物理化学第九章第十章

第九章《化学动力学基本原理》第十章《复合反应动力学》一、选择题

1．在TK时，对于某一简单级数反应的半衰期与反应物起始浓度的关系，正确的是（）。

A. 对一级反应为反比；

B. 对二级反应为正比；

C. 对零级反应为正比；

D. 无明确关系。

2．某反应的反应物消耗3/4所需时间是消耗1/2所需时间的二倍，则反应级数为（）。

A. 零级；

B. 一级；

C. 二级；

D. 三级。

3．基元反应的反应级数（）反应分子数。

A. 总大于；

B. 总小于；

C. 总等于；

D. 等于或小于。

4．某放射性同位素的半衰期为5天，则经15天后所剩的同位素的物质的量是原来同位素的物质的量的（）。

A. 1/3；

B. 1/4；

C. 1/8；

D. 1/16。

5．某反应的速率常数k = 2×10－2 dm3 · mol－1 · s－1，当反应物初始浓度为1.0 mol · dm－3时，反应的半衰期为（）。

A. 50 s ；

B. 15 s ；

C. 30 s ；

D. 21.65 s 。

6．反应速率常数随温度变化的阿仑尼乌斯经验式适用于（）。

A. 基元反应；

B. 基元反应和大部分非基元反应；

C. 非基元反应；

D. 所有化学反应。

7．反应物A进行由两个一级反应组成的平行反应: 步骤⑴的速率常数为k1，步骤⑵的速率常数为k2。已知k1> k2，若两步骤的指前因子相近且与温度无关, 则（）。

A. 升温对⑴和⑵的影响相同；

B. 升温对⑴有利；

C. 升温对⑵有利；

D. 降温对⑵有利。

8．某物质A与水反应，在水溶液中，若A起始浓度为1mol/kg，1h后，浓度为0.5 mol/kg，2h 后, 浓度为0.25mol/kg, 则对A来说，此反应的级数为（）。

A. 零级；

B. 一级；

C. 二级；

D. 三级。

9．在Tk时，某一反应的速率常数为0.0693min-1，反应物起始浓度0.1mol/L, 则半衰期为（）。

A. 1.5min ；

B. 21.6min ；

C. 10.0min ；

D. 3.0min 。

10．反应A Y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（）。

A. 一级反应；

B. 二级反应；

C. 分数级反应；

D. 零级反应。

11．对于反应A Y，如果反应物A的浓度减少一半，A的半衰期也缩短一半，则该反应的级数为：（）。

A. 零级；

B. 一级；

C. 二级。

12. 在反应A

k1

?→

?B k2

?→

?C，A k3

?→

?D中，活化能E

1

> E2 > E3，C是所需要的产物, 从

动力学角度考虑，为了提高产物C的产量，选择反应温度时，应选择（）。

A. 较高反应温度；

B. 较低反应温度；

C. 适中反应温度；

D. 任意反应温度。

13. 反应A+2B=D，以C A,0﹕C B,0=1﹕200进行反应，实验发现A每消耗一半所需时间均相同,

若以C A,0﹕C B,0=1﹕2进行反应，实验发现以C A对时间作图为直线，则此反应的级数为（）。

A. 对A一级，对B二级；

B. 对A二级，对B零级；

C. 对A负一级，对B一级；

D. 对A一级，对B负一级。

14. 复合反应的历程为 A B ；B + D k 2

?→?Z ，则变化率B dc dt

是（ ）。 A. 12D B A k c k c c -； B. 112B D B A k c c k c c k ---； C. 112B D B A k c c k c c k -+-； D. 112B D B A k c c k c c k --++。

15. 某复合反应的速率系数k 与各基元反应的速率常数之间的关系为 k= k 1(2k 2/ k 3), 则总反

应的表观活化能 E a 与各基元反应的活化能间的关系为（ ）。 .

A. Ea = E 1 + (2E 2－E 3) ；

B. Ea = E 1 + (E 2－E 3) ；

C. Ea = E 2 + (2E 1－E 3) ；

D. Ea = E 1 + (E 3－E 2) 。

16. 关于反应级数的各种说法中正确的是（ ）。

A. 只有基元反应的级数是正整数；

B. 反应级数不会小于零；

C. 反应总级数一定大于任一反应物的分级数；

D. 反应级数都可通过实验来确定。 17. 对于复杂反应, 以下说法中不正确的是（ ）。

A. 复杂反应无反应分子数可言；

B. 复杂反应至少包括两个基元步骤；

C. 复杂反应的级数不会是正整数；

D. 反应级数为分数的反应一定是复杂反应。 18. 温度对反应速率的影响很大, 温度变化主要改变（ ）。

A. 活化能；

B. 指前因子；

C. 物质浓度或分压；

D. 速率常数。 19. 关于对行反应的描述不正确的是（ ）。

A. 一切化学变化都是可逆反应, 不能进行到底；

B. 对行反应中正逆反应级数一定相同；

C. 对行反应无论是否达到平衡, 其正逆反应的速率常数之比为定值；

D. 对行反应达到平衡时, 正逆反应速率相同。

20. 连串反应 A ─> B ─> C, 如果需要的产品是中间物B, 则为提高产率可采取的措施

A. 增加A 的浓度；

B. 升温加快反应；

C. 控制适当反应温度；

D.控制适当反应时间。 21. 一个复杂反应可用平衡态近似法处理的条件是（ ）。

A. 反应速率快, 迅速达到化学平衡态；

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. 中间产物浓度小, 第二步反应慢；

D. 第一步反应快, 第二步反应慢。

22. 以下说法中, 错误的是（ ）。

A. 催化剂的加入能改变反应转化率；

B. 催化剂的加入能改变反应速率；

C. 催化剂的加入能改变反应机理

D. 催化剂的加入能改变反应活化能。

23、反应 CH 3COCH 3(aq) + Br 2(aq) ?

→?CH 3COCH 2Br(aq) + HBr(aq) 此反应对溴是零级反应，由此可推断出：（ ）。

A.在指定温度下该反应的速率不随时间而变；

B.最慢的反应步骤包括溴；

C.溴起催化剂的作用；

D.速率决定步骤不包括溴 。

24、对 H 2 和 O 2 的爆炸反应的研究表明存在压力的爆炸下限，这是由于：（ ）。

A.发生热爆炸，

B.链传递物与器壁碰撞销毁，

C.链传递物气相销毁，

D.杂质存在的影响

25、下列元反应中哪一个反应的活化能为零。（ ）

A. A 2 +B 2 ?

→?2AB B. A- + BC ?→? AB +C- C. A 2 + M ?

