯方程适用于( C ) A.)()(22g I s I ? B.)()(金刚石石墨C C ? C.),,(),,(222112p T g I p T g I ? D.)()(22l I s I ? 4、将一透明容器抽成真空,放入固体碘,当温度为50℃时,可见到明显的碘升华现象,有紫色气体出现。若温度维持不变,向容器中充入氧气使之压力达到100kPa 时,将看到容器中( C ) A.紫色变深 B.紫色变浅 C.颜色不变 D.有液态碘出现 5、在一定温度下,水在其饱和蒸汽压下汽化,下列各函数增量中那一项为零( D ) A.U ? B.H ? C.S ? D.G ? 6、在一定外压下,多组分体系的沸点( D ) A.有恒定值 B.随组分而变化 C.随浓度而变化 D.随组分及浓度而变化 7、压力升高时,单组份体系的沸点将( A ) A.升高 B.降低 C.不变 D.不一定 8、进行水蒸气蒸馏的必要条件是( A ) A.两种液体互不相容 B.两种液体蒸汽压都较大 C.外压小于101kPa D.两种液体的沸点相近 9、液体A 与液体B 不相混溶。在一定温度T ,当有B 存在时,液体A 的蒸汽压为( B ) A.与体系中A 的摩尔分数成比例
第4章相平衡选择填空1-2 (1) 1. NH4HS(s)和任意量的NH3(g)及H2S(g)达平衡时,有: (A) C=2,Φ=2,f=2 (B) C=1,Φ=2,f=1 (C) C=2,Φ=3,f=2 (D) C=3,Φ=2,f=3 2.将固体 NH4HCO3(s) 放入真空容器中,恒温到 400 K,NH4HCO3按下式分解并达到平衡:NH4HCO3(s) = NH3(g) + H2O(g) + CO2(g) 体系的组分数 C 和自由度数 f 为: (A) C= 2, f= 1 (B) C= 2, f= 2 (C) C= 1, f= 0 (D) C= 3, f= 2 3. 某体系存在 C(s),H2O(g),CO(g),CO2(g),H2(g) 五种物质,相互建立了下述三个平衡:H2O(g) + C(s) === H2(g) + CO(g) CO2(g) + H2(g) === H2O(g) + CO(g) CO2(g) + C(s) === 2CO(g) 则该体系的独立组分数 C 为: (A) C=3 (B) C=2 (C) C=1 (D) C=4 4. 某一水溶液中有 n种溶质,其摩尔分数分别是 x1,x2,...,xn,若使用只允许水出入的半透膜将此溶液与纯水分开,当达到渗透平衡时水面上的外压为 p w,溶液面上外压为 p s,则该体系的自由度数为: ( ) (A) f=n (B) f=n+1 (C) f=n+2 (D) f=n+3 5. NaCl 水溶液和纯水经半透膜达成渗透平衡时,该体系的自由度是: ( ) (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 6. 在 101 325 Pa 的压力下,I2在液态水和 CCl4中达到分配平衡 (无固态碘存在),则该体系的自由度数为: (A) f*= 1 (B) f*= 2 (C) f*= 0 (D) f*= 3 7. 二元合金处于低共熔温度时物系的自由度 f 为: ( ) (A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3 8. CuSO4与水可生成CuSO4﹒H2O,CuSO4﹒3H2O,CuSO4﹒5H2O三种水合物,则在一定温度下与水蒸气平衡的含水盐最多为: ( ) (A)3种 (B)2种 (C)1种 (D)不可能有共存的含水盐 9. 由CaCO3(s),CaO(s),BaCO3(s),BaO(s)及CO2(s)构成的平衡体系,其自由度为: ( ) (A) f=2 (B) f=1 (C) f=0 (D) f=3 10. 三相点是: ( ) (A) 某一温度,超过此温度,液相就不能存在 (B) 通常发现在很靠近正常沸点的某一温度 (C) 液体的蒸气压等于25℃时的蒸气压三倍数值时的温度 (D)固体、液体和气体可以平衡共存时的温度和压力 11. 某一物质 X在三相点时的温度是20℃,压力是2个标准大气压。下列哪一种说法是正确的: ( ) (A) 在2个标准大气压,20℃以上 X 能以液体存在 (B)在2个标准大气压,20℃以下 X 能以固体存在 (C) 在25℃,标准大气压下液体 X 是稳定的 (D) 在25℃时, 标准大气压下液体 X 和固体 X 具有相同的蒸气压
