物理化学部分答案

3.理想气体绝热可逆和绝热不可逆过程的功，都可用公式计算，那两种过程的功是否一样?答：不一样。过程不同，终态不相同，即ΔT不一样，因此绝热可逆和绝热不可逆两过程所做功不一样。6.在相同的温度和压力下，一定量氢气和氧气从四种不同的途径生成水：（1）氢气在氧气中燃烧；（2）爆鸣反应；（3）氢氧热爆炸；（4）氢氧燃料电池。在所有反应中，保持反应始态和终态都相同，请问这四种变化途径的热力学能和焓的变化值是否相同?答：应该相同。因为热力学能和焓是状态函数，只要始终态相同，无论通过什么途径，其变化值一定相同。这就是：异途同归，值变相等。7.理想气体向真空绝热膨胀后，他的温度将（）。（A）升高（B）降低（C）不变（D）不一定答：（C）对于理想气体而言，内能仅仅是温度的单值函数，经真空绝热膨胀后，内能不变，因此体系温度不变。9.公式(H=Qp适用于哪个过程（）。（A）理想气体绝热等外压膨胀（B）H2O（s）H2O（g）（C）Cu2+（aq）+2e-→Cu（s）（D）理想气体等温可逆膨胀答：（B）式适用于不作非膨胀功的等压过程。1.（1）一系统的热力学能增加了100kJ，从环境吸收了40kJ的热，计算系统与环境的功的交换量；（2）如果该系统在膨胀过程中对环境做了20kJ的功，同时吸收了20kJ的热，计算系统热力学能的变化值。解：根据热力学第一定律：ΔU=W＋Q，即有：（1）W=ΔU－Q=100–40=60kJ（2）ΔU=W＋Q=-20＋20=02.在300K时，有10mol理想气体，始态压力为1000kPa。计算在等温下，下列三个过程做膨胀功：（1）在100kPa压力下体积胀大1dm3；（2）在100kPa压力下，气体膨胀到压力也等于100kPa；（3）等温可逆膨胀到气体的压力等于100kPa。解：根据理想气体状态方程pV=nRT，即有：（1）∵W=-peΔV=-pe(V2－V1)∴W=-100×103×1×10-3=-100J（2）∵W=-peΔV=-pe(V2－V1)=-(－)=-∴W=-10×8.314×300×（1-）=-22.45kJ（3）∵W=-=-=-=-∴W=-10×8.314×300×=-57.43kJ3.在373K恒温条件下，计算1mol理想气体在下列四个过程中所做的膨胀功。已知始、终态体积分别为25dm3和100dm3。（1）向真空膨胀；（2）等温可逆膨胀；（3）在外压恒定为气体终态压力下膨胀；（4）先外压恒定为体积等于50dm3时气体的平衡压力下膨胀，当膨胀到50dm3以后，再在外压等于100dm3时气体的平衡压力下膨胀。试比较四个过程的功，这说明了什么问？解：（1）向真空膨胀，外压为零，所以（2）等温可逆膨胀（3）恒外压膨胀（4）分两步恒外压膨胀说明作功与过程有关，系统与环境压差越小，膨胀次数越多，做的功也越大。5.1mol理想气体在122K等温的情况下，反抗恒定外压10.15kPa，从10dm3膨胀的终态100dm3，试计算Q、W和ΔU、ΔH。解：该过程是理想气体等温过程，故ΔU=ΔH=0∵W=-peΔV=-pe(V2－V1)∴W=-10.15×103×（100.0-10）×10-3=-913.5J根据热力学第一定律：ΔU=W＋Q，即有：Q=ΔU－W=0-（-913.5）=913.5J9.在300K时，4gAr（g）（可视为理想气体，其摩尔质量MAr=39.95g·mol-1），压力为506.6kPa。今在等温下分别按如下两过程：反抗202.6kPa的恒定外压进行膨胀。（1）等温为可逆过程；（2）等温、等外压膨胀，膨胀至终态压力为202.6kPa。试分别计算两种过程的Q，W，ΔU和ΔH。解：（1）理想气体的可逆过程，，4gAr的物质的量为：（2）虽为不可逆过程，但状态函数的变化应与（1）相同，即10.在573K时，将1molNe（可视为理想气体）从1000KPa经绝热可逆膨胀到100kPa。求Q、W、ΔU和ΔH。解法1：因该过程为绝热可逆过程，故Q=0。∵，，则又∵，则∴==228K解法2：可得：EMBEDEquation.31.自发过程一定是不可逆的，所以不可逆过程一定是自发的。这说法对吗？答：前半句是对的，后半句却错了。因为不可逆过程不一定是自发的，如不可逆压缩过程。6.相变过程的熵变可以用公式来计算，这种说法对吗？答：说法不正确，只有在等温等压的可逆相变且非体积功等于零的条件，相变过程的熵变可以用公式来计算。8.1×10-3kg水在373K，101325Pa的条件下汽化为同温同压的水蒸气，热力学函数变量为ΔU1，ΔH1和ΔG1；现把1×10-3kg的H2O（温度、压力同上）放在恒373K的真空箱中，控制体积，使系统终态蒸气压也为101325Pa，这时热力学函数变量为ΔU2，ΔH2和ΔG2。问这两组热力学函数的关系为（）。