→? 2A- + M D. A- + A- + M ?→? A 2 + M 。 26、在简单碰撞理论中，有效碰撞的定义是：（ ）。(E c 或E 0为阈能)

A.互撞分子的总动能超过 E c

B.互撞分子的相对总动能超过E c ；

C.互撞分子联心线上的相对平动能超过E c ；

D.互撞分子的内部动能超过E c 。

27、按照简单碰撞理论，阿仑尼乌斯公式a k=Aexp /E RT -（）中的哪些量与温度 T 有关？

A.仅A 与T 有关；

B. A ，E a 都与T 有关；

C.仅E a 与T 有关；

D.A ，E a 都与T 无关。

28、若碰撞理论正确，则双分子气相反应的指前因子的数量级是：（ ）dm 3-mol －1-s －

1。

A.108～109；

B.1023～1024 ；

C.1010～1011 ；

D. 1013～1014 。

29、在气固催化反应的研究中，若反应速率为表面反应所控制，而产物吸附很弱，则在反应

气体压力很高时，该催化反应的反应级数为：（ ）。

A.零级反应；

B.一级反应；

C.二级反应；

D.分数级反应。

30、在过渡态理论的速率方程中，因A kT L h 数B k T h 或对所有反应都是一样的，其值约为： A.103 s -1 ； B.1013 s -1； C.1013 s ； D.103 s 。

31、对于催化剂特性的描述，哪一点是不正确的？（ ）

A.催化剂只能缩短反应达到平衡的时间，而不能改变平衡状态；

B.催化剂增大正逆反应苏速率常数的倍数不同；

C.催化剂不能改变平衡常数；

D.催化剂加入不能实现热力学上不可能进行的反应。

32、蔗糖转化反应是被酸催化的，在25℃、当 pH=5时，反应的半衰期t 1/2 =500 min, 与起始

浓度无关；在相同温度下，当pH=4时，半衰期t 1/2 =50 min 。由此确定速率方程 A d d c r t

=-=k (c A )a [c (H +)]β, c A 为蔗糖浓度，式中α , β值为：（ ）。 A.α = 1 , β =0； B.α = 2 , β =1； C.α = 1, β =1； D.α = 1, β =2 。

33、

二、填空题

1．反应A + B Y 的速率方程为：－d c A /d t = kc A c B /c Y ，则该反应的总级数是???????级。

若浓度以mol · dm －3，时间以s 为单位，则反应速率系常数k A 的单位是????????。

2．零级反应A P 的半衰期t 1/2与A 的初始浓度c A,0及反应速率常数k 的关系是t 1/2=????????。

3．对一级、二级、零级反应，分别以 ， ， 对时间t 作图为直线。

4．两个活化能不同的化学反应，在相同的升温区间内升温时，具有活化能较小的反应，其反应速率增加的倍数比活化能较高的反应增加的倍数 。（大、小、或相等）

5．某化合物与水作用，该化合物初浓度为1 mol · dm －3，1h 后其浓度为0.8 mol · dm －3，2h 后

其浓度为0.6 mol·dm －3，则此反应的反应级数为???????，速率常数 k =????????。

6．反应A + 3B 2Y 各组分的反应速率常数关系为k A =???????k B =??????k Y 。

7．某反应的速率常数为5.0×10－5dm 3 · mol －1 · s －1，若浓度单位为mol · m －3，时间单位变为

min ，则反应速率常数之值为?????????。

8．对一级反应，若其速率常数为k ，则当反应物反应掉1/N 时，所需时间是 。

9. 某反应符合阿仑尼乌斯式,活化能为 Ea ，速率常数为 k, 则 dln k / dT = 。

10. 直链反应由三个基本步骤组成，即 、 、 。

自由基的销毁有两种途径，即 销毁与 销毁。

11、已知反应 RCl+ OH -?→?ROH + Cl -机理可能为：

RCl R ＋＋Cl －

； R ＋＋OH － k 2?→?ROH 用平衡态近似法推导出)(ROH d d c t 出

= ，用稳态近似法推导出)(ROH d d c t 出 = 。 12、已知H 2 + I 2 ?→? 2HI 反应的机理为：

（1）I 2 + M k 1?

→? 2I ·+ M E 1 = 150.6 kJ.mol -1 ； （2）H 2 +2I ·

k 2?→? 2HI E 2 =20.9 kJ.mol -1 ； （3）2I ·+ M

k -?→?1 I 2 + M E －1=0 kJ.mol -1 ； (HI)d d c t

则 = ；表观活化能 E a = 。M 为催化剂。 13、已知 NH 3 在W 催化剂上分解的动力学方程式为 υ = k ，则可推知 NH 3 在W 上的吸附

为吸附。

14、1 mol 反应物分子有效碰撞时相对移动能在分子中心联线上的分量所必须达到的阈值，称为。简单碰撞理论假设碰撞分子对的动能达到并超过的碰撞才是有效碰撞。

15、反应（1）Br +Br→Br2；（2）CH3CH2OH + CH3COOH→CH3CH2OCO2CH3；（3）CH4 + Br2→CH3Br + HBr ；则碰撞理论中的方位因子P(1), P(2), P(3) 的相对大小为。

16、催化剂加快反应速率的原因是, 。升温能增加反应速率原因

是。

17、对级数相同的两反应，活化能相同，活化熵相差60 J·K-1·mol-1，则两反应在300K时速率

常数之比为。

?产物。产物不吸附，反应物A吸附很强，则该反应级数为级；

18、多相催化反应A?→

反应物A吸附很弱，则该反应级数为级。

19、碰撞理论临界能E c或E0与阿累尼乌斯活化能E a的关系式为。在的条

件下，可认为E a与温度无关。硬球碰撞理论可以从理论上计算k A=Aexp(-E a/RT)中的，但不能从理论上计算

三、判断题

1. 质量作用定律只适用于基元反应。（）

2. 某反应速度常数k=6.93×10-2min-1，初始浓度为0.1mol·dm-3,该反应的半衰期为10min。

3. 在常温常压下将氢气和氧气混合，数日后尚未检测有任何变。所以在该条件下，氢气和

氧气的混合物在热力学上是稳定的。（）

4.简单反应都是简单级数反应；简单级数的反应不一定就是简单反应。（）

5.凡是反应级数为分数的都是复杂反应，凡是反应级数为1，2和3的都是基元反应。（）

6. 利用尝试法确定反应级数只适用于简单级数的反应。（）

7. 碰撞理论可从理论上计算速率常数和活化能。（）

8. 反应(1)的活化能为E1，反应(2)的活化能为E2，且E1 > E2，则同一温度下k1一定小于k2。

9. 反应物分子的能量高于产物分子的能量，则此反应就不需要活化能。（）

10.化学反应的反应级数与反应分子数是一回事。（）

11、过渡状态理论成功之处，只要知道活化络合物的结构，可以计算出速率常数k。（）

12、用化学方法测定反应速率的主要困难是不能使反应在指定的时刻完全停止。（）

13、任意基元反应的活化能不会小于零，对非基元反应，活化能可以是正值，或是负值。（）

14、对同一反应，活化能一定，反应的起始温度愈低，反应的速率常数对温度的变化愈敏感。

15、对二级反应，反应物转化同一百分数时，若反应物的初始浓度愈低，则所需时间愈短。

16、对于一般服从阿累尼乌斯方程的化学反应，温度越高，反应速率越快，因此升高温度有

利于生成更多的产物。（）

17、正向放热的对峙反应，正、逆都是基元反应，则升高温度总反应速率均是加快的。

18、催化剂只能加快反应速率，而不能改变化学反应的标准平衡常数。（）

天津大学《物理化学》第五版-习题及解答

天津大学《物理化学》第五版习题及解答 目录 第一章气体的pVT性质 (2) 第二章热力学第一定律 (6) 第三章热力学第二定律 (24) 第四章多组分系统热力学 (51) 第五章化学平衡 (66) 第六章相平衡 (76) 第七章电化学 (85) 第八章量子力学基础 (107) 第九章统计热力学初步 (111) 第十一章化学动力学 (118)