物理化学相平衡1试卷 一、选择题( 共21题40分) 1. 2 分(2442)由CaCO3(s),CaO(s),BaCO3(s),BaO(s)及CO2(s)构成的平衡体系,其自由 度为: ( ) (A) f=2 (B) f=1 (C)f=0 (D) f=3 2. 2 分(2398)将N2,H2,NH3三种气体充进773 K,32 424 kPa的合成塔中,在有催化剂存 在的情况下,指出下列三种情况时该体系的独立组分数C(1),C(2),C(3)各为多少 (1) 进入塔之前 (2) 在塔内反应达平衡时 (3) 若只充入NH3气,待其平衡后 (A) 3,2,1 (B) 3,2,2 (C) 2,2,1 (D) 3,3,2 3. 2 分(2562)在373.15 K时,某有机液体A和B的蒸气压分别为p和3p,A 和B的某混合物为理想液体混合物,并在373.15 K,2p时沸腾,那么A在平衡蒸气相 中的摩尔分数是多少? (A) 1/3 (B) 1/4 (C) 1/2 (D) 3/4 4. 2 分(2403)将AlCl3溶于水中全部水解,此体系的组分数C是: (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 5. 2 分(2740) 对二级相变而言,则 (A)? 相变H=0,? 相变 V<0(B)? 相变 H<0,? 相变 V=0 (C)? 相变H<0,? 相变 V<0(D)? 相变 H=0,? 相变 V=0 6. 2 分(2436)CuSO4与水可生成CuSO4?H2O,CuSO4?3H2O,CuSO4?5H2O三种水合物,则在一定压力下,与CuSO4水溶液及冰共存的含水盐有: (A) 3种 (B) 2种 (C) 1种 (D) 不可能有共存的含水盐 7. 2 分(2333) 在密闭容器中,让NH4Cl(s)分解达到平衡后,体系中的相数是: (A)1 (B)2 (C)3 (D) 4 8. 2 分(2440)CaCO3(s),CaO(s),BaCO3(s),BaO(s)及CO2(g)构成的一个平衡物系,其组分数为: (A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 5 9. 2 分(2739) 二级相变服从的基本方程为:(A)克拉贝龙方程(B)克拉贝龙—克劳修斯方程 (C)爱伦菲斯方程(D)以上三个方程均可用 10. 2 分(2565)p?时,A 液体与B液体在纯态时的饱和蒸气压分别为40 kPa和46.65 kPa,在此压力下,A和B 形成完全互溶的二元溶液。在x A= 0.5时,A和B 的平衡分压分别是13.33kPa和20 kPa,则此二元物系常压下的T-x图为下列哪个图: 11. 2 分(2396)硫酸与水可形成H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)、H2SO4·4H2O(s)三种水合物,问在 101 325 Pa 的压力下,能与硫酸水溶液及冰平衡共存的硫酸水合物最多可有多少种 (A) 3 种 (B) 2 种 (C) 1 种 (D) 不可能有硫酸水合物与之平衡共存。 12. 2 分(2399)某体系存在C(s),H2O(g),CO(g),CO2(g),H2(g) 五种物质,相互建立了下述三个平衡:H2O(g) + C(s)垐? 噲?H2(g) + CO(g) CO2(g) + H2(g)垐? 噲?H2O(g) + CO(g) CO2(g) + C(s)垐? 噲?2CO(g) 则该体系的独立组分数C为: (A) C=3 (B) C=2 (C) C=1 (D) C=4