（A）ΔU1>ΔU2，ΔH1>ΔH2，ΔG1>ΔG2（B）ΔU1<ΔU2，ΔH1<ΔH2，ΔG1<ΔG2（C）ΔU1=ΔU2，ΔH1=ΔH2，ΔG1=ΔG2（D）ΔU1=ΔU2，ΔH1>ΔH2，ΔG1=ΔG2答：（C）系统始态与终态都相同，所有热力学状态函数的变量也都相同，与变化途径无关。5.有2mol单原子理想气体由始态500kPa、323K加热到终态1000kPa、3733K。试计算此气体的熵变。解：理想气体的p、V、T变化设置过程如下：理想气体等温可逆过程：即有：ΔU=ΔH=0，则有QR=-W=ΔS1===2×8.314×ln=-11.52J·K-1理想气体等压可逆过程：ΔS2==ΔS2==5.98J·K-1ΔS=ΔS1+ΔS2=-11.52+5.98=-5.54J·K-112.300K时1mol理想气体，压力从100kPa经等温可逆压缩到1000kPa，求Q,W,(U,(H,(S,(A和(G。解：理想气体等温可逆压缩，ΔT=0，ΔU=0，ΔH=0W==5.74kJQ=-W=-5.74kJΔS==-19.1J·K-1=5.74kJ14.在373K，101(325kPa条件下，将2mol的液态水可逆蒸发为同温、同压的水蒸气。计算此过程的Q，W，ΔU，ΔH和ΔS，，已知101(325kPa,373K时水的摩尔汽化焓为40.68kJ·mol-1。水蒸气可视为理想气体，忽略液态水的体积。解：水在正常温度和压力的可逆相变化，则：Qp=ΔvapH==2mol×40.68kJ·mol-1=81.36kJΔvapU=ΔvapH-p(Vg-Vl)≈ΔvapH-nRT=81.36–2×8.314×373×10-3=75.16kJW=ΔvapU-Qp=75.16–81.36=-6.20kJΔvapS==218.12J·K-123.在600K、100kPa压力下，生石膏的脱水反应为：CaCO3·2H2O（s）CaCO3（s）+2H2O（g）试计算该反应进度为1mol时的Q，W，(rU，(rH，(rS，(rA和(rG。已知各物质298.15K、100kPa时的热力学数据如下 物质 (fH（kJ·mol-1） S（J·mol-1·K-1） C平，m（J·mol-1·K-1） CaCO3·2H2O（s） -2021.12 193.97 186.20 CaCO3（s） -1432.68 106.70 99.60 2H2O（g） -241.82 188.83 33.58解：CaCO3·2H2O（s）CaCO3+2H2O（g）W=-peΔV=-p（V2-V1）=-ngRT=-2×8.314×600=-9.98kJQp=ΔH=Δr+=2ΔfH（H2O，g）+ΔfH（CaCO3，s）-ΔfH（CaCO3·2H2O，s）+[2Cp,m（H2O，g）+Cp,m（CaCO3，s）-Cp,m（CaCO3·2H2O，s）（T2-T1）=104.8×103-5870.88=98.93kJ·mol-1ΔrUm=Q+W=98.93-9.98=88.95kJ·mol-1ΔSm（600K）=Δr+=（2×188.83+106.7-193.97）+（2×33.58+99.60-186.20）×=290.39-13.60=276.79J·mol-1·K-1ΔAm=ΔrUm-TΔSm=88.95×103-276.79×600=-76.65kJ·mol-1ΔGm=ΔrHm-TΔSm=98.93×103-276.79×600=-67.14kJ·mol-13.Roult定律和Henry定律的示式和适用条件分别是什么？答：Roult定律的表示式为：式中为纯溶剂的蒸气压，为溶液中溶剂的蒸气压，为溶剂的摩尔分数。该公式用来计算溶剂的蒸气压。公式适用条件为：定温、稀溶液、非挥发性溶质，后来推广到液态混合物。Henry定律的表示式为：式中kx，km和kc是用于物质B用不同浓度表示时的Henry系数，Henry系数与温度、压力、溶质和溶剂的性质有关。Henry定律说明挥发性溶质在液体里的溶解度与其平衡分压成正比。只有溶质在气相和液相中分子状态相同时才能使用该定律。对于液态混合物，Henry定律与Roult定律是等效的。5.溶液的化学势等于溶液中各组分的化学势之和，这样说对不对?答：不对。化学势是某组分的偏摩尔Gibbs自由能。溶液中可以分为溶剂的化学势或溶质的化学势，而没有整个溶液的化学势。9.在室温下，物质的量浓度相同的蔗糖溶液与食盐水溶液的渗透压是否相等?答：不相等。渗透压是溶液依数性的一种反映。依数性只与粒子的数目有关，而与粒子的性质无关。食盐水中，NaCl会离解成两个离子，所以物质的量浓度相同的食盐水的渗透压可以是蔗糖溶液的两倍。2.下列偏微分中，能称为偏摩尔量的是（）。（A）（B）（C）（D）答：（A）偏摩尔量定义。3.下列偏微分中，不是化学势的是（）。（A）（B）（C）（D）答：（B）广义的化学式：3.在298K时，有大量的甲苯（A）和苯（B）的液态混合物，其中苯的摩尔分数xB=0.20。