第一章气体的pVT性质

1.1 物质的体膨胀系数与等温压缩率的定义如下 试推出理想气体的，与压力、温度的关系。 解：根据理想气体方程 1.5 两个容积均为V的玻璃球泡之间用细管连结，泡内密封着标准状态下的空气。若将其中的一个球加热到100 °C，另一个球则维持0 °C，忽略连接细管中气体体积，试求该容器内空气的压力。 解：由题给条件知，（1）系统物质总量恒定；（2）两球中压力维持相同。 标准状态： 因此， 1.9 如图所示，一带隔板的容器内，两侧分别有同温同压的氢气与氮气，二者均可视为理想气体。

（1）保持容器内温度恒定时抽去隔板，且隔板本身的体积可忽略不计，试求两种气体混合后的压力。 （2）隔板抽取前后，H2及N2的摩尔体积是否相同？ （3）隔板抽取后，混合气体中H2及N2的分压立之比以及它们的分体积各为若干？解：（1）等温混合后 即在上述条件下混合，系统的压力认为。 （2）混合气体中某组分的摩尔体积怎样定义？ （3）根据分体积的定义 对于分压 1.11 室温下一高压釜内有常压的空气，为进行实验时确保安全，采用同样温度的纯氮进行置换，步骤如下：向釜内通氮气直到4倍于空气的压力，尔后将釜内混合气体排出直至恢复常压。重复三次。求釜内最后排气至恢复常压时其中气体含氧的摩尔分数。 解：分析：每次通氮气后至排气恢复至常压p，混合气体的摩尔分数不变。 设第一次充氮气前，系统中氧的摩尔分数为，充氮气后，系统中氧的摩尔分数为 ，则，。重复上面的过程，第n次充氮气后，系统的摩尔分数为 ， 因此 。 1.13 今有0 °C，40.530 kPa的N2气体，分别用理想气体状态方程及van der Waals方程计算其摩尔体积。实验值为。

第五版物理化学第九章习题答案

第九章 统计热力学初步 1．按照能量均分定律，每摩尔气体分子在各平动自由度上的平均动能为2RT 。现有1 mol CO 气体于0 oC、101.325 kPa 条件下置于立方容器中，试求： （1）每个CO 分子的平动能ε； （2）能量与此ε相当的CO 分子的平动量子数平方和( ) 222x y y n n n ++ 解：（1）CO 分子有三个自由度，因此， 2123 338.314273.15 5.65710 J 22 6.02210RT L ε-??= ==??? （2）由三维势箱中粒子的能级公式 ()(){}22222 23 223222 22 2221 23342620 8888828.0104 5.6571018.314273.15101.325106.626110 6.02210 3.81110x y z x y z h n n n ma ma mV m nRT n n n h h h p εεεε-=++??∴++=== ??? ??????? = ???????=? 2．2．某平动能级的()452 22 =++z y x n n n ，使球该能级的统计权重。 解：根据计算可知，x n 、 y n 和z n 只有分别取2，4，5时上式成立。因此，该能级的统计权重 为g = 3! = 6，对应于状态452245425254245,,,,ψψψψψ542ψ。 3．气体CO 分子的转动惯量2 46m kg 1045.1??=-I ，试求转动量子数J 为4与3两能级的能量 差ε?，并求K 300=T 时的kT ε?。 解：假设该分子可用刚性转子描述，其能级公式为 ()()J 10077.31045.1810626.61220 ,8122 46 23422 ---?=????-=?+=πεπεI h J J J 222 10429.710233807.130010077.3--?=???=?kT ε 4．三维谐振子的能级公式为 ()ν εh s s ?? ? ?? +=23，式中s 为量子数，即

第五版物理化学第十一章习题答案

第十一章化学动力学 1.反应为一级气相反应，320 oC时 。问在320 oC加热90 min的分解分数为若干？ 解：根据一级反应速率方程的积分式 答：的分解分数为11.2% 2.某一级反应的半衰期为10 min。求1h后剩余A的分数。 解：同上题， 答：还剩余A 1.56%。 3．某一级反应，反应进行10 min后，反应物反应掉30%。问反应掉50%需多少时间？ 解：根据一级反应速率方程的积分式 答：反应掉50%需时19.4 min。

4． 25 oC时，酸催化蔗糖转化反应 的动力学数据如下（蔗糖的初始浓度c0为1.0023 mol·dm-3,时刻t的浓度为c） 使用作图法证明此反应为一级反应。求算速率常数及半衰期；问蔗糖转化95%需时若干？ 解：数据标为 利用Powell-plot method判断该反应为一级反应，

拟合公式 蔗糖转化95%需时 5. N -氯代乙酰苯胺异构化为乙酰对氯苯胺 为一级反应。反应进程由加KI溶液，并用标准硫代硫酸钠溶液滴定游离碘来测定。KI只与A反应。数据如下： 计算速率常数，以表示之。。 解：反应方程如下

根据反应式，N -氯代乙酰苯胺的物质的量应为所消耗硫代硫酸钠的物质的量的二分之一， 作图 。

6．对于一级反应，使证明转化率达到87.5%所需时间为转化率达到50%所需时间的3倍。对于二级反应又应为多少？ 解：转化率定义为，对于一级反应， 对于二级反应， 7．偶氮甲烷分解反应 为一级反应。287 oC时，一密闭容器中初始压力为21.332 kPa，1000 s后总压为22.732 kPa，求。 解：设在t时刻的分压为p， 1000 s后，对密闭容器中的气相反应，可以用分压表示组成：

物化课后习题,第10章,化学动力学

第八章 化学动力学* ——课后习题解答 难度级别：基础★，基础2★，综合3★，综合4★，超纲5★ 关于作业：公式有必要牢记，但是平时作业时最好是自己动手推导出比较简单的公式，而不是直接翻书，找到公式，套公式，这样的解题方式不值得提倡。 1．（基础★）气体反应SO 2Cl 2 = SO 2 + Cl 2为一级反应。在593K 时的k = 2.20×10-5 s -1。求半衰期和反应2h 后分解的百分比。 解：1/25 ln 20.693 315002.2010 t s k -= ==?（计算有点误差31507 s ）， 510 0ln 2.21023600 1.58410c kt c x --==???=?- 0000 1 1.17161 1.1716100%14.65%1.17161c x x c x c c -===?=--， 2．（基础★）镭原子蜕变成一个Rn 和一个α粒子。它的半衰期是1622年，反应是一级。问1g 无水溴化镭RaBr 2在10年内能放出多少Rn ？Rn 的量用0℃，标准压力下的体积（cm 3）来表示。 解：41 1/2ln 2/0.692/1622 4.27310k t a --===?， 430 0ln 4.2731010 4.27310c kt c x --==??=?-， 0 0 1.00428c c x ∴ =- 1g 无水溴化镭的物质的量为1 0.00259386 mol =，也就是溴离子物质的量 在同一个密闭的容器中 50.00259 1.00428 1.105100.00259x mol x -=?=?- 故1g 无水溴化镭在10年内能放出在0℃，标准大气压下Rn 的体积为 V = 1.105×10－ 5×22.4×103 = 0.248 cm 3 【讨论】（1）元素周期表应该作为一个常用的工具备在身边，Ra 的原子量为226，溴的原子量为80；（2）单位是灵活的，可以根据具体的情况而定，目的则是为了方便计算；（3）无水溴化镭RaBr 2不是气体？这样在浓度表达上有问题吗？ 4．（基础★★）某二级反应在a = b 时，经过500s 原始物作用了20％，问原始物作用60％时须经过多少时间？ *马鞍山，尹振兴，2007，zhenxingyin@https://www.wendangku.net/doc/d013617041.html,