第六章 相平衡 1. 在室温和标准压力且无催化剂存在时,氮气和氢气可视为不起反应的。今在一容器中 充入任意量的2()N g 、2()H g 和3()NH g 三种气体,则该体系中物种数S 和组分数C 将是:答案:C (A )S=3 ,C =1 (B ) S=3 ,C =2 (C ) S=3 ,C =3 (D ) S=2 ,C =3 2. 在抽空的容器中,加热固体4()NH Cl s ,有一部分分解成3()NH g 和()HCl g 。当体系 建立平衡时,其组分数C 和自由度数f 是:答案:A (A ) C = 1,f = 1 (B ) C = 2,f = 2 (C ) C = 3,f = 3 (D )C = 2,f =1 3. 水煤气发生炉中有()C s 、2()H O g 、()CO g 、2()CO g 及2()H g 五种物质,其间能 发生化学反应:)g (CO 2)s (C )g (CO 2=+; )g (CO )g (H )s (C )g (O H 22+=+; 在这样的平衡体系中,组分数为:答案:C (A ) 5 (B ) 4 (C ) 3 (D ) 2 4. 碳酸钠和水可以形成232Na CO H O ?、2327Na CO H O ?、23210Na CO H O ?三种水合 物。当在标准压力下,该体系中共存的相数最多为:答案:C (A ) 3 (B ) 4 (C ) 2 (D ) 5 5. 如右图所示,体系处于容器内,容器中间的半透膜AB 只允许O 2(g )通过,当体系建立平衡时,则体系中存在的相为:答案: D (A )气相1,固相1 (B ) 气相1,固相2 (C )气相1,固相3 (D ) 气相2,固相2 6. 二元恒沸混合物的组成:答案: C )g (CO )g (O H )g (H )g (CO 222+= +
《相平衡、化学势与化学平衡》习题 一、判断题 1、二组分完全互溶双液系理想溶液,若P A *> P B * 则Y A
第六章相平衡 6.1 指出下列平衡系统中的组分数C,相数P及自由度F。 (1)I2(s)与其蒸气成平衡; (2)CaCO3(s)与其分解产物CaO(s)和CO2(g)成平衡; (3)NH4HS(s)放入一抽空的容器中,并与其分解产物NH3(g)和H2S(g)成平衡; (4)取任意量的NH3(g)和H2S(g)与NH4HS(s)成平衡。 (5)I2作为溶质在两不互溶液体H2O和CCl4中达到分配平衡(凝聚系统)。 解:(1)C = 1, P = 2, F = C–P + 2 = 1 – 2 + 2 = 1. (2)C = 3 – 1 = 2, P = 3, F = C–P + 2 = 2 – 3 + 2 = 1. (3)C = 3 – 1 – 1 = 1, P = 2, F = C–P + 2 = 1 – 2 + 2 = 1. (4)C = 3 – 1 = 2, P = 2, F = C–P + 2 = 2 – 2 + 2 = 2. (5)C = 3, P = 2, F = C–P + 1 = 3 – 2 + 1 = 2. 6.2 已知液体甲苯(A)和液体苯(B)在90 °C时的饱和蒸气压分别为= 和。两者可形成理想液态混合物。今有系统组成为的甲苯-苯混合物5 mol,在90 °C下成气-液两相平衡,若气相组成为求: (1)平衡时液相组成及系统的压力p。 (2)平衡时气、液两相的物质的量 解:(1)对于理想液态混合物,每个组分服从Raoult定律,因此 (2)系统代表点,根据杠杆原理 6.3 单组分系统的相图示意如右图。 试用相律分析途中各点、线、面的相
平衡关系及自由度。 解:单相区已标于图上。 二相线(F = 1): 三相点(F = 0): 图中虚线表示介稳态。 6.4 已知甲苯、苯在90 °C下纯液体的饱和蒸气压分别为54.22 kPa和136.12 kPa。两者可形成理想液态混合物。取200.0 g甲苯和200.0 g苯置于带活塞的导热容器中,始态为一定压力下90 °C的液态混合物。在恒温90 °C下逐渐降低压力,问 (1)压力降到多少时,开始产生气相,此气相的组成如何? (2)压力降到多少时,液相开始消失,最后一滴液相的组成如何? (3)压力为92.00 kPa时,系统内气-液两相平衡,两相的组成如何?两相的物质的量各位多少? 解:原始溶液的组成为 (1)刚开始出现气相时,可认为液相的组成不变,因此 (2)只剩最后一滴液体时,可认为气相的组成等于原始溶液的组成