如果将1mol纯苯加入此混合物中，计算这个过程的ΔG。解：ΔG=G2-G1=μ2(A，B)–[μ1(A，B)+μ*(B)]=[nμA+n(n+1)μB]-(nμA+nμB+)=μB-=（+RTlnxB）-=8.314×298×RTln0.2=-3.99kJ5.液体A与液体B形成理想液态混合物。在343K时，1molA和2molB所成混合物的蒸气压为50.663kPa，若在溶液中再加入3molA，则溶液的蒸气压增加到70.928kPa，试求：（1）p和p；（2）对第一种混合物，气相中A，B的摩尔分数。解：（1）联立，式，解得p=91.19kPap=30.40kPa（2）8.液体A和B在333.15K时，pA*=93300Pa，pB*=40000Pa，A和B能形成理想液态混合物，当组成为xA的该混合物在333.15K汽化，将该蒸气冷凝后，其冷凝液在333.15K时的蒸气压为66700Pa，试求xA。解：（1）设刚冷凝时的液相组成x′A、x′B等于气相组成yA和yB9.298K和标准压力下，将2mol苯与3mol甲苯混合，形成理想的液态混合物，求该过程的Q、W、ΔmixV、ΔmixU、ΔmixH、ΔmixS、ΔmixA和ΔmixG。解：根据理想液态混合物的定义ΔmixV=0Qp=ΔmixH=0ΔmixW=ΔmixU=013.苯在101325Pa下的沸点为353.35K，沸点升高常数为2.62K·kg·mol-1，求苯的摩尔汽化焓。已知苯的摩尔质量MA=0.078kg·mol-1。解：已知14.今有7.900mg酚酞和129.2mg樟脑的混合物，测得该溶液的凝固点为164℃，求酚酞的摩尔质量。已知樟脑的熔点是172℃，kf=40K·kg·mol-1。解：因为=0.306kg·mol-117.人的血浆的渗透压在310K时为729.54kPa，葡萄糖等渗液中葡萄糖的质量分数应该为多少？已知：葡萄糖的摩尔质量为0.174kg(mol-1，葡萄糖液密度为103kg(m-3。如果配的太浓或太稀，输液后会造成什么严重后果？解：（1）质量分数（2）太稀，导致血细胞脱浆，太浓会导致红细胞吸水膨胀，甚至导致人死亡。18.分别将6.1×10-3kg苯甲酸溶于0.1kg乙醇和0.1kg的苯中，乙醇和苯的沸点各自升高了0.54K和0.60K，已知苯和乙醇的沸点升高常数分别为2.6K(kg(mol-1和1.19K(kg(mol-1，苯甲酸的摩尔质量为0.134kg(mol-1。试问：苯甲酸在乙醇和在苯中是解离还是缔合？还是既不解离也不缔合。解：由此可见，苯甲酸在乙醇中不电离也不缔合，而在苯中以双分子缔合。19.在298K下，将2g某化合物溶于1kg水中，其渗透压与在298K下将0.8g葡萄糖（C6H12O6）和1.2kg蔗糖（C12H22O11）溶于1kg水中的渗透压相同。（1）求此化合物的摩尔质量；（2）求溶液的凝固点降低值；（3）该溶剂的蒸气压降低值。已知水的冰点下降常数kf=1.86K(kg(mol-1，298K时水的饱和蒸气压为3167.7Pa，稀溶液密度可视为与水相同，葡萄糖的摩尔质量0.180kg·mol-1，蔗糖的摩尔质量0.342kg·mol-1。9．在298K时，某化学反应的标准Gibbs自由能变化的变化值，则反应对应的标准平衡常数将()(A)(B)(C)(D)答：(B)。因为，，，。1．在973K和标准压力下，反应的。试根据如下两种情况，分别判断反应的方向。(1)反应系统中各组分的分压都是。(2)反应系统中，，，。解：(1)根据化学反应等温式，，正向反应是不自发的，而逆向反应是自发的。(2)，，正向反应是自发的。2．反应的标准平衡常数与温度的关系为，当，，和的起初组成的摩尔分数分别为0.30，0.30，0.20和0.20，总压为时，问在什么温度以下（或以上），反应才能自发地向生成产物的方向进行？解：要使反应自发地向生成产物的方向进行，必须使反应的，即解得3．在313K时，反应的。在一个的容器内含有的，如果要使全部变成，试计算需通入的物质的量的。设气体为理想气体。解：欲使反应向左进行，应满足：这是一个复相化学反应，标准平衡常数只与的压力有关。设需通入的物质的量为，则10．反应的平衡常数，在250～400K的温度范围内，与温度的关系式为。设在这个温度范围内。试计算在300K时：（1）在真空容器中分解时的解离压力和和的分压。（2）反应的和。解：（1）在300K时，分解反应的标准平衡常数为这是一个复相化学反应，设解离压力为，则有解得（2）13．在323K时，下列反应的解离压力为3.998kPa2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)设气体为理想气体。求算323K时，反应的标准摩尔Gibbs自由能的变化值。解：这是一个复相化学反应，系统中气体的总压等于两个气体生成物压力的加和，因为所以标准平衡常数14．