物理化学第十章自测题

第十章自测题 一、选择题 1．当发生极化作用时，两电极的电极电势的变化为（ ）。 （a ）?阳变大，?阴变小 （b ）?阳变小，?阴变大 （c ）两者都变大 （d ）两者都变小 2．用铜电极电解CuCl 2的水溶液，不考虑超电势，在阳极上将会发生的反应为（已知V Cu Cu 337.02=+θ?，V O H O 23.122=θ?，V Cl Cl 360.12=-θ?）（ ）。 （a ）析出氧气 （b ）析出氢气 （c ）析出铜 （d ）铜电极氧化 3．已知V Fe Fe 440.02-=+θ?，V Cd Cd 402.02-=+θ?，将Fe(s)和Cd(s)的粉末投入含Fe 2+（0.10 mol ?kg -1）和含Cd 2+（0.001 mol ?kg -1）的溶液中，Fe(s)和Cd(s)粉将（ ）。 （a ）都溶解 （b ）Fe(s)不溶，Cd(s)溶解 （c ）都不溶解 （d ）Fe(s)溶解，Cd(s) 不溶 4．298K 时，在0.10 mol ?kg -1的HCl 溶液中，氢电极的可逆电势约为-0.06V ，当用铜电极电解此溶液，氢在Cu 电极上的析出电势应（ ）。 （a ）大于-0.06V （b ）等于-0.06V （c ）小于-0.06V （d ）无法判定 5．极谱分析仪所用的测量阴极为（ ）。 （a ）电化学极化电极 （b ）浓差极化电极 （c ）理想可逆电极 （d ）难极化电极 6．以石墨为阴极，电解0.01 mol ?kg -1NaCl 溶液，已知V Cl Cl 36.12=-θ?，02=Cl η，V O H H O 229.122,=+θ?，V O 8.02=η，则在阳极上首先析出的是（ ）。 （a ）Cl 2(g) （b ）O 2(g) （c ）Cl 2与O 2混合气 （d ）无气体析出 7．298K 时，以1A 电流电解CuSO 4溶液时，析出0.1molCu(s)所需时间约为（ ）。 （a ）20.2h （b ）5.4h （c ）2.7h （d ）1.5h 8．电解时，在电极上首先发生氧化反应的是（ ）。 （a ）标准还原电极电势最大者 （b ）标准还原电极电势最小者 （c ）考虑极化后实际析出电极电势最大者 （d ）考虑极化后实际析出电极电势最小者 9．通电于含有相同浓度的Fe 2+, Ca 2+, Zn 2+ 和Cu 2+的电解质溶液, 已知V Fe Fe 440.02-=+θ?，V Ca Ca 866.22-=+θ?，V Zn Zn 763.02-=+θ?，V Cu Cu 337.02=+θ?，设H 2因有超电势而不析出，则这些金属在阴极析出的次序为( )。 (a) Ca → Zn → Fe → Cu (b) Ca → Fe → Zn → Cu (c) Cu → Fe → Zn → Ca

物理化学第十章模拟试卷A

物理化学第十章模拟试卷A 物理化学第十章模拟试卷A 班级姓名分数 一、选择题( 共10题20分) 1. 2 分 极谱分析中加入大量惰性电解质的目的是：( C ) (A) 增加溶液电导 (B) 固定离子强度 (C) 消除迁移电流 (D) 上述几种都是 2. 2 分 将铅蓄电池在10.0 A电流下充电 1.5 h，则PbSO4分解的量为： （M r(PbSO4)= 303 ）( B) (A) 0.1696 kg (B) 0.0848 kg (C) 0.3392 kg (D) 0.3564 kg 3. 2 分 在还原性酸性溶液中, Zn的腐蚀速度较Fe为小, 其原因是：( ) (A) φ(Zn2+/ Zn)(平) < φ(Fe2+/ Fe)(平) (B) φ(Zn2+/ Zn) < φ(Fe2+/ Fe) (C) φ(H+/ H2)(平, Zn) < φ(H+/ H2)(平, Fe) (D) φ(H+/ H2)(Zn) < φ(H+/ H2)(Fe) 4. 2 分 25℃时, H2在锌上的超电势为0.7 V，φ? (Zn2+/Zn) = -0.763 V，电解一含有 Zn2+(a=0.01) 的溶液，为了不使H2析出，溶液的pH值至少应控制在(A) (A) pH > 2.06 (B) pH > 2.72 (C) pH > 7.10 (见P91 课本) (D) pH > 8.02 5. 2 分 一贮水铁箱上被腐蚀了一个洞，今用一金属片焊接在洞外面以堵漏，为了延长铁 箱的寿命，选用哪种金属片为好？( D ) (A) 铜片 (B) 铁片 (C) 镀锡铁片 (D) 锌片 6. 2 分 金属活性排在H2之前的金属离子, 如Na+ 能优先于H+在汞阴极上析出, 这是由于： ( D ) (A) φ? (Na+/ Na) < φ? (H+/ H2) (B) η(Na) < η(H2) (C) φ(Na+/ Na) < φ(H+/ H2) (D) H2在汞上析出有很大的超电势, 以至于φ(Na+/ Na) > φ(H+/ H2) 7. 2 分 1

物理化学第十章

第十章复习题 1、按润湿程度的深浅或润湿性能的优劣一般可将润湿分为三类：（）、（）和（）。 2、物理吸附的作用力是（）；化学吸附的作用力是（）。 3、液态系统产生过冷、过热及过饱和现象的主要原因是（）。 4、从分子结构的观点看，表面活性物质的分子中都同时含有（）基团和（）基团。 5、常见的亚稳状态有（）、（）、（）以及 （）等。 6、对于理想的水平液面，其值为零的表面物理量是（ D）。 (A) 表面能 (B) 比表面吉布斯函数 (C) 表面张力 (D) 附加压力 （答案提示：D。 2 p r ο ?=对于平面，r→∞。） 7、表面张力是物质的表面性质，其值与很多因素有关，但是它与下列因素无关 (A) 温度(B) 压力(C) 组成(D) 表面积。 8、某温度压力下，有大小相同的水滴、水泡和气泡，其气相部分组成相同，见图。它们三者表面吉布斯函数的大小为（）。 A、Ga = Gc < G b； B、Ga = G b = Gc； C、Ga < G b < Gc； D、Ga = Gc> G b。 9、微小固体颗粒在水中的溶解度应（ C ）。 A 与颗粒大小成正比； B 与颗粒大小无关； C随表面张力增大而增大；D 与固体密度成正比 10、一个玻璃毛细管分别插入25℃和75℃的水中，则毛细管中的水在两不同温度水中上升的高度（ B ）。h=2γcosθ/rρg A、相同； B、25℃水中高于75℃水中； C 、75℃水中高于25℃水中；D、无法确定。 11、在一密闭容器内，放有大小不等的圆球形小水滴，经放置一段时间后，会出 现的现象是（ C ）。 A 小水滴变大，大水滴变小，直至大小水滴半径相等；