第五章教学要点和复习一.重要反应纵横 + C2H5C2H5 C2H5C2H5 3 烷基化试剂 卤代烃、烯烃、醇 容易重排 二.重要概念和原理 1. 多功能团有机物的命名 教材列出了主要官能团的优先次序,其作用是:当有机物分子中含有两个或两个以上官能团时,优先次序在前的优先为母体,其余的则作为取代基处理。 有机物命名基本原则:(1)按优先的官能团,确定有机物类别。(2)主官能团位次需最低。(3)按次序规则确定取代基排列前后次序。(4)按照最低系列原则为取代基进行编号。 注意:(1)有机物命名有多种原则,但每一种原则都有其适用的范围,不能互相混淆和乱用。(2)本章介绍的命名基本原则,同样适用于其他有机物命名,后续章节中会进一步涉及。 2. 亲电取代反应及其机理 机理:亲电离子产生——亲电试剂进攻——苯环共轭体系恢复 中间体:σ络合物: H E + 理解:(1)环状碳正离子,但很难说E+从某一个碳原子上得到π电子。
(2)可看作亲电加成产物产物,但不会停留于此:σ络合物失去质子可以恢复为稳定的苯环结构。 3. 苯取代定位规律及其解释 本章重点和难点,教材以共振论结合电子效应解释。教学中主要以电子效应进行解释。 理解:(1)苯环上的取代基,改变了苯环上电子云密度分布。(2)供电子取代基,苯环上电子云密度分布提高,且邻对位上提高更多;吸电子取代基,苯环上电子云密度分布降低,但间位上降低较少。(3)诱导和共轭效应均有供和吸电子两类,效应不一样的主要是卤素(吸电子诱导和供电子共轭) 4. 芳香性及其判断 原则:体系平面(碳杂化为SP 2),π电子符合:4n+2 注意:π电子计算:碳碳双键每一个碳1个,碳正离子0个,碳负离子2个 三.重要考点示范 1. 下列亲电取代反应速率由快到慢的顺序为 。 (A) NO 2 (B) CH 3 (C) OCH 3 (D) 答案: (C) (B) (D) (A) 注意:亲电取代反应的速率主要与苯环上电子云密度有关,第一类定位基,且定位效应越强,则亲电取代反应速率越快。 2. 写出下列反应主要产物: 3)3CH 2CH 3 NBS 答案:C(CH 3)3CHCH 3 Br 注意:(1)NBS 是自由基反应中常用的溴源,自由基取代和自由基加成反应均可以用NBS 发生溴自由基。 (2)苯环侧链α-H 优先发生自由基取代。 3. 写出下列反应主要产物: CH 2CH 3O CH 3O CH COCl CH 2 3 答案:CH 3O CH 3O O 2 注意:分子内的F-K 酰基化反应,优先发生在电子云密度大的苯环上。
1 相平衡 热力学原理对平衡系相统的应用 本章任务 (1) 相平衡系统的普遍规律 (2) 各种系统的具体相平衡情况 重点:二组分系统的相平衡情况 第一节 一、 相的概念 相: 在系统中物理性质和化学性质完全均匀的部分。 相间有界面 越过相界面有些性质发生突变。 注意: 由于气体能无限混合,所以,一个系统中无论有多少种气体,只能形成一个气相。 一个系统可以有一个液相或两个液相,一般不会超过三个液相存在。 如果系统中所含的不同种固体达到了分子程度的均匀混合,就形成固溶体,一种固 溶体是一个固相。 二、物种数和组分数 系统中所含的化学物质数称为系统的物种数,用符号S 表示。注意:不同聚集态的同一种化学物质不能算两个物种,如水喝水蒸气其物种数S=1不是2。 足以表示系统中各相组成所需要的最少独立物种数称为系统的组分数,用符号C 表示。 无化学变化 组分数=物种数 有化学变化 有浓度关系限制 组分数=物种数- 独立化学平衡数- 独立浓度关系 注意:一个系统的物种数可以随人们考虑问题的不同而不同,但平衡系统中的组分数却是确定不变的。 三、自由度(degree of freedom ) 确定平衡系统的状态所必须的独立强度变量的数目称为自由度,用字母 f 表示。这些强度变量通常是压力、温度和浓度等。 如果已指定某个强度变量,除该变量以外的其它强度变量数称为条件自由度,用 表示。 例如:指定了压力 指定了压力和温度 四、多相系统平衡的一般条件 (1) 热平衡 (2) 力学平衡 (3) 相平衡 (4) 化学平衡 §5.3 相 律 某平衡系统中有 S 个相,需要多少强度变量才能确定系统的状态? 表示每一个相的组成需要的浓度变量为 表示所有各相组成需要的浓度变量为 加上温度和压力两个变量,则变量总数为 根据化学势相等导出联系浓度变量的方程式数为 根据自由度的定义 *1f f =-**2f f =-1S -(1)S -Φ(1)2S -+Φ(1)S -Φ{}{} (1)2(1)f S S ΦΦ=-+--