在298K时，有反应，试计算反应在该温度下的标准平衡常数。设气体为理想气体，298K时的热力学数据如表中所示。 热力学函数 解：要计算的值，首先得反应的。利用所给的热力学数据，先计算反应的和，然后可得到。这个反应的趋势还是很大的。20．在298K时，丁烯脱氢制取丁二烯的反应为，根据热力学数据表，试计算：（1）298K时反应的，，和标准平衡常数的值。（2）830K时标准平衡常数的值，设与温度无关。（3）若在反应气中加入水蒸气，加入量与丁烯的比例为，试计算反应在830K，200kPa条件下，丁烯的平衡转化率。已知，298K时参与反应物质的热力学数据为： 物质 8解：（1）在298K时（2）利用vanderHoff公式解得。可见，对于吸热反应，升高温度可以使平衡常数增大。（3）设反应开始时为1mol，平衡转化率为平衡时总的物质的量为已知总压，则解得如果不加水蒸气，，显然转化率会小得多。4.在抽空容器中，氯化铵的分解平衡，指出该系统的独立组分数、相数和自由度？NH4Cl（s）NH3（g）+HCl（g）答：反应中有三个物种，一个平衡限制条件，一个浓度限制条件，所以独立组分数为1，相数为2。根据相律，自由度为1。即分解温度和分解压力两者之中只有一个可以发生变化。5.在含有氨的容器中氯化铵固体分解达平衡，指出该系统的独立组分数、相数和自由度？NH4Cl（s）NH3（g）+HCl（g）答：反应中有三个物种，一个平衡限制条件，没有浓度限制条件。所以独立组分数为2，相数为2，自由度为2。1.NH4HS（s）和任意量的NH3（g）及H2S（g）达平衡时，有（）。（A）C=2，P=2，f=2（B）C=1，P=2，f=1（C）C=2，P=3，f=2（D）C=3，P=2，f=3答：（A）反应有三个物种，一个平衡条件，所以组分数为2，有2相共存，根据相律，自由度为2。2.在大气压下，FeCl3（s）与H2O（l）可以生成FeCl3·2H2O（s）、FeCl3·5H2O（s）、FeCl3·6H2O（s）和FeCl3·7H2O（s）四种固体水合物，则平衡系统的组分数C和能够平衡共存的最大相数P为（）。（A）C=2，P=2（B）C=1，P=4（C）C=2，P=3（D）C=3，P=5答：（C）反应有S=6，R=4，所以组分数为2，，根据相律，f=C-P+1，则有3相共存。1.将N2（g），H2（g）和NH3（g）三种气体输入773K、3.2×107kPa的合放有催化剂的合成塔中，指出下列三种情况系统的独立组分数（催化剂不属于组分数）。（1）N2（g），H2（g）和NH3（g）三种气体在输入合成塔之前；（2）三种气体在塔内反应达平衡时；；（3）开始只充入NH3（g），合成塔无其它气体，待其反应达平衡后。解：（1）进入塔之前，三种气体没有反应，故C=3。（2）在塔内反应达平衡时，系统的物种数为3，但有一个化学平衡条件，故C=2。（3）只充入NH3气，NH3气分解达平衡，系统的物种数为3，但有一个化学平衡条件和一个浓度限制条件，故C=1。2.指出下列平衡系统中的物种数，组分数，相数和自由度：（1）CaSO4的饱和水溶液；（2）5ｇ氨气通入1dm3水中，在常温常压下与蒸气平衡共存。解：（1）S=2；C=2；P=2。根据相律f=2，在一定的温度和压力的范围内，能维持固、液两相不变。（2）S=3（氨气，水和水合氨，又称为氢氧化铵）；因为有一个平衡，故C=2；有气、液两相，P=2；根据相律f=2，在一定的温度和压力的范围内，能维持固、气两相不变。3.CaCO3（s）在高温下分解为CaO（s）和CO2（g），根据相律解释下列实验事实：（1）在一定压力的CO2（g）中，将CaCO3（s）加热，实验证明在加热过程中，在一定的温度范围内CaCO3（s）不会分解。（2）在CaCO3（s）的分解过程中，若保持CO2的压力恒定，实验证明达分解平衡时，温度有定值。解：（1）该系统的物种数S=2（CO2，CaCO3），在没反应时C=2。现在有两相共存（一个固相和一个气相），P=2。当CO2气的压力恒定时，根据相律f*=1。即在一定的温度范围内，平衡可维持不变，CaCO3不会分解。（2）该系统的物种数S=3(CO2，CaCO3和CaO)，有一个化学平衡R=1,但没有浓度限制条件，因为产物不在同一个相，故C=2。现在有三相共存（两个固相和一个气相），P=3。当CO2气的压力恒定时，条件自由度f*=0，即CaCO3的分解温度是定值，使CaCO3和CaO的混和物不发生变化的温度只有一个。4.已知固体苯的蒸气压在273K时为3.27kPa，293K时为12.30kPa；液体苯的蒸气压在293K时为10.02kPa，液体苯的摩尔汽化焓为ΔvapHm=34.17kJ·mol-1。试计算：（1）在303K时液体苯的蒸气压，设摩尔气化焓在此温度区间内是常数；（2）苯的摩尔升华焓；（3）苯的摩尔熔化焓。