第五版物理化学第十章习题答案

第十章界面现象 10.1 请回答下列问题： （1）常见的亚稳定状态有哪些？为什么会产生亚稳定状态？如何防止亚稳定状态的产生？ 解：常见的亚稳定状态有：过饱和蒸汽、过热或过冷液体和过饱和溶液等。产生亚稳定状态的原因是新相种子难生成。如在蒸气冷凝、液体凝固和沸腾以及溶液结晶等过程中，由于要从无到有生产新相，故而最初生成的新相，故而最初生成的新相的颗粒是极其微小的，其表面积和吉布斯函数都很大，因此在系统中产生新相极其困难，进而会产生过饱和蒸气、过热或过冷液体和过饱和溶液等这些亚稳定状态，为防止亚稳定态的产生，可预先在系统中加入少量将要产生的新相种子。 （2）在一个封闭的钟罩内，有大小不等的两个球形液滴，问长时间恒温放置后，会出现什么现象？ 解：若钟罩内还有该液体的蒸气存在，则长时间恒温放置后，出现大液滴越来越大，小液滴越来越小，并不在变化为止。其原因在于一定温度下，液滴的半径不同，其对应的饱和蒸汽压不同，液滴越小，其对应的饱和蒸汽压越大。当钟罩内液体的蒸汽压达到大液滴的饱和蒸汽压时。该蒸汽压对小液滴尚未达到饱和，小液滴会继续蒸发，则蒸气就会在大液滴上凝结，因此出现了上述现象。 （3）物理吸附和化学吸附最本质的区别是什么？ 解：物理吸附与化学吸附最本质的区别是固体与气体之间的吸附作用力不同。物理吸附是固体表面上的分子与气体分子之间的作用力为范德华力，化学吸附是固体表面上的分子与气体分子之间的作用力为化学键力。 （4）在一定温度、压力下，为什么物理吸附都是放热过程？ 解：在一定温度、压力下，物理吸附过程是一个自发过程，由热力学原理可知，此过程系统的ΔG<0。同时气体分子吸附在固体表面，有三维运动表为二维运动，系统的混乱度减小，故此过程的ΔS<0。根据ΔG=ΔH-TΔS可得，物理吸附过程的ΔH<0。在一定的压力下，吸附焓就是吸附热，故物理吸附过程都是放热过程。

大学物理化学下册(第五版傅献彩)知识点分析归纳 (1)

第八章电解质溶液

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写电极表示式时应注意什么问题? 答：可逆电极有三种类型： (1)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0.04~0.12的Cd一Hg齐时，标准电池都有稳定的电动势值?试用Cd一Hg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Cd一Hg的二元相图上，Cd的质量分数约为0.04~0.12的Cd一Hg齐落在与Cd一Hg固溶体的两相平衡区，在一定温度下Cd一Hg齐的活度有定值。因为标准电池的电动势在定温下只与Cd一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

物理化学第十章模拟试卷B

物理化学第十章模拟试卷B 班级姓名分数 一、选择题( 共10题20分) 1. 2 分 极谱分析中加入大量惰性电解质的目的是：( C ) (A) 增加溶液电导 (B) 固定离子强度 (C) 消除迁移电流 (D) 上述几种都是 2. 2 分 电解时, 在阳极上首先发生氧化作用而放电的是：( D ) (A) 标准还原电势最大者 (B) 标准还原电势最小者 (C) 考虑极化后，实际上的不可逆还原电势最大者 (D) 考虑极化后，实际上的不可逆还原电势最小者 3. 2 分 下列示意图描述了原电池和电解池中电极的极化规律, 其中表示原电池阳极的是： ( B ) (A) 曲线1 (B) 曲线2 (C) 曲线3 (D) 曲线4 4. 2 分 电池在恒温、恒压及可逆情况下放电, 则其与环境的热交换为( B ) (A) ?r H (B) T?r S (C) 一定为零 (D) 与?r H与T?r S均无关 5. 2 分 298 K、0.1 mol·dm-3的HCl 溶液中，氢电极的热力学电势为-0.06 V，电解此溶液 时，氢在铜电极上的析出电势φH2为：( C ) (A) 大于-0.06 V (B) 等于-0.06 V (C) 小于-0.06 V (D) 不能判定 6. 2 分( 用铜电极电解0.1mol·kg-1的CuCl2水溶液，阳极上的反应为( B ) (A) 2Cl- ─→Cl2+ 2e-

(B) Cu ─→Cu2++ 2e- (C) Cu ─→Cu++ e- (D) 2OH-─→H2O + 1 2O2+ 2e- 7. 2 分 电解金属盐的水溶液时, 在阴极上：( B ) (A) 还原电势愈正的粒子愈容易析出 (B) 还原电势与其超电势之代数和愈正的粒子愈容易析出 (C) 还原电势愈负的粒子愈容易析出 (D) 还原电势与其超电势之和愈负的粒子愈容易析出 8. 2 分 极谱分析仪所用的测量阴极属于下列哪一种？( A) (A) 浓差极化电极 (B) 电化学极化电极 (C) 难极化电极 (D) 理想可逆电极 9. 2 分 通电于含有相同浓度的Fe2+, Ca2+, Zn2+, Cu2+的电解质溶液, 已知 φ? (Fe2+/ Fe) = -0.440 V ，φ? (Ca2+/ Ca) = -2.866 V φ? (Zn2+/ Zn) = -0.7628 V ，φ? (Cu2+/ Cu) = 0.337 V 当不考虑超电势时, 在电极上金属析出的次序是：( A) (A) Cu →Fe →Zn →Ca (B) Ca →Zn →Fe →Cu (C) Ca →Fe →Zn →Cu (D) Ca →Cu →Zn →Fe 10. 2 分 以石墨为阳极，电解0.01 mol·kg-1 NaCl 溶液，在阳极上首先析出：( A) (A) Cl2 (B) O2 (C) Cl2与O2混合气体 (D) 无气体析出 已知：φ? (Cl2/Cl-)= 1.36 V , η(Cl2)= 0 V ， φ? (O2/OH-)= 0.401V , η(O2) = 0.8 V 。 二、填空题( 共9题18分) 11. 2 分 氢气在金属电极上析出时, 根据条件不同, 超电势随电流密度变化关系分别可用 η=R e j或η=a + b lg j表示, 前者适用于情况, 而后者适用于 ____________情况。 12. 2 分 若铜和低碳钢相接触(例如在一个设计低劣的生活用水系统中), 受到腐蚀的金属 是____低碳钢_____________。 13. 2 分 超电势测量采用的是三电极体系, 即研究电极、辅助电极和参比电极, 其中辅助 电极的作用是____________________, 参比电极的作用是____________________。