解：（1）用Clausius-Clapeyron方程求出液态苯在303K时的蒸气压p2=15.91kPa（2）用Clausius-Clapeyron方程求出固体苯的摩尔升华焓（3）苯的摩尔熔化焓等于摩尔升华焓减去摩尔汽化焓5.结霜后的早晨冷而干燥，在-5℃，当大气中的水蒸气分压降至266.6Pa时，霜会变为水蒸气吗?若要使霜不升华，水蒸气的分压要有多大？已知水的三相点：273.16K，611Pa，水的ΔvapHm（273.16K）=45.05kJ·mol-1，ΔfusHm（273.16K）=6.01kJ·mol-1。设相变时摩尔焓变在此温度区间内是常数。解：冰的摩尔升华焓等于摩尔熔化焓加摩尔汽化焓ΔsubHm=ΔvapHm+ΔfusHm=45.05+6.01=51.06kJ·mol-1根据Clausius-Clapeyron方程，计算268K时冰的饱和蒸气压计算得再268K（-5℃）时冰的蒸气压为401.6Pa，而水蒸气分压为266.6Pa，所以这时霜要升华。当水蒸气分压等于或大于401.8Pa时，霜可以存在。6.在平均海拔为4500m的高原上，大气压力只有57.3kPa，已知压力与温度的关系式为：，试计算在此高原上水的沸点。解：沸点是指水的蒸气压等于外界压力时的温度。现根据压力与温度的关系式，代入压力的数据，计算蒸气压等于57.3kPa时的温度，解得：T=357K，即高原上水的沸点为357K。2.某化学反应化学计量方程为A+B=C，能认为这是二级反应吗？答：不能。反应级数应该从实验中求出。化学反应方程式只表示参与反应的各物质的量之间的关系，不代表反应机理。若注明它是基元反应，则可以运用质量作用定律，确定它是二级反应，也是双分子反应4.零级反应是否是基元反应？答：不是。因为不可能有零分子反应。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。2.某人工放射性元素，放出确(粒子，半衰期为15min。若该试样有80%分解，计算所需时间？解：放射性元素的蜕变符合一级反应的特征，按一级反应的积分式：设当分解80%所需时间为：3.已知物质A的分解反应是一级反应，当A起始浓度为0.1mol·dm-3时，分解20%的A需时50min，试计算：（1）计算反应的速率系数k（2）计算该反应的半衰期t（3）计算起始浓度为0.02mol·dm-3时分解20%所需的时间。解：（1）因为是一级反应，则有。（2）一级反应的半衰期与反应物的起始浓度无关（3）对于一级反应，各种转化率所需时间都与反应物的起始浓度无关，所以，只要转化率相同，所需时间也相同，故与（1）的相同,也是50min。5.大气中，CO2含有量较少，但可鉴定出放射性同位素14C。一旦CO2由光合作用"固定"，从大气中拿走14C，而新的14C又不再加入，那么放射量会以5770年半衰期的一级过程减少。现从某古代松树的木髓取样,测定其14C含量是大气中CO2的14C含量的54.9%，求该树年龄约多大?解：放射性同位素的蜕变是一级反应，设在大气中的CO2中14C的含量为c0，古代松树中的14C的含量为c，利用一级反应的积分式：根据已知的半衰期计算出速率系数值：即该古代松树的树龄为4997年。7.298K时，乙酸乙酯与NaOH的皂化作用，反应的速率常数为6.36dm3·mol-1·min-1，若起始时酯和碱的浓度均为0.02mol·dm-3，试求10min后酯的水解分数。解法1：是一个反应物起始浓度相等的二级反应，它的速率方程和速率系数的表示式分别为：把t=10min，a=0.02mol·dm-3，k2=6.36dm3·mol-1·min-1代入上式，得：x=0.0112mol·dm-310min后酯的水解分数为解法2：是一个反应物起始浓度相等的二级反应，它的速率方程和速率系数的表示式分别为：把t=10min，a=0.02mol·dm-3，k2=6.36dm3·mol-1·min-1代入上式，得：y=56%13.某一级反应的半衰期在300K和310K分别为5000s和1000s,求此反应的活化能。解：已知一级反应的半衰期，就等于知道一级反应的速率系数，因为半衰期之比就等于速率系数的反比。根据Arrhenius的定积分公式，从两个温度下的速率系数值，计算反应的活化能则该反应的活化能为。17.某药物分解30％即为失效，若放置在3℃的冰箱中，保存期为两年。某人购回此新药物，因故在室温（25℃）下搁置了两周，试通过计算说明此药物是否已经失效。已知该药物分解百分数与浓度无关，且分解活化能为Ea=130.0kJ·mol-1。解：已知反应的活化能，利用Arrhenius公式：从一个温度下的速率系数值求另一温度下的速率系数值，从而计算在室温(25℃)下搁置两周，药物分解30％所需的时间。因为是同一药物，反应级数相同，分解分数也相同，所以速率系数之比就等于所需的时间的反比。