物理化学第九章模拟试卷C及答案

物理化学第九章模拟试卷C 班级姓名分数 一、选择题( 共10题20分) 1. 2 分 极谱分析中加入大量惰性电解质的目的是：( ) (A) 增加溶液电导 (B) 固定离子强度 (C) 消除迁移电流 (D) 上述几种都是 2. 2 分 用铜电极电解0.1mol·kg-1的CuCl2水溶液，阳极上的反应为( ) (A) 2Cl- ─→Cl2+ 2e- (B) Cu ─→Cu2++ 2e- (C) Cu ─→Cu++ e- (D) 2OH-─→H2O + 1 2O2+ 2e- 3. 2 分 极谱分析仪所用的测量阴极属于下列哪一种？( ) (A) 浓差极化电极 (B) 电化学极化电极 (C) 难极化电极 (D) 理想可逆电极 4. 2 分 电解金属盐的水溶液时, 在阴极上：( ) (A) 还原电势愈正的粒子愈容易析出 (B) 还原电势与其超电势之代数和愈正的粒子愈容易析出 (C) 还原电势愈负的粒子愈容易析出 (D) 还原电势与其超电势之和愈负的粒子愈容易析出 5. 2 分 电解时, 在阳极上首先发生氧化作用而放电的是：( ) (A) 标准还原电势最大者 (B) 标准还原电势最小者 (C) 考虑极化后，实际上的不可逆还原电势最大者 (D) 考虑极化后，实际上的不可逆还原电势最小者 6. 2 分 298 K、0.1 mol·dm-3的HCl 溶液中，氢电极的热力学电势为-0.06 V，电解此溶液时，氢在铜电极上的析出电势 H2为：( ) (A) 大于-0.06 V (B) 等于-0.06 V (C) 小于-0.06 V (D) 不能判定 7. 2 分 电池在恒温、恒压及可逆情况下放电, 则其与环境的热交换为( )

物理化学第九章课后题答案

9.14 已知气体2I 相邻振动能级的能量差J 20 10 426.0-?=?ε，试求300K 时2I 分子的 0,,v v v v f q q 及Θ。 解：J h 20 10 426.0-?=?=εν K k h v 5.308==Θν 当T=300K 时，9309.0)(1 22=-=-Θ-ΘT T v v v e e q 557.1)1(10 =-=-Θ-T v v e q 557.10 ==v v q f 9.16已知气态I 原子的20,=e g ，21,=e g 电子第一激发态与基态能量之差 J e 2010510.1-?=?ε， 试计算1000K 时气态I 原子的电子配分函数0 e q 以及在第一激发态的电子分布数1n 与总电子数N 之比。 解： kT e kT e kT i i e e e e i e e g e g e g q 1 ,0 ,,1,0,,εεε---+==∑ 67.2)exp( 221 ,0,/0 0,=-+=?=kT q e q e e e kT e e εεε 2509.00/1,11 ,==-e kT e q e g N n e ε 9.17 1mol 2O 在298.15K ，100kPa 条件下，试计算 （1）2O 分子的平动配分函数t q ； （2）2O 分子的转动配分函数r q ，已知2O 分子的平衡核间距m R 100102037.1-?=； （3）2O 分子的振动配分函数v q 及0v q 。已知2O 分子的振动频率1 1310666.4-?=s ν； （4）2O 分子的电子配分函数0e q ，已知电子基态30,=e g ，电子激发态可忽略。 解：（1）平动配分函数t q ： m p nRT h mkT V h mkT q t 3023 2 23210345.4)2()2(?===ππ （2）转动配分函数r q ：

物理化学第十章界面现象

第十章界面现象 10.1 界面张力 界面：两相的接触面。 五种界面：气—液、气—固、液—液、液—固、固—固界面。（一般常把与气体接触的界面称为表面，气—液界面=液体表面，气—固界面=固体表面。） 界面不是接触两相间的几何平面！界面有一定的厚度， 有时又称界面为界面相(层）。 特征：几个分子厚，结构与性质与两侧体相均不同 比表面积：αs=A s/m（单位：㎡·㎏-1） 对于一定量的物质而言，分散度越高，其表面积就越大，表面效应也就越明显，物质的分散度可用比表面积αs来表示。 与一般体系相比，小颗粒的分散体系有很大的表面积，它对系统性质的影响不可忽略。 1. 表面张力，比表面功及比表面吉布斯函数 物质表面层的分子与体相中分子所处的力场是不同的——所有表面现象的根本原因！ 表面的分子总是趋向移往内部，力图缩小表面积。液体表面如同一层绷紧了的富有弹性的橡皮膜。 称为表面张力：作用于单位界面长度上的紧缩力。单位：N/m, 方向：表面（平面、曲面）的切线方向 γ可理解为：增加单位表面时环境所需作的可逆功，称比表面功。单位：

J · m-2。 恒温恒压： 所以： γ等于恒温、恒压下系统可逆增加单位面积时，吉布斯函数的增加，所以，γ也称为比表面吉布斯函数或比表面能。单位J · m-2 表面张力、比表面功、比表面吉布斯函数三者的数值、量纲和符号等同，但物理意义不同，是从不同角度说明同一问题。(1J=1N·m故1J·m-2=1N·m-1，三者单位皆可化成N·m-1) 推论：所有界面——液体表面、固体表面、液-液界面、液-固界面等，由于界面层分子受力不对称，都存在界面张力。 2. 不同体系的热力学公式 对一般多组分体系，未考虑相界面面积时：

物理化学课后习题答案第九章

物理化学习题解答(九) 1 (1) Pt ︱H 2(p H 2)︱HCl(a )︱Cl 2(p Cl 2)︱Pt 正极：Cl 2(p Cl 2)+ 2e -→2Cl -(a ) 负极：H 2(p H 2) –2e -→2H +(a ) 电池反应：H 2(p H 2) + Cl 2(p Cl 2)==2HCl(a ) (2) Pt ︱H 2(p H 2)︱H +(a H +)‖Ag +(a Ag +)︱Ag(s) 正极：Ag +(a Ag +)+ e -→Ag(s) 负极：H 2(p H 2) –2e -→2H +(a H +) 电池反应：H 2(p H 2) + Ag +(a Ag +)==2H +(a H +)+ Ag(s) (3) Ag(s)︱AgI(s)︱I -(a I -)‖Cl -(a Cl -)︱AgCl(s)︱Ag(s) 正极：AgCl(s) + e -→Ag(s) + Cl -(a Cl -) 负极：Ag(s) + I -(a I -)– e -→AgI(s) 电池反应：AgCl(s) + I -(a I -)==AgI(s) + Cl -(a Cl -) (4) Pb(s)︱PbSO 4(s)︱SO 42-(a SO 42-)‖Cu 2+(a Cu 2+)︱Cu(s) 正极：Cu 2+(a Cu 2+) + 2e -→Cu(s) 负极：Pb(s) + SO 42-(a SO 42-)–2e -→PbSO 4(s) 电池反应：Pb(s) + Cu 2+(a Cu 2+) + SO 42-(a SO 42-)==PbSO 4(s) + Cu(s) (5) Pt ︱H 2(p H 2)︱NaOH(a )︱HgO(s)︱Hg(l) 正极：HgO(s) + H 2O (l)+ 2e -→Hg(l) + 2OH -(a OH -) 负极：H 2(p H 2)+ 2OH -(a OH -) –2e -→2H 2O(l) 电池反应：HgO(s) + H 2(p H 2)==Hg(l)+H 2O(l) (6) Pt ︱H 2(p H 2)︱H +(a H +)︱Sb 2O 3(s)︱Sb(s)

物理化学课后习题第十章答案

第十章界面现象 10.1请回答下列问题： (1)常见的亚稳状态有哪些？为什么会产生亚稳状态？如何防止亚稳状态的产生？ (2)在一个封闭的钟罩内，有大小不等的两个球形液滴，问长时间恒温放置后，会出现什么现象？ (3)下雨时，雨滴落在水面上形成一个大气泡，试说明气泡的形状及其理由。 (4)物理吸附与化学吸附最本质的区别为什么？ (5)在一定温度、压力下，为什么物理吸附都是放热过程？ 解：(1) 常见的亚稳定状态有：过饱和蒸气，过冷液体，过热液体，过饱和溶液等。 原因：由于新相的生成时，其粒径极小，其比表面能较高，体系不可能自发地向能量较高的方向进行，除非体系本身的能量较高或外界干扰，因此，新相的生成是较困难。 防止亚稳状态产生的方法：提供新相生成的“晶种”或外界扰动或提高体系本身的能量等法。 (2) 根据开尔文公式，液滴越小，其饱和蒸气压越高。因此，小液滴逐渐变小直至消失，大液滴逐渐变大。 (3) 该气泡近为球形(如不考虑水压影响，应为球形)。 根据表面张力意义或附加压力公式，只有当表面作用力完全对称时，表面最为稳定。球形表面的作用力是完全对称的。 (4) 作用力的本质不同。物理吸附是范德华力，而化学吸附是化学键力。 (5) 物理吸附过程相当于气体凝结过程，此时气体的热运动能减小，体系熵减小。 10.2 在293.15K及101.325kPa半径为1×10－3 m的汞滴分散成半径为1×10－9 m的小汞滴，试求此过程系统的表面吉布斯函数变为其若干？已知293.15K汞的表面张力为0.470N m-1 解：小汞滴表面积为：

分散成小小汞滴的个数为： 10.3解：（1）kPa Pa r p 3 6310178.1101.01091.5822?=???==--γ? （2）kPa Pa r p 3 6310178.1101.01091.5822?=???==--γ? （3）kPa Pa r p 36310356.210 1.01091.5844?=???==--γ? 10.4解：（1）若使液面不上升，那么管中再加的压力应该等于平液面产生的附加压力 即Pa Pa r p P 8921005.0103.222233 =???===--γ? 若不加任何压力，平衡后毛细管内液面升高的高度产生的压力应该等于上述管中增加的压力，即gh P ρ=，那么m m g P h 115.08 .94.789892=?== ρ 10.7解：毛细管中润湿角θ 为油-水界面张力1γ与玻璃-水界面2γ之间夹角。如果水面上是 空气，则毛细管内水上升的高度h 基本上是由弯曲液面下附加压力引起的。但是当空气被油置换后，则毛细管内高度h ，除弯曲液面下附加压力造成水的上升外，还要考虑毛细管外油产生的压力而令水柱产生的高度。就是说附加压力产生的水柱高度要低于h ，即 gh gh R w o ρργ=+1 2 （1） 其中 r R =θcos ，R 为弯曲液面的曲率半径，r 为毛细管半径，将上述式子带入（1）中可

大学物理化学核心教程第二版(沈文霞)课后参考答案第9章

第九章表面现象 一．基本要求 1．了解发生各种表面现象的根本原因，掌握表面Gibbs自由能和表面张力的概念，了解它们的异同点。 2．了解弯曲表面下附加压力产生的根本原因，知道附加压力与曲率半径的关系，会熟练使用Laplace公式。 3．了解弯曲表面下的蒸气压与平面相比有何不同，能熟练使用Kelvin公式计算凸面和凹面下的蒸气压，会用这个基本原理来解释常见的过饱和现象。 4．了解产生表面吸附的原因，会使用Gibbs吸附等温式解释表面活性剂和非表面活性剂的表面超额情况。 5．了解表面活性剂在润湿、发泡、增溶、乳化、洗涤等方面的作用。 6．了解固体表面吸附的基本原理和会使用吸附等温式。 二．把握学习要点的建议 所有表面现象产生的根本原因，是由于表面分子（原子）受力不均匀所造成的。就 是由于表面分子（原子）具有这个不平衡的剩余力场，使得固体和液体表面都有吸 附能力，使得在弯曲表面下产生附加压力，而由于这个附加压力使得弯曲表面上的 蒸气压与平面不同，因而产生了一系列的过饱和现象。所以，本章主要掌握表面现 象产生的根本原因和Laplace公式、Kelvin公式和Gibbs吸附等温式的意义和运用。 表面Gibbs自由能和表面张力虽然数量相同，用同一符号表示，但它们的物理意义 和单位却不同，是从不同的角度来阐述表面分子受力不均匀的情况。 这一章计算题的类型不多，主要使用Laplace公式、Kelvin公式和Gibbs吸附等温式来做相应的计算。但表面化学基本原理的应用面却十分广泛，表面现象在生产、生 活、生命和环境等各个方面处处都有体现，各种表面活性剂被广泛应用于化工、制 药、纺织、食品、采矿、农业及洗涤等各种领域。在学习这一章时应结合自己的专 业实际和生活环境，将所学的表面化学的基本原理与实际的生产、生活进行联系， 以加深对基本原理的理解和拓宽有关应用的知识面。 三．思考题参考答案 1．表面Gibbs自由能与表面张力有哪些共同点和不同点？ 答：它们的共同点是：①都反映了表面分子（或原子）受力不均匀的情况；②两者的数值相同，通常用同一个符号表示。 它们的不同点是：①两者的物理意义不同，表面自由能是指在等温、等压、保持组成不变的条件下，可逆地增加单位表面积时，系统Gibbs自由能的增值。表面张力是指垂直作用

物化第十章

1.理论分解电压 使某电解质溶液能连续不断发生电解时所必须外加的最小电压，在数值上等于该电解池作为可逆电池时的可逆电动势. 2.使电解池不断工作所必需外加的最小电压，称为分解电压。 3.实际分解电压 要使电解池顺利地进行连续反应，除了克服作为原电池时的可逆电动势外，还要克服由于极化在阴、阳极上产生的超电势 和 ，以及克服电池电阻所产生的电位降 。这三者的加和就称为实际分解电压。 显然分解电压的数值会随着通入电流强度的增加而增加。 4.极化 在有电流通过时，随着电极上电流密度的增加，电极实际分解电势值对平衡值的偏离也愈来愈大，这种对平衡电势的偏离称为电极的极化。 当电极上无电流通过时，电极处于平衡状态，这时的电极电势分别称为阳极平衡电势 和阴极平衡电势 。 5.浓差极化 在电解过程中，电极附近某离子浓度由于电极反应而发生变化，本体溶液中离子扩散的速度又赶不上弥补这个变化，就导致电极附近溶液的浓度与本体溶液间有一个浓度梯度，这种浓度差别引起的电极电势的改变称为浓差极化。 用搅拌和升温的方法可以减少浓差极化，但也可以利用滴汞电极上的浓差极化进行极谱分析。 6.电化学极化 电极反应总是分若干步进行，若其中一步反应速率较慢，需要较高的活化能，为了使电极反应顺利进行所额外施加的电压称为电化学超电势（亦称为活化超电势），这种极化现象称为电化学极化。 7.超电势 在某一电流密度下，实际发生电解的电极电势 与平衡电极电势之间的差值称为超电势。 8.阳极上由于超电势使电极电势变大，阴极上由于超电势使电极电势变小。 9.为了使超电势都是正值，把阴极超电势 和阳极超电势 分别定义为： 10.电解池中两电极的极化曲线 随着电流密度的增大，两电极上的超电势也增大，阳极析出电势变大，阴极析出电势变小，使外加的电压增加，额外消耗了电能。 11.原电池中两电极的极化曲线 原电池中，负极是阳极，正极是阴极。随着电流密度的增加，阳极析出电势变大，阴极析出电势变小。由于极化，使原电池的作功能力下降。但可以利用这种极化降低金属的电化腐蚀速度。 12.氢超电势 利用氢在电极上的超电势，可以使比氢活泼的金属先在阴极析出，这在电镀工业上是很重要的。金属在电极上析出时超电势很小，通常可忽略不计。而气体，特别是氢气和氧气，超电( )()E E =理论分解可逆()()()()(())E E E IR E ηη=+?+?=+分解可逆不阳可逆不可逆阴()(,)()(,)),) ((,E E E E ηη=-=-阳阳不可阴阴平阴不可 阳逆逆平 (,) ((,)(,)(,())) E E E E ηη==+-阴不可逆阳不平可逆阳阴阳阴平