即分解30％所需的时间为11.14天，故放置二周即已失效。18.某一级反应，40℃时完成20%需15min，已知其活化能为100kJ·mol-1，若要使反应在15min内能完成50%，问反应温度控制在多少？解：对于一级反应，已知反应完成20%所需的时间，就可以从它的积分式求出速率系数对于一级反应，已知半衰期（完成50%所需的时间），就可以计算该温度下的速率系数在Arrhenius的定积分公式中，T2成了唯一的未知数所以，反应温度应控制在323K。24.乙醛热分解反应历程如下：CH3CHOCH3+CHO（1）CH3+CH3CHOCH4+CH3CO（2）CH3COCH3+CO（3）CH3+CH3C2H6（4）推导出：以甲烷生成速率表示的速率方程及表观活化能Ea表达式。解：根据稳态近似可得[CH3]=(k1/2k4)1/2[CH3CHO]1/2d[CH4]/dt=k2[CH3][CH3CHO]=k2(k1/2k4)1/2[CH3CHO]3/2式中，表观速率系数为：活化能可定义为：对所有速率系数取对数：然后对温度微分：分别代入活化能定义式：于是得到表观活化能与基元反应活化能之间的关系为：2.一个飘荡在空气中的肥皂泡上，所受的附加压力为多少？答：肥皂泡有内外两个球面，附加压力的方向都指向曲率半径的圆心。若忽略膜的厚度，一个凸球面和一个凹球面的曲率半径近似相等，则附加压力是普通球面附加压力的两倍。3.自然界中为什么气泡、小液滴都呈球形？答：液膜和液体表面都具有表面自由能，表面自由能越低，系统越稳定。所以，为了降低表面自由能，液体表面都有自动收缩到最小的趋势。而球形是相同体积的物体具有表面积最小的一种形式，所以气泡和小液滴都呈球形。4.纯液体、溶液和固体是怎样降低自身的表面自由能的？答：纯液体只有收缩，在体积小时收缩成球形。溶液有两种，一种是收缩，另一种是调节表面层浓度。如果溶质是表面活性剂，则尽可能使溶质分子排在表面；如果溶质是非表面活性物质，尽可能将溶质分子藏在体相。洁净的固体表面靠吸附液体或气体分子来降低表面自由能。7.用同一支滴管滴出相同体积的水、NaCl稀溶液和乙醇溶液，滴数是否相同？答：不相同。因为在密度相差不大的情况下，液滴的大小与表面张力有关。一般表面张力越大，在管端能悬挂的液滴体积也越大。所以，液体体积相同的情况下，表面张力最大的NaCl稀溶液的液滴最大，滴数最少。水居中，乙醇溶液的液滴最小，滴数最多。若液体密度相差大，还要考虑密度的影响。1.下列说法中不正确的是（）。（A）生成的新鲜液面都有表面张力（B）平面液体没有附加压力（C）弯曲液面的表面张力的方向指向曲率中心（D）弯曲液面的附加压力指向曲率中心答：（C）表面张力的方向总是与表面相切。5.有一飘荡在空气中的球形液膜，内部也是空气。若其直径为2×10-3m，表面张力为0.07N·m-1，则液膜所受总的附加压力为（）。（A）0.14kPa（B）0.28kPa（C）0.56kPa（D）0.84kPa答：（B）飘荡在空气中的球形液膜有两个气-液界面，一个凸球面和一个凹球面，附加压力都指向球心，液膜所受总的附加压力是相同半径球形液膜的两倍。11.当表面活性物质加入溶剂后，所产生的结果是（）。（A），正吸附（B），负吸附（C），正吸附（D），负吸附答：（A）表面活性物质加入溶剂后，使溶液的表面张力明显降低，表面张力随表面活性物质的浓度增加而下降，表面浓度高于本体浓度，发生正吸附。4.当一束会聚光通过溶胶时，站在与入射光线垂直方向的同学，看到光柱的颜色是淡蓝色；而站在入射光180o方向的同学看到的是橙红色，这是为什么？答：站在与入射光线垂直方向（即侧面）的同学，看到的是胶粒的散射光。根据瑞利公式，入射光波长越短，散射光越强。所以，蓝色、紫色光容易散射，散射光呈淡蓝色。而对着入射光看的同学，看到的是透射光。在白光中，波长较短的蓝色、紫色光已被散射，剩下的透射光主要是波长较长的光，所以看到的透射光是橙红色的。6.为什么晴天的天空呈蓝色？为什么日出、日落时云彩特别红？答：太阳光由七色光组成。空气中有灰层微粒和小水滴，当阳光照射地球时，波长较短的蓝光、紫光被微粒散射后的散射光较强，所以，看到的天空呈蓝色，实际上看到的是这种散射光。而在日出、日落时，太阳接近地平线，阳光要穿过厚厚的大气层我们才能看到。阳光中短波长的青色、蓝色、紫色光被大气层中的微粒散射掉了，我们看到的是散射较弱的红色、橙色的透射光，所以特别绚丽多彩。7.为什么危险信号灯用红色？为什么车辆在雾天行驶时雾灯规定用黄色？答：因为红色光波长很长，不容易散射，传得远，可以让人在很远时就能看到危险信号。雾天，如果用白色雾灯，其中一部分短波长的光被雾滴散射，光线就会变弱。而黄色光波长较长，不容易散射。所以雾天在高速公路上，必须把后雾灯打开，黄色的雾灯很远就能看见，可以防止汽车追尾相撞。1.在稀的砷酸溶液中，通入H2S以制备硫化砷（As2S3）溶胶，该溶胶的稳定剂是H2S，则其胶团结构式是（）。