南京大学《物理化学》练习 第十章 化学动力学基础(一)

第十章化学动力学基础（一） 返回上一页 1. 298 K时N2O5(g)分解反应半衰期t1/2为5.7 h,此值与N2O5的起始浓度无关,试求: (1) 该反应的速率常数. (2) 作用完成90%时所须的时间. 2. 某人工放射性元素放出α粒子,半衰期为15 min ,试问该试样有80%分解,需时若干? 3. 把一定量的PH3(g)迅速引入温度为950 K的已抽空的容器中,待反应物达到该温度时开始计时(此时已有部分分解),测得实验数据如下: t/s 0 58 108 ∞ P/kPa 35.00 36.34 36.68 36.85 已知反应4pH3(g)P4(g) + 6H2(g) 为一级反应,求该反应的速率常数k值(设在t=∞时反应基本完成)

4. 在某化学反应中随时检测物质A的含量,1小时后,发现A已作用了75%,试问2小时后A还剩余多少没有作用?若该反应对A 来说是: (1) 一级反应. (2) 二级反应(设A与另一反应物B起始浓度相同) (3) 零级反应(求A作用完所用时间) 5. 在298 K时, NaOH与CH3COOCH3皂化作用的速率常数k2与NaOH与CH3COOC2H5皂化作用的速率常数k2' 的关系为k2=2.8k2' .试问在相同的实验条件下,当有90% CH3COOCH3被分解时, CH3COOC2H5的分解百分数为若干? 6. 对反应2NO(g) +2H2(g)---> N2(g) +2H2O(l) 进行了研究,起始时NO与H2的物质的量相等.采用不同的起始压力相应的有不同的半衰期,实验数据为: p0 /kPa 47.20 45.40 38.40 33.46 26.93 t1/2/min 81 102 140 180 224 求该反应级数为若干? 7. 反应A+B P的动力学实验数据如下, [A]0/(mol·dm-3) 1.0 2.0 3.0 1.0 1.0 [B]0/(mol·dm-3) 1.0 1.0 1.0 2.0 3.0

物理化学第十一章课后题答案

37．若为对行一级反应，A的初始浓度为；时间为t时，A 和B 的浓度分别为和。 （1）试证 （3）已知为，为，，求100 s后A 的转化率。 证：对行反应速率方程的积分形式为 转化率： 40.高温下乙酸分解反应如下：

在1089K 时，1174.3-=s k ，1265.4-=s k 。 （1）试计算乙酸反应掉99%所需的时间； （2）当乙酸全部分解时，在给定温度下能够获得乙烯酮的最大产量是多少？ 解：（1）根据1k 和2k 的单位知：该反应为一级平行反应，速率方程为 t k k c c A A )(ln 210 ,+= 得s c c k k t A A 55.0ln 1 0,21=+= （2）若乙酸全部分解，则 0,A A B c c c =+ 21//k k c c A B = 联立两式解得0,0,2 12 554.0A A A c c k k k c =+= 即在给定温度下能够获得乙烯酮的最大产量是0.5540,A c 。 41． 对于两平行反应：

若总反应的活化能为E ，试证明： 证明：设两反应均为n 级反应，且指前因子相同，则反应速率方程为 上式对T 求导数 43.气相反应2HI(g)(g)H (g)I 22→+是二级反应。现在一含有过量固化碘的反应器中充入50.663 kPa 的(g)H 2。已知673.2K 时该反应的速率常数 119s kPa 109.868---??=k ，固体碘的饱和蒸汽压为121.59kPa （假设固体碘与碘 蒸气处于快速平衡），且没有逆反应。 （1）计算所加入的(g)H 2反应掉一般所需要的时间； （2）验证下述机理符合二次反应速率方程。 解：（1）此二级反应的速率方程为))P(H P(I k v 221=,固体碘过量，所以碘的蒸汽压保持不变，则

第五版物理化学第十章习题答案

第十章界面现象 请回答下列问题： （1）常见的亚稳定状态有哪些为什么会产生亚稳定状态如何防止亚稳定状态的产生 解：常见的亚稳定状态有：过饱和蒸汽、过热或过冷液体和过饱和溶液等。产生亚稳定状态的原因是新相种子难生成。如在蒸气冷凝、液体凝固和沸腾以及溶液结晶等过程中，由于要从无到有生产新相，故而最初生成的新相，故而最初生成的新相的颗粒是极其微小的，其表面积和吉布斯函数都很大，因此在系统中产生新相极其困难，进而会产生过饱和蒸气、过热或过冷液体和过饱和溶液等这些亚稳定状态，为防止亚稳定态的产生，可预先在系统中加入少量将要产生的新相种子。 （2）在一个封闭的钟罩内，有大小不等的两个球形液滴，问长时间恒温放置后，会出现什么现象 解：若钟罩内还有该液体的蒸气存在，则长时间恒温放置后，出现大液滴越来越大，小液滴越来越小，并不在变化为止。其原因在于一定温度下，液滴的半径不同，其对应的饱和蒸汽压不同，液滴越小，其对应的饱和蒸汽压越大。当钟罩内液体的蒸汽压达到大液滴的饱和蒸汽压时。该蒸汽压对小液滴尚未达到饱和，小液滴会继续蒸发，则蒸气就会在大液滴上凝结，因此出现了上述现象。 （3）物理吸附和化学吸附最本质的区别是什么 解：物理吸附与化学吸附最本质的区别是固体与气体之间的吸附作用力不同。物理吸附是固体表面上的分子与气体分子之间的作用力为范德华力，化学吸附是固体表面上的分子与气体分子之间的作用力为化学键力。 （4）在一定温度、压力下，为什么物理吸附都是放热过程 解：在一定温度、压力下，物理吸附过程是一个自发过程，由热力学原理可知，此过程系统的ΔG<0。同时气体分子吸附在固体表面，有三维运动表为二维运动，系统的混乱度减小，故此过程的ΔS<0。根据ΔG=ΔH-TΔS可得，物理吸附过程的ΔH<0。在一定的压力下，吸附焓就是吸附热，故物理吸附过程都是放热过程。 在K及下，把半径为1×10-3m的汞滴分散成半径为1×10-9m小汞滴，试求此过程系统的表面吉布斯函数变为多少已知汞的表面张力为·m-1。 解：设大汞滴的半径为r1，小汞滴的半径为r2，小汞滴的数目为N，因为分散前后的以及不变，故