（A）[(As2S3)m·nH+·(n-x)HS-]x-·xHS-（B）[(As2S3)m·nHS-·(n-x)H+]x-·xH+（C）[(As2S3)m·nH+·(n-x)HS-]x+·xHS-（D）[(As2S3)m·nHS-·(n-x)H+]x+·xH+答：（B）稳定剂H2S发生一级解离，胶核优先吸附HS-，使胶粒带负电。2.将FeCl3在热水中水解，制成Fe(OH)3溶胶的反应如下：用化学凝聚法制成Fe(OH)3胶体的反应如下：FeCl3+3H2O（热）Fe(OH)3（溶胶）+3HCl溶液中部分Fe(OH)3有如下反应：Fe(OH)3+HClFeOCl+2H2OFeOClFeO++Cl-则Fe(OH)3溶胶的胶团结构式为（）。（A）{[Fe(OH)3]m·nFeO+·(n-x)Cl-}x+（B）{[Fe(OH)3]m·nFeO+·(n-x)Cl-}x+·xCl-（C）{[Fe(OH)3]m·nCl·(n-x)FeO+}x-·x-FeO+（D）{[Fe(OH)3]m·nCl·(n-x)FeO+}x-答：（B）Fe(OH)3]m胶核优先吸附水解产物中的FeO+，另外，由于正负离子相互吸引的原因，使部分Cl-离子围绕在周围，胶粒带正电，整个胶团结构式为：{[Fe(OH)3]m·nFeO+·(n-x)Cl-}x+·xCl-5.日出和日落时,太阳呈鲜红色的原因是（）。（A）蓝光波长短,透射作用显著（B）蓝光波长短,折射作用显著（C）红光波长长,透射作用显著（D）红光波长长,散射作用显著答：（C）太阳光透过厚厚的大气层时，散射作用显著的短波长光如蓝光、紫光等已被散射，剩下透射作用显著的长波长光，如红光、黄光等。14.对于Fe(OH)3的水溶胶，NaCl的聚沉值为512.2mmol·dm-3，Na2SO4的聚沉值为4.31mmol·dm-3，若用ZnSO4的将其聚沉，其聚沉值约为（）。（A）>512.2mmol·dm-3（B）<4.31mmol·dm-3（C）=4.31mmol·dm-3（D）略大于4.31mmol·dm-3答：（D）Fe(OH)3的水溶胶为正溶胶，阴离子价数越高聚沉能力越强，则聚沉值越小。ZnSO4中阳离子价数比Na2SO4高，同性离子的价数愈高，聚沉能力愈低，所以ZnSO4聚沉能力略大于Na2SO4聚沉能力。15.对于AgI的水溶胶，三种电解质Al(NO3)3、Mg(NO3)2和NaNO3的聚沉值分别为0.067mmol·dm-3、2.60mmol·dm-3和140mmol·dm-3，则AgI溶胶的胶粒所带的电荷是（）。（A）正的（B）负的（C）不带电（D）无法判断答：（B）聚沉值与聚沉能力成反比，则Al(NO3)3的聚沉能力最强，另外离子价数越高聚沉能力越强，所以AgI的水溶胶为负溶胶。2mol，500kPa，323K2mol，1000kPa，373K2mol，1000kPa，323KΔSΔS1ΔS2dT=0dp=0_1234568017.unknown_1234568081.unknown_1234568113.unknown_1234568145.unknown_1234568161.unknown_1234568177.unknown_1234568185.unknown_1234568193.unknown_1234568201.unknown_1234568205.unknown_1234568207.unknown_1234568209.cdx_1234568210.cdx_1234568208.cdx_1234568206.unknown_1234568203.unknown_1234568204.unknown_1234568202.unknown_1234568197.unknown_1234568199.unknown_1234568200.unknown_1234568198.unknown_1234568195.unknown_1234568196.unknown_1234568194.unknown_1234568189.unknown_1234568191.unknown_1234568192.unknown_1234568190.unknown_1234568187.unknown_1234568188.unknown_1234568186.unknown_1234568181.unknown_1234568183.unknown_1234568184.unknown_1234568182.unknown_1234568179.unknown_1234568180.unknown_1234568178.unknown_1234568169.unknown_1234568173.unknown_1234568175.unknown_1234568176.unknown_1234568174.unknown_1234568171.unknown_1234568172.unknown_1234568170.unknown_1234568165.unknown_1234568167.unknown_1234568168.unknown_1234568166.unknown_1234568163.unknown_1234568164.unknown_1234568162.unknown_1234568153.unknown_1234568157.unknown_1234568159.cdx_1234568160.cdx_1234568158.unknown_1234568155.unknown_1234568156.unknown_1234568154.unknown_1234568149.unknown_1234568151.unknown_1234568152.unknown_1234568150.unknown_1234568147.unknown_1234568148.unknown_1234568146.unknown_1234568129.unknown_1234568137.unknown_1234568141.unknown_1234568143.unknown_1234568144.unknown_1234568142.unknown_1234568139.unknown_1234568140.unknown_1234568138.unknown_1234568133.unknown_1234568135.unknown_1234568136.unknown_1234568134.unknown_1234568131.unknown_1234568132.unknown_1234568130.unknown_1234568121.unknown_1234568125.unknown_1234568127.unknown_1234568128.unknown_1234568126.unknown_1234568123.unknown_1234568124.unknown_1234568122.unknown_1234568117.unknown_1234568119.unknown_1234568120.unknown_1234568118.unknown_1234568115.unknown_1234568116.unknown_1234568114.unknown_1234568097.unknown_1234568105.unknown_1234568109.unknown_1234568111.unknown_1234568112.unknown_1234568110.unknown_1234568107.unknown_1234568108.unknown_1234568106.unknown_1234568101.unknown_1234568103.unknown_1234568104.unknown_1234568102.unknown_1234568099.unknown_1234568100.unknown_1234568098.unknown_1234568089.unknown_1234568093.unknown_1234568095.unknown_1234568096.unknown_1234568094.unknown_1234568091.unknown_1234568092.unknown_1234568090.unknown_1234568085.unknown_1234568087.unknown_1234568088.unknown_1234568086.unknown_1234568083.unknown_1234568084.unknown_1234568082.unknown_1234568049.unknown_1234568065.unknown_1234568073.unknown_1234568077.unknown_1234568079.unknown_1234568080.unknown_1234568078.unknown_1234568075.unknown_1234568076.unknown_1234568074.unknown_1234568069.unknown_1234568071.unknown_1234568072.unknown_1234568070.unknown_1234568067.unknown_1234568068.unknown_1234568066.unknown_1234568057.unknown_1234568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